Orientador: Daniel Mario Ugarte / Texto em portugues e ingles / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica "Gleb Wataghin" / Made available in DSpace on 2018-07-25T22:28:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Zanchet_Daniela_D.pdf: 5037988 bytes, checksum: bef1e9588bee39650294c4f0b7f39e7c (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Partículas nanometricas (1-100 nm) têm atraído grande atenção devido às novas propriedades físicas e químicas originadas pela sua elevada relação superfície/volume. Elas podem ser usadas com tijolos de construção na obtenção de sólidos nanoestruturados ideais (cluster-assembled materials ¿ CAMs), o que envolve basicamente três etapas: sintese, caracterização das propriedades individuais das nanopartículas passivadas. Nosso objetivo foi a implementação de uma metodologia para obtenção de CAMs, em particular trabalhamos com nanopartículas de ouro passivadas com tióis, sua caracterização estrutural e formação de supercristais auto-organizados. Modificações estruturais, com presença de estruturas não-cristalográficas (Multiple Twinned Particles (MTPs): decaedro e icosaedro) e contração nas distâncias interatômicas foram estudadas em função do tamanho das partículas (diâmetro médio entre 2 e 4 nm). O primeiro tópico foi estudado por Difração de Raios X (XRD) e Microscopia Eletrônica de Transmissão de Alta Resolução (HRTEM) enquanto que o segundo assunto foi abordado por Extended X-Ray Absorption Fine Structure (EXAFAS). O difratograma de raios X de umaamostra formada por nanopartículas contém informações superpostas sobre estrutura e tamanho das partículas e requer um método especial para analise, baseado num conjunto de perfils de difração teóricos, que inclui distribuição de tamanhos e diferentes estruturas (fcc, MTPs). Os resultados indicam que todas as amostras contém uma alta proporção de nanopartículas imperfeitas ou com estrutura complexa, que foi confirmado por imagens de HRTEM. Mesmo assim, uma dependência estrutural com o tamanho prevista teoricamente pôde ser claramente identificada neste sistema. Com relação à contração nas distâncias interatômicas, a análise de EXAFS revelou uma dependência suave com o tamanho médio das nanopartículas, e na três amostras o valor encontrado foi menor que 1%. A análise também revelou uma ligação metal-ligante curta, sugerindo uma interação forte na superfície; essa interação levaria à compensação parcial da contração esperada em clusters livres. Portanto ela pode ser suficientemente importante mesmo para partículas formadas por 200-1000 átomos (» 2-3nm em diâmetro), e não deve ser desconsiderada na associação de propriedades com tamanho das partículas. Em supercristais auto-organizados de nanopartículas, estudamos a cristalização em filmes finos submetidos a um tratamento térmico por Microscopia Eletrônica de Transmissão (TEM). Em particular, estudos em supercristais formados por poucas camadas (1 a 3) revelaram um empacotamento anômalo: expansão da primeira camada sobre o substrato e ocupação de sítios de simetria dois pelas nanopartículas da Segunda camada (regiões ordenadas de micrômetros); a terceira camada recupera o empacotamento convencional compacto. Esse empilhamento anômalo pôde ser entendido com base num modelo teórico simples, baseado em forças de van der Waals e evidenciou a importância das interações com o substrato no ordenamento das nanopaartículas / Abstract: Nanometer-sized particles (1-100 nm) have attracted great interest since their high surface-to-volume ratio may lead to novel physical and chemical attributes. In particular, they can be used as building blocks to produce ideal nanostructured solids (cluster-assembled materials ¿ CAMs), which involves three steps: synthesis, characterization of individual properties and nanoparticles assembly. One of the most interesting classes of CAMs is the self-assembled supercrystals. The aim of this work was to carry out in somehow all these steps, and for that we have mainly dealt with thiol-passivated gold nanoparticles, their structural characterization and self-assembly in 2D or 3D arrangements. Structural modifications, such as the existence of non-crystallographic structures (Multiple Twined Particles (MTPs): decahedron and icosahedron) and inter-atomic distance contraction, have been studied as function of particle size (mean particle diameter from 2.0 ¿ 4.1 nm). The former subject was addressed by X-Ray Diffraction (XRD) and High Resolution Transmission Electron Microscopy (HRTEM) while the latter was studied by Extended X-Ray Absorption Fine Structure (EXAFS). Nanoparticle diffraction pattern contains superposed information on structure and particle size that requires a special fitting procedure, including a set of theoretical diffraction profiles (Debye-Scherrer formula) considering size dispersion and different structures (fcc, MTPs). The results indicate a high proportion of imperfect or more complex nanoparticle structures, fact that was confirmed by HRTEM imaging. Nevertheless, a clear structural tendency with particle size, expected theoretically, could be found in this system. Concerning nearest-neighbor distance determination, a slight contraction was less than 1%. The analysis also revealed a short metal-ligand bond, which suggests a rather strong surface interaction. We have inferred that the ligand interaction partially compensates the expected lattice contraction for free clusters. Our study indicates that the surface interaction may be still significant enough to generate structural modifications even in particles formed by 200 ¿ 1000 atoms (» 2-3 nm in diameter) and cannot be neglected when analysing particle properties in this size range. As for the self-assembled nanoparticle films composed by a few layers (1 to 3 layers) have shown an anomalous packing: expansion of the first layers lying on amorphous carbon substrate and an ordered second layer sitting on two-fold saddle points (regions of micrometer size); the third layer recovers the conventional close-packed staking. This anomalous packing could be explained by means of a simple theoretical model based on dispersional forces and it pointed out the importance of the substrate interaction on the particle arrangement / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Daniela Zanchet / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-03T16:45:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Leite_MarinaSoares_M.pdf: 8993425 bytes, checksum: d5f840823be37847f365bda8db9ed578 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: O estudo do arranjo atômico em nanopartículas (NPs) é um problema interessante em metais nobres, como Ag e Au, devido às transições estruturais com o tamanho e tendo em vista sua influência nas propriedades do sistema. Nesse trabalho estudou-se NPs de Ag e Au sintetizadas quimicamente ¿ com diâmetro entre 2 e 10 nm ¿ recobertas por moléculas orgânicas (ligante). O principal objetivo desse projeto foi comparar estruturalmente NPs de Ag e Au, buscando entender os possíveis fatores que afetam a formação das NPs. O trabalho foi divido em duas etapas: a obtenção de amostras em diferentes condições experimentais e a caracterização estrutural das mesmas. As técnicas usadas na determinação do tamanho médio das NPs foram: Microscopia Eletrônica de Transmissão (TEM) e Espalhamento de Raios X a Baixos Ângulos (SAXS). No estudo da estrutura, utilizou-se TEM de Alta Resolução (HRTEM) e Difração de Raios X (XRD). A associação de técnicas de caracterização direta e local, como (HR)TEM, com técnicas que dão medidas estatísticas (SAXS, XRD) se mostrou fundamental no decorrer desse estudo. Sintetizando NPs de Ag e Au nas mesmas condições experimentais verificou-se que o diâmetro das NPs de Ag são sempre maiores (aproximadamente 4 nm para Ag e 2 nm para Au). Uma possibilidade para explicar esse resultado é a ligação metal-ligante ser mais forte no Au-S, dificultando o crescimento das NPs. Outra hipótese é que os mecanismos envolvidos na formação das NPs de Ag e Au sejam diferentes; algumas evidências indicam que as NPs de Ag podem ser formadas a partir de micelas. HRTEM mostrou que todas as amostras apresentam uma distribuição de estruturas. Mostrou-se que NPs de Ag e Au formam, preferencialmente, estruturas FCC com planos de defeito e decaedros (DEC), respectivamente. A formação dessas estruturas tem origens distintas. Nas NPs de Ag, a cinética de reação é responsável pelo caráter HCP das NPs, já que a estrutura FCC perfeita é esperada para NPs com mais de 4,0 nm. Nas NPs de Au os DEC são as estruturas mais prováveis, mostrando que a cinética tem um efeito menor. Esse trabalho mostrou que sínteses em diferentes condições experimentais podem induzir a formação de estruturas distintas e que materiais similares podem se comportar de maneira diferente em escala nanométrica. O estudo da influência da estrutura nas outras características do sistema, como a morfologia, pode levar à obtenção de materiais com propriedades únicas e, conseqüentemente, o desenvolvimento de novas tecnologias / Abstract: The atomic arrangement in nanoparticles (NPs) is an interesting problem in noble metals, such as Ag and Au, since structural transitions may occur in the nanoscale regime and influence system properties. Here, it is presented the results in the chemical synthesis of Ag and Au NPs, in the range of 2 - 10 nm in diameter, capped by organic molecules (ligand). The main goal of this project has been to compare Ag and Au NPs from the structural point of view, understanding the parameters that affect NP growth. The project was realized in two steps: NP synthesis in different experimental conditions and their structural characterization. For the size distribution determination Transmission Electron Microscopy (TEM) and Small Angle X Ray Scattering (SAXS) have been used. High Resolution TEM (HRTEM) and X Ray Diffraction (XRD) have been applied for structural investigations. The association of local techniques, such as (HR)TEM, with statistical ones (SAXS, XRD) have been very important in this work. Using the same synthesis conditions, Ag NP always present larger diameters than Au ones (approximately 4 nm for Ag and 2 nm for Au). A possible mechanism to explain this result is the metal-ligand interaction, which seems to be stronger in Au, slowing down their growth. Another hypothesis is that Ag and Au NPs formation follow different process. Some evidences suggest that Ag NPs may be formed inside micelles HRTEM has shown that a structure distribution exist in all samples. However, Ag NPs have the tendency to form FCC with stacking faults whereas Au ones form preferentially decahedra (DEC). The distinct atomic arrangements in Ag and Au NPs have different origins. In Ag NPs, kinetics reaction induces the HCP character, since the perfect FCC structure is expected for NPs larger than 4.0 nm. DEC is the expected structures in Au NPs of approximately 2 nm, suggesting that kinetics plays a minor role. This work has pointed out that different experimental conditions may lead to different structures and that similar bulk materials may be different at nanoscale. The study of structure effect in other NPs attributes, such as morphology, may lead to the generation of materials with unique properties and, as a result, the development of new technologies / Mestrado / Física / Mestra em Física

Sendo uma patologia prevenível e tratável, o importante na toxoplasmose congênita é o diagnóstico precoce, fundamental para intervenção terapêutica imediata. Em Cascavel-PR a soroepidemiologia da toxoplasmose foi avaliada em 334 soros de gestantes, com prevalência de 54% e risco de 2,5%aa de infecção aguda. Para monitorar e instrumentar o pré-natal através da triagem de gestantes soronegativas por acompanhamento mensal foi desenvolvido um teste imunocromatográfico para detecção de anticorpos IgG anti-Toxoplasma gondii. (TIC-toxo). Conjugados de ouro coloidal com diferentes extratos antigênicos do agente e os reagentes controle e teste da reação foram preparados e avaliados por imunofiltração e controles intraexperimentais, incluindo microscopia eletrônica, sendo. selecionados na padronização o conjugado de ouro de 6nm recoberto com 2,5 ug/A 540nm de ouro de extrato antigênico alcalino de T. gondii, na linha teste da membrana, a Proteína A de S.aureus e na linha controle, o anticorpo anti-T. gondii,. No ensaio foram testadas 70 amostras de soro em duplicata, sendo 35 reagentes e 35 não reagentes, comparando com ELISA comercial, ELISA in house e IFI. Sensibilidade, especificidade, valor preditivo positivo, valor preditivo negativo e eficiência do TIC-Toxo foram, respectivamente: 88,6% (IC 72,3-96,3), 80,0% (IC 62,5-90,9), 81,6% (IC 65,1-91,7), 87,5% (IC 70,1-95,9) e 0,8429, havendo concordância e reprodutibilidade (Kappa=0,712171) entre o TIC-toxo e os métodos clássicos. O teste desenvolvido é rápido, de baixo custo, de fácil execução em única etapa para uso ambulatorial, precedendo a confirmação laboratorial, na triagem de gestantes ou grupos específicos, permitindo especialmente, o manejo adequado das gestantes de Cascavel em risco de toxoplasmose congênita. / As preventable and treatable condition, the main goal in congenital toxoplasmosis is early diagnosis, essential for adequate therapy. We study seroepidemiology of toxoplasmosis in 344 sera samples from pregnant women of Cascavel, PR, Brazil. By consistent serology, we demonstrate 54% prevalence and a 2.5% risk of acute infection/year, using several approaches. For supply the antenatal office care, it would be important a quick immunochromatographic assay for detection of anti T.gondii</I. IgG antibodies (TIC-Toxo), to be applied in the follow up of pregnant women at risk of infection. To develop the TIC-Toxo assay, we evaluate and standardize the gold particle conjugate adsorbed with several types of tachyzoite extracts, aside to specific reagents for the control and test area of the strip test, by immunofiltration assays, with several quality control steps including electron microscopy. Those analysis provide data for defining the reagents for mass production of TIC-Toxo, constructed with 6 nm colloidal gold conjugate recovered with 2.5ug/A540 of alcaline extract from T.gondii tachyzoites, with S.aureus Protein A at test dot and anti-T.gondii antiserum at control dot. Seventy sera samples were blind tested, 35 positive and 35 negative, comparing to ELISA and IFA assays. Sensitivity, specificity, positive predictive value, negative predictive value and accuracy were respectively: 88,6% (IC 72,3-96,3), 80,0% (IC 62,5-90,9), 81,6% (IC 65,1-91,7), 87,5% (IC 70,1-95,9) e 0,8429, with good agreement of TIC-Toxo and other assays (Kappa=0,712171), with good intra and inter test reproducibility. This TIC-Toxo is a quick, low cost, one step assay and easily performed, to be used for prenatal ambulatory diagnosis of toxoplasmosis, preceding the laboratorial confirming diagnosis and allowing adequate care of pregnant women or others selected groups at risk of acute toxoplasmosis and fetal congenital disease, specially at Cascavel-Pr.

Sendo uma patologia prevenível e tratável, o importante na toxoplasmose congênita é o diagnóstico precoce, fundamental para intervenção terapêutica imediata. Em Cascavel-PR a soroepidemiologia da toxoplasmose foi avaliada em 334 soros de gestantes, com prevalência de 54% e risco de 2,5%aa de infecção aguda. Para monitorar e instrumentar o pré-natal através da triagem de gestantes soronegativas por acompanhamento mensal foi desenvolvido um teste imunocromatográfico para detecção de anticorpos IgG anti-Toxoplasma gondii. (TIC-toxo). Conjugados de ouro coloidal com diferentes extratos antigênicos do agente e os reagentes controle e teste da reação foram preparados e avaliados por imunofiltração e controles intraexperimentais, incluindo microscopia eletrônica, sendo. selecionados na padronização o conjugado de ouro de 6nm recoberto com 2,5 ug/A 540nm de ouro de extrato antigênico alcalino de T. gondii, na linha teste da membrana, a Proteína A de S.aureus e na linha controle, o anticorpo anti-T. gondii,. No ensaio foram testadas 70 amostras de soro em duplicata, sendo 35 reagentes e 35 não reagentes, comparando com ELISA comercial, ELISA in house e IFI. Sensibilidade, especificidade, valor preditivo positivo, valor preditivo negativo e eficiência do TIC-Toxo foram, respectivamente: 88,6% (IC 72,3-96,3), 80,0% (IC 62,5-90,9), 81,6% (IC 65,1-91,7), 87,5% (IC 70,1-95,9) e 0,8429, havendo concordância e reprodutibilidade (Kappa=0,712171) entre o TIC-toxo e os métodos clássicos. O teste desenvolvido é rápido, de baixo custo, de fácil execução em única etapa para uso ambulatorial, precedendo a confirmação laboratorial, na triagem de gestantes ou grupos específicos, permitindo especialmente, o manejo adequado das gestantes de Cascavel em risco de toxoplasmose congênita. / As preventable and treatable condition, the main goal in congenital toxoplasmosis is early diagnosis, essential for adequate therapy. We study seroepidemiology of toxoplasmosis in 344 sera samples from pregnant women of Cascavel, PR, Brazil. By consistent serology, we demonstrate 54% prevalence and a 2.5% risk of acute infection/year, using several approaches. For supply the antenatal office care, it would be important a quick immunochromatographic assay for detection of anti T.gondii</I. IgG antibodies (TIC-Toxo), to be applied in the follow up of pregnant women at risk of infection. To develop the TIC-Toxo assay, we evaluate and standardize the gold particle conjugate adsorbed with several types of tachyzoite extracts, aside to specific reagents for the control and test area of the strip test, by immunofiltration assays, with several quality control steps including electron microscopy. Those analysis provide data for defining the reagents for mass production of TIC-Toxo, constructed with 6 nm colloidal gold conjugate recovered with 2.5ug/A540 of alcaline extract from T.gondii tachyzoites, with S.aureus Protein A at test dot and anti-T.gondii antiserum at control dot. Seventy sera samples were blind tested, 35 positive and 35 negative, comparing to ELISA and IFA assays. Sensitivity, specificity, positive predictive value, negative predictive value and accuracy were respectively: 88,6% (IC 72,3-96,3), 80,0% (IC 62,5-90,9), 81,6% (IC 65,1-91,7), 87,5% (IC 70,1-95,9) e 0,8429, with good agreement of TIC-Toxo and other assays (Kappa=0,712171), with good intra and inter test reproducibility. This TIC-Toxo is a quick, low cost, one step assay and easily performed, to be used for prenatal ambulatory diagnosis of toxoplasmosis, preceding the laboratorial confirming diagnosis and allowing adequate care of pregnant women or others selected groups at risk of acute toxoplasmosis and fetal congenital disease, specially at Cascavel-Pr.