Interactions between carbohydrates and proteins are increasingly being recognized as crucial in many biological processes, such as cellular adhesion and communication. In order to investigate the interactions of carbohydrates and proteins, the development of efficient analytic technologies, as well as novel strategies for the synthesis of carbohydrates, have to be explored. To date, several methods have been exploited to analyze interactions of carbohydrates and proteins, for example, biosensors, nuclear magnetic resonance (NMR); enzyme-linked immunosorbent assays (ELISA), X-ray crystallography and array technologies. This thesis describes the development of novel strategies for the synthesis of carbohydrates, as well as new efficient strategies to Quartz Crystal Microbalance- (QCM-) biosensors and carbohydrate microarrays technologies. These methodologies have been used to probe carbohydrate-lectin-interactions for a range of plant and animal lectins. / QC 20100915

Thesis (M.S.)--University of Texas at El Paso, 2008. / Title from title screen. Vita. CD-ROM. Includes bibliographical references. Also available online.

Thesis (M.For.Sc.)--University of Western Australia, 2007.

Thesis (Ph. D.)--Ohio State University, 2006. / Available online via OhioLINK's ETD Center; full text release delayed at author's request until 2007 Jan 27

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:05Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-02-25Bitstream added on 2014-06-13T20:29:48Z : No. of bitstreams: 1 pesquero_nc_me_araiq.pdf: 1328191 bytes, checksum: b43c0dd0e4c51db5570dd9acd342760e (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / No presente trabalho foi avaliada a equivalência entre as formas nativa e recombinante da lectina Artin M utilizando como ligante a peroxidase de raiz forte (HRP) por meio da técnica de microbalança a cristal de quartzo. Para tal foi preparado um biossensor por meio da imobilização da lectina, tanto nativa como recombinante, na superfície do cristal de quartzo piezelétrico. A imobilização das lectinas foi realizada por meio da construção de uma monocamada auto organizada utilizando dois alcanotióis, ácido 11-mercaptoundecanóico e o 2-mercaptoetanol. Para o acoplamento das proteínas foram utilizados N-etil-N- (dimetilaminopropil) carbodiimida (EDC) e N-hidoxisuccinimida (NHS) que formam com os grupamentos carboxílicos um intermediário reativo. Após a preparação do biossensor foi utilizado um sistema de injeção em fluxo acoplado à microbalança de cristal a quartzo para o estudo da interação lectina-glicoconjugado. Desta forma, as interações da Artin M nativa e recombinante com a glicoproteína peroxidase de raiz forte foram estudadas por meio da determinação das suas constantes de afinidade aparente e de associação cinética, sendo que foram encontrados os valores de constante de afinidade aparente (4,6 ± 0,9) x 103 e (2,6 ± 0,5) x 103 L mol -1 para as interações jArtinM-HRP e rArtinM-HRP, e os valores de constante cinética (7 ± 3) x 103 e (7 ± 2) x 103 L mol -1 para as interações jArtinM-HRP e rArtinM-HRP. Os valores das constantes de interação obtidos evidenciaram a equivalência entre ambas as formas da lectina Artin M. Neste trabalho também foi determinada a constante de associação cinética da interação entre a lectina Artin M recombinante e linhagens celulares de leucemia mielóide aguda humana (NB4, K562 e U937), no intuito de melhor entender a diferença na citotoxicidade observada da Artin M sobre estas células... / In the present work was evaluated the equivalence between the native and recombinant forms of Artin M using horseradish peroxidase as ligand by means the quartz crystal microbalance technique. In this way, a biosensor was prepared immobilizing the lectin, native and recombinant forms, on piezoelectric quartz crystal surface. Lectins immobilization was realized constructing self assembled monolayers using the alkanethiols 11-mercaptoundecanoic acid and 2-mercaptoethanol. To the binding of proteins was used N-ethyl-N-(dimethylaminopropyl) carbodiimide (EDC) and N-hydroxysuccinimide (NHS), which form with carboxylic groups a reactive intermediary. After biosensor preparation was utilized a flow injection system coupled to quartz crystal microbalance to study the lectin-glycoconjugated interaction. Thus the native Artin M and recombinant Artin M interaction with horseradish peroxidase glycoprotein were studied by determining its apparent affinity constant and association kinetic constants. The values obtained to apparent affinity constant were (4,6 ± 0,9) x 103 e (2,6 ± 0,5) x 103 L mol -1 to jArtinM-HRP e rArtinM-HRP interactions, and the values obtained to association kinetic constant were (7 ± 3) x 103 e (7 ± 2) x 103 L mol -1 to jArtinM-HRP e rArtinM-HRP interactions. These constant values evidence the equivalence between native and recombinant forms of Artin M lectin. During this work were also determined the association kinetic constant of the interaction between recombinant Artin M and leukemic lineages from human acute myeloid leukemia (NB4, K562 and U937), with the purpose of a better understanding in the different cytotoxic effect of Artin M on these cells. In this way the values of association kinetic constant obtained was (0,3 ± 0,1) x 10-7 , (0,9 ± 0,1) x 10-7 e (2,7 ± 0,3) x 10-7 mL cel -1 to the interactions between Artin M and NB4, K562 and U937, respectively

Orientador: Paulo Roberto Bueno / Banca: Marcelo Mulato / Banca: Maria Cristina Roque Antunes Barreira / Resumo: No presente trabalho foi avaliada a equivalência entre as formas nativa e recombinante da lectina Artin M utilizando como ligante a peroxidase de raiz forte (HRP) por meio da técnica de microbalança a cristal de quartzo. Para tal foi preparado um biossensor por meio da imobilização da lectina, tanto nativa como recombinante, na superfície do cristal de quartzo piezelétrico. A imobilização das lectinas foi realizada por meio da construção de uma monocamada auto organizada utilizando dois alcanotióis, ácido 11-mercaptoundecanóico e o 2-mercaptoetanol. Para o acoplamento das proteínas foram utilizados N-etil-N- (dimetilaminopropil) carbodiimida (EDC) e N-hidoxisuccinimida (NHS) que formam com os grupamentos carboxílicos um intermediário reativo. Após a preparação do biossensor foi utilizado um sistema de injeção em fluxo acoplado à microbalança de cristal a quartzo para o estudo da interação lectina-glicoconjugado. Desta forma, as interações da Artin M nativa e recombinante com a glicoproteína peroxidase de raiz forte foram estudadas por meio da determinação das suas constantes de afinidade aparente e de associação cinética, sendo que foram encontrados os valores de constante de afinidade aparente (4,6 ± 0,9) x 103 e (2,6 ± 0,5) x 103 L mol -1 para as interações jArtinM-HRP e rArtinM-HRP, e os valores de constante cinética (7 ± 3) x 103 e (7 ± 2) x 103 L mol -1 para as interações jArtinM-HRP e rArtinM-HRP. Os valores das constantes de interação obtidos evidenciaram a equivalência entre ambas as formas da lectina Artin M. Neste trabalho também foi determinada a constante de associação cinética da interação entre a lectina Artin M recombinante e linhagens celulares de leucemia mielóide aguda humana (NB4, K562 e U937), no intuito de melhor entender a diferença na citotoxicidade observada da Artin M sobre estas células ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In the present work was evaluated the equivalence between the native and recombinant forms of Artin M using horseradish peroxidase as ligand by means the quartz crystal microbalance technique. In this way, a biosensor was prepared immobilizing the lectin, native and recombinant forms, on piezoelectric quartz crystal surface. Lectins immobilization was realized constructing self assembled monolayers using the alkanethiols 11-mercaptoundecanoic acid and 2-mercaptoethanol. To the binding of proteins was used N-ethyl-N-(dimethylaminopropyl) carbodiimide (EDC) and N-hydroxysuccinimide (NHS), which form with carboxylic groups a reactive intermediary. After biosensor preparation was utilized a flow injection system coupled to quartz crystal microbalance to study the lectin-glycoconjugated interaction. Thus the native Artin M and recombinant Artin M interaction with horseradish peroxidase glycoprotein were studied by determining its apparent affinity constant and association kinetic constants. The values obtained to apparent affinity constant were (4,6 ± 0,9) x 103 e (2,6 ± 0,5) x 103 L mol -1 to jArtinM-HRP e rArtinM-HRP interactions, and the values obtained to association kinetic constant were (7 ± 3) x 103 e (7 ± 2) x 103 L mol -1 to jArtinM-HRP e rArtinM-HRP interactions. These constant values evidence the equivalence between native and recombinant forms of Artin M lectin. During this work were also determined the association kinetic constant of the interaction between recombinant Artin M and leukemic lineages from human acute myeloid leukemia (NB4, K562 and U937), with the purpose of a better understanding in the different cytotoxic effect of Artin M on these cells. In this way the values of association kinetic constant obtained was (0,3 ± 0,1) x 10-7 , (0,9 ± 0,1) x 10-7 e (2,7 ± 0,3) x 10-7 mL cel -1 to the interactions between Artin M and NB4, K562 and U937, respectively / Mestre

Orientador: Lauro Tatsuo Kubota / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-07T10:16:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Damos_FlavioSantos_D.pdf: 8044516 bytes, checksum: a3443f4130ad6150c52dfa20c571bb04 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O presente trabalho descreve as aplicações da ressonância de plásmon de superfície (surface plasmon resonance-SPR) e da microbalança de cristal de quartzo (quartz crystal microbalance-QCM) na investigação de processos interfaciais, visando o melhor entendimento e aplicação dos sistemas investigados bem como o estabelecimento das aplicações da técnica SPR aliada à eletroquímica. Neste sentido são apresentadas investigações do comportamento óptico-eletroquímico da molécula de azul de metileno (sistema 1), polímeros condutores (sistema 2) e monocamadas auto-organizadas (sistema 3). A escolha de tais sistemas, embora distintos, tem a finalidade de exploração ampla da técnica SPR na investigação de processos superficiais e interfaciais. O uso da técnica SPR na investigação do sistema 1 mostra a sua aplicabilidade no monitoramento do intumescimento de filmes em dimensões nanométricas e a investigação de processos adsortivos e difusionais com elevada sensibilidade. Assim sendo, a técnica SPR foi aplicada na investigação de processos de formação de filmes finos de polímeros condutores, bem como os processos de dopagem destes filmes. Neste sentido, foi investigada a eletropolimerização do pirrol e da polianilina bem como o efeito de dopantes aniônicos sobre as propriedades ópticas e eletroquímicas destes materiais. As medidas ópticas obtidas foram correlacionadas aos processos de dopagem e desdopagem dos filmes confeccionados mediante um estudo comparativo destes processos por QCM tendo em vista a consolidação da mesma na investigação de tais processos. Por fim, com o propósito de explorar a sensibilidade da técnica SPR a sistemas de dimensões sub-nanométricas, foram investigadas monocamadas auto-organizadas de ácido 11-mercapto-undecanóico e mono(6-deoxi-6-mercapto)-b-ciclodextrina. Neste sentido, foram determinadas a espessura e a constante dielétrica destes filmes, assim como a cinética de adsorção destes empregando um modelo de adsorção fundamentado na adsorção, desorção e re-arranjo molecular / Abstract: The present work describes the applications of surface plasmon resonance (SPR) and quartz crystal microbalance (QCM) in the investigation of interface processes in the attempt to improve the understanding and application of the investigated systems as well as the establishment of the applications of the SPR allied with electrochemical techniques. In this sense, are presented the investigation of the electrochemical behavior of the methylene blue molecule (system 1), conducting polymers (system 2) and self-assembled monolayers (system 3). The selection of these systems, although distinct, has a focus on the exploration of the SPR technique in the investigation of surface and interface processes. The use of SPR technique in the investigation of the system 1 shows its applicability in the monitoring of swelling of films in nanometric size as well as the investigation of adsorptive and diffusional processes with high sensitivity. Thus, SPR was applied in the investigation of construction of thin conducting polymer films as well as its doping processes. In this sense, were investigated pyrrole and aniline electropolymerization as well as the effects of anionic dopants on its optical and electrochemical properties. The optical measurements were correlated with the doping and dedoping processes of the films by means of a comparative study of these processes by QCM due to the better establishment of this technique in the investigation of these processes. Finally, with the purpose of explore the sensitivity of the SPR technique in sub-nanometric size systems, the SPR technique was applied in the investigation of selfassembled monolayers of 11-mercapto-undecanoic acid and mono(6-deoxy-6-mercapto)-b- cyclodextrin. In this sense, were determined the thickness and dielectric constant of these films as well as the adsorption kinetic by using a kinetic model based on adsorption, desorption and re-arrangement of molecules / Doutorado / Físico-Química / Mestre em Química

Orientador: David Mendez Soares / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-15T00:08:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gomes_WyllersonEvaristo1983-_M.pdf: 20027750 bytes, checksum: ac9756c2723f3eb80a562d792355af61 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: As propriedades dinâmicas e estruturais de filmes de surfatantes adsorvidos em superfícies são de interesse fundamental e aplicado. Investigamos a formação de estruturas auto-organizadas de surfatantes sobre superfícies de substrato sólido de ouro. Estudamos sua dinâmica de formação e estabilidade. As estruturas foram feitas em ambiente aquoso, sob condições físico-químicas controladas. Tais estruturas são potenciais candidatas a modelos in vitro de membrana biológica (sistema biomimético) / Abstract: The structural and dynamical properties of surfactant films are both of fundamental and applied interest. To understand the formation mechanism of these structures we have studied the formation of surfactant self-assembled aggregates on gold surfaces. Their dynamic and stability were investigated. All experiments were performed in aqueous media, under specific physical and chemical conditions. These structures are potential candidates of in vitro models for biological membranes (bio-mimetic systems) / Mestrado / Físico-Química / Mestre em Física

Em tempos nos quais a sociedade se volta a reflexões sobre questões climáticas e energéticas, células a combustível surgem como uma alternativa promissora no âmbito das políticas que visam o desenvolvimento sustentável. Nesse sentido, há ainda desafios a serem superados nas esferas fundamental e aplicada. Entender o papel das espécies presentes no eletrólito de suporte é fundamental em tal descrição. Especificamente no caso de ânions dissolvidos no eletrólito, o papel mais comumente atribuído é o de inibir o processo eletrocatalítico de interesse, por meio do bloqueio de sítios superficiais. No entanto, atribui-se recentemente ao ânion BF4- um efeito diverso; o aumento dos valores de corrente de eletro-oxidação em baixos potenciais. Apresenta-se na presente dissertação, um estudo sistemático deste processo, empregando a técnica da nanobalança eletroquímica a cristal de quartzo (NECQ), em conjunto com técnicas eletroquímicas tradicionais. Tal estudo revelou a ocorrência de diferenças notáveis nos perfis voltamassométricos do sistema eletroquímico quando da adição de pequenas quantidades do reagente HBF4. Tais diferenças têm caráter bastante especial, uma vez que nos perfis voltamétricos não são observadas diferenças marcantes nos valores de corrente entre o sistema eletroquímico com a adição de pequenas quantidades do reagente HBF4 e o sistema eletroquímico sem a adição desse reagente. À partir dos métodos utilizados e das evidências experimentais observadas, é possível inferir que o comportamento peculiar até então atribuído ao HBF4 na verdade resulta de uma contaminação com o semimetal arsênio, apesar de o rótulo do fabricante não informar sobre a possibilidade da ocorrência de traços do semimetal. / In times where the society turns its reflections on climate and energy questions, fuel cells appear as a promising alternative for the policies aimed at sustainable development. In this sense, there are still challenges to overcome in fundamental and applied levels. Understand the role of species in the supporting electrolyte is crucial in such a description. Specifically in the case of anions dissolved in the electrolyte, the most commonly assigned role is to inhibit the electrocatalytic process of interest, through blockade of surface sites. However, to the anion BF4- is recently attributed a diverse effect, the increase of the current values of electro-oxidation at low potentials. It is presented in this dissertation, a systematic study of this process, using the technique of the electrochemical quartz crystal nanobalança (EQCN), combined with traditional electrochemical techniques. This study revealed the occurrence of remarkable differences in the voltamassometric profiles of the electrochemical system when adding small amounts of reagent HBF4. Such differences are special features, since in the voltammetric profiles marked differences are not observed in current values between the electrochemical system with or without the addition of small amounts of reagent HBF4. On the basis of methods utilized and the experimental evidence observed, it is possible to infer that the peculiar behavior previously attributed to HBF4 actually results from a semimetal contamination with arsenic, although the manufacturer\'s label gives no information about the occurrence of traces of the semimetal.

O presente trabalho tem como objetivo principal a eletrofiação de nanofibras poliméricas de poliacrilonitrila (PAN) e polifluoreto de vinilideno (PVDF), incorporadas com negro de fumo (NF) e ftalocianina de cobre (CuPc), visando aplicações em dispositivos sensores. Inicialmente foram preparadas soluções de PAN puro a 6 % em peso e PVDF puro a 20% em peso e foram misturadas a essas soluções partículas de negro de fumo e ftalocianina de cobre, obtendo soluções de PAN/NF, PVDF/NF, PAN/CuPc e PVDF/CuPc. Foi determinada a viscosidade absoluta das soluções. Realizou-se a eletrofiação para obtenção de nanofibras que foram caracterizadas segundo o diâmetro e morfologia, usando microscópio óptico e microscópio eletrônico de varredura. Para avaliar as interações polímero-polímero, polímero-partícula foram analisadas por espectroscopia FITR e Raman. Com as fibras de PAN/NF foi analisada a resistência e condutância elétrica das membranas usando um picoamperímetro digital, visando aplicação como filtro eletrostático. Foi construído canal na lâmina de silício usando um feixe de laser visando a deposição de fibras dentro do canal usando a técnica de focagem eletrodinâmica com tensão aplicada em máscaras de cobre. Foi usada a técnica da microbalança de cristal de quartzo para determinar a variação de massa adsorvida por membranas de PAN/CuPc e PVDF/CuPc por meio da medida da variação de frequência usando um frequencímetro digital, onde se observou que essas membranas são promissoras para atuar como sensores de vapor de amônia. / The main objective of this work is the incorporation of different particles in order to electrospun polymeric nanofibers of polyacrylonitrile (PAN) and polyvinylidene fluoride (PVDF), aiming at applications in sensor devices. Initially, solutions of PAN pure 6 wt% and PVDF pure 20 wt% were prepared and these solutions were mixed with carbon black (NF) particles and copper phthalocyanine (CuPc), obtaining solutions of PAN/NF, PVDF/NF, PAN/CuPc and PVDF/CuPc. The absolute viscosity of the solutions was determined. The electrospinning was performed to obtain nanofibers that were characterized according to the diameter and morphology, using optical microscope and scanning electron microscopy. To evaluate the polymer-polymer and polymer-particle interactions, FITR and Raman spectroscopy were performed. The resistance and conductance of the membranes electrospun from PAN/NF solution were analyzed using a digital picoammeter, and an increase in the resistance was measured. This result shows that the membrane is suitable to be applied as electrostatic filter. A channel was constructed on the silicon wafer using a laser beam for the deposition of fibers inside the channel using the electrodynamic focusing technique. The quartz crystal microbalance technique was used to determine the applicability of the membranes as sensor layer. The results of PAN/CuPc and PVDF/CuPc membranes suggests that these membranes are promising to act such as ammonia vapor sensors.