Orientador : Prof. Dr. Aldo J. G. Zarbin / Co-orientadora : Profª Drª Marcela M. Oliveira / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Química. Defesa: Curitiba, 15/04/2015 / Inclui referências : f. 81-100 / Resumo: Este trabalho descreve a síntese, caracterização e estudo da aplicação de filmes finos e transparentes de nanocompósitos constituídos por grafeno e nanopartículas de prata (AgNPs), preparados em sistemas interfaciais líquido/líquido. Utilizando essa metodologia, filmes finos desses materiais foram obtidos na interface através de duas rotas de síntese distintas. Na primeira rota de síntese foram utilizadas duas matrizes de carbono, o óxido de grafeno reduzido (rGO) e o óxido de grafeno (GO), obtidos através da esfoliação química do grafite, e o nitrato de prata (AgNO3) como precursor para as AgNPs. Na síntese que utiliza o GO como matriz de carbono, a prata e o GO foram reduzidos concomitantemente. A variação da concentração de AgNO3 proporcionou a obtenção de amostras com diferentes tamanhos e quantidades de AgNPs, notado pelas técnicas de espectroscopia de absorção na região do UV-Vis e difração de raios X. Os nanocompósitos obtidos por esta primeira rota também apresentaram diferenças morfológicas de acordo com a forma de grafeno utilizada, como verificado por imagens de microscopia eletrônica de varredura e de transmissão. Com as técnicas de espectroscopia Raman e análise térmica foi possível verificar que a partir das diferentes formas de redução obtem-se nanocompósitos com rGO com mais ou menos grupos funcionais presentes nas folhas. A segunda rota de síntese foi baseada em um método de esfoliação mecanoquímica de grafite para a preparação de grafeno. Tal rota utiliza o H2(g) produzido da reação entre magnésio metálico (Mg) e ácido, como o agente redutor de íons Ag+ e formação das AgNPs, formando assim filmes finos de nanocompósitos de grafeno com AgNPs em uma única etapa. Nesta rota foi variada apenas a concentração de AgNO3 mantendo-se constante a quantidade dos outros reagentes. Todos os nanocompósitos obtidos nessa rota foram caracterizados por técnicas de espectroscopia, de microscopia, difração de raios X e análise térmica. Todos os compósitos obtidos nesse trabalho, possuem aplicabilidade como substrato para intensificação de sinal Raman (SERS), com influência determinante das dimensões, quantidade e forma das AgNPs. / Abstract: This work describes the synthesis, characterization and study of the application of thin and transparent films of nanocomposites between graphene and silver nanoparticles (AgNPs), preparated by an interfacial liquid/liquid system. Two methodologies have been employed to prepare these films: the first one started from two different carbon-based precursor - the reduced graphene oxide (rGO) and the graphene oxide (GO) -, and silver nitrate (AgNO3) as precursor for AgNPs. The variation of the concentration of AgNO3 used in the synthesis produced samples with different sizes and amounts of AgNPs, as characterized by UV-Vis spectroscopy and X-ray diffraction. Nanocomposites showed morphological differences according to the starting carbonaceous material, as verified by both scanning and transmission electron microscopy. Raman spectroscopy and thermal analysis techniques indicate that the amount of functional groups remaining in the graphene sheets are dependent on the way in which the samples have been chemically reduced. The second synthetic route was based on a mechanochemical exfoliation of graphite for synthesize graphene. This route uses the H2(g), produced from the reaction between metallic magnesium (Mg) and acid as reducing agent for Ag+ ions and formation of AgNPs, resulting in thin films of graphene and AgNPs composites in one step. In this route the concentration of AgNO3 was varied and the amount of the other reactants was kept constant. All nanocomposites were characterized by UV-Vis and Raman spectroscopy, electron microscopy, X-ray diffraction and thermal analysis, which showed the success of obtaining nanocomposites films by this route. All fims obtained in this work presented applicability as a substrate for enhancing Raman signal (SERS), in which the performance was influenced by the size, amount and shape of AgNPs.

Orientador : Prof. Dr. Luiz Humberto Marcolino-Junior / Coorientadores : Prof. Dr. Aldo José Gorgatti Zarbin, Prof. Dr. Arben Merkoçi / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Química. Defesa: Curitiba, 26/08/2016 / Inclui referências : f. 125-142 / Área de concentração : Química analítica / Resumo: O presente trabalho tem como objetivo a abordagem eletroanalítica de nanopartículas de ouro sintetizadas pelo método bifásico, o qual é dividido em três partes: i) síntese e caracterização de um nanocompósito entre nanopartículas de ouro (NPAu) e nanotubos de carbono (NTC) pelo método bifásico e a construção de um sensor eletroquímico para a determinação de dopamina. Nesta parte, os NTCs foram funcionalizados por oxidação química por rota ácida para promover melhor dispersão das NPAu sobre os NTCs. A efetividade da funcionalização química foi avaliada por espectroscopia RAMAN e titulações potenciométricas, indicaram a introdução de grupos oxigenados na estrutura dos NTCs. Após isso, o NTC funcionalizado foi utilizado como suporte para o crescimento de NPAu, utilizando uma rota inédita para a sua obtenção. Após caracterização, o material foi utilizado como sensor eletroquímico para a determinação de dopamina na presença de ácido ascórbico e ácido úrico por meio da voltametria de onda quadrada. Posterior à otimização dos parâmetros analíticos, a faixa linear encontrada foi de 0,48 a 5,7 ?mol L?1 de dopamina, com limite de detecção e quantificação de 0,071 a 0,24 ?mol L?1 respectivamente; ii) aplicação do nanocompósito NTC-NPAu na construção de um biossensor: Eletrodos impressos modificados com NTC-NPAu foram utilizados como suporte para a imobilização da enzima tirosinase e este biossensor foi acoplado a um sistema microfluídico de baixo custo constituídos de fios de algodão como microcanais de fluxo de solução. O sistema foi aplicado para a determinação de fenol e, após a otimização dos parâmetros analíticos, o limite de detecção e quantificação foram de 2,91 nmol L?1 e 8,92 nmol L?1 respectivamente. O sistema foi aplicado no estudo de adição e recuperação de fenol em água potável, obtendo recuperações entre 89 e 110%; iii) desenvolvimento de tintas a base de NPAu passivadas por dodecanotiol e construção de eletrodos impressos. Neste estudo, as NPAu foram utilizadas na formulação de tintas para a produção de eletrodos utilizando a tecnologia jato de tinta de impressão (JTI). A produção de eletrodos foi avaliada na construção de um dispositivo de multidetecção onde os desvios padrão elativos de repetibilidade e reprodutibilidade encontrados foram de 2,7% e 10%, indicando a potencialidade analítica do sistema. Palavras-chave: Química eletroanalítica. Biossensores. Nanopartículas de Ouro. Inkjet. / Abstract: This work aims to electroanalytical approach of gold nanoparticles synthesized by biphasic method, which is divided into three parts: i) synthesis and characterization of nanocomposite between gold nanoparticles (NPAu) and carbon nanotubes (NTC) by biphasic method and construction of electrochemical sensor for dopamine determination. In this section, NCTs were functionalized by adicic chemical oxidation to promote better NPAu dispersion onto CNTs, the effectiveness of chemical functionalization was evaluated by RAMAN spectroscopy and potentiometric titrations indicating the introduction of oxygenated groups on the CNTs surface occurred. Thereafter, the functionalized NTC was applied as support for NPAu growth by a new synthetic route. After structural characterization, the material was used as electrochemical sensor for the determination of dopamine in presence of ascorbic acid and uric acid using a square wave voltammetry. Thereafter, optimization of analytical parameters was carried out and the linear range was found from 0.48 × to 5.7 ?mol L?1 with limit of detection and quantification 0.07 and 0.24 ?mol L?1, respectively; ii) application of the NTC-NPAu nanocomposite for biosensor construction. Screen printed electrodes modified NTC-NPAu were used as support for immobilizing tyrosinase enzyme, and the biosensor was coupled to microfluidic low-cost system consisting of cotton thread as solution flow microchannels. The system was evaluated for phenol quantification after optimized analytical parameters of limit of detection and limit of quantification were found 2,9 nmol L?1 and 8,9 nmol L?1 respectively. The system was applied on phenol addition and recovery studies in tap water, obtaining recoveries rates between 89 and 110%; iii) development NPAu-dodecanethiol capped-based inks and construction of printed electrodes. In this study, NPAu were used in ink formulations for producing electrodes using inkjet printing technology. After optimization of ink composition and printing parameters, the electrodes were characterized by electrochemical techniques.The printing process was evaluated in a multidetection device where repeatability and reproducibility standard deviation values were found 2.7% and 10 %, indicating good analytical performance. Keywords: Electroanalytical chemistry. Biosensors. Gold Nanoparticles. Inkjet.

Orientador : Prof. Dr. Luiz Humberto Marcolino Júnior / Co-orientador : Prof. Dr. Márcio Fernando Bergamini / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Química. Defesa: Curitiba, 13/05/2015 / Inclui referências : f. 96-107 / Resumo: O presente trabalho descreve a utilização como modificador de eletrodos um nanocompósito de óxido de grafeno e nanopartículas de bismuto (GO-NPsBi), e avaliar seu comportamento eletroanalítico para a determinação de íons chumbo e cádmio. Para a síntese das NPsBi foi empregado como sal precursor o Bi(NO3)3 (nitrato de bismuto) dissolvido em etilenoglicol e como agente redutor/passivante o ácido ascórbico, dissolvido em álcool etílico, sendo avaliado a razão entre o metal:redutor entre 1:3, 1:6, 1:9 e 1:12. A síntese foi efetivada em banho de ultrassom investigando o tempo de reação entre 2 e 20 minutos. Após 24 horas, o produto foi lavado centrifugado. A caracterização das NPsBi foi realizada através das técnicas de difração de raios-X, microscopia eletrônica de transmissão, microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier. A partir dos dados de difração de raios X. Foi obtida melhor resposta eletroquímica para a síntese de razão 1:6 e 10 minutos. O óxido de grafeno (GO) foi produzido pela oxidação de grafite por permanganato de potássio em meio ácido e posteriormente esfoliado com o auxilio de um ultrassom de ponta O nanocompósito foi formado pela dispersão do GO em água (0,1 mg mL-1) e adicionado neste meio as NPsBi (1,0 mg mL-1), a mistura foi mantida sobre banho ultrassônico durante 1 hora. Para a avaliação da potencialidade eletroanalítica foram utilizados eletrodos de carbono vítreo (ECV) modificados com as nanocompósito pelo método de drop casting, na determinação de Pb(II) e Cd(II), adotando um procedimento de redissolução anódica em conjunto com a voltametria de onda quadrada (ASSQW). Foi estudado o pH do tampão acetato utilizado como eletrólito suporte, entre 4,50 e 6,00 obtendo melhor comportamento em pH 4,75. Para a quantidade de modificador, o EQM foi avaliado contendo 5, 10, 15 e 20 ?L da suspensão, o qual a quantidade de 15 ?L obteve o melhor desempenho. Foi estudado ainda o tempo de deposição e todos os parâmetros da técnica voltamétrica empregado e as condições de compromisso adotadas foram, 120 segundo para tempo de deposição, 10 Hz para frequência, 75 mV para amplitude de pulso e 5 mV para incremento de potencial. Foram construídas curvas analíticas para íons investigados, sendo verificada uma região de resposta linear entre 1,00 x 10-7 e 1,41 x 10-6 mol L-1 para Pb(II) e Cd(II), com limites de detecção de 30,3 e 26,6 nmol L-1, respectivamente. Foi possível concluir que a utilização do nanocompósito GO-NPsBi é um potencial modificador para eletrodos melhorando o sinal na determinação de íons inorgânicos, podendo este eletrodo ser utilizado para o controle de descartes em efluentes de Pb(II) e Cd(II) dentro dos limites impostos pelo CONAMA, como demonstrado pelo estudo de adição e recuperação em amostras simuladas em água de torneira. Palavras-chave: Sensores eletroquímicos, Nanopartículas de bismuto, chumbo e cádmio. / Abstract: This study describes the use as electrodes modified with nanocomposite of graphene oxide and bismuth nanoparticles (GO-NPsBi), and evaluate their electroanalytical behavior for the determination of lead and cadmium ions. For the synthesis of NPsBi was used as salt precursor Bi(NO3)3 (bismuth nitrate) dissolved in ethylene glycol as a reducing agent and / passivating ascorbic acid, dissolved in ethanol, and evaluated the ratio of the metal: reducer between 1:3, 1:6, 1:9 and 1:12. The synthesis was carried out in an ultrasound bath investigating the reaction time between 2 and 20 minutes. After 24 hours, the product was washed centrifuged. The characterization of NPsBi was carried out through the techniques of X-ray diffraction, transmission electron microscopy, scanning electron microscopy and infrared spectroscopy by Fourier transform. From the data of X-ray diffraction best electrochemical response was obtained for the synthesis ratio of 1:6, 10 minutes. The graphene oxide (GO) was produced by the oxidation of graphite by potassium permanganate in an acid medium and then exfoliated with the aid of an ultrasound tip was nanocomposite formed by dispersing the GO in water (0.1 mg mL-1) and added to this medium to NPsBi (1.0 mg mL-1), the mixture was kept under ultrasonic bath for 1 hour. To evaluate the potential electroanalytical were used glassy carbon electrodes (ECV) with the modified nanocomposite by drop casting method, the determination of Pb (II) and Cd (II), by adopting a procedure anodic stripping voltammetry in conjunction with voltammetric square wave (ASSQW). The study the pH of the acetate buffer used as supporting electrolyte, between 4.50 and 6.00 getting better behavior at pH 4.75. For the amount of modifier, the EQM been reported containing 5, 10, 15 and 20 uL of suspension, wherein the amount of 15 uL performed best. It was also studied the deposition time and all parameters of employee voltammetric technique and commitment conditions were adopted, 120 seconds for deposition time, 10 Hz frequency to 75 mV pulse amplitude and 5 mV for potential growth. Ion analytical curves were constructed investigated for a linear response region being scanned between 1.00 x 10-7 and 1.41 x 10-6 mol L-1 to Pb (II) and Cd (II), with detection limits 30.3 and 26.6 nmol L-1, respectively. It was concluded that the use of the GO-NPsBi nanocomposite modifier is a potential for improving the signal electrodes in the determination of inorganic ions, which may be used for the electrode discharges of effluent control in Pb (II) and Cd (II) within the limits imposed by CONAMA, as demonstrated by the study of addition and recovery in simulated in tap water samples. Keywords: electrochemical sensors, bismuth nanoparticles, lead and cadmium.

Submitted by Ana Paula Miranda Vieira (anapaula.mvieira@hotmail.com) on 2018-03-18T23:25:55Z No. of bitstreams: 1 Ana Paula Miranda Vieira - Mestrado.pdf: 1718785 bytes, checksum: f8a4ee381763d62564106bf81536ad0b (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Rimoli de Oliveira null (anapaula@foa.unesp.br) on 2018-03-19T12:15:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 vieira_apm_me_araca_int.pdf: 1718785 bytes, checksum: f8a4ee381763d62564106bf81536ad0b (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-19T12:15:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 vieira_apm_me_araca_int.pdf: 1718785 bytes, checksum: f8a4ee381763d62564106bf81536ad0b (MD5) Previous issue date: 2018-02-23 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Objetivo: Este estudo sintetizou um novo nanosistema carreador de clorexidina (CLX) baseado em nanopartículas magnéticas de óxido de ferro (NMOFs) e quitosana (QS), e avaliou seu efeito antimicrobiano sobre biofilmes de Candida albicans e Streptococcus mutans: Metodologia: O nanosistema NMOFs-QS-CLX foi preparado pela interação de CLX sobre NMOFs revestidas com QS, e caracterizado por difração de raios X, espectroscopia de absorção na região do infravermelho médio com transformada de Fourier, microscopia eletrônica de transmissão e dispersão dinâmica de luz. A concentração inibitória mínima (CIM) do nanosistema NMOFs-QS-CLX capaz de inibir as cepas no estado planctônico foi determinada de acordo com o método de microdiluição em caldo. Na sequência, biofilmes simples e mistos de C. albicans e S. mutans foram formados durante 24 horas em poços de placas de 96 poços na presença do nanosistema contendo CLX a 39 (NMOFs-QS-CLX39) ou 78 μg/mL (NMOFs-QS-CLX78). Ainda, biofilmes pré-formados (24 horas) foram tratados durante 24 horas com o nanosistema nas mesmas concentrações. O efeito antibiofilme foi avaliado através da contagem do número de células cultiváveis, quantificação da biomassa total e avaliação da atividade metabólica. Controles apropriados foram incluídos em todas as análises. Os dados foram analisados pelo teste de Kruskal-Wallis e por ANOVA a um critério, seguidos dos testes Student-Newman-Keuls e Holm-Sidak, respectivamente (α = 0,05). Resultados: Os resultados de caracterização confirmaram a formação do nanosistema NMOFs-QS-CLX, sem alteração das propriedades cristalinas das NMOFs. Além disso, as bandas de absorção características de cada composto foram identificadas no espectro do infravermelho, e o diâmetro médio do nanosistema foi menor que 40 nm. Os resultados de CIM mostraram que o nanosistema foi ligeiramente mais efetivo do que a CLX na inibição do crescimento dos microrganismos testados. Biofilmes formados na presença do nanosistema NMOFs-QS-CLX39 atingiram patamares quantitativos similares àqueles observados para CLX a 78 µg/mL. Ainda, para os biofilmes simples e mistos, o nanosistema NMOFs-QS-CLX78 mostrou efeitos redutores superiores ou similares àqueles encontrados para CLX a 78 µg/mL e NMOFs-QS-CLX39. Conclusão: O nanosistema NMOFs-QS-CLX foi efetivo tanto na inibição da formação de biofilmes como sobre biofilmes pré-formados de C. albicans e S. mutans em culturas simples ou mistas. O desenvolvimento desse nanosistema instaura inúmeras possibilidades para exploração de terapias baseadas em nanopartículas magnéticas como carreadoras de drogas usadas na área médico-odontológica. / Aim: This study synthesized a new chlorhexidine(CHX)-carrier nanosystem based on iron oxide magnetic nanoparticles (IONPs) and chitosan (CS), as well as evaluated its antimicrobial effect on biofilms of Candida albicans and Streptococcus mutans. Method: The IONPs-CS-CHX nanosystem was prepared by CHX interaction to CS-coated IONPs and characterized by X-ray powder diffraction, Fourier transform infrared spectroscopy, transmission electron microscopy and dynamic light scattering. Minimum inhibitory concentration (MIC) of the IONPs-CS-CHX nanosystem was determined according to the broth microdilution assay. After, mono- and dual-species biofilms of C. albicans and S. mutans were formed for 24 hours into wells of 96-well plates in the presence of the nanosystem containing CHX at 39 (IONPs-CS-CHX39) or 78 μg/mL (IONPs-CS-CHX78). Moreover, pre-formed biofilms (24 h) were treated for 24 h with the nanosystem at the same concentrations. The antibiofilm effect was determined by quantification of cultivable cells, total biomass and metabolic activity. Appropriate controls were included in all analyzes. Data were analyzed by Kruskal-Wallis’ test and one-way ANOVA, followed by Student-Newman-Keuls and Holm-Sidak tests (α = 0.05). Results: Characterization results confirmed the nanosystem formation without altering the crystalline properties of the IONPs. In addition, the characteristic absorption bands of each compound were identified in the infrared spectrum, and the mean diameter of the nanosystem was lower than 40 nm. MIC results showed that the nanosystem was slightly more effective than CLX in inhibiting the growth of the microorganisms tested. Biofilms formed in the presence of IONPs-CS-CHX39 attained similar quantitative levels to those observed for CHX at 78 μg/mL. Further, for mono- and dual-species biofilms, IONPs-CS-CHX78 showed similar or superior antibiofilm effects when compared with IONPs-CS-CHX39 and free CHX at 78 μg/mL. Conclusion: The IONPs-CS-CHX nanosystem was able to reduce biofilm formation and pre-formed biofilms of C. albicans and S. mutans in single or mixed cultures. The development of this nanosystem establishes several possibilities for exploration of magnetic nanoparticle-based therapy as drug carrier used in health area. / 16-18/404721

Made available in DSpace on 2016-06-07T17:11:59Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-03-18. Added 1 bitstream(s) on 2016-06-07T17:16:30Z : No. of bitstreams: 1 000773399.pdf: 2412044 bytes, checksum: bbf98ec27e8e36a7e1d6408d06d16292 (MD5) / A modificação da superfície de nanopartículas de óxido de ferro tem atraído interesse da comunidade científica devido às várias aplicações deste material em diferentes áreas do conhecimento. A biomedicina é uma área em crescente avanço no uso das nanopartículas, pois a sinergia entre as propriedades magnéticas e a biocompatibilidade da superfície modificada permite o uso destes materiais em diagnóstico e tratamento de doenças, como na liberação controlada de drogas. A aplicação de um campo magnético para guiar as nanopartículas magnéticas conjugadas com fármaco é uma técnica promissora, capaz de reduzir problemas associados a tradicional forma de administração de drogas, aumentando o bem estar de pacientes submetidos a este tratamento. O presente trabalho consiste na funcionalização de nanopartículas magnéticas a base de óxido de ferro pela dextrana derivatizada, utilizando o método da polimerização por miniemulsão inversa, para estudos de liberação de doxorrubicina. As nanopartículas magnéticas de maghemita foram obtidas a partir da oxidação da magnetita sintetizada por coprecipitação, enquanto a dextrana foi derivatizada pelo glicidil metacrilato com intuito de ancorar grupos vinílicos sobre sua estrutura. Estes materiais foram caracterizados por técnicas espectroscópicas, tais como infravermelho, Raman, ressonância magnética de H1 e C13. O óxido de ferro foi encapsulado na dextrana derivatizada através da polimerização por miniemulsão inversa. Nesta etapa, alguns parâmetros de síntese, tais como o tipo e concentração de surfactante, fração de monômeros e teor de óxido de ferro utilizado, foram variados para obter um sistema estável, permitindo seu uso em aplicações biomédicas. O sistema caroço@casca obtido apresentou eficiência de incorporação superior a 80% de doxorrubicina. Entretanto, a porcentagem de liberação da droga por difusão foi baixa durante o período... / The modification of the iron oxide nanoparticles surface has attracted interest of the scientific community due to the large number of applications of this material in different areas of knowledge. The biomedicine is one area in growing improvement in the use of nanoparticles, because the synergy between the magnetic properties and the biocompatibility of the modified surface allows the use these materials in diagnostic and treatment of diseases, as well as the controlled drug delivery. The application of magnetic field to guide the magnetic nanoparticles conjugated with drugs is one promising technique, capable of reduce the problems associated with the traditional way of drugs administration, increasing the welfare of the patients on these treatments. The present work consists in the functionalization of magnetic nanoparticles based on iron oxide by derivatized dextran, using the miniemulsion polymerization method, for doxorubicin release studies. The magnetic nanoparticles of maghemite were obtained from the magnetite oxidation synthesized by coprecipitation, while the dextran was derivatized by the glycidyl methacrylate with the intention of anchor vinyl groups on the surface. These materials were characterized by spectroscopic techniques, as infrared, Raman, magnetic resonance of H1 e C13. The iron oxide was encapsulated in the derivatized dextran through inverse polymerization by miniemulsion. In this phase, some parameters of synthesis, as the type and the surfactant concentration, monomers fraction and percentage of iron oxide, were varied to obtain a stable system, allowing its use in biomedical application. The core@shell system obtained showed incorporation efficiency over 80% of doxorubicin, although the drug release percentage from diffusion was low during the analyzed period.

Submitted by ANGELICA IRASEMA SIBAJA LUIS null (angie.sibaja.luis@hotmail.com) on 2017-07-21T20:54:54Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO-fin-1.pdf: 2680975 bytes, checksum: 9ec95a108587ba3f1adb98a53eaeb21f (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-07-26T13:04:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 sibajaluis_ai_me_soro.pdf: 2680975 bytes, checksum: 9ec95a108587ba3f1adb98a53eaeb21f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-26T13:04:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 sibajaluis_ai_me_soro.pdf: 2680975 bytes, checksum: 9ec95a108587ba3f1adb98a53eaeb21f (MD5) Previous issue date: 2017-07-07 / Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT) / A ocorrência de doenças tem ocasionado perdas severas na indústria aquícola. Em virtude do mau uso de produtos químicos no controle e prevenção de doenças em peixes, fica cada vez mais evidente que podem acarretar problemas de contaminação ambiental e riscos à saúde humana. Tem-se buscado novas técnicas de controle alternativo de doenças, como é o caso do emprego de óleos essenciais e extratos vegetais. O eugenol e o óleo de alho são antimicrobianos e antifúngicos naturais, ricos em compostos fenólicos. Entretanto, a eficácia depende da sua disponibilidade e preservação, portanto tem-se buscado alternativas capazes de aumentar sua eficácia, reduzir a volatilização e retardar a taxa de degradação no meio ambiente. Nesse sentido, novos procedimentos estão sendo conduzidos a fim de obter formulações mais eficazes. Polímeros e proteínas estão sendo estudados uma vez que possuem a capacidade de encapsular ativos. A zeína, principal proteína do milho, apresenta características de solubilidade e biocompatibilidade aos seres vivos, tornando a proteína adequada para a desenvolvimento de sistemas carreadores para encapsular ativos, tais como os óleos essenciais. Assim, objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento e caracterização de sistemas carreadores a partir de nanopartículas de zeína para encapsulamento de eugenol e óleo essencial de alho. As formulações apresentaram eficiência de encapsulação superior a 85% para ambos os óleos. As nanopartículas de zeína preparadas neste estudo apresentaram um tamanho médio compreendido entre 200 e 300 nm, um índice de polidispersão de 0,2 a 0,3 e potencial zeta de -31 a -27 Mv, para as nanopartículas contendo eugenol e oleo de alho, respectivamente. Sendo que as formulações se mantiveram estáveis por um período de 30 dias, e análises de infravermelho e calorimetria exploratória diferencial demostraram a interação dos ativos com a matriz proteica de zeína. Através do ensaio de cinética de liberação do eugenol observou-se que a liberação deste das nanopartículas ocorre através do transporte anômalo. Os ensaios de disco de difusão realizados para as bactérias Aeromonas hydrophila, Edwardsiella tarda e Streptococcus inae, mostraram que a formulações foram tão eficazes quanto o antibiótico comercial. Os resultados abrem novas perspectivas para a utilização de formulações baseadas em compostos naturais para o controle de doenças em peixes. / The occurrence of diseases has caused severe losses in the aquaculture industry at any stage. Due to the misuse of chemicals in the control and prevention of fish diseases, it is increasingly evident that they can lead to problems of environmental contamination and risks to human health. It has been tried to obtain new techniques of alternative control of diseases, as it is the case of the use of essential oils and vegetal extracts. Eugenol and garlic oil are antimicrobial and natural antifungals, rich in phenolic compounds. However, the efficacy of these compounds depends on their availability and preservation, therefore we have looked for alternatives capable of increasing their effectiveness, reduce the volatilization and delay the rate of degradation in the environment. In this sense, new procedures are being conducted in order to obtain more effective formulations. Polymers and proteins are being studied due to encapsulation capacity, zein, the main maize protein, has characteristics of solubility and biocompatibility. These characteristics make zein a suitable protein for the development of carrier systems to encapsulate active (essential oils). The objective of this work was the development and characterization of carrier systems from zein nanoparticles for encapsulation of eugenol and essential oil of garlic. The formulations showed encapsulation efficiency higher than 85% for both oils. The zein nanoparticles prepared in this study had an average size of 200-300 nm, a polydispersity index of 0.2 to 0.3 and a zeta potential of -31 to -27 mV. The formulations remained stable for a period of 30 days. Infrared (FTIR) and differential calorimetry (DSC) analyzes demonstrated the interaction of the active compounds with the zein protein matrix. Through the release assays it was observed that the release of eugenol by nanoparticles occurs through anomalous transport. The diffusion disc assays performed for the bactéria Aeromonas hydrophila, Edwardsiella tarda and Streptococcus inae showed that the formulations were as effective as the standard antibiotic. The results open new perspectives for their use of formulations based on natural compounds for the control of fish diseases.

Orientador: Hebe de Las Mercedes Villullas / Banca: Romeu Cardozo Rocha Filho / Banca: Joelma Perez / Resumo: 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... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: 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) / Mestre

Orientador: Denise Pedrini Ostini / Coorientador: Alberto Carlos Botazzo Delbem / Banca: Robson Frederico Cunha / Banca: Daniela Rios / Banca: Daniela Cristina de Oliveira / Resumo: O objetivo deste trabalho foi avaliar in vitro a ação do trimetafosfato de sódio microparticulado (TMPm) ou nanoparticulado (TMPn) associado ao fluoreto (F) em formulações de dentifrícios na obliteração dos túbulos dentinários (TD), concentração mineral e condutância hidráulica. Blocos de dentina radicular bovina (4×4×2 mm) foram planificados e os TD desobliterados com solução de ácido fosfórico a 37%. Para o estudo da avaliação da obliteração dos túbulos e concentração mineral, os blocos (n=20/grupo) foram submetidos à escovação mecânica (2x/dia) durante 7 dias com dentifrícios: placebo, 1100 ppm F, 1100 ppm F associado a 3% TMPm, 1100 ppm F associado a 3% TMPn. Ao final dos tratamentos, dez blocos por grupo foram imersos em ácido cítrico (pH 3,2), durante 1 minuto. O número, diâmetro e área de TD desobstruídos foram quantificados utilizando microscopia eletrônica de varredura (MEV) e a % atômica dos elementos químicos (Ca, P, C, N e O) dos precipitados presentes nos TD foi determinada por energia dispersiva de raios-X. Foi avaliada a concentração mineral da dentina (gHAp × cm-3) utilizando um microtomógrafo com resolução espacial de 1,5 μm. Os dados foram submetidos à análise de variância (2-critérios) seguida pelo teste de Student-Newman-Keuls (p<0,05). Os dentifrícios contendo TMPm e TMPn produziram maior obliteração dos TD e maior concentração mineral quando comparados com outros grupos. Não foram observadas diferenças significativas entre 1100 TMPm e 1100 TMPn ou entre ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The objective of this study was to evaluate in vitro the effect of TMP microparticles (TMPm) or nanoparticles (TMPn) associated with fluoride (F) in toothpaste formulations on the obliteration of dentinal tubules (DT), mineral concentration and hydraulic conductance. Bovine root dentin blocks (4×4×2 mm) were ground flat and the DT were unobstructed by phosphoric acid 37%. For study of evaluation of the tubules obliteration and mineral concentration, the blocks (n=20/group) were submitted to mechanical brushing (2x/day) during 7 days with toothpastes: placebo, 110 0 ppm F, 1100 ppm F associated with 3% TMP m, 1100 ppm F associated with 3% TMPn . After that, ten blocks of each group were immersed in citric acid (pH 3.2) for 1 minute. The number, diameter and area of unobstructed DT were quantified using scanning electron microscopy ( SEM ) and atomic % of chemical elements (Ca, P, C, N and O) from precipitates in DT were determined by energy-dispersive X-ray . Dentin mineral concentration (g HAp × cm -3 ) was evaluated utilizing Micro-CT at 1.5 μm of spatial resolution. Data were submitted to 2-way ANOVA, followed by Student-Newman-Keuls test (p<0.05). Toothpastes containing TMPm and TMPn promoted higher obliteration of DT and greater mineral concentratio n when compared to other groups. No significant differences were observed between 1100 TMPm and 1100 TMPn, or between placebo and 1100 ppm F; however 1100 ppm F group had higher mineral concentration compared to placebo. Higher Ca/P ratios Carla Oliveira Favretto were observed in the groups treated with TMP; the acid challenge reduced Ca/P ratio for all groups. The atomic % of C and N was significantly lower for 1100 TMPm and 1100 TMP n before acid challenge, but increased afterwards. T he atomic % of O was higher before before aci d challenge to T MP groups . For study of hydraulic conductance ... (Complete abstract electronic access below) / Doutor

Resumo: 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 / Abstract: 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 / Orientador: Maria Palmira Daflon Gremião / Coorientador: Victor Hugo Vitorino Sarmento / Banca: Clovis Augusto Ribeiro / Banca: Silmara Marques Alegretti / Banca: Marco Vinicius Chaud / Banca: Marlus Chorilli / Doutor

Orientador: Miguel Jafelicci Junior / Banca: Marcio José Tiera / Banca: Carolina Vautier Teixeira Giongo / Resumo: A modificação da superfície de nanopartículas de óxido de ferro tem atraído interesse da comunidade científica devido às várias aplicações deste material em diferentes áreas do conhecimento. A biomedicina é uma área em crescente avanço no uso das nanopartículas, pois a sinergia entre as propriedades magnéticas e a biocompatibilidade da superfície modificada permite o uso destes materiais em diagnóstico e tratamento de doenças, como na liberação controlada de drogas. A aplicação de um campo magnético para guiar as nanopartículas magnéticas conjugadas com fármaco é uma técnica promissora, capaz de reduzir problemas associados a tradicional forma de administração de drogas, aumentando o bem estar de pacientes submetidos a este tratamento. O presente trabalho consiste na funcionalização de nanopartículas magnéticas a base de óxido de ferro pela dextrana derivatizada, utilizando o método da polimerização por miniemulsão inversa, para estudos de liberação de doxorrubicina. As nanopartículas magnéticas de maghemita foram obtidas a partir da oxidação da magnetita sintetizada por coprecipitação, enquanto a dextrana foi derivatizada pelo glicidil metacrilato com intuito de ancorar grupos vinílicos sobre sua estrutura. Estes materiais foram caracterizados por técnicas espectroscópicas, tais como infravermelho, Raman, ressonância magnética de H1 e C13. O óxido de ferro foi encapsulado na dextrana derivatizada através da polimerização por miniemulsão inversa. Nesta etapa, alguns parâmetros de síntese, tais como o tipo e concentração de surfactante, fração de monômeros e teor de óxido de ferro utilizado, foram variados para obter um sistema estável, permitindo seu uso em aplicações biomédicas. O sistema caroço@casca obtido apresentou eficiência de incorporação superior a 80% de doxorrubicina. Entretanto, a porcentagem de liberação da droga por difusão foi baixa durante o período... / Abstract: The modification of the iron oxide nanoparticles surface has attracted interest of the scientific community due to the large number of applications of this material in different areas of knowledge. The biomedicine is one area in growing improvement in the use of nanoparticles, because the synergy between the magnetic properties and the biocompatibility of the modified surface allows the use these materials in diagnostic and treatment of diseases, as well as the controlled drug delivery. The application of magnetic field to guide the magnetic nanoparticles conjugated with drugs is one promising technique, capable of reduce the problems associated with the traditional way of drugs administration, increasing the welfare of the patients on these treatments. The present work consists in the functionalization of magnetic nanoparticles based on iron oxide by derivatized dextran, using the miniemulsion polymerization method, for doxorubicin release studies. The magnetic nanoparticles of maghemite were obtained from the magnetite oxidation synthesized by coprecipitation, while the dextran was derivatized by the glycidyl methacrylate with the intention of anchor vinyl groups on the surface. These materials were characterized by spectroscopic techniques, as infrared, Raman, magnetic resonance of H1 e C13. The iron oxide was encapsulated in the derivatized dextran through inverse polymerization by miniemulsion. In this phase, some parameters of synthesis, as the type and the surfactant concentration, monomers fraction and percentage of iron oxide, were varied to obtain a stable system, allowing its use in biomedical application. The core@shell system obtained showed incorporation efficiency over 80% of doxorubicin, although the drug release percentage from diffusion was low during the analyzed period. / Mestre