O fluxo de injeção e o solvente orgânico, utilizado no preparo de nanoesferas poliméricas, são parâmetros experimentais que controlam o diâmetro e a distribuição de diâmetro das nanopartículas, formadas pelo processo conhecido como nucleação. Considerando as nanocápsulas de núcleo lipídico, formadas pelo processo de auto-organização, estes parâmetros experimentais ainda não foram explorados. Assim, esse trabalho propõe avaliar o fluxo de injeção e o solvente orgânico na preparação destas suspensões aquosas, caracterizando físicoquimicamente estes sistemas. Para variação de fluxo de injeção, utilizou-se uma bomba peristáltica, sendo possível a avaliação dos seguintes fluxos: 5, 8, 12, 15, 21 e 38 mL min¯¹. O diâmetro das nanocápsulas diminuiu de 256±9 nm a 127 ±8 nm pela técnica de difração de laser e 220±9 nm a 124±13 nm, segundo a técnica de espectroscopia de correlação de fótons. Os solventes orgânicos avaliados foram a acetona, acetonitrila e 1,4-Dioxano. Observou-se que a acetonitrila se mostrou adequada para a condição previamente otimizada com acetona, ao passo que o 1,4-Dioxano apresentou um pico micrométrico em sua distribuição. Assim, foi possível modelar este estudo através de um fatorial de design 2², onde têm-se dois fatores, fluxo de injeção e solvente orgânico, em dois níveis, nos fluxos de 5 e 38 mL min¯¹ e considerando os solventes acetona e acetonitrila. Como resultado, viu-se que o fluxo de injeção é o parâmetro de maior influência na preparação destas suspensões aquosas, se comparado ao solvente orgânico selecionado. Para elucidar o papel do solvente orgânico na preparação destes sistemas, calculouse os parâmetros de solubilidade e os coeficientes de difusão solvente orgânico\água e água\solvente orgânico para os três pares avaliados neste trabalho. Viu-se que os parâmetros de solubilidade e os coeficientes de difusão solvente orgânico\água explicam a não variação do diâmetro de partícula em função do solvente orgânico. Ainda, realizou-se um estudo de viscosidade, em função do log [PCL], para fases orgânicas preparadas com acetonitrila e 1,4- dioxano. Obteve-se o valor de 2,30 mg mL¯¹ para a concentração de agregação crítica quando utilizado o 1,4-Dioxano e 10,47 mg mL¯¹ para a fase orgânica preparada com acetonitrila. Então, pode-se dizer que este valor elevado encontrado para a acetonitrila é uma vantagem de sua utilização, uma vez que as características nanoscópicas são mantidas e um maior número de partículas pode ser formado. / Flow rate and organic solvent, used to prepare polimeric nanospheres, are experimental parameters that control the size and the size distribution curves of these nanoparticles, formed by particle nucleation. Considering the lipid core nanocapsules, formed by self-assembled process, these experimental parameters are not evaluated yet. Considering those, this work proposes to evaluate the flow rate and the organic solvent in the preparation of these aqueous suspensions, characterizing them physicochemically. To change the flow rate, it was used a peristaltic pump, it being possible to evaluate the following flows: 5, 12, 15, 21 and 38 mL min‾¹. The nanocapsules diameters decreased from 256±9 nm to 127 ±8 nm, by laser difratometry and 220±9 nm to 124±13 nm, by the photon correlation spectroscopy technique. The organic solvents evaluated were acetone, acetonitrle and 1,4-dioxane. It was observed that the acetonitrile was adequate for the condition previously optimized with acetone, whereas in the 1,4-dioxane distribution apears a micrometric peak. So, it was possible to modelate this study by a 2² factorial design, two factors, flow rate and organic solvent, in two levels, 5 and 38 mL min‾¹, considering acetone and acetonitrile. As a result, it was seen that the flow rate is the most influential parameter in the preparation of aqueous suspensions, compared to organic solvent selected. To elucidate the role of organic solvent in these systems, it was calculated the solubility parameter and the diffusion coefficients organic solvent/water and water/organic solvent to the three pairs evaluated in this work. It was seen that the solubility parameter and diffusion coefficient organic solvent/water explain the same diameter of the nanocapsules, even the change on the organic solvent. Even so, it was done a viscosity study, as a function of log [PCL], to organic phases prepared with acetonitrile and 1,4-dioxane. It was obtained a value of 2,30 mg mL‾¹ to the critical aggregation concentration to the 1,4-dioxane solvent, and the value of 10,47 mg mL‾¹ to the acetonitrile solvent. So, it can be said that this high value found for acetonitrile is an advantage in its use, since the nanoscopic characteristics are maintained and a larger number of nanoparticles can be formed.

Neste trabalho desenvolvemos um procedimento simples para a separação de nanoesferas ocas de carbono (do inglês Carbon Spherical Shells ou CSS) em diâmetros entre 400 e 500 nm utilizando centrifugação corroborado pelas análises realizadas na microscopia eletrônica de varredura e de transmissão. A análise de sua composição química, realizada através da técnica de fotoelétrons excitados por raios X, indicou que as CSS são constituídas de 79% de carbono e 21% de oxigênio em sua superfície, apresentando grupos funcionais carbonila e hidroxila. Plataformas sensoriais distintas foram obtidas formando filmes homogêneos das CSS sobre o eletrodo de carbonno vítreo GCE (do inglês glassy carbon electrode ou GCE). Como resultado dos experimentos eletroanalíticos, observou-se o aumento da sensitividade do eletrodo GCE/CSS de acordo com a diminuição do diâmetro (500 até 400 nm) das CSS. As plataformas sensoriais GCE/CSS com 400 nm de diâmetro apresentaram maior sensitividade (0.02 μA µmol L-1) com um limite detecção de 0.2 μmol L-1. Os eletrodos GCE/CSS foram estáveis, apresentando pequena interferência de espécies concomitantes presentes na amostra e seu desempenho na quantificação de paracetamol em suor mostrou-se estatisticamente equivalente ao método padrão baseado em cromatografia líquida. / We applied a simple strategy, based upon centrifugation, to separate carbon spherical shells (CSS), in sizes varying from 400 to 500 nm, which is shown by the micrographs obtained in the Scanning and Transmission Electron microscopy analysis. In their surface, carbonyl and hydroxyl groups were present, constituting a composition of 21% of oxygen and 79% of carbon. The CSS were casted on a glassy carbon electrode\'s (GCE) surface, forming a thin film, and the resulting platform was used as a sensor. A trend was observed in the results obtained by the electroanalytical experiments: as the size of the CSS were reduced, the sensibility of the GCE/CSS platform towards paracetamol detection increased. The best attained result, namely the platform with the GCE and the 400 nm diameter CSS, have shown promising results, achieving sensitivity\'s value of 0.02 μA μmol-1 L. The proposed sensors were stable, displaying little interference from another species coexisting in the samples, and its performance towards paracetamol detection were statistically identical to the standard method for paracetamol detection based upon liquid chromatography.

O fluxo de injeção e o solvente orgânico, utilizado no preparo de nanoesferas poliméricas, são parâmetros experimentais que controlam o diâmetro e a distribuição de diâmetro das nanopartículas, formadas pelo processo conhecido como nucleação. Considerando as nanocápsulas de núcleo lipídico, formadas pelo processo de auto-organização, estes parâmetros experimentais ainda não foram explorados. Assim, esse trabalho propõe avaliar o fluxo de injeção e o solvente orgânico na preparação destas suspensões aquosas, caracterizando físicoquimicamente estes sistemas. Para variação de fluxo de injeção, utilizou-se uma bomba peristáltica, sendo possível a avaliação dos seguintes fluxos: 5, 8, 12, 15, 21 e 38 mL min¯¹. O diâmetro das nanocápsulas diminuiu de 256±9 nm a 127 ±8 nm pela técnica de difração de laser e 220±9 nm a 124±13 nm, segundo a técnica de espectroscopia de correlação de fótons. Os solventes orgânicos avaliados foram a acetona, acetonitrila e 1,4-Dioxano. Observou-se que a acetonitrila se mostrou adequada para a condição previamente otimizada com acetona, ao passo que o 1,4-Dioxano apresentou um pico micrométrico em sua distribuição. Assim, foi possível modelar este estudo através de um fatorial de design 2², onde têm-se dois fatores, fluxo de injeção e solvente orgânico, em dois níveis, nos fluxos de 5 e 38 mL min¯¹ e considerando os solventes acetona e acetonitrila. Como resultado, viu-se que o fluxo de injeção é o parâmetro de maior influência na preparação destas suspensões aquosas, se comparado ao solvente orgânico selecionado. Para elucidar o papel do solvente orgânico na preparação destes sistemas, calculouse os parâmetros de solubilidade e os coeficientes de difusão solvente orgânico\água e água\solvente orgânico para os três pares avaliados neste trabalho. Viu-se que os parâmetros de solubilidade e os coeficientes de difusão solvente orgânico\água explicam a não variação do diâmetro de partícula em função do solvente orgânico. Ainda, realizou-se um estudo de viscosidade, em função do log [PCL], para fases orgânicas preparadas com acetonitrila e 1,4- dioxano. Obteve-se o valor de 2,30 mg mL¯¹ para a concentração de agregação crítica quando utilizado o 1,4-Dioxano e 10,47 mg mL¯¹ para a fase orgânica preparada com acetonitrila. Então, pode-se dizer que este valor elevado encontrado para a acetonitrila é uma vantagem de sua utilização, uma vez que as características nanoscópicas são mantidas e um maior número de partículas pode ser formado. / Flow rate and organic solvent, used to prepare polimeric nanospheres, are experimental parameters that control the size and the size distribution curves of these nanoparticles, formed by particle nucleation. Considering the lipid core nanocapsules, formed by self-assembled process, these experimental parameters are not evaluated yet. Considering those, this work proposes to evaluate the flow rate and the organic solvent in the preparation of these aqueous suspensions, characterizing them physicochemically. To change the flow rate, it was used a peristaltic pump, it being possible to evaluate the following flows: 5, 12, 15, 21 and 38 mL min‾¹. The nanocapsules diameters decreased from 256±9 nm to 127 ±8 nm, by laser difratometry and 220±9 nm to 124±13 nm, by the photon correlation spectroscopy technique. The organic solvents evaluated were acetone, acetonitrle and 1,4-dioxane. It was observed that the acetonitrile was adequate for the condition previously optimized with acetone, whereas in the 1,4-dioxane distribution apears a micrometric peak. So, it was possible to modelate this study by a 2² factorial design, two factors, flow rate and organic solvent, in two levels, 5 and 38 mL min‾¹, considering acetone and acetonitrile. As a result, it was seen that the flow rate is the most influential parameter in the preparation of aqueous suspensions, compared to organic solvent selected. To elucidate the role of organic solvent in these systems, it was calculated the solubility parameter and the diffusion coefficients organic solvent/water and water/organic solvent to the three pairs evaluated in this work. It was seen that the solubility parameter and diffusion coefficient organic solvent/water explain the same diameter of the nanocapsules, even the change on the organic solvent. Even so, it was done a viscosity study, as a function of log [PCL], to organic phases prepared with acetonitrile and 1,4-dioxane. It was obtained a value of 2,30 mg mL‾¹ to the critical aggregation concentration to the 1,4-dioxane solvent, and the value of 10,47 mg mL‾¹ to the acetonitrile solvent. So, it can be said that this high value found for acetonitrile is an advantage in its use, since the nanoscopic characteristics are maintained and a larger number of nanoparticles can be formed.

O fluxo de injeção e o solvente orgânico, utilizado no preparo de nanoesferas poliméricas, são parâmetros experimentais que controlam o diâmetro e a distribuição de diâmetro das nanopartículas, formadas pelo processo conhecido como nucleação. Considerando as nanocápsulas de núcleo lipídico, formadas pelo processo de auto-organização, estes parâmetros experimentais ainda não foram explorados. Assim, esse trabalho propõe avaliar o fluxo de injeção e o solvente orgânico na preparação destas suspensões aquosas, caracterizando físicoquimicamente estes sistemas. Para variação de fluxo de injeção, utilizou-se uma bomba peristáltica, sendo possível a avaliação dos seguintes fluxos: 5, 8, 12, 15, 21 e 38 mL min¯¹. O diâmetro das nanocápsulas diminuiu de 256±9 nm a 127 ±8 nm pela técnica de difração de laser e 220±9 nm a 124±13 nm, segundo a técnica de espectroscopia de correlação de fótons. Os solventes orgânicos avaliados foram a acetona, acetonitrila e 1,4-Dioxano. Observou-se que a acetonitrila se mostrou adequada para a condição previamente otimizada com acetona, ao passo que o 1,4-Dioxano apresentou um pico micrométrico em sua distribuição. Assim, foi possível modelar este estudo através de um fatorial de design 2², onde têm-se dois fatores, fluxo de injeção e solvente orgânico, em dois níveis, nos fluxos de 5 e 38 mL min¯¹ e considerando os solventes acetona e acetonitrila. Como resultado, viu-se que o fluxo de injeção é o parâmetro de maior influência na preparação destas suspensões aquosas, se comparado ao solvente orgânico selecionado. Para elucidar o papel do solvente orgânico na preparação destes sistemas, calculouse os parâmetros de solubilidade e os coeficientes de difusão solvente orgânico\água e água\solvente orgânico para os três pares avaliados neste trabalho. Viu-se que os parâmetros de solubilidade e os coeficientes de difusão solvente orgânico\água explicam a não variação do diâmetro de partícula em função do solvente orgânico. Ainda, realizou-se um estudo de viscosidade, em função do log [PCL], para fases orgânicas preparadas com acetonitrila e 1,4- dioxano. Obteve-se o valor de 2,30 mg mL¯¹ para a concentração de agregação crítica quando utilizado o 1,4-Dioxano e 10,47 mg mL¯¹ para a fase orgânica preparada com acetonitrila. Então, pode-se dizer que este valor elevado encontrado para a acetonitrila é uma vantagem de sua utilização, uma vez que as características nanoscópicas são mantidas e um maior número de partículas pode ser formado. / Flow rate and organic solvent, used to prepare polimeric nanospheres, are experimental parameters that control the size and the size distribution curves of these nanoparticles, formed by particle nucleation. Considering the lipid core nanocapsules, formed by self-assembled process, these experimental parameters are not evaluated yet. Considering those, this work proposes to evaluate the flow rate and the organic solvent in the preparation of these aqueous suspensions, characterizing them physicochemically. To change the flow rate, it was used a peristaltic pump, it being possible to evaluate the following flows: 5, 12, 15, 21 and 38 mL min‾¹. The nanocapsules diameters decreased from 256±9 nm to 127 ±8 nm, by laser difratometry and 220±9 nm to 124±13 nm, by the photon correlation spectroscopy technique. The organic solvents evaluated were acetone, acetonitrle and 1,4-dioxane. It was observed that the acetonitrile was adequate for the condition previously optimized with acetone, whereas in the 1,4-dioxane distribution apears a micrometric peak. So, it was possible to modelate this study by a 2² factorial design, two factors, flow rate and organic solvent, in two levels, 5 and 38 mL min‾¹, considering acetone and acetonitrile. As a result, it was seen that the flow rate is the most influential parameter in the preparation of aqueous suspensions, compared to organic solvent selected. To elucidate the role of organic solvent in these systems, it was calculated the solubility parameter and the diffusion coefficients organic solvent/water and water/organic solvent to the three pairs evaluated in this work. It was seen that the solubility parameter and diffusion coefficient organic solvent/water explain the same diameter of the nanocapsules, even the change on the organic solvent. Even so, it was done a viscosity study, as a function of log [PCL], to organic phases prepared with acetonitrile and 1,4-dioxane. It was obtained a value of 2,30 mg mL‾¹ to the critical aggregation concentration to the 1,4-dioxane solvent, and the value of 10,47 mg mL‾¹ to the acetonitrile solvent. So, it can be said that this high value found for acetonitrile is an advantage in its use, since the nanoscopic characteristics are maintained and a larger number of nanoparticles can be formed.

Orientador: Antonio Wilson Sallum / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba / Made available in DSpace on 2018-08-26T23:52:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moura_LucasAlves_D.pdf: 4231687 bytes, checksum: ec30a84348074c7f0f52d37535f57bbe (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da associação da administração local de nanoesferas contendo doxiciclina (DOX) com o debridamento periodontal no tratamento da periodontite crônica avançada. As nanoesferas foram preparadas pelo método da dupla emulsão (W/O/W), e caracterizadas quanto à morfologia através da microscopia eletrônica de varredura (MEV), e quanto à interação polímero (PLGA) e DOX através da espectroscopia infravermelha da transformada de Fourier (FTIR). A avaliação da liberação controlada de DOX foi feita através da cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC), a partir do fluido gengival sulcular (GCF) coletado nos períodos: 2, 5, 7, 10, 15 e 20 dias após aplicação das nanoesferas. Foi realizado um ensaio clínico randomizado controlado duplo cego, incluindo 30 pacientes diagnosticados com periodontite crônica que apresentavam sete sítios com sangramento à sondagem e profundidade de sondagem (PS) ? 5 mm, sendo 2 dentes com PS ? 7 mm. Os pacientes foram aleatoriamente divididos em 2 grupos e receberam os seguintes tratamentos: debridamento periodontal por 45 minutos associado à administração local de nanoesferas contendo doxiciclina nos sítios com PS ? 5 mm (DB+DOX) ou debridamento periodontal por 45 minutos associado à aplicação de nanoesferas vazias (DB). Foram avaliados os seguintes parâmetros clínicos: Índice de Placa (IP), Sangramento à Sondagem (SS), Profundidade de Sondagem (PS) e Nível de Inserção Clínica (NIC), no baseline, 3 e 6 meses após a terapia. A avaliação microbiológica foi feita por meio da reação de cadeia de polimerase ¿ tempo real ("real time" - PCR) para detecção das bactérias: Porphyromonas gingivalis, Tannerella forsythia, Treponema denticola, Aggregatibacter actinomycetemcomitans e Prevotella intermedia, provenientes do biofilme subgengival coletado no baseline, 1, 3 e 6 meses após o tratamento. Os resultados foram comparados por meio do teste de análise de variância com medidas repetidas, com nível de significância de 5%. Foram obtidas nanoesferas variando de 700 nm a 4 um. Através do FTIR observou-se boa interação da DOX com o PLGA, sem alterações das propriedades químicas de nenhum dos compostos. Após a aplicação das nanoesferas observou-se uma liberação de DOX constante no GCF até o vigésimo dia pós-tratamento, acima da concentração inibitória mínima. No grupo DB+DOX houve redução significativa da PS e ganho de inserção clínica nas bolsas profundas e moderadas em relação ao baseline e entre grupos. Observou-se redução significativa dos níveis bacterianos pós-tratamento, sendo o grupo DB+DOX mais eficaz em manter os níveis mais baixos após 6 meses do tratamento. Dentro das limitações deste trabalho, os resultados sugerem que as nanoesferas de PLGA são efetivas como sistema de liberação controlada local de DOX e quando associadas ao debridamento periodontal podem promover resultados superiores em relação à terapia mecânica isoladamente / Abstract: The aim of this study was to assess the effect of the association of local administration of nanospheres loading doxycycline (DOX) with the periodontal debridement treating advanced chronic periodontitis. Nanospheres were made by double-emulsion method (W/O/W) and characterized regarding morphology, by scaning eléctron microscopy (SEM); and drug/polymer interaction, by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The DOX controlled release was assessed by high performance liquid chromatography (HPLC) of gingival crevicular fluid (GCF) samples collected 2, 5, 7, 10, 15 and 20 days after treatment. It was performed randomized double-blinded clinical trial, with thirty patients diagnosed with chronic periodontitis presenting at least seven sites with bleeding on probing and probing depth (PD) ? 5 mm, and 2 sites with PD ? 7 mm. The patients were randomly allocated in two groups receiving interventions as followed: 45 minutes periodontal debridement + subgengival nanospheres loading DOX (DB+DOX); and 45 minutes periodontal debridement + subgengival void nanospheres (DB). Plaque index (IP), bleeding on probing (BP), probing depth (PD) and clinical attachment level (CAL) were evaluated on baseline, 3, and 6 months after therapy. Real-time polymerase chain reaction (real-time PCR) was used to quantify Porphyromonas gingivalis, Tannerella forsythia, Treponema denticola, Aggregatibacter actinomycetemcomitans and Prevotella intermedia from subgingival biofilm samples collected on baseline, 1, 3 and 6 months after treatment. The results were compared by variance analyses test for repeated measures, with significance of 5%. Nanospheres varying from 700 nm to 4 um were obtained. There was a good interaction between DOX and PLGA, with no chemical properties alterations. After local administration of the nanospheres, it was observed constant DOX release in the GCF until 20th day post-treatment, with concentration above the minimum inhibitory concentration. DB+DOX group showed significant PD reduction and CAL gain in deep and moderates pockets comparing to baseline and between groups. It was observed significant reduction of bacteria levels along follow up period, and DB+DOX group was more eficiente in keeping lower levels of bacteria after 6 months from treatment. Within limitations of this study, the results can suggest that PLGA nanospheres are effective carriers for controlled release of DOX and when used adjunctively to periodontal debridement, improved results can be achieved compared to mechanical therapy alone / Doutorado / Periodontia / Doutor em Clínica Odontológica

Orientadores: Flavio Garcia, Eduardo Granado Monteiro da Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-10T05:04:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Soares_MarcioMedeiros_M.pdf: 20040711 bytes, checksum: 307f0dbee3ef2d92b25427c28d39c7d6 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Neste trabalho fizemos um estudo sistemático de filmes compostos por multicamadas Co/Pd depositados sobre arranjos auto-organizados de esferas de látex submicrométricas (50 ¿ 1000 nm). O filme depositado sobre a esfera (não-magnética) forma uma calota magnética com espessura variável. As espessuras de Co e Pd foram escolhidas de modo a obter duas classes de multicamadas, uma com anisotropia intrínseca perpendicular e outra com anisotropia intrínseca planar, quando depositadas sobre um substrato plano. Os arranjos de calotas com anisotropia intrínseca perpendicular que produzimos têm um comportamento magnético que reproduz resultados publicados recentemente na literatura. Para os sistemas com anisotropia intrínseca planar a microestrutura magnética é profundamente dependente da forma tridimensional da calota, assim como do seu tamanho. A investigação destas calotas envolveu caracterizações magnéticas por efeito Hall extraordinário, efeito Kerr magneto-ótico e SQUID, análise estrutural por microscopia eletrônica de transmissão (TEM) e sondagem da configuração da magnetização por microscopia de força magnética (MFM). Para esferas menores (diâmetros de 50 e 100 nm), as imagens de TEM mostram que as calotas segmentam-se em nanopilares orientados radialmente. Em concordância com as caracterizações magnéticas, propomos que a segmentação em pilares induz uma anisotropia efetiva radial nessas calotas menores. Nas calotas maiores (500 e 1000 nm) estudamos a influência do gradiente de espessura, medido por TEM, sobre a anisotropia efetiva ao longo da esfera. Nestas calotas as multicamadas são contínuas e, correlacionando caracterizações magnéticas, imagens de TEM, medidas de MFM e simulações micromagnéticas, chegamos à conclusão de que a magnetização forma um vórtice em seu topo, influenciada pela forma tridimensional da calota. O núcleo dos vórtices que observamos é razoavelmente maior do que aqueles mostrados na literatura para vórtices em discos, indicando que tal sistema de calotas pode ser promissor para aplicações em mídias de gravação magnética / Abstract: In this work we have performed a systematic study on Co/Pd multilayers deposited over self-assembled polystyrene nanospheres (with diameter ranging from 50 to 1000 nm). The film deposited over the nonmagnetic nanosphere forms a magnetic cap with variable thickness. The Co and Pd layer thicknesses were chosen in order to obtain two classes of multilayers, one exhibiting intrinsic in-plane anisotropy and the other exhibiting intrinsic out-of-plane anisotropy, when deposited on flat substrates. The magnetic behavior of the caps¿ arrays with intrinsic out-of-plane anisotropy which we have produced agrees with results recently reported in the literature. The magnetic microstructure of the systems with intrinsic in-plane anisotropy is mainly influenced by three-dimensional shape and size of the caps. The study of those caps included magnetic characterization by Extraordinary Hall Effect, Magneto-Optic Kerr Effect and SQUID, structural analysis by Transmission Electron Microscopy (TEM) and magnetic configuration probing by Magnetic Force Microscopy (MFM). For the smallest spheres (50 and 100 nm in diameter) TEM images show that the cap is segmented into radial nanopillar like structures. Agreeing with our magnetic measurements, we propose that this segmentation induces an effective radial anisotropy in the smallest caps. For the largest caps (500 and 1000 nm in diameter) we have studied the influence of the thickness gradient (probed by TEM) on the effective anisotropy along de cap. In those caps the multilayers are continuous and, correlating magnetic characterizations, TEM images, MFM profiles and micromagnetic simulations, we concluded that the magnetization forms a curling structure in the top of the caps. The so formed magnetic vortex is strongly influenced by the cap¿s shape. We observed that the magnetic vortex core is considerably larger than the ones shown in the literature for vortex in planar discs, indicating that this cap system may be promising for applications in magnetic recording medias / Mestrado / Materiais Magneticos e Propriedades Magneticas / Mestre em Física

Submitted by Geandra Rodrigues (geandrar@gmail.com) on 2018-11-05T13:41:09Z No. of bitstreams: 1 deboraguimaraesdeoliveira.pdf: 3971933 bytes, checksum: 7b5a0ee6a3a033ca0149c8adc512aea2 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2018-11-23T11:16:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 deboraguimaraesdeoliveira.pdf: 3971933 bytes, checksum: 7b5a0ee6a3a033ca0149c8adc512aea2 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-23T11:16:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 deboraguimaraesdeoliveira.pdf: 3971933 bytes, checksum: 7b5a0ee6a3a033ca0149c8adc512aea2 (MD5) Previous issue date: 2018-08-31 / A proteção superficial de nanoesferas de ouro (AuNEs) pode fornecer uma maior estabilidade coloidal, importante quando se trabalha com sistemas biológicos, por apresentarem situações diversas que podem levar à agregação das AuNEs. O biopolímero quitosana (Quit) é um material atóxico, apresenta baixo custo, e vem sendo muito utilizado em sistemas biológicos para diagnóstico de doenças. Sistemas sensíveis, como os biossensores utilizados na detecção de moléculas adsorvidas em AuNEs, podem ser monitorados por mudança na banda de ressonância de plasmon de superfície localizado (LSPR) e pela utilização da técnica de espalhamento Raman intensificado por superfície (SERS). Quando as moléculas são adsorvidas nas superfícies das AuNEs é possível observar a indução de agregação da suspensão coloidal pela mudança na banda LSPR. Devido à sensibilidade analítica, as superfícies das AuNEs são protegidas para evitar agregação e precipitação coloidal, e a obtenção de resultados falso-positivos. Esta tese teve como objetivo realizar vários estudos utilizando as AuNEs protegidas superficialmente por Quit para oferecer uma maior estabilidade e controlar a formação de hot spots na presença do analito. Para tal, sempre foram realizados experimentos comparando as AuNEs com e sem proteção superficial por Quit. Os estudos iniciais observaram a resistência à agregação das AuNEs com relação ao tempo de exposição em temperatura ambiente. Seguindo o raciocínio as AuNEs também foram expostas à diferentes concentrações dos agentes agregantes etanol (EtOH) e KCl. Os analitos utilizados como molécula prova para o SERS e também para observar possíveis mudanças na banda LSPR, foram os corantes: cristal violeta (CV), rodamina 6G (R6G) e IR-820, que apresentam cargas superficiais positiva ou negativa; a fim de identificar alguma preferência na adsorção por carga superficial do analito. Para os estudos em espectroscopia SERS, foram realizadas medidas variando concentração de Quit na presença dos corantes juntos ou separados, além de observar a interferência na ordem de adição do corante no sinal SERS. A Quit se mostrou promissora para aumentar a estabilidade das AuNEs e, portanto, experimentos para tentar modular e controlar a formação de hot spots foram realizados. O efeito SERS foi utilizado como uma ferramenta analítica em que foi estudada a relação direta do sinal SERS obtido dos corantes, com a sua concentração em solução. A partir destes resultados, foi possível construir isotermas de adsorção dos corantes estudados, que foram ajustadas ao modelo de Langmuir. / The surface protection of gold nanospheres (AuNEs) can provide greater colloidal stability, important when work with biological system, because the present diverse situations that can lead to the aggregation of AuNEs. The chitosan biopolymer (Quit) is a non-toxic material, presents low cost, and has been widely in biological systems for the diagnosis of diseases. Sensitive systems, such as biosensors used in detection of adsorbed molecules in AuNEs, can be monitored by changing in Localized Surface Plasmon Resonance´s band (LSPR) and by use of Surface-Enhanced Raman Spectroscopy technique (SERS). When the molecules are adsorbed on the AuNEs surfaces is possible to observe the induction of aggregation of the colloidal suspension by the change in the LSPR band. Due to the analytical sensitivity, the surfaces of the AuNES are protected to avoid aggregation and colloidal precipitation, and to obtain false positive results. This thesis aimed to perform several studies using the AuNEs surface protected by Quit to offer greater stability and to control the formation of hot spots in the presence of the analyte. For this, experiments were always done to compare the AuNEs with and without surface protection by Quit. The initial studies observed the resistance to AuNEs aggregation in relation to exposure time at room temperature. Following the reasoning, the AuNEs were also exposed to different concentrations of the aggregating agents ethanol (EtOH) and KCl. The analytes that were used as a test molecule for the SERS and also to observe possible changes in the LSPR band were the dyes: crystal violet (CV), rhodamine 6G (R6G) and IR-820, which have positive or negative surface charges; in order to identify some preference in surface adsorption of the analyte. For the SERS spectroscopy studies, measurements were performed varying the concentration of Quit in the presence of the dyes together or separated, besides observing the interference in the order of dye addition in the SERS signal. The Quit proved promising to increase the stability of AuNEs and, therefore, modification experiments, aiming at modulate and control the formation of hot spots, were performed. The SERS effect was used as an analytical tool in which the direct relationship of the SERS signal obtained from the dyes with their concentration in solution was studied. From these results, it was possible to construct adsorption isotherms of the studied dyes, which were adjusted to the Langmuir model.

En la presente Tesis Doctoral se centra en la síntesis de óxidos con estructura perovskita y espinela para las reacciones electroquímicas de reducción de oxígeno (ORR), evolución de oxígeno (OER) y evolución de hidrógeno (HER). Debido a que los óxidos metálicos poseen una baja conductividad eléctrica y baja área superficial que limitan sus aplicaciones catalíticas se mezclan con materiales de carbón para mitigar estas dos desventajas. Además, los materiales de carbón juegan un papel fundamental en las reacciones catalíticas favoreciéndolas debido a un efecto sinérgico con los óxidos metálicos. Los óxidos tipo perovskita LaB1-xB'xO3 (donde B es Mn o Ni y B' es Co) se sintetizaron a través de un método sol-gel. Tal como se puede observar en la formulación en este tipo de perovskitas se realiza una sustitución parcial del catión B con otro metal de transición 3d con el fin de modificar las propiedades fisicoquímicas y de este modo mejorar la actividad catalítica. Los materiales obtenidos presentan una buena actividad catalítica tanto en la ORR como en la OER. Del conjunto de materiales obtenidos se ha observado que los materiales. LaMn1-xCoxO3/ Vulcan presentan una buena actividad catalítica en la ORR, mientras que los materiales LaNi1-xCoxO3/ Vulcan tienen un mejor comportamiento en la OER. Además los materiales presentan una buena estabilidad y en el caso de la ORR una buena tolerancia al metanol. Además, con el fin de incrementar el número de sitios catalíticos en superficie se ha modificado la relación atómica de lantano y manganeso durante la síntesis y se ha obtenido materiales con una buena actividad catalítica debido al aumento de sitios catalíticos de Mn en la superficie debido a la formación de nuevas fases cristalinas catalíticamente activas. Los óxidos con estructura tipo espinela CuFe2O4 se han sintetizado mediante un método solvotermal con el fin de obtener nanopartículas para la ORR. Además, con el fin de mejorar las propiedades físicas, el óxido posteriomente se ha sometido a un tratamiento térmico a diferentes temperaturas pudiéndose observar que la temperatura afecta a la formación de nuevas fases cristalinas más activas catalíticamente y al tamaño promedio de los cristales. Por lo tanto, el tratamiento térmico es una buena forma de modificar la actividad catalítica de estos óxidos. Para el estudio de la HER se han sintetizado nanopartículas de Co3O4 mediante un método de nanocasting, y con el fin de mejorar su comportamiento catalítico se ha dopado con Cu dando lugar a la formación de las espinelas CuCo2O4. Los óxidos obtenidos se han mezclado físicamente con un carbón activado de alta área superficial que mejora la actividad catalítica de los óxidos debido a un efecto sinérgico de ambos materiales. En general, los materiales sintetizados durante la elaboración de esta Tesis Doctoral presentan un buen comportamiento catalítico para las reacciones electroquímicas comentadas y, por lo tanto, se pueden considerar como materiales alternativos para sustituir a los actuales basados en metales nobles.

Apesar de ser uma das doenças infecciosas mais antigas e bem conhecidas, a tuberculose (TB) permanece como a segunda maior causa de morte após a síndrome da imunodeficiência adquirida. A TB é uma doença infecciosa e transmissível, causada pela bactéria Mycobacterium tuberculosis (Mtb), que afeta prioritariamente os pulmões, embora possa acometer outros órgãos e sistemas. O presente trabalho teve como objetivo desenvolver nanofibras e nanoesferas de poli (D,L-láctico co-glicólico) (PLGA) contendo os Insumos Farmacêuticos Ativos (IFAs), rifampicina e isoniazida; caracterizá-las físico quimicamente e determinar a eficiência de encapsulação destes IFAs pelos métodos de eletroforese capilar (CE) e cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC). O método de CE para a determinação simultânea dos IFAs antituberculose (isoniazida, rifampicina, pirazinamida e etambutol) foi otimizado por meio de um delineamento de experimentos de mistura com uma abordagem de vértices extremos usando o Software estatístico Minitab 17. Para o desenvolvimento das nanofibras se utilizou a técnica de electrospinning e para as nanoesferas se utilizou a técnica de emulsão/evaporação de solvente. As nanofibras foram caraterizadas por microscopia eletrônica de varredura (SEM), microscopia eletrônica de transmissão (TEM), espectrofotometria de absorção na região do infravermelho (FTIR), calorimetria exploratória diferencial (DSC) e termogravimetria/termogravimetria derivada (TGA) e as nanoesferas foram caracterizadas pelas técnicas de espalhamento dinâmico de luz (DLS), potencial zeta, índice de polidispersão, pH, SEM, TEM, FTIR e DSC. A eficiência de encapsulação dos IFAs nas nanofibras e nas nanoesferas foram realizadas através de duas técnicas analíticas, HPLC e CE, previamente validadas. A eficiência de encapsulação de isoniazida e rifampicina nas nanofibras foi 12,16 % e 5,90 %, respectivamente usando a técnica de HPLC e através da técnica de CE a eficiência de encapsulação foi de 12,30 % e 6,36 %, para isoniazida e rifampicina, respectivamente. A eficiência de encapsulação para a melhor formulação das nanoesferas foi de 2,33 % e 14,75 % para a isoniazida e rifampicina, respectivamente através da técnica de HPLC e uma eficiência de encapsulação de 2,26 % para a isoniazida e 14,22 % para a rifampicina através da técnica de CE. O método por CE teve a vantagem de apresentar um menor tempo de analise, menos de 6 min, com uma adequada resolução entre os picos dos IFAs. O tempo de analise por HPLC foi de 10 min. O método de CE foi menos lesivo ao meio ambiente, devido à pouca quantidade de solventes orgânicos, tornando assim a CE em um método alternativo à HPLC. / Despite being one of the oldest and most well-known infectious diseases, tuberculosis (TB) remains the second leading cause of death after acquired immunodeficiency syndrome. TB is an infectious and transmissible disease caused by Mycobacterium tuberculosis (Mtb) bacteria, which primarily affects the lungs, although it can affect other organs and systems. The present work aimed to develop nanofibers and nanospheres of poly (D, L-lactic co-glycolic) (PLGA) containing Active Pharmaceutical Ingredients (IPAs), rifampicin and isoniazid; characterize them physical-chemically and determine the encapsulation efficiency of these drugs by capillary electrophoresis (CE) and high-performance liquid chromatography (HPLC) methods. A CE method for determination of IPAs (isoniazid, rifampicin, pyrazinamide and ethambutol) was optimized through a design of mixing experiments with an extreme vertex approach using the Minitab 17 statistical Software. For the development of nanofibers and nanospheres the electrospinning and the emulsion/solvent evaporation techniques, respectively were used. Nanofibers were characterized by scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetry (TGA). Nanospheres were characterized by dynamic light scattering (DLS), zeta potential, polydispersity index, pH, SEM, TEM, FTIR and DSC. The encapsulation efficiency of the IPAs in nanofibres and nanospheres was performed using two analytical techniques, HPLC and EC, previously validated. For nanofibers, the encapsulation efficiency were 12.16 % and 5.90 % for isoniazid and rifampicin, respectivey by using HPLC method and 12,30 % for isoniazid and 6,36 % for rifampicin by CE method. The encapsulation efficiency for the best formulation of nanospheres was 2,33 % and 14,75 % for rifampicin and isoniazid, respectively by using HPLC method and 2,26 % for isoniazid and 14,22 % for rifampicin by EC method. It was shown that CE method presented a shorter analysis time (< 6min) and also and adequate resolution between the IPAs peaks. The time of analysis for the HPLC method was 10 min.CE method was less aggressive to the environment because it uses smaller amount of organic solvents. Therefore the CE is an alternative method to HPLC.

Apesar de ser uma das doenças infecciosas mais antigas e bem conhecidas, a tuberculose (TB) permanece como a segunda maior causa de morte após a síndrome da imunodeficiência adquirida. A TB é uma doença infecciosa e transmissível, causada pela bactéria Mycobacterium tuberculosis (Mtb), que afeta prioritariamente os pulmões, embora possa acometer outros órgãos e sistemas. O presente trabalho teve como objetivo desenvolver nanofibras e nanoesferas de poli (D,L-láctico co-glicólico) (PLGA) contendo os Insumos Farmacêuticos Ativos (IFAs), rifampicina e isoniazida; caracterizá-las físico quimicamente e determinar a eficiência de encapsulação destes IFAs pelos métodos de eletroforese capilar (CE) e cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC). O método de CE para a determinação simultânea dos IFAs antituberculose (isoniazida, rifampicina, pirazinamida e etambutol) foi otimizado por meio de um delineamento de experimentos de mistura com uma abordagem de vértices extremos usando o Software estatístico Minitab 17. Para o desenvolvimento das nanofibras se utilizou a técnica de electrospinning e para as nanoesferas se utilizou a técnica de emulsão/evaporação de solvente. As nanofibras foram caraterizadas por microscopia eletrônica de varredura (SEM), microscopia eletrônica de transmissão (TEM), espectrofotometria de absorção na região do infravermelho (FTIR), calorimetria exploratória diferencial (DSC) e termogravimetria/termogravimetria derivada (TGA) e as nanoesferas foram caracterizadas pelas técnicas de espalhamento dinâmico de luz (DLS), potencial zeta, índice de polidispersão, pH, SEM, TEM, FTIR e DSC. A eficiência de encapsulação dos IFAs nas nanofibras e nas nanoesferas foram realizadas através de duas técnicas analíticas, HPLC e CE, previamente validadas. A eficiência de encapsulação de isoniazida e rifampicina nas nanofibras foi 12,16 % e 5,90 %, respectivamente usando a técnica de HPLC e através da técnica de CE a eficiência de encapsulação foi de 12,30 % e 6,36 %, para isoniazida e rifampicina, respectivamente. A eficiência de encapsulação para a melhor formulação das nanoesferas foi de 2,33 % e 14,75 % para a isoniazida e rifampicina, respectivamente através da técnica de HPLC e uma eficiência de encapsulação de 2,26 % para a isoniazida e 14,22 % para a rifampicina através da técnica de CE. O método por CE teve a vantagem de apresentar um menor tempo de analise, menos de 6 min, com uma adequada resolução entre os picos dos IFAs. O tempo de analise por HPLC foi de 10 min. O método de CE foi menos lesivo ao meio ambiente, devido à pouca quantidade de solventes orgânicos, tornando assim a CE em um método alternativo à HPLC. / Despite being one of the oldest and most well-known infectious diseases, tuberculosis (TB) remains the second leading cause of death after acquired immunodeficiency syndrome. TB is an infectious and transmissible disease caused by Mycobacterium tuberculosis (Mtb) bacteria, which primarily affects the lungs, although it can affect other organs and systems. The present work aimed to develop nanofibers and nanospheres of poly (D, L-lactic co-glycolic) (PLGA) containing Active Pharmaceutical Ingredients (IPAs), rifampicin and isoniazid; characterize them physical-chemically and determine the encapsulation efficiency of these drugs by capillary electrophoresis (CE) and high-performance liquid chromatography (HPLC) methods. A CE method for determination of IPAs (isoniazid, rifampicin, pyrazinamide and ethambutol) was optimized through a design of mixing experiments with an extreme vertex approach using the Minitab 17 statistical Software. For the development of nanofibers and nanospheres the electrospinning and the emulsion/solvent evaporation techniques, respectively were used. Nanofibers were characterized by scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetry (TGA). Nanospheres were characterized by dynamic light scattering (DLS), zeta potential, polydispersity index, pH, SEM, TEM, FTIR and DSC. The encapsulation efficiency of the IPAs in nanofibres and nanospheres was performed using two analytical techniques, HPLC and EC, previously validated. For nanofibers, the encapsulation efficiency were 12.16 % and 5.90 % for isoniazid and rifampicin, respectivey by using HPLC method and 12,30 % for isoniazid and 6,36 % for rifampicin by CE method. The encapsulation efficiency for the best formulation of nanospheres was 2,33 % and 14,75 % for rifampicin and isoniazid, respectively by using HPLC method and 2,26 % for isoniazid and 14,22 % for rifampicin by EC method. It was shown that CE method presented a shorter analysis time (< 6min) and also and adequate resolution between the IPAs peaks. The time of analysis for the HPLC method was 10 min.CE method was less aggressive to the environment because it uses smaller amount of organic solvents. Therefore the CE is an alternative method to HPLC.