A química de 1,2-dioxetanos tem sido alvo de estudos intensivos desde sua primeira síntese há aproximadamente 25 anos atrás. Tais moléculas de alto conteúdo energético, quando termolisadas, geram dois compostos carbonílicos, um deles podendo ser formado em um estado eletronicamente excitado. Na termólise de dioxetanos contendo substituintes \"simples\", são formadas principalmente espécies excitadas triplete. Entretanto, quando o anel peroxídico contém substituintes doadores de elétrons, tais compostos tornam-se mais lábeis, sofrendo decomposição segundo o mecanismo de transferência de elétron denominado \"Chemically Initiated Electron Exchange Luminescence\" (CIEEL). Este trabalho relata a síntese e as propriedades quimiluminescentes dos dioxetanos I a IV. O estudo da decomposição em presença de íons fluoreto nos permite distinguir entre catálise por transferência de elétron através da ligação (dioxetano II) e através do espaço (dioxetano IV). Observação: Ilustrações de dioxetanos I-IV disponíveis no resumo em PDF Na síntese de I a IV foi utilizado o clássico método de Kopecky para a obtenção de dioxetanos a partir das respectivas olefinas, via β-bromo-hidroperóxidos. Os 1,2-dioxetanos foram purificados através de cromatografia em coluna a baixas temperaturas e caracterizados pelos dados espectroscópicos (1H-NMR e 13C-NMR). A decomposição unimolecular de I-IV forneceu apenas os produtos de clivagem esperados, os correspondentes compostos carbonílicos. Para I e II, foi observada emissão direta com um máximo em 412 nm, enquanto para III e IV foi necessária a utilização de sensibilizadores para a detecção e a quantificação de compostos carbonílicos eletronicamente excitados. Os parâmetros de ativação para a termólise de I-IV, determinados em tolueno a partir de gráficos de Eyring e de Arrhenius numa faixa de temperaturas de 65 a 80 ºC, apresentaram valores muito semelhantes aos normalmente observados na decomposição unimolecular de dioxetanos trissubstituídos. Além disso, foram observados altos rendimentos quânticos de produtos carbonílicos excitados triplete, similar àqueles obtidos para 1,2-dioxetanos trissubstituídos contendo substituintes alquila e arila. Para a determinação de rendimentos quânticos utilizou-se 9,10-difenilantraceno (DPA), para estados excitados singlete e 9,10-dibromoantraceno (DBA), no caso dos tripletes. Em presença de íons fluoreto, as constantes de velocidade para a decomposição de II e IV são aproximadamente quatro ordens de grandeza superiores àquelas observadas para a decomposição unimolecular a temperatura ambiente: os tempos de meia-vida (t1/2) destes dioxetanos (81 e 24h, respectivamente), são reduzidos a aproximadamente 15s. Além disso, observa-se forte emissão em 560 nm devido à formação preferencial de estados excitados singlete. Os rendimentos quânticos singlete para a decomposição catalisada de II e IV, determinados através de medidas de emissão direta, foram 100 e 1,0 %, respectivamente. Os parâmetros de ativação determinados para as reações de decomposição catalisadas por fluoreto são consideravelmente mais baixos do que aqueles obtidos para as de decomposição unimolecular. Para explicar os resultados obtidos, propusemos um mecanismo detalhado, baseado no esquema mecanístico CIEEL. A primeira transferência de elétron do fenolato gerado para o anel peroxídico ocorre com a mesma eficiência no caso de II e IV. Porém, a diferença observada entre os rendimentos quânticos singlete (Φs) indica que, no caso de IV, a segunda transferência de elétron ocorre com eficiência consideravelmente mais baixa. A observação de catálise na decomposição de IV constitui o primeiro exemplo de mecanismo CIEEL intramolecular em 1,2-dioxetanos iniciado pela transferência de elétron de um doador que não está diretamente ligado ao anel peroxídico (transferência de elétrons através do espaço). Além disso, como os parâmetros de quimiluminescência, especificamente os rendimentos quânticos obtidos para II e IV, podem ser explicados com base na proposta mecanística CIEEL, este trabalho pode ser considerado como mais uma evidência para a validade deste polêmico mecanismo. / The generation of visible light by a living organism or by a chemical reaction is a sufficiently rare and unusual event to attract the interest of biologists, biochemists and chemists. The chemiluminescent reaction most extensively investigated over the past 25 years, is the thermolysis of 1,2-dioxetanes. These high energy molecules generate mainly triplet excited carbonyl compounds on thermal decomposition, except when the dioxetane ring bears electron-donating substituents. In the latter case, such labile dioxetanes follow an intramolecular electron transfer mechanism, probably via the CIEEL (Chemically Initiated Electron Exchange Luminescence) pathway. This work reports our results on the synthesis and the chemiluminescence properties of the dioxetanes I to IV. These compounds serve as models to distinguish between resonance electron transfer (dioxetane II) and through space electron transfer (dioxetane IV) in their fluoride-catalyzed decomposition. Note: Dioxetanes I-IV illustrations available at the PDFs Summary The classical Kopecky method for the preparation of dioxetanes from the corresponding alkenes via β-bromohydroperoxides was the route used for the synthesis of I to IV. The dioxetanes were purified by low-temperature silica gel cromatography and characterized on the basis of their spectral data (1H-NMR and 13C-NMR). Thermal decomposition of I-IV gave the expected cleavage products, the corresponding carbonyl compounds. For I and II, direct emission was observed with a maximum at 412 nm, while for III and IV it was necessary to use sensitizers for the detection and quantification of the eletronically excited carbonyl compounds. Upon unimolecular decomposition, the dioxetanes I-IV show activation parameters and excited state yields expected for trisubstituted 1,2-dioxetanes; relatively high stability (ΔG≠approximately equal to 25 kcal.mol-1) and preferential formation of triplet excited states are observed. The excitation yields were deterrnined by the well-stablished methods, in which 9,10-diphenylantracene (DPA) is employed for singlet and 9,10-dibromoantracene (DBA) for triplet state counting. In the presence of tetrabutylammonium fluoride, which causes the deprotection of the phenol group to the corresponding phenolate, the decomposition rates of II and IV are increased drastically. The deprotected derivatives decompose about 104 times faster than the protected ones, and a strong direct emission with a maximum at 560 nm is observed. The singlet quantum yields for the catalyzed decomposition of II and IV were 100 and 1,0 % respectively. The activation parameters for the fluoride catalyzed decomposition are considerably lower than that for the unimolecular one. These facts indicate the occurrence of an intramolecular \"Chemically Initiated Electron Exchange Luminescence\" (CIEEL) mechanism, leading to the preferential formation of singlet excited states. The proposed mechanism, based on the CIEEL scheme, involves removal of the silyl protecting group, promoted by fluoride, to generate the phenoxy-anion, which subsequently acts as an electron donor to the dioxetane moiety, leading to dioxetane cleavage and excited states formation. The first electron transfer from the phenolate to the peroxide ring occurs with the same rate in both cases. Therefore, the observed difference between the singlet quantum yields indicate that the back electron transfer occurs with lower efficiency in the case of IV. The observation of fluoride catalysis in the decomposition of dioxetane IV constitutes the first example of an intramolecular CIEEL mechanism in 1,2-dioxetanes initiated by electron transfer from a donor which is not directly bond to the peroxide ring (\"through space electron transfer\"). Moreover, as the chemiluminescence parameters, specifically the quantum yields of II and IV, can be explained based on the proposed pathways for the CIEEL mechanism, this work supplies additional evidence for the validity of this widely cited but still polemic mechanism.

A reação peroxioxalato está sendo amplamente utilizada para as mais variadas aplicações analíticas e bioanalíticas, porém, esta transformação é pouco estudada em meios aquosos, importantes principalmente para aplicações bioanalíticas. Neste trabalho foi estudada a reação de oxalato de bis(2,4,6-triclorofenila) (TCPO) com peróxido de hidrogênio (H2O2), em 1,2-dimetoxietano e em água, catalisada por 2,6-lutidina (2,6-dimetilpiridina). Observou-se que a reação ocorre com essa base agindo como um catalisador não-nucleofílico. A reação peroxioxalato foi realizada também em tampão borato onde a espécie reativa é a base conjugada do H2O2. A partir da dependência da constante de velocidade de decaimento da intensidade de emissão (kobs) com a concentração de peróxido de hidrogênio e do tampão borato se obtiveram evidências que a reação neste meio ocorre por catálise básica específica. Por último, a reação foi estudada em meio tampão borato contendo os líquidos iônicos (LIs) tetrafluoroborato de 1-butil-3-metilimidazólio (bmimBF4), cloreto de 1-alil-3- metilimidazólio (AmimCl) e acetato de 1-alil-3-metilimidazólio (AmimAc). A presença dos LIs no tampão resulta em um aumento dos rendimentos de formação de estados excitados singlete (Φs). Contrariamente, o aumento da concentração de sais comuns, como cloreto e acetato de tetrabutilamonio e NaCl, causou a diminuição dos valores dos rendimentos quânticos de quimiluminescência. As constantes de velocidade observadas aumentaram tanto com a concentração dos LIs quanto dos sais comuns. Os valores dos rendimentos quânticos de quimiexitação obtidos foram correlacionados com os parâmetros de viscosidade e polaridade das misturas. De maneira geral, foi mostrado neste trabalho que a reação peroxioxalato pode ser conduzida em meios essencialmente aquosos e a presença de LIs leva a um aumento do rendimento quântico de emissão, fatos importantes para potenciais aplicações analíticas. / The peroxyoxalate reaction is being widely used for a variety of analytical and bioanalytical applications, however, this transformation is very little studied in aqueous media, important mainly for bioanalytical applications. In this work was studied the reaction of bis(2,4,6-trichlorophenil) oxalate (TCPO) with hydrogen peroxide (H2O2) in 1,2-dimethoxyethane and water catalyzed by 2,6-lutidine (2,6-dimethylpyridine) was studied and it is observed that it occurs with this base acting as a non-nucleophilic catalyst. The peroxyoxalate reaction was also performed in aqueous borate buffer where the reactive species is the conjugate base of H2O2. Evidence is obtained that this reaction occurs through specific base catalysis from the dependence of the emission decay rate constant (kobs) with the hydrogen peroxide and borate buffer concentration. Finally, the reaction was studied in borate buffer media containing the ionic liquids (ILs) 1-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate (bmimBF4), 1-allyl-3-methylimidazolium chloride (AmimCl) and 1-allyl-3-methylimidazolium acetate (AmimAc). The presence of ILs in the buffer results in a concentration dependend increase of the yields of excited state formation (Φs). In contrast, the increase of the concentration of common salts, such as tetrabutylammonium chloride, tetrabutylammonium acetate and NaCl, caused a decrease in the emission quantum yields. The observed rate constants increased with both, the concentration of ILs and common salts. The chemiexcitation quantum yields values obtained were correlated with the viscosity and polarity parameters of the mixtures. In conclusion, it was shown in this work that the peroxyoxalate reaction can be conducted in essentially aqueous media and the presence of ILs leads to an increase in the emission quantum yields, important facts for potential analytical applications.

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Made available in DSpace on 2016-06-02T20:36:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4724.pdf: 2003521 bytes, checksum: 96157539ceb3d4705ae3f6271b7fbf7c (MD5) Previous issue date: 2008-02-20 / Universidade Federal de Sao Carlos / In the present work, analytical procedures were developed using the multicomutação concept and inhibition of the chemilumenescence for the pharmaceuticals determination, such as, captopril, dipirona and paracetamol. For the control of the analysis module and acquisitions of data a microcomputer was used Pentiun 233 MHz equipped with an electronic interface (PCL - 711S), through programs in language Lab - View 7.0. The detection module consists of a cell of flow of polyethylene (in spiral) of 100 cm, a silicon fotodiodo (OSD-50E) and an electronic device (I model FAC 500), for the conditioning and amplification of the signs chemiluminescents. The analytical procedure was used for captopril determination in pharmaceutical formulations, the system bases on the inhibition of the sign chemiluminescence, between the luminol and the hypochlorite of sodium, when inserting the drug in the system. The analytical curve obtained was linear from 7,5 x 10-6 to 1,0 x 10-4 mol L-1 and detection limit was 9,0 x 10-7 mol L-1 with an analytical frequency of 180 h-1. The same system was used for dipirona determination, that system bases on the oxidation of the dipirona for the hexacianoferrate (III) of potassium, that is the catalyst of the reaction among the luminol-H2O2 happening like this the decrease of the sign quimiluminescente. The analytical curve presented a lineal strip of 1,0 x 10-4 to 9,0 x 10-4 mol L-1 with limit of detection of 9,0 x 10-5 mol L-1 obtaining an analytical frequency of 215 h-1. The studied analytical procedure, for the paracetamol determination in pharmaceutical formulations bases on the consumption of the reagent in excess of hypochlorite of sodium for the drugs, happening from that way to the decrease of the magnitude of the analytical sign. After the optimization of the system it was obtained a lineal strip of answer of 5,0 x 10-6 to 9,0 x 10 -5 mol L-1 with a limit of detection of 2,35 x 10-6 mol L-1 and a frequency of sampling of 180 determinations per hour. In the procedures quimiluminescentes involving multicommutation system stands out the bass consumption of reagents as well as a good analytical frequency. / No presente trabalho, foram desenvolvidos procedimentos analíticos empregando o conceito de multicomutação e inibição da quimiluminescência para a determinação de fármacos, tais como, captopril, dipirona e paracetamol. Para o controle do módulo de análise e aquisições de dados foi empregado um microcomputador Pentiun 233 MHz equipado com uma interface eletrônica (PCL 711S), através de programas em linguagem Lab View 7.0. O módulo de detecção consiste de uma célula de fluxo de polietileno (em espiral) de 100 cm, um fotodiodo de silício (OSD-50E) e um dispositivo eletrônico (modelo FAC 500), para o condicionamento e amplificação dos sinais quimiluminescentes. O procedimento analítico foi empregado para determinação de captopril em formulações farmacêuticas, o sistema baseia-se na inibição do sinal quimiluminescente, entre o luminol e o hipoclorito de sódio, ao inserir o fármaco no sistema. A curva analítica apresentou uma linearidade de entre 7,5 x 10-6 a 1,0 x 10-4 mol L-1 e limite de detecção estimado em 9,0 x 10-7 mol L-1 com uma freqüência analítica de 180 h-1. O mesmo sistema foi empregado para determinação de dipirona, esse sistema baseia se na oxidação da dipirona pelo hexacianoferrato (III) de potássio, que é o catalisador da reação entre o luminol-H2O2 ocorrendo assim a diminuição do sinal quimiluminescente. A curva analítica apresentou um faixa linear de 1,0 x 10-4 a 9,0 x 10-4 mol L-1 com limite de detecção de 9,0 x 10-5 mol L-1 obtendo uma freqüência analítica de 215 h-1. O procedimento analítico estudado, para a determinação de paracetamol em formulações farmacêuticas baseia se no consumo do reagente em excesso de hipoclorito de sódio pelo fármaco, ocorrendo dessa forma à diminuição da magnitude do sinal analítico. Após a otimização do sistema obteve-se uma faixa linear de resposta de 5,0 x 10-6 a 9,0 x 10 -5 mol L-1 com um limite de detecção de 2,35 x 10-6 mol L-1 e uma freqüência de amostragem de 180 determinações por hora. Nos procedimentos quimiluminescentes envolvendo sistema de multicomutação se destaca o baixo consumo de reagentes bem como uma boa freqüência analítica.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Química, 2013. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2014-04-16T14:17:54Z No. of bitstreams: 1 2013_ThiagoRosaSampaio.pdf: 3870939 bytes, checksum: ba87f9498e0c64094f58b9c8e74aad48 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-07-16T16:03:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_ThiagoRosaSampaio.pdf: 3870939 bytes, checksum: ba87f9498e0c64094f58b9c8e74aad48 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-07-16T16:03:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_ThiagoRosaSampaio.pdf: 3870939 bytes, checksum: ba87f9498e0c64094f58b9c8e74aad48 (MD5) / Este trabalho descreve o desenvolvimento e avaliação de microssistemas de análise por injeção em fluxo à base de Uretana-Acrilato com célula de detecção por quimiluminescência integrada. A fotolitografia profunda no ultravioleta foi empregada para gravar os canais (largura de 500 μm e profundidade de 440 μm, aproximadamente) em fotoresiste de Uretana-Acrilato (UA), sendo a célula de detecção, em formato de serpentina ou caracol, desenvolvida com diâmetro de 1,0 cm, tamanho adequado ao tamanho dos detectores utilizados. Para a realização de medidas de quimiluminescência, foram utilizados dois fotodiodos (Centronic OSD50-E) e alternativamente foi utilizada uma mini fotomultiplicadora (Hamamatsu -H7468-03). O dispositivo microfluídico proposto suportou vazões de até 3,0 mL/min sem vazamentos e foi avaliado na determinação de peróxido de hidrogênio em soluções padrões, na determinação de hipoclorito em amostras comerciais de água sanitária e na determinação de nitrito em patês comerciais. Os sinais analíticos obtidos para a determinação de peróxido de hidrogênio utilizando detecção com fotodiodos demonstraram uma relação linear (R2=0,99987) para faixa de concentração entre 50 e 200 μmol/L e apresentou frequência analítica 110 injeções/h, enquanto que a determinação utilizando a fotomultiplicadora apresentou uma resposta linear (R2= 0,99999) na faixa de concentrações de 5 a 25 μmol/L e frequência analítica de 150 injeções/h. Para determinação de hipoclorito em amostras comerciais de água sanitária a curva analítica construída a partir dos dados obtidos com o microssistema com detecção por fotodiodos apresentou uma boa resposta linear (R2= 0,99848) na faixa de concentrações de 2 a 20 mg/L e frequência analítica de 80 injeções/h. Para a determinação de nitrito em patês comerciais foi utilizado um microssistema com detecção por fotomultiplicadora, em que os dados obtidos apresentaram uma resposta linear (R2= 0,99965) na faixa de concentração de 10 a 80 μg/L e frequência analítica de 60 injeções/h. Os resultados obtidos nas determinações de hipoclorito e nitrito foram comparados com os respectivos métodos de referência e não apresentaram diferenças significativas ao nível de 95% de confiança. Estes resultados demonstraram a viabilidade de se desenvolver microssistemas de análise por injeção em fluxo com célula de detecção por quimiluminescência integrada. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / This work describes the development and evaluation of micro flow injection analysis systems based on Urethane – Acrylate photoresist with integrated chemiluminescence detection cell. The deep ultraviolet photolithography was employed to engrave the channels (width of 500 μm and depth of 440 μm, approximately) on plates of Urethane acrylate photoresist - ( UA ), and the detection cell (with serpentine or snail shapes) was developed with 1.0 cm diameter, an appropriate size for adaptation of the used detectors. To perform chemiluminescence measurements, two photodiodes (Centronic OSD50 -E) or, alternatively, a mini photomultiplier (Hamamatsu-H7468-03) were employed. The proposed microfluidic devices can operate with flow rates up to 3.0 ml/min, without leaks, and was evaluated in determining hydrogen peroxide in standard solutions, hypochlorite ions in commercial bleach samples and for the determination of nitrite in commercial pates. The signals obtained for the analytical determination of hydrogen peroxide using photodiodes as transducers demonstrated a linear relationship (R2= 0.99987) in the concentration range between 50 and 200 μmol/L and the analytical throughput of 110 injections/h. The results for the same determination using the photomultiplier showed a linear response (R2=0.99999 ) in the concentration range from 5 to 25 μmol/L and the injection rate of about 150/h. For determination of hypochlorite in commercial bleach samples to the analytical curves obtained with the detection by photodiodes showed a good linear response (R2=0.99848) in the concentration range of 2 - 20 mg/L with analytical frequency of 80 injections/h. The results were compared with the reference method and showed relative deviations of less than 5%. For the determination of nitrite in pates, using a photomultiplier to detect quenching of chemiluminescence, where the data obtained showed a linear response (R2 =0.99965) in the concentration range of 10-80 μg/L and analytical frequency of 60 injections/h. The results were compared with the reference method and no signicant difference was observed in 95% confidence level. These results demonstrated the feasibility of developing microsystems in UA with integrated chemiluminescence detection cells.

Submitted by Amanda Silva (amanda.osilva2@ufpe.br) on 2015-04-08T12:47:45Z No. of bitstreams: 2 dissertação_Luiza Lima_VERSÃO_FINAL.pdf: 1561576 bytes, checksum: 9c995164c6acc839c29d5365b9fb4cc7 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-08T12:47:45Z (GMT). No. of bitstreams: 2 dissertação_Luiza Lima_VERSÃO_FINAL.pdf: 1561576 bytes, checksum: 9c995164c6acc839c29d5365b9fb4cc7 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2012 / CAPES / Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de um método histoquimiluminescente para avaliação quantitativa da expressão de carboidratos em tumores cutâneos utilizando lectinas conjugadas a éster de acridina (EA). As lectinas Con A, PNA e UEA-I foram conjugadas a EA. A atividade hemaglutinante da lectina-EA foi avaliada e a quimiluminescência quantificada e expressa em Unidades Relativas de Luz (URL). Biópsias de pele normal e de tumores cutâneos (ceratose actínica, ceratoacantoma, carcinoma espinocelular e basocelular) foram incubadas com o conjugado lectina-EA. A emissão de fótons foi quantificada e correlacionada com a marcação de tecidos normais e transformados. Os tumores cutâneos apresentaram uma maior expressão de resíduos de Gal-β(1-3)-GalNAc e uma menor expressão de α-Dglicose/ manose e α-L-fucose, evidenciados pelas diferenças nos valores de URL. O método histoquimiluminescente, utilizando lectinas conjugadas a éster de acridina, permitiu a avaliação quantitativa direta da expressão de carboidratos em neoplasias de pele, combinando a especificidade da interação lectina-carboidrato e a sensibilidade dos ensaios quimiluminescentes, contribuindo para eliminar a subjetividade da avaliação histoquímica convencional de carboidratos.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-07-20T15:04:22Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Luiza Lima_Tese de Doutorado_2015.pdf: 5654099 bytes, checksum: da2a7cb303b6562f1bc8af5fc0c76f13 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-20T15:04:22Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Luiza Lima_Tese de Doutorado_2015.pdf: 5654099 bytes, checksum: da2a7cb303b6562f1bc8af5fc0c76f13 (MD5) Previous issue date: 2015-10-29 / CAPEs / Com o objetivo de criar um modelo biológico reprodutível e eficiente que possa mimetizar a interação proteína-carboidrato, nós reportamos o uso do ensaio quimiluminescente com lectinas conjugadas a éster de acridina (EA) para investigar a complexação da lectina ao carboidrato e para avaliação quantitativa da expressão de carboidratos em tumores cutâneos. Polissacarídeos de N-acetil-D-glicosamina (quitosana), glicose (phytagel) e galactose (carragenana) foram utilizados para sintetizar membranas (0,0314 – 0,6358 cm2). Concanavalina A-EA (Con A), Wheat germ aglutinina (WGA), Peanut aglutinina (PNA), Ulex europeaus aglutinina-I (UEA-I) e Maackia amurensis aglutinina (MAA) foram conjugadas a EA. A atividade hemaglutinante das lectinas-EA foi avaliada e a quimiluminescência quantificada e expressa em Unidades Relativas de Luz (URL). Biópsias de pele normal e de tumores cutâneos, tais como ceratose actínica (AK), ceratoacantoma (KA), carcinoma espinocelular (CEC) e basocelular (CBC), e as membranas foram incubadas com o conjugado lectina-EA (100 μL 100 μg mL-1) por 2h a 4°C. A emissão de fótons foi quantificada e correlacionada com a marcação de tecidos normais, transformados e das membranas. Inibições com carboidratos específicos foram realizadas. AK, KA , CBC e CEC apresentaram menor expressão de α -D- glucose/manose e resíduos de α-L-fucose, em comparação com o tecido normal. Os tumores cutâneos apresentaram maior expressão resíduos de β Gal-(1-3)-GalNAc que o tecido normal . AK e SCC exibiram maior expressão de resíduos Neu5Ac-α(2,3)Gal que a epiderme normal. KA e BCC apresentaram valores de URL equivalentes, em comparação com o tecido normal. Os valores de URL diminuíram quando as lectinas foram incubadas com seus carboidratos específicos. Os valores das constantes e os sítios de ligação foram calculados para cada lectina utilizando a equação obtida a partir das curvas hiperbólicas, 2,4 x 10-7 M-1 ± 0,8 x 10-7 M-1and 1,3 x 10-3 mol . mg-1 ± 0,3 x 10-3 mol . mg-1 (Con A); 0,9 x 10-6 M-1  0,4 x 10-6 M-1 and 0,021 x 10-3 mol . mg-1 ± 0,003 x 10-3 mol . mg-1 (WGA) and 2,0 x 10-6 M-1  0,9 x 10-6 M-1 and 0,069 x 10-3 mol . mg-1 ± 0,010 x 10-3 mol . mg-1 (PNA). O método quimiluminescente permitiu a avaliação quantitativa direta da expressão de carboidratos em neoplasias de pele e a investigação a complexação da lectina ao carboidrato através do modelo de Langmuir, combinando a especificidade desta interação e a sensibilidade dos ensaios quimiluminescentes. / Aiming to create a reproducible and efficient biological model that mimic the protein-carbohydrate interaction, we report the use of chemiluminescent assay with lectins labeled to acridinium ester (AE) to investigate the complexation of lectin to carbohydrate and for the quantitative evaluation of carbohydrates expression in cutaneous tumors. Polysaccharides made N-acetyl-D-glucosamine (chitosan), glucose (phytagel) and galactose (carrageenan) were used to synthetize membranes (0,0314 – 0,6358 cm2). Concanavalin A-AE (Con A), Wheat germ agglutinin (WGA), Peanut agglutinin (PNA), Ulex europeaus agglutinin-I (UEA-I) e Maackia amurensis agglutinin (MAA) were labeled to AE. The hemmagglutinating activity of lectins-AE was evaluated and the chemiluminescence was quantified and expressed in Relative Light Unit (RLU). Biopsies of normal skin and cutaneous tumors such as, actinic keratosis (AK), keratoacantoma (KA), squamous cell carcinoma (SCC) and basal cell carcinoma (BCC), and membranes were incubated with lectins-AE (100 μL 100 μg mL-1) for 2h at 4°C. Photon emission was measured and correlated to the labeling of the normal, transformed tissues and membranes. Inhibitions with specific carbohydrate were carried out. AK, KA, SCC and BCC showed lower expression of -D-glucose/mannose and -L-fucose residues compared to normal tissue. Cutaneous tumors displayed higher expression of Gal-(1-3)-GalNAc residues than normal tissue. AK and SCC exhibited higher expression ofNeu5Ac-(2,3)Gal residues than normal epidermis. KA and BCC showed equivalent RLU values compared to normal tissue. The RLU values decreased when the lectins were incubated with their specific carbohydrate. The constant values and maximum binding sites on the membranes were calculated for each lectin using the equation obtained from hyperbolic curves, 2.4 x 10-7 M-1 ± 0.8 x 10-7 M-1and 1.3 x 10-3 mol . mg-1 ± 0.3 x 10-3 mol . mg-1 (Con A); 0.9 x 10-6 M-1  0.4 x 10-6 M-1 and 0.021 x 10-3 mol . mg-1 ± 0.003 x 10-3 mol . mg-1 (WGA) and 2.0 x 10-6 M-1  0.9 x 10-6 M-1 and 0.069 x 10-3 mol . mg-1 ± 0.010 x 10-3 mol . mg-1 (PNA). The chemiluminescence method allowed quantitative assessment of the carbohydrate expression in cutaneous tissues and was an analytical technique efficient to investigate the complexation of lectin to carbohydrate through Langmuir model, combining the specifity this interaction and sensibility of chemiluminescent assays.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2017-08-09T13:55:42Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Tese_ Lúcia Patrícia Bezerra Gomes da Silva_BC.pdf: 3239380 bytes, checksum: b1ea56aef2722e25e56b20be8995ccbd (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-09T13:55:42Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Tese_ Lúcia Patrícia Bezerra Gomes da Silva_BC.pdf: 3239380 bytes, checksum: b1ea56aef2722e25e56b20be8995ccbd (MD5) Previous issue date: 2016-08-12 / FACEPE / O câncer está associado a alterações na glicosilação de glicoproteínas e glicolipídios de superfície celular que podem afetar as interações entre esses glicanos de superfície celular e lectinas endógenas determinando o potencial metastático do tumor. Este trabalho teve como objetivo avaliar o glicofenótipo de tecidos de próstata normal, Hiperplasia Prostática Benigna (HPB) adenocarcinoma próstatico (AP) e investigar se estrógeno regula a glicosilação alterada no câncer da próstata andrógeno refratário usando as linhagens DU-145 e PC-3. As lectinas Concanavalin A (Con A), Ulex europaeus agglutinin (UEA-I) e Peanut agglutinin (PNA) foram conjugadas ao éster de acridina (EA-lectinas). As amostras de tecido foram incubadas com lectinas-EA e a quimiluminescência do complexo lectina-tecido-EA foi expressa em unidades relativas de luz (URL). Tecidos transformados demonstraram uma expressão estatisticamente significativa inferior de α-D-glucose / manose e Gal-β (1-3) -GalNAc que os tecidos normais. No entanto, uma maior expressão de α-L-fucose foi observada em AP em relação a tecidos normais e a BHP. Observou-se uma diminuição da expressão dos valores de URL por inibição da interação entre tecidos e lectinas-AE utilizando os seus carboidratos específicos. A relação entre URL e a área de tecido mostrou uma correlação linear para todos lectinas-AE em ambos os tecidos transformados. Nos estudos in vitro utilizando linhagens de câncer de próstata andrógeno refratário, DU-145 e PC-3 tratadas com estradiol ou estradiol associado à fulvestranto, foi observado na linhagem PC-3 aumento de expressão de CMP-Neu5Ac: GalNAc-R α-2,6sialiltransferase (ST6GALNac-I) quando exposta a estradiol e uma diminuição de expressão na presença do antagonista fulvestranto. Esse comportamento não foi observado na linhagem DU-145. O receptor de estrógeno ERα apresentou diminuição de expressão em células PC-3 tratadas com fulvestranto, não sendo observada diferença de expressão do receptor de estrógeno β em nenhuma das linhagens. Lectin blotting usando as lectinas VVA (Vicia Villosa Lectin) e SNA (Sambucus nigra aglutinin) possibilitou identificar a sialilação do antígeno Tn nas células PC-3 tratadas com estradiol, bem como a expressão do antígeno Tn não sialilado na linhagem DU-145 nas mesmas condições de tratamento. A capacidade de migração de células PC-3 tratadas com estradiol, estradiol combinado a fulvestranto e estradiol combinado a SNA foi avaliada através do ensaio migração (cicatrização de ferida), sendo observado que estradiol induz migração celular enquanto que fulvestranto e SNA reduzem a capacidade migratória. Portanto, podemos inferir que no câncer de próstata há uma alteração na glicosilação e que estrógeno possivelmente pode atuar regulando a expressão de glicosiltransferases responsáveis pela alteração da glicosilação conferindo um potencial metastático tumoral. / Cancer is associated with glycosylation alterations in cell-surface glycoproteins and glycolipids that can affect interactions between those glycans and endogenous lectins, determining the metastatic potential of the tumor. This study aimed to evaluate the glycophenotype in normal prostate, benign prostatic hyperplasia (BPH) and prostatic adenocarcinoma (PCa) tissues and investigate as estrogen regulates the altered glycosylation in prostate cancer androgen refractory using DU-145 and PC-3 cells. Concanavalin A (Con A), Ulex europaeus agglutinin (UEA-I) and Peanut agglutinin (PNA) lectins were conjugated to acridinium ester (lectins-AE). Tissue samples were incubated with lectins-AE. The chemiluminescence of the tissue-lectin-AE complex was expressed in relative light units (RLU). Transformed tissues showed statistical significant lower α-D-glucose/mannose and Gal-β(1-3)-GalNAc expression than normal tissues. However, higher α-L-fucose expression was observed in PCa in relation to normal and BHP tissues. We observed an expressive decreasing of the values of RLU by inhibition of the interaction between tissues and lectins-AE using their specific carbohydrates. The relationship between RLU and tissue area showed a linear correlation for all lectin-AE in both transformed tissues. In vitro studies using DU-145 and PC-3 androgen-refractory cell lines treated with estradiol or estradiol associated to fulvestrant was observed in PC-3 cell line increased α 2,6-sialyltransferase (ST6GALNac-I) expression when exposed to estradiol and decreased of expression in presence of the fulvestrant antagonist. This behavior was not observed in DU -145 cells. The estrogen receptor ERα presented decreased expression in PC-3 cells treated with fulvestrant, not seen difference in estrogen receptor β expression in any of the cells lines. Through lectin blotting using the VVA lectins (Lectin Vicia villosa) and SNA (Sambucus nigra aglutinin) was identified sialylation Tn antigen (sTn) in PC-3 cells treated with estradiol as well as the Tn antigen in DU-145 under the same conditions of treatment. Migration capacity of the PC-3 cells treated with estradiol, fulvestrant and SNA was measured by wound-healing assay (n=2). We observed that estradiol induced cell migration while fulvestrant (ICI) and SNA lectin reduced migration capacity into the wounds. Representative image of the cell cultures with scratches at 24 h are shown. Therefore, we can infer that there is change in glycosylation in prostate cancer and that estrogen can act regulating the expression of glycosyltransferase responsible for the glycosylation altered conferring tumor metastatic potential.

Neste trabalho foram sintetizados, purificados e caracterizados (RMN 1H e 13C) três 1,2-dioxetanos contendo como substituinte o grupo spiro- fenchílico (2-spiro(1,3,3-trimetil-biciclo[2.2.1]heptil), sendo dois destes inéditos. Para a obtenção dos precursores destes 1,2-dioxetanos foi desenvolvida uma nova metodologia para a síntese de enóis-éteres altamente impedidos, através de um procedimento modificado envolvendo a olefinação de Barton-Kellogg. Este procedimento envolveu a reação entre um tionoéster e um composto diazo, formando, após a extrusão de nitrogênio e enxofre, enóis-éteres altamente impedidos em altos rendimentos em comparação com outros métodos. Os parâmetros de ativação para estes 1,2-dioxetanos foram determinados, demonstrando a alta estabilidade destes peróxidos cíclicos, apesar de menor do que a dos análogos spiro-adamantil-substituídos. A decomposição induzida por fluoreto do derivado contendo um substituinte 3-sililóxi-fenila ocorre com altos rendimentos quânticos de quimiluminescência e os parâmetros de quimiluminescência deste derivado spiro-adamantil-substituídos. Sendo são comparáveis aos dos análogos assim, derivados dioxetânicos fenchil-substituídos poderão ser utilizados como detectores em imunoensaios. Na segunda parte desse trabalho, a interação entre o ativador e o intermediário de alta energia (IAE) do sistema peróxi-oxalato foi observada diretamente, pela primeira vez, através da metodologia de adição do ativador com retardo à mistura de reação, contendo cloreto de oxalila e peróxido de hidrogênio. Por esta metodologia, foram determinadas as constantes de velocidade para a decomposição unimolecular (kD ~ 0,023 s-1 ) e catalisada (kCAT = 64 a 170000 M-1 .s-1 ) do intermediário de alta energia para vários CAT ativadores. Além disso, foi possível determinar os parâmetros de ativação da reação entre o ativador e o intermediário de alta energia (ΔH≠ = 11,1 kcal.mol-1, ΔS≠ = -3,14 cal.K-1 .mol-1, ΔG≠ = 12,1 kcal.mol-1) e estimar a concentração deste intermediário acumulado no sistema na ausência do ativador ([IAE]max ~ 2 µM). A correlação de energia livre entre os valores de KCAT e o potencial de oxidação do ativador utilizado mostrou-se linear e CAT permitiu a obtenção do coeficiente de transferência de elétron (α = 0,2), indicando claramente a ocorrência de uma transferência de elétron do ativador para o IAE no passo de quimiexcitação da reação peróxi-oxalato, de acordo com o mecanismo CIEEL postulado para este sistema. / In this work, the synthesis, purification and characterization by 1H and 13C NMR spectroscopy of three 1,2-dioxetanes, including two new derivatives, containing the spiro-fenchyl (2-spiro-1,3,3-trimethyl- bicyclo[2.2.1]heptyl) moiety as substituent is reported. The precursor enol- ethers to these 1,2-dioxetanes were prepared by a new synthetic pathway (a modification of the Barton-Kellogg coupling procedure), based on the reaction between a thionoester and a diazo-compound, producing a heterocyclic intermediate which, after a two-fold extrusion of nitrogen and sulfur, yields highly encumbered enol-ethers in high yields when compared to other classical methods. The activation parameters of these 1,2-dioxetanes were determined, showing their elevated thermal stability, which is, however, lower than that of the analog spiro-adamantyl-substituted derivatives. The fluoride induced decomposition of the 1,2-dioxetane bearing a 3-silyloxyphenyl moiety occurs with high chemiluminescence quantum yields and activation parameters, comparable to those of the corresponding spiro-adamantyl- substituted analogous. Thus, fenchyl-substituted 1,2-dioxetanes could be useful as substrates in immunoassays. Furthermore, the direct observation of the interaction between an activator and the high-energy intermediate (HEI) in the peroxyoxalate system, is reported here for the first time, using delayed addition of the activator to the reaction mixture containing oxalyl chloride and hydrogen peroxide. This methodology allows the determination of rate constants for -1 - the unimolecular (kD = 0,023 s-1 ) and catalyzed (kCAT = 63,5 to 172000 M-1.s-1 decomposition of the high-energy intermediate for several activators. Additionally, it was possible to determine the activation parameters for the reaction between the activator and the high-energy intermediate (ΔH≠ = 11.1 kcal.mol-1, ΔS≠ = -3.14 cal.K-1.mol-1 , ΔG≠ = 12.1 kcal.mol-1) and estimate the concentration of this high-energy intermediate accumulated in the system in the absence of activator ([HEI]max = 2 µM). The free-energy relationship between the kCAT values and the oxidation potential of the activator showed CAT to be linear, with an electron-transfer coefficient of α = 0,2, showing the occurrence of an electron transfer from the activator to the HEI, in agreement with the CIEEL mechanism postulated for this system.

O sistema quimiluminescente peróxi-oxalato vem sendo estudado por diversos grupos de pesquisa ao redor do mundo desde os anos 60. Esse interesse em especial se deve ao fato de que em comparação com a maioria dos sistemas quimiluminescentes, que apresentam rendimentos quânticos da ordem de 1%, esse sistema apresenta rendimentos quânticos de emissão consideravelmente maiores, cerca de 30%. O sistema peróxi-oxalato consiste na reação de ésteres fenólicos substituídos derivados do ácido oxálico com peróxido de hidrogênio, catalisada por uma base e em presença de compostos aromáticos policondensados fluorescentes com baixo potencial de oxidação, chamados de ativadores (ACT). O mecanismo desta reação, apesar de intensamente estudado, ainda não se encontra completamente esclarecido. Especificamente, a estrutura do intermediário formado durante a reação, que é responsável pela quimiexcitação do ativador, não é conhecida ainda. No presente trabalho, foram completados estudos previamente efetuados no nosso grupo com derivados perácidos, intermediários na reação peróxi-oxalato. Foram sintetizados e caracterizados dois novos derivados perácido, o O,Ohidrogênio monoperóxi-oxalato de 3-clorofenila e o O,O-hidrogênio monoperóxioxalato de 3-nitrofenila. Dos estudos cinéticos da reação destes perácidos com imidazol, na presença de 9,10-difenilantraceno como ativador, foram obtidos constantes de velocidade de ciclização e rendimentos quânticos singlete. As constantes de velocidade determinadas, junto com os dados obtidos anteriormente no grupo, mostram correlação linear de energia livre com as constantes de substituintes de Hammett, obtendo-se um valor de = 2,18 ± 0,16, o que indica a formação de alta densidade de carga negativa no estado de transição do passo lento. A correlação linear entre as constantes de velocidade e os valores de pKa dos grupos de partida fenólicos levou à determinação do valor de βGP = -1,07 ± 0,08, indicando que a quebra da ligação para o grupo de partida é muito avançada no estado de transição no passo lento da reação. Os rendimentos quânticos singlete mostram dependência com as propriedades eletrônicas dos substituintes, aumentando inicialmente com o aumento das propriedades de atração de elétron do substituinte, porém, com substituintes mais atraentes que hidrogênio, observa-se uma leve diminuição no rendimento quântico. O conjunto de dados apresentados neste trabalho, junto com os resultados obtidos anteriormente pelo grupo, demonstra claramente que a reação de ciclização dos perácidos, catalisada por imidazol, deve ocorrer de maneira concertada, ou seja, a saída do grupo de partida fenólico ocorre em conjunto com o ataque nucleofílico do íon percarboxilato à função éster no passo lento da reação. Conseqüentemente, foram obtidas neste trabalho evidências experimentais fundamentadas para a ocorrência da 1,2- dioxetanodiona como intermediário de alta energia na reação peróxi-oxalato. / The peroxyoxalate chemiluminescence has been intensely studied since the sixties by several research groups all around the world. This interest is mainly due to the fact that the peroxyoxalate system is highly efficient, showing quantum yields of around 30 %, much higher than other well known chemiluminescence reactions which commonly show quantum yields of around 1% or less. The peroxyoxalate system consists in the base catalyzed reaction of activated oxalate esters with hydrogen peroxide in the presence of highly fluorescent polycondensed aromatic hydrocarbons with low oxidation potentials, called activators (ACT). Although intensely investigated, the mechanism of this complex transformation is still not yet completely clarified. This is true specifically for the structure of the high-energy intermediate, formed during the reaction sequence, which is responsible for chemiexcitation, not known at all up to now. In the present work, former studies of our group on peracid derivatives, intermediates in the peroxyoxalate reaction, were completed. Two new peracid derivatives, 3-chlorophenyl O,O-hydrogen monoperoxyoxalate and 3- nitrophenyl O,O-hydrogen monoperoxyoxalate were synthesized and characterized. Kinetic studies on the reaction of these peracid derivatives with imidazole, in the presence of 9,10-diphenylanthracene as activator, led to the determination of cyclization rate constants and singlet quantum yields. These rate constants, together with data formerly obtained by our group, show linear free-energy correlation with the Hammett substituent constants, resulting in a reaction constant of = 2,18 ± 0,16, that indicates the formation of a high negative charge density in the transition state of the rate-limiting step. Similarly, the linear correlation of the rate constants with the pKa values of the phenolic leaving groups leads to the determination of a value βGP = -1,07 ± 0,08, indicating a high degree of leaving group bond cleavage in the transition state of the rate-limiting step. The singlet quantum yields also show dependence on the electronic properties of the substituents, initially increasing with the increase in the electron withdrawing nature of the substituent, however, a slight decrease in the quantum yields is observed with substituents more electron withdrawing than hydrogen. The data accumulated in this work, together with results earlier obtained in our group, clearly demonstrate that the cyclization reaction of the peracid derivatives, catalyzed by imidazole, proceeds in a concerted manner, i.e. the phenolic leaving group departure occurs together with the nucleophilic percarboxylate attach to the ester function in the rate-limiting reaction step. Consequently, it was possible to obtain in this work solid experimental evidence for the occurrence of 1,2-dioxetandione as the high-energy intermediate in the peroxyoxalate reaction.