Este estudo investigou a aplicação de um AnSBBR com recirculação da fase líquida tratando água residuária a base de glicerina (efluente do processo de produção de biodiesel) para a produção de biohidrogênio, sendo o desempenho do biorreator avaliado de acordo com a influência conjunta do tempo de alimentação, do tempo de ciclo e da concentração afluente. O biorreator teve um volume de meio tratado por ciclo de 1,5 L, volume residual de meio de 2,0 L e volume de suporte inerte com biomassa de 2,1 L, sendo mantido a 30°C durante todo o estudo. O trabalho foi divido em três fases: a Fase I foi realizada para determinar os melhores parâmetros de operação do reator (tipo de inóculo, tipo de glicerina, tipo de suporte, concentração de NaHCO3 e velocidade ascensional) para dar seguimento com a Fase II que estudou apenas o efeito da concentração do afluente, tempo de ciclo e tempo de enchimento. Os parâmetros utilizados na Fase II foram: lodo de abatedouro de aves pré-tratado por HST (Heat Shock Treatment 90°C por 10 minutos) como inóculo, glicerina pura comercial para eliminar interferência de possíveis resíduos, suporte de PEBD (polietileno de baixa densidade) e 100 mg.L-1 de NaHCO3. Na Fase II, foram aplicadas 6 condições experimentais com cargas orgânica volumétrica (COVAS) de 7,7 a 17,1 gDQO.L-1.d-1, combinando diferentes concentrações afluentes (3000, 4000 e 5000 mgDQO.L-1) e tempos de ciclo (4 e 3 h), sendo o tempo de alimentação igual a metade do tempo de ciclo. Os resultados mostraram que houve baixa remoção de DQO (máximo de 38% para amostras filtradas) e que houve predomínio do ácido acético e do ácido butírico em todas as condições. O aumento da XV concentração do afluente e a diminuição do tempo de ciclo favoreceram a produtividade e rendimento molares de hidrogênio nas condições investigadas. O ensaio com melhores resultados foi com carga orgânica de 17,1 gDQO.L-1.d-1 no qual obteve-se 100,8 molH2.m-3.d-1 e 20,0 molH2.kgDQO-1, com 68% de H2 e apenas 3% de CH4 no biogás. Na Fase III, determinou-se a influência do pré-tratamento do inóculo e a viabilidade do sistema tratando glicerina bruta industrial, sendo verificado que o pré-tratamento do lodo por HST melhora ligeiramente a produtividade e rendimento do processo e o uso da glicerina bruta industrial diminuiu consideravelmente a quantidade e qualidade do biogás obtido. / This study investigated the feasibility of an AnSBBR with recirculation of the liquid phase treating glycerin-based wastewater (effluent from biodiesel production process) on biohydrogen production; the performance of the bioreactor was evaluated according the combined influence of fill time, cycle period and influent concentration. The bioreactor had 1.5L of feeding volume per cycle, 2.0 L of residual medium, 2.1 L of inert support and biomass and it was kept at 30°C. This study was divided into three phases. Phase I was conducted to determine the best operational parameters for the reactor (type of inoculum, type of glycerin, type of support for biomass, NaHCO3 concentration and upflow velocity), so Phase II would use these parameters to study only the influence of affluent concentration, cycle time and filling time. The parameters used in Phase II were: sludge from poultry slaughterhouse pretreated by HST (Heat Shock Treatment 90°C for 10 minutes) as inoculum, pure glycerin so there would be no interferences from possible residues, LDPE (low density polyethylene) support, 100 mg.L-1 of NaHCO3 and 10.6 m.h-1 of upflow velocity. Phase II was operated under six conditions with different AOLRS ranging from 7.7 to 17.1 gCOD.L-1.d-1, obtained by the combination of different influent concentrations (3000, 4000 and 5000 mgCOD.L-1) and cycle periods (4 and 3 h), the filling time was equal to half of the cycle lenght. The results showed low COD removal (maximum of 38% for filtrated samples) and high concentrations of acetic acid and butyric acid in all conditions. Increasing the affluent concentration and decreasing the cycle length improved the molar productivy and hydrogen yield in the XVII investigated conditions. The condition with better results was the one operated with 17.1 gCOD.L-1.d-1 of AVOL, it reached 100.8 molH2.m-3.d-1 and 20.0 molH2.kgCOD-1, with 68% of H2 and only 3% of CH4 in its biogas. Phase III determined whether there is a real influence on the pretreatment of the sludge and the feasibility of this system treating industrial glycerin, the results show that the pretreatment of the sludge by HST slightly improves the productivity and the process yield and the wastewater made from industrial glycerin substantially decreased the quantity and the quality of the biogas generated.

Com o aumento da população mundial, o desenvolvimento de novas fontes e conversores de energia tornou-se uma necessidade. As células a combustível mostram-se como uma alternativa viável devido principalmente a duas razões, sua alta eficiência e a utilização de combustíveis renováveis. No presente trabalho se estuda a influência da temperatura de operação e o conteúdo de álcali no combustível sobre a densidade de potencia para uma célula a combustível de glicerol direto. Como combustível foi utilizado uma solução de glicerol:KOH (1M:xM, x=0, 1, 3, 5), como membranas foram utilizados filmes de polibencimidazol impregnado com ácido fosfórico (PBI/H3PO4, relação molar 1:11) ou 1-hexil-3-metilimidazol trifluorometanosulfonato (PBI/HMI-Tf relação molar 1:1.5), e finalmente, nano partículas de Pt suportadas em carbono (60% w/w) como catalizador no ânodo e no cátodo. Em geral, o incremento da temperatura e conteúdo de álcali no combustível mostra um efeito favorável na densidade de potencia do sistema. Numa célula a combustível unitária de glicerol direto utilizando membranas de PBI/ H3PO4 e PBI/HMI-Tf foram obtidas densidades de potencia de 0.54mW.cm-2 a 175°C e 0.599mW.cm-2 a 130°C, respectivamente, para uma solução de glicerol de (1M); enquanto que, para uma solução com um conteúdo maior de álcali, glicerol:KOH (1M:5M), foram obtidas densidades de potencia maiores, 44.1mW.cm-2 a 175°C e 29mW.cm-2 a 130°C, respectivamente. O efeito combinado do incremento da temperatura e concentração de álcali no combustível mostra um efeito maior em relação ao efeito só da temperatura. / With the increasing world population, the development of new energy sources or energy converters has become a necessity. Fuel cells show up as a viable alternative due mainly to two reasons, their high efficiency and the use of renewable fuels. In the present work we study the influence of operating temperature and alkali content in the fuel on the power density for a direct glycerol fuel cell. A glycerol:KOH (1M: xM, x = 0, 1, 3, 5) solution was used as fuels, as membranes were used polibencimidazol films impregnated with phosphoric acid (PBI/H3PO4, molar ratio of 1:11) or 1-hexyl-3-methylimidazolium trifluoromethanesulfonate (PBI/HMI-Tf), and finally, Pt nanoparticles supported on carbon (60% w / w) as catalyst in the anode and cathode. In general, increasing the temperature and alkali content in the fuel shows a favorable effect in the system power density. In a direct glycerol fuel cell using PBI/H3PO4 and PBI /HMI-Tf membranes were obtained power density of 0.54mW.cm-2 at 175°C and 0.599mW.cm-2 at 130°C, respectively, for a 1M glycerol solution; while for a glycerol solution with a higher content of alkali, glycerol:KOH (1M: 5M), were obtained higher power densities, 44.1mW.cm-2 at 175 ° C and 29mW.cm-2 at 130 ° C, respectively. The combined effect of increased temperature and alkali concentration in the fuel shows a greater effect compared to the effect of temperature only.

O objetivo desse estudo foi validar a aplicação da metodologia isotópica de identificação da origem dos gliceróis em gorduras presentes em requeijões e especialidades lácteas com o intuito de oferecer uma ferramenta de controle de qualidade, de fiscalização de mercado e detecção de fraudes. Para atingir esse objetivo, isolou-se o glicerol de compostos lácteos como requeijões, especialidades lácteas, leite e óleos vegetais (empregados como padrões de origem animal e vegetal, respectivamente) e aplicou-se a metodologia isotópica. O glicerol foi isolado através da centrifugação. Foram analisadas todas as marcas de requeijões e similares (28 marcas) disponíveis nos supermercados da cidade de Piracicaba, e depois, agrupadas conforme sua identificação: requeijão cremoso, especialidade láctea com requeijão cremoso, alimento à base de requeijão e creme vegetal, requeijão cremoso com amido e não identificado. Do total, cinco marcas apresentaram resultados com diferença significativa (p<0,05) quando comparados ao controle (padrão animal - leite). A metodologia isotópica permitiu identificar a origem do material analisado e detectar alterações nos padrões. Comprovou-se a eficácia da metodologia isotópica na identificação da origem da matéria graxa de requeijões e a aplicabilidade da técnica no controle de qualidade de lácteos, auxiliando tanto no recebimento de matéria-prima como de produto final. / The objective of this study was to validate the application of the isotopic methodology of identification of glycerol origin in the fat fraction of "requeijões" (Brazilian soft cheeses) and similar products aiming at the identification of a quality control instrument for market fiscalization and fraud detection. In order to pursue the specific objectives of this study, the glycerol was isolated from spreadable dairy products such as "requeijões" and others. Cow's milk and vegetable oils of known origins were adopted as standards. The isotopic methodology was applied to identify the origin of the carbon present in the glycerol molecule of the fats present in those foods. Glycerol was isolated according to a conventional based on centrifugation. Twenty-eight commercial brands of "requeijões" available in the supermarkets of Piracicaba city were classified according to the information provided in the lables and analyzed. Out of the total, 5 brands were significantly different (p<0,05) when compared to the control (animal pattern - milk), indicating absence of the milk fat in the formulation. The isotopic methodology allowed to identify the origin of the analyzed material and to detect alterations in the patterns. The effectiveness of the isotopic methodology in the identification of origin of the lipid constituents of "requeijão" was proven as well as the applicability of the technique in dairy industry quality control, both in the final product as well as in process supplies.

Grandes perdas de tecido neural não permitem a reparação por meio de anastomose primária. Nesses casos, a auto-enxertia de nervo é considerado o melhor tratamento. A despeito de um tratamento cirúrgico adequado, déficits funcionais são observados e melhoras quanto à recuperação funcional e diminuição das seqüelas são desejáveis. Várias são as técnicas que almejaram esse propósito. A interposição de condutores tubulares, como ponte entre os cotos proximal e distal do nervo seccionado, apresenta-se como uma técnica alternativa que oferece vantagens teóricas. A veia é um material estudado como possível condutor tubular avaliado experimentalmente e em casos clínicos. Estudos recentes têm dado importância na utilização de transplantes de tecidos armazenados em banco de tecidos. O glicerol é utilizado para preservação de tecidos, tendo sido relatado seu uso em nervos e vasos. Entretanto, não há relatos da utilização de veias preservadas em glicerol como substituto de enxerto de nervo. O objetivo deste trabalho foi comparar, em ratos, o grau de regeneração neural, utilizando análise histológica e análise funcional, obtida com a interposição de enxerto autógeno de nervo, veia autógena, veia autógena preservada em glicerol e veia alógena preservada em glicerol. Com técnica microcirúrgica, foram criados defeitos de 5 mm do nervo fibular de ratos da raça Lewis. Os animais foram divididos em quatro grupos de seis, de acordo com o tratamento empregado para correção do defeito: nos animais do Grupo A (grupo controle), foi realizado o reposicionamento do fragmento de nervo retirado (auto-enxerto); nos animais do Grupo B, foi interposto um segmento de 1 cm de veia jugular externa autógena; nos animais do Grupo C, foi interposto a veia jugular externa autógena preservada em glicerol a 98% a 4ºC por sete dias; no Grupo D os animais doadores foram ratos da raça Sprague-Dawley que tiveram a veia jugular externa preservada em glicerol de forma igual ao Grupo C e utilizadas para reconstrução do defeito neural em ratos da raça Lewis, sendo considerado um enxerto alógeno preservado em glicerol. Os animais foram sacrificados após seis semanas para realização dos estudos histológicos. Para a avaliação da recuperação funcional foram estudados os padrões de deambulação dos ratos (\"walking track analysis\") no pós-operatório imediato, 3 e 6 semanas de pós-operatório. O grupo controle (auto-enxerto) apresentou resultados histológicos semelhantes aos grupos de veias preservadas em glicerol (autógena e alógena), entretanto apresentou uma maior reação tecidual perineural e maior presença de escape axonal se comparada a todos os grupos. A utilização de veia autógena sem preservação demonstrou padrão histológico com maior neoangiogênese e áreas de rarefação axonal com presença de tecido conectivo no estroma neoformado. O padrão histológico foi semelhante nos demais grupos. O grupo que utilizou veia autógena (sem glicerol) apresentou menor recuperação funcional quando comparado com os demais grupos para 3 e 6 semanas. O resultado funcional foi estatisticamente semelhante entre os grupos de veias preservadas (autógena e alógena) e o auto-enxerto. / Great losses of neural tissue cannot be repaired by primary conventional suturing. In such cases, nerve autografting is considered to be the treatment of choice. In spite of adequate surgical treatment, functional deficits occur. Also, improvement in functional recuperation and decrease in sequelae are expected. There are many techniques aiming at this purpose. The interposition of tubular conduits, as a bridge between the ends of a sectioned nerve, among these the vein graft, is an alternative technique which offers theoretical advantages. The vein is a studied material as possible evaluated tubular conductor experimentally and in clinical cases. Recent studies have given importance in the use of tissues transplants stored in banks. Glycerol is used for tissue preservation, having been told to its use in nerves and vessels. However, it does not have studies of the use of glycerol reserved veins in as substitute of nerve graft. The purpose of this study was to compare, in rats, the neural regeneration degree, using histological analysis and functional analysis, obtained after interposition of a nerve graft, autogenous vein, autogenous vein preserved in glycerol and allograft vein preserved in glycerol. A 5 mm neural gap in the fibular nerve of rats (Lewis breed) has been created under microsurgical techinique. Four groups of six animals each have been divided according to the treatment employed: Group A - control group: replacement of the fibular nerve itself (autograft); Group B - a 1omm segment of external jugular vein was interposed; Group C - a preserved external jugular vein in glycerol 98% per 7 days was interposed in the fibular nerve gap; Group D - external jugular vein preserved in glycerol of Sprague-Dawley rats had been used equal form to group C in Lewis rats. The animals had been sacrificed after 6 weeks for accomplishment of the histological studies. The functional walking track analysis was performed after in the pre-op, and in the pos-op (immediately, 3 and 6 weeks). The control group (autograft) presented similar histological results to the groups of glycerol preserved veins (autogenous vein and allograft vein), however it presented a bigger perineural tecidual reaction and bigger presence of escape axonal if compared with all the groups. The use of autogenous vein without preservation demonstrated histological results with greater neoangiogenesis and presence of connective tissue inside the neo-formed stroma. Histological pattern was similar to other studied groups. The group that used autogenous vein (without glycerol) presented little functional recovery for 3 and 6 weeks. No statistical difference was seen between groups A (autograft) and groups C and C(preserved veins) in the degree of functional recovery.

Desde a invenção do primeiro polímero sintético por John Wesley em 1868, vem crescendo continuamente a utilização desta classe de materiais. Atualmente, é grande o interesse em agregar aos mesmos atributos mais nobres, tais como sua utilização em dispositivos biológicos, qualidade de rápida degradação e, mais recentemente, a preferência por aqueles provenientes de matéria prima renovável, que possam diminuir o impacto ambiental gerado pelo uso de petróleo e derivados. O objetivo deste trabalho é sintetizar materiais provenientes de fonte de matéria prima renovável e de fácil degradação, através de sínteses enzimáticas, evitando assim o uso de catalisadores metálicos tóxicos. Além disso, pretendeu-se agregar moléculas biologicamente ativas, de forma que os produtos finais possam exibir propriedades farmacológicas. As substâncias bioativas selecionadas para este trabalho foram: pantenol, ácido azeláico, ácido cítrico, e pantolactona. Destas moléculas, foram sintetizados 8 materiais poliméricos: poli(azelato de pantenila), poli(adipato de pantenila), poli(adipato de isosorbila-co-pantenila), poli(azelato de isosorbila), poli(adipato-co-azelato de isosorbila), poli(citrato de isosorbila), poli(adipato de isosorbila-co-citrato) e oligômero de polipantolactona. Todos os materiais foram sintetizados utilizando a enzima Candida antarctica fração B (CAL-B) como catalisador, em solvente orgânico, utilizando peneira molecular para remoção do subproduto da reação. As caracterizações foram feitas através de RMN-1H, MALDI-ToF e GPC. / Since the invention of the first synthetic polymer by John Wesley in 1868, the use of this class of materials has continuously grown. Currently, there is a great interest in adding nobler attributes to these materials, such as their use in biological devices, quality of rapid degradation and, more recently, the preference for those made from renewable feedstock, reducing the environmental impact generated by the use oil and derivatives. The objective of this work is to create materials of renewable material origin and easy degradation, using enzymatic catalysis thus avoiding the use of toxic metal catalysts. Furthermore, we intended to add biologically active molecules, so that the final products may exhibit pharmacological properties. The bioactive substances selected for this study were: panthenol, azelaic acid, citric acid, and pantolactone. From these molecules eight different polymeric materials were synthesized: poly(pantenyl azelate), poly(pantenyl adipate), poly(isosorbyl-co-pantenyl adipate), poly(isosorbyl azelate), poly(isosorbyl adipate-co-azelate) poly(isosorbyl citrate), poly(isosorbyl adipate-co-citrate) and oligomer of polypantolactone. All materials were synthesized using the enzyme Candida antarctica fraction B (CAL-B) as catalyst in organic solvent using molecular sieves to remove the byproduct of the reaction. The characterizations were made by 1H NMR, MALDI-ToF and SEC.

A combinação de célula eletroquímica (EC) com a entrada do equipamento de eletroforese capilar (CE), apesar de recente, tem permitido realizar determinação de ânions radicais; pré-concentração eletroquímica de metais pesados, seguida de redissolução, separação e detecção; bem como monitorar produtos carregados formados por oxidação eletrocatalítica de espécies neutras, como álcoois primários e glicerol. Empregando o sistema EC-CE-C4D desenvolvido pelo grupo, a determinação simultânea de cátions, ânions (no contra fluxo) e espécies neutras (detectadas após derivatização eletroquímica) foi demonstrada pela primeira vez, tendo o antisséptico bucal (Listerine® Tartar Control) como amostra real. Embora constante e reprodutível, a conversão dos álcoois primários nos respectivos carboxilatos apresentou rendimento relativamente baixo, ~16%, nas condições anteriormente adotadas, 1,6 V vs. Ag/AgClKCl 3M empregando eletrodo de platina em meio ácido (HNO3 5 mmol L-1 / HCl 1 mmol L-1). Dessa maneira, avaliou-se a oxidação de álcoois primários de cadeia normal (C2 &#8722; C5) sobre diferentes materiais de eletrodo (ouro e platina) em diferentes meios (ácido, neutro e alcalino). Os carboxilatos gerados foram monitorados injetando uma alíquota da amostra derivatizada no capilar (50 &#181;m d.i., 45 cm de comprimento e 20 cm efetivo) aplicando 5 kPa durante 5 s, e durante as separações, 30 kV foi aplicado entre as extremidades do capilar preenchido com Tris 30 mmol L-1 / HCl 10 mmol L-1 usado como BGE. Os resultados obtidos com o sistema EC-CE-C4D apontaram maior conversão dos álcoois nos respectivos ácidos carboxílicos em meio ácido, tanto em ouro quanto em platina. Adicionalmente, em eletrodo de ouro a formação dos carboxilatos apresentou certa seletividade não observada sobre platina, favorecendo a conversão dos álcoois de cadeia menor. Noutra vertente, buscando atender as necessidades atuais por metodologias que possibilitem monitorar a eletrooxidação do glicerol em reatores eletroquímicos, desenvolveu-se um método que permitiu determinar simultaneamente o glicerol e alguns de seus possíveis produtos de oxidação neutros, como gliceraldeído e dihidroxiacetona, explorando a formação de complexo carregado com borato (presente no BGE composto por H3BO3 60 mmol L-1 / LiOH 30 mmol L-1), além dos produtos ionizáveis (ácidos carboxílicos) que são comumente analisados por CE. O equipamento de CE utilizado, munido de dois detectores C4D, também permitiu avaliar a interação de alguns ácidos carboxílicos com os modificadores de EOF, Polybrene® e CTAB, empregando MES 30 mmol L-1 / His 30 mmol L-1 como BGE. Seguindo a atual tendência à miniaturização de sistemas analíticos, avaliou-se a possibilidade de construir um sistema EC-CE-C4D miniaturizado. Para isso, um novo método para fabricação de microdispositivos em vidro, baseado em ablação a laser de CO2 assistida por parafina, como alternativa aos dispendiosos métodos de corrosão por via úmida foi desenvolvido. Os dispositivos obtidos por esse método apresentaram canais de perfil semicircular, e as dimensões puderam ser controladas variando a potência e/ou a velocidade de ablação do laser. Contudo, pelos desafios ainda encontrados para se construir um sistema EC-CE-C4D completo em substrato de vidro por ablação a laser de CO2, optou-se por iniciar a miniaturização do sistema EC-CE-C4D com um sistema híbrido em que se aproveita as características mais bem definidas e favoráveis dos tubos capilares de sílica fundida usados em CE convencional. Esse sistema permitiu a determinação quantitativa de metanol na presença de alta concentração de etanol, possibilitando, numa primeira aplicação, realizar o monitoramento da quantidade de metanol e etanol nas frações iniciais coletada durante o processo de destilação fracionada na produção de uísque de milho (moonshine) feito em laboratório. Visto a maior seletividade para conversão dos álcoois de cadeia menor obtidas em eletrodo de ouro e meio ácido, esse foi escolhido para a presente aplicação. As condições que apresentaram melhores resultados no sistema híbrido EC-CE-C4D abrangeram diluição de 100 vezes da amostra em HNO3 2 mmol L-1, eletrooxidação a 1,4 V vs. Ag durante 60 s, injeção eletrocinética no capilar mediante aplicação de 3 kV durante 4 s, e a separação dos carboxilatos realizada aplicando 3 kV entre as extremidades do capilar (50 &#181;m d.i., 15 cm de comprimento com 12 cm efetivo), preenchido com CHES 10 mmol L-1 / NaOH 5 mmol L-1, usado como BGE. A análise das primeiras frações destiladas da \"labmade moonshine\" apresentou um aumento na concentração de etanol (variando de ~80 % a ~100 %) e simultâneo decréscimo da concentração de metanol (variando de 4 % a ~0,1 %). Em suma, avançou-se tanto no leque de aplicações da derivatização eletroquímica hifenizada com a eletroforese capilar como na miniaturização da instrumentação analítica para EC-CE-C4D, favorecendo a disseminação dessa poderosa combinação de três técnicas eletroquímicas. / The direct couple of electrochemical cell (EC) with the inlet of the capillary electrophoresis (CE) equipment, recently demonstrated, has allowed the determination of radical anions; to perform electrochemical preconcentration of traces of heavy metals, followed by stripping, injection, separation and detection; and the generation of charged species by electrochemical oxidation of neutral molecules, e.g. primary alcohols and glycerol. Employing the EC-CE-C4D system developed by our group, the simultaneous determination of cations, anions (in the counter EOF mode) and neutral species (after electrochemical derivatization) was demonstrated for the first time and a mouthwash (Listerine® Tartar Control) was used as a real sample. Although constant and reproducible, the conversion of primary alcohols into carboxylates had a low yield (~16%), under the adopted conditions, 1.6 V vs. Ag/AgClKCl 3M using platinum electrode in acid medium (5 mmol L-1 HNO3 / 1 mmol L-1 HCl). Thus, the yield of carboxylates was studied for the oxidation of alcohols (C2 &#8722; C5) on two electrode materials (gold and platinum) in different media (acid, neutral and alkaline). After the electrooxidation step an aliquot of the derivatized sample was automatically injected into the capillary (50 &#181;m i.d., 45 cm in length and 20 cm up to detector) by applying 5 kPa during 5 s. The separation was carried out applying 30 kV between the capillary ends previously filled with 30 mmol L-1 Tris / 10 mmol L-1 HCl BGE. Cyclic voltammograms show higher current density for alcohols oxidation in alkaline medium than in acid one both on gold and platinum electrodes. On the other hand the yields of carboxylic acids were higher in acidic medium. Besides that, only on gold electrode some selectivity for the carboxylate formation was observed favoring the conversion of the short chain alcohols. In order to meet the current needs for methodologies that allow the monitoring of the electrooxidation of glycerol in electrochemical reactors, a method was also developed that allowed the determination of glycerol and some of its possible neutral oxidation products, such as glyceraldehyde and dihydroxyacetone, by exploring the formation of borate complexes (provided in the BGE composed of 60 mmol L-1 H3BO3 / 30 mmol L-1 LiOH), together with ionizable ones like carboxylic acids. The employed CE equipment with two C4D detectors allowed the evaluation of the interaction between some carboxylic acids and the EOF modifiers, Polybrene® and CTAB, using 30 mmol L-1 MES / 30 mmol L-1 His as BGE. Aligned with a current trend of analytical instrumentation, the miniaturized EC-CE-C4D system was attempted. For that, a new method for manufacturing microdevices in glass, based on paraffin-assisted CO2 laser ablation, was developed as an alternative to costly wet-etching methods. The devices obtained by this method presented channels of semicircular profile and the dimensions could be controlled by varying the laser power and/or ablation velocity. Due to remaining challenges in the construction of a complete laser ablated EC-CE-C4D system on glass, a miniaturized system based on a hybrid approach is presented in the thesis, by taking advantage of the more defined and favorable characteristics of the well known fused silica capillary tubes used in CE. This system allowed the quantitative determination of methanol in the presence of high ethanol concentration by taking advantage of the higher yield of short-chain carboxylic acid formation on gold in acidic medium. The first application was the monitoring of the amount of methanol and ethanol in the initial fractions collected during the fractional distillation process in the production of corn whiskey (moonshine) made in the laboratory. The conditions that showed the best results with the hybrid EC-CE-C4D system included a 100-fold dilution of the sample in 2 mmol L-1 HNO3, electrooxidation at 1.4 V vs. Ag for 60 s, electrokinetic injection into the capillary by applying 3 kV for 4 s and separation of the carboxylates carried out under 3 kV between the ends of the capillary (50 &#181;m i.d., 15 cm in length and 12 cm up to detector) previously filled with 10 mmol L-1 CHES / 5 mmol L-1 NaOH, used as BGE. Analysis of the first distilled fractions of labmade moonshine showed an increase in ethanol concentration (ranging from ~ 80% to ~ 100%) and a simultaneous decrease in methanol concentration (ranging from 4% to ~ 0.1%). In short, both the range of applications of electrochemical derivatization hyphenated with capillary electrophoresis as well the miniaturization of analytical instrumentation for EC-CE-C4D were improved, favoring the dissemination of this powerful combination of three electrochemical techniques.

A auto-enxertia de nervo é considerado o melhor tratamento para a restauração de grandes perdas de nervo periférico. Mesmo com o tratamento cirúrgico adequado, déficits funcionais são observados e melhoras quanto à recuperação funcional e diminuição das seqüelas são desejáveis. Várias são as técnicas que almejaram esse propósito. A interposição de condutores tubulares, como ponte entre os cotos proximal e distal do nervo seccionado, apresenta-se como uma técnica alternativa que oferece vantagens teóricas. A veia é um material estudado como possível condutor tubular avaliado experimentalmente e em casos clínicos. Estudos recentes têm dado importância na utilização de transplantes de tecidos armazenados em banco de tecidos. O glicerol é utilizado para preservação de tecidos, tendo sido relatado seu uso em nervos e vasos. Entretanto, não há relatos da utilização de veias preservadas em glicerol como substituto de enxerto de nervo. O objetivo deste trabalho foi comparar, em ratos, o grau de regeneração neural, utilizando análise histológica qualitativa e quantitativa e a recuperação funcional, obtida com a interposição de enxerto autógeno de nervo, veia autógena, veia autógena preservada em glicerol e veia alógena preservada em glicerol. Com técnica microcirúrgica, foram criados defeitos de 5 mm do nervo fibular de ratos da raça Lewis. Os animais foram divididos em quatro grupos de seis, de acordo com o tratamento empregado para correção do defeito: nos animais do Grupo A (grupo controle), foi realizado o reposicionamento do fragmento de nervo retirado (auto- enxerto); nos animais do Grupo B, foi interposto um segmento de 1 cm de veia jugular externa autógena; nos animais do Grupo C, foi interposto a veia jugular externa autógena preservada em glicerol a 98% a 4ºC por sete dias; no Grupo D os animais doadores foram ratos da raça Sprague-Dawley que tiveram a veia jugular externa preservada em glicerol de forma igual ao Grupo C e utilizadas para reconstrução do defeito neural em ratos da raça Lewis, sendo considerado um enxerto alógeno preservado em glicerol. Os animais foram sacrificados após seis semanas para realização dos estudos histológicos. Para a avaliação da recuperação funcional foram estudados os padrões de deambulação dos ratos (walking track analysis)no pós-operatório imediato, 3 e 6 semanas de pós-operatório. O grupo controle (auto-enxerto) apresentou resultados histológicos semelhantes aos grupos de veias preservadas em glicerol (autógena e alógena), entretanto apresentou uma maior reação tecidual perineural e maior presença de escape axonal se comparada a todos os grupos. A utilização de veia autógena sem preservação demonstrou padrão histológico com maior neoangiogênese e áreas de rarefação axonal com presença de tecido conectivo no estroma neoformado. O padrão histológico foi semelhante nos demais grupos. A análise histológica quantitativa demonstrou estatisticamente menor concentração de axônios regenerados no grupo B (veia autógena) do que a dos demais grupos. O grupo que utilizou veia autógena (sem glicerol) apresentou menor recuperação funcional quando comparado com os demais grupos para 3 e 6 semanas. O resultado funcional foi estatisticamente semelhante entre os grupos de veias preservadas (autógena e alógena) e o auto-enxerto / Nerve autografting is considered the best treatment for the restoration of great losses of peripheral nerve. In spite of adequate surgical treatment, functional deficits occur. Also, improvement in functional recuperation and decrease in sequelae are expected. There are many techniques aiming at this purpose. The interposition of tubular conduits, as a bridge between the ends of a sectioned nerve, among these the vein graft, is an alternative technique which offers theoretical advantages. The vein is a studied material as possible evaluated tubular conductor experimentally and in clinical cases. Recent studies have given importance in the use of tissues transplants stored in banks. Glycerol is used for tissue preservation, having been told to its use in nerves and vessels. However, it does not have studies of the use of glycerol reserved veins in as substitute of nerve graft. The purpose of this study was to compare, in rats, the neural regeneration degree, using qualitative and quantitative histological analysis and functional recovery, obtained after interposition of a nerve graft, autogenous vein, autogenous vein preserved in glycerol and allograft vein preserved in glycerol. A 5 mm neural gap in the fibular nerve of rats (Lewis breed) has been created under microsurgical techinique. Four groups of six animals each have been divided according to the treatment employed: Group A Î control group: replacement of the fibular nerve itself (autograft); Group B Î a 1omm segment of external jugular vein was interposed; Group C Î a preserved external jugular vein in glycerol 98% per 7 days was interposed in the fibular nerve gap; Group D - external jugular vein preserved in glycerol of Sprague-Dawley rats had been used equal form to group C in Lewis rats. The animals had been sacrificed after 6 weeks for accomplishment of the histological studies. The functional walking track analysis was performed after in the pre-op, and in the pos-op (immediately, 3 and 6 weeks). The control group (autograft) presented similar histological results to the groups of glycerol preserved veins (autogenous vein and allograft vein), however it presented a bigger perineural tecidual reaction and bigger presence of escape axonal if compared with all the groups. The use of autogenous vein without preservation demonstrated histological results with greater neoangiogenesis and presence of connective tissue inside the neo- formed stroma. Histological pattern was similar to other studied groups. Quantitative histological analysis showed statistically lower concentration of regenerated axons in group B (autogenous vein) than the other groups.The group that used autogenous vein (without glycerol) presented little functional recovery for 3 and 6 weeks. No statistical difference was seen between groups A (autograft) and groups C and C (preserved veins) in the degree of functional recovery

A combinação de célula eletroquímica (EC) com a entrada do equipamento de eletroforese capilar (CE), apesar de recente, tem permitido realizar determinação de ânions radicais; pré-concentração eletroquímica de metais pesados, seguida de redissolução, separação e detecção; bem como monitorar produtos carregados formados por oxidação eletrocatalítica de espécies neutras, como álcoois primários e glicerol. Empregando o sistema EC-CE-C4D desenvolvido pelo grupo, a determinação simultânea de cátions, ânions (no contra fluxo) e espécies neutras (detectadas após derivatização eletroquímica) foi demonstrada pela primeira vez, tendo o antisséptico bucal (Listerine® Tartar Control) como amostra real. Embora constante e reprodutível, a conversão dos álcoois primários nos respectivos carboxilatos apresentou rendimento relativamente baixo, ~16%, nas condições anteriormente adotadas, 1,6 V vs. Ag/AgClKCl 3M empregando eletrodo de platina em meio ácido (HNO3 5 mmol L-1 / HCl 1 mmol L-1). Dessa maneira, avaliou-se a oxidação de álcoois primários de cadeia normal (C2 &#8722; C5) sobre diferentes materiais de eletrodo (ouro e platina) em diferentes meios (ácido, neutro e alcalino). Os carboxilatos gerados foram monitorados injetando uma alíquota da amostra derivatizada no capilar (50 &#181;m d.i., 45 cm de comprimento e 20 cm efetivo) aplicando 5 kPa durante 5 s, e durante as separações, 30 kV foi aplicado entre as extremidades do capilar preenchido com Tris 30 mmol L-1 / HCl 10 mmol L-1 usado como BGE. Os resultados obtidos com o sistema EC-CE-C4D apontaram maior conversão dos álcoois nos respectivos ácidos carboxílicos em meio ácido, tanto em ouro quanto em platina. Adicionalmente, em eletrodo de ouro a formação dos carboxilatos apresentou certa seletividade não observada sobre platina, favorecendo a conversão dos álcoois de cadeia menor. Noutra vertente, buscando atender as necessidades atuais por metodologias que possibilitem monitorar a eletrooxidação do glicerol em reatores eletroquímicos, desenvolveu-se um método que permitiu determinar simultaneamente o glicerol e alguns de seus possíveis produtos de oxidação neutros, como gliceraldeído e dihidroxiacetona, explorando a formação de complexo carregado com borato (presente no BGE composto por H3BO3 60 mmol L-1 / LiOH 30 mmol L-1), além dos produtos ionizáveis (ácidos carboxílicos) que são comumente analisados por CE. O equipamento de CE utilizado, munido de dois detectores C4D, também permitiu avaliar a interação de alguns ácidos carboxílicos com os modificadores de EOF, Polybrene® e CTAB, empregando MES 30 mmol L-1 / His 30 mmol L-1 como BGE. Seguindo a atual tendência à miniaturização de sistemas analíticos, avaliou-se a possibilidade de construir um sistema EC-CE-C4D miniaturizado. Para isso, um novo método para fabricação de microdispositivos em vidro, baseado em ablação a laser de CO2 assistida por parafina, como alternativa aos dispendiosos métodos de corrosão por via úmida foi desenvolvido. Os dispositivos obtidos por esse método apresentaram canais de perfil semicircular, e as dimensões puderam ser controladas variando a potência e/ou a velocidade de ablação do laser. Contudo, pelos desafios ainda encontrados para se construir um sistema EC-CE-C4D completo em substrato de vidro por ablação a laser de CO2, optou-se por iniciar a miniaturização do sistema EC-CE-C4D com um sistema híbrido em que se aproveita as características mais bem definidas e favoráveis dos tubos capilares de sílica fundida usados em CE convencional. Esse sistema permitiu a determinação quantitativa de metanol na presença de alta concentração de etanol, possibilitando, numa primeira aplicação, realizar o monitoramento da quantidade de metanol e etanol nas frações iniciais coletada durante o processo de destilação fracionada na produção de uísque de milho (moonshine) feito em laboratório. Visto a maior seletividade para conversão dos álcoois de cadeia menor obtidas em eletrodo de ouro e meio ácido, esse foi escolhido para a presente aplicação. As condições que apresentaram melhores resultados no sistema híbrido EC-CE-C4D abrangeram diluição de 100 vezes da amostra em HNO3 2 mmol L-1, eletrooxidação a 1,4 V vs. Ag durante 60 s, injeção eletrocinética no capilar mediante aplicação de 3 kV durante 4 s, e a separação dos carboxilatos realizada aplicando 3 kV entre as extremidades do capilar (50 &#181;m d.i., 15 cm de comprimento com 12 cm efetivo), preenchido com CHES 10 mmol L-1 / NaOH 5 mmol L-1, usado como BGE. A análise das primeiras frações destiladas da \"labmade moonshine\" apresentou um aumento na concentração de etanol (variando de ~80 % a ~100 %) e simultâneo decréscimo da concentração de metanol (variando de 4 % a ~0,1 %). Em suma, avançou-se tanto no leque de aplicações da derivatização eletroquímica hifenizada com a eletroforese capilar como na miniaturização da instrumentação analítica para EC-CE-C4D, favorecendo a disseminação dessa poderosa combinação de três técnicas eletroquímicas. / The direct couple of electrochemical cell (EC) with the inlet of the capillary electrophoresis (CE) equipment, recently demonstrated, has allowed the determination of radical anions; to perform electrochemical preconcentration of traces of heavy metals, followed by stripping, injection, separation and detection; and the generation of charged species by electrochemical oxidation of neutral molecules, e.g. primary alcohols and glycerol. Employing the EC-CE-C4D system developed by our group, the simultaneous determination of cations, anions (in the counter EOF mode) and neutral species (after electrochemical derivatization) was demonstrated for the first time and a mouthwash (Listerine® Tartar Control) was used as a real sample. Although constant and reproducible, the conversion of primary alcohols into carboxylates had a low yield (~16%), under the adopted conditions, 1.6 V vs. Ag/AgClKCl 3M using platinum electrode in acid medium (5 mmol L-1 HNO3 / 1 mmol L-1 HCl). Thus, the yield of carboxylates was studied for the oxidation of alcohols (C2 &#8722; C5) on two electrode materials (gold and platinum) in different media (acid, neutral and alkaline). After the electrooxidation step an aliquot of the derivatized sample was automatically injected into the capillary (50 &#181;m i.d., 45 cm in length and 20 cm up to detector) by applying 5 kPa during 5 s. The separation was carried out applying 30 kV between the capillary ends previously filled with 30 mmol L-1 Tris / 10 mmol L-1 HCl BGE. Cyclic voltammograms show higher current density for alcohols oxidation in alkaline medium than in acid one both on gold and platinum electrodes. On the other hand the yields of carboxylic acids were higher in acidic medium. Besides that, only on gold electrode some selectivity for the carboxylate formation was observed favoring the conversion of the short chain alcohols. In order to meet the current needs for methodologies that allow the monitoring of the electrooxidation of glycerol in electrochemical reactors, a method was also developed that allowed the determination of glycerol and some of its possible neutral oxidation products, such as glyceraldehyde and dihydroxyacetone, by exploring the formation of borate complexes (provided in the BGE composed of 60 mmol L-1 H3BO3 / 30 mmol L-1 LiOH), together with ionizable ones like carboxylic acids. The employed CE equipment with two C4D detectors allowed the evaluation of the interaction between some carboxylic acids and the EOF modifiers, Polybrene® and CTAB, using 30 mmol L-1 MES / 30 mmol L-1 His as BGE. Aligned with a current trend of analytical instrumentation, the miniaturized EC-CE-C4D system was attempted. For that, a new method for manufacturing microdevices in glass, based on paraffin-assisted CO2 laser ablation, was developed as an alternative to costly wet-etching methods. The devices obtained by this method presented channels of semicircular profile and the dimensions could be controlled by varying the laser power and/or ablation velocity. Due to remaining challenges in the construction of a complete laser ablated EC-CE-C4D system on glass, a miniaturized system based on a hybrid approach is presented in the thesis, by taking advantage of the more defined and favorable characteristics of the well known fused silica capillary tubes used in CE. This system allowed the quantitative determination of methanol in the presence of high ethanol concentration by taking advantage of the higher yield of short-chain carboxylic acid formation on gold in acidic medium. The first application was the monitoring of the amount of methanol and ethanol in the initial fractions collected during the fractional distillation process in the production of corn whiskey (moonshine) made in the laboratory. The conditions that showed the best results with the hybrid EC-CE-C4D system included a 100-fold dilution of the sample in 2 mmol L-1 HNO3, electrooxidation at 1.4 V vs. Ag for 60 s, electrokinetic injection into the capillary by applying 3 kV for 4 s and separation of the carboxylates carried out under 3 kV between the ends of the capillary (50 &#181;m i.d., 15 cm in length and 12 cm up to detector) previously filled with 10 mmol L-1 CHES / 5 mmol L-1 NaOH, used as BGE. Analysis of the first distilled fractions of labmade moonshine showed an increase in ethanol concentration (ranging from ~ 80% to ~ 100%) and a simultaneous decrease in methanol concentration (ranging from 4% to ~ 0.1%). In short, both the range of applications of electrochemical derivatization hyphenated with capillary electrophoresis as well the miniaturization of analytical instrumentation for EC-CE-C4D were improved, favoring the dissemination of this powerful combination of three electrochemical techniques.

Com o aumento da população mundial, o desenvolvimento de novas fontes e conversores de energia tornou-se uma necessidade. As células a combustível mostram-se como uma alternativa viável devido principalmente a duas razões, sua alta eficiência e a utilização de combustíveis renováveis. No presente trabalho se estuda a influência da temperatura de operação e o conteúdo de álcali no combustível sobre a densidade de potencia para uma célula a combustível de glicerol direto. Como combustível foi utilizado uma solução de glicerol:KOH (1M:xM, x=0, 1, 3, 5), como membranas foram utilizados filmes de polibencimidazol impregnado com ácido fosfórico (PBI/H3PO4, relação molar 1:11) ou 1-hexil-3-metilimidazol trifluorometanosulfonato (PBI/HMI-Tf relação molar 1:1.5), e finalmente, nano partículas de Pt suportadas em carbono (60% w/w) como catalizador no ânodo e no cátodo. Em geral, o incremento da temperatura e conteúdo de álcali no combustível mostra um efeito favorável na densidade de potencia do sistema. Numa célula a combustível unitária de glicerol direto utilizando membranas de PBI/ H3PO4 e PBI/HMI-Tf foram obtidas densidades de potencia de 0.54mW.cm-2 a 175°C e 0.599mW.cm-2 a 130°C, respectivamente, para uma solução de glicerol de (1M); enquanto que, para uma solução com um conteúdo maior de álcali, glicerol:KOH (1M:5M), foram obtidas densidades de potencia maiores, 44.1mW.cm-2 a 175°C e 29mW.cm-2 a 130°C, respectivamente. O efeito combinado do incremento da temperatura e concentração de álcali no combustível mostra um efeito maior em relação ao efeito só da temperatura. / With the increasing world population, the development of new energy sources or energy converters has become a necessity. Fuel cells show up as a viable alternative due mainly to two reasons, their high efficiency and the use of renewable fuels. In the present work we study the influence of operating temperature and alkali content in the fuel on the power density for a direct glycerol fuel cell. A glycerol:KOH (1M: xM, x = 0, 1, 3, 5) solution was used as fuels, as membranes were used polibencimidazol films impregnated with phosphoric acid (PBI/H3PO4, molar ratio of 1:11) or 1-hexyl-3-methylimidazolium trifluoromethanesulfonate (PBI/HMI-Tf), and finally, Pt nanoparticles supported on carbon (60% w / w) as catalyst in the anode and cathode. In general, increasing the temperature and alkali content in the fuel shows a favorable effect in the system power density. In a direct glycerol fuel cell using PBI/H3PO4 and PBI /HMI-Tf membranes were obtained power density of 0.54mW.cm-2 at 175°C and 0.599mW.cm-2 at 130°C, respectively, for a 1M glycerol solution; while for a glycerol solution with a higher content of alkali, glycerol:KOH (1M: 5M), were obtained higher power densities, 44.1mW.cm-2 at 175 ° C and 29mW.cm-2 at 130 ° C, respectively. The combined effect of increased temperature and alkali concentration in the fuel shows a greater effect compared to the effect of temperature only.

Desde a invenção do primeiro polímero sintético por John Wesley em 1868, vem crescendo continuamente a utilização desta classe de materiais. Atualmente, é grande o interesse em agregar aos mesmos atributos mais nobres, tais como sua utilização em dispositivos biológicos, qualidade de rápida degradação e, mais recentemente, a preferência por aqueles provenientes de matéria prima renovável, que possam diminuir o impacto ambiental gerado pelo uso de petróleo e derivados. O objetivo deste trabalho é sintetizar materiais provenientes de fonte de matéria prima renovável e de fácil degradação, através de sínteses enzimáticas, evitando assim o uso de catalisadores metálicos tóxicos. Além disso, pretendeu-se agregar moléculas biologicamente ativas, de forma que os produtos finais possam exibir propriedades farmacológicas. As substâncias bioativas selecionadas para este trabalho foram: pantenol, ácido azeláico, ácido cítrico, e pantolactona. Destas moléculas, foram sintetizados 8 materiais poliméricos: poli(azelato de pantenila), poli(adipato de pantenila), poli(adipato de isosorbila-co-pantenila), poli(azelato de isosorbila), poli(adipato-co-azelato de isosorbila), poli(citrato de isosorbila), poli(adipato de isosorbila-co-citrato) e oligômero de polipantolactona. Todos os materiais foram sintetizados utilizando a enzima Candida antarctica fração B (CAL-B) como catalisador, em solvente orgânico, utilizando peneira molecular para remoção do subproduto da reação. As caracterizações foram feitas através de RMN-1H, MALDI-ToF e GPC. / Since the invention of the first synthetic polymer by John Wesley in 1868, the use of this class of materials has continuously grown. Currently, there is a great interest in adding nobler attributes to these materials, such as their use in biological devices, quality of rapid degradation and, more recently, the preference for those made from renewable feedstock, reducing the environmental impact generated by the use oil and derivatives. The objective of this work is to create materials of renewable material origin and easy degradation, using enzymatic catalysis thus avoiding the use of toxic metal catalysts. Furthermore, we intended to add biologically active molecules, so that the final products may exhibit pharmacological properties. The bioactive substances selected for this study were: panthenol, azelaic acid, citric acid, and pantolactone. From these molecules eight different polymeric materials were synthesized: poly(pantenyl azelate), poly(pantenyl adipate), poly(isosorbyl-co-pantenyl adipate), poly(isosorbyl azelate), poly(isosorbyl adipate-co-azelate) poly(isosorbyl citrate), poly(isosorbyl adipate-co-citrate) and oligomer of polypantolactone. All materials were synthesized using the enzyme Candida antarctica fraction B (CAL-B) as catalyst in organic solvent using molecular sieves to remove the byproduct of the reaction. The characterizations were made by 1H NMR, MALDI-ToF and SEC.