Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-06-07T11:31:21Z No. of bitstreams: 1 brunoguilhermedafonseca.pdf: 3400228 bytes, checksum: 5e2e24048845084805ad960c6e33ecac (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-07-02T13:29:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 brunoguilhermedafonseca.pdf: 3400228 bytes, checksum: 5e2e24048845084805ad960c6e33ecac (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-02T13:29:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 brunoguilhermedafonseca.pdf: 3400228 bytes, checksum: 5e2e24048845084805ad960c6e33ecac (MD5) Previous issue date: 2016-02-29 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho investigou-se a adsorção do triptofano (Trp), seus derivados e do 2-mercaptoetanol (MET) na superfície de nanopartículas metálica de prata ou ouro. Utilizou-se como ferramentas para o estudo, as técnicas espectroscópicas de absorção no ultravioleta e visível (UV-VIS), espalhamento Raman normal e intensificado pela superfície (surface-enhanced Raman scattering – SERS) e cálculos teóricos baseados na teoria do funcional da densidade (density functional theory – DFT). A banda da ressonância do plásmon de superfície localizado (localized surface plasmon resonance – LSPR) foi monitorada nos espectros UV-VIS para a investigação das propriedades eletrônicas das nanopartículas metálicas, envolvidas nas interações com os adsorbatos e nas distribuições de tamanhos. Foram sintetizados nanoprismas de prata estabilizados por citrato de sódio em diferentes condições de temperatura, envolvendo múltiplas etapas de crescimento e usando cobre como dopante indutor de geometria. A inclusão de pequena quantidade de cobre, em relação a prata, levou à maior formação de nanoprismas triangulares que o método original. Estas superfícies foram utilizadas nos estudos da adsorção do MET. Os nanoprismas, dopados ou não, mostraram-se inadequados para uso como substrato SERS de outros adsorbatos que não fossem mercaptanas. Sintetizou-se também nanoesferas de prata ou ouro para o estudo da adsorção do Trp e seus derivados em diferentes ambientes químicos. Os nanoprismas foram utilizados para estudos LSPR na presença do MET em diferentes concentrações, além da obtenção do espectro SERS da molécula. Observou-se que a concentração possui papel determinante na auto-organização de uma monocamada molecular, fazendo com que a conformação predominante se altere na superfície metálica. Os cálculos por DFT permitiram a simulação da adsorção do MET em superfície (111) de prata e obtenção de resultados relacionados às estruturas e estabilidades dos confôrmeros. Teoria e experimento mostraram-se em acordo dentro das condições estudadas e permitindo inferir que a ligação de hidrogênio possui um papel chave nas propriedades da monocamada. Estudou-se a adsorção dos isômeros L-Trp e D-Trp e dos peptídeos Ala-Trp, Trp-Gly, pGlu-Lys-Trp-Ala-Pro e Trp-His-Trp-Leu-Gln-Leu através das espectroscopias SERS e UV-VIS. Em prata, os espectros mostraram que os aminoácidos e os dipeptídeos adsorvem preferencialmente através dos grupos carboxilato e amina. Em ouro, a análise espectral permitiu identificar a adsorção das moléculas de Trp via nitrogênio do anel indólico. Os espectros foram obtidos em concentração de 10-3 mol L-1 nos diferentes metais, contudo a adição de HCl permitiu a obtenção de espectros em 10-5 mol L-1. As diferenças entre os espectros em ouro permitiram concluir que o Trp interage mais intensamente com a superfície na presença de HCl. A partir de todos os resultados obtidos, pode-se sugerir que as nanopartículas de ouro mostram-se úteis para o estudo de estruturas mais complexas por diferencia o triptofano adsorvido à superfície de outros presentes na estrutura de interesse. / The adsorption of tryptophan (Trp), his derivatives and 2-mercaptoethanol (MET) on metallic nanoparticle surface had been studied on this thesis. For such investigations it was employed the following tools: ultraviolet and visible absorption spectroscopy (UV-VIS), Raman scattering spectroscopy, surface enhanced Raman spectroscopy (SERS) and density functional theory. The localized surface plasmon resonance (LSPR) band was monitored on UV-VIS spectra to study the electronic properties of metallic nanoparticles involved in the interactions with the adsorbates and the size distributions. Silver nanoplates were synthesized in different conditions of temperature, multiple growing steps and using copper as a stabilizing doping. A small addition of copper, compared to silver, increased the triangular nanoprism yield of the original synthesis. These nanoparticles were used for adsorption study of MET. It was synthesized gold and silver nanospheres for studying Trp adsorption and other peptides on different chemical surroundings. The nanoprisms were utilized for LSPR study in the presence of MET at different concentrations, in addition to SERS spectra of this molecule. It has been observed the molecule concentration has a key role for self-assembled monolayer formation, which changes the most common conformer on the metallic surface. DFT calculation allowed us to simulate MET adsorption on silver surface (111) obtaining results related to the structures and stabilities of the conformers. Theory and experiment showed in agreement in the conditions studied and conclude the hydrogen bond is a key player in the monolayer properties. It was studied the adsorption of the isomers, L-Trp and D-Trp, and the peptides, Ala-Trp, Trp-Gly, pGlu-Lys-Trp-Ala-Pro and Trp-His-Trp-Leu-Gln-Leu, through SERS spectroscopy. In silver, the spectra showed amino acids and dipeptides tend to adsorb by the acid and amine group. In gold, an enhancement and shifting of the bands allowed us to identify the adsorption by the indole ring, specifically by the nitrogen atom. The spectra were obtained at concentration of 10-3mol.L-1 on different metals, however in presence of HCl the molecular concentration was 10-5mol.L-1. When HCl was added, the spectra showed a slightly different pattern, which suggest us that, in this condition, Trp interacts stronger to the surface.

Made available in DSpace on 2014-08-20T14:37:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_jorgea_pradiee.pdf: 964026 bytes, checksum: e100969ef5fb9f72ec9bf73b616695fd (MD5) Previous issue date: 2013-02-22 / In an attempt to diminish the structural damage to the plasma membrane, due to free radicals and reactive oxygen species (ROS), the antioxidants β-mercaptoethanol (BME) and cysteine (CIS) were tested for semen cryopreservation and in vitro maturation (IVM) and culture (IVC) of ovine embryos. Semen samples from four rams of the Crioula Lanada breed were collected with artificial vagina twice weekly (n = 23). Samples of four rams were pooled and split in six treatments: T1, control without antioxidant, T2, with 2mM BME, T3, with 5mM BME, T4, with 2mM BME and 5mM cysteine; T5, with 5 mM BME and 5mM cysteine, and T6 with 5 mM cysteine. Semen was diluted in tris-egg yolk-glycerol and stored in straws of 0.25 mL containing 100 x 106 spermatozoa. Cooling and freezing were performed using a TK3000 and thawing was performed at 37°C for 20 s. Sperm motility, membrane integrity and mitochondrial activity and acrosome, before freezing and after thawing, did not differ between treatments (P> 0.05). Quantification of ROS and total antioxidant activity after thawing were similar between treatments (P> 0.05). At the tested concentrations, the inclusion of BME, and cysteine did not affect sperm viability after thawing. In the first experiment of IVP, the inclusion of 20 mM of BME in IVM and IVC of embryos was compared to a control treatment without antioxidants. There was no deleterious effect of antioxidant on the cleavage rate (control: 70.0%; BME: 69.8%). However, the rate of development to the blastocyst stage with BME (5.2%) was lower (P <0.001) than with the control (16.9%). In the second experiment, we tested the association of 50 mM BME and 600 mM of CIS in IVM and IVC. There was no difference between control and BME/CIS (P> 0.05), for cleavage (60.3% and 64.3%, respectively) and embryonic development rates (33.6% and 36.6 %, respectively). The addition of 20 mM of isolated BME in IVM and IVC sheep embryos was associated with decreased embryonic development to blastocyst. However, the addition of antioxidants BME, and cysteine in combination, did not affect the rates of cleavage and embryo development to blastocyst. Therefore, the combination of antioxidants and CIS BME used in freezing ram semen and PIV, did not improve the treatments that have been added, albeit at different concentrations. / Na tentativa de diminuir os danos estruturais na membrana plasmática, devido aos radicais livres e espécies reativas de oxigênio (ROS), os antioxidantes β-mercaptoetanol (BME) e cisteína (CIS) foram testados na criopreservação de sêmen e na maturação (MIV) e cultivo (CIV) in vitro de embriões de ovinos. Amostras de sêmen de quatro carneiros da raça Crioula Lanada foram coletadas com vagina artificial, duas vezes por semana (n = 23). As amostras dos quatro machos foram combinadas em pool e divididas em seis tratamentos: T1, Controle, sem antioxidante; T2, com 2mM BME; T3, com 5mM BME; T4, com 2mM BME e 5mM de cisteína; T5, com 5mM BME e 5mM de cisteína; e T6 com 5mM de cisteína. O sêmen foi diluído em tris-gema-glicerol e estocado em palhetas de 0,25 mL contendo 100 x 106 espermatozoides. O resfriamento e o congelamento foram realizados em máquina TK3000 e o descongelamento foi realizado a 37ºC por 20 s. A motilidade, a integridade da membrana espermática e do acrossoma e a atividade mitocondrial, antes do congelamento e após o descongelamento, não diferiram entre os tratamentos (P> 0,05). A quantificação de ROS e da atividade antioxidante total pós-descongelamento foram semelhantes entre os tratamentos (P> 0,05). Nas concentrações testadas, a inclusão de BME e cisteína não influenciou a viabilidade espermática pós-descongelamento. No primeiro experimento de PIV, a inclusão de 20 μM de BME na MIV e CIV de embriões foi comparada a um tratamento controle sem antioxidantes. Não houve efeito deletério do antioxidante sobre a taxa de clivagem (Controle: 70,0%; BME: 69,8%). Porém, a taxa de desenvolvimento até o estágio de blastocisto no tratamento BME (5,2%) foi inferior (P<0,001) à do controle (16,9%). No segundo experimento, foi testada a associação de 50 μM de BME e 600 μM de CIS, na MIV e CIV. Não houve diferença entre os tratamentos controle e BME/CIS (P>0,05), quanto às taxas de clivagem (60,3% e 64,3%, respectivamente) e de desenvolvimento embrionário (33,6% e 36,6%, respectivamente). A adição isolada de 20 μM de BME na MIV e CIV de embriões ovinos foi associada com redução no desenvolvimento embrionário até blastocisto. Porém, a adição dos antioxidantes BME e cisteína, em associação, não afetou as taxas de clivagem e desenvolvimento embrionário até blastocisto. Assim, a associação dos antioxidantes BME e CIS usados no congelamento de sêmen ovino e na PIV, não promoveu melhora dos tratamentos em que foram adicionados, ainda que em concentrações diferentes.