O basidiomiceto Cryptococcus neoformans é um fungo saprófita, com ampla distribuição geográfica, que é normalmente isolado de solos que contêm excretas de pombos e detritos vegetais. Apesar de saprófita, o fungo pode infectar e causar doença em uma grande variedade de hospedeiros animais, como mamíferos, aves e insetos. O número de casos de micoses graves, causadas por C. neoformans e por outros gêneros de fungos, tem aumentado em todo o mundo, principalmente devido ao aumento do número de indivíduos imunocomprometidos. Adicionalmente, a emergência de novas espécies de patógenos e a seleção de linhagens tolerantes aos antifúngicos comumente utilizados fazem com que o desenvolvimento de novas estratégias para o controle de fungos seja extremamente desejável. A inativação fotodinâmica de fungos é um método novo e promissor, que pode ser utilizado tanto para o controle de micoses (em animais e em vegetais), como para a eliminação de fungos do ambiente. A fotoinativação de fungos é baseada no uso de fotossensibilizadores que se acumulam ou que são preferencialmente metabolizados pelas células do microrganismo-alvo. A seguir, o fotossensibilizador é exposto à luz visível, que, na presença de oxigênio, inicia processos fotoquímicos que produzem uma série de espécies reativas de oxigênio capazes de matar as células fúngicas sem provocar danos significativos nos tecidos do hospedeiro. Neste trabalho, foram avaliadas as eficácias do azul de metileno (MB) (em solução e em nanoemulsão), da cloro-alumínio ftalocianina (em nanoemulsão) e do complexo nitrosilo de rutênio (em solução) como fotossensibilizadores para a fotoinativação de células melanizadas e não melanizadas de C. neoformans. C. neoformans foi suscetível à fotoinativação pela cloro-alumínio ftalocianina, com uma inativação próxima de 100% quando foi utilizada uma combinação apropriada da concentração do fotossensibilizador e da dose de luz. A completa fotoinativação do fungo pela ftalocianina, em condições compatíveis com a terapia fotodinâmica, abre a perspectiva da utilização desse fotossensibilizador para o tratamento de micoses causadas por C. neoformans. A fotoinativação pelo MB foi apenas parcial e não ocorreu fotoinativação pelo nitrosilo de rutênio. Nenhum dos fotossensibilizadores matou o fungo na ausência da luz. Também foram feitos experimentos para se verificar a influência do tempo de crescimento e da melanização na tolerância de C. neoformans à fotoinativação pelo MB. Houve diferença significativa na tolerância entre diferentes linhagens de C. neoformans. Para a maioria dos tratamentos [linhagens e tempo de crescimento (4, 6 ou 8 dias)], não houve diferença significativa entre a tolerância de células melanizadas e não melanizadas. Também não foi observada diferença na tolerância entre células com idade de 4 a 8 dias. / The basidiomycete Cryptococcus neoformans is a saprophytic worldwide fungus which is normally isolated from soils contaminated with pigeon excreta and plant detritus. Despite a saprophytic existence, the fungus can infect and cause disease in a wide variety of animal hosts such as mammals, birds and insects. Serious infections caused by C. neoformans and by other genera of fungi have emerged all over the world, primarily due to the increased numbers of immunocompromised individuals. Additionally, the emergence of new species and antimycotic-resistant strains of pathogenic fungi makes the development of new fungus-control techniques highly desirable. Photodynamic inactivation of fungi is a new and promising method that can be used to control localized mycoses or kill fungi in the environment. The photodynamic inactivation of fungi is based on the use of a photosensitizer that accumulates in, or preferentially is metabolized by, cells of the target microorganism. The photosensitizer is then exposed to visible light in the presence of oxygen, and this starts photochemical processes that produce a series of reactive oxygen species (ROS) capable of killing the fungal cells without causing significant damage to host tissues. We report here the efficacy of methylene blue (MB) (in solution and in nanoemulsion), chloroaluminum phthalocyanine (in nanoemulsion) and nitrosyl ruthenium complex (in solution) as photosensitizers in photoinactivation of melanized and nonmelanized Cryptococcus neoformans yeast cells. C. neoformans were susceptible to photoinactivation by chloroaluminum phthalocyanine with inactivation close to 100% when the appropriate combination of photosensitizer concentration and light-exposure dose was used. Photoinactivation by MB was only partial and nitrosyl ruthenium complex was ineffective. In the dark, neither photosensitizers inactivated the fungus. Complementary experiments were performed to estimate the effect of the age of the cells and of melanization in the fungus tolerance to photoinactivation by MB. There was a significative difference in the tolerance among strains of C. neoformans. For most of the treatments (strains and time of growth) there was no difference between the tolerance of melanized and nonmelanized cells. There was no difference in the tolerance among 4 to 8-day cells either.

O objetivo deste trabalho foi observar a ação da terapia fotodinâmica (PDT) antimicrobiana do azul de metileno (AM) frente ao Aggregatibacter actinomycetemcomitans em estudo in vitro e em periodontite induzida em ratos. No estudo in vitro foram utilizadas suspensões de cultura de A. Actinomycetemcomitans selvagens na avaliação de diferentes parâmetros de irradiação na busca de otimizar a redução bacteriana. No estudo in vivo foram selecionados 20 ratos Wistar machos, adultos, com massa corpórea semelhante de aproximadamente 300 g. Os animais foram submetidos a uma antibioticoterapia durante cinco dias. A indução foi elaborada através da colocação de ligaduras embebidas em A. actinomycetemcomitans por um período de 15 dias. Após este período, observou-se clinicamente e por sondagem a presença da doença sendo os animais divididos em dois grupos: Grupo RM (n=10) - remoção mecânica de placa e Grupo RM + PDT (n=10) - remoção mecânica de placa + terapia fotodinâmica. Para a PDT, o azul de metileno a 0,01% foi aplicado topicamente diretamente nas bolsas periodontais que foram então irradiadas com um laser de emissão vermelha, A = 660nm, P= 100 mW, t= 54s e E= 5,4 J. Foram realizadas coletas microbiológicas antes, imediatamente após tratamento, 3 dias e sete dias para análises por cultura e reação de polimerase em cadeia (PCR). Os resultados microbiológicos obtidos no experimento in vitro apresentaram uma eficácia da terapia fotodinamica frente ao A. actinomycetemcomitans, 98,4% quando irradiado com uma energia de 5,4J e 99,9% com energia de 9J. No estudo in vivo, foi obtida uma redução microbiana de 93,5% no grupo RM+PDT, frente a uma redução de 87,7% no grupo RM. No controle do dia 7 foi observado uma recolonização em ambos os grupos. As análises por PCR confirmaram a presença do microorganismo em todas as coletas. Estes estudos sugerem que a terapia fotodinâmica pode ser uma alternativa promissora para sua utilização coadjuvante em periodontia. / The aim of this study was to evaluate the antimicrobial effects of photodynamic action of methylene blue (MB) against the Aggregatibacter actinomycetemcomitans in vitro and on periodontitis-induced in rats. The in vitro study used suspensions of A. actinomycetemcomitans to evaluate the different irradiation parameters to optimize the bacterial reduction. Twenty four male adult rats, body mass of 300 g were selected for in vivo study. The animals were submitted to an antibiotic therapy during five days. The periodontitis induction was performed by the ligature insertion imbibed in A. actinomycetemcomitans for 15 days. After this period, the disease was confirmed by clinical and probing aspects. The animals were divided into two groups: Group MR (n=10) - mechanical plaque removal and Group MR+PDT (n=10) - mechanical plaque removal + photodynamic therapy. The MB solution 0.01% (m/w) was topically applied into the periodontal pockets which were irradiated by a laser in red emission, A = 660nm, P= 100mW, t= 54s e E= 5.4 J. Microbiological samples were collected before, immediately after treatment, 3 and 7 days to cultural and Polymerase Chain Reaction (PCR) analysis. The results of in vitro study showed an antimicrobial efficacy of PDT against A. actinomycetemcomitans: reduction of 98.4% when the samples were irradiated with 5.4J and 99.9%, with 9J. The in vivo results showed reduction of 93.5% for Group MR+PDT and 87.7% for Group MR. The analysis on day 7 showed a recolonization in both groups. The PCR analysis confirmed the presence of the microorganism in all samples. This study suggests that the photodymnamic therapy could be a promising adjunctive therapy to periodontal treatment.

A TFD é considerada uma nova terapia minimamente invasiva destinada ao tratamento e destruição seletiva de diversos tipos de cânceres. Objetivo foi avaliar se os efeitos do azul de metileno fotoativado podem desencadear processos inflamatórios interferindo no desenvolvimento e na progressão tumoral. Os resultados demonstraram que o grupo tratado com 0.1% de azul de metileno+1J provocou um aumento estatísticamente significativo quando comparado em relação aos diferentes grupos tratados nos níveis e na expressão gênica dos diferentes marcadores inflamatórios, na geração EROS e MPO. Análise histológica complementou com os resultados anteriores, indicando que neste grupo há alterações morfológicas representadas por áreas de necrose na massa tumoral sólida com presença neutrofílica. Concluímos que há indícios que o tratamento 0.1% azul de metileno+ 1J foi capaz de gerar efeitos citotóxicos que por consequência aumentou a expressão dos mediadores inflamatórios promovendo inflamação e finalmente induzindo morte celular. / PDT is considered a new minimally invasive therapy for the treatment and selective destruction of various types of cancers. The objective was to evaluate the effects of methylene blue light activated may trigger inflammatory processes interfering with the development and tumor progression. The results showed that the group treated with 0.1 % methylene blue +1 J caused a statistically significant increase levels and gene expression of different inflammatory markers in ROS generation and MPO when compared at the different treat groups. Histological analysis complemented with previous results, indicating that there are morphological changes represented by areas of necrosis in the solid tumor mass with neutrophil presence in this group. We conclude that there is evidence that treatment 0.1 % methylene blue + 1J was able to generate cytotoxic effects therefore increased expression of inflammatory mediators, promoting inflammation and finally inducing cell death.

O presente projeto tem como objetivo contribuir para o desenvolvimento de dispositivos para monitoração de pressão dinâmica do ar. Para isso, foram produzidos filmes sensíveis a pressão baseados na detecção de concentração de oxigênio por meio de processos de emissão fotoluminescente das moléculas de Azul de Metileno (MB) e Platina Octaetilporfirina (PtOEP). Nesse sentido, foi estudado o comportamento da emissão fotoluminescente dessas moléculas em interação com o gás de oxigênio. A concentração de oxigênio (do ar) sobre superfície sensível depende da pressão dinâmica de superfície. Desta forma, monitorando a fotoluminescência dos dispositivos submetidos a diferentes concentrações de oxigênio, pode-se determinar uma relação entre a pressão pontual da superfície analisada e a intensidade de emissão fotoluminescente do filme. Os dispositivos de monitoração de pressão dinâmica são constituídos de um filme de estado sólido contendo as moléculas sensíveis. Foram utilizados como substratos hospedeiros para o Azul de Metileno e para a Octaetilporfirina de Platina, os filmes de silício poroso oxidado e Poliestireno, respectivamente. É proposto um arranjo experimental que utiliza um fluorímetro para caracterizar as amostras produzidas e uma câmara de fluxo de gases. Os dispositivos apresentaram elevada sensibilidade e evidenciaram o potencial para desenvolvimento e integração de sensores baseados no silício poroso à microeletrônica. / This project aims to contribute to the development of devices for monitoring dynamic pressure of the air. In this sense, films were produced based on pressure-sensitive detection of oxygen concentration through processes of photoluminescence emission from the molecules of methylene blue (MB) and platinum octaethylporphyrin (PtOEP). Accordingly, it was studied the behavior of the photoluminescence emission of these molecules in interaction with the oxygen gas. The concentration of oxygen (of the air composition) on the sensitive surface depends on the surface dynamic pressure. Thus, monitoring the photoluminescence of the devices under different oxygen concentrations, it can be determined a relationship between the punctual pressure of the tested surface and the photoluminescence emission intensity of the film. The devices for monitoring dynamic pressure are made of a solid state film containing the sensitive molecules. Oxidized porous silicon and polystyrene films were used as hosts for the Methylene Blue and for the Platinum Octaethylporphyrin, respectively. It was proposed an experimental setup that uses a spectrofluorophotometer and a gas flow chamber to characterize the produced samples. The devices showed high sensitivity and potential for development and integration of the sensors based on porous silicon for microelectronics.

O objetivo deste trabalho foi observar a ação da terapia fotodinâmica (PDT) antimicrobiana do azul de metileno (AM) frente ao Aggregatibacter actinomycetemcomitans em estudo in vitro e em periodontite induzida em ratos. No estudo in vitro foram utilizadas suspensões de cultura de A. Actinomycetemcomitans selvagens na avaliação de diferentes parâmetros de irradiação na busca de otimizar a redução bacteriana. No estudo in vivo foram selecionados 20 ratos Wistar machos, adultos, com massa corpórea semelhante de aproximadamente 300 g. Os animais foram submetidos a uma antibioticoterapia durante cinco dias. A indução foi elaborada através da colocação de ligaduras embebidas em A. actinomycetemcomitans por um período de 15 dias. Após este período, observou-se clinicamente e por sondagem a presença da doença sendo os animais divididos em dois grupos: Grupo RM (n=10) - remoção mecânica de placa e Grupo RM + PDT (n=10) - remoção mecânica de placa + terapia fotodinâmica. Para a PDT, o azul de metileno a 0,01% foi aplicado topicamente diretamente nas bolsas periodontais que foram então irradiadas com um laser de emissão vermelha, A = 660nm, P= 100 mW, t= 54s e E= 5,4 J. Foram realizadas coletas microbiológicas antes, imediatamente após tratamento, 3 dias e sete dias para análises por cultura e reação de polimerase em cadeia (PCR). Os resultados microbiológicos obtidos no experimento in vitro apresentaram uma eficácia da terapia fotodinamica frente ao A. actinomycetemcomitans, 98,4% quando irradiado com uma energia de 5,4J e 99,9% com energia de 9J. No estudo in vivo, foi obtida uma redução microbiana de 93,5% no grupo RM+PDT, frente a uma redução de 87,7% no grupo RM. No controle do dia 7 foi observado uma recolonização em ambos os grupos. As análises por PCR confirmaram a presença do microorganismo em todas as coletas. Estes estudos sugerem que a terapia fotodinâmica pode ser uma alternativa promissora para sua utilização coadjuvante em periodontia. / The aim of this study was to evaluate the antimicrobial effects of photodynamic action of methylene blue (MB) against the Aggregatibacter actinomycetemcomitans in vitro and on periodontitis-induced in rats. The in vitro study used suspensions of A. actinomycetemcomitans to evaluate the different irradiation parameters to optimize the bacterial reduction. Twenty four male adult rats, body mass of 300 g were selected for in vivo study. The animals were submitted to an antibiotic therapy during five days. The periodontitis induction was performed by the ligature insertion imbibed in A. actinomycetemcomitans for 15 days. After this period, the disease was confirmed by clinical and probing aspects. The animals were divided into two groups: Group MR (n=10) - mechanical plaque removal and Group MR+PDT (n=10) - mechanical plaque removal + photodynamic therapy. The MB solution 0.01% (m/w) was topically applied into the periodontal pockets which were irradiated by a laser in red emission, A = 660nm, P= 100mW, t= 54s e E= 5.4 J. Microbiological samples were collected before, immediately after treatment, 3 and 7 days to cultural and Polymerase Chain Reaction (PCR) analysis. The results of in vitro study showed an antimicrobial efficacy of PDT against A. actinomycetemcomitans: reduction of 98.4% when the samples were irradiated with 5.4J and 99.9%, with 9J. The in vivo results showed reduction of 93.5% for Group MR+PDT and 87.7% for Group MR. The analysis on day 7 showed a recolonization in both groups. The PCR analysis confirmed the presence of the microorganism in all samples. This study suggests that the photodymnamic therapy could be a promising adjunctive therapy to periodontal treatment.

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As propriedades fotofísicas e fotoquímicas de cristal violeta (CV) foram investigadas em soluções isotrópicas e verificou-se que solventes com constante dielétrica pequena favorecem a formação do par iônico, já o aumento na viscosidade do meio restringe a movimentação rotacional dos anéis aromáticos, resultando em um aumento no tempo de vida de fluorescência e, portanto no rendimento quântico de fluorescência (Φf) (Oliveira 2002). Os experimentos com CV foram conduzidos em micelas reversas do tensoativo aniônico bis-2-etilhexil sulfoccinato de sódio (AOT) em isooctano. A localização interfacial do CV nas micelas reversas de AOT em valores da razão molar entre água e surfactante (W0)pequenos e grandes foram encontrados através da técnica de Ressonância Magnética Nuclear (RMN) de próton e de carbono 13. Utilizando-se espectroscopia UV-Vis identificou-se que pares iônicos de contato estão presentes a valores pequenos de W0 e com o aumento do W0 pares iônicos separados por solventes são as espécies que predominam em solução. A comparação da eficiência de fotodegradação de CV em micelas reversas de AOT em função do W0 indicou que a fotoreatividade é maior em baixos valores de W0 . Este efeito deve estar relacionado à restrição da movimentação dos anéis aromáticos de CV devido ao ambiente restrito no qual este se localiza na micela reversa de OAT a W0 pequenos. A formação de intermediários reativos foi verificada através de Fotólise de Relâmpago a Laser e Emissão no infra-vermelho próximo, indicando a presença de espécies triplete, radical e oxigênio singlete com valor de rendimento quântico menor que 1%. Os produtos de fotólise foram identificados por técnicas cromatográficas e espectroscópicas. Na presença de oxigênio, houve maior formação de cetona de Michler. Com baixa concentração de oxigênio, o produto observável foi leuco-CV. Destes estudos propomos o mecanismo de CV neste meio. Após os estudos com micelas reversas, células cancerosas HeLa foram empregadas para comparar fotoatividade do CV com o azul de metileno (MB). As proporções de CV e MB dentro das células são altas, incorporando 70% e 80% da concentração da solução de incubação, respectivamente. Com o aumento da concentração de MB, um favorecimento da formação de dímero foi identificada. Já CV não sofre agregação nas condições estudadas. Nenhum dos fotossensibilizadores estudados tem um efeito danoso sobre as células HeLa em concentrações abaixo de 10µM. Após irradiação, MB causou uma diminuição de cerca de duas vezes maior na taxa de sobrevivência celular comparado com CV. A formação de formação de oxigênio singlete após incorporação dos fotossensibilizadores foi investigada. Há formação de oxigênio singlete em células incubadas com MB, já com CV a geração de oxigênio singlete é pouco significativa sugerindo um mecanismo radicalar. O processo de morte celular foi estudado por citometria de fluxo e verificou-se que MB induz apoptose depois da irradiação em células HeLa. A absorção de luz por ambos fotossensibilizadores é similar, o que indica que a diminuição na sobrevivência não se deve à diferença de absorção luminosa. As diferenças de sobrevivência observadas com células incubadas com CV e MB e irradiadas foram relacionadas às diferenças das propriedades fotoquímicas destes fotossensibilizadores. A localização celular de CV e MB em células foram caracterizadas por microscopia de fluorescência. Verificou-se que ambos localizam-se em mitocôndrias. O aumento na concentração de CV não alterou o seu perfil de localização. Já para MB ao aumentar a concentração de MB, observa-se que o mesmo localiza-se além das mitocôndrias, em lisossomos. A comparação das propriedades fotoquímicas e de localização foram consideradas para explicar as diferenças de atividade fotodinâmica do CV e do MB em células HeLa / The photophysical and photochemical properties of crystal violet (CV) were investigated in isotropic solutions and it was found that solvents with small dielectric constants favor the formation of the ion pair and that the increase in viscosity of the medium restricts the rotational movement of the aromatic rings, resulting in an increase in fluorescent lifetime and therefore in the fluorescence quantum yield (Φf) (Oliveira 2002). CV experiments were conducted in reverse micelles of the anionic tensoactive sodium bis-2-ethylhexyl-sulfosuccinate (AOT) in isooctane. The interfacial localization of CV in the AOT reverse micelles at low and high values of molar ratio between water and surfactant (W0 was found through the proton and carbon 13 Nuclear Magnetic Resonance techniques (NMR). Using UV-Vis spectroscopy, it was identified that contact ion pairs are present in low W0 values and with the increase in the W0 solvent separated ion pairs are the species that predominate in solution. The comparison of the photobleaching efficiency of CV in AOT reverse micelles as a function of W0indicated that the photoreactivity is high with low W0 values. This effect must be related to the restrict environment in which CV is located. The reactive intermediate formation was found through the Laser Flash Photolysis and Near Infra-Red Emission, indicating the presence of triplet, radical and singlet oxygen species with a yield quantum of less than 1%. The photolysis products were identified through the chromatographic and spectroscopic techniques. In the oxygen presence, there was high Michler ketone formation. With the low oxygen concentration, the observable product was leuco-CV. With these studies we hypothesized a mechanism of CV in these proposed media. After the reverse micelles studies, the HeLa cancerous cells were used, in order to compare the CV and methylene blue (MB) photoactivity. The CV and MB proportion inside the cell was high, reaching 70% and 80% of concentration of the incubation solution, respectively. With the increase of MB concentration, a favoring of dimmer formation was identified. CV does not suffer aggregation in the studied conditions. None of the studied photosensitizers has a damaging effect upon the HeLa cells in concentrations below 10µM. After irradiation, MB caused a decrease about twice higher in the cellular survival rate compared to CV. The singlet oxygen formation after the photosensitizer incorporation was investigated. There is a singlet oxygen formation in the cells incubated with MB, though with the CV the singlet oxygen generation is significantly low suggesting the radicalar mechanism. The cellular death process was studied by Fluorescence Activated Cell Sorting and MB-induced apoptosis was found after MB irradiation in HeLa cells. The light absorption by both photosensitizers is similar, which means that the survival decrease is not because of the light absorption difference. The survival differences observed with the cells incubated with CV and MB and irradiated were related to the differences in the photosensitizer photochemical properties. The cellular location of the CV and MB in cells were characterized by fluorescence microscopy. Both photosensitizers are located in mitochondrias. An increase in the CV concentration does not alter its local profile. However, with an increase in the MB concentration, MB was located not only in mitochondrias but also in lysosomes. The comparison of the photochemical and localization properties was considered in order to explain the differences in the photodynamic activity of CV and MB in HeLa cells

Neste trabalho investigamos efeitos de fotoirradiação e toxinas sob membranas celulares miméticas. Foram utilizadas, como modelo de membranas lipídicas, vesiculas unilamelares gigantes (GUVs) compostas pro lipídeos oxidados e não oxidados observadas por microscopia ótica de contraste de fase. Inicialmente estudamos a foto-resposta de membranas compostas por POPC e POPG dispersas em solução contendo azul de metileno (MB). Na sequência, estudamos o efeito de toxinas formadoras de poros, Esticolisina I (ST I) e Esticolisina II (ST II), em membranas contendo lipídeos oxidados e não oxidados. Os resultados de MB (10 µM) disperso em solução de membranas compostas por POPC e o lipídeo aniônico POPG indicaram que o aumento da densidade de carga negativa nas membranas das GUVs, que favorece a ligação da moléculas positivamente carregadas como MB nas membranas, tem como consequência um aumento de permeabilidade da membrana muito mais rápído em relação a membranas compostas apenas por POPC. Isto se deve ao fato que a localização preferencial do MB na membrana de POPC:POPG favorece a formação de oxigênio singlete próximo a dupla ligação da cadeia alquílica, dando início a reação de peroxidação lipídica de maneira mais efetiva que em membrana de POPC. Os resultados da ação das toxinas STI e STII (21 nM) em GUVs contendo lipídeos não oxidados PC e esfingomielina evidenciam que apenas STII é capaz de permear estas membranas a esta concentração. Mais ainda, nossos resultados sugerem que a existência de separação de fases fluida-gel na bicamada lipidica composta por PC:SM (razão molar 1:1) favorece a ação da toxina StII. Ao analisarmos membranas contendo lipídeos hidroperoxidados (POPC-OOH) dispersas em solução contendo STII (21 nM) observamos um aumento de permeabilidade na membrana num conjunto de GUVs, associado a formação de poros, apenas em bicamadas lipídicas formadas por misturas de lipídeos oxidados (POPC) e não oxidados (POPC-OOH). Quanto maior a concentração de lipídeos oxidados na membrana mais rapidamente ocorre o aumento de permeabilidade. / In this work we investigate the effects of photoirradiation and toxins on mimetic cell membranes. As a model of lipid membranes, giant unilamellar vesicles (GUVs) composed of oxidized and oxidized pro-lipids were observed by optical phase contrast microscopy. Initially we studied the photo-response of membranes composed of POPC and POPG dispersed in solution containing methylene blue (MB). Following, we studied the effect of pore-forming toxins, Sticolysin I (ST I) and Sticolysin II (ST II), on membranes containing oxidized and non-oxidized lipids. The results of MB (10 M) dispersed in solution of membranes composed of POPC and the anionic lipid POPG indicated that the increase in the negative charge density in the membranes of GUVs, which favors the binding of positively charged molecules as MB in the membranes, consequently increases membrane permeability in regard to membranes composed only of POPC. This is due to the fact that the preferred location of the MB in the POPC: POPG membrane favors the formation of singlet oxygen near the double bond of the alkyl chain, initiating the lipid peroxidation reaction more effectively than in the POPC membrane. The results of the action of the STI and STII toxins (21 nM) on GUVs containing non oxidised lipids PC and sphingomyelin show that only STII is able to permeate these membranes at this concentration. Moreover, our results suggest that the existence of fluid-gel phase separation in the lipid bilayer composed of PC:SM (molar ratio 1:1) favors the action of the StII toxin. When analyzing membranes containing hydroperoxidized lipids (POPC-OOH) dispersed in solution containing STII (21 nM) we observed an increase in membrane permeability in a set of GUVs, associated with pore formation, only in lipid bilayers formed by mixtures of oxidized lipids (POPC-OOH) and non-oxidized ones. The higher the concentration of oxidized lipids in the membrane, the faster the permeability increases.

Des nanoparticules à base d’oxyde de titane ont été synthétisées par pyrolyse laser en vue de leur application dans le domaine de la photocatalyse. Le travail montre la souplesse de la méthode pour la synthèse de TiO2 et M-TiO2 (M= Pd, Fe, Cu, Si, N) à partir de tetraisopropoxyde de titane. Des sels organiques des métaux, de SiH4 et d’NH3 ont été utilisés pour introduire des atomes de Fe, Cu, Pd, Si et N dans des nanoparticules de TiO2. Les nanoparticules ont été analysées par microscopie électronique de transmission (MET), diffraction de rayons X (DRX), surface spécifique (SBET), spectroscopie des photoélectrons X (XPS), spectrométrie d’émission à torche plasma (ICP/OES). Leurs propriétés optiques ont été évaluées par spectroscopie de réflexion diffuse (DRS). L’activité photocatalytique des nanoparticules synthétisées a été évaluée dans la dégradation du bleu de méthylène, de l’acide formique et du phénol, sous d’irradiation UV et/ou UV-Visible. Les résultats ont été comparés à ceux obtenus dans les mêmes conditions avec le produit commercial Degussa P25 de chez Evonik.Les analyses montrent que les échantillons sont composés de nanoparticules sphériques avec une distribution de taille comprise entre 5 et 20 nm, la phase cristallographique majoritaire est le TiO2 anatase. Les surfaces développées en analyse BET sont importantes, autour de 80 m2/g (170 pour N-TiO2), comparées au produit commercial Degussa P25. Les analyses chimiques montrent que les atomes de Fe, Cu, Pd, Si et N sont efficacement introduits dans les nanoparticules de TiO2 avec des rendements MPoudre/MPrécurseur au moins égaux à 48%.Les échantillons de TiO2, Pd-TiO2 et Cu-TiO2 montrent une meilleure activité que TiO2 Degussa P25 vis-à-vis de la décomposition d’acide formique sous irradiation UV-Vis tandis que Fe-TiO2, Si-TiO2 et N-TiO2 sont moins actifs. L’effet de la concentration et de l’état d’oxydation du Pd dans le TiO2 a alors été étudié plus spécifiquement. L’addition de Pd sous la forme PdO diminue l’activité vis-à-vis de la décomposition de l’acide formique et du bleu de méthylène. Par contre l’addition de Pd sous la forme métallique améliore l’activité vis-à-vis de la dégradation du bleu de méthylène, d’acide formique et du phénol. Cette activité est toujours aussi importante après quatre cycles de photocatalyse.Nous avons également évalué l’activité des oxynitrures de titane et de N-TiO2 vis-à-vis de la dégradation de l’acide formique et de la décoloration du bleu de méthylène sous irradiation visible. Les oxynitrures présentent des activités faibles, qui semblent être améliorées par l’addition de palladium. L’échantillon N-TiO2 montre quant à lui des excellentes propriétés photocatalytiques vis-à-vis de la dégradation de l’acide formique sous irradiation visible tout en gardant une très bonne efficacité sous l’UV. / Titanium based oxides nanoparticles were synthesized by laser pyrolysis and were tested as possible as photocatalysts. Using the laser pyrolysis method, this work shows that TiO2 and M-TiO2 (M = Pd, Fe, Cu, Si, N) can be easily synthesized in one step from titanium tetra isopropoxideprecursor mixed with organic salts of metals, SiH4 or NH3 to introduce atoms of Fe, Cu, Pd, Si and N in TiO2 nanoparticles. Nanoparticles were characterized by transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD), Brunauer-Emmett-Teller specific surface (SBET), X-photoelectron spectroscopy (XPS), and inductively coupled plasma spectroscopy (ICP/EOS). Their optical properties were measured by diffuse reflection spectroscopy (DRX). Photocatalytic activity of nanoparticles was evaluated using the degradation of methylene blue, formic acid and phenol tests under UV (360 nm) and/or UV-Visible(290-780nm) or pure visible radiation (455 nm). Results were compared to those of TiO2 Degussa P25 (from Evonik) obtained under same conditions.The nanoparticles are of spherical shape with a size distribution from 5 to 10 nanometers, there are mostly in anatase crystallographic phase. The specific surfaces area is always around 80 m2/g (170 m2/g for N-TiO2), indicating smaller size than TiO2 Degussa P25. Chemical analysis indicate that Fe, Cu, Pd, Si and N atoms are efficiently introduced into TiO2 powders. The mass ration MPowder/MPrecursor yield is always higher than 48%.Using the formic acid degradation test, TiO2, Pd-TiO2 and Cu-TiO2 were more active than TiO2 Degussa P25 test under UV-Vis radiation while Fe-TiO2, Si-TiO2 and N-TiO2 were less actives. Therefore, the influence of Pd amount/oxidation state upon the photocatalytic properties of Pd-TiO2 nanoparticles was studied in more details. Pd-TiO2 activity to degrade methylene blue, formic acid and phenol was improved in presence of metallic palladium. This activity is still important after 4 tests cycles.The activity of Titanium Oxynitride (exhibiting large shift of the optical gap towards the visible region) and N-doped TiO2 nanoparticles was also studied in formic acid and methylene blue degradation test under visible radiation. Oxynitrides exhibit low activity, which appears to be improved by the addition of palladium. This low activity could be related to the presence of an amorphous phase in the sample. N-TiO2 samples were active in formic acid degradation under visible radiation while keeping a very good efficiency in the UV.

I denna kandidatuppsats avlägsnas organiska föroreningar från vatten genom användning av textilier, vars yta belagts med nanopartiklar utav ämnet titandioxid. När titandioxid belyses med UV-strålning sker en fotokatalytisk reaktion, vilket i sin tur bryter ned bland annat bakterier och organiska färgämnen. I hopp om att finna ultimat vidhäftning mot textil passande titandioxid har olika typer av beläggningar studerats; akrylbaserade, sol-gel och slutligen en hybrid. Dessutom har fem olika konstruktioner av textila bindningar jämförts i syfte att undersöka dess påverkan på den fotokatalytiska effekten. Förorenade vatten är ett stort problem, både i utvecklingsländer och i industriella sammanhang. Att använda en textil fr att rena nedsmutsat vatten är en lockande tanke, speciellt attraktivt är förmågan att dra nytta av endast solenergi. En av fördelarna med textilier inom området är möjligheten att tillverka stora tygareor på ett enkelt och kostnadseffektivt vis.Elementär analys visade att TiO2-partikellager på textilierna fastande i olika grad beroende på beläggningsteknik. Avfärgning genom nedbrytning av metylenblått studerades under sollampa. Proverna utvärderades genom att vid bestämda tidpunkter avläsa kromavärdet på färglösningen. För att erhålla mer information om textilernas effekt gjordes även en bakterieanalys, samt bildtagning i ytterlig förstorning med SEM. Resultaten visade goda fotokatalytiska egenskaper för samtliga beläggningar, däribland är akryl- och hybridbeläggningarna mest lovande. Utöver det visade de textila bindningarna på substratens konstruktioner ha en påverkan på den vattenrenande effekten.In this bachelor essay work organic contaminants are removed from water using textiles, whose surface is coated with nanoparticles of titanium dioxide. When titanium dioxide is illuminated with UV radiation a photocatalytic reaction occurs, which in turn degrades substances such as bacteria and organic dyes. In hope of finding the ultimate adhesion for a textile coating suitable with titanium dioxide, various types of coatings are studies; acrylicbased, sol-gel and finally a hybrid coating. In addition, five different structures of textiles are compared in order to examine their different outcome in photocatalytic effect.Contaminated water is a major problem in both developing countries and industrial context. The use of a fabric to purify polluted water is an attractive idea, especially because the ability to exploit only solar energy. One of the benefits with use of fabric is the ability to producelarge areas of fabric, a process which is both simple and costeffective.Elemental analyses showed varying degree of fasten of the particle layer of TiO2 depending on the coating technology used. Decolorization by degradation of methylene blue was studied under a solar energy AM 1,5 lamp. The samples were evaluated by reading the chroma value of the color solution at specified moments. To obtain more information the coated textiles went through bacterial analysis, as well as picture shooting in extreme magnification with SEM. The results showed good photocatalytic properties for all coatings, among them were the acrylic coating and the hybrid most promising. In addition, results showed that depending on textile structures different effects in water purification was achieved. / Program: Textilingenjörsutbildningen