Orientador: Marcia Regina de Moura Aouada / Resumo: Os resíduos gerados pelo descarte de embalagens produzidas por fontes não biodegradáveis vêm crescendo a cada ano e constitui um grande problema do ponto de vista ambiental. Uma das formas encontradas para amenizar o problema consiste no desenvolvimento de embalagens biodegradáveis obtidas através de polímeros naturais. No entanto, estas embalagens apresentam algumas propriedades desfavoráveis, como por exemplo, baixas propriedades de barreira e baixa resistência mecânica, dificultando, assim, sua utilização. Boa parte dos resíduos plásticos gerados é produzida pela indústria de alimentos, o que vem impulsionando pesquisas, principalmente, no desenvolvimento de filmes comestíveis. Vários grupos de polímeros naturais têm sido estudados para a formação dos filmes, dentre eles, os polissacarídeos merecem destaque. Uma das formas reportadas na literatura para melhorar as propriedades de filmes à base de polissacarídeos inclui a adição de nanoestruturas às matrizes poliméricas. O presente trabalho visou à produção de filmes comestíveis baseados em pectina e polpas de frutas. Nanopartículas de quitosana foram sintetizadas e adicionadas às matrizes poliméricas com o objetivo de melhorar as propriedades dos filmes. As nanopartículas apresentaram tamanho médio de 110 nm e potencial zeta em torno de +40 mV. Os filmes foram produzidos por “casting” e apresentaram características satisfatórias, como: manuseabilidade, homogeneidade e continuidade. Através das análises mecânicas - tensão... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Mestre

A Paracoccidioidomicose (PCM) é uma doença que atinge primariamente os pulmões, podendo também ocorrer de forma sistêmica e, é causada pelo fungo termo dimórfico Paracoccidioides spp. Os principais medicamentos para o tratamento da PCM são quimioterápicos poliênicos, compostos sulfanilamídicos e os azóis. Uma possível ferramenta para tratar e/ ou prevenir a PCM é o uso de vacinas para a geração de resposta imune principalmente do tipo Th1, produtora de IFN-gama, citocina com papel importante para o controle da doença. Um dos candidatos vacinais mais estudados para a PCM, é a vacina com base no peptídeo P10, formado por 15 resíduos de aminoácidos (aa), derivado da glicoproteína de 43 kDa de P. brasiliensis. Com o objetivo de se aprimorar o efeito imunomodulador do peptídeo P10, foi proposto neste trabalho a sua complexação com nanopartículas poliméricas de quitosana. A quitosana foi escolhida em função das suas características físico-químicas e biológicas tais como biocompatibilidade e mucoadesividade, características essenciais para o trabalho em questão. As nanopartículas de quitosana complexadas com o peptídeo P10 em diferentes concentrações foram produzidas a partir da técnica de gelificação iônica e, posteriormente caracterizadas em função do seu tamanho, índice de poli dispersão (PDI) e potencial Zeta (potencial Z). A eficiência de encapsulação foi avaliada utilizando-se o Qubit™ Protein Assay Kit e a toxicidade verificada por ensaios de hemólise e viabilidade celular de macrófagos murinos, da linhagem J774.16. As nanopartículas apresentaram tamanho médio de 220 nm, PDI abaixo de 0,5 e potencial Zeta de + 20 mV. A eficiência de encapsulação foi maior que 90% e não houve citotoxicidade nas primeiras 24 horas. O tratamento com as nanopartículas contendo diferentes concentrações do peptídeo P10 foi eficiente na redução da carga fúngica pulmonar, durante a PCM murina. Estes resultados mostram que a nanopartícula é estável e apresenta as características físico-químicas desejáveis para este trabalho, sendo elas capazes de reduzir de 4 a 20 vezes a concentração usual padrão do peptídeo P10. / Paracoccidioidomycosis (PCM) is a disease caused by the thermo-dimorphic fungal species of Paracoccidioides spp. that mainly affects the lungs and can also occur systemically. The main drugs for the treatment of PCM are polyene chemotherapeutics, sulfanilamidic compounds and azoles. As an alternative for treating and / or preventing PCM, the use of vaccines has been explored, allowing the generation of a Th1-type immune response, with IFN-γproduction, important for the control of the disease. One of the most studied vaccine candidates is the P10 peptide-based vaccine, consisting of 15 amino acids (aa), which is derived from the 43 kDa glycoprotein of P. brasiliensis. In order to improve the immunomodulatory effect of P10 peptide, the complexation with chitosan polymer nanoparticles is being proposed in this project. Chitosan was chosen according to its physico-chemical and biological characteristics such as: biocompatibility and mucoadhesiveness, essential characteristics for this project. The nanoparticles complexed with P10 peptide at different concentrations were produced from the ionic gelation technique and their size, poly dispersion index (PDI), and Zeta potential (Z potential) were analyzed. The encapsulation efficiency was assessed using the Qubit™ Protein Assay Kit and the toxicity verified by hemolysis and cell viability assays with murine J774.16 macrophages. The nanoparticles obtained presented a size of approximately 220 nm, PDI below 0.5 and Zeta potential of approximately + 20 mV. The encapsulation efficiency was greater than 90% and there was no cytotoxicity in the first 24 hours. Treatment with the nanoparticles containing different concentrations of P10 peptide was efficient in reducing lung fungal load during murine PCM. These results show that the nanoparticle is stable and presents the physicochemical characteristics desirable in this project, being able to reduce from 4 to 20 the usual standard concentration of the peptide P10 peptide.

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:51:47Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6668_1.pdf: 4537343 bytes, checksum: b1d354c9c6adf844dce72f2664ac6688 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Novos compósitos biocompatíveis à base de Pontos Quânticos de CdTe funcionalizados com o biopolímero quitosana, com elevada luminescência e promissoras possibilidades de aplicações biológicas foram obtidos. Adicionalmente, um novo compósito metálico foi sintetizado com o precursor polimérico nanoparticulado, para fins de obtenção de um novo material passível de aplicação em terapia fotodinâmica. A otimização de alguns parâmetros físico-químicos da quitosana tais como solubilização em meio aquoso neutro e diminuição da viscosidade intrínseca como recurso para a síntese do material polimérico particulado, constituiu-se numa das etapas inicias do presente trabalho. Reações de desacetilação e hidrólise oxidativa foram realizadas, além da sistematização da relação entre a concentração da quitosana e de seu agente reticulante, em busca de uma configuração adequada para a obtenção de partículas com menores diâmetros e elevada carga superficial, o que potencializa a aplicabilidade biológica das mesmas. A partir daí foram obtidos seus compósitos metálicos e semicondutores. Os resultados apresentados indicam que o processo de desacetilação e despolimerização mostraram-se eficientes, fornecendo material com alto grau de desacetilação, atingindo valores superiores a 99% e viscosidades reduzidas com relação ao material comercial de partida. Nanopartículas de quitosana com diâmetro médio de 18 nm e potencial zeta de 36,58 mV foram obtidas em meio livre de ácido. Os compósitos metálicos se apresentaram como sistemas core-shell e exibiram tendências à aglomeração e precipitação em regime coloidal enquanto que os compósitos semicondutores apresentaram boa estabilidade ótica e coloidal, ampliando suas perspectivas de aplicabilidade para os fins mencionados acima. Um novo compósito semicondutor foi sintetizado, utilizando-se a quitosana em sua forma salina como cloridrato de quitosana. A utilização desse compósito luminescente para fins de marcação in vitro de células de cultura de Cândida Albicans e melanona foi realizada. Fatores relativos à obtenção do nanomaterial polimérico, bem como o tratamento químico inicial, e seus compósitos foram apresentados e discutidos

Línguas eletrônicas constituídas de filmes nanoestruturados depositados sobre eletrodos metálicos, e empregando a técnica de espectroscopia de impedância como princípio de detecção, vêm apresentando excelentes resultados para a diferenciação de substâncias que constituem os paladares básicos e na detecção de impurezas em amostras líquidas. A principal limitação para o uso comercial é a necessidade da substituição das unidades sensoriais do arranjo, que necessita de recalibração. Nesta tese introduzimos um novo arranjo de unidades sensoriais, constituídos de eletrodos de cromo eletrodepositados, que não necessitam de filmes finos. Usando arranjos de cinco ou dez unidades sensoriais nominalmente idênticas, obtivemos uma língua eletrônica capaz de detectar paladares básicos e íons de cobre em água em concentrações abaixo de 1μM. As diferenças nas respostas elétricas dos eletrodos são oriundas das diferenças na sua morfologia. A alta sensibilidade apresentada foi explorada na análise de vinhos e amostras de águas coletadas de vários rios e lagos. Similarmente às línguas eletrônicas com filmes nanoestruturados, o arranjo sensorial de eletrodos de cromo foi capaz de distinguir vinhos de uma mesma varietal e produtor, mas de diferentes safras, e de um mesmo produtor e safra, mas de diferentes varietais. Tentamos também melhorar o desempenho das línguas eletrônicas combinando unidades constituídas de filmes finos de quitosana e poli(o-etoxianilina). Apesar do interesse nas propriedades advindas da interação entre esses materiais, especialmente quando a quitosana foi utilizada na forma de nanopartículas, o desempenho foi similar ao da língua eletrônica contendo eletrodos de cromo sem filmes. / Electronic tongues based on nanostructured films and employing impedance spectroscopy as the principle of detection have proven excellent to distinguish between basic tastes and detect trace amounts of impurities in liquid samples. The main limitation for a commercial use, though, is the need to replace the sensing units of the sensor array, which requires recalibration, owing to the relatively poor stability of the nanostructured films. In this thesis we introduce a new arrangement for the sensing units, which are produced from electrodeposited chrome electrodes, with no need to adsorb an organic film. Using an array with 5 or 10 nominally identical chrome electrodes, we obtained an electronic tongue capable of detecting basic tastes and copper ions in water down to the 1μM level. The differences in electrical properties for the electrodes arose from differences in morphology. Furthermore, this high sensitivity could be exploited in the analysis of wines, and water samples collected from various rivers and lakes. Similarly to electronic tongues made with nanostructured films, the sensor array with electrodeposited chrome electrodes was capable of distinguishing wines from the same grape and producer, but different vintages, or from the same producer and vintage but different grapes. We also attempted to optimize the performance of electronic tongues by combining sensing units made of chitosan and poly(o-ethoxyaniline). In spite of the interesting properties deriving from the interaction between these components, especially when chitosan nanoparticles were used, the performance of the sensor array was similar to that of the electronic tongue obtained with bare chrome electrodes.

Neste trabalho foi investigada a ação fotodinâmica dos pró-fármacos 5-ALA e 8-ALA incorporados em nanopartículas de quitosana, através da incidência de luz em células de melanoma, utilizando sinergicamente a Eletroquimioterapia e a Terapia Fotodinâmica. O ácido 5-aminolevulínico (5-ALA) e seus ésteres derivados são precursores metabólicos da protoporfirina IX (PpIX) e apresentam uma penetração limitada no estrato córneo. Portanto, o objetivo desse trabalho foi desenvolver, caracterizar e avaliar o efeito fotodinâmico das nanopartículas de quitosana contendo os pró-fármacos 5-ALA e seu éster derivado 8-ALA e investigar a produção efetiva de PpIX. Concomitantemente, o efeito sinérgico da Eletroquimioterapia (ECT) com a TFD também foi estudado com a finalidade de aumentar a permeação dos fármacos fotossensibilizantes através da pele, aumentando a eficiência da TFD no tratamento de neoplasias cutâneas. As nanopartículas de quitosana foram obtidas pelo método de gelificação ionotrópica, produzindo nanopartículas em tamanho nanométrico (636,0 nm ± 6,5), com uma distribuição de tamanho homogênea (0,37), além de apresentar um potencial zeta significantemente positivo + 35,3 mV (± 2,21). Seu perfil de liberação e capacidade de incorporação de 80% dos pró-fármacos também foi determinado. Os estudos de citotoxicidade na ausência de luz demonstraram o caráter biocompatível das nanopartículas de quitosana desenvolvidas, assim como a produção significativa de PpIX e foi possível comprovar o excelente efeito fototóxico da formulação desenvolvida. Os estudos de sinergismo da ECT com a TFD comprovaram que a combinação das nanopartículas de quitosana contendo os pró-fármacos, com aplicação de microcorrentes de 400 ?A e dose de luz de 3 J/cm2, nestas condições apresentou uma morte celular significativa. / This study investigated the photodynamic action of the prodrug 5-ALA and 8-ALA into chitosan nanoparticles, through the light incidence in melanoma cells, using synergistically the Electrochemotherapy and Photodynamic Therapy. The 5- aminolevulinic acid (5-ALA) and its ester derivatives are metabolic precursors of protoporphyrin IX (PpIX) and have a limited penetration in the stratum corneum. Therefore, the objective of this study was to develop, characterize and evaluate the photodynamic effect of chitosan nanoparticles containing the prodrug 5-ALA and its ester derivative 8-ALA. Besides, was investigated the effective production of PpIX. Concomitantly, the synergistic effect of Electrochemotherapy (ECT) with PDT was also studied for the purpose of increasing the permeation of drugs through the skin, enhancing the efficiency of the PDT in the treatment of skin cancers. Chitosan nanoparticles were obtained by the ionotropic gelation producing nanoparticles in nanosize (636.0 ± 6.5 nm), with a homogenous size distribution (0.37), and present a significantly positive zeta potential + 35.3 mV (± 2.21). Release profile and ability to incorporate 80% of the prodrug was also determined. The cytotoxicity studies demonstrated in the absence of light the biocompatible nature of chitosan nanoparticles developed, as well as the significant production of PpIX and it was possible to demonstrate the excellent effect of phototoxic formulation developed. The synergism studies of ECT with PDT have shown that the combination of chitosan nanoparticles containing prodrugs, applying microcurrents 400 ?A and light dose of 3 J/cm2 under these conditions showed a significant cell death.

Submitted by JHONES LUIZ DE OLIVEIRA (jholuisoliveira@hotmail.com) on 2018-09-21T20:36:12Z No. of bitstreams: 1 Tese_Jhones_Versão_final.docx: 18568915 bytes, checksum: 5f380ac64e8ceaf78f5ca0aadd101a25 (MD5) / Rejected by Lucimara Kurokawa Shinoda null (lucimaraks@sorocaba.unesp.br), reason: Solicitamos que realize correções na submissão seguindo as orientações abaixo: - O arquivo deve estar no formato Portable Document Format (PDF) e não deve estar protegido; - Deve constar o Certificado de Aprovação no lugar da Ata. Agradecemos a compreensão. on 2018-09-24T17:57:56Z (GMT) / Submitted by JHONES LUIZ DE OLIVEIRA (jholuisoliveira@hotmail.com) on 2018-09-25T16:11:04Z No. of bitstreams: 1 Tese_Versão_Final.pdf: 10082969 bytes, checksum: 10f670d91ae97794a59de73275ce0f1d (MD5) / Approved for entry into archive by Lucimara Kurokawa Shinoda null (lucimaraks@sorocaba.unesp.br) on 2018-09-25T18:12:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 oliveira_jl_dr_soro.pdf: 10082969 bytes, checksum: 10f670d91ae97794a59de73275ce0f1d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-25T18:12:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 oliveira_jl_dr_soro.pdf: 10082969 bytes, checksum: 10f670d91ae97794a59de73275ce0f1d (MD5) Previous issue date: 2018-09-06 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Os artrópodes tem sido uma das principais causas de perdas agrícolas em todo o mundo. Só no Brasil essas perdas podem chegar a 7,7 % ao ano. A utilização extensiva de pesticidas sintéticos tem sido a principal forma de controle deste tipo de praga, no entanto, os efeitos adversos destes compostos tanto para o meio ambiente quanto para a saúde humana tem motivado a busca por alternativas menos impactantes. Neste contexto, diversos mecanismos estão sendo estudados a fim de minimizar estes danos, como por exemplo, o desenvolvimento de sistemas de liberação modificada, utilizando polímeros biodegradáveis e proteínas. Aliado a isto, a utilização de pesticidas botânicos também tem demostrado potencialidade para o combate a essas pragas, devido aos menores impactos causados por esses produtos de origem natural. Portanto, o presente trabalho apresenta o desenvolvimento (preparo e caracterização) de sistemas nanocarreadores produzidos a partir dos polímeros quitosana e goma arábica e da proteína zeína para os compostos botânicos (geraniol, citronelal, eugenol e cinamaldeído), bem como, os potenciais efeitos cito e fitotóxicos destes sistemas. Ademais foram também realizados ensaios de atividade biológica destes sistemas em pragas agrícolas (mosca-branca, ácaro-rajado e lagarta falsamedideira). Os compostos botânicos apresentaram elevada eficiência de encapsulação em ambos os sistemas carreadores, sendo que os sistemas foram capazes de proteger os compostos contra uma degradação prematura e também contra a radiação ultravioleta. Os resultados de fito e citotoxicidade mostraram que a encapsulação diminuiu o efeito tóxico dos ativos. Os sistemas também apresentaram atividade biológica contra as pragas agrícolas testadas. As nanopartículas de zeína contendo os compostos botânicos mostraram efeito repelente contra o ácaro-rajado (Tetranychus urticae) em condições laboratoriais e de semi-campo, além de efeito subletal em largarta falsa-medideira (Chrysodeixis includes). Já as nanopartículas de quitosana/goma arábica contendo geraniol mostraram efeito atrativo para mosca-branca, sendo promissora para aplicações em sistemas de armadilha. A importância desta tese reside na dimensão que o setor agrícola representa para a economia brasileira e mundial, aliado a isto o mercado de defensivos agrícolas cresce anualmente, sendo o Brasil um dos líderes no consumo destes produtos. Desta forma, o desenvolvimento de tecnologia com elevado valor agregado à área de controle de pragas em agricultura é promissora uma vez que podem ser produzidos sistemas mais eficientes no controle de pragas, menos impactantes ao ambiente e consequentemente à saúde humana. / Arthropods have been a major cause of agricultural losses worldwide. Only in Brazil can these losses reach 7.7% per year. The extensive use of synthetic pesticides has been the main form of control of this type of pest, however, the adverse effects of these compounds for both the environment and human health have motivated the search for less impactful alternatives. In this context, several mechanisms are being studied in order to minimize these damages, such as the development of modified release systems using biodegradable polymers and proteins. In addition to this, the use of botanical pesticides has also shown potential for combating these pests, due to the lower impacts caused by these products of natural origin. Therefore, the present work showed the development (preparation and characterization) of nanocarrier systems produced from chitosan and gum arabic polymers and zein protein for the botanical compounds (geraniol, citronellal, eugenol and cinnamaldehyde), as well as the potential effects and phytotoxic systems. In addition, tests of the biological activity of these systems on agricultural pests (whitefly, two-spotted spider mite and soybean looper) were also carried out. The botanical compounds showed high encapsulation efficiency in both carrier systems, and the systems were able to protect the compounds against premature degradation and also against ultraviolet radiation. The phyto and cytotoxicity results showed that encapsulation decreased the toxic effect of the active compounds. The systems also showed biological activity against the agricultural pests tested. The zein nanoparticles containing the botanicals showed a repellent effect against the brindle two-spotted spider mite (Tetranychus urticae) under laboratory and semi-field conditions, as well as a sublethal effect on soybean looper (Chrysodeixis includes). The chitosan/gum arabic nanoparticles containing geraniol showed attractive effect for whitefly, being promising for applications in trap systems. The importance of this thesis lies in the dimension that the agricultural sector represents for the Brazilian and world economy, in addition to that the market for agricultural pesticides grows annually, in special as Brazil is one of the leaders in the consumption of these products. In this way, the development of new technologies to pest control in agriculture is promising since more efficient pest control systems can be produced, less impacting the environment and consequently to human health. / FAPESP: 2014/20286-9

Neste trabalho foi investigada a ação fotodinâmica dos pró-fármacos 5-ALA e 8-ALA incorporados em nanopartículas de quitosana, através da incidência de luz em células de melanoma, utilizando sinergicamente a Eletroquimioterapia e a Terapia Fotodinâmica. O ácido 5-aminolevulínico (5-ALA) e seus ésteres derivados são precursores metabólicos da protoporfirina IX (PpIX) e apresentam uma penetração limitada no estrato córneo. Portanto, o objetivo desse trabalho foi desenvolver, caracterizar e avaliar o efeito fotodinâmico das nanopartículas de quitosana contendo os pró-fármacos 5-ALA e seu éster derivado 8-ALA e investigar a produção efetiva de PpIX. Concomitantemente, o efeito sinérgico da Eletroquimioterapia (ECT) com a TFD também foi estudado com a finalidade de aumentar a permeação dos fármacos fotossensibilizantes através da pele, aumentando a eficiência da TFD no tratamento de neoplasias cutâneas. As nanopartículas de quitosana foram obtidas pelo método de gelificação ionotrópica, produzindo nanopartículas em tamanho nanométrico (636,0 nm ± 6,5), com uma distribuição de tamanho homogênea (0,37), além de apresentar um potencial zeta significantemente positivo + 35,3 mV (± 2,21). Seu perfil de liberação e capacidade de incorporação de 80% dos pró-fármacos também foi determinado. Os estudos de citotoxicidade na ausência de luz demonstraram o caráter biocompatível das nanopartículas de quitosana desenvolvidas, assim como a produção significativa de PpIX e foi possível comprovar o excelente efeito fototóxico da formulação desenvolvida. Os estudos de sinergismo da ECT com a TFD comprovaram que a combinação das nanopartículas de quitosana contendo os pró-fármacos, com aplicação de microcorrentes de 400 ?A e dose de luz de 3 J/cm2, nestas condições apresentou uma morte celular significativa. / This study investigated the photodynamic action of the prodrug 5-ALA and 8-ALA into chitosan nanoparticles, through the light incidence in melanoma cells, using synergistically the Electrochemotherapy and Photodynamic Therapy. The 5- aminolevulinic acid (5-ALA) and its ester derivatives are metabolic precursors of protoporphyrin IX (PpIX) and have a limited penetration in the stratum corneum. Therefore, the objective of this study was to develop, characterize and evaluate the photodynamic effect of chitosan nanoparticles containing the prodrug 5-ALA and its ester derivative 8-ALA. Besides, was investigated the effective production of PpIX. Concomitantly, the synergistic effect of Electrochemotherapy (ECT) with PDT was also studied for the purpose of increasing the permeation of drugs through the skin, enhancing the efficiency of the PDT in the treatment of skin cancers. Chitosan nanoparticles were obtained by the ionotropic gelation producing nanoparticles in nanosize (636.0 ± 6.5 nm), with a homogenous size distribution (0.37), and present a significantly positive zeta potential + 35.3 mV (± 2.21). Release profile and ability to incorporate 80% of the prodrug was also determined. The cytotoxicity studies demonstrated in the absence of light the biocompatible nature of chitosan nanoparticles developed, as well as the significant production of PpIX and it was possible to demonstrate the excellent effect of phototoxic formulation developed. The synergism studies of ECT with PDT have shown that the combination of chitosan nanoparticles containing prodrugs, applying microcurrents 400 ?A and light dose of 3 J/cm2 under these conditions showed a significant cell death.

Línguas eletrônicas constituídas de filmes nanoestruturados depositados sobre eletrodos metálicos, e empregando a técnica de espectroscopia de impedância como princípio de detecção, vêm apresentando excelentes resultados para a diferenciação de substâncias que constituem os paladares básicos e na detecção de impurezas em amostras líquidas. A principal limitação para o uso comercial é a necessidade da substituição das unidades sensoriais do arranjo, que necessita de recalibração. Nesta tese introduzimos um novo arranjo de unidades sensoriais, constituídos de eletrodos de cromo eletrodepositados, que não necessitam de filmes finos. Usando arranjos de cinco ou dez unidades sensoriais nominalmente idênticas, obtivemos uma língua eletrônica capaz de detectar paladares básicos e íons de cobre em água em concentrações abaixo de 1μM. As diferenças nas respostas elétricas dos eletrodos são oriundas das diferenças na sua morfologia. A alta sensibilidade apresentada foi explorada na análise de vinhos e amostras de águas coletadas de vários rios e lagos. Similarmente às línguas eletrônicas com filmes nanoestruturados, o arranjo sensorial de eletrodos de cromo foi capaz de distinguir vinhos de uma mesma varietal e produtor, mas de diferentes safras, e de um mesmo produtor e safra, mas de diferentes varietais. Tentamos também melhorar o desempenho das línguas eletrônicas combinando unidades constituídas de filmes finos de quitosana e poli(o-etoxianilina). Apesar do interesse nas propriedades advindas da interação entre esses materiais, especialmente quando a quitosana foi utilizada na forma de nanopartículas, o desempenho foi similar ao da língua eletrônica contendo eletrodos de cromo sem filmes. / Electronic tongues based on nanostructured films and employing impedance spectroscopy as the principle of detection have proven excellent to distinguish between basic tastes and detect trace amounts of impurities in liquid samples. The main limitation for a commercial use, though, is the need to replace the sensing units of the sensor array, which requires recalibration, owing to the relatively poor stability of the nanostructured films. In this thesis we introduce a new arrangement for the sensing units, which are produced from electrodeposited chrome electrodes, with no need to adsorb an organic film. Using an array with 5 or 10 nominally identical chrome electrodes, we obtained an electronic tongue capable of detecting basic tastes and copper ions in water down to the 1μM level. The differences in electrical properties for the electrodes arose from differences in morphology. Furthermore, this high sensitivity could be exploited in the analysis of wines, and water samples collected from various rivers and lakes. Similarly to electronic tongues made with nanostructured films, the sensor array with electrodeposited chrome electrodes was capable of distinguishing wines from the same grape and producer, but different vintages, or from the same producer and vintage but different grapes. We also attempted to optimize the performance of electronic tongues by combining sensing units made of chitosan and poly(o-ethoxyaniline). In spite of the interesting properties deriving from the interaction between these components, especially when chitosan nanoparticles were used, the performance of the sensor array was similar to that of the electronic tongue obtained with bare chrome electrodes.

Submitted by Aelson Maciera (aelsoncm@terra.com.br) on 2017-03-22T19:16:28Z No. of bitstreams: 1 DissTTB.pdf: 2398693 bytes, checksum: 0a0148927746ba0af71705e6c51cb65e (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-03-22T19:21:20Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissTTB.pdf: 2398693 bytes, checksum: 0a0148927746ba0af71705e6c51cb65e (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-03-22T19:21:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissTTB.pdf: 2398693 bytes, checksum: 0a0148927746ba0af71705e6c51cb65e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-22T19:26:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissTTB.pdf: 2398693 bytes, checksum: 0a0148927746ba0af71705e6c51cb65e (MD5) Previous issue date: 2016-02-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA) / The production of biodegradable films based on renewable low cost resources has increased considerably. The research and development of new materials in this segment make possible to replace, even still partially, the synthetic plastics derived from petrol and to add value to agro-industrial waste and agricultural commodities. The fruit purees (or pulp) represent an alternative for obtaining these low-cost arrays. It can be obtained from the fruit itself or from its processing wastes. Amongst the suited fruits for this purpose is the papaya (Carica papaya), largely available. Brazil is the largest producer of this fruit and, due to its high perishability, is a rich source of waste material for pulp and edible film processing. Although the films prepared from fruit puree lacks in mechanical and permeability properties, such features may be minimized by the addition of nanofillers associated to film forming biopolymers. Thus, the evaluation of papaya puree, in over-ripe stage, as raw material for film processing using a Mathis System (in batch mode) with reinforced nanostructure was the main aim of this study. The films were characterized considering mechanical and thermal properties, permeability, colorimetric and antimicrobial activity. The best results were recorded to formulations in which the pectin was added at 0.5 % (w/v), increasing the maximum fracture strength (σmax), in 12 times when compared to neat puree films (control). The insertion of cellulose nanofibers and chitosan nanoparticles also promoted a σmax increasing, nevertheless in inferior proportion (6.2 and 5 times respectively). The presence of pectin also was positive in reducing the permeability rates (WVP) with values of 77.72 % lower than those measured to the control films. Concerning the colorimetric properties, the films with filler additions (chitosan nanoparticles with glycerol) suffered the greater color changes (ΔE). The addition of chitosan nanoparticles also speed the surface browning index (BI). Again the pectin acted positively in preserving the original color characteristics. The antimicrobial essays indicated that the chitosan in nanoparticle format inside the polymeric matrix did not present any antimicrobial activity. The over-ripe papaya pulp showed to be a raw material suitable for edible biodegradable film processing and the addition of nanofillers and pectin necessary to improve the barrier and mechanical properties and to preserve the original colorimetric features. / A produção de filmes biodegradáveis baseados em recursos renováveis, fazendo uso de matrizes biopoliméricas de baixo custo, vem aumentando consideravelmente. A pesquisa e o desenvolvimento de novos materiais neste segmento possibilitam a substituição, ainda que parcial, dos plásticos sintéticos derivados do petróleo, além de agregar valor a resíduos agroindustriais e commodities agrícolas. Os purês de frutas (ou polpa) representam uma alternativa viável para a obtenção destas matrizes, podendo ser empregados a própria fruta ou rejeitos provenientes de seu processamento. Dentre os frutos adequados para este fim está o mamão papaia (Carica papaya), fartamente disponível no país. O Brasil é seu maior produtor mundial e, devido à sua alta perecividade, é uma fonte rica de rejeitos adequados à produção de polpas e ao processamento de filmes comestíveis. Embora os filmes processados a partir de purê de frutas apresentem limitações mecânicas e de permeabilidade, estas características podem ser minimizadas pela formação de compósitos através da inserção de nanoestruturas de reforço e associação com outros biopolímeros com características filmogênicas. Assim, avaliar o uso de polpas de mamão papaia, em adiantado estado de maturação no processamento de filmes em Sistema Mathis (no modo batelada) e o efeito da inserção de estruturas de reforço, foram os principais objetivos deste trabalho. Os filmes foram caracterizados quanto às suas propriedades mecânicas, térmica, de permeabilidade, colorimétrica e antimicrobiana. Os melhores resultados foram obtidos para as composições em que a pectina foi adiciona em 0,5 % (m/v), elevando a tensão máxima de ruptura (σmax), em 12 vezes quando comparada aos filmes de polpa sem aditivos (controle). A adição de nanofibras de celulose e a nanopartículas de quitosana também melhoraram σmax, mas em valores inferiores (6,2 e 5 vezes respectivamente). A inserção da pectina também foi favorável na redução das taxas de permeabilidade (WVP) com valores 77,72 % inferiores aos filmes controle. Com relação às medidas colorimétricas, as maiores alterações registradas foram para os filmes processados com os reforços (quitosana em conjunto com o glicerol), os quais resultaram em uma maior variação total de cor (ΔE). A presença de nanopartículas de quitosana também acelerou o escurecimento superficial (IE). A adição de pectina nas formulações atuou positivamente na preservação das características colorimétricas iniciais. Os testes antimicrobianos indicaram que a quitosana na forma de nanopartículas inseridas na matriz biopolimérica não apresentou atividade antimicrobiana. A polpa de mamão papaia, na condição sobremadura, mostrou ser uma matéria-prima adequada ao processamento de filmes comestíveis biodegradáveis e a adição de nanoreforços e de pectina necessárias para a melhoria das propriedades mecânicas e de barreira e para a preservação das características colorimétricas iniciais dos filmes.