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Efeitos anarmônicos e transições de fase em Pb1¡xLaxTiO3: estudo por espalhamento Raman dos efeitos de substituição catiônica, temperatura e pressão hidrostática

Joya, Miryam Rincón 22 August 2008 (has links)
Made available in DSpace on 2016-06-02T20:15:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014.pdf: 4032289 bytes, checksum: a828a9917ab37899d5dbfbcc4b505a31 (MD5) Previous issue date: 2008-08-22 / Financiadora de Estudos e Projetos / In this work were studied e®ects of cationic substitution, hydrostatic pressure and temperature on the phonon spectra of PLT samples, Pb1¡xLaxTiO3 (PLT), using Raman scattering technique. The samples having La concentration x= 0, 2.5, 5, 10, 15 and 20%, were prepared by the classic powder mixture of oxides. Other complementary techniques were used to characterize the samples as X-ray Di®raction, Scanning Electronic Microscopy (SEM), apparent density measurements (ADM). Besides these cited experimental techniques, the Classic Molecular Dynamic Simulation was used to simulate, theoretically, the Raman scattering experimental results in PLT samples. The vibrational transverse optical (TO) mode frequency, with the lowest value, was specially explored in order to characterize and study the tetragonal-ferroelectric to cubic-paraelectric phase transition observed in PLT samples. With this set of results was possible to create a three-dimensional diagram for the structural phase transition as a function of La concentration, temperature and hydrostatic pressure. In this diagram is seen the critical values for pressure (Pc), La concentration (xc) and temperature (Tc) at the phase transition for each sample. Besides the phase diagram, the results also permitted to determine coe±cients for temperature, pressure and vibrational modes of materials. For the theoretical MD simulation of the structural phase transition induced by temperature was proposed a total potential function for four atoms, determining the ion-ion interaction on the crystalline structure based on the three atoms potential used to simulate PbTiO3. These simulated results show that this potential model can describe correctly the general structural behavior of PLT samples. These findings are in good agreement with the experimental results. / Neste trabalho foram estudados os efeitos de substituição catiônica, pressão hidrostática e temperatura no espectro de fônons de amostras de Pb1¡xLaxTiO3 (PLT) através do espalhamento Raman. As amostras, com concentrações de La iguais 0, 2.5, 5, 10, 15 e 20%, foram preparadas pelo método clássico de mistura de óxidos. Também foram usadas outras técnicas complementares de caracterização entre elas Difração de Raios-X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e medidas de Densidade Aparente (DA). Além das técnicas experimentais acima citadas, a Dinâmica Molecular Clássica (DM) foi utilizada para simular parte dos resultados experimentais obtidos com o espalhamento Raman. A variação da frequência do modo vibracional transversal óptico de mais baixa frequência foi especialmente explorada a fim de caracterizar a transição da fase tetragonal ferroelétrica para a cúbica paraelétrica. Com estes resultados foi possível construir um diagrama completo de fase estrutural relativamente µa concentração de La, temperatura e pressão hidrostática, obtendo os valores da concentração crítica (Xc), temperatura crítica (Tc) e da pressão crítica (Pc) nas quais ocorreram as transições de fase para cada uma das amostras. Além do diagrama de fase, os resultados permitiram também a determinar os coeficientes de temperatura e pressão das frequências de todos os modos vibracionais. Para a simulação da transição de fase estrutural induzida por variações de temperatura através de DM, foi proposto um modelo de potencial de interação entre íons da rede cristalina, baseado no mesmo modelo de potencial formulado para a simulação do composto PbTiO3 puro encontrado na literatura. Os resultados desta simulação mostram que este modelo de potencial descreve corretamente o comportamento geral desse material, ao mostrar uma boa concordância com certos resultados experimentais.
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Modelos elasto-plásticos e sua influência no processo de dimensionamento de componentes mecânicos

Burbano Sandoval, Carolina Fernanda 02 1900 (has links)
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2014. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2014-05-08T15:42:11Z No. of bitstreams: 1 2014_CarolinaFernandaBurbanoSandoval.pdf: 5982715 bytes, checksum: 0d4ae79565cf281776fff34b00101be2 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-08-04T13:09:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_CarolinaFernandaBurbanoSandoval.pdf: 5982715 bytes, checksum: 0d4ae79565cf281776fff34b00101be2 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-08-04T13:09:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_CarolinaFernandaBurbanoSandoval.pdf: 5982715 bytes, checksum: 0d4ae79565cf281776fff34b00101be2 (MD5) / Neste trabalho serão analisados os critérios tradicionais de projeto, bem como, critérios mais recentes, com intuito de se verificar a influência dos mesmos no processo de dimensionamento de componentes mecânicos, como uma estrutura de proteção veicular do tipo Roll Over Protection Structure-ROPS. Como primeira parte do trabalho, será feita uma revisão bibliográfica dos critérios de projeto de von Mises, Tresca, Mohr- Coulomb e Bai & Wierzbichi, bem como, uma análise dos principais tipos de estrutura de proteção veicular do tipo ROPS, existentes no mercado. Em uma segunda etapa, serão então implementados numericamente os quatro modelos constitutivos destacados acima em um programa acadêmico de elementos finitos desenvolvido em linguagem FORTRAN 90, onde o método da decomposição do operador e a integração impicita de Euler serão aplicados. Posteriormente, será escolhido um protótipo de estrutura ROPS com o intuito de se estudar a influencia dos modelos constitutivos no dimensionamento da estrutura, a modelagem em CAD do componente é realizada em ferramenta comercial GID-11 onde são também geradas as malhas de elemento finitos e bem como a analise do pos-procesado de resultados. Como etapa final, serão analisados dados como a distribuição da tensão equivalente ao longo da estrutura, bem como, o nível deformação plástica equivalente e dados elasto-plásticos como o nível de triaxialidade e o ângulo de Lode normalizado. Possíveis mudanças de forma, dimensões físicas e mudanças de materiais estruturais serão também alvo de análise. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / In this work, it is analyzed the traditional and advanced criteria of project, in order to check their influence on the process of design of mechanical components, such as, the roll over protection structure-ROPS. In the first part of the work, a bibliographic review of the project criteria of von Mises, Tresca, Mohr-Coulomb and Bai & Wierzbicki is done, as well as, on the main types of ROPS, developed in the market. In a second step, numerical algorithms are suggested for the constitutive models under study and implemented in an academic finite element framework developed in FORTRAN 90 language, where the operator split methodology and the backward Euler scheme are applied. Furthermore, a roll over protection structure is taken, in order to performing the numerical simulations and analyzing the influence of important elasto-plastic parameters on the mechanical behavior of materials and the design of the structure. The CAD modeling component is held in GID-11 commercial tool which are also generated finite element meshes as well as the analysis and the post-processed results. With a final step, the distribution data as of the equivalent stress along the structure will be analyzed as well the level of equivalent plastic strain and elastic-plastic parameters, such as the level of triaxiality and the normalized Lode angle. Possible changes in the form, physical dimensions and changes in structural materials are also being analyzed.
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Metamagnetismo no Ni(NO3)2.2H2O e sua dependência com pressão hidrostática / Metamagnetism in Ni(NO3)2.2H2O and its dependence hydrostatic pressure

Said Salem Sugui Junior 21 September 1983 (has links)
A partir de medidas isotérmicas e isobáricas de susceptibilidade magnética diferencial, determinamos o diagrama de fases magnéticas do metamagneto Ni(NO3)2.2H2O, para pressões hidrostáticas de até cerca de 11 kbar. Determinamos o campo de transição à temperatura nula Hc(0,P) e à temperatura de Néel, ambos apresentando um crescimento aproximadamente linear com P. A partir de efeitos de desmagnetização, pudemos determinar o ponto de união das linhas de primeira e segunda ordem de cada diagrama, e para P=0 pudemos caracterizá-lo com um ponto tricrítico, com temperatura tricrítica Tt=3.70K. Observamos ainda a existência de uma transição metamagnética induzida por pressão para valores do intervalo de 0 a 8 kbar. Usando a Aproximação de Campo Médio num modelo elástico aproximado para metamagnetos com S=1, pudemos obter expressões para TN(P) e Hc(0,P), ambas apresentando uma dependência linear em P, em bom acordo com os dados experimentais. Usando este modelo obtivemos também uma expressão analítica para Tt(P). Uma vez que TN(P), Hc(0,P) e Tt(P) dependem dos parâmetros de \"exchange\", pudemos determinar a dependência de tais parâmetros com a pressão. Também através deste modelo simples, pudemos compreender que a transição metamagnética induzida por pressão está provavelmente associada a uma forte dependência do campo cristalino com a pressão / From isothermical and isobaric differential magnetic susceptibility measurements we have determined the magnetic phase diagram of the metamagnetic system Ni(NO3)2.2H2O, for several hydrostatic pressures up to 11 kbar. The zero temperature transition field Hc(0,P) and the Néel temperature TN(P) were determined, both increasing almost linearly with P. From demagnetizing effects we were able to determine the joint point of the first and second order lines of each diagram, which for P=0 is a tricritical point, with tricritical temperature Tt=3.70K. We also observed a pressure induced metamagnetic transition in the range from 0 to 8 kbar. Using Mean Field Theory in an approximated elastic S=1 metamagnetic model, we could obtain expressions for TN(P) and Hc(0,P), both showing linear dependence on P, in agreement with experimental data. We could also obtain, using this model, an analytical expression for Tt(P). Once TN(P), Hc(0,P) and Tt(P) are dependent on the exchange parameters, we cou1d obtain the pressure dependence of these parameters. From this simple model we could understand that the pressure induced metamagnetic transition is probably associated with a strong variation of the crystalline field with pressure
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Efeito da alta pressão hidrostática em Aeromonas hydrophila AH 191 crescida em leite e em meio de cultura / Effect of high hydrostatic pressure in Aeromonas hydrophila AH 191 grown in milk and culture medium

Carvalho, Ricardo Durães de, 1985- 12 October 2010 (has links)
Orientadores: Carlos Francisco Sampaio Bonafé, Cláudio Chrysostomo Werneck / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-17T12:27:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carvalho_RicardoDuraesde_M.pdf: 7651307 bytes, checksum: 3194190cf6a33de3b0cdc4ddb7424afd (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A exposição à alta pressão é um método eficiente na inativação bacteriana, o qual é importante para a esterilização de alimentos. Neste trabalho, examinamos a inativação por alta pressão hidrostática em Aeromonas hydrophila AH 191, produtora de aerolisina, a qual possui atividades citotóxica, enterotóxica e hemolítica. Trinta min a 250 MPa (25 °C em PBS 0,1 M, pH 7,4), resultou em 9 log de UFC/mL de inativação bacteriana (a partir de 109 UFC/mL para <10 UFC/mL), porém, os tratamentos não alteraram a atividade hemolítica, enterotóxica e citotóxica produzidas por A. hydrophila AH 191. O sobrenadante de cultura bacteriana e o leite contaminado por A. hydrophila AH 191, pressurizado ou não, foram aplicados sobre células Vero e CaCo2, suspensões de hemácias humanas e de carneiro, e injetadas por via oral gástrica em camundongos Swiss, reproduzindo o ensaio de Dean. Os resultados mostram que os títulos das toxinas em amostras pressurizadas permaneceram iguais aos do controle, assim como as toxinas presentes nos sobrenadantes de cultura e no leite foram capazes de produzir acúmulo de líquidos no intestino de camundongos recém-nascidos. Estes resultados indicam a relevância do estudo na inativação de bactérias para a segurança alimentar e realça a importância de cautela no uso de alta pressão para a esterilização de alimentos, pois embora as bactérias possam ser inativadas, as toxinas produzidas por este micro-organismos podem continuar ativas, representando uma ameaça à saúde humana / Abstract: Exposure to high pressure is an efficient method for bacterial inactivation, which is important for the food sterilization. We examine the inactivation by high hydrostatic pressure in A. hydrophila AH 191, producer of aerolysin, which has cytotoxic, enterotoxic and hemolytic activities. A 30 min treatment at 250 MPa (25 °C in 0.1 M PBS, pH 7,4) resulted in 9 log CFU/mL of bacteria inactivation (from 109 CFU/mL to <10 CFU/mL). However, the treatment did not inactivate the hemolytic, enterotoxic and cytotoxic activities produced by A. hydrophila AH 191. The supernatant of bacterial culture and milk contaminated with A. hydrophila AH 191 pressurized or not were applied to Vero and CaCo2 cells, suspensions of human and sheep erythrocytes, and injected into mice via oral gastric Swiss reproducing the Dean test. The results show that evidence of toxins in samples pressurized remained similar to that of control, and the toxins in culture supernatants and milk were able to produce fluid accumulation in the intestine of suckling mouse. These results indicate the relevance of the study for bacteria inactivation to food security and enhance the importance for caution in the use of high prssure in foods sterilization, since although the bacteria can be inactivated, the toxins produced by micro-organisms continue to be active, representing a human health threat / Mestrado / Bioquimica / Mestre em Biologia Funcional e Molecular
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Geometria de interface e gradiente de pressão em escoamentos horizontais estratificados e anulares com dispersão

Bolonhini, Edson Henrique 17 August 1995 (has links)
Orientador: Fernando de Almeida França / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-21T13:53:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bolonhini_EdsonHenrique_M.pdf: 17909508 bytes, checksum: 870741e62cc424c6a189be3da8f6c097 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: o objetivo deste trabalho é estudar a geometria de interface e a perda de carga em escoamentos horizontais estratificados e anulares. Escoamentos ondulados com e sem presença de dispersão e deposição de gotas líquidas foram analisados. O fenômeno foi experimentado em laboratório, utilizando-se ar e água como fluidos de trabalho. Os efeitos do processo de dispersão e deposição de gotas é levado em consideração na formulação do problema. São propostas correlações para perímetro molhado e para comprimento da interface, bem como para a tensão de cisalhamento na interface e tensão de cisalhamento na fase líquida junto à parede da tubulação. É sugerido um procedimento de cálculos para a previsão simultânea de gradiente de pressão e fração de vazio. Os resultados calculados são comparados com dados experimentais próprios e outros da literatura / Abstract: This work was developed with the purpose of studying the interfacial geometry and pressure drop in stratitied and annular horizontal flows. Droplet and non-droplet wavy flows were investigated. Experimental data were obtained in laboratory by using air and water as working fluids. Droplet process effects were considered in the modeling of the problem. Correlations predicting the wet wall fraction and the interfacial length, as well interfacial and liquid shear stresses, were proposed. A procedure to simultaneously predict the pressure drop and the void fraction was sugested. Numerical results were compared with the present experimental measurements and literature data / Mestrado / Mestre em Engenharia de Petróleo
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Síntese e avaliação do efeito magnetocalórico das cerâmicas manganitas e do sistema La-Fe-Si / Synthesis and magnetocaloric effect evaluation of the manganite ceramics and La-Fe-Si system

Rocco, Daniel Leandro 20 July 2006 (has links)
Orientador: Sergio Gama / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-09T01:21:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rocco_DanielLeandro_D.pdf: 7791593 bytes, checksum: 4428135e865b15fec8e5338713adba04 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: No presente trabalho são apresentados os resultados da avaliação do Efeito Magnetocalórico (EMC) das cerâmicas manganitas e do intermetálico La(Fe,Si)13. Para as manganitas foram produzidas amostras do tipo Tr1-x Mx MnO3(com Tr = terra-rara e M = alcalino-terroso). Em alguns conjuntos de amostras variou-se a quantidade x, ou seja, mudou-se a relação entre o Mn3+ e Mn 4+. Em outro conjunto a quantidade x era fixada em 0,4 e fazia a substituição da terra-rara pelo alcalino-terroso. Isto tinha como efeito a alteração do valor do raio iônico médio do sítio A <rA>. As amostras obtidas foram caracterizadas por difração de raios-X com refinamento Rietveld, metalografia óptica, e medidas magnéticas. Estas últimas permitiram o cálculo do EMC, que foi avaliado em função de x e de <rA>. Chegou-se a conclusão que à medida que < rA> diminuí há um aumento do acoplamento spin-rede que promove uma mudança do caráter da transição magnética de segunda para primeira ordem, provocando, portanto, um aumento do EMC. O outro material estudado foi o sistema metálico La(Fe,Si)13, cujo método de obtenção é por meio de fusão em forno a arco. Na verdade, é assim que todos os trabalhos da literatura sugerem preparar esta liga. Porém, descobriu-se neste trabalho de doutorado um intervalo de imiscibilidade, ainda não reportado na literatura, que origina-se no sistema binário La-Fe, e se expande para a liga ternária. Este fato tem implicações importantíssimas, pois comprova que apenas pelo processo de fusão da liga não é possível a obtenção deste material de forma monofásica. Então, se propõe uma nova forma de preparação do material que consiste na fusão em forno a arco com uma posterior pulverização das amostras e um tratamento térmico por longos períodos em atmosfera inerte / Abstract: In the present work we show the results of the Magnetocaloric effect evaluation for ceramics manganites and for La(Fe,Si)13 intermetallic. The manganites sample produced were of Tr1-x Mx Mn O3 (Tr = rare-earth and M = alkaline earth) type. In one sample group it was changed the quantity x, or equivalently, the relation between the Mn3+ and Mn4+. On the other sample set, the x amount was fixed in 0.4 and the replacement was from the rare-earth to alkaline earth. This had as effect the variation of the value of the average ionic radius (<rA>) of site A. The samples that obtained were characterised by x-Rays diffraction with Rietveld analyses, optic metallographic and magnetic measurements. The latter made possible the calculation of the MCE, which was evaluated as a function of x and < rA>. We conclude that as soon as <rA> diminishes there is an increase of the spin-lattice coupling that promotes a change in the magnetic transition order, causing, than, an increase of MCE. The second material studied was the metallic system La(Fe,Si )13, which preparation method is by arc-melting. In fact, in other works this material was obtained using this technic, but it was discovered in this Ph. D. work an immiscibility interval, until now not reported. This miscibility gap has its origin in the binary La-Fe phase diagram, and it extends for ternary alloy. This fact has an important implication, because it shows that with only the fusion process of the alloy it is impossible to obtain a single phase material. So, we propose a new way for material preparation that consists in the arc-melting with followed by sample milling and heat-treatment for a long time in an inert atmosphere / Doutorado / Física da Matéria Condensada / Doutor em Ciências
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Efeito de alta pressão hidrostática e agentes desnaturantes na estabilidade do virus do mosaico do tabaco (TMV) / Effect of high hydrostatic pressure and desnaturants agents in the stability of Tobacco Mosaic Virus (TMV)

Santos, Jose Luis da Rocha 18 February 2008 (has links)
Orientador: Carlos Francisco Sampaio Bonafe / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-11T01:21:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_JoseLuisdaRocha_D.pdf: 2961900 bytes, checksum: 8d0413331d106601d34efccd4f8e6bb7 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Os vírus são estruturas auto-associaveis muito eficientes, porém, pouco é conhecido sobre a termodinâmica que governa essa associação dirigida. Em altos níveis de pressão ocorre dissociação do TMV ou desnaturação quando a pressão é combinada com uréia. Para um melhor entendimento de tais processos nós calculamos os parâmetros termodinâmicos aparentes de dissociação e desnaturação do TMV, assumindo uma condição de estado estacionário "steady-state condition". Esses processos podem ser monitorados pela diminuição de espalhamento de luz da solução virai devido ao processo de dissociação e pelo desvio para o vermelho do espectro de emissão de fluorescência, que ocorre com o processo de desnaturação. Nós determinamos a estequiometria aparente de uréia considerando a reação de equilíbrio de dissociação e desnaturação das subunidades do TMV, as quais forneceram, respectivamente, 1,53 e 11,1 mols de uréia/mol de subunidade de TMV. As condições de dissociação e desnaturação foram atingidas em uma via próxima da reversível, permitindo a determinação de parâmetros termodinâmicos. Analises de gel filtração em HPLC, microscopia eletrônica e dicroísmo circular confirmaram os processos de dissociação e desnaturação. Os cálculos das estequiometrias aparentes de uréia de vários vírus baseados em resultados espectroscópicos de artigos recentes mostraram que os processos de dissociação e desnaturação seguem uma estequiometria similar, sugerindo uma interação similar uréia-vírus entre estes sistemas. A desnaturação do TMV utilizando GndHCl foi mais eficiente que a uréia, apresentando estequiometria de 7,50 mols de GndHCl /mol de subunidade de TMV / Abstract: Viruses are very efficient self-assembly structures, but little is understood about the thermodynamics governing this directed assembly. At higher levels of pressure occurs dissociation of TMV or when pressure is combined with urea, denaturation occurs. For a better understanding of such processes, we investigated the apparent thermodynamic parameters of dissociation and denaturation by assuming a steady-state condition. These processes can be measured considering the decrease of light scattering of a viral solution due to the dissociation process, and the red shift of the fluorescence emission spectra, that occurs with the denaturation process. We determined the urea stoicbiometry considering the equilibrium reaction of TMV dissociation and subunit denaturation, which furnished, respectively, 1.53 and 11.1 mois of urea/mol of TMV subunit. The denaturation and dissociation conditions were arrived in a near reversible pathway, allowing the determination of thermodynamic parameters. Gel filtration HPLC, electron microscopy and circular dichroism confirmed the dissociation and denaturation processes. The calculation of apparent urea stoicbiometry of several other viruses based on spectroscopic results from earlier papers showed that dissociation and denaturation processes follow similar stoichiometrics, suggesting a similar virus-urea interaction among these systems. The TMV denaturation was more efficient in the presence of GndHCl, with stoichiometry of 7.50 mois of GndHCl /mol of TMV subunit / Doutorado / Bioquimica / Doutor em Biologia Funcional e Molecular
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Estudo das características ópticas de fibras de cristal fotônico (PCF) sob pressão hidrostática aplicada / Study of the optical properties of photonic crystal fibers (PCFs) under hydrostatic pressure

Valenzuela Espinel, Yovanny Alexander, 1981- 20 August 2018 (has links)
Orientadores: Cristiano Monteiro de Barros Codeiro, Marcos Antonio Ruggieri Franco / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-20T13:14:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ValenzuelaEspinel_YovannyAlexander_M.pdf: 51370027 bytes, checksum: 2f925ea5d4b6a8642e1244ad21e8e82b (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Foram realizados estudos sobre o controle de propriedades ópticas, por meio de pressão, e sensibilidade à pressão com fibras de cristal fotônico (PCF). No primeiro caso foi demonstrado por meio de simulações, uma nova forma para obter e sintonizar com pressão hidrostática externa o estado monomodo e única polarização em fibras PCF de polimetilmetacritalo (PMMA). Em relação à sensibilidade à pressão hidrostática, o comportamento espectral do coeficiente de sensibilidade de varias fibras PCF em sílica, Cs = (?? / ?P) (onde ?? é a variação num mínimo do espectro de transmissão de uma fibra PCF que acontece quando a pressão hidrostática externa muda em LlP), é calculado teoricamente e corroborado experimentalmente. Com a finalidade de estudar teoricamente o coeficiente Cs, a birrefringência de grupo e a sensibilidade da birrefringência modal de fase à pressão são simuladas para as fibras. Expressões analíticas do coeficiente Cs na aproximação de primeira e segunda ordem são calculadas. Nas duas aproximações é confirmado um aumento do Cs para comprimentos de onda no visível devido à birrefringência de grupo. Para baixas pressões, tal comportamento é corroborado experimentalmente. Segundo a literatura apresentada até agora a possibilidade de otimizar o coeficiente Cs, fazendo uso da birrefringência de grupo no visível e ao mesmo tempo incorporando geometrias com uma alta anisotropia geométrica para aumentar a sensibilidade da birrefringência modal de fase à pressão, não tem sido explorada. Na aproximação de segunda ordem do coeficiente Cs são incorporadas as mudanças do comprimento de onda e da pressão e são comparadas com a aproximação de primeira ordem. Cálculos analíticos foram feitos e apresentados nos Apêndices B e C. As equações do efeito fotoelástico, determinantes para realizar as simulações com o software (COMSOL 3.5a), são apresentadas no Apêndice B, relações que descrevem o coeficiente Cs de fibras PCF são apresentadas no (Apêndice C) / Abstract: Abstract Studies about both the active control of optical properties by means of external hydrostatic pressure and pressure sensitivity in photonic crystal fibers (PCFs) were made. In the first case, a new form to obtain and tune, by using pressure, the single-mode single-polarization state in microstructured polymer optical fibers (mPOFs) is demonstrated by simulations. In relation to pressure sensitivity, the spectral behavior of the sensitivity coefficient of some PCFs in silica, Cs = (?? / ?P) (where ?? é is the change in a minimum of the transmission spectrum for a PCF as a consequence of the change in the external hydrostatic pressure 11P that is applied on the fiber), is calculated and corroborated experimentally. In order to investigate the coefficient Cs, the group birefringence and the sensitivity of phase modal birefringence to pressure are calculated in the fibers. Analytical expressions for the coefficient Cs in the first and second order approximation are calculated. In these two approximations an increase of the coefficient Cs is confirmed to wavelengths in the visible. To low pressures this behavior is corroborated experimentally. At the best of our knowledge, the possibility to optimize the coefficient (Cs) by using the group birefringence and geometries with high geometric anisotropy to enhancing the sensitivity of phase modal birefringence to pressure has not been investigated. In the coefficient Cs with the second order approximation are incorporated the changes of the wavelength and pressure and are compared with the first approximation. On the other hand, analytic calculates are realized in the Appendixes B and C. The equations related to the photoelastic effect were calculates (Appendix B). Finally, the relations that describing the behavior of pressure sensitivity also were calculates (Appendix C) / Mestrado / Física / Mestra em Física
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Renaturação sob alta pressão hidrostática de tiorredoxinas de Xylella fastidiosa / Renaturation under high hidrostatic pressure of thioredoxins of Xylella fastidiosa

Lemke, Laura Simoni 07 August 2012 (has links)
Muitas das proteínas de valor biomédico relevante são encontradas em baixas concentrações em suas fontes nativas. O alto nível de expressão de proteínas recombinantes em E. coli, muitas vezes gera o acúmulo de proteínas como agregados insolúveis no citoplasma e/ou periplasma da bactéria, denominados de corpos de inclusão (CI). A alta pressão tem sido amplamente utilizada no estudo da conformação das proteínas,ela modula as interações proteína-proteína e proteína-solvente através de mudanças no volume das mesmas, promovendo a entrada de água nas cavidades não expostas da molécula e promovendo hidratação e solubilização dos agregados. O presente trabalho teve como objetivo a renaturação de proteínas recombinantes expressas como CI em Escherichia coli usando alta pressão hidrostática como condição branda de dissociação dos agregados. As tiorredoxinas TsnC e TrxA, a proteína YbbN e a proteína comigratória com bacterioferritina (Bcp), todas de Xylella fastidiosa, foram estudadas neste trabalho. As condições de renaturação foram otimizadas, utilizando-se diferentes proporções do par redox, concentrações de GdnHCl, presença de aditivos e esquemas de descompressão. Para a quantificação e análise da eficácia do processo de renaturação das proteínas sob pressão foram utilizadas as técnicas de microscopia eletrônica de varredura dos CI e de SDS-PAGE, e ensaios de atividade enzimática das proteínas. A TsnC foi renaturada em Tris HCl 50 mM com proporção de 10GSH:1GSSG em concentração final de 10 mM, 0,75 M GdnHCl, na presença de 0,5 M de Triton-X e a pressão utilizada foi de 2,4 kbar por 1 hora e 30 minutos seguida de descompressão direta e incubação por 16 horas em pressão atmosférica. O rendimento final de obtenção de TsnC solúvel foi altíssimo, de até 89,9%. A renaturação de proteína YbbN, nunca antes descrita, foi obtida em tampão de renaturação Tris HCl 50 mM, na presença de 0,5 M de L-Arginina e a pressão utilizada foi de 2,4 kbar por 1 hora e 30 minutos seguida de descompressão direta e incubação por 16 horas em pressão atmosférica. A proteína YbbN, que apresentou atividade de tioredoxina, foi renaturada com rendimento de até 98% a partir da proteína insolúvel nos CI. Foi possível a solubilização da tiorredoxina TrxA e Bcp sob alta pressão hidrostática em tampão de renaturação Tris HCl 50 mM, utilizando diferentes proporções do par redox na concentração final de 10 mM e 1,5 M de GdnHCl, porém não foi possível obter a atividade biológicas destas proteínas. Mostramos também que a L-Arginina apresenta efeito auxiliar na solubilização dos CI induzida pela alta pressão, e ao mesmo tempo se mostrou altamente protetora contra a inativação da atividade da YbbN promovida pela incubação em altas temperaturas, o que sugere que a presença deste aminoácido pode ter alta aplicabilidade juntamente com a aplicação de altas pressões para elevar os rendimentos de renaturação de proteínas recombinantes a partir de CI. / Many of the relevant proteins are found in low concentrations in their native sources. The high level expression of recombinant heterologous proteins in Escherichia coli often causes their accumulation as insoluble aggregates in the cytoplasm or periplasm of bacteria in a mainly inactive form, known as inclusion bodies (IB). The high pressure has been widely used to study the conformational states of proteins. It modulates the protein-protein and protein-solvent interactions by changing the volume of the system, promoting the entrance of water into the cavities unexposed to water, exposing hydrophobic regions and promoting solubilization of the aggregates. The present study aimed to refold recombinant proteins expressed in E. coli as IB using high hydrostatic pressure as a mild condition for IB dissociation. The thioredoxins TsnC, TrxA and Ybbn and the protein comigratory with bacterioferritin (Bcp) of Xylella fastidiosa were studied in this work. The conditions for refolding were optimized for proportions of the redox pair, GdnHCl concentration, presence of additives and schemes for decompression. To analyze the effectiveness of the process of refolding under pressure we have used, scanning electron microscopy of the IB and SDS-PAGE and enzymatic activity assays for quantification and analysis of the solubilized proteins. The TsnC was renatured in 50 mM TrisHCl at a ratio of 10GSH: 1GSSG in 10 mM final concentration, 0.75 M GdnHCl in the presence of 0.5M Trito X-100 and application of 2.4 kbar for 1.5 hours, followed by direct decompression and incubation for 16 h at atmospheric pressure. The final yield of soluble and biological active TsnC was very high, up to 89,9%. The refolding of protein YbbN was obtained by application of 2.4 kbar for 1.5 h to an IB suspension in buffer 50 mM Tris HCl, in the presence of 0.5 M L-arginine, followed by direct decompression and incubation for 16 h at atmospheric pressure. We also show that L-arginine had a highly protective effect on the inactivation of biological activity of YbbN promoted by incubation at high temperatures.The final yield of refolded YbbN, that present thioredoxin activity, was also very high: 98%. TrxA and Bcp thioredoxins were solubilized at 2.4 kbar and step decompression. However, these proteins did not present biological activity. We also show that L-arginine has an auxiliary effect on the solubilization of IB induced by high pressure, while its presence proved highly protective against inactivation of the enzymatic activity promoted by incubation at high temperatures. These results suggest that the presence of this amino acid can have high applicability to increase the yield of refolding of recombinant proteins from the IC at high pressure.
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Renaturação sob alta pressão hidrostática de tiorredoxinas de Xylella fastidiosa / Renaturation under high hidrostatic pressure of thioredoxins of Xylella fastidiosa

Laura Simoni Lemke 07 August 2012 (has links)
Muitas das proteínas de valor biomédico relevante são encontradas em baixas concentrações em suas fontes nativas. O alto nível de expressão de proteínas recombinantes em E. coli, muitas vezes gera o acúmulo de proteínas como agregados insolúveis no citoplasma e/ou periplasma da bactéria, denominados de corpos de inclusão (CI). A alta pressão tem sido amplamente utilizada no estudo da conformação das proteínas,ela modula as interações proteína-proteína e proteína-solvente através de mudanças no volume das mesmas, promovendo a entrada de água nas cavidades não expostas da molécula e promovendo hidratação e solubilização dos agregados. O presente trabalho teve como objetivo a renaturação de proteínas recombinantes expressas como CI em Escherichia coli usando alta pressão hidrostática como condição branda de dissociação dos agregados. As tiorredoxinas TsnC e TrxA, a proteína YbbN e a proteína comigratória com bacterioferritina (Bcp), todas de Xylella fastidiosa, foram estudadas neste trabalho. As condições de renaturação foram otimizadas, utilizando-se diferentes proporções do par redox, concentrações de GdnHCl, presença de aditivos e esquemas de descompressão. Para a quantificação e análise da eficácia do processo de renaturação das proteínas sob pressão foram utilizadas as técnicas de microscopia eletrônica de varredura dos CI e de SDS-PAGE, e ensaios de atividade enzimática das proteínas. A TsnC foi renaturada em Tris HCl 50 mM com proporção de 10GSH:1GSSG em concentração final de 10 mM, 0,75 M GdnHCl, na presença de 0,5 M de Triton-X e a pressão utilizada foi de 2,4 kbar por 1 hora e 30 minutos seguida de descompressão direta e incubação por 16 horas em pressão atmosférica. O rendimento final de obtenção de TsnC solúvel foi altíssimo, de até 89,9%. A renaturação de proteína YbbN, nunca antes descrita, foi obtida em tampão de renaturação Tris HCl 50 mM, na presença de 0,5 M de L-Arginina e a pressão utilizada foi de 2,4 kbar por 1 hora e 30 minutos seguida de descompressão direta e incubação por 16 horas em pressão atmosférica. A proteína YbbN, que apresentou atividade de tioredoxina, foi renaturada com rendimento de até 98% a partir da proteína insolúvel nos CI. Foi possível a solubilização da tiorredoxina TrxA e Bcp sob alta pressão hidrostática em tampão de renaturação Tris HCl 50 mM, utilizando diferentes proporções do par redox na concentração final de 10 mM e 1,5 M de GdnHCl, porém não foi possível obter a atividade biológicas destas proteínas. Mostramos também que a L-Arginina apresenta efeito auxiliar na solubilização dos CI induzida pela alta pressão, e ao mesmo tempo se mostrou altamente protetora contra a inativação da atividade da YbbN promovida pela incubação em altas temperaturas, o que sugere que a presença deste aminoácido pode ter alta aplicabilidade juntamente com a aplicação de altas pressões para elevar os rendimentos de renaturação de proteínas recombinantes a partir de CI. / Many of the relevant proteins are found in low concentrations in their native sources. The high level expression of recombinant heterologous proteins in Escherichia coli often causes their accumulation as insoluble aggregates in the cytoplasm or periplasm of bacteria in a mainly inactive form, known as inclusion bodies (IB). The high pressure has been widely used to study the conformational states of proteins. It modulates the protein-protein and protein-solvent interactions by changing the volume of the system, promoting the entrance of water into the cavities unexposed to water, exposing hydrophobic regions and promoting solubilization of the aggregates. The present study aimed to refold recombinant proteins expressed in E. coli as IB using high hydrostatic pressure as a mild condition for IB dissociation. The thioredoxins TsnC, TrxA and Ybbn and the protein comigratory with bacterioferritin (Bcp) of Xylella fastidiosa were studied in this work. The conditions for refolding were optimized for proportions of the redox pair, GdnHCl concentration, presence of additives and schemes for decompression. To analyze the effectiveness of the process of refolding under pressure we have used, scanning electron microscopy of the IB and SDS-PAGE and enzymatic activity assays for quantification and analysis of the solubilized proteins. The TsnC was renatured in 50 mM TrisHCl at a ratio of 10GSH: 1GSSG in 10 mM final concentration, 0.75 M GdnHCl in the presence of 0.5M Trito X-100 and application of 2.4 kbar for 1.5 hours, followed by direct decompression and incubation for 16 h at atmospheric pressure. The final yield of soluble and biological active TsnC was very high, up to 89,9%. The refolding of protein YbbN was obtained by application of 2.4 kbar for 1.5 h to an IB suspension in buffer 50 mM Tris HCl, in the presence of 0.5 M L-arginine, followed by direct decompression and incubation for 16 h at atmospheric pressure. We also show that L-arginine had a highly protective effect on the inactivation of biological activity of YbbN promoted by incubation at high temperatures.The final yield of refolded YbbN, that present thioredoxin activity, was also very high: 98%. TrxA and Bcp thioredoxins were solubilized at 2.4 kbar and step decompression. However, these proteins did not present biological activity. We also show that L-arginine has an auxiliary effect on the solubilization of IB induced by high pressure, while its presence proved highly protective against inactivation of the enzymatic activity promoted by incubation at high temperatures. These results suggest that the presence of this amino acid can have high applicability to increase the yield of refolding of recombinant proteins from the IC at high pressure.

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