Magíster en Ciencias, Mención Geología / Los depósitos de hierro-apatito, o tipo Kiruna, constituyen la principal fuente de hierro del país; sin embargo, aún no existe concenso en relación a su génesis. Diferentes modelos han sido propuestos para explicar el origen de estos depósitos con hipótesis que van desde un origen netamente mágmatico por inmiscibilidad líquida, o una génesis por reemplazo hidrotermal de rocas pre-existentes. Recientemente, se ha planteado un nuevo modelo (modelo de flotación) que considera la formación inicial de cristales de magnetita en un magma de composición intermedia que luego ascienden y crecen debido a la interacción con fluidos exsueltos del magma. El presente trabajo se centra en el yacimiento de hierro-apatito Cerro Negro Norte, ubicado en la Región de Atacama, en el extremo norte de la Franja Ferrífera de la Cordillera de la Costa, y tiene por finalidad identificar los procesos involucrados en su formación y constreñir la temporalidad de ésta. La mineralización de hierro está conformada por cuerpos subverticales de magnetita maciza con intercrecimiento de actinolita emplazados en rocas volcánicas de la Formación Bandurrias de edad Jurásico Superior-Cretácico Inferior. Estudios recientes muestran que la geoquímica de elementos traza contenidos en la mena de magnetita constituyen una herramienta importante para identificar los procesos geológicos responsables de la formación de la mineralización. En este trabajo se presentan los primeros resultados de concentración de elementos traza en magnetita realizados en Chile, los cuales fueron obtenidos mediante la técnica analítica de ablación por láser acoplado a un espectrómetro de masas de inducción de plasma (LA-ICP-MS). En Cerro Negro Norte se reconocen cuatro tipos texturales de magnetita: Tipo I, representada por núcleos de magnetita de alta temperatura con inclusiones de anfíbol, piroxeno y, en menor medida, óxidos de Fe-Ti; Tipo II, una magnetita libre de inclusiones, generalmente rodeando núcleos de Tipo I; Tipo III, magnetita con una zonación química sin inclusiones; y, Tipo IV, magnetita en vetillas con arreglos de inclusiones sinuosas. Los cristales de magnetita presentan contenidos variables de elementos traza, en particular el V varía de 2269 (Tipo I) a 7.98 ppm (Tipo IV), mientras que el Ga fluctúa entre 59.7 (Tipo I) a 11.63 ppm (Tipo IV). Basado en la interpretación de los análisis químicos de magnetitas realizados, se propone un nuevo diagrama basado en las concentraciones de V y Ga para discriminar entre magnetita de origen magmático e hidrotermal. / Este trabajo ha sido financiado por el proyecto FONDECYT 1140780 y Núcleo Milenio Trazadores de Metales NC130065

[ES] Los generadores de vapor de las centrales nucleares de agua a presión suelen presentar, con el paso del tiempo, una obstrucción y un ensuciamiento importante debido al depósito de los productos de corrosión resultantes del circuito secundario.La obstrucción de las partes libres constituye la masa principal de los depósitos presentes en los generadores de vapor. Estos fenómenos de ensuciamiento y obstrucción modifican el comportamiento termo-hidráulico y vibratorio de los generadores de vapor con consecuencias en términos de seguridad, rendimiento del reactor y del potencial de duración de vida. Se realiza pues una limpieza química preventiva del circuito secundario del generador de vapor para mantenerlo en un estado de limpieza que garantiza un funcionamiento, durante varios ciclos, y asegura un rendimiento cercano al de fabricación. Ciertos Generadores de Vapor presentan un grado de ensuciamiento y colmatación importante unido a los depósitos de los productos de corrosión procedentes del circuito secundario. Los depósitos se localizan principalmente en las siguientes partes del secundario de un Generador de Vapor: - Sobre las diferentes placas en forma de lodos que pueden formar localmente caparazones muy duros, - En la zona de circulación de los tubos, - En la zona común de los elementos del secundario del Generador de Vapor (vasija, envolvente del haz, etc.) - En los espacios (intersticios) situados entre los tubos y las placas hasta que los llenan completamente - En los pasos foliares del agua de las placas hasta colmatarlos completamente. El objetivo principal de esta tesis es la "nuclearización" del procedimiento base de limpieza química de calderas. Entendiendo como tal la adaptación del procedimiento al entorno nuclear de manera que cumpla con el criterio de eficacia en cuanto a eliminación de depósitos, sin poner en riesgo la integridad del generador de vapor. El procedimiento químico se basa en una limpieza química "suave" entendiendo como tal la utilización de soluciones químicas para disolver parcialmente los depósitos (magnetita, óxidos de cinc y de cobre), limitando la corrosión de los materiales presurizados y de los elementos internos. Las soluciones químicas y los aclarados asociados recubren la placa tubular, la placa de reparto de caudal y el conjunto de placas intermedias, el haz tubular por completo y las estructuras internas inferiores. En esta tesis se muestra la parte de ensayos de laboratorio en maquetas que ha llevado a la definición final de un procedimiento que se ha llevado a la práctica a escala real con resultados satisfactorios y que constituye una ventaja para Electricité de France (EdF) tanto desde el punto de vista técnico como económico. / [EN] Steam generators in pressure-water nuclear power plants, often exhibit significant clogging and fouling over time due to the deposition of corrosion products resulting from the secondary circuit.The obstruction of the free parts constitutes the main mass of the deposits present in the steam generators. These fouling and clogging phenomena modify the thermo-hydraulic and vibratory behavior of steam generators with consequences in terms of safety, reactor performance and life-time potential. A preventive chemical cleaning of the secondary circuit of the steam generator is carried out to keep it in a state of cleanliness that guarantees operation for several cycles and ensures near-manufacturing performance.Certain steam generators present a degree of fouling and significant clogging in addition to the deposits of the corrosion products from the secondary circuit. The deposits are located mainly in the following parts of the secondary of a Steam Generator: ¿ On the different sheets in the form of sludge that can form locally very hard shells, ¿ In the area of circulation of the tubes, ¿ In the common zone of the secondary elements of the Steam Generator (vessel, beam envelope, etc.) ¿ In the spaces (interstices) located between the tubes and the sheets until they fill them completely ¿ In the foliar steps of the water sheets until completely closing them. The main objective of this thesis is the "nuclearization" of the basic process of chemical cleaning of boilers. Understanding as such the adaptation of the procedure to the nuclear environment so that it meets the criteria of efficiency in disposal of deposits, without endangering the integrity of the steam generator. The chemical method is based on a "soft" chemical cleaning, meaning the use of chemical solutions to partially dissolve the deposits (magnetite, cinc oxides and copper), and limiting the corrosion of pressurized materials and internal elements. Chemical solutions and associated rinses cover the tubular sheet, the flow partition sheet and the intermediate sheet assembly, the entire tubular bundle and the lower internal structures. This thesis shows the part of laboratory tests in scale models that have led to the final definition of a method that has been carried out to full scale practice with satisfactory results and which constitutes an advantage for Electricité de France ( EdF) both from the technical and economical point of view . / [CA] Els generadors de vapor de les centrals nuclears d'aigua a pressió solen presentar, amb el pas del temps, una obstrucció i un embrutiment important a causa del dipòsit dels productes de corrosió resultants del circuit secundari. L'obstrucció de les parts lliures constitueix la massa principal dels dipòsits presents en els generadors de vapor. Aquests fenòmens d'embrutiment i obstrucció en modifiquen el comportament termo-hidràulic i vibratori amb conseqüències en termes de seguretat, rendiment del reactor i del potencial de durada de vida. Es realitza doncs, una neteja química preventiva del circuit secundari del generador de vapor per mantenir-lo en un estat de neteja que en garanteix el funcionament, durant diversos cicles, i n'assegura un rendiment pròxim al de fabricació. Alguns generadors de vapor tenen un grau d'embrutiment i rebliment important unit als dipòsits dels productes de corrosió procedents del circuit secundari. Els dipòsits es localitzen principalment en les següents parts del secundari d'un generador de vapor: ¿ sobre les diferents plaques en forma de fangs que poden formar localment closques molt dures ¿ a la zona de circulació dels tubs, ¿ a la zona comuna dels elements del secundari del generador de vapor (vas, envoltant del feix, etc.) ¿ en els espais (intersticis) situats entre els tubs i les plaques, fins que els omplen completament ¿ en els passos foliars de l'aigua de les plaques fins a reblir-los completament. L'objectiu principal d'aquesta tesi és la "nuclearització" del procediment base de neteja química de calderes; tot entenent com a tal, l'adaptació del procediment a l'entorn nuclear de manera que complesca amb el criteri d'eficàcia pel que fa a l'eliminació de dipòsits, sense posar en risc la integritat del generador de vapor. El procediment químic es basa en una neteja química "suau", entenent-se com a tal la utilització de solucions químiques per dissoldre parcialment els dipòsits (magnetita, òxids de cinc i de coure), la qual cosa limita la corrosió dels materials pressuritzats i dels elements interns. Les solucions químiques i les esbandides associats recobreixen la placa tubular, la placa de repartiment de cabal i el conjunt de plaques intermèdies, el feix tubular per complet i les estructures internes inferiors. En aquesta tesi es mostra la part d'assajos de laboratori en maquetes que ha portat a la definició final d'un procediment que s'ha dut a terme en la pràctica i a escala real, amb resultats satisfactoris. Fet que constitueix un avantatge per Electricité de France (EdF) tant des del punt de vista tècnic com econòmic. / Ruiz Martínez, JT. (2020). Nuclearización de un procedimiento químico de disolución de magnetita en el lado secundario de generadores de vapor en centrales nucleares [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/149497 / TESIS

La presente tesis estudia dos líneas de investigación paralelas y complementarias: por un lado, la síntesis de partículas de magnetita mediante el método de co-precipitación en presencia de surfactantes; por otro lado el diseño de biocatalizadores a base de la lipasa B de Candida Antarctica (CALB) y soportes magnéticos. La CALB ha sido estudiada en profundidad por el grupo de biocatálisis del instituto PLAPIQUI a lo largo de varios años. La performance de los biocatalizadores obtenidos fue testeada en la reacción de esterificación de ácido oleico con etanol sin solvente. El capítulo I introduce los conceptos básicos sobre catálisis en general y, con un nivel mayor de detalle, los relacionados con la catálisis enzimática resaltando su importancia en relación a múltiples aspectos biotecnológicos, ambientales y económicos. Se resumen los distintos métodos de inmovilización estudiados en la literatura a lo largo de la historia de esta disciplina, señalando las ventajas y desventajas de cada uno. También se hace una revisión de la variedad de materiales utilizados como soportes sólidos. Se puntualiza en soportes magnéticos, en particular a base de nanopartículas del óxido de hierro Fe3O4, magnetita (MAG). Se explicitan las características de la MAG, seleccionada para este trabajo. Las estrategias de síntesis de este óxido de hierro son brevemente reseñadas, profundizando en el método de co-precipitación. Finalmente se enumeran los objetivos puntuales de las tesis. En el capítulo II se detalla el procedimiento experimental para la inmovilización de CALB. Se establecen las condiciones de reacción en las que se medirá la actividad catalítica (reacción test) y un protocolo de muestreo adecuado para la determinación de conversión. Por último, se describen las técnicas de caracterización aplicadas a los catalizadores y materiales precursores junto con el tratamiento necesario de las muestras para cada una. El capítulo III incluye el estudio de la síntesis de los soportes nanoparticulados a base de magnetita. Se analizan la influencia del tipo y concentración de estabilizante empleado en el medio de coprecipitación de MAG sobre las propiedades fisicoquímicas de las partículas formadas. Los modificantes explorados fueron ácido oleico, dodecilsulfato de sodio, polietilénglicol de alto peso molecular (35000) y hexametiléntetramina. Además, se estudia la funcionalización de las partículas magnéticas con grupos amino (NH2) empleando quitosano (QUIT) o lisina. Las muestras fueron caracterizadas por SEM-EDX, TEM, DRIFTS y DLS. Se establecen las formas en que cada sustancia orgánica participa en el mecanismo de cristalización y mediante éste se logra explicar las diferencias observadas en el tamaño, forma y funcionalidad superficial de las partículas. En el capítulo IV se estudia la inmovilización covalente de CALB sobre partículas magnéticas modificadas con ácido oleico, quitosano (QUIT) y glutaraldehído (GLUT). Las interacciones QUIT-GLUT, GLUT-CALB y CALB-CALB son estudiadas en profundidad. Se propone una relación entre las propiedades del soporte y el biocatalizador con la actividad catalítica. En base a esta relación, se sugiere un mecanismo de inmovilización que explica el comportamiento del sistema y se determinan cuáles son las variables críticas a ajustar para mejorar el protocolo de inmovilización. En el capítulo V constituye un trabajo de optimización del catalizador preparado en el capítulo IV. Para ello, se investiga la inmovilización de CALB sobre el mismo soporte estudiado en el capítulo IV, previa modificación de la superficie con cantidades variables de 3-aminopropiltrietoxisilano (APTS) y de más GLUT. La influencia de la cantidad nominal de CALB ofrecida también fue evaluada. Un programa computacional se empleó para diseñar los experimentos y analizar estadísticamente los resultados. Se obtuvieron modelos matemáticos que permitieron identificar las variables significativas para cada respuesta evaluada: conversión, carga enzimática y actividad específica. Se seleccionaron los mejores catalizadores para comprobar su estabilidad operacional y retención de actividad en almacenamiento. Los mecanismos de inmovilización sobre las distintas superficies que explican estas propiedades son propuestos. Los diferentes catalizadores y materiales precursores fueron caracterizados ampliamente por varias técnicas. En el capítulo VI se exploran distintos métodos de cuantificación de proteínas en vista de los errores encontrados en los más comunes (Bradford, Lowry) y que se implementan en forma rutinaria para el cálculo de la carga enzimática en los biocatalizadores preparados. CALB fue determinada en el caldo comercial, los sobrenadantes de inmovilización y aguas de lavado de varias muestras mediante 4 protocolos distintos, combinando el clásico ensayo de Bradford con la determinación de azufre por emisión atómica. Se analizó la influencia del patrón de concentración elegido para el método colorimétrico y se identificaron las interferencias presentes en ambas técnicas. Fue posible establecer un protocolo de cuantificación de esta lipasa que, a diferencia de otros, arrojó valores de carga enzimática concordantes con la actividad de los catalizadores. La demostración de los errores sistemáticos cometidos a través del ensayo de Bradford sugiere que este método sea recon siderado – e incluso descartado- para cuantificar cualquier proteína, ya sea en un medio de inmovilización o no. En el capítulo VII se investiga la inmovilización de CALB un nuevo soporte: magnetita funcionalizada con el aminoácido lisina (LIS). Este material posee propiedades diferentes a MAG-QUIT en cuanto a tamaño de partícula y estabilidad en suspensión acuosa. El acoplamiento de la lipasa se realizó mediante dos técnicas: A- adsorción simple sobre MAG-LIS seguida de entrecruzamiento con GLUT de concentración variable, y B-activación de MAG-LIS con GLUT de una concentración específica (determinada según los resultados del método A) y posterior inmovilización covalente. Se logró diseñar un protocolo que permite obtener un biocatalizador activo, fácilmente separable del medio de reacción, reutilizable, resistente a los reusos y total preservación de actividad durante largos períodos de almacenamiento. En capítulo VIII se enumeran las conclusiones globales de todo la investigación realizada y se establecen los lineamientos considerados pertinentes para el trabajo a futuro. / The present thesis follows two parallel and complementary lines of research: on the one hand, the synthesis of magnetite particles by the co-precipitation method in the presence of surfactants; and on the other, the use of different materials prepared as new supports for the immobilization of Candida Antarctica lipase B (CALB), an enzyme in depth studied by the biocatalysis group of the PLAPIQUI institute over several years. The performance of the obtained biocatalysts was tested in the solvent-free esterification reaction of oleic acid with ethanol. Chapter I introduces general concepts of catalysis and, with a greater level of detail, those related to enzymatic catalysis. The importance was highlighted in relation to multiple aspects such as biotechnology, environment and economy. Different methods of immobilization studied in the literature throughout the history of this discipline are summarized, pointing out the advantages and disadvantages of each one. There is also an extensive review of the variety of materials used as solid supports. Magnetic supports are well described, particularly those based on magnetite nanoparticles. The characteristics of the magnetite as the one chosen for this work are explained. The synthesis strategies of nanoparticulated iron oxide are briefly reviewed, deepening in the co-precipitation method. Finally the specific objectives of the theses are listed. Chapter II details the experimental procedure for CALB immobilization. The reaction conditions in which the catalytic activity (test reaction) and a suitable sampling protocol for conversion determination are measured are set forth. Finally, the characterization techniques applied to the catalysts and precursor materials are described together with the necessary treatment of the samples for each one. Chapter III includes the study of the synthesis of nanoparticulated supports based on magnetite. The influence of the type and concentration of stabilizer used for MAG coprecipitation medium on the physicochemical properties of the formed particles is analyzed. The modifiers screened were oleic acid, sodium dodecylsulfate, high molecular weight polyethylene glycol (35,000) and hexamethylenetetramine. In addition, the functionalization of the magnetic particles with amino groups (NH2) using chitosan (QUIT) or lysine was studied. Samples were characterized by SEM-EDX, TEM, DRIFTS and DLS. The rol of each organic substance in the mechanism of crystallization are established. This analysis allows to explain the differences observed in the size, shape and surface functionality of the particles. Chapter IV studies the covalent immobilization of CALB on magnetic particles modified with oleic acid, chitosan (QUIT) and glutaraldehyde (GLUT). The QUIT-GLUT, GLUT-CALB and CALB-CALB interactions are studied in depth. A relation between the properties of the support and the biocatalyst with the catalytic activity is proposed. Based on this relationship, an immobilization mechanism is suggested that explains the behavior of the system and determines which are the critical variables to be adjusted to improve the immobilization protocol. Chapter V is an optimization work for catalyst prepared in Chapter IV. For this purpose, CALB was immobilized on the same support studied in Chapter IV, after modification of the surface with varying amounts of 3-aminopropyltriethoxysilane (APTS) and more GLUT. The influence of the nominal amount of CALB offered was also evaluated. A computer program was used to design the experiments and statistically analyze the results. Mathematical models were obtained to identify the significant variables for each evaluated response: conversion, enzymatic loading and specific activity. The best catalysts were selected to check their operational stability and activity retention after storage. The mechanisms of immobilization on the different surfaces that explain these properties are proposed. The prepared catalysts and precursor materials were widely characterized by various techniques. In Chapter VI, different methods of protein quantification are explored considering the errors found in the most common ones (Bradford, Lowry) , routinely implemented for the calculation of the enzymatic loading in biocatalysts. CALB was determined in the commercial broth, the immobilization supernatants and washing waters of several samples by 4 different protocols, combining the classic Bradford test with the determination of sulfur by atomic emission. The influence of the concentration standard chosen for the colorimetric method were studied and the interferences present in both techniques were identified. It was possible to establish a protocol for quantification of this lipase which, unlike others, yielded values of enzymatic loading consistent with the activity of the catalysts. The demonstration of the systematic errors made through the Bradford test suggests that this method be considered - and even ruled out - to quantify any protein, whether in immobilization medium or not. Chapter VII investigates the immobilization of CALB on a new support: magnetite functionalized with the amino acid lysine (LIS). This material has different properties from MAG-QUIT in terms of particle size and stability in aqueous suspension. Lipase coupling was performed by two techniques: A- simple adsorption on MAG-LIS followed by cross-linking with GLUT of variable concentration, and B- activation of MAG-LIS with GLUT of a specific concentration (determined according to the results of method A) and subsequent covalent immobilization. It was possible to design a protocol that allows to obtain an active biocatalyst, easily removable from the reaction medium, reusable, resistant to reuse and with total preservation of activity during long periods of storage. Chapter VIII lists the overall conclusions of the research carried out and establishes the guidelines considered relevant for future work.

El objetivo de esta Tesis es diseñar sistemas multifuncionales que combinen funciones de diagnóstico y terapia, o teranósticos, a base de nanopartículas magnéticas (NPMs) de óxido de hierro (magnetita/maghemita) para su potencial aplicación en patologías oncológicas. Para ello se realizó un trabajo experimental que involucró la optimización de las metodologías de síntesis de las NPMs y la posterior incorporación secuencial de los distintos componentes, en conjunto con las caracterizaciones y ensayos tendientes a evaluar su funcionalidad en cada etapa. En primer término, se estudiaron las vías de síntesis de NPMs de manera de conseguir un control sobre las propiedades fisicoquímicas, y de la estabilidad de NPMs en suspensión acuosa. Se modificó la superficie de las NPMs con ácido fólico (AF) de manera de proporcionar a las NPMs selectividad para acumularse en células tumorales debido a que el receptor de folatos se encuentra sobreexpresado en células de varios tipos de cáncer. En una etapa posterior, se cargaron las NPMs modificadas con AF con fármacos oncológicos para impartir la función terapéutica. La Doxorubicina (Doxo) es uno de los agentes quimioterapéuticos más efectivos usados en el tratamiento de varios tipos de cáncer. A pesar de su gran uso, varios efectos secundarios se encuentran asociados a la distribución sistémica de este fármaco una vez administrado. Estos efectos secundarios están relacionados con la necesidad de administrar dosis elevadas del fármaco debido a la escasa selectividad y eficacia asociada con su distribución no específica en el cuerpo. Las siguientes instancias del desarrollo de este trabajo de tesis se dedicaron a evaluar las potencialidades de los agentes teranósticos para: (i) direccionamiento mediado por un campo magnético; (ii) actuar como medio de contraste en diagnóstico por imagen mediante resonancia magnética (RMI), (iii) ejercer su acción terapéutica. En el Capítulo I se introducen los conceptos básicos sobre nanotecnología, nanociencia y nanomateriales. Se describen en mayor detalle las razones por las cuales se seleccionaron las NPMs para el desarrollo de este trabajo de tesis. Dentro del conjunto de NPMs se puntualiza en las de óxido de hierro, en particular, magnetita (MAG, Fe3O4). Los métodos de síntesis de este óxido de hierro son brevemente reseñados, profundizando en la técnica de co-precipitación. Además se describen las diferentes estrategias de estabilización y funcionalización del núcleo magnético. Se resumen las aplicaciones de las NPMs en biomedicina. En este sentido, se describen las ventajas de las mismas como herramientas de diagnóstico, al actuar como agentes de contraste en RMI. También se muestran las formas de vectorización de fármacos mediante el empleo de NPMs y se enuncian las habilidades de las nanoformulaciones descriptas para actuar como agentes teranósticos. Finalmente se enumeran el objetivo general y los objetivos específicos, así como la hipótesis planteada en esta tesis. En el Capítulo II se describen los reactivos empleados y las técnicas de caracterización aplicadas a las diferentes nanoformulaciones junto con el tratamiento necesario de las muestras en cada caso. El Capítulo III se dedicó al estudio de las metodologías de síntesis, estabilización y control de la estabilidad de las NPMs de MAG. Se describen los resultados obtenidos al emplear dos métodos de síntesis: co-precipitación y su variante reducción-precipitación, con el fin de seleccionar una metodología adecuada para la obtención de NPMs de MAG en función de las aplicaciones propuestas. En base a los resultados, se seleccionó la técnica de co-precipitación como la más adecuada, y se incluyó un estudio exhaustivo de las variables experimentales asociadas a dicha técnica con el propósito de conseguir un control de las propiedades fisicoquímicas. Este análisis involucró el estudio de los mecanismos que conducen a la formación de las NPMs de MAG así como una completa caracterización y los ensayos necesarios para evaluar la estabilidad, en términos de la evolución del diámetro hidrodinámico (DH) en función del tiempo de almacenamiento en suspensión acuosa. En el Anexo I se informan los resultados que complementan a este capítulo. En el Capítulo IV se estudió la incorporación de un ligando selectivo, la vitamina B9 ó AF, a la superficie de MAG, previamente funcionalizada con 3-aminopropiltrietoxisilano (APTS). Para ello se evaluaron dos metodologías: la adsorción simple del AF y el anclaje covalente mediado por carbodiimida. Se combinaron los datos experimentales obtenidos con estudios teóricos. Esto permitió adquirir conocimientos acerca del mecanismo de interacción AF-MAG@APTS y corroborar la disponibilidad del grupo selectivo del AF posterior a su incorporación a la superficie de MAG@APTS. En una segunda instancia, se estudió la estabilidad de las nanoformulaciones obtenidas de acuerdo a dos criterios: (i) evolución del DH en función del tiempo de almacenamiento en dispersión acuosa y (ii) estudio de la capacidad de retención del AF incorporado. Finalmente, se incluye un estudio tendiente a predecir el comportamiento de las nanoformulaciones en un medio que simula el plasma sanguíneo en términos de osmolaridad, pH y contenido de proteína. En el Capítulo V se presentan y discuten los ensayos realizados para proveer a las nanoformulaciones de la acción terapéutica necesaria para constituir un agente teranóstico. La carga de la droga se realizó mediante adsorción superficial, explorando la influencia de diferentes parámetros asociados a dicho procedimiento. Se evaluó la liberación de Doxo in vitro mediante la implementación de una metodología que intenta simular la ruta que debería atravesar la nanoformulación una vez inyectada, vía intravenosa, en el torrente sanguíneo hasta su acumulación en el tumor. En el Capítulo VI se investigó la habilidad de las NPMs, presentadas en los Capítulos IV y V, para ser guiadas magnéticamente al exponerlas a un campo magnético externo mediante ensayos in vitro. Se propuso el empleo de un sistema de flujo continuo acoplado a un espectrofotómetro Uv-Visible, con el objetivo de monitorear la disminución del contenido de NPMs de la dispersión estudiada como consecuencia de la retención de las mismas por acción de un imán de NdFeB colocado en el sitio blanco. En este capítulo, se analizó además, la capacidad de las nanoformulaciones como agentes de contraste. Se determinó la eficiencia de contraste de cada formulación, comparando los valores obtenidos con los correspondientes a agentes de contrastes comerciales. En el Capítulo VII se incluyen ensayos in vitro, empleando una línea celular de cáncer colorrectal (CCR), con el fin de evaluar la capacidad del nanoteranóstico preparado de inhibir el crecimiento celular, a través de la internalización y la posterior liberación de droga en forma intracelular. En este mismo capítulo, se presentan, como complemento, los resultados correspondientes al estudio de la biocompatibilidad de las mismas nanoformulaciones utilizando un modelo animal de zebrafish. En el Anexo II se informan los resultados que complementan a este capítulo. Finalmente, en el Capítulo VIII, se puntualizan las conclusiones generales abordadas a partir de los resultados obtenidos y analizados en cada uno de los capítulos. Se definen además, los lineamientos de la proyección de futuros trabajos. / The aim of this thesis is to design multifunctional nanosystems combining the diagnostic and therapy or theranostics, based on magnetic nanoparticles (MNPs) of iron oxide (magnetite/maghemite) for their potential application in the treatment of oncological pathologies. To this end, an experimental work involving the optimization of MNPs synthetic procedures followed by a sequential incorporation of different components was performed. The synthesis of MNPs was carefully studied in order to achieve a control on their physicochemical properties and stability in aqueous suspension. The folate receptor is overexpressed in several types of tumor cells. Therefore, MNPs surface was modified with folic acid (FA) to provide them selectivity and affinity towards tumor cells. At a later stage, MNPs modified with FA were loaded with an oncological drug aiming to impart them therapeutic function. Doxorubicin (Doxo) is one of the most effective and used chemotherapeutic agents for the treatment of many types of cancer. In spite of this, several side effects are associated with the systemic distribution of this drug once administrated. These unwanted effects are related to large drug dosage, poor selectivity and low efficiency associated to the non specific distribution of drugs in the body. The following instances comprising this work were devoted to evaluate the capabilities of the theranostic agents concerning: (i) in vitro magnetic targeting, (ii) diagnostic as contrast agent for imaging magnetic resonance (MRI); (iii) therapeutic functions. In Chapter I, the fundamental concepts regarding the nanotechnology, nanoscience and nanomaterials are introduced. The abilities of MNPs to these kinds of applications are emphasized, justifying their selection for the development of this thesis. Magnetite (MAG, Fe3O4) was employed to formulate the MNPs. The methods of synthesis are briefly reviewed, highlighting the co-precipitation technique. Besides, different stabilization and functionalization strategies of the magnetic core are described. The applications of MNPs in biomedicine are summarized. Their capabilities as contrast agents in RMI, and target drug delivery are presented, as well as their potential as theranostic agents. Finally, the hypothesis followed by the general and specific objectives is defined. Chapter II describes all reagents and solvents employed in this work. Besides, the techniques used for the nanoparticles characterizations are described together with preparative treatment of the samples for each one. In Chapter III, the study of the synthesis methodologies, and stabilization of MAG are presented. Two methods of obtention are described; co-precipitation and its reduction-precipitation, both were evaluated in order to select a suitable methodology for achieving MAG. The co-precipitation technique was chosen based on the reached results. An exhaustive study of the experimental conditions associated to this methodology was included. This analysis involved the study of MAG formation mechanisms as well as a complete structural and surface characterization. The necessary tests to evaluate the stability, in terms of the evolution of the hydrodynamic diameter (HD) as a function of the storage time in aqueous suspension were performed. Complementary results are reported in Annex I. In Chapter IV the incorporation of FA to MAG surface, previously modified with APTS, was studied aiming to provide selectivity towards folate receptors. To do this, two methodologies were evaluated: simple adsorption and covalent linkage. The obtained experimental data were combined with theoretical studies to gain knowledge about the possible mechanisms to FA-MAG@APTS linkage. These data also provided evidence regarding the availability of the selective FA group after its incorporation into the MAG@APTS surface. The stability of the obtained nanoformulations was studied based on two criteria: (i) the evolution of the HD as a function of the storage time in aqueous dispersion and (ii) the study of the FA retention. Finally, a study tending to predict the behavior of nanoformulations in a medium simulating blood plasma in terms of osmolarity, pH and albumin content was developed. In this sense, the aggregation trend and the nanosystems stability were the analyzed parameters. In Chapter V, the assays devoted to provide the nanoformulations with therapeutic action are presented and discussed. The loading of the drug (Doxo) was carried out by simple adsorption. The influence of different parameters associated with the reaction was explored. The release of Doxo was analyzed by implementing an original procedure to simulate the pathways followed by MNPs once intravenously administered. In Chapter VI, the magnetic target ability of MNPs presented in Chapters IV and V, was in vitro investigated. To achieve this, a novel continuous flow system was fabricated to quantify the amount of MNPs retained in the magnet site in an environment mimicking the bloodstream. On the other hand, the efficiency of the nanosystems as selective contrast agents in MRI was analyzed using a clinical equipment. Chapter VII includes in vitro tests, using a human colorectal cancer cell line (CCR). The evaluated parameters were the MNPs internalization, cellular viability and the therapeutic action of the MNPs loaded Doxo. On the other hand, the results corresponding to biocompatibility studies of the same nanoformulations in vivo are presented. To this end an animal model, zebrafish (Danio rerio), was implemented. Complementary results are reported in Annex II. Finally, Chapter VIII lists the overall conclusions of this investigation work and establishes the guidelines for the future works.

A conjugação entre as nanopartículas (NPs) de diferentes materiais, por meio de ligações químicas entre as moléculas orgânicas presentes na superfície das NPs, pode produzir nanoestruturas core-satéllites multifuncionais com potenciais aplicações no campo biomédico. O objetivo deste estudo foi obter nanoestruturas core-satéllites ou conjugadas, com NPs de Fe3O4 e Au, por meio de reações químicas específicas entre moléculas orgânicas presentes nas superfícies das NPs. As NPs de Fe3O4 foram sintetizadas utilizando rotas de decomposição térmica, resultando em NPs com tamanho e forma controlados. O ácido oleico presente na superfície das NPs de Fe3O4, como sintetizadas, foi substituído pelos ligantes, 3-aminopropiltrimetoxisilano (APTMS) ou 3-mercaptopropiltrimetoxisilano (MPTMS). NPs de Au esféricas de 5,7 nm foram sintetizadas pelo método de Brust modificado, e a sua superfície foi modificada usando o ácido mercaptoundecanoico (AMU). A conjugação entre as NPs de Au e Fe3O4 foi realizada por duas vias diferentes. Primeiramente, usando os grupos amina-terminais livres das NPs Fe3O4@APTMS e os grupos carboxilatos das NPs Au@MUA e, depois, com a utilização dos grupos tióis das NPs Fe3O4@MPTMS e as NPs de Au, antes da modificação de superfície. Após a conjugação o comportamento superparamagnético das NPs de Fe3O4 foi preservado, mas a banda plasmon das NPs de Au apresentou um alargamento e um red-shift. Como esperado, a incorporação de materiais não magnéticos nas NPs magnéticas, resultou em uma pequena diminuição na magnetização de saturação em comparação com as NPs como sintetizadas. O alargamento observado na banda plasmon pode ser explicado pela agregação das NPs de Au, no entanto as influências magnéticas não podem ser discutidas. / The conjugation between nanoparticles (NPs) of different materials by using chemical bonds between organic molecules present on NPs surfaces can produce multifunctional core-satellites nanostructures and to provide potential applications in biomedical field. The aim of this study was to obtain core-satellites or conjugated nanostructures with Fe3O4 and Au NPs by specific reactions between organic molecules bonded on NPs surface. The Fe3O4 NPs were synthesized by using thermal decomposition routes leading to size-and shape-controlled NPs. As-synthesized Fe3O4 surface nanoparticles present oleic acid on surface, which was replaced by either (3-aminopropyl)trimethoxysilane (APTMS) or (3-mercaptopropyl)trimethoxylane (MPTMS) ligands. Spherical 5.7 nm Au NPs were synthesized by modified Brust method, and its surface was properly modified by using 11-mercaptoundecanoic acid (MUA). The conjugation between Au and Fe3O4 NPs was performed by two different routes. Firstly, using the free amine-terminal groups from Fe3O4@APTMS and the carboxylates groups from Au@MUA and, secondly, using thiols groups from Fe3O4@MPTMS and as-synthesized naked Au NPs. After conjugation, the superparamagnetic behavior of the Fe3O4 NPs was preserved, but the plasmon band has red-shifted and broadened. As expected the incorporation of non-magnetic materials onto the magnetic NPs, the saturation magnetization presents small decrease compared to as-synthesized NPs. Observed broadening in the plasmonic band can be explained by Au NPs aggregation, but the magnetic influences can not be discussed.

A nanociência e a nanotecnologia vêm abrindo inúmeros desenvolvimentos de dispositivos e sistemas em escala nanométrica, com novas organizações moleculares, propriedades e funções distintas. Nesse contexto, as nanopartículas magnéticas poliméricas são compósitos formados por materiais magnéticos com tamanhos de partículas entre 1 e 100 nm combinados com polímeros funcionais. São materiais bem conhecidos e têm sido amplamente estudados devido às suas aplicações em diversas áreas tecnológicas. Nas áreas biológica e médica, as aplicações incluem separação e imobilização de enzimas e proteínas, melhoria nas técnicas de imagem de ressonância magnética para diagnóstico e sistemas de liberação controlada de fármacos. Neste trabalho, proteínas foram imobilizadas na superfície de um biopolímero combinado com partículas superparamagnéticas de magnetita para formar o compósito magnético. Utilizou-se o biopolímero quitosana, reticulada e funcionalizada com glutaraldeído, aplicável em ensaios biológicos. Obtiveram-se 3 tipos de compósitos magnéticos, os quais foram nomeados QM1Glu, QM2NaGlu e QM3Glu. Foram caracterizados por difratometria de raios X, microscopia eletrônica de varredura, magnetometria de amostra vibrante, calorimetria exploratória diferencial, termogravimetria e espectroscopia por infravermelho. Foram avaliados quanto à imobilização das proteínas albumina de soro bovino (SAB), colágeno e tripsina. A imobilização das proteínas no biopolímero ocorreu em 30 min de incubação. O compósito magnético de quitosana não funcionalizada (QM3) também foi avaliado. Para a tripsina verificou-se que QM3 apresentou maior potencial de imobilização do que QM3Glu. Após 30 dias, QM3-Trip e QM3Glu-Trip ainda apresentavam a tripsina ativada. Foram demonstradas a atividade e a cinética enzimática da QM3Glu-trip com o substrato BApNA. / Nanoscience and nanotechnology have opened up numerous developments of devices and systems on the nanometer scale, with new molecular organization, properties and functions. In this context, the polymeric magnetic nanoparticles are composites formed by magnetic materials with a particle size between 1 and 100 nm combined with functional polymers. They are well-known and have been widely studied because of its applications in various technology areas. Applications on the biological and medical areas include separation and immobilization of enzymes and proteins, improved techniques of magnetic resonance imaging and diagnostic systems for controlled drug delivery. In this work, proteins were immobilized on the surface of a biopolymer combined with superparamagnetic particles of magnetite. The biopolymer chitosan was used, cross-linked and functionalized with glutaraldehyde, applicable to the biological assays. Three types of magnetic composites were obtained, which were called QM1Glu, QM2NaGlu and QM3Glu. They were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, vibrating sample magnetometry, differential scanning calorimetry, thermogravimetry and infrared spectroscopy. They were evaluated concerning the immobilization of the proteins bovine serum albumin (BSA), collagen and trypsin. The study showed that the immobilization of proteins on the biopolymer occurred in 30 min of incubation. The magnetic composite of nonfunctionalized chitosan (QM3) was also evaluated. For trypsin, it was found that the immobilization potential of QM3 was higher than that observed for QM3Glu. After 30 days, the trypsin of the QM3-Trip and QM3Glu-Trip was still with activity. The activity and the enzyme kinetics of the QM3Glu-Trip with the substrate BApNA were demonstrated.

As propriedades ópticas não lineares refrativas e absortivas de ferrofluidos, formados por nanopartículas de magnetita dispersas em óleo ou em água, e de filmes finos feitos a partir dos ferrofluidos são estudadas através da técnica experimental de varredura-z. Um feixe laser Gaussiano pulsado, com cerca de 200 femtosegundos de largura de pulsos e comprimento de onda de 800 nm, é utilizado para a medida do índice de refração não linear n2 e do coeficiente de absorção de dois fótons . Apresentamos toda a caracterização do feixe necessária para tais medidas, assim como as caracterizações ópticas e estruturais das amostras. Em particular, os diâmetros das nanopartículas são obtidos pelas técnicas de difratometria de raios X, espalhamentos de raios X a baixos ângulos e microscopia eletrônica de transmissão. Os efeitos ópticos não lineares provenientes do aquecimento da amostra pelo laser são evitados com o emprego, em conjunto, de um obturador eletromecânico e de um modulador eletro-óptico. n2 e são medidos em função do diâmetro médio das nanopartículas, e como resultado diminui com a diminuição do diâmetro médio das nanopartículas. Além disso, a comparação de para amostras de diferentes concentrações permite a obtenção da seção de choque de absorção de dois fótons 2PA da magnetita. As absorções e refrações não lineares também são estudadas em função da aplicação de um campo magnético externo sobre os filmes finos e ferrofluidos. Para esses últimos, os valores de aumentam com a aplicação de campo magnético na mesma direção da polarização da luz, e diminuem com a aplicação de campo perpendicular à polarização. Os possíveis motivos de tal comportamento são discutidos e a determinação de elementos do tensor susceptibilidade óptica de terceira ordem são obtidos a partir desses resultados. / The refractive and absorptive nonlinear optical properties of ferrofluids, made with magnetite nanoparticles in water or oil, and of thin films made from the ferrofluids, are investigated by z-scan technique. A Gaussian pulsed laser beam, with pulse width of ~ 200 femtoseconds and wavelength of 800 nm is used in the nonlinear refractive index n2 and two-photon absorption coefficient measurements. The beam characterization is detailed, as well as the samples optical and structural characterization. The nanoparticles mean diameters, especially, are achieved by X-ray diffractometry, small angle X-ray scattering and transmission electron microscopy. An electro-optical modulator and an electromechanical shutter are applied in the setup to avoid the thermal nonlinear optical effects, that could be present due to the sample heating by the beam. n2 and are measured as a function of the mean nanoparticles diameters, and as a result, values decrease when the diameters decrease. Besides, the values comparison for samples with different concentrations allows the determination of the magnetite two-photon absorption cross section 2PA. The nonlinear absorption and refraction are also studied as a function of an external magnetic field applied in the thin films and ferrofluids. For the last, values increase with the field when its direction is parallel to the light polarization, and decrease with field when its direction is perpendicular to the polarization. The possible reasons are discussed, and some elements of the third-order optical susceptibility are obtained from these results.

Nanopartículas de ouro são \"blocos de construção\" muito versáteis para a preparação de novos nanomateriais híbridos funcionais. Suas propriedades físico-químicas permitem a criação de sistemas capazes de absorver luz, transportar elétrons ou, ainda, interagir com moléculas e biomoléculas. Nesta tese foram estudados os fatores que influenciam o Espalhamento Raman Intensificado pela Superfície (SERS), visando o aumento da sensibilidade da técnica pela formação de compósitos com nanopartículas magnéticas, além de explorar a estratégia de montagem coordenativa para a preparação de nanomateriais híbridos contendo complexos de rutênio visando o desenvolvimento de sensores para moléculas e/ou íons moleculares. Assim, foi demonstrado como é possível aumentar o sinal de espalhamento Raman obtido em pelo menos 30%, através do controle da relação número de moléculas/ nanopartícula de ouro. Ou seja, verificou-se que a melhor relação sinal ruído foi alcançado com cerca de 16 mil moléculas de fenantrolina por nanopartícula de ~42 nm, gerando espectros mais definidos e sem a presença de bandas indesejáveis, por exemplo associadas aos agentes estabilizantes. Essa propriedade das nanopartículas de ouro foi potencializada por meio da associação com nanopartículas superparamagnéticas de óxido de ferro gerando substratos SERS sensíveis, reprodutíveis, de preparação simples e baratos. A interação entre as nanopartículas de ouro e as nanopartículas superparamagnéticas foram monitoradas por espectroscopia eletrônica no ultravioleta-visível, microscopias eletrônicas de varredura e de transmissão e microscopias de campo escuro e hiperespectral. Verificou-se que as nanopartículas interagem fortemente entre si gerando materiais supramoleculares que podem ser atraídas e concentradas utilizando-se um imã, para a realização de medidas de espectroscopia Raman/SERS. Essa nova metodologia e substrato SERS possibilitaram a quantificação de azul de metileno e de fenantrolina em concentrações na faixa de 5x10-9 a 5x10-11 mol dm-3. De fato, foi observado um aumento do sinal Raman de até 60 vezes, quando comparado ao sinal sem a concentração magnética. Finalmente, a interação das nanopartículas de ouro com três diferentes clusters trigonais de acetato de rutênio (ou, simplesmente, clusters de rutênio) simétricos, com os ligantes 4-cianopiridina, 4,4\'-bispiridina e trans-1,2-bis(4-piridil)etileno como substituintes axiais foi explorado para a preparação de polímeros de coordenação funcionais. Os clusters de rutênios foram caracterizadas por espectroscopia eletrônica no ultravioleta-visível, eletroquímica e espectroeletroquímica. A seguir os clusters de rutênio foram utilizados como \"réguas molecular\", explorando a diferença de tamanho e o fato delas funcionarem como \"moléculas-pontes\", para a realização de estudos de acoplamento plasmônico, acompanhando-se tal fenômeno por espectroscopia eletrônica no ultravioleta-visível. A interação entre as nanopartículas de ouro e os clusters de rutênio puderam ser estudadas por espectroscopia de ressonância plasmônica de superfície (SPR), onde foi investigado o processo de formação de filmes por meio da técnica. Estes foram caracterizados por espectroscopia Raman utilizando lasers de excitação de 532 e 785 nm, onde foram observados as bandas vibracionais dos clusters de rutênio e as contribuições ressonante, eletromagnética e de transferência de cargana intensificação Raman. Esses nanomateriais híbridos foram ainda imobilizados sobre eletrodos de vidro condutor e utilizados como sensores eletroquímicos para detecção de nitrito na faixa de concentrações entre 0,5x10-6 e 1x10-3 mol dm-3. / Gold nanoparticles are \"building blocks\" very versatile for the preparation of new functional hybrid nanomaterials . Their physicochemical properties allow the creation of systems capable of absorbing light, electron transportation, or even interact with molecules and biomolecules. In this thesis we studied the factors that influence the surface enhanced Raman scattering (SERS), in order to increase the sensitivity of the technique by forming composites with magnetic nanoparticles, as well as explore the coordinative assembly strategy for the preparation of hybrid nanomaterials containing complexes ruthenium for the development of sensors for molecules and/or molecular ions . Thus, it was shown how is possible to increase the Raman signal obtained by at least 30 % just controlling the relative number of molecules/gold nanoparticle. That is, it was found that the best signal to noise ratio was achieved with about 16 thousand of molecules per nanoparticle ~ 42 nm, more defined and generating spectra without the presence of undesirable bands, for example, associated with stabilizers. This property of gold nanoparticles was enhanced by association with superparamagnetic nanoparticles of iron oxide generating sensitive SERS substrates, reproducible, with simple preparation methodology and inexpensive. The interaction between the gold nanoparticles and superparamagnetic nanoparticles were monitored by electronic spectroscopy in the ultraviolet -visible, scanning electron microscopy and transmission electron microscopy and dark field and hyperspectral microscopy. It was found that the nanoparticles interact strongly which can be attracted and concentrated using a magnet for the realization of Raman spectroscopy measurements / SERS. This new methodology, and SERS substrate, allowing the quantification of methylene blue concentrations and phenantroline in the range of 5x10-9 to 5x10-11 mol dm-3. In fact , we observed an increase in the Raman signal up to 60 times when compared to the signal without the magnetic concentration. Finally, the interaction of gold nanoparticles with three different clusters trigonal ruthenium acetate (or simply ruthenium clusters) symmetrical with the ligand 4- cyanopyridine, 4,4\'-bispiridina and trans-1,2-bis(4-pyridyl) ethylene axial been explored as substituents for the preparation of functional coordination polymers. Ruthenium Clusters were characterized by electron spectroscopy in the ultraviolet-visible, electrochemical and spectroelectrochemical. After that, the ruthenium clusters were used as \"molecular rulers\", exploring the size difference and the fact that they can act as \" molecules-bridges \" for studies of plasmon coupling, following up this phenomenon by electronic spectroscopy in the ultraviolet - visible. The interaction between the gold nanoparticles and ruthenium clusters could be studied by spectroscopy, surface plasmon resonance (SPR), where it investigated the process of formation of films by the technique. These were characterized by Raman spectroscopy using laser excitation of 532 and 785 nm, which were observed vibrational bands of ruthenium clusters and contributions resonant electromagnetic and transfer cargana Raman enhancement. These hybrid nanomaterials were also immobilized on glass electrodes and conductive used as electrochemical sensors for the detection of nitrite concentrations in the range of 0.5 x10-6 to 1x10-3 mol dm-3.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A região de Itutinga foi alvo de estudos prospectivos por parte da empresa BP mineração na década de 80, onde foram encontradas mineralizações em lentes de sulfetos metálicos (Zn-Cu-Ag-Fe) associados a rochas komatiíticas peridotíticas e basaltos toleíticos (anfibolitos) do greenstone belts, nas proximidades da fazenda São Jerônimo, enquadrando-se em um depósito do tipo VMS. A partir destas informações encontradas na literatura propôs-se estudar a estaurolita, a magnetita e a ilmenita para, a partir da determinação do seu conteúdo em zinco, indicar a aplicabilidade destes três minerais como traçadores desses tipos de depósitos. Para isso foram coletadas amostras de sedimentos de corrente e concentrados de batéia na região próxima à ocorrência, no entorno da cidade de Itutinga, e também em uma região próxima a cidade de Itumirim, já que existem semelhanças litológicas entre as duas áreas. Os sedimentos de corrente, as frações magnéticas e as frações de 0,3A (separador eletromagnético Frantz) foram enviados para análises químicas por absorção atômica e ICP-OES. Os concentrados de batéia foram descritos, separando-se cristais de estaurolita de cada amostra coletada, e analisando-os em MEV-EDS para determinação da química mineral. Os resultados dos sedimentos de corrente apontaram que os pontos da fazenda São Jerônimo (ME-03, Itutinga 51,7 ppm de Zn) e o ponto do Ribeirão Santa Cruz, (ME-06, Itumirim 36,1 ppm de Zn) foram os que apresentaram melhores resultados, indicando anomalias em zinco nas duas áreas estudadas . As estaurolitas, retiradas dos concentrados de batéia de cada ponto estudado, foram divididas em três conjuntos, de acordo com os teores de ZnO encontrados: 1 - entre 2,96% e 3,25% de ZnO em peso; 2 - entre 2,03% e 2,76% de ZnO em peso; 3 - < 1,67% de ZnO em peso, sendo comparável com outras estaurolitas encontradas em diversos depósitos de Zn do mundo, como Dry River, Austrália e Palmeirópolis Goiás. Assim, as estaurolitas apresentam bons resultados como minerais indicadores na área estudada. Em relação as magnetitas e ilmenitas estudadas, o número de amostras coletadas no presente estudo foram muito pequenas para se ter informações conclusivas sobre o papel destes minerais como traçadores. Por outro lado, os resultados das análises químicas nos concentrados de ilmenita (até 856 ppm de Zn) e nos concentrados de magnetita (até 216 ppm de Zn), indicam a disponibilidade deste metal nas áreas estudadas. Assim, é possível se detectar a presença do zinco por dois meios: através de sedimentos de corrente, através de halos de dispersão química do elemento zinco, e através dos minerais resistatos (estaurolita zincífera, magnetita e ilmenita), a partir de uma dispersão clástica do grão. / The Itutinga region was studied for BP mineration in 80s , where they found sulphide mineralization in lenses (Zn-Cu-Ag-Fe) associated with komatiitic peridotite rocks and tholeitic basalts (amphibolites) of greenstone belts, near of Fazenda São Jerônimo. With this information in the literature the propose is study the staurolite, magnetite and ilmenite for indicating the applicability of these three minerals as tracers of these types of mineralization. For this, samples of stream sediment and panning concentrates in the region near the city of Itutinga, and also in a region near the city of Itumirim. The stream current, magnetic fractions and ilmenite fractions were sent to chemistry analyses (Atomic absorption and ICP-OES), and the panning concentrates were analyzed for the separating of staurolite crystals, and sent to SEM-EDS. The stream sediments results showed that the point of Fazenda São Jerônimo (ME-03, Itutinga 51,7 ppm of Zn) and the point of Ribeirão Santa Cruz (ME-06, Itumirim 36,1 ppm of Zn) were presented the best result. The staurolite of panning concentrates were divided into three groups according to levels of ZnO matched: 1 - between 2.96% and 3.25% by weight of ZnO, 2 - from 2, 03% and 2.76% by weight of ZnO, 3 - <1.67% ZnO by weight, comparable with other staurolite found in many zinc deposits in the world, such as Dry River, Australia and Palmeirópolis Goiás. Thus, the staurolite show good results as indicator minerals in the area. With respect to magnetite and ilmenite concentrates, the number of samples collected in both areas was too small to have conclusive information. On the other hand, the results of the chemical ilmenite (up to 856 ppm Zn) and magnetite (up to 216 ppm Zn), indicate the availability of this metal in the areas studied. Thus, it is possible to detect the presence of zinc by two means: through stream sediments through chemical dispersion halos of zinc, minerals and through resistive minerals (zincian staurolite, magnetite and ilmenite), from a crystal clastic dispersion.

Orientador: Frank Nelson Crespilho / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados, 2013