O presente trabalho descreve a preparação de catalisadores magnéticos para aplicação nos processos de fotocatálise heterogênea e ozonização catalítica heterogênea, visando a degradação de poluentes emergentes. Primeiramente buscou-se preparar nanopartículas magnéticas para posterior aplicação no preparo de catalisadores magnéticos de TiO2. Diversas variáveis experimentais foram avaliadas na preparação das nanopartículas magnéticas, tais como: temperatura de reação, tempo de agitação, tempo no ultrasom, velocidade de agitação, velocidade de agitação da base, tempo de agitação do estabilizante, concentração da base e do estabilizante. A influência destes parâmetros de preparação no diâmetro hidrodinâmico e distribuição de tamanho das partículas foi avaliada por meio de um planejamento estatístico. Dependendo das condições experimentais, obteve-se materiais com um tamanho médio variando entre 11 e 36 nm e entre 23% e 77% de distribuição de tamanho. Na condição otimizada, obteve-se partículas com um tamanho médio, obtido pela técnica de espalhamento de luz dinâmico, de 18 nm e 21% de distribuição. O nanomaterial magnético foi utilizado para preparar os catalisadores híbridos Fe3O2@TiO2 e Fe3O4@SiO2@TiO2. Os materiais foram caracterizados por difratoemtria de raios-X (XRD), microscopia de varredura (MEV) e transmissão (TEM), espectroscopia no infravermelho (FT-IR), análise térmica (TG e DTA), espectrometria de emissão óptica (ICP-OES), medidas de área superficial (BET) e espalhamento dinâmico de luz (DLS). Os catalisadores magnéticos foram empregados na degradação dos poluentes emergentes paracetamol; 4-metilaminoantipirina (4-MAA); ibuprofeno; 17 β-estradiol; 17 α-etinilestradiol, e do fenol. Nos processos de degradação também variou-se o efeito do pH nas respostas dos sistemas. De maneira geral, o material Fe3O4@TiO2 apresentou atividade catalítica nos processos de degradação fotoquímica e de ozonização, com desempenho similar ou, em alguns casos, superior ao TiO2. Em relação a 4-MAA, obteve-se, em 60 minutos de tratamento, 25% de mineralização para o processo de fotólise e 66% para o processo de fotocatálise empregando Fe3O4@TiO2. Para o processo de ozonização em pH 3, obteve-se, em 180 minutos de tratamento, 40 e 60% de mineralização para o processo não catalítico e o processo catalítico empregando Fe3O4@TiO2, respectivamente. Os resultados utilizando-se TiO2 foram semelhantes à ozonização não catalítica, o que demonstra o efeito positivo do núcleo magnético para a atividade do material. Assim, o material híbrido multifuncional Fe3O4@TiO2 mostrou-se eficiente para a degradação de poluentes emergentes empregando-se os processos de fotocatálise e de ozonização catalítica heterogênea, possibilitando uma adicional praticidade de separação do meio de tratamento. / The present work describes the preparation of magnetic catalysts for application in heterogeneous photocatalysis and heterogeneous catalytic ozonation processes, aiming the degradation of emerging pollutants. Magnetic nanoparticles were prepered as substratum of magnetic TiO2 catalysts. Several experimental variables were evaluated in the preparation of the magnetic nanoparticles, such as temperature, stirring time, sonication time, precipitation reaction stirring speed, base addition rate, dispersion stirring time, base concentration and stabilizer percentage. The influence of these parameters on particle hydrodynamic diameter and size distribution were measured by a statistical design. Depending on the experimental conditions, materials with an average size ranging between 11 nm and 35 nm and distribution between 23% and 77% were obtained. In the optimum preparation conditions, Fe3O4 magnetic particles with a hydrodynamic diameter of 18 nm and 21% distribution were obtained. The magnetic nanomaterial was used to prepare the hybrid catalysts Fe3O4@TiO2 and Fe3O4@SiO2@TiO2. The prepared materials were characterized by X-ray diffraction (XRD), field-emiss ion scanning electron microscopy (FEG-SEM), transmission electron microscopy (TEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), thermogravimetric (TG), differential thermal analysis (DTA), inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES), BET specific surface area and dynamic light scattering (DLS). The magnetic catalysts were employed in the degradation of the emerging pollutants paracetamol; 4-methylaminoantipyrin (4-MAA); ibuprofen; 17 β-estradiol; 17 α-ethinyl estradiol, and phenol. In the treatment processes the effect pH on the systems was also varied. In general, the material Fe3O4@TiO2 showed catalytic activity in the processes of photochemical degradation and ozonation, with performance similar or, in some cases, superior to TiO2. For example, the 4-MAA mineralization, after 60 minutes of treatment, by the photolysis process reached a m aximum value of 25%. In the same treatment time by the photocatalytic process using Fe3O4@TiO2 it was obtained 66% of 4-MAA mineralization. For the ozonation process, in pH 3, after 180 minutes of treatment, 40% of 4-MAA mineralization was achieved by non-catalytic method. On the other hand, in the same treatment time employing Fe3O4@TiO2, 60% of 4-MAA mineralization was obtained. In addition, for the ozonation process using TiO2 similar results to non-catalytic ozonation were observed, which demonstrates the positive effect of the magnetic core for the activity of the catalyst. Thus, the hybrid material Fe3O4@TiO2 was efficient for the degradation of emerging pollutants employing the photocatalysis and heterogeneous catalytic ozonation processes, allowing an additional practicality for separating the catalyst from the treatment medium.

O conhecimento do genoma humano e os avanços na biologia molecular levaram a descoberta de mecanismos celulares importantes. A terapia gênica surgiu com a proposta de interferir na fisiologia das células, que apresentam alguma disfunção causadora de uma doença, trazendo a possibilidade de tratamento para incontáveis enfermidades. Na tecnologia de RNA de interferência pequenos fragmentos de RNA de fita dupla (small interference RNA, siRNA) são utilizados para inibir a expressão de genes específicos. O olho tem sido um dos órgãos alvo para o uso desse tipo de tecnologia e, além disso, a córnea é uma membrana atrativa devido ao fácil acesso e a existência de diversas enfermidades que acometem a visão. Para aumentar a biodisponibilidade e viabilizar a administração de siRNA utilizando um polímero catiônico, uma formulação termorreversível com quitosana e outra composta de cristais líquidos funcionalizados com ácido hialurônico foram estudadas como possíveis sistemas de liberação ocular de siRNA, sendo que ambas são inéditas para aplicação tópica e oftálmica de siRNA. O gel termorreversível de poloxamer 407 foi associado a dois diferentes tipos de quitosana (LMW com 92,2% de desacetilação e MMW com 77,0% de desacetilação). Ambas as formulações apresentaram características desejáveis tanto como sistema de liberação de genes, tanto por apresentarem residual positivo e capacidade de complexar o siRNA, quanto como sistema compatível com via tópica ocular, devido ao comportamento reológico pseudoplástico. A quitosana LMW e a adição de NaCl à formulação alteraram a Tsol/gel do poloxamer; somente a associação com a quitosana MMW apresentou Tsol/gel adequada. Os sistemas contendo poloxamer em associação com os dois diferentes tipos de quitosana não promoveram a penetração do siRNA in vitro em córnea bovina nas condições experimentais utilizadas. O sistema líquido cristalino foi desenvolvido com monoleína (MO), polietilenimina (PEI), ácido hialurônico (HA) e fase aquosa. A formação de fases cristalinas foi avaliada por microscopia de luz polarizada e a estrutura das mesofases foi confirmada pela difração de raios X a baixo ângulo. O sistema líquido cristalino, composto de uma mistura de cristais de fase cúbica e hexagonal, foi disperso em nanopartículas de tamanho satisfatório, de aproximadamente 166 nm. Os sistemas apresentaram características desejáveis como sistema de liberação de genes, como potencial zeta adequado, capacidade de complexar sem degradar o siRNA e não foram citotóxicos em fibroblastos L929, além de serem compatíveis com a via ocular por serem isotônicos. A dispersão de cristais de MO/PEI foi capaz de transfectar as células L929, entretanto a incorporação do HA diminuiu a absorção celular, provavelmente devido ao elevado peso molecular do ácido hialurônico empregado. O presente estudo permite delinear o futuro desenvolvimento de formulações tópicas para administração de siRNA na córnea. / The understanding of human genome and the evolvement of molecular biology led to discovery of important cellular mechanisms. Gene therapy has emerged as an approach to interfere with cell physiology, whenever it has a dysfunction that causes a disease, bringing new possibility of treatment to countless illnesses. In RNA interference mechanism, small double-stranded RNAs (small interference RNA, siRNA) inhibit specific gene expression. The eye has been one of the targeted organs for the use of such technology and, moreover, the corneal membrane is an attractive tissue due to the easy access and the existence of several diseases that can impair vision. To enhance bioavailability and facilitate the delivery of siRNA using a cationic polymer, a thermoreversible formulation containing chitosan and a liquid crystalline formulation functionalized hyaluronic acid were studied as potential delivery systems for ocular delivery of siRNA and both this systems are inedited as topical and ocular delivery of siRNA. A poloxamer 407 thermoreversible gel of was associated with two different types of chitosan (LMW with 92.2% deacetylation and MMW with 77.0% deacetylation). Both formulations showed desirable characteristics not only as gene delivery systems due to positive residual charge and capacity for complexing the siRNA, but also as a compatible ocular delivery system, due to pseudoplastic rheological behavior. The LMW chitosan and addition of NaCl to the formulation influenced the Tsol/gel of poloxamer gel; only the association with MMW chitosan showed desirable Tsol/gel. The systems containing poloxamer in combination with two different types of chitosan did not promote in vitro penetration of siRNA using bovine cornea under the used experimental conditions. The liquid crystalline system was developed with monoolein (MO), polyethylenimine (PEI), hyaluronic acid (HA) and aqueous phase. The formation of crystalline phases was observed by polarized light microscopy and the mesophases structures were confirmed by small angle X-ray diffraction. The liquid crystalline system composed of a mixture of hexagonal and cubic phases was dispersed into nanoparticles of suitable size, of approximately 166 nm. The formulations showed desirable characteristics as gene delivery systems, such as suitable zeta potential, ability to complex without degrading the siRNA and were not cytotoxic to fibroblasts L929, moreover, were compatible with the ocular administration due to isotonicity. The dispersion of crystals of MO/PEI was able to transfect L929 cells, however the incorporation of the HA decreased cellular uptake, probably due to high molecular weight hyaluronic acid employed. This study provides an outline for the future development of topical formulations to deliver siRNA to the cornea.

O objetivo deste trabalho foi avaliar a capacidade da solução de nanopartículas de prata, utilizada como irrigante e medicação intracanal, em controlar os microrganismos e neutralizar endotoxinas no canal radicular. Para isso, foram utilizadas 48 raízes de dentes humanos padronizadas em 16 mm e com diâmetro apical correspondente a uma lima tipo Kerr no. 30. Os canais foram contaminados por 28 dias com E. coli e por 21 dias com E. faecalis e C. albicans. Os espécimes foram divididos em quatro grupos (n=12), de acordo com a substância utilizada (solução irrigadora e medicação intracanal): G1) solução salina e solução salina (grupo controle); G2) hipoclorito de sódio 1% associado ao creme Endo-PTC e hidróxido de cálcio - protocolo tradicional da FOUSP; G3) solução de nanopartículas de prata 50 ppm e hidróxido de cálcio associado à solução de nanopartículas de prata; e G4) solução de nanopartículas de prata 50 ppm e solução de nanopartículas de prata 50 ppm. Foram realizadas cinco coletas do conteúdo do canal radicular para avaliar a atividade antimicrobiana: coleta de confirmação, imediatamente após a instrumentação (1ª. coleta) e outra após sete dias (2ª. coleta); imediatamente após a remoção da medicação (3ª. coleta) e outra após sete dias (4ª. coleta). A neutralização da endotoxina foi avaliada apenas nas quatro últimas coletas. Os resultados obtidos foram submetidos a análise estatística (Kruskall-Wallis e Dunn). Todas as soluções irrigadoras promoveram redução significativa dos microrganismos após a instrumentação (1ª. coleta) (p<0,05). Após 7 dias houve aumento do número de microrganismos em todos os grupos, voltando ao número inicial nos grupos instrumentados com solução salina e hipoclorito de sódio. Entretanto, apesar de ter ocorrido recolonização dos microrganismos no canal radicular dos espécimes instrumentados com solução de nanopartículas de prata, manteve-se redução estatisticamente significantemente do número de UFC/mL quando comparada à coleta de confirmação (p<0,05), demonstrando efeito residual. A medicação de hidróxido de cálcio eliminou 100% dos microrganismos e manteve os resultados após 7 dias (4ª. coleta) no grupo 2. No grupo quatro houve recolonização de E. faecalis e C. albicans após 7 dias de incubação. O hidróxido de cálcio foi a única substância avaliada que promoveu redução significativa (p<0,05) das endotoxinas. Assim, pôde-se concluir que o hipoclorito de sódio e a solução de NP-Ag reduziram significativamente a microbiota do canal, no entanto somente com a associação ao hidróxido de cálcio houve eliminação dos microrganismos em profundidade nos túbulos dentinários e redução das endotoxinas presentes no canal radicular. / The objective of this study was to evaluate the antimicrobial effect and endotoxin detoxified of solution of silver nanoparticles used as irrigating and dressing in root canals. Forty-eigth single-root human teeth were used. All root canals sized 16 mm and were enlarged to a Kerr file number .30. Root canals were infected for 28 days with E. coli and for 21 days with E. faecalis and C. albicans. The specimens were divided into four groups (n=12), according to the substance used (irrigating solution and dressing): G1) saline and saline (control), G2) sodium hypochlorite 1% with Endo-PTC cream and calcium hydroxide; G3) solution of Ag-NP 50 ppm and calcium hydroxide with Ag-NP; and G4) solution of Ag-NP 50 ppm and solution of Ag-NP 50 ppm. Five samplings of root canal were accomplished to evaluate the antimicrobial activity: confirmation sample, immediately after instrumentation (1st. Sample), and other after 7 days (2 nd. Sample), immediately after dressing removed (3 rd. Sample) and other after 7 days (4 th. Sample). The endotoxina detoxified was evaluated only in the last four samples by Limulus assay. Results were analysed by Kruskal-Wallis and Dunn. All irrigation solutions caused significant reduction of microorganisms after instrumentation (1 st. Collection) (p <0.05). After 7 days there was increase of the number of bacteria in all groups, returning to the initial number of microorganisms in the groups prepared with saline and sodium hypochlorite, however, the recolonization of microorganisms in root canals of groups of solution silver nanoparticles was smaller than the number of confirmation sample (p <0.05), showing residual effect. The calcium hydroxide eliminated 100% of the microorganisms and the results remained after 7 days (4 th. Collection) for group 2. In group 4 there was recolonization of E. faecalis and C. albicans after 7 days. Calcium hydroxide was the only substance that measured a significant reduction of endotoxin (p <0.05). Thus, we concluded that the sodium hypochlorite and the NP-Ag significantly reduced the microorganisms of the root canal, but it is necessary the combination of calcium hydroxide to eliminated all microorganisms into dentinal tubules and detoxified endotoxins in the root canal.

Gold nanoparticles (AuNPs) have constantly attracted the attention of the scientific and industrial community due to the variety of physicochemical properties presented which are different and considered new properties from those that are evidenced in their mass form. Those new properties are strongly related to their morphology, providing a wide range of possible applications in several areas such as optics, medicine and catalysis. As well known, nanoparticles are thermodynamically unstable and consequently they have an easy tendency to agglomarate. In this context, the synthesis of nanoparticles in a general procedure, in particular the metallic ones, and more particularly the gold ones, need synthesis strategies with adequate growth control in the dynamics formation. Therefore, it becomes a constant challenge to obtain nanostructured materials with high yields and degree of selectivity. Among the various preparation methodologies, the seed-mediated method, seeding, is most commonly used, classically in the presence of Cetyltrimethylammonium bromide (CTABr) as a growth-driving agent. The obtained AuNPs were characterized by Visible Ultraviolet Absorption Spectroscopy (UV-vis) and Electron Transmission Microscopy (MET). These nanoparticles were evaluated in catalytic tests in chemical reduction reactions of p-Nitrophenol, where we investigated the influence of different reaction conditions such as the concentration of the catalyst, the reducing agent, and the optimum concentration and temperature variation. Surfactants were characterized by Ultraviolet Absorption Spectroscopy (UV-vis). Among the catalytic tests, the concentration of the reductant (NaBH4) was decreased from 0.1 mol L-1 to 0.05 mol L-1, 0.025 mol L-1 and 0.0025 mol L-1, between these concentrations, the molar ratio of the substrate/reductant was decreased from 500 to 12.5. The lowest borohydride concentration, 0.0025 mol L-1, gives a longer time to 100% conversion of p-nitrophenol, thus conducting studies varying the temperature of the system, in order to optimize the conversion time. herefore, the reaction was evaluated at temperatures of 25, 35, 45 and 55 °C, observing that with the increase of temperature, the reaction time of the reaction decreased. The reactions had a kinetic profile of pseudo-first order, so the apparent velocity constant was calculated for each reaction and it was observed that the reactions catalyzed by gold nanobastones (AuNRs) had a higher rate constant when compared to gold nanospheres (AuNSs). Finally, the activation energy (Ea) of the system was calculated, where Ea for reactions catalyzed by AuNRs was 70.5 kJ mol-1 and AuNSs obtained 105 kJ mol-1. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / As nanopartículas de ouro (AuNPs) tem atraído constantemente a atenção da comunidade científica e industrial devido à variedade de propriedades físico-químicas apresentadas que são diferentes e consideradas novas das que são evidenciadas em sua forma mássica. Tais novas propriedades estão fortemente relacionadas à sua morfologia, proporcionando um grande leque de possíveis aplicações em diversas áreas como em óptica, medicina e catálise. Como se sabe, as nanopartículas são termodinamicamente instáveis e por isso possuem uma fácil tendência de se aglomerarem. Dentro desse contexto, a síntese de nanopartículas de um modo em geral, em particular as metálicas e mais particularmente as de ouro, precisam de estratégias de síntese com controle adequado de crescimento na dinâmica de formação. Portanto, torna-se um constante desafio a obtenção de materiais nanoestruturados com elevados rendimentos e grau de seletividade, .Entre as diversas metodologias de preparação, o método mediado por semente, ou semeadura, é o mais comumente utilizado, classicamente na presença de brometo de cetiltrimetilamônio (CTABr) como um agente direcionador de crescimento. As AuNPs obtidas foram caracterizadas por Espectroscopia de Absorção no Ultravioleta Visível (UV-vis) e por Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET). Posteriormente, estas mesmas nanopartículas foram avaliadas em testes catalíticos em reações de redução química do p-Nitrofenol, onde investigamos a influência de diferentes condições reacionais como a variação da concentração do catalisador, do agente redutor buscando uma concentração otimizada e variação de temperatura.As reações de reduçãoforam caracterizadas por UV-vis. Dentre os testes catalíticos, a concentração do redutor (NaBH4) foi diminuída, de 0,1 mol L-1 para 0,05 mol L-1, 0,025 mol L-1 e 0,0025 mol L-1, entre essas concentrações, a razão molar do substrato/redutor foi diminuída de 500 vezes para 12,5 vezes. A menor concentração de borohidreto, 0,0025 mol L-1, aprensenta maior tempo para 100% de conversão do p-nitrofenol, assim realizou-se estudos variando a temperatura do sistema, com o objetivo de otimizar o tempo de conversão. Portanto a reação foi avaliada nas temperaturas de 25, 35, 45 e 55 °C, observando que com o aumento da temperatura, o tempo de conversão da reação diminuiu. As reações apresentaram perfil cinético de pseudo-primeira ordem, portanto foi calculado a constante de velocidade aparente para cada reação e observou-se que as reações catalisadas por nanobastões de ouro (AuNRs) apresentavam maior constante de velocidade quando comparadas as nanoesferas de ouro (AuNSs). Por fim, calculou-se a energia de ativação (Ea) do sistema, onde a Ea para as reações catalisadas por AuNRs obteve valor de 70,5 kJ mol-1 e por AuNSs obteve 105 kJ mol-1.

O presente trabalho descreve a preparação de catalisadores magnéticos para aplicação nos processos de fotocatálise heterogênea e ozonização catalítica heterogênea, visando a degradação de poluentes emergentes. Primeiramente buscou-se preparar nanopartículas magnéticas para posterior aplicação no preparo de catalisadores magnéticos de TiO2. Diversas variáveis experimentais foram avaliadas na preparação das nanopartículas magnéticas, tais como: temperatura de reação, tempo de agitação, tempo no ultrasom, velocidade de agitação, velocidade de agitação da base, tempo de agitação do estabilizante, concentração da base e do estabilizante. A influência destes parâmetros de preparação no diâmetro hidrodinâmico e distribuição de tamanho das partículas foi avaliada por meio de um planejamento estatístico. Dependendo das condições experimentais, obteve-se materiais com um tamanho médio variando entre 11 e 36 nm e entre 23% e 77% de distribuição de tamanho. Na condição otimizada, obteve-se partículas com um tamanho médio, obtido pela técnica de espalhamento de luz dinâmico, de 18 nm e 21% de distribuição. O nanomaterial magnético foi utilizado para preparar os catalisadores híbridos Fe3O2@TiO2 e Fe3O4@SiO2@TiO2. Os materiais foram caracterizados por difratoemtria de raios-X (XRD), microscopia de varredura (MEV) e transmissão (TEM), espectroscopia no infravermelho (FT-IR), análise térmica (TG e DTA), espectrometria de emissão óptica (ICP-OES), medidas de área superficial (BET) e espalhamento dinâmico de luz (DLS). Os catalisadores magnéticos foram empregados na degradação dos poluentes emergentes paracetamol; 4-metilaminoantipirina (4-MAA); ibuprofeno; 17 &#946;-estradiol; 17 &#945;-etinilestradiol, e do fenol. Nos processos de degradação também variou-se o efeito do pH nas respostas dos sistemas. De maneira geral, o material Fe3O4@TiO2 apresentou atividade catalítica nos processos de degradação fotoquímica e de ozonização, com desempenho similar ou, em alguns casos, superior ao TiO2. Em relação a 4-MAA, obteve-se, em 60 minutos de tratamento, 25% de mineralização para o processo de fotólise e 66% para o processo de fotocatálise empregando Fe3O4@TiO2. Para o processo de ozonização em pH 3, obteve-se, em 180 minutos de tratamento, 40 e 60% de mineralização para o processo não catalítico e o processo catalítico empregando Fe3O4@TiO2, respectivamente. Os resultados utilizando-se TiO2 foram semelhantes à ozonização não catalítica, o que demonstra o efeito positivo do núcleo magnético para a atividade do material. Assim, o material híbrido multifuncional Fe3O4@TiO2 mostrou-se eficiente para a degradação de poluentes emergentes empregando-se os processos de fotocatálise e de ozonização catalítica heterogênea, possibilitando uma adicional praticidade de separação do meio de tratamento. / The present work describes the preparation of magnetic catalysts for application in heterogeneous photocatalysis and heterogeneous catalytic ozonation processes, aiming the degradation of emerging pollutants. Magnetic nanoparticles were prepered as substratum of magnetic TiO2 catalysts. Several experimental variables were evaluated in the preparation of the magnetic nanoparticles, such as temperature, stirring time, sonication time, precipitation reaction stirring speed, base addition rate, dispersion stirring time, base concentration and stabilizer percentage. The influence of these parameters on particle hydrodynamic diameter and size distribution were measured by a statistical design. Depending on the experimental conditions, materials with an average size ranging between 11 nm and 35 nm and distribution between 23% and 77% were obtained. In the optimum preparation conditions, Fe3O4 magnetic particles with a hydrodynamic diameter of 18 nm and 21% distribution were obtained. The magnetic nanomaterial was used to prepare the hybrid catalysts Fe3O4@TiO2 and Fe3O4@SiO2@TiO2. The prepared materials were characterized by X-ray diffraction (XRD), field-emiss ion scanning electron microscopy (FEG-SEM), transmission electron microscopy (TEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), thermogravimetric (TG), differential thermal analysis (DTA), inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES), BET specific surface area and dynamic light scattering (DLS). The magnetic catalysts were employed in the degradation of the emerging pollutants paracetamol; 4-methylaminoantipyrin (4-MAA); ibuprofen; 17 &#946;-estradiol; 17 &#945;-ethinyl estradiol, and phenol. In the treatment processes the effect pH on the systems was also varied. In general, the material Fe3O4@TiO2 showed catalytic activity in the processes of photochemical degradation and ozonation, with performance similar or, in some cases, superior to TiO2. For example, the 4-MAA mineralization, after 60 minutes of treatment, by the photolysis process reached a m aximum value of 25%. In the same treatment time by the photocatalytic process using Fe3O4@TiO2 it was obtained 66% of 4-MAA mineralization. For the ozonation process, in pH 3, after 180 minutes of treatment, 40% of 4-MAA mineralization was achieved by non-catalytic method. On the other hand, in the same treatment time employing Fe3O4@TiO2, 60% of 4-MAA mineralization was obtained. In addition, for the ozonation process using TiO2 similar results to non-catalytic ozonation were observed, which demonstrates the positive effect of the magnetic core for the activity of the catalyst. Thus, the hybrid material Fe3O4@TiO2 was efficient for the degradation of emerging pollutants employing the photocatalysis and heterogeneous catalytic ozonation processes, allowing an additional practicality for separating the catalyst from the treatment medium.

O conhecimento do genoma humano e os avanços na biologia molecular levaram a descoberta de mecanismos celulares importantes. A terapia gênica surgiu com a proposta de interferir na fisiologia das células, que apresentam alguma disfunção causadora de uma doença, trazendo a possibilidade de tratamento para incontáveis enfermidades. Na tecnologia de RNA de interferência pequenos fragmentos de RNA de fita dupla (small interference RNA, siRNA) são utilizados para inibir a expressão de genes específicos. O olho tem sido um dos órgãos alvo para o uso desse tipo de tecnologia e, além disso, a córnea é uma membrana atrativa devido ao fácil acesso e a existência de diversas enfermidades que acometem a visão. Para aumentar a biodisponibilidade e viabilizar a administração de siRNA utilizando um polímero catiônico, uma formulação termorreversível com quitosana e outra composta de cristais líquidos funcionalizados com ácido hialurônico foram estudadas como possíveis sistemas de liberação ocular de siRNA, sendo que ambas são inéditas para aplicação tópica e oftálmica de siRNA. O gel termorreversível de poloxamer 407 foi associado a dois diferentes tipos de quitosana (LMW com 92,2% de desacetilação e MMW com 77,0% de desacetilação). Ambas as formulações apresentaram características desejáveis tanto como sistema de liberação de genes, tanto por apresentarem residual positivo e capacidade de complexar o siRNA, quanto como sistema compatível com via tópica ocular, devido ao comportamento reológico pseudoplástico. A quitosana LMW e a adição de NaCl à formulação alteraram a Tsol/gel do poloxamer; somente a associação com a quitosana MMW apresentou Tsol/gel adequada. Os sistemas contendo poloxamer em associação com os dois diferentes tipos de quitosana não promoveram a penetração do siRNA in vitro em córnea bovina nas condições experimentais utilizadas. O sistema líquido cristalino foi desenvolvido com monoleína (MO), polietilenimina (PEI), ácido hialurônico (HA) e fase aquosa. A formação de fases cristalinas foi avaliada por microscopia de luz polarizada e a estrutura das mesofases foi confirmada pela difração de raios X a baixo ângulo. O sistema líquido cristalino, composto de uma mistura de cristais de fase cúbica e hexagonal, foi disperso em nanopartículas de tamanho satisfatório, de aproximadamente 166 nm. Os sistemas apresentaram características desejáveis como sistema de liberação de genes, como potencial zeta adequado, capacidade de complexar sem degradar o siRNA e não foram citotóxicos em fibroblastos L929, além de serem compatíveis com a via ocular por serem isotônicos. A dispersão de cristais de MO/PEI foi capaz de transfectar as células L929, entretanto a incorporação do HA diminuiu a absorção celular, provavelmente devido ao elevado peso molecular do ácido hialurônico empregado. O presente estudo permite delinear o futuro desenvolvimento de formulações tópicas para administração de siRNA na córnea. / The understanding of human genome and the evolvement of molecular biology led to discovery of important cellular mechanisms. Gene therapy has emerged as an approach to interfere with cell physiology, whenever it has a dysfunction that causes a disease, bringing new possibility of treatment to countless illnesses. In RNA interference mechanism, small double-stranded RNAs (small interference RNA, siRNA) inhibit specific gene expression. The eye has been one of the targeted organs for the use of such technology and, moreover, the corneal membrane is an attractive tissue due to the easy access and the existence of several diseases that can impair vision. To enhance bioavailability and facilitate the delivery of siRNA using a cationic polymer, a thermoreversible formulation containing chitosan and a liquid crystalline formulation functionalized hyaluronic acid were studied as potential delivery systems for ocular delivery of siRNA and both this systems are inedited as topical and ocular delivery of siRNA. A poloxamer 407 thermoreversible gel of was associated with two different types of chitosan (LMW with 92.2% deacetylation and MMW with 77.0% deacetylation). Both formulations showed desirable characteristics not only as gene delivery systems due to positive residual charge and capacity for complexing the siRNA, but also as a compatible ocular delivery system, due to pseudoplastic rheological behavior. The LMW chitosan and addition of NaCl to the formulation influenced the Tsol/gel of poloxamer gel; only the association with MMW chitosan showed desirable Tsol/gel. The systems containing poloxamer in combination with two different types of chitosan did not promote in vitro penetration of siRNA using bovine cornea under the used experimental conditions. The liquid crystalline system was developed with monoolein (MO), polyethylenimine (PEI), hyaluronic acid (HA) and aqueous phase. The formation of crystalline phases was observed by polarized light microscopy and the mesophases structures were confirmed by small angle X-ray diffraction. The liquid crystalline system composed of a mixture of hexagonal and cubic phases was dispersed into nanoparticles of suitable size, of approximately 166 nm. The formulations showed desirable characteristics as gene delivery systems, such as suitable zeta potential, ability to complex without degrading the siRNA and were not cytotoxic to fibroblasts L929, moreover, were compatible with the ocular administration due to isotonicity. The dispersion of crystals of MO/PEI was able to transfect L929 cells, however the incorporation of the HA decreased cellular uptake, probably due to high molecular weight hyaluronic acid employed. This study provides an outline for the future development of topical formulations to deliver siRNA to the cornea.

A ação antimicrobiana da nanopartícula de prata (AgNP) favorece seu uso em diversos produtos. Sua toxicidade está relacionada com o tamanho da nanopartícula, seu estado de agregação e a capacidade em gerar espécies reativas de oxigênio (EsRO). O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos citogenotóxicos, como também o estresse oxidativo em eritrócitos de Trachinotus carolinus expostos à AgNP. Os peixes receberam, via injeção intraperitoneal, três diferentes doses de suspensão de AgNP, 3, 1.5 e 0.75 &#956;gAgNP/gpeixe. Após 12, 24, 36, 72 e 108 horas o sangue foi coletado para realizar o ensaio cometa e o teste do micronúcleo (MN) outras anormalidades nucleares (ANE), como também o fígado para a atividade enzimática da catalase. A AgNP demonstrou ser citogenotóxica, como também se capaz de promover o estresse oxidativo em Trachinotus carolinus. Os resultados mostram que os danos ao DNA e a ocorrência de MN e ANE apresentaram relação dose-resposta dependente. A redução no dano ao DNA mostrou estar relacionada com o aumento da atividade da catalase. / Silver nanoparticles (AgNP) are applied as antimicrobial agents to many manufactured products. Nanoparticles size, aggregation and its induction of reactive oxygen species (ROS) are associated with AgNP toxicity. This study was undertaken to examine the citogenotoxicity as well as oxidative stress of AgNP in Trachinotus carolinos erythrocytes. The fish received tree different doses of 3, 1.5 e 0.75 µgAgNP/gfish by intraperitoneal injection. Bloods samples were collected and at 12, 24, 36, 72 and 108 hours post-injection to perform the comet assay and the micronucleus test. Extract of liver were used to measure catalase activity. This study showed that AgNP is citogenotoxic to this species and is able to induce oxidative stress. The results showed that the DNA damage, micronucleus and nuclear abnormalities was dose dependent. The reduction of DNA damage exhibit a close relationship with catalase activity.

Orientador: Jonas Contiero / Resumo: A contaminação ambiental causada por compostos orgânicos é um importante problema que afeta solos e água superficiais. Para reduzir ou remover esses poluentes, os locais contaminados são geralmente tratados com métodos físicos e químicos. No entanto, a maioria dessas técnicas de remediação é custosa e geralmente leva à remoção incompleta e à produção de resíduos secundários. A nanotecnologia consiste na produção e aplicação de estruturas extremamente pequenas, cujas dimensões estão na faixa de 1 a 100 nm, neste cenário a nanopartícula de ferro zero valente representa uma nova geração de tecnologias de remediação ambiental. É não tóxica, abundante, barata, fácil de produzir, e seu processo de produção é simples. No entanto, a fim de diminuir a tendência de agregação, a nanopartícula de ferro zero é frequentemente revestida com surfactantes. A maioria dos surfactantes é quimicamente sintetizado a partir de fontes petroquímicas, eles são persistentes ou parcialmente biodegradáveis, enquanto oferecem baixos riscos à saúde humana, esses compostos podem prejudicar plantas e animais. Para diminuir o uso de métodos químicos, a síntese e estabilização verde de nanomateriais metálicos apresentam-se como uma opção menos perigosa ao meio ambiente. Os biossurfactantes podem potencialmente substituir qualquer surfactante sintético, eles são compostos extracelulares produzidos por microrganismos, como bactérias, e cultivados em diferentes fontes de carbono, podendo ser substratoshidrofílico... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Environmental contamination caused by organic compounds is the most important challenge that affects a huge number of soils and water surfaces. To reduce or remove these pollutants, contaminated sites are usually treated using physical and chemical methods. However, most of these remediation techniques are expensive and commonly lead to incomplete removal and to the production of secondary wastes. Nanotechnology is the production and application of extremely small structures, whose dimensions are in the range of 1 to 100 nm and Nanoscale zero-valent iron represents a new generation of environmental remediation technologies, is non-toxic, abundant, cheap, easy to produce, and its reduction process requires little maintenance. Nonetheless, in order to diminish the tendency of aggregation, nanoscale zero-valent iron is often coated with surfactants. Most surfactants are chemically synthesized from petrochemical sources, they are slowly or partially biodegradable, while offer low harm to humans, such compounds can influence plants and animals. To decrease the use of chemical methods green synthesis and stabilization of metallic nanomaterials viable option. Biosurfactants can potentially replace virtually any synthetic they are extracellular compounds produced by microbes such as by bacteria and grown on different carbon sources containing hydrophobic/hydrophilic substrates. The biosurfactants have a wide variety of chemical structures and surface properties and among them is the ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / FAPEMIG - Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Na presente tese foram desenvolvidas três plataformas para a construção de biossensores visando o diagnóstico molecular da hepatite C, hepatite B e artrite reumatoide, por técnicas eletroquímicas, ópticas e microscópicas, usando amostras reais. Os genossensores para hepatites C e B foram desenvolvidos sobre a superfície de um eletrodo de ouro modificado com nanomateriais, sendo esses o óxido de grafeno e o óxido de grafeno reduzido, respectivamente. Em todos os biossensores propostos a interação da sonda com o alvo foi efetivamente verificada pelas diferentes técnicas. No caso do genossensor para hepatite C, o óxido de grafeno foi modificado quimicamente com etilenodiamina e apresentou limites de detecção e quantificação de 1:483 (v/v) e 1:145 (v/v), respectivamente, usando amostras de soro de pacientes positivos. A interação da sonda específica do HCV: gRNA causou uma redução na amplitude de resposta de corrente de cerca de 2,9 vezes quando comparada ao controle negativo, usando a VPD. O genossensor para a hepatite B a sonda foi imobilizada sobre eletrodo de ouro contendo óxido de grafeno reduzido, ouro descoberto e nanoparticulas de ouro. A análise usando VPD indica que a adição de DNA genômico de HBV provocou um aumento de cerca de 1,4 vezes na amplitude de corrente de pico quando comparado ao controle negativo. Em adição, análises de SPR mostraram que as amostras positivas de HBV resultaram em uma alteração de cerca de 15 vezes em comparação com as amostras negativas. No biossensor desenvolvido para o diagnóstico da artrite reumatoide foi utilizado um eletrodo de grafite modificado com um filme poli(3-hidroxibenzóico), no qual foi imobilizado um peptídeo mimético que reconhece o anticorpo anti-CAIII. O sensor mimético desenvolvido permitiu a distinção entre amostras positivas e negativas para a artrite reumatóide, uma vez que apresentou uma diminuição expressiva no sinal de corrente de cerca de 2,2 vezes, quando comparado ao soro negativo. Assim, foi possível desenvolver plataformas analíticas, seletivas e específicas fornecendo novas abordagens para o diagnóstico clínico e aplicações point-of-care para o monitoramento de doenças inflamatórias e infecciosas. / In the present thesis, three biosensing platforms aiming the molecular diagnosis of hepatitis C, hepatitis B and rheumatoid arthritis were developed by electrochemical, optical and microscopic techniques using real samples. The genosensors for the diagnosis of hepatitis C and B were developed on a gold electrode modified with nanomaterials, being these graphene oxide and reduced graphene oxide, respectively. In all proposed biosensors the interaction of the probe with the target was effectively verified by the different techniques. In the case of the genossensor for hepatitis C, graphene oxide was chemically modified with ethylenediamine and showed limits of detection and quantification of 1:483 (v/v) and 1:145 (v/v), respectively, using serum samples from positive patients. The interaction of the HCV probe and the gRNA caused a reduction in current response amplitude of about 2.9 fold as compared to the negative control, using the DPV. The genossensor for hepatitis B probe was immobilized on a gold electrode containing reduced graphene oxide, gold disks and gold nanoparticles. Analysis using DPV indicates that the addition of HBV gDNA caused an increase of about 1.4 times in peak current amplitude, when compared to the negative control. In addition, SPR analyzes showed that positive samples of HBV resulted in a change of about 15- fold compared to negative samples. In the biosensor developed for the diagnosis of rheumatoid arthritis, a graphite electrode modified with a poly (3-hydroxybenzoic) film was used, in which a mimetic peptide that recognizes the anti-CAIII antibody was immobilized. The developed mimetic sensor allowed the distinction between positive and negative samples for rheumatoid arthritis, since it presented an decrease in the current signal of about 2.2 times, when compared to the negative serum. Thus, it was possible to develop analytical, selective and specific platforms, providing new approaches for clinical diagnosis and point-of-care applications, for the monitoring of inflammatory and infectious diseases. / Tese (Doutorado)

Made available in DSpace on 2016-03-15T19:36:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Thiago Ramos Stellin Malagrino.pdf: 4441654 bytes, checksum: 6ca4cb745da024c77c96b57a51ae6f04 (MD5) Previous issue date: 2016-01-26 / Polycarbonate, an amorphous engineering polymer, has excellent mechanical strength and although it s good chemical resistance, its interaction with some types of alkali and some organic solvents is weak. The main objective of this work was to study the effect of the inclusion of nanometric particle size of natural sodium clay (named Nanolite) and sodium clay treated with quaternary ammonium salt (named Cloisite 15A) in resin processing in order to investigate the variations in chemical properties, transparency and molecular structure. The characterization of nanocomposite was performed using methods of Scanning Electron Microscopy (SEM), Molar Mass Characterization by Mark-Houwink-Sakurada equation, Differential Scanning Calorimetry (DSC), Melt Flow Rate (MFR), Differential Thermal Analysis (DTA), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), X-Ray Diffraction (XRD) and Chemical Resistance obtained by the contact angle technique / Fowkes method. Optical, thermal, physical and chemical testing indicated that the molecular structure of PC after the inclusion of clays remained unchanged showing no irreversible degradation. The analysis of chemical resistance through the contact angle method showed significant improvement in the surface free energy of the nanocomposites when using the organoclay (Cloisite 15A) and partial improvement when used natural sodium clay (Nanolite). The decrease in surface free energy, indicates a likely improvement in the chemical resistance of the nanocomposites. / O Policarbonato, polímero de engenharia de estrutura amorfa, possui excelente resistência mecânica, e embora possua boa resistência química, deixa a desejar no que se refere ao contato com alguns tipos de álcalis e solventes orgânicos. O objetivo principal deste trabalho foi de estudar comparativamente o efeito da inclusão de partículas nanométricas de argila sódica natural (Nanolite) e argila sódica tratada com sal quaternário de amônio (Cloisite 15A), no processamento da resina a fim de investigar as variações ocorridas nas propriedades químicas e consequentemente, na transparência e estrutura molecular. A caracterização do nanocompósito foi realizada por meio de métodos de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), massa molar calculada pela equação de Mark-Houwink-Sakurada, Calorimetria Diferencial por Varredura (DSC), Índice de Fluidez (IF), Análise Térmica Diferencial (DTA), Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Difração de Raios X (DRX) e Resistência Química calculada através da técnica de ângulo de contato / método de Fowkes. Os ensaios óticos, térmicos, físicos e químicos indicaram que a estrutura molecular do PC após a inclusão das argilas permaneceu inalterada, sem degradação irreversível. A análise da resistência química através do método de ângulo de contato apresentou significativa melhora na energia livre superficial dos nanocompósitos quando utilizada a argila organofílica (Cloisite 15A) e, melhora parcial quando utilizada a argila sódica natural (Nanolite). A queda da energia livre superficial, indica que existe uma provável melhora na resistência química dos nanocompósitos.