Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Alimentos, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:18:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 323510.pdf: 2949663 bytes, checksum: 12fbe24863601441ad544f05fa51b36f (MD5) Previous issue date: 2013 / O objetivo deste trabalho foi desenvolver filmes poliméricos a base de álcool polivinílico incorporados com nanopartículas lipídicas sólidas contendo a-tocoferol e avaliar a possibilidade de seu uso como embalagens ativas antioxidantes para preservação de alimentos. As nanopartículas lipídicas contendo a-tocoferol foram preparadas pela técnica da homogeneização à alta pressão. A metodologia de superfície de resposta foi empregada para avaliar a influência das concentrações de a-tocoferol e dos surfactantes Lipoid S75 e Pluronic F68 sobre a recuperação total do a-tocoferol, diâmetro médio de partícula e potencial zeta, a fim de se obter condições ótimas para o preparo das nanopartículas. Foram também avaliadas a estabilidade das dispersões através do diâmetro médio de partícula, potencial zeta, índice de polidispersão e recuperação total do a-tocoferol pelo período de 21 dias em temperaturas de 6, 20 e 40 °C. A formulação ótima foi caracterizada quanto à morfologia das partículas e através de análises de raios-X e calorimetria exploratória diferencial. As condições ótimas para a encapsulação do a-tocoferol foram obtidas com 1,1% (m/v) de a-tocoferol, 0,75% (m/v) de Lipoid S75 e 1,3% (m/v) de Pluronic F68, com valores experimentais de 75,4%, 214,5 nm e -41,9 mV para recuperação total do a-tocoferol, diâmetro médio de partícula e potencial zeta, respectivamente. Esta preparação foi estável durante 21 dias de estocagem a 6 C°. O lipídeo sólido (behenato de glicerila) modificou sua natureza cristalina da forma ß' polimórfica em sua forma pura para a e ß' polimórfica na forma de nanopartícula. Os filmes de álcool polivinílico foram desenvolvidos pela técnica de casting com a adição de três diferentes proporções de nanopartículas e foram caracterizados através de análise de fluorescência, transmissão de luz e opacidade, atividade antioxidante, liberação do a-tocoferol em etanol 95%, bem como morfologia, espectroscopia no infravermelho, raios-X, propriedades térmicas, propriedades mecânicas e ângulo de contato. A adição de nanopartículas nos filmes de álcool polivinílico diminuiu significativamente a tensão na ruptura, o módulo de elasticidade e a elongação e aumentou a espessura dos mesmos, tornando os filmes menos rígidos e elásticos. Os filmes com nanopartículas se apresentaram mais hidrofílicos quando comparados com o filme controle. Foram observadas alta atividade antioxidante e propriedades de barreira contra a luz UV e visível. Além disso, houve uma liberação rápida e sustendada do a-tocoferol para o simulador de alimentos. O espectro no infravermelho e as análises térmicas dos filmes mostraram que a incorporação das nanopartículas com antioxidante afetou a estrutura química dos filmes com o estabelecimento de novas ligações químicas e diminuição da cristalinidade.<br> / Abstract : The aim of this study was to develop polymeric films based on poly(vinyl alcohol) incorporated with solid lipid nanoparticles containing -tocopherol and evaluate the possibility of their use as antioxidativepackaging in food preservation. Lipid nanoparticles containing -tocopherol were prepared by homogenization at high pressure. Theresponse surface methodology was used to evaluate the influence of theconcentrations of -tocopherol and of the surfactants Lipoid S75 andPluronic F68 on -tocopherol recovery rate, mean particle size and zetapotential, in order to obtain optimal conditions for preparation ofnanoparticles. We also assessed the stability of dispersions from throughmean particle size, zeta potential, polydispersity index, and -tocopherolrecovery rate for 21 days at temperatures of 6, 20 and 40 °C. Theoptimal formulation was characterized as the morphology of theparticles and through x-ray analysis and differential scanningcalorimetry. The optimum conditions for the encapsulation of -tocopherol were obtained at 1.1% (w/v) of -tocopherol, 0.75% (w/v) ofLipoid S75 and 1.3% (w/v) of Pluronic F68, and the experimental valuesof 75.4%, 214.5 nm, and -41.9 mV for -tocopherol recovery rate, meanparticle size, and zeta potential, respectively. This preparation wasstable during 21 days of storage at 6 ° C. The solid lipid (glycerylbehenate) changed its crystalline nature of the 'polymorphic form in itspure form for and ' polymorphic form when nanoparticle. The poly(vinyl alcohol) films were developed by "casting" with the addition ofthree different ratios and the nanoparticles were characterized byfluorescence analysis, light transmission and opacity, antioxidantactivity, -tocopherol release in fat food simulant, as well asmorphology, infrared spectroscopy, X-ray, thermal properties,mechanical properties and contact angle. The addition of nanoparticlesinto films of poly (vinyl alcohol) significantly reduced stress, elasticmodulus, and elongation and increased the thickness, making the filmsless rigid and elastic. Films with nanoparticles showed more hydrophiliccompared to the control film. We observed a high antioxidant activityand barrier properties against UV and visible light. In addition, therewas a burst and sustained release of -tocopherol in the food simulant.The infrared spectrum and thermal analysis of the films showed thatincorporation of nanoparticles with antioxidant affected the chemicalstructure of the films with the establishment of new chemical bonds anddecreased crystallinity.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-09-20T04:34:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 340680.pdf: 2547462 bytes, checksum: 4b518d80ad6cd59a59c91662e04721ab (MD5) Previous issue date: 2016 / Os nanomateriais estão sendo amplamente utilizados em nosso cotidiano, com diferentes finalidades. A nanopartículas de prata (NPAg) é conhecida por suas propriedades antimicrobianas e é uma das mais comuns em produtos de consumo, tais como tecidos utilizados em roupas para prática de esportes, produtos médicos, produtos para bebês e muitos outros. O uso generalizado de NPAg pode aumentar sua liberação para ambientes naturais e às estações de tratamento de águas residuárias, onde podemos encontrar bactérias do ciclo do nitrogênio. Entre elas são bactérias oxidadoras de amônio (BOA), que são consideradas extremamente sensíveis às mudanças no ambiente. Como as NPAgs afetam a atividade dessas bactérias, importantes agentes reguladores do nitrogênio na natureza, este trabalho visa avaliar sua inibição em processo em batelada e em processo contínuo perante uma cultura pura de Nitrosomonas europaea e também uma cultura enriquecida em BOA, utilizando nanopartícula comercial. Para isso foram feitos testes inibição em batelada e em contínuo, de tempo de exposição, testes cinéticos, de microscopia e expressão gênica, expondo a bactéria à NPAg e Ag+. Os ensaios com cultura pura, nas concentrações de 0,075 mgAgNO3. L-1 (íon de prata), 0,075, 0,25, 0,50 e 0,75 mgAg_NPAg.L-1. Os resultados indicaram que as NPAg apresentam toxicidade elevada sobre a N. europaea, reduzido a velocidade de oxidação de amônia de 80,95 mgNO2-.L-1.d-1 para 46,43 mgNO2-.L-1.d-1 quando exposto à 0,75 mgAg_NPAg.L-1 (inibição foi de 42%). A concentração necessária para inibir a atividade em 50% (KI50) foi de 0,85 mgAg_NPAg.L-1. Íons de prata geraram 100% de inibição da cultura. A expressão gênica corroborou com esses resultados, indicando que existem outros caminhos metabólicos sendo utilizados pela bactéria na presença desse tóxico, podendo haver formação de N2O, gás do efeito estufa. A cultura mista também apresentou maior suscetibilidade ao Ag+ do que à NPAg, sendo que a concentração necessária para inibir 50% da atividade foi de 0,36 mgAgNO3.L-1 e 10,75 mgAg_NPAg.L-1, quase 30 vezes maior. Através de imagens produzidas MEV foi possível observar que a NPAg age sobre a membrana celular, causando ruptura da mesma em elevadas concentrações. Já o íon não apresentou danos relevantes à superfície da bactéria, agindo internamente. A comunidade nitritante perdeu atividade após a exposição contínua à 4,35 mgAg_NPAg.L-1, indicando que o acúmulo de amônia, devido a redução da atividade bacteriana com consequente esgotamento do sistema estudado. Por fim, um teste de tempo de exposição indicou que a toxicidade da NPAg é exclusivamente dependente da dose aplicada, sendo independente do tempo de exposição.<br> / Abstract: Nanomaterials are being widely used in our daily lives, with different purposes. Silver nanoparticle (NPAg) is known by its antimicrobial properties and is one of the most common in consumer products, such as sports cloths, medical products, baby products and many others. The widespread use of NPAg can increase its release to natural environments and to wastewater treatment plants (WWTP), where we can find bacteria from the Nitrogen cycle. Among them are ammonia oxidizing bacteria (AOB), that are considered extremely sensitive to environment changes. NPAg can affect the activity from this group of bacteria, and disrupt the nitrogen cycle. Therefore, this works objective was to evaluate the inhibition caused by NPAg during batch and continuous experiments towards a pure culture of Nitrosomonas europaea and also to a enriched culture AOB, using a commercial silver nanoparticles. Several tests were performed, such as: batch assays and continuous tests, dose and contact time batches, among other tests in order to try to understand the mechanism behind this inhibition. Pure culture batches were exposed to 0.075 AgNO3.L-1 (silver ion), 0.075, 0.25, 0.50 e 0.75 mgAg_NPAg.L-1. Nitrite production rate, fluorescence microscopy analysis and molecular biological methods were used to verify the toxic effect of those concentrations of silver. Results pointed out that NPAg cause inhibition of N. europaea, reducing ammonia oxidation rate from 80.95 mgNO2-L-1.d-1 ,in control, to 46.43 mgNO2-.L-1.d-1 when exposed to 0.75 mgAg_NPAg.L-1 (42% of inhibition). NPAg concentration needed to reduce bacterial activity in 50% (KI50) was 0.85 mgAg_NPAg.L-1. Silver ions caused 100% of inhibition. Gene expression corroborates with these results, indicating that there are other metabolic pathways being used by the bacteria in the presence of this toxic compound, with possible formation of N2O, a greenhouse gas. The mixed culture also showed higher susceptibility to silver ion than NPAg. Wherein the KI50 was 0.36 mgAgNO3.L-1 and 10.75 mgAg_NPAg.L-1, almost 30 times higher. SEM images showed how NPAg generates pints and breakage of cell membrane in when exposed to high concentrations of NPAg. However, Ag+ did not cause damage the surface of the bacteria, acting internally. The nitrifying community lost activity after continuous exposure to 4.35 mgAg_NPAg.L-1, ammonia accumulated, generating being toxic to the culture. Finally, a contact time test shown that the inhibition caused by NPAg is exclusively dependent of the dose and independent of the exposure time.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-09-20T05:04:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 340505.pdf: 6429808 bytes, checksum: 540511e17d27cb529d4f94ce49c554dc (MD5) Previous issue date: 2016 / O desenvolvimento da nanotecnologia impulsionou o surgimento de diversos produtos, dentre eles as nanopartículas (NP) metálicas. A NP CuO é utilizada em diversos setores industriais destacando-se a aplicabilidade na composição de tintas anti-incrustantes de navios. Devido a maior reatividade, e consequentemente a maior concentração de íons de Cu que podem ser liberados em relação a MP CuO, existe o potencial risco de contaminação do meio ambiente aquático. O objetivo da tese foi avaliar os efeitos toxicológicos da nanopartícula e micropartícula (MP) de CuO em organismos aquáticos de água doce, Daphnia magna e algas verdes Scenedesmus subspicatus, e organismo de água salgada, bactéria marinha bioluminescente Allivibrio fischeri, de forma a elucidar qual o principal fator responsável pelos efeitos deletérios sobre estes organismos. Como substancias-testes utilizou-se 2 NP comerciais e 1 sintetizada no LABTOX, 1 NC também sintetizado no LABTOX . Foram realizados testes de toxicidade aguda e crônica com D. magna. Teste de toxicidade com A.fischeri. Para os testes com as algas S. subspicatus foram avaliadas a formação de ROS, efeito sobre a eficiência do PSII, aumento na concentração intracelular de Cu e interação entre algas, NP e MP. As suspensões-testes foram caracterizadas via microscopia eletrônica de transmissão (MET), difração de raio-x (DRX), área superficial (AS), potencial zeta (Pz) e quantificação iônica via ICP-MS e GFAAS. Foi realizada a especiação química do CuO nos meios de teste através do software Minteq 3.0. Com base nos resultados obtidos, a NP CuO-LABTOX foi mais tóxica do que as demais NP para todos os testes realizados com exceção para o parâmetro reprodução do teste de toxicidade crônica com D. magna onde o NC CuO-PANI se mostrou mais tóxico. Todas as NP foram mais tóxicas do que a MP CuO e foram capazes de diminuir a bioluminescência da bactéria A. fischeri. A NP e MP foram capazes de gerar ROS, diminuir a eficiência do PSII e bioacumular em algas verdes S. subspicatus. Com base nos resultados obtidos no teste de toxicidade e na caracterização das suspensões-testes pode-se concluir que a principal característica intrínseca responsável pela toxicidade nestes organismos foram os íons de Cu que são liberados não apenas devido a maior área superficial das NP e sim devido à combinação entre estado de aglomeração, diâmetro hidrodinâmico, estabilidade das suspensões e pH do meio.<br> / Abstract : The development of nanotechnology spurred the emergence of various products, including metallic nanoparticles (NP). NP CuO is used in diverse industrial sectors with emphasis on the applicability in the composition of anti-fouling paints for ships. Due to a greater reactivity and consequently a greater concentration of Cu ions that can be released by NP CuO in relation to MP CuO, there is a potential risk of contamination of the aquatic environment. The objective of this thesis was to evaluate the toxic effects of nanoparticles and microparticles (MP) of CuO in aquatic organisms of freshwater, Daphnia magna and green algaes Scenedesmus subspicatus and saltwater organisms, marine bacteria bioluminescent Allivibrio fischeri, to clarify the main factor responsible for the deleterious effects on these organisms. Acute and chronic toxicity tests were performed with D. magna, toxicity testing with A.fischeri. For the test with algae S. subspicatus, the formation of ROS was evaluated, effect on the PSII efficiency, increase in the intracellular concentration of the Cu and the interaction between algaes, NP and MP. The suspension-tests were characterized via transmission of the electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD), surface area (SA), zeta potential (Pz) and ion quantification via ICP-MS and GFAAS. Chemical speciation CuO in the test media was carried out through the Minteq 3.0 software. Based on the results obtained, the NP CuO-LABTOX was more toxic than other NPs for all tests carried out with exception of the reproduced parameter of the chronic toxicity test with D. magna where the NC CuO-PANI was more toxic. All NPs were more toxic than the MP CuO and were able to decrease the bacterial bioluminescence of A. fischeri. The NP and MP were able to generate ROS, decrease the efficiency of PSII and bioaccumulate in green algae S. subspicatus. Based on the results obtained from the toxicity testing and in the characterization of the suspensions-tests, we can conclude that the main intrinsic characteristic responsible for toxicity in these organisms were the Cu ions, that are released not only due to the greater surface area of the NPs, and yes, due to the combination between agglomeration state, hydrodynamic diameter, stability of suspensions and pH medium.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-10-19T13:09:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 338959.pdf: 2630801 bytes, checksum: 1fe313f811f3f373047ae5985be6a34f (MD5) Previous issue date: 2015 / As abelhas são conhecidas por suas ferroadas e produção melífera, mas raramente são reconhecidas por uma determinada proteína benevolente em seu veneno chamada melitina. A melitina é um peptídeo hemolítico antimicrobiano amplamente conhecido pelos seus efeitos terapêuticos. O interesse nas propriedades medicinais, especialmente na propriedade anticancerígena da melitina, tem aumentado consideravelmente nos últimos anos. Porém, visto que alguns dos constituintes do veneno de abelha podem apresentar ação deletéria, decorrente do seu potencial alergênico, faz-se necessária a obtenção de melitina com elevado grau de pureza para eficiente aplicação na área farmacêutica. O presente trabalho teve o objetivo principal de desenvolver um processo para obtenção de melitina em escala analítica visando a aplicação deste peptídeo em formulações farmacêuticas, produzindo, desta forma, produtos com elevada tecnologia e valor agregado. A utilização de técnicas robustas, como ultracentrifugação e filtração, permitiu eliminar a maioria dos componentes presentes no veneno, contendo, ao final, somente biomoléculas com propriedades físico-químicas semelhantes à melitina. A utilização destas técnicas, em conjunto com RP-HPLC, permitiu obter melitina com um alto grau de pureza em escala analítica. Dessa forma, foi elaborado um protocolo de purificação da melitina, alcançando-se uma pureza estimada maior que 85 %. A análise econômica do processo de purificação da melitina demonstrou a viabilidade econômica na implantação desta tecnologia. O menor custo específico ocorre com a ampliação da escala a partir de 100 vezes a escala analítica, no qual o custo encontrado, nas condições operacionais propostas, é inferior ao aplicado atualmente. Ainda, é possível otimizar o processo visando melhor rendimento. A elaboração de um sistema de entrega controlada da melitina a partir de nanopartículas lipídicas sólidas foi proposta neste trabalho. Os resultados obtidos até o momento mostram que é possível obter NLSs estáveis de ácido esteárico com potencial aplicabilidade para encapsulação de melitina. Para a comprovação de eficiência farmacológica desse sistema proposto, uma avaliação adequada é necessária.<br> / Abstract : Honeybees are famous for their stings and sugary residues, yet seldom do they gain recognition for a certain benevolent protein in their venom called melittin. Melittin is an antimicrobial hemolytic peptide widely known for its therapeutic remedies. Interest in the medicinal properties, especially the anticancer property of melittin, has increased tremendously in recent years. However, since some of bee venom constituents can have deleterious effects, because of its allergenic potential, it is necessary to obtain melittin with high purity for its effective application in the pharmaceutical field. This study had the main objective to develop a process for obtaining melittin in analytical scale aiming the pharmaceutical application of this peptide, producing thus products with high technology and added value. The use of robust techniques such as ultracentrifugation and filtration allowed to eliminate most of the components present in the venom, remaining in the sample after these steps, only biomolecules with similar features to melittin. The use of these techniques in conjunction with RP-HPLC allowed obtaining melittin with a high degree of purity on an analytical scale. Thus, we designed a purification protocol for melittin, achieving an estimated purity greater than 85 %. The economic analysis of the melittin purification process showed the economic viability of the implementation of this technology. The lower specific costs occur with the scale-up from 100 times the analytical scale, in which the costs found within the operating conditions proposed are lower than those currently marketed. It is still possible to optimize the process to better performance. The development of a delivery vehicle of melittin based on solid lipid nanoparticles was proposed in this paper. The results obtained so far show that it is possible to obtain stable NLSs of stearic acid with potential applicability for encapsulation of melittin. For demonstrating pharmacological effectiveness of this proposed system, more tests are needed.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-12-27T03:03:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 339553.pdf: 2557996 bytes, checksum: 1a96a4fa0eed946c0771e8b13f863e12 (MD5) Previous issue date: 2015 / Em função da limitação na detecção de tumores primários com agentes de contrastes (ACs) com quelatos de Gd3+, a agência Food Drug Administration liberou há dez anos o uso de nanopartículas (NPs) superparamagnéticas de Fe3O4 e ?Fe2O3, apelidadas do inglês como SPIONs e recobertas por polímeros para pesquisas e testes clínicos nos Estados Unidos e Europa como ACs para investigação de tumores malignos. Ao contrário dos compostos de Gd3+, as SPIONs são metabolizadas pelo organismo, e para que não se aglomerem ou causem embolismo as mesmas devem ser recobertas com materiais orgânicos ou inorgânicos (sílica) desde que sejam biocompatíveis e não apresentem citotoxicidade, constituindo um ferro fluído solubilizado em meio hidrofílico. De modo que o presente trabalho teve como objetivo sintetizar pelo método de cooprecipitação, caracterizar e testar in vitro SPIONs de Fe3O4 recobertas pelo biopolímero pheomelanina para aplicações em nanomedicina. As SPIONs constituindo as NPs de magnetita recobertas por pheomelanina (Fe3O4@Pheo) foram completamente caracterizadas por técnicas físico-químicas, tais como, espectroscopia de infravermelho, termogravimetria, espalhamento de luz dinâmico, espectrofotometria por fotoelétrons de raios X, microscopia eletrônica de transmissão, magnetização por amostra vibrante, análise elementar, espectrometria por absorção atômica, e difração de raios-X de pó. Os resultados comprovaram que apesar de certa limitação quanto à monodispersividade e valor de magnetizaçao das SPIONs , o método de cooprecipitação conseguiu atender às exigências para aplicações biomédicas. Uma vez que, as NPs de Fe3O4@Pheo apresentaram índice de polidispersividade abaixo do limite (PDI < 0,2), e o tamanho do core (10-13 nm) indicou que as NPs são superparamagnéticas e que as mesmas foram estabilizadas via ligação covalente entre o óxido de ferro (Fe-O) com os grupos catecolatos e tióis da pheomelanina em meio aquoso. Além disso, os resultados associados às medidas de tempo de relaxamento T1 e T2 apontaram que as NPs exibiram potencial como AC negativo T2 (elevado valor de relaxividade transversa, ou seja, r2 = 218 mM-1.s-1 em relação a r1 = 1,6 mM-1.s-1) para a investigação de câncer de mama usando imagem por ressonância magnética (IRM). E, por fim, os testes in vitro das NPs de Fe3O4@Pheo atenderam às condições de não-citotoxicidade (viabilidade celular até concentração de 100 ppm) em células MCF-7. Além disso, as características de biocompatibilidade também foram atingidas e comprovadas pelos resultados apresentados nos ensaios in vitro de uptake nessas células.<br> / Abstract : Due to the limitations associated with early tumour detection using contrast agents (CAs) based on chelates of Gd3+, around ten years ago the Food and Drug Administration (FDA), a US regulatory agency, authorized the use of superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPIONs) of Fe3O4 and ?Fe2O3. Subsequently, SPIONs coated with polymers have been designed and used in research and clinical studies in the United States and Europe as CAs for the detection of malignant tumours. In contrast to compounds containing Gd3+, SPIONs are metabolized by the organism, and in order to prevent embolism being caused by these nanoparticles they need to be coated with organic or inorganic materials (such as silicon) which are biocompatible and are not cytotoxic, for instance, a ferrofluid dispersed in a hydrophilic medium. In this context, the aim of this study was to synthesize, using the coprecipitation approach, characterize and test in vitro SPIONs of Fe3O4 coated with the biopolymer pheomelanin for application in nanomedicine. These SPIONs comprised of nanoparticles (NPs) with a magnetite coating of pheomelanin (Fe3O4@Pheo) were thoroughly characterized by physical-chemistry techniques including infrared spectroscopy, thermogravimetric, dynamic light scattering, X-ray photoelectron spectroscopy, transmission electronic microscopy, vibrating sample magnetization, elemental analysis, atomic absorption spectrometry and X-ray powder diffraction. Although some of the results indicated limitations (saturation magnetization and low monodispersivity) of the SPIONs of Fe3O4@Pheo prepared by the coprecipitation method, they did fulfil the requirements for biomedical applications. The polydispersivity index of the NPs of Fe3O4@Pheo did not exceed the limit (PDI < 0.2) and the core size (10-13 nm) demonstrated that the NPs are superparamagnetic and they were stabilized via covalente or electrostatic bonding between the iron oxide (Fe-O) on the surface and the cathecolate and thiol groups of the pheomelanin in aqueous medium. In addition, the results obtained for the relaxation time (T1 and T2) indicated that the NPs exhibited potential as a negative (T2) CA, that is, they showed a high value for transverse relaxivity (r2 = 218 mM-1.s-1) in comparison to the longitudinal relaxivity (r1 = 1.6 mM-1.s-1) for the detection of breast cancer using magnetic resonance imaging (MRI). Furthermore, the in vitro testing of the NPs of Fe3O4@Pheo indicated that they satisfy the requirements for non-cytotoxicity (cellular viability up to 100 ppm) toward MCF-7 cells. Appropriate biocompatibility characteristics were also verified by the results obtained from the in vitro assays carried out to determine the uptake by MCF-7 cells.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-02-25Bitstream added on 2014-06-13T19:12:28Z : No. of bitstreams: 1 souza_ne_me_araiq.pdf: 1760976 bytes, checksum: 35d3c54c182ee2f7f62063b88971e49e (MD5) / Com o intuito de avaliar a influência da presença de óxido na resposta eletrocatalítica para a oxidação de etanol, foram preparados quatro materiais constituídos de partículas metálicas de Pt ou liga PtSn, suportados sobre SnO2 e carbono, ou diretamente sobre carbono (Pt-SnO2/C, Pt/C, PtSn/C e PtSn-SnO2/C). As nanopartículas metálicas e as nanopartículas de SnO2 foram preparadas inicialmente em estado coloidal, em processos de síntese realizados separadamente para garantir bom controle das propriedades dos materiais. Os catalisadores foram caracterizados por difratometria de raios-X, espectroscopia de fotoelétrons induzidos por raios-X e espectroscopia de absorção de raios-X dispersivos. Os resultados mostraram que houve formação de liga PtSn nos catalisadores PtSn/C e PtSn-SnO2/C e a formação de SnO2 em todos os catalisadores modificados com estanho. Os catalisadores com liga PtSn apresentaram um preenchimento da banda 5d da platina, enquanto que a modificação com SnO2 ocasionou um esvaziamento da banda. Experimentos de oxidação de CO adsorvido mostraram que os materiais possuem diferentes características superficiais, e que os catalisadores contendo liga PtSn têm menores areas de Pt eletroquimicamente ativa. A atividade catalítica para a oxidação de etanol foi avaliada por voltametria cíclica e cronoamperometria, que evidenciaram um melhor desempenho para os materiais PtSn/C e PtSn-SnO2/C. Os resultados obtidos indicam que a liga PtSn é fundamental para a promoção da atividade catalítica de oxidação de etanol em sistemas PtSn. / Aiming to evaluate the influence of oxides on the electrocatalytic activity for ethanol oxidation, four catalysts containing metallic Pt or PtSn nanoparticles supported either on SnO2 and carbon; or directely on carbon (Pt-SnO2/C, Pt/C, PtSn/C, and PtSn-SnO2/C) were prepared. Metallic nanoparticles and SnO2 nanoparticles were obtained, initially in colloidal state, in separate synthesis procedures to ensure adequate control of their properties. All catalysts were characterized by X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy and dispersive X-ray absorption spectroscopy. The results showed that a PtSn alloyed phase was formed on the PtSn/C and PtSn-SnO2/C catalysts and the presence of SnO2 in all materials containing tin. The two catalysts containing PtSn alloy showed a more filled Pt 5d band, while the addition of SnO2 produced a vacancy increase of the d band. Experiments of adsorbed CO oxidation showed that the catalyts have different surface characteristics, and that materials containg a PtSn alloyed phase have lower Pt electrochemically active areas. The catalytic activity for ethanol oxidation was evaluated by cyclic voltammetry and chronoamperometry, evidencing a better performance for PtSn/C and PtSn-SnO2/C. The results obtained indicate that the presence of PtSn alloy is necessary to enhance the catalytic activity for ethanol oxidation on PtSn systems

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-06-17Bitstream added on 2014-06-13T19:53:28Z : No. of bitstreams: 1 gallo_ibc_me_araiq_parcial.pdf: 445176 bytes, checksum: 410960aab27a523d5f73c6228b215e75 (MD5) Bitstreams deleted on 2015-05-28T14:25:10Z: gallo_ibc_me_araiq_parcial.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2015-05-28T14:26:14Z : No. of bitstreams: 1 000721748_20150615.pdf: 421882 bytes, checksum: 1a30cf50cba3d066285c9085b7fc9b12 (MD5) Bitstreams deleted on 2015-06-15T12:50:19Z: 000721748_20150615.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2015-06-15T12:50:53Z : No. of bitstreams: 1 000721748.pdf: 3550801 bytes, checksum: f00aa1f6de99b8becd25ffedf524e967 (MD5) Bitstreams deleted on 2015-06-19T10:36:53Z: 000721748.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2015-06-19T10:37:28Z : No. of bitstreams: 1 000721748.pdf: 3550801 bytes, checksum: f00aa1f6de99b8becd25ffedf524e967 (MD5) / Neste trabalho foram sintetizadas nanopartículas de Pt, PtFe, PtNi, PtCo, PtFeNi e PtFeCo suportadas em pó de carbono através do método da microemulsão, que foram testadas como potenciais eletrocatalisadores frente a reação de redução do oxigênio (RRO). As propriedades eletrônicas dos materiais foram investigadas por XAS (Espectroscopia de Absorção de Raios X) e as propriedades estruturais e morfológicas por DRX (Difração de Raios X) e MET (Microscopia Eletrônica de Transmissão), respectivamente. A área superficial de platina eletroquimicamente ativa foi determinada a partir de dados de voltametria cíclica, enquanto a atividade eletrocatalítica para a RRO foi estudada em soluções de H2SO4 saturadas com O2, utilizando a técnica do eletrodo de disco rotatório. Em geral, a análise dos materiais binários e ternários mostrou uma diminuição no parâmetro de rede em relação à platina pura, o que é um indicativo da formação de liga. O método de síntese escolhido permitiu a obtenção de cristalitos com faixa de tamanhos em torno de 3 nm. Somente os materiais contendo nanopartículas trimetálicas apresentaram alto grau de aglomeração e uma distribuição não homogênea sobre o carbono suporte. As análises eletroquímicas sugerem que a RRO segue majoritariamente o mecanismo via 4 elétrons em todos os catalisadores estudados nesse trabalho. O estudo das propriedades eletrônicas indica que a presença de Fe, Ni e Co contribui para o preenchimento da banda 5d da platina. Todas estas informações foram correlacionadas na tentativa de se entender a razão pela qual os catalisadores trimetálicos, principalmente o PtFeCo/C, apresentaram atividade superior para a RRO quando comparados com os bimetálicos e a Pt/C. Os materiais ternários foram submetidos a tratamento térmico a 150 ºC em atmosfera de H2 por uma hora... / In this work, nanoparticles of Pt, PtFe, PtNi, PtCo, PtFeNi and PtFeCo supported on carbon powder were synthesized by a microemulsion method and tested as potential electrocatalysts for the oxygen reduction reaction (ORR). The electronic properties of the materials were investigated by XAS (X-ray Absorption Spectroscopy) and the structural and morphological properties by XRD (X-ray diffraction) and TEM (Transmission Electronic Microscopy), respectively. The platinum electrochemically active surface area was determined from cyclic voltammetry data while the electrocatalytic activity toward the ORR was studied using the rotating disk electrode technique in O2 saturated H2SO4 solutions. Overall, the analyses of the materials showed a decrease in the lattice parameter when compared to pure Pt, which suggests alloy formation. The chosen synthesis method allowed obtaining small crystallites with average size around 3 nm. Only the catalysts containing trimetallic nanoparticles were highly agglomerated and showed an inhomogeneous distribution of particles on the carbon support. The electrochemical analyses suggest that the ORR occurs mainly through the 4 electron mechanism on all catalysts studied in this work. The study of the electronic properties evidenced that the presence of Fe, Ni and Co increases the platinum 5d-band occupancy. All results were correlated aiming a better understanding of why the trimetallic catalysts, particularly PtFeCo/C, have significantly higher ORR activity than bimetallic materials and Pt/C. The trimetallic catalysts were heat treated at 150 ºC in a H2 atmosphere during one hour. As a result, the materials showed a minor increase in alloying degree, an increase in particle size, a slightly decrease in surface area and a more filled Pt 5d-band. Thermal treatment did not cause any... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-01-18Bitstream added on 2014-06-13T18:53:41Z : No. of bitstreams: 1 godoi_drm_me_araiqprot.pdf: 1888669 bytes, checksum: 97ef8f5fb705d56d91e867132a48afa3 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Nanopartículas de Pt-Ru, com composição atômica nominal 50:50, foram preparadas utilizando-se microelmulsões de AOT (dietilhexilsulfosuccinato de sódio)/n-heptano/água e suportadas sobre carbono de alta área superficial (20% Pt-Ru/C em massa). Os precursores metálicos, dissolvidos na fase aquosa, foram reduzidos pela adição de NaBH4 sólido e, posteriormente, o carbono foi adicionado à mistura para a ancoragem das partículas. O material foi filtrado, lavado e seco a 75 °C. Os catalisadores suportados obtidos foram caracterizados por difração de raios X, espectroscopia de raios X por energia dispersiva, microscopia eletrônica de transmissão, termogravimetria e calorimetria exploratória diferencial. Os resultados das análises comprovaram os valores nominais de composição e mostraram que as nanopartículas estão uniformemente dispersas sobre o carbono e que o tamanho médio de cristalito variou de ~2,6 a 3,4 nm, dependendo da razão molar w = [água]/[surfactante]. Verificou-se ainda que o parâmetro de rede dos catalisadores preparados é menor, comparado ao da Pt suportada sobre carbono, indicando a formação de liga e que fração de Ru na liga aumentou com o tamanho de partícula. O tratamento térmico, em todos os casos, promoveu um aumento do tamanho de partícula e do grau de liga. Experimentos de oxidação de CO mostraram que os catalisadores preparados com diferentes valores de w apresentam diferenças significativas na estrutura e composição da superfície. A oxidação de metanol foi estudada por voltametria cíclica e cronoamperometria. O melhor desempenho eletrocatalítico foi observado para catalisadores preparados por microemulsão com w = 8. / Pt-Ru nanoparticles, with nominal atomic composition 50:50, were prepared in AOT/nheptane/water microemulsions and supported on high surface area carbon (20% Pt-Ru/C weight). The metallic precursors, dissolved in the aqueous phase, were reduced by NaBH4 added as a solid. The carbon was directly incorporated into the mixture for the anchorage of the particles. The material was then filtered, washed, and dried at 75 °C. The supported catalysts obtained have been characterized by X-ray diffraction (DRX), energy dispersive Xray analysis (EDX), transmission electron microscopy (TEM), thermogravimetry (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC). The results of these analyses confirmed the nominal chemical composition and showed an uniform dispersion of the particles on the carbon support. The average crystallite size was found to vary from ~2.6 to 3.4 nm, depending on the water to surfactant molar ratio w = [water]/[surfactant]. The lattice parameter of the prepared catalysts was found to be smaller than that for carbon supported Pt, indicating formation of a solid solution phase. The fraction of the alloyed Ru increased with particle size. In all cases, the heat treatment promoted an increase in the particle size and in the amount of alloying. CO stripping measurements showed that the surface properties of the prepared Pt-Ru/C catalysts are significantly different, depending on w values used in the synthesis. The methanol oxidation reaction was studied by cyclic voltammetry and chronoamperometry. The best performance was observed for catalysts prepared by microemulsions with w = 8.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-07-11Bitstream added on 2014-06-13T19:41:18Z : No. of bitstreams: 1 souza_alr_dr_arafcf.pdf: 596518 bytes, checksum: d996f6cfa9e5617222527d2ebbe8cff2 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / O praziquantel (PZQ) é o fármaco de escolha para o tratamento da esquistossomose, sendo ativo contra todas as espécies de Schistosoma. Devido à sua baixa solubilidade em água e o risco de resistência ou tolerância do parasita a este fármaco, é importante desenvolver alternativas terapêuticas que possam aumentar sua eficácia e melhorar sua biodisponibilidade. As nanopartículas lipídicas sólidas (SLN) combinam as vantagens de diferentes carreadores coloidais tais como emulsões, lipossomas e nanopartículas poliméricas, e também evitam algumas das suas desvantagens em relação à estabilidade e dificuldade de produção em larga escala. Assim, o objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento e caracterização de SLN contendo PZQ (SLN-PZQ) a fim de melhorar as propriedades biofarmacêuticas deste fármaco. O ácido esteárico foi selecionado como fase lipídica para o desenvolvimento das SLN devido à capacidade de solubilização do PZQ e baixo custo. As SLN foram preparadas por um método modificado de microemulsão óleoem- água sob homogeneização a alta velocidade de cisalhamento utilizando Poloxamer 188 como tensoativo. O diâmetro médio e potencial zeta das SLN-PZQ foram 505,6 nm ± 27,2 nm e -34,0 mV ± 1,1 mV, respectivamente. As nanopartículas foram observadas por microscopia eletrônica de varredura revelando a presença de partículas esféricas. Os resultados obtidos por calorimetria exploratória diferencial indicam que as SLN se apresentam no estado sólido e o fármaco está molecularmente disperso na matriz lipídica. A eficiência de encapsulação e capacidade de carga do PZQ determinadas por cromatografia líquida de alta eficiência foram 99,06 % ± 0,3 % e 17,48 % ± 0,05 %, respectivamente. A formação das SLN foi confirmada por espalhamento de raio-X a baixo ângulo revelando a presença de uma estrutura lamelar com efetiva incorporação do PZQ nas partículas / Praziquantel (PZQ) is a drug of choice for the treatment of schistosomiasis, being active against all species of Schistosoma. Due to its low water solubility and risk of parasite resistance or tolerance to this drug, it is would be useful to develop therapeutical alternatives that can increase its efficacy and improve the bioavailability. Solid lipid nanoparticles (SLN) combine the advantages of different colloidal carriers such as emulsions, liposomes, and polymeric nanoparticles, and also avoid some of their disadvantages in relation to the stability and difficulty of large scale production. Thus, the aim of this research was the development and characterization of PZQ-loaded SLN (SLN-PZQ) to improve the biopharmaceuticals properties of this drug. The stearic acid was selected as lipid phase to development of SLN due to solubilization capacity of the PZQ and low cost. The SLN were prepared by a modified oil-in-water microemulsion method under high-shear homogenization using Poloxamer 188 as surfactant. The mean particle size and zeta potential to PZQ-loaded SLN were 505.6 nm ± 27.2 nm and -34.0 mV ± 1.1 mV, respectively. The nanoparticles were observed by scanning electron microscopy (SEM) revealing the presence of spherical particles. The results obtained by differential scanning calorimetry indicate that the SLN are presented in the solid state and the drug is molecularly dispersed in the lipid matrix. The entrapment efficiency and loading capacity of PZQ determined by high performance liquid chromatography were 99.06 % ± 0.3 % and 17.48 % ± 0.05 %, respectively. The SLN formation was confirmed by small angle X-ray scattering revealing the presence of a lipid lamellar structure with effective incorporation of the PZQ into particles. The stability of PZQloaded SLN stored at room temperature and at 4 ºC was investigated concerning particle size, zeta potential and entrapment efficiency

Orientadora : Profª Drª Marta Margarete Cestari / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Genética. Defesa: Curitiba, 22/03/2016 / Inclui referências : f. 70-85 / Resumo: O aumento das indústrias juntamente ao crescimento populacional tem elevado de forma considerável os níveis de poluição no meio ambiente e o ambiente aquático é o ecossistema mais suscetível ao despejo de substâncias. Diversas alterações estruturais e fisiológicas podem ser observadas em organismos expostos a altos níveis de contaminação, e atualmente, sabe-se que as exposições a metais, como o chumbo, causam toxicidade em diversas espécies. A utilização de nanopartículas vem crescendo em diversos campos da indústria e da medicina devido a suas características físico-químicas únicas, muito atrativas para o ramo tecnológico. Porém, pouco se sabe sobre os problemas que estes nanomateriais podem causar ao ambiente e aos seres vivos e de sua interação com outros contaminantes. O objetivo desse estudo foi avaliar a toxicidade das nanopartículas de TiO2 (NpTiO2) em baixas doses, isolada e associadas ao chumbo inorgânico (PbII) em peixes da espécie Astyanax altiparanae através de biomarcadores genéticos e bioquímicos. Os animais foram divididos em nove tratamentos: controle negativo; 5 ng/g de NpTiO2; 50 ng/g de NpTiO2; 500 ng/g de NpTiO2; 21 ?g/g de PbII; 5 ng/g de NpTiO2 + 21 ?g/g de PbII; 50 ng/g de NpTiO2 + 21 ?g/g de PbII; 500 ng/g de NpTiO2 + 21 ?g/g de PbII e controle positivo. Os bioensaios foram de 96 horas, via injeção intraperitonial, exceto o controle positivo que foi de 24 horas. Os resultados demonstraram através da análise da atividade das enzimas glutationa S-transferase e superóxido dismutase que ambos os contaminantes tanto isolados quanto em associação podem causar estresse oxidativo nas células de A. altiparanae. O PbII induziu necrose e em consequência a essa citotoxicidade ocorreu uma proliferação celular, aumentando a frequência de eritrócitos policromáticos nos grupos expostos ao PbII sozinho e associado as NpTiO2 nas três doses. O teste do micronúcleo písceo indicou que os contaminantes não tiveram efeito mutagênico, no entanto, houve um aumento no total de alterações morfológicas nucleares totais e do tipo Notched nos tratamentos de 5 ng/g+Pb e 500 ng/g+Pb. Não se observou genotoxicidade no sangue e no fígado utilizando o ensaio cometa. Entretando a maior dose dos contaminantes (500 ng/g de NPTiO2 + 21 ?g/g) causou danos ao DNA no rim, já no cérebro os tratamentos 500 ng/g de NpTiO2 e 5 ng/g + 21 ?g/g de PbII foram genotóxicas, sendo que nesta última, observou-se também o aumento na atividade da acetilcolinesterase, bem como na maior dose de NpTiO2 isolada. Em conclusão, a espécie A. altiparanae demonstrou ser um bom bioindicador, pois respondeu as baixas doses testadas nesse estudo. As NpTiO2 e o PbII demonstraram ter efeitos tóxicos e estes podem ser potencializados quando os contaminantes estão em associação. Palavras-chave: genotoxicidade; citotoxicidade; nanopartículas; dióxido de titânio; chumbo; peixes. / Abstract: The increase of industries with the high population growth has considerably increased pollution levels in the environment and the aquatic ecosystem is the most susceptible to the release of substances. Several physiological and structural changes may be observed in organisms exposed to high levels of contaminants, and currently, it is known that exposure to metals such as lead, cause toxicity in several species. The use of nanoparticles is growing in various fields of industry and medicine due to its unique physical and chemical characteristics, being attractive for the technology industry. However, little is known about the problems that these nanomaterials can cause to the environment and organisms, besides its interaction with other contaminants. The aim of this study was to evaluate the toxicity of TiO2 nanoparticles (NpTiO2) in low doses, isolated and associated with inorganic lead (PbII) in fish species Astyanax altiparanae through genetic and biochemical biomarkers. The animals were separated in nine treatments: negative control; 5 ng / g NpTiO2; 50 ng / g NpTiO2; 500 ng / g NpTiO2; 21 ?g / g PbII; 5 ng / g NpTiO2 + 21 ?g / g PbII; 50 ng / g NpTiO2 + 21 ?g / g PbII; 500 ng / g NpTiO2 + 21 ?g / g PbII and positive control. Bioassays were conducted for 96 hours, with intraperitoneal injection, except for the positive control which was for 24 hours. The results demonstrated that both contaminants either alone or in association can cause oxidative stress in cells of A. altiparanae, through the analysis of the activity of the enzyme glutathione S-transferase and superoxide. The PbII induced necrosis which induced cellular proliferation, increasing the frequency of polychromatic erythrocytes in groups exposed to PbII alone and associated with the NpTiO2 in three doses. The piscine micronucleus test showed that contaminants were not mutagenic, however, there was an increase in total nuclear morphological alterations and Notched in treatments 5 ng / g + Pb and 500 ng / g + Pb. Genotoxicity in blood and liver evaluated through the comet assay was not observed. However, the higher dose of contaminants (500 ng / g NpTiO2 + 21 ?g / g) caused DNA damage in the kidney, and in the brain,treatments of 500 ng / g NpTiO2 and 5 ng / g + 21 ?g / g PbII were genotoxic, as well as presented an increase in the activity of acetylcholinesterase. This increase was also obsevedin the higher dose of NpTiO2 isolated. In conclusion, A. altiparanae proved to be a good bioindicator, since this species respond to the low doses tested in this study. The NpTiO2 and PbII have toxic effects and which were increased by the association of contaminants. Keywords: genotoxicity; cytotoxicity; nanoparticle; titanium dioxide; lead; fish.