Made available in DSpace on 2014-10-09T12:35:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:05:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / No Brasil e no mundo a tecnologia nuclear vem ocupando posição de destaque com diversas aplicações na indústria, geração de energia, meio ambiente e na medicina, melhorando a qualidade de exames e tratamentos, consequentemente, a vida das pessoas. O urânio é o principal elemento utilizado em instalações nucleares, servindo como material base desde a geração de eletricidade à fabricação de radiofármacos. Nos anos 50, em meio à guerra fria, a então recém-criada Agência Internacional de Energia Atômica se propôs a supervisionar instalações nucleares e incentivar a fabricação de combustíveis nucleares com baixo teor de urânio, conhecidos como combustíveis do tipo Material Test Reactor (MTR), fabricados inicialmente na forma de U3O8 e mais tarde o U3Si2, ambos dispersos em alumínio. A utilização desta tecnologia requer uma constante melhoria de todos os processos que envolvem a fabricação do MTR sujeita a diversos protocolos internacionais, os quais procuram garantir a confiabilidade desse combustível do ponto de vista prático e ambiental. Dentro desse contexto, o controle de impurezas, do ponto de vista da economia de nêutrons, afeta diretamente a qualidade de qualquer combustível nuclear, fazendo-se necessário um controle rigoroso. A literatura reporta procedimentos que, além de gerar resíduos, são demorados e dispendiosos, pois necessitam de curva de calibração univariada e materiais de referência. Assim, o objetivo deste trabalho é estabelecer e validar uma metodologia de análise química quantitativa não destrutiva, de baixo custo e tempo de análise, tal como, minimizar a geração de resíduo para a determinação multielementar dos maiores constituintes (Utotal e Si) e as impurezas (B, Mg, Al, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cd e outros) presentes em U3O8 e U3Si2, atendendo as necessidades de reatores nucleares na qualificação de combustíveis nucleares do tipo MTR. Para tanto, foi aplicada a técnica de fluorescência de raios X que permite análises químicas rápidas e não destrutivas, além de não necessitar de tratamentos químicos prévios (dissolução, digestão e outros) na fase de preparação de amostras. Para as correções de efeitos espectrais e de matriz foram aplicados e avaliados os métodos de parâmetros fundamentais, de curva de calibração univariada e de calibração multivariada. Os resultados foram comparados por meios de testes estatísticos em conformidade com a norma ISO 17025 com os MRCs (123(1-7) e 124(1-7)) de U3O8 da New Brunswick Laboratory (NBL) e 16 amostras de U3Si2 cedidas pelo CCN do IPEN-CNEN-SP. A quimiometria demonstrou-se um método promissor para a determinação de maiores e menores constituintes em combustíveis nuclear a base de U3O8 e U3Si2, uma vez que a precisão e exatidão são estatisticamente iguais aos métodos de análises volumétrica, gravimétrica e ICP-OES. / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2015-03-17T10:55:16Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2015-03-17T10:55:16Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O Brasil produz cerca de 2,2 milhões de metros cúbicos de madeira preservada para atender à demanda anual nos setores de transporte ferroviário, elétrico, rural e de construção civil. As espécies de madeiras mais usados são do eucalipto (Eucalyptus sp.) e pinus (Pinus sp.). A madeira preservada, utilizada para postes, dormentes, mourões e nas construções em madeira, deve estar em conformidade com as especificações exigidas pelas normas brasileiras quanto ao seu tratamento preservativo. No Brasil, os preservativos de madeira mais utilizados e regulamentados são CCA (arseniato de cobre cromatado) e o CCB (sal de cobre cromo e boro). As técnicas analíticas como espectrometria de absorção atómica de chama (FAAS) e espectrometria de emissão de plasma acoplado (ICPOES) e espectrometria de fluorescência de raios x (XRFS) são utilizadas para a avaliação desses processos. Neste trabalho, as amostras de madeira foram obtidas de árvores de eucalipto (Eucalyptus sp.), provenientes de áreas de plantação do estado de Minas Gerais, Brasil. Amostras de madeira de eucalipto foram submetidas a diferentes concentrações de solução de CCA, sob pressão, atingindo retenções de 3,9; 6,7; 9,1; 12,4 e 14,0 kg de CCA por m-³ de alburno. A partir dos blocos tratados foram obtidos amostras em forma de cilindros e serragem. A determinação de cobre, cromo e arsênio foi realizada pela espectrometria de fluorescência de raios X de energia dispersiva (EDXRF), espectrometria de fluorescência de raios X portátil (PXRF), FAAS e IAAN. Neste trabalho, foram avaliados métodos de análise, sensibilidade e precisão, exatidão das técnicas analíticas relacionadas. / Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

In dieser Arbeit wurde ein Sensorkonzept mit Hilfe der Si-basierten Lichtemitter (MOSLED) zum Östrogennachweis in wässrigen Lösungen entwickelt. Das Sensorkonzept basiert auf einer direkten Fluoreszenzanalyse und besteht aus der Anordnung der Bio-Komponenten und dem Verfahren zu ihrer Herstellung sowie dem eigentlichen Meßverfahren. Die Anordnung besteht aus drei Teilen: die Funktionalisierung der MOSLED-Oberfläche, die Immobilisierung des hER -Rezeptors und die Herstellung der Referenzlösung. Den Schwerpunkt dieser Arbeit bildet die Ausführung dieser drei Teile. Die Funktionalisierung der SiO2-Oberfläche der MOSLED wurde mit Hilfe eines im Rahmen dieser Arbeit entwickelten SSC (Spraying Spin Coating)- Verfahrens realisiert. Die Ausgangsmaterialien dieses Verfahrens sind organofunktionelle Silangruppen mit drei unterschiedlichen funktionellen Gruppen, nämlich die Amino-, Carboxyl- und die Thiolgruppen. Die Optimierung dieser Methode erfolgte mittels der zwei Silangruppen APMS ((3- Aminopropyl)trimethoxysilane und Triamino-APMS (N-[3-(Trimethoxysilyl)propyl]ethylenediamine mit der gleichen Molekülstruktur, aber mit einer unterschiedlichen Anzahl an funktionellen Gruppen. Diese Resultate wurden mit in der Literatur beschriebenen Verfahren verglichen. Die Optimierung der SSC-Methode wurde zuerst auf einfache SiO2-Oberflächen und dann auf der Oberfläche der MOSLED angewendet. Die Proben wurden mit Hilfe üblicher Methoden der Oberflächenphysik- wie FTIR-, Raman- und XPS-Spektroskopie untersucht.Die Oberflächenrauhigkeit wurde mittels AFM-Spektroskopie ermittelt, deren Aufnahmen eine glatte Oberfläche bei den mit der SSC-Methode silanisierten Proben zeigen. Während die Hydrophobizität der funktionalisierten SiO2-Oberflächen zunimmt, sinkt dabei die Oberflächenenergie, welche die Anbindung eines hER -Rezeptors mit großer Bindungsenergie begünstigt. Zur Immobilisierung des hER -Rezeptors wurde dieser erst an das Hüllenmolekül des QDots R-655-Farbstoffs gebunden und anschließend an der SSC-silanisierten SiO2-Oberflächen adsorbiert. Der Anteil der immobilisierten Rezeptoren wurde mittels PL-Messung kontrolliert. Eine andere Immobilisierungstrategie des hER -Rezeptors an die SiO2-Oberfläche kann mit Hilfe eines Aminosäure-Derivates um den Rezeptor realisiert werden. Eine Adsorption der Lysinaminosäure an die SSC-APMS silanisierten SiO2- Oberflächen als Funktion des pH-Wertes wurde durchgeführt, und der Adsorbatsanteil des Lysins mittels XPS-Messung durch die Bindungsenergien der Energieniveaus C1s und N1s berechnet. Eine Referenzlösung mit QDots R 800-Farbstoff markierten Östrogenmolekülen kommt zum Einsatz. Dabei wird die Position 17 des β-Estradiolmoleküls, welches mit einem N-Hydroxysuccinimide Derivat versehen ist, an das Hüllenmolekül des QDots R 800-Farbstoff gebunden,sodass der Phenolring des β-Estradiols frei bleibt. Insbesondere ist bei den FTIR-Spektren eine nichtgebunden OH-Gruppe des β-Estradiolmoleküls gut erkennbar. Das gesamte Sensorkonzept wurde an zwei mit Östrogen mit einer Konzentration von 1mM und 1μM versetzten Wasserproben getestet. Die Anordnung der Bio-Komponenten wurde mittels PL nachgewiesen. Der Östrogennachweis wurde mit Hilfe des Ge- und Tb-basierten Lichtemitters demonstriert.

Extracellular vesicles (EVs) are lipid bilayer encapsulated nanoparticles which have emerged as an excellent source of biomarkers for multiple diseases, including cancer. However, they are highly heterogeneous in their molecular compositions which remains a major challenge hindering the utilization of their biomarker potential. A single-EV analysis is essential to both discovery and detect EVs that carry disease-specific signature. In this work, we designed plasmonic nanohole array for capturing single EVs and perform fluorescence detection of their membrane proteins by exploiting plasmonic amplification of the fluorescence signal. The design of the array was optimized using COMSOL Multiphysics-based simulation. Nanohole arrays with three different periodicities were fabricated on aluminum thin film on glass substrate. The substrates were then functionalized with three different methods for investigation of antibody-free capturing techniques, which are electrostatic interaction, hydrophobic interaction, and size-selective capturing. After surface functionalization with each of the techniques, genetically engineered EVs expressing mNeonGreen (mNG) were incubated and their capture efficiency were compared. The presence of single-EVs within plasmonic nanoholes was verified through both fluorescence analysis and atomic force microscopy (AFM). Fluorescence intensities of mNG-EVs recorded with the plasmonic chip with different periodicities showed intensity variations in agreement with the simulation results. Furthermore, the EVs were immunostained with R-phycoerythrin (R-PE) conjugated CD-9 to demonstrate the possibility of general and multimarker fluorescence detection. In a separate experiment, DOPC liposomes were synthesized and their deformability was analyzed by using AFM. The nanohole array provides a basis for a future platform of EV analyses, promising to capture the signature arising from low expressing proteins. / Extracellulära vesiklar (EV) är lipadmembranförsedda nanopartiklar som har dykt upp som en utmärkt källa till biomarkörer för flera sjukdomar, däribland cancer. De är dock mycket heterogena i sina molekylära sammansättningar, vilket skapar en stor utmaning och hindrar utnyttjandet av deras potential som biomarkörer. EV-analys på enpartikelnivå är nödvändig både för att upptäcka och detektera vesiklar som har en sjukdomsspecifik signatur. I detta arbete designade vi en plasmonisk uppsättning av nanohål för att fånga enstaka EVs och utföra fluorescensdetektion av deras membranproteiner genom att utnyttja plasmonisk amplifiering av fluorescenssignaler. Designen av uppsättningen optimerades med hjälp av COMSOL Multiphysics-baserad simulering. Nanohålsuppsättningar med tre olika periodiciteter tillverkades på tunn aluminiumfilm på glassubstrat. Substraten funktionaliserades sedan enligt tre olika metoder för undersökning av antikroppsfria bindningsmetoder. De tre metoderna är elektrostatisk interaktion, hydrofob interaktion och storleksselektiv bindning. Efter ytfunktionalisering med var och en av teknikerna inkuberades vesiklar genetiskt modifierade att uttrycka mNeonGreen (mNG) och deras bindningseffektivitet jämfördes. Närvaron av individuella EVs i plasmoniska nanohål bekräftades genom både fluorescensmikroskopi och atomkraftsmikroskopi (AFM). Fluorescensintensiteter för mNG-EVs registrerades med plasmonchipet med olika periodiciteter och visade intensitetsvariationer i överensstämmelse med simuleringsresultaten. Dessutom immunfärgades vesiklarna med R-fykoerytrin (R-PE) konjugerad CD-9 för att påvisa möjligheten till allmän och multimarkör fluorescensdetektion. I ett separat experiment syntetiserades DOPC-liposomer och deras deformerbarhet analyserades med AFM. Nanohåluppsättningen lägger grund för en framtida plattform för EV-analys, som lovar att fånga signaturen som uppstår från låguttryckande proteiner.

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L'objectif de cette thèse est d'évaluer les performances d'une méthode d'imagerie optique non-invasive pour la détection de précancers et cancers précoces de la vessie, à l'aide d'une analyse de lumière laser rétro-diffusée. L'analyse de la distribution spatiale de la lumière à la surface de fantômes multi-couches imitant l'épithelium de vessie avec différentes propriétés d'absorption et de diffusion nous a permis de montrer les modifications de ces propriétés optiques entraînent des changements de la taille de la surface du spot de lumière rétro-diffusée, mesurables par une caméra vidéo. La méthode développée est également sensible à l'accumulation d'un photosensibilisateur et est applicable aussi bien pour des études en réflectance diffuse qu'en fluorescence induite. Les paramètres optiques des fantômes synthétiques tri-couches imitant différents états des épithéliums de vessie ont été calculés à partir de la théorie des ondes électromagnétiques appliquée aux diffuseurs sphériques sans et avec une couche. Ces paramètres ont servi comme entrées aux simulations de Monte Carlo qui ont permis d'obtenir les matrices des distributions d'intensité de réflectance diffuse. Notre étude démontre que les mesures en imagerie de réflectance diffuse non-polarisée permettent de fournir des informations utiles au diagnostic tissulaire / The present thesis aimed to evaluate the performance of non-invasive optical method for bladder pre- and early- cancer detection by means of diffuse-reflected laser light analysis. The analysis of light distribution at the surface of multi-layered bladder phantoms with different scattering and absorption properties showed that the changes in the optical properties lead to increase or decrease of the diffuse-reflected light spot area, detectable by a video camera. It was also determined, that the presented method is capable of detection of the photosensitizer accumulation, and can be applied for both (diffuse-reflected laser and fluorescence) studies simultaneously. The calculations for spherical and ?coated?-spherical tissue scatterers, based on the electromagnetic wave theory, allowed for obtaining optical parameters of three-layered biological phantoms and of bladder tissues at different states. These parameters served as inputs for Monte Carlo simulations, which provided us with matrices of diffuse-reflected light distributions. The study showed that the measurements of non-polarized back-scattered laser light can provide useful information on the tissue state

Metais tóxicos, tais como Ni, V, Zn, Cu, Cr, Mn, e metalóides, como As e Se e seus compostos estão associados normalmente com as partículas de pequeno diâmetro presentes nos aerossóis atmosféricos. Esse fato é importante, principalmente, quando se refere à saúde pública, pois esta é considerada a fração respirável das partículas que podem penetrar profundamente dentro dos pulmões e causar danos aos alvéolos. A concentração de metais traço na atmosfera, em geral, mostram níveis muito baixos, a determinação da composição elementar destas partículas requer o uso de técnicas analíticas apropriadas tais como: Indução de Partículas por Emissão de Raios X (PIXE), Análise por Ativação Neutrônica (AAN) e Espectrometria por Fluorescência de Raios X, dentre outras. O principal objetivo deste estudo foi a identificação das fontes de emissão de partículas grossas (MP10) e finas (MP2.5) presentes nos aerossóis atmosféricos da Região Metropolitana de Belo Horizonte. A Análise por Ativação Neutrônica pelo método-k0 (k0-AAN) combinada com a Fluorescência de Raios X por Energia Dispersiva (ED-XFR) foram usadas para medir a concentração dos elementos traço presentes em cada amostra. Altos níveis de concentração de particulados especialmente MP2.5, foram medidos durante o período de amostragem. Em geral, a qualidade do ar variou de Razoável a Inadequada. O modelo receptor usado para a identificação das principais fontes emissoras foi a Análise dos Componentes Principais (APC). Os resultados mostraram que os principais elementos presentes no material particulado inalável (MP2.5 e MP10) foram Ag, Al, As, Au, Ba, Br, Ca, Cl, Cr, Cu, Fe, K, Mn, Na, , S, Sb, Sc, Si, Ti, W e Zn. Os resultados para análise multivariada mostram claramente quatro fontes poluidoras, sendo estas: emissões veiculares; re-suspensão de poeira de solo/asfalto; aerossóis secundários associados com a emissão de SO2; e emissões industriais associadas com a queima de combustíveis fósseis. / Toxic metals, such as Ni, V, Zn, Cu, Cr, Mn and metalloids as As and Se and their compounds are mainly associated with the smaller diameter particulates present in the atmospheric aerosols. This fact is important, principally, when it concerns public health, because this is considered the breathable fraction of particles that can penetrate deeply into the lungs and cause damage to the alveoli. Once in the atmosphere the concentrations of trace metals, in general, show very low levels, thus the determination of the elementary composition of those particles requires the use of appropriate analytical techniques such as Particle Induced X-Ray Emission (PIXE), Neutron Activation Analysis (NAA) and X-Rays Fluorescence spectrometry (XRF), among others. The main objective of this study was the identification of the generating sources of gross (PM10) and fine (PM2.5) particles present in the atmospheric aerosols of the metropolitan region of Belo Horizonte. Neutron Activation Analyses by k0-method (k0-NAA) combined with Energy Dispersed by X-Ray Fluorescence was used to measurement of the concentration of trace elements present in each sample. High levels of particulate concentrations, especially PM2.5, were measured during the sampling period. In general, the air quality varied from Reasonable to Inadequate. The receptor model used to assist in the identification of the main emission sources was the Principal Components Analysis. The results showed that the main elements presents in particulate inhalable matter (PM2.5 and PM10) were Ag, Al, As, Au, Ba, Br, Ca, Cl, Cr, Cu, Fe, K, Mn, Na, , S, Sb, Sc, Si, Ti, W and Zn. The results for multi-variable analyses shown clearly four pollutant sources, these being: vehicular emissions; resuspended soil/asphalt powder; secondary aerosols associated with emission of SO2; and industrial emissions associated with fossil oil burning.

O resíduo estudado neste trabalho é originado do processo de obtenção de alumínio metálico, de grande interesse no Brasil pelo fato do país ser detentor de algumas das maiores reservas do mineral bauxita no mundo, utilizado como fonte de alumínio. Tendo como estratégia a geração de resíduo zero, colaborando para as tecnologias ambientalmente amigáveis, este trabalho estuda a incorporação de um resíduo resultante da recuperação de alumínio presente na escória gerada durante o processo de produção primária do alumínio metálico, por plasma térmico. Utilizando-se o diagrama de equilíbrio de fases do sistema Al2O3-CaO-SiO2, fez-se a adequação das composições visando a incorporação de resíduo no produto cerâmico sem alterar as características de processamento do material. A obtenção de vidros e de fritas vitrocerâmicas com o resíduo borra branca foi realizada fazendo-se a fusão das composições calculadas e, para os vitrocerâmicos, tratamento térmico posterior de devitrificação. Os produtos obtidos foram caracterizados utilizando-se técnicas de análise tais como difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia do infravermelho (FTIR). Foi possível obter material vitrocerâmico com até 30% de resíduo de alumínio, após a fusão a 1300°C e devitrificação a 900°C. Em adição, o resíduo demonstrou ser um promissor material auxiliar na formação de fases cristalinas em baixos tempos de tratamento térmico. / This work studies the residue obtained from the process of aluminum metal extraction activities, a great interest process, because of Brazil own some of the biggest bauxite mineral reserves in all the world. As a useful choice for no residue generation, and a support for environmentally friendly technologies, this work studies the white dross residue (WDR), from the process of aluminum metal reduction by thermal plasma. The phase equilibrium diagram of Al2O3-Ca O-SiO2 system was used to calculate the compositions. The WDR were incorporated in a ceramic product without modifying its principal characteristics. The fusion and devitrification treatments were studied. XRD (X-ray diffractometry), SEM (scanning electron microscopy) and FTIR (transformed Fourier infrared) were used to investigate the glass and glassceramic samples. These techniques showed that is possible to get glassceramic with up to 30 mass% of WDR after molten at 1300 deg C and annealed at 900 deg C. In addition, the WDR showed to be a promising material in attainment of crystalline phases in less times of heat treatment for annealing.

O resíduo estudado neste trabalho é originado do processo de obtenção de alumínio metálico, de grande interesse no Brasil pelo fato do país ser detentor de algumas das maiores reservas do mineral bauxita no mundo, utilizado como fonte de alumínio. Tendo como estratégia a geração de resíduo zero, colaborando para as tecnologias ambientalmente amigáveis, este trabalho estuda a incorporação de um resíduo resultante da recuperação de alumínio presente na escória gerada durante o processo de produção primária do alumínio metálico, por plasma térmico. Utilizando-se o diagrama de equilíbrio de fases do sistema Al2O3-CaO-SiO2, fez-se a adequação das composições visando a incorporação de resíduo no produto cerâmico sem alterar as características de processamento do material. A obtenção de vidros e de fritas vitrocerâmicas com o resíduo borra branca foi realizada fazendo-se a fusão das composições calculadas e, para os vitrocerâmicos, tratamento térmico posterior de devitrificação. Os produtos obtidos foram caracterizados utilizando-se técnicas de análise tais como difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia do infravermelho (FTIR). Foi possível obter material vitrocerâmico com até 30% de resíduo de alumínio, após a fusão a 1300°C e devitrificação a 900°C. Em adição, o resíduo demonstrou ser um promissor material auxiliar na formação de fases cristalinas em baixos tempos de tratamento térmico. / This work studies the residue obtained from the process of aluminum metal extraction activities, a great interest process, because of Brazil own some of the biggest bauxite mineral reserves in all the world. As a useful choice for no residue generation, and a support for environmentally friendly technologies, this work studies the white dross residue (WDR), from the process of aluminum metal reduction by thermal plasma. The phase equilibrium diagram of Al2O3-Ca O-SiO2 system was used to calculate the compositions. The WDR were incorporated in a ceramic product without modifying its principal characteristics. The fusion and devitrification treatments were studied. XRD (X-ray diffractometry), SEM (scanning electron microscopy) and FTIR (transformed Fourier infrared) were used to investigate the glass and glassceramic samples. These techniques showed that is possible to get glassceramic with up to 30 mass% of WDR after molten at 1300 deg C and annealed at 900 deg C. In addition, the WDR showed to be a promising material in attainment of crystalline phases in less times of heat treatment for annealing.

Ernst Alexander hat sich sowohl als experimentell als auch theoretisch äußerst fähiger Assistent von Georg von Hevesy im Institut für Physikalische Chemie der Universität Freiburg um die Entwicklung der Röntgenfluoreszenzanalyse verdient gemacht, habilitiert und wurde 1933 kurz nach seiner Ernennung zum Privatdozenten entlassen. Er ging an die Hebräische Universität Jerusalem, wo er das Arbeitsgebiet Experimentalphysik mit einer Institutswerkstatt aufgebaut, wesentliche Beiträge zur Röntgenstrukturanalyse geleistet und als Hochschullehrer fähige Wissenschaftler hervorgebracht hat. Während der kriegerischen Auseinandersetzungen stellte er Ersatzteile erst für die britische und dann für die israelitische Armee her. Ungeachtet seiner In Freiburg und in Jerusalem erbrachten Leistungen waren 1956 Institutsdirektor R. Mecke und der Dekan bei der Beurteilung seines Wiedergutmachungsantrages nicht bereit, ihm einen positiven Verlauf seiner akademischen Laufbahn zu bescheinigen, wenn er in Deutschland seine Arbeit hätte fortsetzen können. / Ernst Alexander was an assistant of George de Hevesy in the institute of physical chemistry of the university in Freiburg. He was a skillful experimenter with broad knowledge. He has done important contributions in the development of x-ray fluorescence analysis and has been qualified to give lectures at the university. In 1933 shortly after his appointment as lecturer he was dismissed. He went to the Hebrew University of Jerusalem, where he founded the laboratory of experimental physics with a workshop, where he dealt with x-ray structural analysis. During the war he produced spare parts for the British and later for the Israeli army. In 1956 he applied for reparation, but the head of the institute, R.Mecke and the dean did not accept that he would obtain a professorship if he must not leave Germany.