Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:08Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-12-20Bitstream added on 2014-06-13T20:38:26Z : No. of bitstreams: 1 silva_fs_me_araiq.pdf: 1246275 bytes, checksum: aa02328198b00910cfd05529926fa550 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este trabalho objetivou otimizar e validar método para determinação de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) em rapadura. Foram estudados os 17 HPAs considerados como contaminantes prioritários pela agência americana NIOSH (National Institute of Occupational Safety and Health). As figuras de mérito estudadas na otimização da resposta do sistema cromatográfico foram: fator de retenção (k'), seletividade () e número de pratos teóricos (N) através de variáveis como: composição da fase móvel, tipo de fase móvel e estacionária e vazão da fase móvel. O sistema de detecção fluorescente foi otimizado para a melhor resposta dos analitos de interesse. As condições otimizadas para o sistema de HPLC-Fluorescência incluem: coluna Supelcosil LC PAH (250 mm x 4,6 mm x 5 æm), sistema eluente acetonitrila/água, gradiente de 60% (5min) a 100% acetonitrila em 20 minutos (15 min), e 60% de acetonitrila (2 min). Os comprimentos de onda de excitação e de emissão utilizados foram : 220/320nm (0-10 min), 240/398 nm (10,01-32,5 min) e 300/498 (32,51 - 35 min). No preparo da amostra de rapadura foram otimizados diversos parâmetros como: razão massa/volume, tempo e número de extrações no sistema de ultra-som e melhor solvente extrator. Utilizando-se as condições analíticas otimizadas, foram determinados os limites de detecção e quantificação do método cromatográfico, de acordo com a IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry). O método otimizado e validado foi aplicado a amostras de rapadura comercializadas em Araraquara(SP) e Natal (RN). Não foi encontrado benzo(a)pireno em nenhuma das amostras, sendo possível quantificar pireno, fenantreno e fluoranteno em todas as amostras. O total de HPas variou entre 0,97 e 1,56 æg.Kg-1. / This work aimed to optimize and validate an analytical method for polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) quantification in rapadura (sugar cane candy) and applied the method to rapadura samples marked in Araraquara (SP) and Natal (RN). It was investigated seventeen PAHs considered priorytary contaminants by American institutions on NIOSH (National Institute of Occupational Safety and Health). In the optimization of the chromatographic response was studied: factor of retention (k'), selectivity () and theoretical plate number (N). Variables as composition of the mobile phase, type of mobile and stationary phase and flow of the mobile phase was optimized. The fluorescent detection system was optimized for the best detection of the compounds of interest. Optimized chromatographic conditions (HPLC/Flu) include: column Supelcosil LC PAH (250 mm x 4, 6 mm x 5 æm), elution with acetonitrile/water, gradient of 60% (5min) the 100% acetonitrile in 20 minutes (15 min), and 60% of acetonitrile (2 min). The wave lengths of used excitation and emission were: 220/320nm (0-10 min), 240/398 nm (10, 01-32, 5 min) and 300/498 (32.51 - 35 min). In the treatment of the sample several parameters were optimized as: ratio mass/volume, time and number of extractions in ultrasonic bath and better solvent extractor. Using the optimized analytical conditions, it can be determined the limits of quantification and detention of the chromatographic method, in accordance with the IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry). Rapadura samples from Araraquara(SP) and Natal(RN) were analysed. Benzo(a)pyrene was not found in none sample. It as possible quantify pyrene, phenantrene and fluoranthene in all samples. The total PAHs ranged from 0,97 to 1,56 æg Kg-1.

Orientador: Maria de Lourdes Bueno Trindade Galo / Banca: Nilton Nobuhiro Imai / Banca: Enner Herenio de Alcantara / Banca: Waterloo Pereira Filho / Banca: Luciana de Resende Londe / Resumo: Florações de cianobactérias são frequentemente relacionadas a condições eutróficas que comprometem os usos múltiplos dos ambientes aquáticos, implicando em riscos a saúde humana e a biota aquática. Para a compreensão da dinâmica do fitoplâncton (abundância, taxonomia, produtividade e fisiologia), com melhor resolução espacial e temporal, e com custo reduzido, os métodos tradicionais de monitoramento do fitoplâncton estão sendo complementados por abordagens que utilizam as propriedades ópticas dos pigmentos fitoplanctônicos. No caso das cianobactérias, a presença exclusiva do pigmento ficocianina, tem propiciado o desenvolvimento de pesquisas com enfoque na discriminação de cianobactérias a partir de suas respostas espectrais peculiares. Assim, com o propósito de analisar o comportamento sazonal de cianobactérias por meio da inferência do pigmento ficocianina foram adquiridos em quatro levantamentos de campo dados multifonte: imagens multiespectrais MODIS e RapidEye, curvas de reflectância espectral e dados fluorimétricos. Os dados originais e seus derivados resultantes de aplicação de técnicas como razão de bandas, análise derivativa, remoção do contínuo foram relacionados com a concentração de ficocianina e em alguns casos com clorofila a. Os resultados mostraram que dados multifonte mesmo em diferentes níveis de aquisição, permitem inferir a presença de cianobactérias, por meio do pigmento fitoplanctônico ficocianina, contudo a detecção em baixas concentrações só foi possível por meio da fluorescência. Pela análise das variáveis limnológicas tradicionais, verifica-se que o segundo levantamento de campo, realizado em fevereiro de 2012 foi o mais representativo de uma região eutrofizada, com concentrações médias de 7,12 μg/L e 47,54 μg/L para ficocianina e clorofila a, respectivamente. Já os primeiro (dezembro/2011)... / Abstract: Cyanobacterial blooms are often related to eutrophic conditions that jeopardize the multiple uses of aquatic environment, which can endanger both human and aquatic health. In order to understand the dynamics of phytoplankton (abundance, taxonomy, physiology and productivity) with a better spatial and temporal resolution and low cost, traditional monitoring methods phytoplankton are being complemented by approaches based in optical properties of phytoplankton pigments. Concerning cyanobacteria, the singular presence of phycocyanin has allowed the development of researches about of cyanobacteria discrimination based upon their spectral response characteristics. Thus, for the purpose of examine the seasonal behavior of cyanobacteria through inference of the phycocyanin pigment were acquired in four field surveys some multisource data: MODIS and RapidEye multispectral images, spectral reflectance curves and fluorimetric data. The original data and their derivatives (band ratio, derivative analysis, continuous removal) were related with concentration of phycocyanin and in some cases with chlorophyll a. The results have shown that remote sensing multisource data, even at different levels of acquisition could detect the presence of cyanobacteria by means of its phycocyanin pigment. However, the detection by the spectral response of this pigment is conditioned to its occurence in minimal concentrations. Thus, in the order to monitor the seasonal behavior of the occurrence of cyanobacteria, the detection through fluorescence are complementary, given the fluorimetry performance at low concentrations... / Doutor

Os antipsicóticos são drogas utilizadas no tratamento de muitos transtornos psiquiátricos, sendo classificados em dois grupos: típicos e atípicos. Os típicos formam o grupo de drogas que bloqueiam especialmente os receptores de dopamina e, por isto, causam efeitos colaterais característicos, que se manifestam através de sintomas extrapiramidais e podem terminar em discinesia tardia. Os atípicos apresentam eficácia antipsicótica similar à dos antipsicóticos típicos, mas produzem menos efeitos colaterais extrapiramidais e não causam discinesia tardia. Os antipsicóticos se ligam às proteínas plasmáticas, principalmente a albumina, a qual representa cerca de 60% do total das proteínas no soro humano. Neste trabalho estudamos os processos de interação de duas drogas antipsicóticas atípicas, risperidona e sulpirida, com as albuminas séricas humana (HSA) e bovina (BSA), através da técnica de supressão da fluorescência intrínseca do triptofano. A partir dos espectros de fluorescência, a análise dos dados foi feita obtendo-se os gráficos e as constantes de Stern-Volmer. A análise da supressão da fluorescência foi feita a partir da média aritmética dos dados oriundos dos experimentos realizados em cada condição adotada. Como a molécula da sulpirida é fluorescente desenvolvemos uma modelagem matemática do processo de interação, que nos permitiu então obter os dados referentes à supressão da fluorescência da proteína. Os resultados mostraram que a risperidona e a sulpirida suprimem a fluorescência de ambas albuminas por um processo de quenching estático, formando complexos droga-albumina. A risperidona tem uma afinidade com a HSA cerca de 6,5 vezes maior do que a sulpirida, a 37 oC. As constantes de associação calculadas para a interação risperidona-HSA, através da Teoria de Stern-Volmer, foram 1,43 ( 0,05) x 105 M-1, a 37 C, e 2,56 ( 0,09) x 105 M-1, a 25 C1; e para a sulpirida, 2,20 ( 0,08) x 104 M-1, a 37 C, e 5,46 ( 0,20) x 104 M-1, a 25 C. Como a taxa de quenching da BSA foi maior do que a da HSA, sugerimos que o sítio primário para a risperidona nas albuminas esteja localizado mais próximo ao domínio do triptofano 134 da BSA do que do domínio do triptofano 212 da HSA. O mesmo sugerimos com relação ao sítio para a sulpirida a 37 C. / Antipsychotics are drugs used to treat many psychiatric disorders. They are classified into two groups: typical and atypical. The typical group act blocking dopamine receptors in particular and it causes characteristic side effects with extrapyramidal symptoms, and can lead to tardive dyskinesia. The atypical group presents similar efficacy to typical group, but they produce less extrapyramidal side effects and does not cause tardive dyskinesia. Antipsychotics bind to plasmatic proteins, mainly to albumin, which represents about 60% of total human serum proteins. In this study we studied the interactions of two atypical antipsychotic drugs, risperidone and sulpiride, with human serum albumin (HSA) and bovine (BSA) through the technique of intrinsic tryptophan fluorescence quenching. From the fluorescence spectra, a data analysis was made to obtain Stern-Volmer plots and constants. Quenching analysis was performed used from using arithmetic means of data from experiments for each adopted condition. As sulpiride molecule is fluorescent, a mathematical modeling for interaction process was made. It allows us then to obtain the data referents to fluorescence quenching of protein. Results showed that risperidone and sulpiride quench the fluorescence for both albumins by static quenching process, forming complexes drug-albumin. The risperidone affinity to HSA is about 6.5 higher than supiride, at 37 oC. Stern-Volmer constants for interaction risperidone-HSA were 1.43 ( 0.05) x 105 M-1, at 37oC, and 2.56 ( 0.09) x 105 M-1, at 25 oC; and for sulpiride were 2.20 ( 0.08) x 104 M-1, at 37 oC, and 5.46 ( 0.20) x 104 M-1, at 25 oC. As the quenching ratio for BSA was higher than HAS, we suggested that the primary site for risperidone on albumin is closer of the domain of trypthophan 134 of BSA than the domain of trypthophan 212 of HAS. The same is suggested for the primary site of supiride at 37oC.

Este trabalho apresenta a síntese, caracterização e estudo fotofísico de novos heterociclos benzazólicos fluorescentes com potencial aplicação como sondas de ambientes lipídicos. Para isso, foram sintetizados três corantes que contêm em sua estrutura cadeias alquílicas de oito, doze e dezoito átomos de carbono ligados a um núcleo benzazólico que é o responsável pela fluorescência destes compostos. O corante que possui a cadeia alquílica de dezoito carbonos apresenta-se ainda na forma de um sal de amônio quaternário, com o objetivo de tornar a sua estrutura mais anfifílica do que os seus análogos neutros de oito e doze carbonos, e com isso, promover a interação entre meios que apresentam polaridade diferente como, por exemplo, água e membrana. A obtenção dos derivados contendo oito e doze carbonos foi realizada a partir da reação de substituição nucleofílica entre o heterociclo 2-(5’-amino-2’-hidroxifenil)benzoxazol e os respectivos iodoalcanos em presença de uma base, com rendimentos na faixa de 45%. O derivado com dezoito carbonos foi obtido em duas etapas, sendo a primeira a reação entre o 2- (5’-amino-2’-hidroxifenil)benzoxazol e a epicloridrina para formar o intermediário 2-(5’(N-3- cloro-2-hidroxipropilamina)-2’-hidroxifenil)benzoxazol. A reação deste intermediário com a N,N-dimetiloctadecilamina levou a formação do corante na forma de sal de amônio quaternário com 68% de rendimento. Os corantes foram caracterizados por Infravermelho, Ressonância Magnética Nuclear de Hidrogênio e de Carbono, Análise Elementar e ponto de fusão, além da caracterização fotofísica. O estudo fotofísico do sistema fosfatidilcolina/corante mostrou que os corantes sofrem a influência do meio lipídico, bem como a afinidade do corante quaternizado pelo sistema lipídico diferencia-se dos corantes neutros. Além disso, os corantes com cadeias alquílicas de oito e doze átomos de carbono se mostraram sondas mais eficientes para meios apolares ou polares apróticos e são liberados para o meio com o aumento da diluição do sistema. Já o corante com cadeia alquílica de dezoito átomos de carbono apresentou maior afinidade com o ambiente hidrofílico do sistema lipídico, ficando incorporado na bicamada lipídica, mesmo com o aumento da diluição. / This work presents the synthesis, characterization and photophysical study of new fluorescent benzazólicos heterocycles with potential application as probes of lipid environments. For this, three dyes were synthesized containing alkyl chains in the structure of eight, twelve and eighteen carbon atoms attached to a core benzazólico which is responsible for the fluorescence of these compounds. The dye that has the alkyl chain of eighteen carbons still presents as a quaternary ammonium salt, with the goal of making its structure more amphiphilic than their neutral analogues of eight and twelve carbons, and thereby promote the interaction means that present different polarity, for example, water and membrane. The obtaining of derivatives containing eight twelve carbons was made from the nucleophilic substitution reaction between the heterocycle 2-(5'-amino-2'-hydroxyphenyl) benzoxazole and its iodoalcanos in the presence of a base, with yields around 45%. The derivative eighteen carbons was obtained in two steps, the first being the reaction between 2- (5'-amino-2'-hydroxyphenyl) benzoxazole and epichlorohydrin to form the intermediate 2- (5'(N-3-chloro-2-hydroxypropylamine)-2'-hydroxyphenyl) benzoxazole. The reaction of this intermediate with N, N-dimetiloctadecilamina led to the formation of the desired compound quaternised 68% yield. The compounds were characterized by infrared, nuclear magnetic resonance of hydrogen and carbon, elemental analysis and melting point, besides the characterization photophysics. The photophysical study of the phosphatidylcholine/dye system showed that the dyes suffer the influence of the lipid and affinity of the dye quaternized by the system differs from dyes that show no load. In addition, the neutral dyes with alkyl chains content eight and twelve carbon atoms, proved most interesting probes for apolar media or polar aprotic media and are released into the medium with increasing dilution of the system. Already the derivative with eighteen carbon atoms and having quaternary nitrogen showed higher affinity for hydrophilic environment lipid system, becoming incorporated into the lipid bilayer, even with increased dilution.

Neste trabalho foram sintetizadas seis novas aminas lipofílicas fluorescentes contendo cadeias alquílicas de diferentes tamanhos, derivadas de compostos heterocíclicos do tipo 2-(2'-hidroxifenil)benzazólicos. Suas estruturas foram confirmadas através das técnicas de Espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear de Hidrogênio e Carbono, bem como Espectroscopia de Absorção na região do Infravermelho e Espectrometria de Massas de Alta Resolução. As moléculas sintetizadas foram incorporadas em lipossomas compostos por fosfatidilcolina (PC) da lecitina de soja e lipossomas de PC contendo o anfifílico glicoconjugado (C22PEG900GlcNAc), em proporção de 1:1. Ambos foram obtidos pelo método de evaporação em fase reversa. A caracterização destes se deu por experimentos de potencial zeta (PZ) e espalhamento de luz dinâmico (DLS). Os lipossomas apresentaram altos valores de potencial zeta, mesmo após um período de 30 dias mantidos à temperatura ambiente, sugerindo que estes sistemas apresentam estabilidade coloidal contra processos de agregação. Análises feitas por DLS indicaram que os lipossomas apresentam um diâmetro de 100 nm, tanto na ausência como na presença das moléculas sintetizadas. Foi realizado o estudo fotofísico das aminas em solventes orgânicos e em solução de tampão fosfato salino (pH 7,2), através de medidas de absorção na região do UV–Vis e emissão de fluorescência. Além disso, através de estudo fotofísico, foi avaliada a inserção das aminas nos lipossomas. O coeficiente de partição das moléculas nos lipossomas foi determinado e os altos valores apresentados indicam alta lipofilicidade das mesmas, além disso, através destas medidas foi verificado que estas tendem à saturação com o aumento da cadeia alifática indicando maior afinidade pelo ambiente hidrofóbico do sistema estudado. Foi avaliada a interação dos lipossomas de PC contendo o anfifílico glicoconjugado (C22PEG900GlcNAc) com a lectina WGA, tanto na ausência como na presença das aminas. Testes de interação das aminas com albumina sérica bovina indicaram alta interação através de um mecanismo de supressão de fluorescência estático. / In this work six new benzazolic based fluorescent lipophilic amines presenting alkyl chains of different sizes were synthesized. Their structures were confirmed by classical spectroscopic techniques, as well as, High Resolution Mass Spectrometry. The photophysical study of the amines was carried out in organic solvents and in phosphate buffered saline solution (pH 7.2), by absorption measurements in the UV–Vis region and fluorescence emission. These compounds present absorption in the UV–region and emission in the visible region of the spectra. The synthesized molecules were incorporated into liposomes composed of phosphatidylcholine (PC) from soy lecithin and PC liposomes containing the amphiphilic glycoconjugate (C22PEG900GlcNAc), in a ratio of 1:1 (w/w). Both were obtained by the reverse phase evaporation method. The liposomes were characterized by zeta potential (PZ) and dynamic light scattering (DLS). The liposomes presented high values of zeta potential suggesting that these systems present colloidal stability against aggregation processes. DLS data indicated that the liposomes have a diameter of 100 nm. In addition, the insertion of the amines into the liposomes was evaluated by fluorescence emission spectroscopy. The coefficient of partition of the molecules in the liposomes was also determined. The high values indicated high lipophilicity of the synthesized compounds. The interaction of liposomes PC containing the glycoconjugate C22PEG900GlcNAc with WGA, both in the absence and presence of the amines, was evaluated. Overall, the synthesized compounds showed potential application staining liposomes and as optical sensor for BSA in solution through a static fluorescence suppression mechanism.

Neste trabalho foi desenvolvida a síntese e caracterização do composto fluorescente 2- (5’-formil-2’-hidroxifenil)benzoxazol. O grupo formil incluído no heterociclo através de uma adptação da reação de Duff possui grande versatilidade sintética e permitiu a utilização deste fluoróforo na reação multicomponente de Hantzch para síntese de 1,4- dihidropiridinas fluorescentes também inéditas na literatura, com rendimentos moderados. Foi efetuado o estudo fotofísico de todas as moléculas sintetizadas através de técnicas de espectrofotometria de absorção na região do ultravioleta-visível e espectrofluorimetria. O novo composto benzoxazólico apresentou fluorescência decorrente apenas de transferência protônica intramolecular no estado excitado (ESIPT), fenômeno muito observado em sistemas benzazólicos hidroxifenil substituídos. As 1,4- dihidropiridinas sintetizadas apresentaram fluorescência dependente do solvente e da estrutura do anel dihidropiridínico, bem como do seu estado de oxidação, mantendo a característica principal da emissão de fluorescência por ESIPT: A grande perda de energia no estado excitado causando uma larga separação entre os comprimentos de onda máximos de absorção de UV-Vis e emissão de fluorescência e, por isso, grande deslocamento de Stokes. As 1,4-dihidropiridinas são moléculas fotoativas e de grande aplicabilidade farmacêutica. A inclusão do grupo benzoxazólico fluorescente agregou suas propriedades fotofísicas a estes novos N-heterociclos resultando em uma maior estabilidade e tornando estas moléculas potenciais sondas para meios biológicos em ensaios fluorimétricos. / In this work it was developed the synthesis and characterization of the 2-(5’-formyl-2’- hydroxiphenil)benzoxazole fluorescent compound. The formyl group included in the heterocycle through Duff modified reaction leads to great synthetic versatility and allowed the utilization of the fluorophore in the multicomponent synthesis of fluorescent Hantzsch 1,4-dihydropyridines, also not described in literature, with moderate yields. It was performed the photophysical study of all synthesized molecules through UV-vis absorption spectrophotometry and spectrofluorimetry techniques. The new benzoxazole compound has shown fluorescence only due to excited state intramolecular proton transfer (ESIPT), an often observed phenomenon in hydroxyphenyl substituted benzoxazole systems. The 1,4-dihydropyridines presented solvent and dihydropyridine ring structure and oxidation state dependent fluorescence, maintaining the major ESIPT fluorescence emission characteristic: significant energy loss in the excited state causing large separation between the UV-vis absorption and fluorescence emission maxima, and therefore great Stokes shift. The 1,4- dihydropyridines are photoactive molecules and of wide pharmaceutical applicability. The inclusion of the benzoxazole moiety has added its photophysical properties to the new N-heterocycles resulting in higher stability and making these molecules potential biological probes in fluorimetric assays.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Botânica, Programa de Pós-Graduação em Botânica, 2012. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2013-01-28T10:54:52Z No. of bitstreams: 1 2012_IzabellySaraivaSant’Ana.pdf: 4648030 bytes, checksum: c1587773e250a72ce5349091135d8e7c (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-02-07T12:34:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_IzabellySaraivaSant’Ana.pdf: 4648030 bytes, checksum: c1587773e250a72ce5349091135d8e7c (MD5) / Made available in DSpace on 2013-02-07T12:34:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_IzabellySaraivaSant’Ana.pdf: 4648030 bytes, checksum: c1587773e250a72ce5349091135d8e7c (MD5) / Hemiparasitas aéreas estabelecem conexões vasculares com suas plantas hospedeiras por meio do haustório para obter água e nutrientes minerais. Entre os nutrientes, nitrogênio (N) foi sugerido o mais limitante para o desenvolvimento dessas plantas. Os objetivos desse estudo foram (1) analisar estruturalmente a conexão do haustório secundário da hemiparasita Phthirusa ovata em ramos da hospedeira, (2) verificar as respostas fisiológicas da hemiparasita crescendo em uma hospedeira fixadora de N e outra não-fixadora e (3) as implicações do parasitismo nas respostas fisiológicas das duas hospedeiras. Para o estudo anatômico, foram coletadas raízes epicorticais e haustórios secundários de P. ovata crescendo em galhos de Dalbergia miscolobium. O estudo das respostas fisiológicas foi realizado na Reserva Ecológica do IBGE, em Brasília-DF, onde foram selecionados indivíduos de P. ovata na hospedeira fixadora de N, D. miscolobium, e não-fixadora, Byrsonima verbascifolia, e indivíduos parasitados e não-parasitados dessas hospedeiras. Foram medidos diversos parâmetros fisiológicos e a concentração foliar de macro (N, P, K, Ca, Mg e S) e micronutrientes (Zn, Fe, Mn, Cu e B). Nas secções anatômicas, observou-se que a penetração do haustório ocorreu pelas lenticelas da casca da hospedeira. Sugere-se que lenticelas e fissuras na casca da hospedeira facilitariam a penetração. Estruturalmente, se destacam grupos de braquiesclereídes com cristais prismáticos (sendo que os periféricos são células cristarque) e ocasionalmente, cristais no tecido parenquimático que podem ser caracteres distintivos da espécie. Na interface parasita-hospedeira, há células parenquimáticas comuns e células sugadoras de P. ovata em contato com o xilema secundário da hospedeira. Nessa região parasitada, houve a formação de tilos nos elementos de vaso e acúmulo de compostos fenólicos nas células do parênquima que são mecanismos de defesa da hospedeira a esta infestação parasítica. Dessa maneira, esse estudo mostrou que a conexão estabelecida por P. ovata não é xilema-xilema, mas envolve células parenquimáticas na interface. Quanto às respostas fisiológicas, P. ovata apresentou maior conteúdo de N foliar, clorofila a, clorofila total, carotenóides, maior taxa fotossintética e condutância estomática na hospedeira fixadora de N, indicando respostas positivas dessa hemiparasita a maior disponibilidade de N. O parasitismo de P. ovata afetou a eficiência intrínseca do uso da água e taxa de assimilação de CO2 da hospedeira D. miscolobium na estação seca, sem efeitos aparentes na estação chuvosa. Por outro lado, a presença da hemiparasita levou a uma redução no conteúdo de potássio foliar, razão clorofila total/carotenóides, taxa de assimilação de CO2 e condutância estomática de B. verbascifolia na estação chuvosa e do quenching não-fotoquímico relacionado à fotoproteção ((I)(NPQ) na estação seca. Esses resultados indicam que as hospedeiras foram diferentemente afetadas pela presença da hemiparasita, tendo maiores implicações em B. verbascifolia. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Mistletoes establish vascular connections with their host plants through the haustorium to acquire water and mineral nutrients. Nitrogen (N) has been suggested as the most limiting nutrient to the development of those hemiparasites. The objectives of this study were (1) to analyze structurally the connection that is established between the secondary haustorium of the mistletoe Phthirusa ovata and branches of the host plant; (2) check the mistletoe's physiological responses on a N-fixing and a non-fixing host and (3) the implications of the parasitism in the physiological responses of those two hosts. For the anatomical study epicortical roots and secondary haustoria of P. ovata were collected from plants attached to Dalbergia miscolobium's branches. The study of physiological responses was conducted at the IBGE Ecological Reserve, Brasilia-DF. P. ovata individuals on N-fixing (D. miscolobium), and non-fixing (Byrsonima verbascifolia) hosts, and parasitized and non-parasitized individuals of these hosts were sampled. Various physiological parameters were measured and leaf concentrations of macro (N,P, K, Ca, Mg and S) and micronutrients (Zn, Fe, Mn, Cu and B) were determined. In anatomical sections, it was observed that the haustorium penetrated the host through the bark lenticels. It is suggested that lenticels and fissures in the host bark would therefore facilitate penetration. Structurally, groups of brachysclereids with prismatic crystals stand up (peripheral ones are cristarque cells) and occasionally crystals were found in the haustorium parenchyma; they may be distinctive characters for this species. In the host-parasite interface, parenchymatic cells and sucker cells of P. ovata were in contact with the host's secondary xylem. In this parasitized region, there were formation of tylose in the vessel elements and accumulation of phenolic compounds in the parenchyma cells, which could be considered as host defense mechanisms against this parasitic infestation. Thus, this study showed that P. ovata does not establish a direct xylem-xylem connection with the host plant. An interface of parenchymatic cells of P. ovata is formed between the xylem of the hemiparasite and the xylem of the host. Regarding the physiological responses, P. ovata showed higher leaf concentrations of nitrogen, chlorophyll a, total chlorophyll, carotenoids, higher photosynthetic rate and stomatal conductance in the N-fixing host, indicating positive responses of this mistletoe to increased N availability. The parasitism by P. ovata negatively affected intrinsic water-use efficiency and CO2 assimilation rates of D. miscolobium host in the dry season, without apparent effects in wet season. In contrast, the mistletoe's presence led to a reduction in leaf concentrations of potassium, total chlorophyll / carotenoid ratios, CO2 assimilation rates and stomatal conductance of B. verbascifolia in the wet season and in non-photochemical quenching related to photoprotection ((I)NPQ) in the dry season. These results indicate that hosts were differently affected by the mistletoe presence, with major implications to B. verbascifolia.

Propriedades estruturais de membranas modelo, tais como as vesículas lipídicas, podem ser investigadas através da adição de sondas fluorescentes. Após sua incorporação aos sistemas biomoleculares, as moléculas fluorescentes são excitadas por luz linearmente polarizada e a emissão de fluorescência é despolarizada, devido à difusão translacional e também à difusão rotacional do fluoróforo, durante o tempo de vida do estado excitado. O monitoramento da luz emitida é feito através da técnica de fluorescência resolvida no tempo, em que são acompanhadas, por um lado, a intensidade da luz emitida, que fornece o tempo de decaimento da fluorescência, dependente do meio, e, por outro, o decaimento da anisotropia nas componentes da luz emitida, cujos tempos de correlação rotacional informam sobre a fluidez do meio. Uma molécula muito usada como sonda fluorescente é o DPH. Este fluoróforo, bastante hidrofóbico, possui simetria molecular uniaxial, e seus momentos de transição de absorção e emissão são colineares. Um dos usos desta sonda é no acompanhamentos da fluidez da bicamada lipídica ao longo da transição de fase das cadeias. A interpretação de dados experimentais requer modelos para a localização das moléculas fluorescentes, bem como para as possíveis restrições a seu movimento. Neste estudo, apresentamos três modelos para a difusão de moléculas fluorescentes uniaxiais, como o DPH, sugeridos em diversos artigos da literatura. O primeiro modelo consiste de um dipolo com rotação livre aleatória em solução homogênea, e serve como base para os modelos de difusão em meios anisotrópicos. No segundo modelo, consideramos rotações aleatórias dos dipolos reemissores no interior de cones distribuídos com seus eixos perpendiculares à vesícula esférica, geometria que pode refletir o movimento da sonda com eixo em media paralelo às cadeias lipídicas, restrito por elas. No terceiro modelo, o dipolo rotacional no plano da bicamada de geometria esférica, movimento que poderia ocorrer entre as monocamadas que constituem a bicamada. Para cada um dos modelos propostos analisamos a difusão rotacional da sonda através de dois métodos: (i) resolvemos a equação de difusão, para uma única molécula, levando em conta as condições de contorno impostas pelos modelos e determinamos a probabilidade da molécula ser encontrada com uma dada configuração em um tempo t. considerando a distribuição de moléculas na geometria proposta, obtemos a expressão analítica para a anisotropia de fluorescência. No caso da geometria do cone, a solução é obtida numericamente; (ii) realizamos simulações numéricas do passeio aleatório rotacional restrito, nas geometrias correspondentes, método muito útil no caso de geometrias de baixa simetria ou de composição de geometrias. Realizamos um estudo exploratório dos dados experimentais para DPH em membrana modelo, à luz dos resultados para os dois modelos propostos para este meio anisotrópico. / Structural properties of model membranes, such as lipid vesicles, may be investigated through the addition of fluorescent probes. After incorporation into the biomolecular system, the fluorescent molecules are excited with linearly polarized light and the fluorescence emission is depolarized due to translational as well as rotational diffusion during the life-time of the excited state. The monitoring of emitted light emitted informs on fluorescence decay times, and the decay of the components of the emitted light yield rotational correlation times which inform on the fluidity of the medium. The fluorescent molecule DPH, of uniaxial symmetry, is rather hydrophobic and has collinear transition and emission moments. It has been used frequently as a probe for the monitoring of the fluidity of the lipid bilayer along the phase transition of the chains. The interpretation of experimental data requires models for localization of fluorescent molecules as well as for possible restrictions on their movement. In this study, we develop calculations for three models for uniaxial diffusion of fluorescent molecules, such as DPH, suggested in several articles in the literature. The first model consists of a free randomly rotating dipole in a homogeneous solution, and serves as the basis for the study of the diffusion of models in anisotropic media. In the second model, we consider random rotations of emitting dipoles distributed within cones with their axes perpendicular to the vesicle spherical geometry: this could mimic the movement of the probe axis parallel to an average lipid chain. In the third model, the dipole rotates in the plane of the bilayer spherical geometry, within a movement that might occur between the monolayers forming the bilayer. For each of the models proposed, two methods are used by us in order to analyse the rotational diffusion: (1) solution of the corresponding rotational diffusion equation for a single molecule, taking into account the boundary conditions imposed by the models, for the probability of the fluorescent molecule to be found with a given configuration at time t. considering the distribution of molecules in the geometry proposed, we obtain the analytical expression for the fluorescence anisotropy, except for the cone geometry, for which the solution is obtained numerically; (11) numerical simulations of a rotational random walk restricted in geometries corresponding method very useful in case of low-symmetry geometries or geometries of composition. In this study, we have reproduced existing calculations, in some cases, extended calculations developed previously by other authors, in others, or, still, developed new calculations. As an application of our methodology for analysis of diffusional rotations, we have conducted an exploratory study of the experimental data for DPH in lipid bilayers, in the light of the results for the two models proposed for anisotropic media.

Os citros são as plantas economicamente mais importantes da fruticultura mundial. O Brasil responde por cerca de 30% da produção do planeta, e o Estado de São Paulo produz cerca de 80% dos citros do país. A pior ameaça atual a esse mercado é a doença bacteriana conhecida como greening ou huanglongbing (HLB), pela severidade dos sintomas, por afetar todas as variedades de citros e pela rapidez com que se espalha pelos pomares, transmitida pelo inseto psilídeo Diaphorina citri. O greening torna os frutos inúteis para consumo e leva à morte da planta. Não existe cura para a doença, de modo que o principal método de controle de infestação é a combinação das pulverizações, para reduzir a população do inseto vetor, com a erradicação das plantas doentes. Este último procedimento é efetuado porque a planta doente funciona como foco de propagação para o restante do pomar. Por isso, é importante identificar e erradicar a planta doente o mais cedo possível. Hoje, a identificação das plantas doentes é feita por inspeção visual. Esse método é muito pouco eficaz, pois, na ausência de frutos, os sintomas nas folhas não se manifestam de maneira uniforme em toda a planta e podem ser bastante sutis, sendo até confundidos com outras doenças. Além disso, as plantas inoculadas permanecem cerca de um ano sem manifestar sintoma algum. Por isso, a inspeção visual tipicamente identifica apenas cerca de 27% das plantas infectadas. O método de diagnóstico mais preciso disponível atualmente é a reação em cadeia de polimerase em tempo real (RT- PCR). Entretanto, essa técnica é trabalhosa e dispendiosa, o que torna impossível seu uso para o diagnóstico de grandes quantidades de plantas. Este trabalho propõe uma metodologia de diagnóstico baseada na obtenção de espectros de fluorescência induzida por laser (LIFS) das folhas e na aplicação de redes neurais artificiais para distinguir plantas sadias e doentes. Um experimento realizado no campo com pés de laranjeira Pêra-rio enxertada em limoeiro Cravo demonstrou que plantas sintomáticas podem ser diagnosticadas com eficiência de 87%. Um experimento controlado usando mudas de laranjeira Valência em citrumeleiro Swingle atestou que a técnica proposta também é capaz de diagnosticar plantas assintomáticas, obtendo taxas de acerto de até 63%. Da comparação dos resultados com os obtidos por RT-PCR constatou-se que a técnica aqui proposta apresenta taxa de acerto até duas vezes maior nos estágios iniciais do desenvolvimento da doença, até dois meses antes do aparecimento dos sintomas. Foram feitos também estudos preliminares da viabilidade do uso das técnicas de imagens de fluorescência induzida por laser (LIFI) e espectroscopia de emissão óptica com plasma induzido por laser (LIBS) para o diagnóstico precoce do greening. Os resultados foram bons em ambos os casos: na fase assintomática da doença, LIFI obteve sempre mais de 68% de acerto, e LIBS obteve mais de 62% em todos os casos. Todas as técnicas forneceram, portanto, resultados muito melhores que os da inspeção visual, e todas são mais viáveis que o RT-PCR, tanto pela rapidez quanto pelo custo envolvido. / Citrus plants are the most economically important fruit worldwide. Brazil accounts for about 30% of the planet\'s production, and the State of São Paulo produces 80% of citrus in the country. Nowadays, the worst threat to this market is the bacterial disease known as greening or huanglongbing (HLB), because it causes severe symptoms, affects all citrus varieties, and spreads very quickly through the orchards, being transmitted by the insect Diaphorina citri. The greening-affected fruits are useless and the plant dies. There is no healing for this disease, so the main method for infestation control is pulverization, to reduce the population of the vector insect, combined with eradication of diseased plants. The last procedure is done because the diseased plant acts as a focus, spreading HLB to the healthy trees around. Therefore, it is important to identify and eradicate the diseased plant as soon as possible. The identification of diseased plants is done currently by visual inspection. This method is very inefficient, because, in the absence of fruits, the leaf\'s symptoms do not appear uniformly throughout the plant and when appear they can be quite subtle, and even they can be mistaken for other diseases. Moreover, inoculated plants do not show any symptoms for about a year. This is why visual inspection typically identifies only about 27% of infected plants. At present, the most accurate method of diagnosis available is real-time polymerase chain reaction (RT-PCR). However, this technique is laborious and costly, making impossible to use it for large scale diagnosis. This study proposes a new diagnostic methodology carried out in the leaves, without any preparation, based on laser-induced fluorescence spectroscopy (LIFS) and artificial neural networks to distinguish diseased plants from healthy ones. A field experiment using Pêra-rio orange grafted on Cravo lemon plants has shown that symptomatic trees can be diagnosed with an efficiency of 87%. A controlled experiment using Valência orange on Swingle citrumelo trees testified that the proposed technique is also able to diagnose asymptomatic plants, achieving accuracy rates up to 63%. Comparison with results obtained by RT-PCR revealed that the technique proposed here achieves accuracy rates up to twice as high in the early stages of disease development, until two months before the onset of symptoms. Preliminary studies about the feasibility of laser-induced fluorescence imaging (LIFI) and laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) for greening early diagnosis were also performed. Results were good in both cases: in the symptomatic stage of the disease, LIFI always got more than 68% accuracy, and LIBS obtained more than 62% in all cases. All the techniques have provided thus far better results than those from visual inspection, and they all are more applicable than RT-PCR, because of quickness and low cost of analysis.

Com uma grande diversidade climática, 13% de toda a água doce do mundo em seu território, abundância na energia solar e chuvas regulares, o Brasil é um país favorável para o desenvolvimento da agropecuária. Segundo o Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA) as vendas do setor do Agronegócio brasileiro, de janeiro até julho de 2016, alcançaram US$ 52,8 bilhões, respondendo por 49% de todas as exportações do país. Dois produtos que contribuem decisivamente para este sucesso são a soja e a laranja, onde o Brasil se enquadra como grande produtor e exportador. Um fator que pode comprometer o crescimento do setor do agronegócio são as pragas e doenças. Neste trabalho foram utilizadas técnicas de imagens e espectroscopia de fluorescência como ferramentas de diagnóstico de doenças e fenotipagem. As culturas estudadas, por sua relevância econômica, foram os citros e a soja. Foram investigadas folhas de laranja sadias e doentes com Huanglongbing (HLB), conhecida também como Greening e folhas de soja sadias e doentes com Green StemandFoliar Retention (GSFR), popularmente conhecida como Soja Louca II. Com base em descritores retirados dos espectros e das imagens foram desenvolvidos classificadores utilizando-se a Regressão por Mínimos Quadrados Parciais (PLSR). O desempenho dos classificadores para diferenciar folhas de soja doentes de folhas sadias alcançou 99% para o sistema de espectroscopia de fluorescência e 100% para o sistema de Imagens de Fluorescência. Já com o sistema de imagens de Refletância com Luz Polarizada o acerto na classificação correta entre folhas de laranja sadias e com HLB foi de 84%. Também foi estudada a possibilidade de utilização de imagens termais em diferentes situações de estresse hídrico e nutricional. Através deste sistema foi possível detectar plantas em condições de estresses hídricos decorridos dois dias após o corte de água. As técnicas acima mencionadas também foram testadas para fenotipagem de plantas. Foram analisadas 20 variedades diferentes de citros e 3 de soja. A taxa de acerto na diferenciação de citros geneticamente muito próximos ficou em torno de 63% e para soja foi alcançado 95%, isso quando empregado o sistema de espectroscopia de fluorescência. Com base nesses resultados é possível afirmar que as técnicasfotônicas combinadas com os modelos classificadores, podem ser utilizadas como ferramentas para diagnosticar as doenças, como a GSFR e o HLB, e avaliar diferentes tipos de estresse abiótico. Elas também podem ser utilizadas para diferenciar variedades de plantas, mesmo no caso de variedades muito próximas geneticamente, onde as técnicas tradicionais não são capazes de fazê-lo. Os resultados apresentados foram promissores e podem, em um futuro próximo, gerar sistemas portáteis que devem auxiliar os produtores no campo. / With a great climatic diversity, 13% of all the fresh water of the world in its territory, abundance in solar energy and regular rains, Brazil is a favorable country for the development of agriculture. According to the Ministry of Agriculture, Livestock, and Supply (MAPA), sales of the Brazilian Agribusiness sector, from January to July 2016, reached US$ 52.8 billion, accounting for 49% of all Brazilian exports. Two products that contribute decisively to this success are soy and orange, where Brazil is a major producer and exporter. One factor that can jeopardize the growth of the agribusiness sector is pests and diseases. In this work, fluorescence spectroscopy and imaging techniques were used as tools for the diagnosis of diseases and phenotyping. The crops studied, because of their economic relevance, were citrus and soybean. Healthy and infected leaves with Huanglongbing (HLB), also known as Greening, and healthy and infected leaves with Green Stem and Foliar Retention (GSFR), popularly known as Mad Soybean II, were investigated. Based on descriptors taken from spectra and images, classifiers were developed using Partial Least Squares Regression (PLSR). The performance of the classifiers to differentiate diseased leaves from healthy leaves reached 99% for the fluorescence spectroscopy system and 100% for the Fluorescence Imaging system. The success rate of classification for the system using polarized reflectance images reached 84%. We also studied the possibility of using thermal images in different situations of water and nutritional stress. Through this system, it was possible to detect plants in conditions of water stress after two days of water cut. The techniques above mentioned were also tested for plant phenotyping. Twenty different citrus and three soybean varieties were analyzed. The success rate of the differentiation using fluorescence spectroscopy for very close citrus was around 63% and for soybean was reached 95%. Based on these results it is possible to conclude that the photonic techniques combined with the classifier models can be used as tools to diagnose diseases such as GSFR and HLB and to evaluate different types of abiotic stress. They can also be used to differentiate plant varieties, even in the case of very closely varieties, where traditional techniques are not able to carry out. The results presented were promising and may, in the near future, generate portable systems that should assist farmers in the field.