Orientador: Fernando Aparecido Sigoli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-16T00:25:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gaspar_RafaelDiLazaro_M.pdf: 2421283 bytes, checksum: 826f5a4d6da00ce1a1f5a12699432d66 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Neste trabalho, foram estudadas a síntese e a caracterização de nanopartículas de óxido de gadolínio dopado com európio(III). Os óxidos de gadolínio foram obtidos pela termodecomposição dos precursores hidroxicarbonatos de gadolínio sintetizados a partir do método da precipitação homogênea, utilizando-se a termólise da uréia como fonte de íons OH e CO3. Modificou-se o método da precipitação homogênea através do uso de misturas água/etanol, água/etilenoglicol e água/terc-butanol nas proporções 80:20 e 60:40% v/v, e utilizou-se nitrato e cloreto como fonte das terras raras. As amostras de hidroxicarbonato e óxido obtidas foram caracterizadas pelas técnicas de espectroscopia vibracional na região do infravermelho, análise elementar, difração de raios X, termogravimetria, espectroscopia de luminescência e microscopia eletrônica de varredura. Pela espectroscopia vibracional na região do infravermelho, observa-se que o íon carbonato está coordenado de forma bidentada ao metal, além da presença de moléculas de água nos precursores de hidroxicarbonato. A difratometria de raios X sugere indícios de mistura entre as composições (Gd2(OH)2(CO3)2.H2O) e (Gd(OH)(CO3).H2O) nos precursores, e os dados de análise térmica e a análise elementar corroboram estas observações. A termodecomposição dos precursores se dá através de uma reação topotática, resultando nas amostras de óxido de gadolínio com a manutenção da morfologia. Os óxidos cristalizam em uma estrutura cúbica de grupo espacial Ia-3, e os espectros vibracionais na região do infravermelho mostram que ocorre absorção de moléculas de CO2 e H2O na superfície. As propriedades luminescentes das amostras de óxido de gadolínio preparadas são atribuídas às transições intraconfiguracionais do íon európio(III). O tamanho médio de partícula das amostras de óxido varia em função do tamanho médio dos respectivos precursores. Parâmetros como a constante dielétrica do meio, a taxa de termodecomposição da uréia, a estabilização dos núcleos de precipitação e a viscosidade das soluções atuam conjuntamente na precipitação das amostras de hidroxicarbonato de gadolínio / Abstract: This work reports on the synthesis and characterization of europium(III)-doped gadolinium oxide and its particle size control. The europium(III)-doped gadolinium oxide samples were obtained by thermodecomposition of the hydroxycarbonate precursors prepared by the homogeneous precipitation method. Water/alcohol mixtures, in the ratio of 80:20 and 60:40% v/v, were used to modify the reaction media where the precipitation occurs. Gadolinium and europium nitrate and chloride were used as rare earth sources. Characterization of both, the precursor gadolinium hydroxycarbonate, and the gadolinium oxide were performed by infrared spectroscopy, elemental analysis, X ray diffractometry, thermogravimetry, luminescence spectroscopy and scanning electron microscopy. Infrared spectra show that the carbonate ion is bidentate when coordinating the gadolinium ions and that water molecules are present in the hydroxycarbonte samples. A mixture of (Gd2(OH)2(CO3)2.H2O) and (Gd(OH)(CO3).H2O) in the precursors is suggested by X ray diffractometry, in agreement with the elemental analysis and thermo gravimetric data. The thermodecomposition of the precursors occurs through a topotatical reaction, resulting in the gadolinium oxide samples with similar morphology to the precursor. The gadolinium oxide crystallizes in the cubic phase with spatial group Ia-3. The infrared spectra of the oxides indicate a possible absorption of water and carbon dioxide molecules on the oxide nanoparticles surface. The luminescent properties of the oxide samples were attributed to intraconfigurational transitions of the europium(III) ion. The oxide mean particle size is function of the mean particle size of its respective precursor. It was observed that reaction parameters such as dielectric constant of the reaction media, the urea thermodecomposition rate, the stabilization of the nuclei during the precipitation and the reaction media viscosities seem to control the particle mean size of europium(III)- doped gadolinium oxide / Mestrado / Quimica Inorganica / Mestre em Química

O objetivo deste trabalho é verificar os resultados fornecidos pelo programa computacional FRAPCON-3, hoje na versão 5, utilizado no processo de simulação do comportamento de varetas combustíveis de reatores refrigerados a água pressurizada (Pressurized Water Reactor PWR), sob situações operacionais de regime permanente, em condições de alta queima. Para realizar a verificação, foi utilizada a base de dados FUMEX-III, que fornece dados relativos a experimentos realizados com diversos tipos de combustíveis nucleares, submetidos a diversas condições operacionais. Através dos resultados obtidos na simulação do programa FRAPCON-3.5 e da sua comparação com os dados experimentais da base FUMEX-III, foi possível constar que o programa possui boa capacidade de predizer o comportamento operacional da vareta combustível em regime permanente a altas queimas. O trabalho consiste também em verificar a correlação entre UO2 e UO2-7%Gd2O3 na análise dos modelos que simulam o comportamento das pastilhas combustível. A adição do óxido de gadolínio ou gadolínia (Gd2O3), constitui-se na opção tecnológica mais solidamente consagrada e hoje comum em várias centrais nucleares. Por meio dos resultados obtidos nas simulações computacionais foram apresentadas e discutidas a influência das propriedades do UO2 e UO2-7%Gd2O3, quanto à temperatura no centro do combustível, liberação de gás de fissão na vareta, temperatura média do revestimento, volume interno e pressão interna da vareta combustível. / The objective of this work is to verify the results provided by the computer program FRAPCON-3, now in version 5, used in the simulation process of the behavior of fuel rods of pressurized water reactors - PWR permanent, in conditions of high burn. In order to carry out the verification, the FUMEX-III database was used, which provides data on experiments performed with different types of nuclear fuel, under different operating conditions. The results obtained in the simulation of the FRAPCON-3.5 program and its comparison with the experimental data of the FUMEX-III base showed that the program has a good ability to predict the operational behavior of the fuel rod in a steady state at high burn. The work also consists in verifying the correlation between UO2 and UO2-7%Gd2O3 in the analysis of models that simulate the behavior of fuel pellets. The addition of gadolinium oxide (Gd2O3) constitutes the most solidly established and now common technological option in several nuclear power plants. The influence of the properties of UO2 and UO2-7%Gd2O3 on the temperature at the center of the fuel, fission gas release on the rod, average coating temperature, internal volume and pressure were presented and discussed. of the fuel rod.

O ferro é essencial para a vida do ser humano, desempenhando um papel fundamental no metabolismo. Contudo, quando não armazenado em compartimentos biológicos adequados, o metal apresenta um potencial tóxico ao organismo, uma vez que contribui para a formação de espécies reativas de oxigênio. A sobrecarga de ferro é uma condição desfavorável para portadores de algumas disfunções genéticas, como a hemocromatose, ou de anemias crônicas que requeiram transfusões de sangue periódicas, como é o caso da talassemia. Os fármacos atuais que controlam a patologia, como a desferrioxamina (DFO), requerem infusão subcutânea lenta, causando desconforto em pacientes e podendo trazer um série de complicações, como insuficiência hepática e renal. A modificação dessas moléculas com biopolímeros é uma proposta para minimizar efeitos colaterais e aumentar a biodisponibilidade do fármaco no organismo. Dentre esses biopolímeros, destacam-se as albuminas proveniente do soro bovino (BSA) e do ovo (OVA), que têm baixa toxicidade, baixo custo e abundância de sítios reativos, que quando modificados, favorecem reação com a desferrioxamina. Como resultado, houve a reação dos biopolímeros com a desferrioxamina, com mudanças em suas estruturas secundárias e possível dimerização, resultando na formação de conjugados possuem afinidade com íon ferro e capacidade antioxidante semelhante ao fármaco original, características que tornam os compostos bons candidatos a uma alternativa à terapia de quelação. Os conjugados BSA-DFO e OVA-DFO podem reagir, além do ferro, com gadolínio, fazendo com o que os complexos tenham uma potencial aplicação como agentes de contraste em ressonância magnética de imagem (MRI). Neste trabalho, vimos que o complexo entre Gd(III) e BSA-DFO apresentou uma relaxatividade de 52,92 s-1 mM-1 para T2 e 45,37 s-1 mM-1 para T1 , um valor bem superior aos fármacos disponíveis no mercado, que apre-sentam relaxatividade entre 4 e 5 s-1 mM-1, o que foi explicado por sua elevada massa molecular, indicando que poderia ter bons efeitos na qualidade de MRI, com menores doses. / Iron is essential for human life, playing a fundamental role in metabolism. However, when not stored in appropriate biological compartments, the metal presents a toxic potential to the body, contributing to the formation of reactive oxygen species (ROS). Iron overload is an unfavorable condition for people with certain genetic disorders, such as hemochromatosis, or chronic anemias that require periodic blood transfusions, as thalassemia. Current drugs that control the pathology, as desferrioxamine, require slow subcutaneous infusion, causing discomfort in patients and may lead to a number of complications, such as hepatic and renal failures. As a result, the biopolymers were reacted with desferrioxamine, with changes in their secondary structures and possible dimerization, resulting in the formation of conjugates with iron ion affinity and antioxidant capacity similar to the original drug, characteristics that make the compounds good candidates for an alternative chelation therapy As a result, the reaction of the biopolymers with desferrioxamine caused a change in the secondary structure, with possible formation of dimers and showing different mobility when exposed to an electric potential difference. Not all polymer chains have reacted with DFO, however BSA-DFO complex has antioxidant capacity similar to the original drug. The BSA-DFO and OVA-DFO conjugates can react, in addition to iron, with gadolinium, making the complexes potential contrast agents for magnetic resonance imaging (MRI). In this work, the complex between Gd(III) and BSA-DFO presented a relaxativity of 52,92 s-1 mM-1 for T2 and 45,37 s-1 mM-1 for T1, values higher than the available drugs in the market (4 - 5 s-1 mM-1) which was explained by the high molecular weight, indicating a good effects on the quality of MRI, with lower doses.

Orientador: Wilson Nadruz Junior / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-23T11:09:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CoelhoFilho_OtavioRizzi_D.pdf: 8725333 bytes, checksum: ee070aef34035ec96f3bc99d7656888b (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A hipertrofia dos cardiomiócitos e a expansão da matriz extracelular são fatores importantes para o desenvolvimento da insuficiência cardíaca. Até o momento nenhum método não invasivo é capaz de caracterizar conjuntamente a hipertrofia de cardiomiócitos e a expansão da matriz extracelular. O objetivo desse estudo foi de validar um método derivado da ressonância magnética cardíaca (RMC) para a avaliação conjunta da hipertrofia dos cardiomiócitos e da expansão da matriz extracelular. Camundongos adultos foram submetidos a 7 semanas de tratamento com L-NG-Nitroarginine Methyl Ester (L-NAME) para indução de hipertensão e hipertrofia ventricular. Outro grupo de camundongos foi submetido à bandagem cirúrgica da aorta ascendente. Os animais tratados com L-NAME foram estudados pela RMC antes e após 7 semanas de tratamento com L-NAME. Os animais submetidos à bandagem da aorta foram estudados com 2, 4 e 7 semanas após a bandagem. O tempo T1 foi mensurado no coração antes e depois da administração de contraste paramagnético extracelular, gadolínio. O tempo de vida intracelular das moléculas de água (TVIMA), um parâmetro dependente ao tamanho da celular, e a fração do volume extracelular (FVEC), um parâmetro relacionado com o tecido conectivo extracelular, foram determinados utilizando um modelo de dois compartimentos, considerando a troca de água pela membrana celular dos cardiomiócitos. Os diâmetros menor (Dminor) e maior (Dmajor) dos cardiomiócitos foram medidos nos corações explantados corados com aglutinina contra gérmen de trigo (FITC-wheat germ agglutinin). TVIMA apresentou forte correlação com a relação do volume-pela-superfície dos cardiomiócitos (r=0,78, P<0,001) e do volume (r=0,78, P<0,001) dos cardiomiócitos determinados pela histologia. Os diâmetros e o volume dos cardiomiócitos foram significativamente maior nos animais trados com L-NAME (P<0,001). Os camundongos submetidos à bandagem da aorta apresentavam sinais precoces de aumento do tamanho dos cardiomiócitos, determinado tanto pela RMC como pela histologia. Animais expostos a bandagem da aorta demonstraram aumento significante no volume e da relação volume-pela-superfície dos cardiomiócitos, assim com ocorreu com TVIMA. A determinação do TVIMA e da FVEC pela RMC é capaz de quantificar dois importantes componentes do remodelamento cardíaco: a hipertrofia dos cardiomiócitos e a expansão da matriz extracelular / Abstract: Cardiomyocyte hypertrophy is a critical precursor to the development of heart failure. Methods to phenotype cellular hypertrophy non-invasively are limited. The goal was to validate a CMR-based approach for the combined assessment of extracellular matrix expansion and cardiomyocyte hypertrophy. Two murine models of pressure-overload, hypertension induced by L-NG-Nitroarginine Methyl Ester (L-NAME) and transaortic constriction (TAC), were imaged by CMR at baseline and 7-weeks after L-NAME treatment, and up to 7 weeks following TAC. T1 relaxation times were measured before and after gadolinium contrast. The intracellular lifetime of water (?ic), a cell size dependent parameter, and extracellular volume fraction (ECV), a parameter linked to interstitial connective tissue, were determined with a model for transcytolemmal water exchange. Minor (Dmin) and major (Dmaj) cell-diameters were measured on FITC-wheat germ agglutinin stained sections. ?ic, correlated strongly with histologic cardiomyocyte volume-to-surface ratio (r=0.78, P<0.001) and cell volume (r=0.75; P<0.001). Histological cardiomyocyte diameters and cell volume were higher in mice treated with L-NAME for 7 weeks compared to controls (P<0.001). In the TAC model, there was an early increase in cell volume and cardiomyocyte size using both CMR and histology without early fibrosis. Mice exposed to TAC demonstrated a significant, longitudinal, and parallel increase in histological cell volume, volume-to-surface ratio, and ?ic,between 2 and 7 weeks after TAC. The intracellular lifetime (? ic) measured by contrast-enhanced CMR is a sensitive, non-invasive measure of cardiomyocyte hypertrophy that can longitudinally track hypertrophy and myocardial remodeling / Doutorado / Clinica Medica / Doutor em Clínica Médica

Orientador: Fernando Cendes / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciencias Medicas / Made available in DSpace on 2018-08-08T02:39:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Reis_Fabiano_D.pdf: 3196665 bytes, checksum: f3fe729b0424ba25ff3eeb552bd7510e (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Estudamos o líquor (LCR) de 24 pacientes com esclerose múltipla (EM) e 11 sujeitos controles por espectroscopia de prótons de alta resolução por ressonância magnética. A aplicação da espectroscopia de prótons do LCR pode detectar metabólitos em situações normais e patológicas. O objetivo deste trabalho foi avaliar quais alterações metabólicas estão associadas à EM e estabelecer se as alterações da composição do líquor dos pacientes com EM reflete alterações metabólicas que ocorrem nesta doença desmielinizante. Foram analisadas amostras de líquor obtidas por punção lombar em 24 pacientes com EM (clinicamente definida), 9 homens e 15 mulheres, com idade média de início da doença de 30 anos; pacientes com polineuropatia idiopática, cefaléia, síndromes meningorradiculares e um paciente que fora submetido à punção para mielo-CT, foram utilizados como controles (11 pacientes). Uma porção de cada amostra de líquor foi armazenada para análise por RM, na qual 0,5 ml de LCR foram adicionados a 0,1 ml de 0,75 mM de TSP (sodium 3-trimethyl-sÍ!ylpropionate-2,2,3,3-d). Foi utilizado um espectrômetro VARIAN INOVA-500 (11,7 T), que opera a 499,886 MHz. Os espectros foram armazenados a 298 K e representaram a soma de 64 transientes adquiridos de dados 64 K, com amplitude espectral de 10 kíiz. Todos os espectros foram ajustados previamente à análise estatística multivariada e o padrão de reconhecimento foi ajustado ao pico do TPS para a mesma altura em todas as amostras e corrigidos os desvios espectrais e a linha de base. A concentração de metabólitos do líquor de pacientes com EM e controles foi estabelecida pela integração de picos isolados medidos relativos a TSP, corrigidos para o número relativo de prótons. As principais diferenças encontradas entre EM e controles foram aumentos dos níveis de acetoacetato, glutamina/glutamato e beta-hidroxibutirato nos pacientes com EM em comparação aos controles. Alanina, treonina, valina, leucina e isoleucina constituem cerca de 40% dos proteolípides da míelina e cerca de 20% da proteína básica da mielina. Acetoacetato e beta-hidroxibutirato resultam da degradação destes aminoácidos, que além de estarem relacionados à degradação desses aminoácidos, podem ser resultantes da patologia em oligodendrócitos / Abstract: We studied cerebrospinal fluid (CSF) of 24 patients with multiple sclerosis (MS) and 11 control subjects by high resolution proton MR spectroscopy. The application of 1 H magnetic resonance spectroscopy in cerebrospinal fluid (CSF) analysis may detect metabolites in normal and pathological conditions. The purpose of this work was to evaluate what biochemical changes were related to multiple sclerosis (MS) and establish whether the CSF composition in MS patients reflects metabolic changes occurring in this demyelinating disease. CSF samples obtained by lumbar puncture in 24 MS patients (clinically definite), 9 male and 16 female, with mean age of disease beginning around 30 years, patients with idiopathic polyneuropathy ; headache, and meningitis, and one patient submitted to myelo-tomography were used as controls (11 patients). A portion of each CSF sample was stored until NMR analysis, at which time 0,5 ml CSF were added to 0,1 ml of 0,75 mM sodim 3-trimethyl-silylpropionate-2,2,3,3-d (TSP), chemical shift reference (0,0 ppm), in D20. A Varian INOVA-500 (11,7 T) spectrometer, operating at 499,886 MHz, was used. Spectra were recorded at 298 K and represented the sum of 64 transients acquired over 64 K data points with a spectral width of 10 kHz, All spectra were treated prior to the multivariate statistics and pattern recognition by adjusting the TPS peak to the same height and by correcting the spectra shift and baseline. Metabolite concentrations in CSF from the patients with MS and controls were determined by integration of isolated peaks measured relative to TSP, correcting for the relative number of protons. The major differences between the MS and control patients by visual inspection were the relative increased levels of acetoacetate; glutamine/glutamate and beta-hydroxybutirate in MS patients, compared to controls. Alanine, threonine, valine, leucine and isoleucine account for 40% of the myelin proteolipid protein and for 20% of the myelin basic protein. Acetoacetate and beta-hydroxybutirate result from the degradation of these aminoacids, which besides being related to the breakdown of myelin, may result of oligodendrocyte pathology. During inflammation, lymphocytes, microglia and macrophages release excessive amounts of glutamate. Astrocytes impairment of glutamate uptake may contribute to excitotoxic damage of oligodendrocytes in MS / Doutorado / Neurociencias / Doutor em Fisiopatologia Medica

Hexaferrites have a broad scope for application based on their physical properties. To study the influence of replacing cerium and gadolinium ions in hexaferrites, it is very important to understand their structural, electrical, and magnetic properties of hexaferrites. In this regard, the W-type strontium hexaferrite doped with Ce3 + and Gd3+ ions was prepared using a proteic sol-gel process under a pressure of 3000 psi and sintered at 1200º C for 2 h at a heating rate of 1 and 2º C/min. A pure W-type strontium hexaferrite was identified using X-ray diffraction (XRD); the XRD patterns exhibited increasing lattice parameters and unit cell volume as a function of doping. Scanning electron microscopy analysis indicated growth on plates with hexagonal divisions. The inserted Gd3+ and Ce3+ ions caused imbalance in the lattice. Therefore, some of the Fe3+ ions present in the octahedral site were converted to Fe2+ ions. Thus, the Curie temperature was reduced to 474º C, increasing the coercivity and reducing the superexchange interactions between Fe-O. The high saturation magnetization and low coercivity in the samples indicate that the hexaferrites are potential candidates for applications involving microwave absorption. In addition, impedance spectroscopy measurements indicated the presence of a replacement threshold with rare earth ions, which results in an increased resistivity; this is predominantly mediated by oxygen vacancies in the Ce3+-doped hexaferrite. / As hexaferritas apresentam um vasto campo de aplicações a depender de suas propriedades físicas. Estudar a influência da substituição dos íons de cério e gadolínio é de suma importância para entender como funciona o mecanismo de obtenção das propriedades estruturais, elétricas e magnéticas nas hexaferritas. Dessa forma, a hexaferrita de estrôncio tipo W foi dopada com íons de Ce3+ e Gd3+ foi obtida via processo sol-gel proteico à 3000 psi e sinterizada a 1200º C/2h com taxa de aquecimento de 1 e 2 /C/min. A fase pura da hexaferrita de estrôncio tipo W foi identificada por difração de raios X com aumento dos parâmetros de rede e volume da cela unitária em função da dopagem. As análises de microscopia eletrônica de varredura indicam o crescimento em placas com clivagens hexagonais. . Os íons de Gd3+ e Ce3+ quando inseridos provocou um desbalanceamento de cargas, levando a transformação de certa quantidade de íons Fe3+, presente no sítio octaédrico, para Fe2+. Tal fato leva a redução da temperatura de Curie para 474º C, aumento da coercividade e redução das interações de super troca entre Fe-O. A alta magnetização de saturação e baixa coercividade apresentadas pelas amostras, indicam que as hexaferritas são considerados candidatos em potencial para fins de absorção de micro-ondas. Além disso, as medidas de espectroscopia de impedância indicam que existe um limiar de substituição com os íons terra rara para que haja aumento da resistividade e a condução ocorra predominantemente mediada por vacâncias de oxigênio na hexaferrita dopada com íon de Ce3+. Palavras

O presente trabalho aborda a síntese e caracterização de complexos benzenotricarboxilatos de íons Eu3+, Gd3+ e Tb3+, com o intuito de investigar suas características químicas e estruturais e correlacioná-las com as propriedades fotoluminescentes. Os complexos benzenotricarboxilato [TR(BTC)(H2O)n] foram sintetizados em solução aquosa, e apresentaram-se na forma de pós brancos, não-higroscópicos e insolúveis em solventes polares ou apolares. Os complexos com o ligante EMA se mostraram isomórficos e com grau de hidratação igual a dois. Os complexos com o ligante TLA também apresentaram isomorfismo, mas com estrutura cristalina diferente da dos complexos com os outros ligantes. Os complexos [Eu(TMA)(H2O)6] e [Gd(TMA)(H2O)6] apresentaram a mesma estrutura cristalina; entretanto, o complexo [Tb(TMA)] se mostrou anidro, o que foi confirmado pela termoanálise. Os espectros de absorção na região do invravermelho dos complexos evidenciaram que os ligantes BTC3- se coordenam aos íons TR3+ através dos grupos carboxilato desprotonados. Os espectros de fosforescência dos complexos [Gd(BTC)(H2O)n] exibem uma banda larga característica da emissão de cor azul dos ligantes BTC3- (c.a. 450 nm); as medidas das energias dos estados tripleto T1 dos ligantes mostraram que as energias dos estados variam de 25100 a 25700 cm-1, energia que é superior às dos níveis emissores 5D0 e 5D4 dos íons Eu3+ e Tb3+, respectivamente. A eficiente transferência de energia ligante-TR3+ (TR3+ = Eu3+ e Tb3+) nos complexos é comprovada pelos seus espectros de excitação (a banda de excitação do ligante apresenta alta intensidade, com máximo em c.a. 295 nm) e de emissão (não apresentam a banda de fosforescência do ligante, mas sim as transições características dos íons TR3+). Os espectros de emissão dos complexos [Tb(BTC)(H2O)n] evidenciaram a intensa luminescência de cor verde destes complexos, especialmente do complexo anidro [Tb(TMA)], que apresenta a grande vantagem de não sofrer supressão de luminescência causada pelos níveis vibracionais intermediários da água. Os espectros de luminescência dos complexos [Eu(BTC)(H2O)n] apresentam bandas desdobradas em picos finos bem definidos, o que significa que os íons Eu3+ nos complexos se encontram em sítios de simetria bem definida, corroborando o caráter cristalino indicados pelos difratogramas de raios X. Dentre os complexos [TR(BTC)(H2O)n], os maiores tempos de vida dos estados emissores correspondem aos estados T1 dos ligantes BTC3- nos complexos com o íon Gd3+ (entre 7,386 e 12,025 ms), seguidos pelo nível 5D4 do íon Tb3+ (entre 0,712 e 1,265) e por fim pelo nível 5D0 do íon Eu3+ (entre 0,253 e 0,630). Os complexos [Eu(BTC)(H2O)n] ainda apresentaram valores de eficiência quântica entre 12 e 24% Este valor decresce com o aumento do número de moléculas de água do sistema, evidenciando o seu caráter supressor de luminescência. Os complexos [TR(BTC)(H2O)n] mostram-se promissores para serem aplicados como marcadores ópticos, camadas emissoras em dispositivos eletroluminescentes e no desenvolvimento de fluoroimunoensaios, devido: i) ao caráter monocromático das emissões dos complexos com Eu3+ e Tb3+; ii) à elevada intensidade luminescente dos complexos [Tb(BTC)(H2O)n]; e iii) às emissões nas três cores primárias apresentadas por estes complexos, dentre os quais os complexos de Eu3+ e Tb3+ se mostraram bons Dispositivos Moleculares Conversores de Luz (DMCLs) / This work reports the synthesis and characterization of Eu3+, Gd3+ and Tb3+ benzenetricarboxylate complexes and the correlation of their structural and chemical characteristics with their photoluminescent properties. The benzenetricarboxylate complexes [TR(BTC)(H2O)n] were prepared in aqueous solution, and were obtained in the form of white, insoluble and non-hygroscopic powders. The [TR(EMA)(H2O)2] complexes presents isomorphism among them as as the [TR(TLA)(H2O)4] complexes. The thermoanalysis curves showed that the [Eu(TMA)(H2O)6] and [Gd(TMA)(H2O)6] complexes have the same crystalline structure. However, the [Tb(TMA)] complex is anhydrous. The IR spectra of the [TR(BTC)(H2O)n] complexes confirm that the BTC3- ligands are coordinated to the TR3+ ions through the carboxylate groups. The phosphorescence spectra of [Gd(BTC)(H2O)n] complexes exhibit a broad and characteristic emission band of the BTC3- ligands (c.a. 450 nm); the mensure of the ligands T1 states indicated that the T1 state energies varies between 25100 and 25700 cm-1, which is highest than 5D0 and 5D4 states of Eu3+ and Tb3+ ions, respectively. The efficiency of the ligand-TR3+ energy transfer in the [Eu(BTC)(H2O)n] and [Tb(BTC)(H2O)n] complexes is confirmed by their spectra of excitation (high intensity of the ligand excitation band, c.a. 295 nm) and emission (they have no ligand phosphorescence band, but the characteristics emission bands of TR3+ ions). The emission spectra of the [Tb(BTC)(H2O)n] complexes exhibit their highly intense green luminescence, specially to the anhydrous [Tb(TMA)] complex, that present the advantage of not undergoing the luminescence suppression effect caused by coupling with the intermediary vibrational levels of the water molecules. The luminescence spectra of [Eu(BTC)(H2O)n] complexes presents non-degenerated emission bands in thin and well defined peaks, indicating that the Eu3+ ions are in chemical environment with well defined symmetry, confirming the crystalline character indicated by the X-rays diffractograms. The longest emission lifetimes (between 7,386 and 12,025 ms) of the [TR(BTC)(H2O)n] complexes were found with the Gd3+ complexes, followed by the Tb3+ complexes (0,712 to 1,265 ms), and the Eu3+ complexes (0,253 to 0,630 ms). The [Eu(BTC)(H2O)n] complexes presented quantum efficiencies between 12 and 24%. This value decreases with the growth of the hydration degree of the complex. The [TR(BTC)(H2O)n] complexes are promising candidates for applications such as optical markers, emission layers in electroluminescent devices and in the developing of fluoroimmunoassays due to: i) the monochromatic character of the Eu3+ and Tb3+ complexes emissions; ii) the high luminescence intensities of the [Tb(BTC)(H2O)n] complexes; and iii) the emissions in the three primary colors presented by this complexes. Moreover, the Eu3+ and Tb3+ complexes are efficient light conversion molecular devices (LCMDs)

INTRODUÇÃO: O Gadolínio (Gd) é um raro metal da classe dos lantanídios usado como meio de contraste devido as suas propriedades paramagnéticas. Após sua descoberta, foi considerado um contraste pouco nefrotóxico em pacientes com doença renal crônica (DRC). Atualmente, existem evidências de que o Gd pode apresentar nefrotoxicidade semelhante aos contrastes iodados. A administração de Gadolínio em ratos com DRC pode levar a piora da função renal aferida por clearance de inulina e mobilização do ferro corporal gerando stress oxidativo. OBJETIVOS: O objetivo do estudo foi avaliar o efeito do Gd na função renal, nos parâmetros de cinética do ferro em ratos com DRC e o possível efeito protetor do anti-oxidante N-Acetilcisteína (NAC). MATERIAIS E MÉTODOS: Ratos Wistar machos foram submetidos à nefrectomia 5/6 (Nx) para induzir DRC. Gadoterate Meglumine, um contraste à base de Gadolínio iônico e macrocíclico foi administrado via intravenosa na dose de 1,5mmol/kg de peso de rato 21 dias após a nefrectomia. Para avaliar o efeito do Gd sobre a função renal, estudos de clearance de inulina foram realizados em 4 grupos de ratos 48 hs após a aplicação do Gd: grupo controle 1- Nx (n=7); 2- Nx+NAC (n=6); 3- Nx+Gd (n=8); 4- Nx+Gd+NAC (n=5). O NAC foi administrado no grupo 4 diluído em água 48 hs antes e 48 hs depois da administração do Gd na dose de 4800mg/l. O grupo 2 recebeu NAC durante o mesmo período de tempo do grupo 4. O Gd também foi administrado em ratos com função renal normal, grupo Normal (n=8) na mesma dose dos grupos nefrectomizados com avaliação da função renal e proteinúria. Além da taxa de filtração glomerular (TFG), foram avaliados: proteinúria de 24hs (ptn), parâmetros de gaiola metabólica, pressão arterial (PA), paramêtros de cinética do ferro representados pelo ferro sérico (Fe), capacidade total de ligação do ferro (CTLF), saturação de transferrina, ferritina sérica e stress oxidativo por meio da dosagem de espécies reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS). Os dados foram submetidos à análise de variância ANOVA utilizando o programa Graph Prism com nível de significância p<0,05 e erro padrão. RESULTADOS: A aplicação de Gd em ratos nefrectomizados resultou em queda na TFG no grupo 3 em relação ao grupo controle 1 (p<0,01). Houve uma tendência de aumento da ptn no grupo 3 em relação aos demais grupos. O grupo 4 que recebeu tratamento com NAC apresentou TFG e ptn semelhante ao grupo 1 e TFG estatisticamente maior que o grupo 3 (p<0,05). Com relação ao grupo de ratos normais não houve alteração da TFG nem aumento de ptn após a aplicação do Gd em relação à ratos não nefrectomizados que não receberam contraste. Com relação aos parâmetros da cinética do ferro, o grupo 3 apresentou elevação da ferritina e da saturação da transferrina comparados ao grupo 1 (p<0,05) e (p<0,01) respectivamente. Houve diminuição da capacidade total de ligação do ferro (CTLF) no grupo 3 comparado ao grupo 1(p<0,01). O uso profilático do NAC no grupo 4 reverteu todas as alterações descritas anteriormente no grupo 3 com significância estatística (p<0,05), (p<0,01) e (p<0,01) respectivamente. Com relação ao stress oxidativo, o grupo 3 apresentou níveis de TBARS significativamente maiores que o grupo 1 (p<0,05). O grupo 4 apresentou níveis de TBARS semelhantes ao grupo 1 e menores que o grupo 3 (p<0,05). O grupo 2 que recebeu apenas NAC por curto período de tempo apresentou TFG, Ptn e parâmetros de cinética de ferro semelhantes aos grupos 1 e 4. Com relação aos dados de gaiola metabólica e pressão arterial não houve diferença estatística entre os grupos 1,2,3 e 4. CONCLUSÕES: Os resultados mostram que a administração de Gd em ratos nefrectomizados resulta em dimuição da TFG, aumento da proteinúria associado a aumento da ferritina sérica, saturação de transferrina e diminuição da CTLF. Em ratos normais o Gd não mostrou ser nefrotóxico e o uso do NAC isoladamente no grupo 2 por curto período de tempo não demonstrou nenhum efeito, pois todos os parâmetros avaliados foram semelhantes ao grupo controle. Indução de stress oxidativo foi representado pelo aumento do TBARS nos ratos que receberam o Gd. O uso de NAC reverteu todas as alterações provocadas pelo Gd. Concluímos que o NAC pode ser usado como profilaxia da toxicidade associada ao Gd. / INTRODUCTION: Gadolinium (Gd) is a rare class of lanthanide metal used as a contrast agent due to its paramagnetic properties. After its discovery, was considered a bit of contrast nephrotoxicity in patients with chronic kidney disease (CKD). Currently, there is evidence that Gd may present similar to iodine contrast media nephrotoxicity. The administration of Gadolinium in rats with CKD can lead to worsening renal function measured by inulin clearance and mobilization of iron body causing oxidative stress. OBJECTIVES: The aim of this study was to evaluate the effect of Gd on renal function, iron parameters and oxidative stress in rats with CKD and a possible effect of antioxidant N-Acetylcisteine (NAC). MATERIALS AND METHODS: Male Wistar rats underwent nephrectomy 5/6 (Nx) to induce CKD. Gadoterate meglumine, a Gadolinium based contrast ionic and macrocyclic was administrated intravenously at a dose of 1.5 mmol / kg BW of rats 21 days after nephrectomy. To evaluate the effect of Gd on renal function, inulin clearance studies were performed in 3 groups of animals 48 hours (hs) after application of Gd: a control group 1 - Nx (n =7), 2- Nx+NAC (n = 6); 3- Nx+Gd (n=8) e 4- Nx+Gd+NAC (n=5). The NAC was administrated in group 4, diluted with water 48 hs before and 48 hs after administration of gadolinium at a dose of 4800mg / l. Group 2 received NAC four days before clearance study. Gd was also administrated in rats with normal renal function, group normal (n = 8) at the same dose of nephrectomized rats with assessment of renal function and proteinuria. In addition to the glomerular filtration rate (GFR) were evaluated: 24 hours proteinuria (ptn), cage metabolic parameters, blood pressure (BP), serum iron (Fe), total capacity of iron binding (TIBC), transferrin saturation, serum ferritin and oxidative stress through measurement of thiobarbituric acid reactive species (TBARS). Data were submitted to ANOVA using the program Prism Graph with a significance level p <0.05 and standard error. RESULTS: Gd administration to group 3 results in a decrease of GFR compared with group 1 (p<0,01). There was a trend of increase ptn in group 3 compared to other groups. Normal rats treated with the same dose of Gd presented similar GFR and proteinuria when compared with normal controls. In group 3, there was a decrease in TIBC, elevation of ferritin serum levels, transferrin oversaturation and plasmatic TBARS elevation compared with group 1 (p<0,01), (p<0,05), (p<0,01) and (p<0,05) repectively. The treatment with NAC in group 4 reversed the decreased in GFR and proteinuria compared with group 3 (p<0,05) for both variables. Treatment with NAC in group 4 also reversed all alterations in iron parameters and oxidative stress described earlier with statistical significance (p<0,01), (p<0,05), (p<0,01) and (p<0,05) respectively. Group 2 received NAC for a short period of time had GFR, Ptn and kinetic parameters of iron similar to groups 1 and 4. With respect to metabolic cage data and blood pressure showed no statistical difference between groups 1,2,3 and 4.CONCLUSIONS: These results show that Gd administration to nephrectomized rats results in a decrease of GFR and increased proteinuria associated with increased serum ferritin and transferrin saturation with decreased TIBC. In normal rats, Gd was not nephrotoxic. These effects were not due to a possible effect of NAC on Nx, since all parameters measured in group 2 were not different from the group 1. There was induction of oxidative stress represented by the increase in TBARS in rats receiving gadolinium. The use of NAC reversed all these changes caused by Gd. We conclude that the NAC can be used as prophylaxis of toxicity associated with Gd.

O presente trabalho aborda a síntese e caracterização de complexos benzenotricarboxilatos de íons Eu3+, Gd3+ e Tb3+, com o intuito de investigar suas características químicas e estruturais e correlacioná-las com as propriedades fotoluminescentes. Os complexos benzenotricarboxilato [TR(BTC)(H2O)n] foram sintetizados em solução aquosa, e apresentaram-se na forma de pós brancos, não-higroscópicos e insolúveis em solventes polares ou apolares. Os complexos com o ligante EMA se mostraram isomórficos e com grau de hidratação igual a dois. Os complexos com o ligante TLA também apresentaram isomorfismo, mas com estrutura cristalina diferente da dos complexos com os outros ligantes. Os complexos [Eu(TMA)(H2O)6] e [Gd(TMA)(H2O)6] apresentaram a mesma estrutura cristalina; entretanto, o complexo [Tb(TMA)] se mostrou anidro, o que foi confirmado pela termoanálise. Os espectros de absorção na região do invravermelho dos complexos evidenciaram que os ligantes BTC3- se coordenam aos íons TR3+ através dos grupos carboxilato desprotonados. Os espectros de fosforescência dos complexos [Gd(BTC)(H2O)n] exibem uma banda larga característica da emissão de cor azul dos ligantes BTC3- (c.a. 450 nm); as medidas das energias dos estados tripleto T1 dos ligantes mostraram que as energias dos estados variam de 25100 a 25700 cm-1, energia que é superior às dos níveis emissores 5D0 e 5D4 dos íons Eu3+ e Tb3+, respectivamente. A eficiente transferência de energia ligante-TR3+ (TR3+ = Eu3+ e Tb3+) nos complexos é comprovada pelos seus espectros de excitação (a banda de excitação do ligante apresenta alta intensidade, com máximo em c.a. 295 nm) e de emissão (não apresentam a banda de fosforescência do ligante, mas sim as transições características dos íons TR3+). Os espectros de emissão dos complexos [Tb(BTC)(H2O)n] evidenciaram a intensa luminescência de cor verde destes complexos, especialmente do complexo anidro [Tb(TMA)], que apresenta a grande vantagem de não sofrer supressão de luminescência causada pelos níveis vibracionais intermediários da água. Os espectros de luminescência dos complexos [Eu(BTC)(H2O)n] apresentam bandas desdobradas em picos finos bem definidos, o que significa que os íons Eu3+ nos complexos se encontram em sítios de simetria bem definida, corroborando o caráter cristalino indicados pelos difratogramas de raios X. Dentre os complexos [TR(BTC)(H2O)n], os maiores tempos de vida dos estados emissores correspondem aos estados T1 dos ligantes BTC3- nos complexos com o íon Gd3+ (entre 7,386 e 12,025 ms), seguidos pelo nível 5D4 do íon Tb3+ (entre 0,712 e 1,265) e por fim pelo nível 5D0 do íon Eu3+ (entre 0,253 e 0,630). Os complexos [Eu(BTC)(H2O)n] ainda apresentaram valores de eficiência quântica entre 12 e 24% Este valor decresce com o aumento do número de moléculas de água do sistema, evidenciando o seu caráter supressor de luminescência. Os complexos [TR(BTC)(H2O)n] mostram-se promissores para serem aplicados como marcadores ópticos, camadas emissoras em dispositivos eletroluminescentes e no desenvolvimento de fluoroimunoensaios, devido: i) ao caráter monocromático das emissões dos complexos com Eu3+ e Tb3+; ii) à elevada intensidade luminescente dos complexos [Tb(BTC)(H2O)n]; e iii) às emissões nas três cores primárias apresentadas por estes complexos, dentre os quais os complexos de Eu3+ e Tb3+ se mostraram bons Dispositivos Moleculares Conversores de Luz (DMCLs) / This work reports the synthesis and characterization of Eu3+, Gd3+ and Tb3+ benzenetricarboxylate complexes and the correlation of their structural and chemical characteristics with their photoluminescent properties. The benzenetricarboxylate complexes [TR(BTC)(H2O)n] were prepared in aqueous solution, and were obtained in the form of white, insoluble and non-hygroscopic powders. The [TR(EMA)(H2O)2] complexes presents isomorphism among them as as the [TR(TLA)(H2O)4] complexes. The thermoanalysis curves showed that the [Eu(TMA)(H2O)6] and [Gd(TMA)(H2O)6] complexes have the same crystalline structure. However, the [Tb(TMA)] complex is anhydrous. The IR spectra of the [TR(BTC)(H2O)n] complexes confirm that the BTC3- ligands are coordinated to the TR3+ ions through the carboxylate groups. The phosphorescence spectra of [Gd(BTC)(H2O)n] complexes exhibit a broad and characteristic emission band of the BTC3- ligands (c.a. 450 nm); the mensure of the ligands T1 states indicated that the T1 state energies varies between 25100 and 25700 cm-1, which is highest than 5D0 and 5D4 states of Eu3+ and Tb3+ ions, respectively. The efficiency of the ligand-TR3+ energy transfer in the [Eu(BTC)(H2O)n] and [Tb(BTC)(H2O)n] complexes is confirmed by their spectra of excitation (high intensity of the ligand excitation band, c.a. 295 nm) and emission (they have no ligand phosphorescence band, but the characteristics emission bands of TR3+ ions). The emission spectra of the [Tb(BTC)(H2O)n] complexes exhibit their highly intense green luminescence, specially to the anhydrous [Tb(TMA)] complex, that present the advantage of not undergoing the luminescence suppression effect caused by coupling with the intermediary vibrational levels of the water molecules. The luminescence spectra of [Eu(BTC)(H2O)n] complexes presents non-degenerated emission bands in thin and well defined peaks, indicating that the Eu3+ ions are in chemical environment with well defined symmetry, confirming the crystalline character indicated by the X-rays diffractograms. The longest emission lifetimes (between 7,386 and 12,025 ms) of the [TR(BTC)(H2O)n] complexes were found with the Gd3+ complexes, followed by the Tb3+ complexes (0,712 to 1,265 ms), and the Eu3+ complexes (0,253 to 0,630 ms). The [Eu(BTC)(H2O)n] complexes presented quantum efficiencies between 12 and 24%. This value decreases with the growth of the hydration degree of the complex. The [TR(BTC)(H2O)n] complexes are promising candidates for applications such as optical markers, emission layers in electroluminescent devices and in the developing of fluoroimmunoassays due to: i) the monochromatic character of the Eu3+ and Tb3+ complexes emissions; ii) the high luminescence intensities of the [Tb(BTC)(H2O)n] complexes; and iii) the emissions in the three primary colors presented by this complexes. Moreover, the Eu3+ and Tb3+ complexes are efficient light conversion molecular devices (LCMDs)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Gadolinium (Gd) is the basis of contrast media most used in magnetic resonance imaging (MRI). Because it is a very toxic metal ion, all Gd-based contrast media present chelating agents in their composition. Gd-based formulations are commercially available in concentrations of 1 and 0.5 mol L-1, which are almost exclusively excreted by the kidneys without producing toxic effects. In 2006, however, two European groups independently suggested a link between the administration of gadolinium chelates and the occurrence of nephrogenic systemic fibrosis (NSF) in patients with renal insufficiency. NSF is a serious disease, which origin is attributed to transmetalation reactions between Gd and endogenous metals. In this work, we used the techniques atomic absorption spectrometry, mass spectrometry with inductively coupled plasma and liquid chromatography with mass detector to investigate metals present as impurities and / or contaminants in five Gd-based contrast formulations and their possible transmetalation reactions. The results showed that several metals are present in the formulations, the rare earth elements (Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Eu, Tb, Dy, Ho, Er and Tm) and others such as Al, As and Pb, notoriously toxic to humans. To evaluate transmetallation reactions the Gd-DTPA complex (gadopentetate dimeglumine) was used as template model. It was found that practically all elements present as contaminants in the formulation are able to replace Gd in the complex. Even endogenous metals such as Cu and Fe, which do not present any toxicological potential, may cause , due to transmetallation reations, free Gd3 + to be formed. / O gadolínio (Gd) é a base do meio de contraste mais utilizado em ressonância magnética (RM). Por se tratar de um íon metálico muito tóxico, todos os meios de contraste com Gd possuem agentes quelantes em sua composição. As formulações de Gd estão comercialmente disponíveis em concentrações de 0,5 e 1 mol L-1, sendo estas, quase exclusivamente, excretadas por via renal, sem produzir efeitos tóxicos. Porém, em 2006, dois grupos europeus independentes sugeriram uma relação entre a administração de complexos gadolínicos e a ocorrência de fibrose sistêmica nefrogênica (FSN) em pacientes com insuficiência renal. A FSN é uma doença grave, atribuída a reações de transmetalação do Gd de seus complexos por metais endógenos. Neste trabalho, utilizaram-se técnicas de espectrometria de absorção atômica, espectrometria de massa com plasma indutivamente acoplado e cromatografia líquida com detector de massa para investigar metais presentes como impurezas e/ou contaminantes em cinco formulações de contrastes a base de Gd e suas reações de transmetalação. Os resultados encontrados mostraram que outros metais, além do Gd, estão presentes nas formulações, os elementos terras-raras (Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Eu, Tb, Dy, Ho, Er e Tm) e elementos como Al, As e Pb, sabidamente tóxicos para o ser humano. Para verificar a transmetalação, o complexo Gd-DTPA (Gadopentetato dimeglumina) foi utilizado como modelo e verificou-se que, praticamente, todos os elementos presentes como contaminantes nas formulações substituíram o Gd no complexo, ou seja, mesmo a presença de metais endógenos como Cu e Fe, que não apresentariam potencial toxicológico podem, através da transmetalação, levar à presença de Gd3+ livre.