Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Ceilândia, Programa de Pós-Graduação em Ciências e Tecnologias em Saúde, 2014. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2015-01-07T12:16:10Z No. of bitstreams: 1 2014_JucelyMenegucciSantos.pdf: 35808215 bytes, checksum: b64aac83f2d2e63ed89e085fb0b56817 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2015-02-04T20:17:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_JucelyMenegucciSantos.pdf: 35808215 bytes, checksum: b64aac83f2d2e63ed89e085fb0b56817 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-04T20:17:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_JucelyMenegucciSantos.pdf: 35808215 bytes, checksum: b64aac83f2d2e63ed89e085fb0b56817 (MD5) / A elaboração e o refinamento de sistemas de liberação controlada têm sido extensivamente estudados a fim de se aprimorar as terapias com fármacos convencionais e aumentar a adesão do paciente ao tratamento. Para esses fins, vários polímeros biodegradáveis – como a quitosana – conjugados com outros materiais que trazem respostas estímulo-responsíveis ao compósito – como magnetismo – têm sido usados na pesquisa de transporte e liberação de fármacos. Nesse tipo de formulação, o comportamento físico-químico do biopolímero permite a incorporação do princípio ativo na sua estrutura e as estruturas magnéticas agem como sondas para conduzir magneticamente o compósito a uma região específica e/ou, por meio de suas propriedades físicas, causar uma hipertermia magnética que pode controlar a liberação de determinado fármaco pela aplicação de um campo magnético externo. Assim, nesse trabalho, nanoestruturas de quitosana de ~100 nm, incrustradas com até 25% de nanopartículas magnéticas de óxidos de ferro (magnetita/maguemita) de ~5 nm foram produzidas por precipitação em meio homogêneo, pela decomposição da ureia. Nessa mesma, e única etapa de síntese, o 5-hidroxitriptofano foi incorporado ao compósito, com uma eficiência de até 80 %. A caracterização química, morfológica e estrutural foi feita por XRD, TEM, FTIR, TGA, medidas de magnetização e de potencial zeta, enquanto a eficiência de incorporação e o perfil de liberação foram estudados por UV-vis. A cinética de liberação mostrou que trata-se de um sistema de liberação controlada pH-sensitivo governada pelo entumescimento e/ou dissolução da fase polimérica, sendo mais efetiva em meio ácido. O difratograma revela que há coexistência entre a fase polimérica e a magnética; por outro lado a espectroscopia no infravermelho confirma a interação entre quitosana e magnetita. O nanocompósito apresentou uma magnetização de saturação de 11 emu/g enquanto que a do material magnético foi de 50 emu/g; comparável à das ferritas; em função da análise termogravimétrica o nanocompósito apresentou um percentual de 24,6% de nanopartículas magnéticas. ________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Design and tailoring of controlled release systems have been extensively studied in order to enhance drug therapy and increase patient compliance. For these purposes, various biodegradable polymers – such as chitosan – conjugated with another material which brings stimuli-responsive features – such as magnetism – to the composite have been used in drug delivery research. In this formulation, the physical-chemical behavior of biopolymer allows incorporation of pharmaceuticals in its structure and opens the possibility for applications in drug delivery. Here, the nanomagnets act as probes to magnetically drive the composite to a specific region and/or, through their magneto-thermal properties, can control a drug release with an external magnetic field. Thus, in this work, ~100 nm sized nanoparticles of chitosan embedded with 25 % (w/w) of iron oxide magnetic nanoparticles (magnetite/maghemite) and with a loading efficiency of about 80% for 5-hydroxytryptophan were synthesized, using homogeneous precipitation by urea decomposition, in an efficient one-step procedure. Characterization of morphology, structure and surface were performed by XRD, TEM, FTIR, TGA, magnetization and zeta potential measurements, while drug loading and drug releasing were investigated using UV-vis spectroscopy. Kinetic drug release experiments under different pH conditions revealed a pH-sensitive controlled-release system, ruled by polymer swelling and/or particle dissolution, and that drug release is more efficient in an acidic medium. he XRD pattern reveals that there is coexistence between the polymer phase and magnetic; On the other hand the infrared spectroscopy confirms the interaction between chitosan and magnetite. The nanocomposite showed a saturation magnetization of 11 emu / g while that of the magnetic material was 50 emu / g; comparable to ferrites; depending on the thermal analysis the nanocomposite showed a percentage of 24.6% of magnetic nanoparticles.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Nanociência e Nanobiotecnologia, 2014. / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2015-02-13T19:29:55Z No. of bitstreams: 1 2014_LucianeDiasdaSilva.pdf: 2983274 bytes, checksum: 5f1fa3a95ad2fa42a6cf812fcd4f8522 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2015-03-20T16:44:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_LucianeDiasdaSilva.pdf: 2983274 bytes, checksum: 5f1fa3a95ad2fa42a6cf812fcd4f8522 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-20T16:44:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_LucianeDiasdaSilva.pdf: 2983274 bytes, checksum: 5f1fa3a95ad2fa42a6cf812fcd4f8522 (MD5) / A síntese de nanopartículas metálicas (NPMs) por sistemas biológicos é conhecida como síntese verde ou biossíntese e pode ser realizada utilizando organismos procarióticos e eucarióticos ou partes deles. Nessa estratégia de síntese, ao invés do uso de agentes tóxicos para a redução do íon metálico, a obtenção das NPMs é mediada por componentes biológicos capazes de reduzir o metal. Nesse contexto, o presente trabalho utiliza extratos aquosos produzidos a partir do fruto (casca, polpa e semente) e folhas da planta Hancornia speciosa Gomes (mangabeira) para obter nanopartículas de prata (AgNPs). Essas NPMs possuem, entre outras, propriedade antimicrobiana. Por isso, testes de atividade biológica são abordados após a obtenção das AgNPs. A caracterização das AgNPs foi realizada por meio de espectrofotometria, espalhamento de luz dinâmico (DLS), potencial Zeta de superfície, condutividade elétrica e microscopia de força atômica (MFA). Apesar da síntese verde ainda não ter seus mecanismos claramente elucidados, sabe-se que a biorredução da Ag+ e a estabilização da Ag0 são realizadas por uma combinação de metabólitos primários e secundários presentes no extrato. Considerando que a variação desses metabólitos influenciam a formação de AgNPs, diferentes tipos de extratos aquosos foram utilizados. Extratos de frutos maduros coletados no verão (período de chuvas) e no inverno (período de seca) e de frutos verdes coletados no inverno foram utilizados. Extratos das folhas coletadas no verão também foram utilizados. As diferenças de sazonalidade e partes da planta, das concentrações dos extratos e da temperatura foram abordadas por serem potencialmente alguns dos fatores que influenciam a síntese das AgNPs. Após formadas, as AgNPs apresentaram absorbância máxima em torno de 420 nm. Observou-se também grande variação dos diâmetros hidrodinâmicos e dos índices de polidispersividade (PdI) das AgNPs obtidas. A condutividade elétrica teve influência direta da concentração dos extratos. Na síntese a 75oC, utilizando o extrato das folhas, obteve-se AgNPs com valores expressivamente baixos de PdI (~ 0,274 ± 0,001) e diâmetro hidrodinâmico de 81,77 ± 0,25 nm. Convém ressaltar que tais valores de PdI são sempre almejados, e dificilmente são alcançados inclusive por vias convencionais de síntese química. A carga superficial dessas AgNPs chegou a cerca de -27,7 ± 0,4 mV, as quais conservaram sua estabilidade, a 4oC, por aproximadamente 3 meses. Amostras de AgNPs obtidas dos extratos dos frutos e de folhas foram submetidas a testes biológicos. Apenas as AgNPs obtidas de extratos de folhas foram imobilizadas na superfície interna de preformas de poli (tereftalato de etileno) e de microtubos de polipropileno. Imagens topográficas de MFA indicaram diferenças significativas entre as superfícies de preformas na presença e na ausência das partículas. No teste de atividade utilizando larvas de Aedes aegypti de quarto estágio, as larvas sobreviventes tiveram alteração motora nos tratamentos com maior concentração de AgNPs livres oriundas do extrato de folhas, assim como nas AgNPs imobilizadas em preformas, sendo que quase 50% da população de larvas apresentou movimentos lentos. AgNPs do extrato das folhas não apresentaram atividade hemolítica, nem interferência na viabilidade da levedura Candida krusei. As AgNPs não tiveram efetividade satisfatória contra Escherichia coli quando comparadas ao controle positivo. Contudo, a viabilidade dos nematoides Caenorhabditis elegans teve redução equivalente ao controle positivo com AgNPs em maior concentração. AgNPs livres a 1 μM mataram 100% dos nematoides Meloidogene incognita. Essas AgNPs, quando imobilizadas nos microtubos, surpreendente apresentaram o mesmo perfil de atividade. AgNPs provenientes de extratos do fruto inibiram o crescimento dos fungos Fusarium oxisporum e Trichophyton mentagrophytes e apresentaram maior toxicidade que a prata livre em fibroblastos da linhagem NIH 3T3. Nesse contexto, as rotas de síntese verde com extratos de frutos e folhas de H. speciosa realizadas no presente trabalho resultaram em AgNPs com características diferenciais. Tanto AgNPs livres quanto imobilizadas apresentaram potencial de atividade antimicrobiana e interferência na mobilidade de larvas de insetos e sobrevivência de nematoides. _____________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Metal nanoparticles (MNPs) synthesis by biological systems is known as green synthesis or biosynthesis. It may be performed either by prokaryotic or eukaryotic organisms or by thereof parts. This MNPs synthetic route is mediated by biological components capable of reducing the metal instead of using toxic compounds for reducing the metal ion. In this context, this study used aqueous extracts from the fruit (peel, pulp and seed) and leaves of Hancornia speciosa Gomes (mangabeira) for silver nanoparticles (AgNPs) synthesis. Among other properties, these MNPs present antimicrobial activity. Therefore, biological tests concerning AgNPs activity were performed. AgNPs characterization included spectrophotometry, dynamic light scattering (DLS), surface Zeta potential, electrical conductivity and atomic force microscopy (AFM). Although the green synthesis mechanisms are not yet clearly elucidated, it is known that Ag+ bioreduction and Ag0 stabilization are performed by plant extract primary and secondary metabolites combination. Since these metabolites variation influence AgNPs formation, it was selected different types of aqueous extracts on the presente study. Ripe fruit collected in summer (rainy season) and winter (dry season) and unripe fruits collected in winter were used to obtain the extracts. There were also used extracts from leaves collected in the summer. Differences in seasonality and plant parts, such as concentrations and temperature were tested in the AgNPs synthesis. AgNPs showed maximum absorbance around 420 nm. There was a wide variation in hydrodynamic diameter and polydispersity index (PdI) of the AgNPs. Electrical conductivity had a direct influence of extracts concentration. The synthesis at 75°C and using leaves extract resulted in PdI significantly lower values (~ 0.274 ± 0.001), and 81.77 ± 0.25 nm of AgNPs hydrodynamic diameter. This PdI values and hydrodynamic diameter are always largely desired and are hardly achieved, even by conventional chemical synthesis routes. AgNPs surface charge were around -27.7 ± 0.4 mV, which retained their stability (at 4°C) for about 3 months. AgNPs obtained from fruit and leaves extracts were subjected to biological tests. Only AgNPs from leaf extracts were immobilized on the inner surface of poly (ethylene terephthalate) preforms and polypropylene microtubes. AFM topographical images indicated significant differences between the preforms surfaces considering the particles presence and absence. Testing AgNPs against Aedes aegypti fourth stage larvae survival resulted in motion changes on the treatments with high concentration of free AgNPs from leaves extract, as well as in AgNPs immobilized in preforms, with almost 50% of the larvae population showing exhibited slow movements. AgNPs leaves extract showed no hemolytic activity, or interference on the Candida krusei yeast viability. AgNPs had low effectiveness against Escherichia coli compared to the positive control. However, nematode Caenorhabditis elegans viability was equivalent to the positive control with AgNPs in higher concentration. Free AgNPs killed 100% of Meloidogene incognita nematodes. When these AgNPs were immobilized on the microtubes, it surprising showed the same activity profile. AgNPs from fruit extracts inhibited the fungus Fusarium oxysporum and Trichophyton mentagrophytes growth and demonstrated showed higher toxicity than the free silver in the NIH 3T3 fibroblasts. In this context, green synthesis routes with H. speciosa fruit and leaves extracts resulted in AgNPs with differential characteristics. Either free or immobilized AgNPs showed potential for antimicrobial activity and interference in insect larvae mobility and nematode survival.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Programa de Pós-Graduação em Nanociência e Nanobiotecnologia, 2015. / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2015-04-14T17:52:22Z No. of bitstreams: 1 2015_MarianaPereiradaSilva.pdf: 30286768 bytes, checksum: d803f173ffbb063c11e6ae4f092d51c2 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2015-04-15T12:01:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_MarianaPereiradaSilva.pdf: 30286768 bytes, checksum: d803f173ffbb063c11e6ae4f092d51c2 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-15T12:01:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_MarianaPereiradaSilva.pdf: 30286768 bytes, checksum: d803f173ffbb063c11e6ae4f092d51c2 (MD5) / O uso de nanopartículas magnéticas (NPM) na biotecnologia e na medicina é um tema em destaque e que já conta com aplicações efetivas e outras em pleno avanço tecnológico. Pelas suas dimensões reduzidas, as NPMs têm facilidade para transitar em diversos compartimentos do organismo e, também pela possibilidade de serem funcionalizadas com ligantes específicos, podem se acumular nos tecidos tumorais. Dessa forma, em diversas aplicações biomédicas, as NPMs são utilizadas, tanto para fins terapêuticos, como para fins diagnósticos – ou simultaneamente com a função “teranóstica”. Dentre as diversas potenciais aplicações terapêuticas, esse trabalho é focado na elaboração de materiais para aplicações no tratamento contra o câncer por hipertemia. O objetivo desse estudo é o de estabelecer, estudar e otimizar uma rota de síntese em meio aquoso, por precipitação homogênea, para síntese de nanopartículas magnéticas alongadas, assim como estudar suas propriedades magnetotérmicas, visando aplicações em magnetohipertermia. A síntese da nanopartículas foi realizada por meio da coprecipitação de Fe2+ e Fe3+ em meio alcalino a 95 ºC. Com a finalidade de se obter nanopartículas magnéticas alongadas, vários parâmetros de síntese foram verificados, principalmente a natureza química e a concentração da fonte de íons OH-. Além disso, a presença ou ausência e a natureza e a concentração de ânions complexantes (SO4 2-) também foi verificada como fator para geração de estruturas magnéticas alongadas. Dois tipos de base foram testadas para a síntese das nanoestruturas magnéticas, uma base convencional (NH4OH) e CO(NH2)2, uma base que gera OH- homogeneamente, por decomposição. Os resultados mostraram que, apesar da presença de SO4 2- (agente catalisador de forma), nanopartículas magnéticas alongadas foram obtidas somente na presença de CO(NH2)2. Apesar de se utilizar a CO(NH2)2 como agente precipitante, nanopartículas magnéticas alongadas somente foram obtidas na presença de SO4 2-. Nas concentrações estudadas, nanopartículas maiores foram obtidas em maior quantidade de SO4 2-. A variação do pH em função do tempo de síntese também foi avaliada, quando o NH4OH foi utilizado, o pH, bastante alto imediatamente a adição desse reagente, vai diminuindo a medida que o sistema entra em refluxo e a amônia é volatilizada. No caso da CO(NH2)2, à medida que esse reagente se decompõe, o pH aumenta homogeneamente. Para as duas concentrações de CO(NH2)2 estudadas, dois grupos de NPs foram obtidos em diferentes tempos de síntese. Em ambos os casos, as fases goethita e magnetita foram observadas, sendo que, com a evolução do tempo a fase deu lugar à magnetita. Os testes de magnetohipertermia mostraram que, para as nanopartículas alongadas, a variação de temperatura é proporcional ao campo alternado aplicado e sensível às diferentes frequências. / The use of magnetic nanoparticles (NPM) in biotechnology and medicine is a major theme and which already has effective applications and other technological advance in full. By its smaller size, the NPMs have facility to carry over into the various compartments of the body and also by the possibility of being functionalized with specific ligands, can accumulate in tumor tissues. Thus, in various biomedical applications, NPMs are used both for therapeutic purposes, such as for diagnostic purposes - or simultaneously with "teranóstica" function. Among the many potential therapeutic applications, this work is focused on the development of materials for applications in cancer treatment by hyperthermia. The aim of this study is to establish, study and optimize a route of synthesis in aqueous medium, by homogeneous precipitation, for synthesis of elongated magnetic nanoparticles, and to study their properties magnetotérmicas, aiming at applications in magnetohyperthermia. Synthesis of nanoparticles was performed by co-precipitation of Fe3+ and Fe2+ in an alkaline medium at 95 °C. In order to obtain elongated magnetic nanoparticles, several synthesis parameters were observed, particularly the chemical nature and concentration of the source of OH- ions. Moreover, the presence or absence and the nature and concentration of complexing anions (SO4 2-) was also found as a factor for generation of elongate magnetic structures. Two basic types were tested for the synthesis of magnetic nanostructures, a conventional basic (NH4OH) and CO(NH2)2, that generates a base OH- homogeneously by decomposition. The results showed that, despite the presence of SO4 2- (catalyst form), elongated magnetic nanoparticles were obtained only in the presence of CO(NH2)2. Although using CO(NH2)2 as the precipitating agent, elongated magnetic nanoparticles were obtained only in the presence of SO4 2-. The concentrations studied larger nanoparticles were obtained in greater quantity of SO4 2-. The variation of pH due to the synthesis time was also evaluated, when the NH4OH was used, pH, very high immediately by the addition of this reagent will diminish as the system enters reflux and ammonia is volatilized. In the case of CO(NH2)2, as this reagent is decomposed, increasing the pH homogeneously. For the two concentrations of CO(NH2)2 study, two groups of NPs were collected in different times of synthesis. In both cases, goethite and magnetite phases were observed, whereas, with the time evolution phase was replaced with magnetite. Magnetohyperthermia tests showed that for the elongated nanoparticles, the temperature variation is proportional to the applied alternating field and sensitive to different frequencies.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, 2013. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2013-06-27T12:09:31Z No. of bitstreams: 1 2013_ClauberAlexdeMeloVieira (2).pdf: 2001536 bytes, checksum: a7a0e0a5536380837fe46810cc5390cd (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-06-27T13:07:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_ClauberAlexdeMeloVieira (2).pdf: 2001536 bytes, checksum: a7a0e0a5536380837fe46810cc5390cd (MD5) / Made available in DSpace on 2013-06-27T13:07:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_ClauberAlexdeMeloVieira (2).pdf: 2001536 bytes, checksum: a7a0e0a5536380837fe46810cc5390cd (MD5) / Este trabalho apresenta um estudo sobre interações magnéticas em partículas de ferrita a partir da análise de técnicas de magnetização a baixo campo, susceptibilidade AC e gráficos do tipo Henkel, em vários regimes de concentração, de forma a se verificar a influência das interações dipolares e de exchange nas características magnéticas dos sistemas. As amostras aqui utilizadas são nanopartículas de ferrita de cobalto cobertas por uma camada de maguemita em sua superfície mais externa, seguindo um modelo core-shell, sintetizadas na forma de fluido a partir de uma estratégia química de núcleo/superfície. Devido à grande anisotropia das partículas estudadas, nota-se uma clara predominância de interações do tipo dipolo nas amostras, cuja natureza randômica causa um aumento na temperatura de bloqueio de Néel e um comportamento desmagnetizante na magnetização remanente. A interação dipolar – presente em grau relevante mesmo nos sistemas diluídos, comumente considerados pouco interagentes – é, então, mesurada a partir da inserção de uma temperatura fenomenológica, advinda de uma teoria de Vogel-Fulcher, da ordem de algumas dezenas de kelvin. Finalmente, devido a forte contribuição das interações dipolares nas amostras estudadas, a presença de interações de exchange se faz perceptível apenas no regime de maior compactação, isto é, no sistema com a menor distância interpartícula. ______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / This work presents a study of magnetic interactions in ferrite particles from the analysis of low field magnetization techniques, AC susceptibility and Henkel plots, in various regimes of concentration, in order to verify the influence of dipolar and exchange interactions in the systems’ magnetic characteristics. The samples used herein are cobalt ferrite nanoparticles covered by a layer of maghemite on its outermost surface, following a core-shell model, synthesized in fluid form from a chemical strategy. Due to the large anisotropy of the studied particles, there is a clear predominance of dipole interactions in the samples, whose random nature causes a rise in Néel’s blocking temperature and a demagnetizing behavior in the remanent magnetization. The dipolar interaction – with a relevant value even in diluted systems, commonly considered as weakly interacting - is then measured from the insertion of a phenomenological temperature, arising from a Vogel-Fulcher theory, of the order of a few tens of kelvin. Finally, because the dipolar interactions have a strong contribution in the samples studied, the presence of exchange interactions becomes perceptible only in the most compacted scheme, i.e. the system with the shortest interparticle distance.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, 2008. / Submitted by Rosane Cossich Furtado (rosanecossich@gmail.com) on 2010-02-28T01:28:08Z No. of bitstreams: 1 2008_CleiltonRochaAlves.pdf: 5419177 bytes, checksum: 949ddded0d8ae14830ea4b4a31e18602 (MD5) / Approved for entry into archive by Daniel Ribeiro(daniel@bce.unb.br) on 2010-03-02T00:47:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_CleiltonRochaAlves.pdf: 5419177 bytes, checksum: 949ddded0d8ae14830ea4b4a31e18602 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-03-02T00:47:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_CleiltonRochaAlves.pdf: 5419177 bytes, checksum: 949ddded0d8ae14830ea4b4a31e18602 (MD5) Previous issue date: 2008-11-28 / Investigamos neste trabalho nanopartículas magnéticas à base de ferrita de cobre, com diâmetros entre 3,5 nm e 10,7 nm. Esses nanomateriais são obtidos por coprecipitação hidrotérmica e permitem a obtenção de nanocolóides magnéticos em meio aquoso ácido graças a uma estratégia do tipo núcleo-superficie, que previne a dissolução das partículas. Conseqüentemente essas são formadas por um núcleo de ferrita de cobre estequiométrica recoberto por uma camada superficial de maguemita. Medidas de magnetização em função da temperatura permitam distinguir o núcleo monodomínio magneticamente ordenado da camada superficial que apresenta em baixa temperatura uma estrutura do tipo vidro de spin. Ainda a temperatura de congelamento é maior em presença de interações dipolares magnéticas (pó). Medidas de espectroscopia Mössbauer, em presença e em ausência de campo aplicado, confirmam a existência da estrutura magnética do tipo núcleo-superfície, com um núcleo apresentando inversão catiônica, e conduzem à determinação da energia de anisotropia. Ainda a investigação da dinâmica de rotação browniana a partir da utilização de um arranjo de birrefringência magneto-ótica em campo cruzado também permite sondar a anisotropia magnética das nanopartículas. Em ambas as determinações, os resultados indicam uma forte contribuição de superfície para as nanopartículas de menores diâmetros. _____________________________________________________________________________________ ABSTRACT / In this work, we investigated magnetic nanoparticles based on copper ferrite, with mean sizes ranging between 3,5 nm e 10,7 nm. Such nanomaterials are chemically synthesized by hydrothermal coprecipitation and allow elaborating magnetic nanocolloids in aqueous and acidic medium thanks to a core-shell strategy that prevent the nanoparticles from dissolution. Consequently, they consist in a core made of stoichiometric copper ferrite surrounded by a maghemite shell. Magnetization measurements as a function of the temperature allow to separate the magnetically ordered core monodomain from the surface shell which presents at low temperature a spin-glass like disordered structure. Moreover, the freezing temperature is larger in the presence of magnetic dipolar interactions between particles (powder). Mössbauer spectroscopy measurements, in the presence and absence of an applied magnetic field confirm the existence of the magnetic core-shell model, with cation inversion in the ordered magnetic core, and lead to the determination of the anisotropy energy. Furthermore, the investigation of the Brownian rotation dynamics using an experimental setup of magneto-optical birefringence in crossed fields also permits to determine the magnetic anisotropy energy of the particles. For both determinations, the results suggest an intense surface contribution for smaller nanoparticles.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, Programa de Pós-graduação em Física, 2013. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2014-04-22T15:23:01Z No. of bitstreams: 1 2013_HoracioCoelhoJunior.pdf: 6551623 bytes, checksum: 945971e6ce7738797223b76c42e0779d (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-04-22T15:28:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_HoracioCoelhoJunior.pdf: 6551623 bytes, checksum: 945971e6ce7738797223b76c42e0779d (MD5) / Made available in DSpace on 2014-04-22T15:28:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_HoracioCoelhoJunior.pdf: 6551623 bytes, checksum: 945971e6ce7738797223b76c42e0779d (MD5) / Esse trabalho envolve o estudo de propriedades estruturais e magnéticas de nanopartículas de SnO2 dopadas em até 10,0% de gadolínio, preparadas pelo método dos precursores poliméricos (método de Pechini). Resultados obtidos pela técnica de EDS evidenciam a presença de Gd aproximadamente na mesma proporção designada nominalmente na síntese das nanopartículas dopadas com Gd. Ajustes pelo método de Rietveld (utilizando o programa GSAS) dos difratogramas de raios X indicam a formação de fase cristalina tetragonal do tipo rutilo em todas as amostras estudadas. Além disso, foram estimados os diâmetros médios dos cristalitos utilizando a equação de Scherrer em todos os compostos. Nesse contexto, foi observado um decréscimo no tamanho das nanopartículas em função do aumento da concentração de Gd na matriz semicondutora. O diâmetro médio obtido através da análise de imagens de TEM corrobora com o diâmetro obtido por difração de raios X. Medidas de espectroscopia Raman confirmaram a formação da fase rutilo em todas as amostras estudadas a partir da presença de modos vibracionais típicos correspondentes a essa estrutura (Eg, A1g, B2g). Foi observado um deslocamento no modo principal A1g para menores frequências, o qual foi associado ao efeito da diminuição do tamanho. Além disso, observaram-se bandas adicionais S1, S2 e S3 cujas áreas espectrais crescem ao aumentar-se a concentração de dopante na matriz semicondutora. Essas bandas foram associadas a modos ativados pela desordem na superfície das partículas, cujo sinal é forte devido ao tamanho reduzido destas partículas. Foram realizadas medidas magnéticas em uma ampla faixa de temperatura (5 - 300 K) aplicando campos magnéticos de até ±80 kOe. A partir das curvas de M vs. H a 5 K foi observado um aumento acentuado nos valores da magnetização de saturação em função do aumento da concentração de Gd, o que confirma a entrada de Gd na estrutura. Ajustes usando a lei de Curie-Weiss das curvas de susceptibilidade vs.temperatura, mostram que o momento magnético efetivo por átomo de Gd está próximo do valor de 7,94 µB para o gadolínio no estado Gd3+. A análise das medidas de magnetização em função do campo magnético aplicado sugere que, para amostras com baixa concentração de Gd (< 2,5%), acontece a coexistência de ferromagnetismo e paramagnetismo; entretanto, para as amostras com alta concentração de Gd, foi determinado somente a presença de paramagnetismo. A natureza dessa contribuição ferromagnética foi atribuída à presença de pólarons magnéticos ligados (BMP - Bound Magnetic Polarons), que são formados pela geração de vacâncias de oxigênio para compensar a carga do sistema. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / In this work the structural and magnetic properties of SnO2 nanoparticles doped up to 10,0% of gadolinium is studied. These nanoparticles were prepared by the polymer precursor method (Pechini’s method). Results obtained from the EDS technique demonstrated that the Gd doping level is consistent with the nominal amount need to synthesize the Gd-doped SnO2 nanoparticles. Rietveld refinement (using the GSAS program) of the X ray diffractograms indicated the formation of the tetragonal rutile type crystalline phase for the whole set of samples. Besides, the mean crystallite size was estimated using the Scherrer equation. It was observed that the crystallite size decreases as the Gd concentration increases in the semiconducting matrix. The mean particle size determined from TEM images corroborate to the crystallite size determined from XRD data. Based on presence of canonical vibrational modes of the rutile structure (Eg, A1g, B2g), Raman spectroscopy measurements confirmed the formation of the cassiterite phase for all samples. The main mode A1g shows a shift to lower wave numbers which was associated to the particle size effect. Besides that, it was observed the presence of additional bands S1, S2 and S3 whose spectral areas increase with the increase of the dopant concentration. Those bands have been assigned to disorder-activated modes at the particle surface, which signal is strong due to the small particle size. Magnetic measurements were carried out in a broad range of temperatures (5 – 300 K) and applying magnetic fields up to ±80 kOe. From the M vs. H curves obtained at 5 K, it was confirmed an increase in the saturation magnetization values as a function of the Gd concentration, which confirmed the entrance of Gd atoms inside the crystalline structure. Fits using the Curie-Weiss law of the susceptibility vs. temperature curves demonstrated that the effective magnetic moment, per Gd atom, is near to the value 7,94 µB expected for Gd ion in the valence state Gd3+. The analyses of magnetic measurements as a function of the applied magnetic field suggest the coexistence of ferromagnetic and paramagnetic phases in samples with low Gd concentration (< 2,5%); however, only a paramagnetic phase was determined for samples with higher Gd concentration. The nature of the ferromagnetic contribution was assigned to the presence of bound magnetic polarons (BMP), which are formed due to generation of oxygen vacancies in order to compensate the charge of the system.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Ciências da Saúde, 2014. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2014-04-28T15:21:49Z No. of bitstreams: 1 2014_ThaieneAvilaReis.pdf: 2252354 bytes, checksum: 92742506ffd4802424354fabceb96f52 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-04-28T16:12:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_ThaieneAvilaReis.pdf: 2252354 bytes, checksum: 92742506ffd4802424354fabceb96f52 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-04-28T16:12:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_ThaieneAvilaReis.pdf: 2252354 bytes, checksum: 92742506ffd4802424354fabceb96f52 (MD5) / A candidíase vulvovaginal (CVV) é uma infecção causada por fungos da espécie Candida sp. Os tratamentos são comumente realizados através da administração oral, sendo o fluconazol (FLU) o mais utilizado. Notadamente, a via de administração tópica é mais vantajosa que a oral, por reduzir os efeitos adversos sistêmicos. No entanto, as formulações convencionais proporcionam a absorção incompleta ou em baixas concentrações do fármaco, comprometendo o sucesso deste tipo de terapia. Este trabalho teve como objetivo desenvolver e caracterizar uma formulação contendo nanopartículas de quitosana (NP-QS) encapsulando o FLU (NP-FLU) e avaliar a capacidade dessa formulação em aderir-se à mucosa e sustentar a liberação do fármaco para esse tecido. Métodos analíticos para doseamento do FLU em solução ou extraído da mucosa utilizando Cromatografia Líquida de Alta Eficiência foram validados. A solubilidade do FLU em meio aquoso foi determinada como sendo igual a 5,8 mg/mL em temperatura ambiente. As NP-QS e NP-FLU foram obtidas utilizando a técnica de geleificação ionotrópica e caracterizadas pelo tamanho, índice de polidispersividade (IPD), potencial zeta e morfologia. As NP-QS apresentaram forma esférica, tamanho de 271,72 ± 59,46 nm, IPD de 0,345 ± 0,060 e potencial zeta igual a +46,16 ± 6,72 mV. As NP-FLU encapsularam 40% do fármaco e não diferiram significativamente (p < 0,05) das NP-QS quanto aos parâmetros de caracterização. As NP-FLU apresentaram estabilidade física durante 90 dias. A incubação das NP-FLU com NP de mucina e posterior análise de tamanho de partículas indicou que as NP-QS apresentam propriedades mucoadesivas. Os estudos de liberação e permeação in vitro, utilizando membrana de acetato e mucosa bucal de suínos, respectivamente, foram realizados em células de Franz comparando-se quatro formulações: uma solução de FLU (SOL-FLU), as NP-FLU, gel contendo FLU (G-FLU) e gel contendo as NP-FLU (G-NP-FLU). As formulações contendo as NP sustentaram pelo menos 2 vezes a liberação do FLU em comparação à SOL-FLU. Não foi possível quantificar o FLU que permeou a mucosa durante as 2 h de experimento a partir de nenhuma das formulações avaliadas. No entanto, o FLU penetrou a mucosa a partir da formulação NP-FLU em quantidade 1,5 vezes menor se comparado à SOL-FLU. Não houve diferença significativa (p<0,05) nas quantidades recuperadas da mucosa a partir das NP-FLU e G-NP-FLU, indicando que as NP conseguem sustentar melhor a liberação de FLU para a mucosa do que o gel somente. A formulação desenvolvida contendo NP-FLU, portanto, mostrou-se capaz de (i) permanecer por mais tempo em contato com a mucosa e (ii) promover a liberação sustentada do FLU para a mucosa, mostrando-se como uma alternativa eficiente para o tratamento tópico da CVV. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Vulvovaginal candidiasis (VVC) is an infection attributed to an overgrowth of Candida species, mainly C. albicans. The treatments are often carried out by the oral administration, like fluconazole (FLU). It is known that topical treatment is more advantageous than oral, because it reduces systemic side effects. However, conventional formulations provide incomplete or low concentrations of drug into the mucous, reducing the success of this kind of therapy. The purpose of this work was to develop and characterize a hydrophilic formulation containing chitosan nanoparticles (CS-NP) loading FLU (FLU-NP) and evaluate its ability to adhere to mucous and sustain drug delivery to this tissue. Analytical HPLC methods were properly validated for determination and recovery of FLU from mucous FLU solubility was determined as being 5.8 mg/mL at room temperature. CS-NP and FLU-NP were prepared by the ionotropic gelation technique and characterized according to their size, polydispersity index (PDI), zeta potential and morphology. CS-NP presented spherical shape, 271.72 ± 59.46 nm of size, PDI equal to 0.345 ± 0.060, zeta potential of +46.16 ± 6.72 mV and were physically stable for 90 days. FLU-NP were very similar to CS-NP, with encapsulation efficiency of 40%. FLU-NP incubation with mucine NP following by particle size determination indicated they possess mucoadhesive properties. Release and permeation studies were carried out in vitro in diffusion Franz cells using celulose acetate membrane and porcine mucous respectively, from four different formulations: a FLU solution (FLU-SOL), FLU-NP, a FLU gel (FLU-G) and a gel containing the FLU-NP (G-FLU-NP). All the tested formulations sustained at least 2-fold FLU release in comparison to the FLU-SOL. FLU did not permeate the mucous membrane in detectable amounts during the 2 h of experiments from any evaluated formulations. However, FLU penetrated the mucous membrane in amount 1.5-fold less from the FLU-NP formulation if compared with FLU-SOL. There was no significant quantities recovered from the mucous membrane from FLU-NP and G-FLU-NP, indicating that the NP are able to sustain FLU delivery to the mucous membrane, better than the formulation FLU-G. In conclusion, the developed formulation containing NP was capable of (i) remaining for longer periods in contact to the mucous membrane and (ii) performing a sustained delivery of FLU to the mucous membrane, indicating to be efficient for the treatment of VVC.

Nanopartículas de ouro sintetizadas em solução aquosa foram transferidas para o solvente orgânico Dimetil Sulfóxido (DMSO), o qual apresenta seção de choque Raman superior à da água, com a intenção de gerar Espalhamento Raman Estimulado no interior de uma bra de núcleo oco preenchida com a nova suspensão coloidal. Nosso propósito é explorar a não-linearidade do meio modi cada pelas inclusões metálicas, observando o sinal Raman gerado e os per s espectral e temporal do laser de bombeamento após sua propagação através do colóide. O espectro de Absorbância do colóide orgânico preparado apresentou comportamento diferente do esperado pela mudança de índice de refração. Baseado na teoria de Mie, a simulação da constante dielétrica da nanopartícula foi realizada a m de explicar o também incomum comportamento experimental observado nos espectros de Absorbância de colóides binários (água e DMSO) preparados com diferentes frações volumétricas de DMSO. / Gold nanoparticles synthesized in aqueous solution were transferred to the organic solvent Dimethyl Sulfoxide (DMSO), which has a greater Raman cross section than water, with the intent to generate Stimulated Raman Scattering inside a hollow core ber lled with the new colloidal suspension. Our purpose is to explore the medium nonlinearity modi ed by the metallic inclusions, observing the generated Raman signal and the pump laser spectral and temporal pro les after propagation through the colloid. The Absorbance spectrum of the prepared organic colloid showed a di erent behavior than the expected by the refractive index change. Based on Mie theory, simulation of the nanoparticle dielectric constant was performed in order to explain the also unusual experimental behavior observed in the Absorbance spectra of binary colloids (water and DMSO) prepared with di erent DMSO volume fractions.

O presente trabalho descreve a síntese de nanopartículas de prata estabilizadas em poliacrilamida (AgNP/PAM) e em polivinilpirrolidona (AgNP/PVP) por química assistida via micro-ondas, bem como a síntese de nanotubos de titânio (TiO2NT) através do mesmo método. As estruturas formadas foram caracterizadas por espectroscopia difusa no ultravioleta visível (DRS UV-Vis Vis – UV-Vis Diffuse Reflectance Spectroscopy), isotermas de adsorção/dessorção de nitrogênio, microscopia eletrônica de transmissão (MET) e de varredura (MEV), espectroscopia por energia dispersiva de raio-X (EDS – Energy Dispersive X-ray Spectroscopy), análise termo-gravimétrica (TGA – thermogravimetric analysis), difração de raios-X (DRX), espectroscopia de absorção no infravermelho (FTIR – Fourier Transform Infrared Spectroscopy) e espectroscopia de fotoelétrons de raios-X (XPS – X-Ray Photoelectron Spectroscopy). A formação de partículas com pequenos diâmetros foi obtida em ambos os sistemas de estabilização (distribuição bimodal com NPs maiores de 1,83 nm para PAM e uma distribuição multimodal para o PVP com diâmetros de 0,91 a 11,93 nm). Os espectros de XPS mostram a presença de prata elementar, bem como dos polímeros de estabilização. Para os TiO2NT, o diâmetro interno médio obtido foi cerca de 3,72 nm com espessura de parede de ~4,75 nm, com comprimentos bem variados. As nanoestruturas sintetizadas (TiO2NT e AgNP) foram combinadas para preparar fotocatalisadores e testes de degradação de um corante, alaranjado de metila, foram realizados, mostrando uma atividade maior dos TiO2NT quando em presença de AgNPs. Testes de atividade bacteriológica foram realizados com as AgNPs sintetizadas. Tanto as AgNP/PAM quanto as AgNP/PVP apresentam 100% de inibição de crescimento de colônias de Staphilococcus aureus e Escherichia coli resistentes à ampiciliana e >95% de inibição de crescimento de colônias de Escherichia coli, quando em concentrações de 1,25 ppm. As AgNPs também foram enxertadas em filmes de polissulfona (PSU) previamente tratados com radiação UV em presença de oxigênio e suas propriedades bactericidas foram estudadas. Nestes, não houve resultados conclusivos contra S. aureus, já contra E. coli houve uma inibição de crescimento de cerca de 83% para PSU/AgNP(PAM) e 67% para PSU/AgNP(PVP). O mesmo comportamento é observado contra as bactérias resistentes à ampicilina, havendo inibição de cerca de 74% PSU/AgNP(PAM) e 57% para PSU/AgNP(PVP). / The present work describes the synthesis of silver nanoparticles (NPs) stabilized with polyacrylamide (AgNP/PAM) and polyvinylpyrrolidone (AgNP/PVP) by microwave assisted chemistry, as well as the synthesis of titanium nanotubes (TiO2NT) by the same method. The formed structures were characterized by UV-Vis Diffuse Reflectance Spectroscopy (DRS UV-Vis), nitrogen adsorption/desorption isotherms, transmission (TEM) and scanning electron microscopies (SEM), X-ray energy dispersive spectroscopy (EDS), thermogravimetric analysis (TGA), X- ray diffraction (XRD), infrared absorption (FTIR) and photoelectron X-ray spectroscopy (XPS). Synthesized NPs showed small diameters in both methods (about 1.83 nm to PAM and a multimodal distribution for the PVP 0.91 – 11,93 nm). XPS spectra show the presence of elementary silver and the stabilization polymers. For TiO2NT, the internal average diameter obtained was about 3,72 nm with a wall thickness of ~ 4.75 nm and different lengths. AgNPs and TiO2NT were combined to prepare new photocatalysts for testing their dye photodegradation properties. The new photocatalysts showed higher activity than without the presence of AgNPs. The prepared AgNPs were tested to know their anti-bacteriological activities. AgNP/PAM and AgNP/PVP showed 100 % inhibition of colony growth of Staphylococcus aureus and ampicillin resistant Escherichia coli, and an inhibition of colony growth > 95 % of Escherichia coli, when the concentration was 1.25 ppm. Additionally, AgNPs grafted on the functionalized surface of polyssulfone (PSU) films. No conclusive results were obtained for S. aureus. On the contrary, in the case of E. coli there was an inhibition of growth of about 83 % for PSU/AgNP (PAM) and 67% for PSU/AgNP (PVP). The same behavior was observed with ampicillin-resistant bacteria, with inhibition of about 74% for PSU / AgNP (PAM) and 57% to PSU / AgNP (PVP).

Made available in DSpace on 2018-08-01T22:30:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_9222_TESE-Gustavo Viali.pdf: 17032269 bytes, checksum: 948666f549569cd1ac21d21b25a00471 (MD5) Previous issue date: 2015-08-28 / Neste trabalho, objetivamos sintetizar, estabilizar e caracterizar estrutural e magneticamente, nanopartículas à base de Fe, produzidas através dos métodos químicos de redução e de precipitação. Em ambos os casos, utilizamos as técnicas de Espectroscopia Mössbauer, Difração de raios X, Microscopias Eletrônicas de Varredura e de Transmissão, além de medidas magnéticas realizadas nos modos DC e AC. Nanopartículas preparadas por Redução Química: realizamos, à temperatura ambiente, a hidrólise-redução do FeCl3 em água deionizada, utilizando diferentes quantidades de glicerol como agente controlador da concentração de íons de Fe3+, juntamente com o redutor NaBH4. Investigamos os efeitos da utilização de diferentes quantidades de glicerol, no processo de síntese, e do processo de secagem das amostras sobre a estabilização da fase -Fe. Como resultados, obtivemos nanopartículas de Fe com estrutura cúbica de corpo centrado ( -Fe) encapsuladas por superfícies amorfas de Fe2B (a-Fe2B) às quais nos referimos por -Fe/a-Fe2B. Verificamos o aumento na concentração fase -Fe ( ) como função do aumento na quantidade de glicerol ( ) utilizada na síntese, para as amostras secas a vácuo. Para as amostras úmidas notamos alta susceptibilidade a oxidação, enquanto que as amostras secas a vácuo se mantiveram estáveis por medidas de Espectroscopia Mössbauer realizadas 12 meses após a síntese. Para as quantidades de 2, 3 e 4 ml de glicerol, produzimos nanopartículas de -Fe/a-Fe2B sem a presença de óxido de Fe, adicionalmente observamos mudanças no formato das nanopartículas produzidas, utilizando 4 ml de glicerol, produzimos nanofolhas de -Fe/a-Fe2B e utilizando 5 ml, obtivemos nanopartículas de -Fe/a-Fe2B e -Fe2O3 com formato esférico irregular. Nanopartículas preparadas por Precipitação Química: produzimos nanocompósitos de Fe2P dispersos numa matriz de carbono poroso, através do método de precipitação química. Além da produção deste nanocompósito utilizando o carvão ativado (preparado por ativação química com H3PO4), a impregnação com sais de Fe3+ em meio aquoso, e subsequentes tratamentos térmicos, sob fluxo de N2, levaram a formação da fase hexagonal não estequiométrica Fe2-XP e da fase ortorrômbica Fe-P com razão de 4:1, respectivamente. Medidas de espectroscopia viii Mössbauer em baixas temperaturas revelam que parte da fração (~ 28 %) deste material se encontra no estado paramagnético, sugerindo que parte da fase não estequiométrica Fe2-XP é constituída por partículas muito pequenas. Observamos ainda uma transição de fase metamagnética em torno de 150 K, associada à nanopartículas pertencentes à fase Fe2-XP, por estar bem abaixo da temperatura de ordenamento do composto Fe2P (~ 230 K) e por ser dependente da frequência e dos campos externos AC e DC aplicados. Além disso, as nanopartículas de Fe2-XP possuem um caráter magneto-duro em baixas temperaturas, com campo coercivo . Considerando estas interessantes propriedades magnéticas e hiperfinas e a área de superfície elevada da matriz de carvão ativado, que não é fortemente reduzida após a impregnação com os compostos contendo Fe, podemos apontar aplicações tecnológicas promissoras para o nanocompósito produzido.