Submitted by Jos? Henrique Henrique (jose.neves@ufvjm.edu.br) on 2017-09-21T19:51:20Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) tarciane_silva_pinto.pdf: 4051834 bytes, checksum: d6525c9152e47311a8695bf3eed5c6e6 (MD5) / Approved for entry into archive by Rodrigo Martins Cruz (rodrigo.cruz@ufvjm.edu.br) on 2017-10-09T13:37:54Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) tarciane_silva_pinto.pdf: 4051834 bytes, checksum: d6525c9152e47311a8695bf3eed5c6e6 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-09T13:37:54Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) tarciane_silva_pinto.pdf: 4051834 bytes, checksum: d6525c9152e47311a8695bf3eed5c6e6 (MD5) Previous issue date: 2017 / Neste trabalho, Carbon Dots (CDs) obtidos a partir de celulose de algod?o e contendo 4,5 mmol.g-1 de grupos funcionais ?cidos, dos quais 63 % exibiam pKas t?picos de ?cidos carbox?licos foram usados na prepara??o de filmes automontados com os biopol?meros quitosana (QT) e col?geno (CL) a fim de verificar a morfologia, espessura e intera??es moleculares entre os componentes. A quitosana usada apresentou um total de 4,2 mmolg-1 de grupos funcionais -NH2, correspondente a um grau de desacetila??o de ~70 %. Por outro lado, o col?geno hidrolisado apresentou diferentes grupos funcionais com acidez de Br?nsted, t?picos da presen?a de diferentes amino?cidos na estrutura. Todos os filmes finos foram preparados com a t?cnica de deposi??o camada por camada (do ingl?s: Layer-by-layer (LbL)) por meio de imers?o do substrato nas diferentes solu??es. Os materiais foram caracterizados por diferentes t?cnicas, incluindo Microscopia de For?a At?mica, Espectroscopia na regi?o do UV-Vis, Espectroscopia de Resson?ncia de Plasma de Superf?cie e Titula??o Calorim?trica. Em todas as condi??es experimentais utilizadas para o crescimento dos filmes, observou-se um crescimento linear da quantidade de material depositado com o n?mero de imers?es realizadas. No entanto, diferentes condi??es das solu??es dos biopol?meros e da suspens?o de Carbon Dots produziram filmes com espessura e morfologia diferentes. Nos filmes de QT/CDs a quantidade de nanopart?culas depositadas por bicamada, com solu??o de quitosana em pH = 3,5, pH = 5 e pH = 3,5 na presen?a de 0,1 mol/L de NaCl, foram, respectivamente, 11 mg.m-2, 16 mg.m-2 e 24 mg.m-2 sendo as espessuras dos filmes, com 20 bicamadas, correspondentes a estas quantidades foram de 60, 150 e 200 nm. Este resultado ? atribu?do ao aumento da flexibilidade das cadeias polim?ricas dos biopol?meros, as quais est?o menos carregadas. Dessa forma, as cadeias podem apresentar conforma??es mais adequadas para recobrir eficientemente a estrutura das nanopart?culas quase esf?ricas. Al?m disso, o aumento da for?a i?nica da solu??o de Carbon Dots tamb?m contribui para o aumento de material depositado devido ? forma??o de aglomerados sob estas condi??es. Nos filmes de CL/CDs, a quantidade de nanopart?culas depositadas, com solu??o de col?geno em pH = 3,16, pH = 5 e pH = 3,16 na presen?a de 0,1 mol/L de NaCl, foram 2,3 mg.m-2, 6,46 mg.m-2 e 6,41 mg.m-2, respectivamente. No entanto, a energia de intera??o, obtida por calorimetria isot?rmica, ? maior em pH baixo. Em geral, a quantidade de material depositado nos filmes de col?geno ? bem inferior ?s observadas para os filmes de QT/CDs e, consequentemente, filmes com espessuras entre 40 e 50 nm. Al?m disso, n?o foi observada varia??o significativa entre as massas depositadas nestes filmes com o aumento do pH e for?a i?nica. Estes resultados podem estar relacionados ? menor ?carga parcial positiva? sobre as cadeias da prote?na em rela??o a quitosana, observada pelos potenciais zeta nestas condi??es. Por fim, os resultados aqui apresentados sugerem que as estruturas dos filmes, isto ?, morfologia e espessura, podem ser facilmente controladas e reproduzidas manipulando-se as condi??es das solu??es dos biopol?meros, al?m do tradicional n?mero de imers?es. Em adi??o, o estudo pode contribuir para o desenvolvimento de uma nova classe de dispositivos de alto desempenho, como sensores e superf?cies fotoativas. / Disserta??o (Mestrado) ? Programa de P?s-Gradua??o em Qu?mica, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, 2017. / In the present work, Carbon Dots (CDs), obtained from cotton cellulose and containing 4.5 mmol g-1 of acid functional groups, of which 63% exhibited typical pKa?s compared to carboxylic acids, were used in the preparation of self-assembled films with the biopolymers Chitosan (QT) and Collagen (CL) in order to verify the morphology, thickness and molecular interactions among the components. The chitosan used in this work had a total of 4.2 mmol g-1 of functional groups ?NH2, corresponding to a deacetylation degree of ~70%. On the other hand, the hydrolyzed collagen showed different functional groups with Br?nsted acidity typical to the presence of different amino acids in the structure. All the thin films were prepared using the Layer-by-layer method (LbL) by immersing the substrate in different solutions. The materials were characterized by several techniques, such as Atomic Force Microscopy, UV-Vis Spectroscopy, Surface Plasmon Resonance and Calorimetric Titration. It was observed, in all experimental conditions for the growth of the films, a linear increase in the amount of deposited material with the number of immersions performed. However, different conditions of the biopolymer solutions produced films with different thickness and morphology. In the films QT/CDs the amount of nanoparticles deposited per bilayer, with the chitosan solution at pH = 3.5, pH = 5 and pH = 3.5 with the presence of 0.1 mol L-1 of NaCl, were, respectively, 11 mg m-2, 16 mg m-2 and 24 mg m-2 with the thickness of the film, at 20 bilayers, at 60, 150 and 200 nm. This result is associated to the increase in the flexibility of the polymeric chains of the biopolymers, which are less charged. Thus, the chains can present conformations that are proper to cover more efficiently the structure of the almost spherical nanoparticles. Furthermore, the increase of the ionic strength of the Carbon Dots solution also contributes to the increase of the material deposited due to the formation of agglomerates in these conditions. In the films CL/CDs, the amount of nanoparticles deposited, with the collagen solution at pH = 3.16, pH = 5 and pH3.16 in the presence of 0.1 mol L-1 of NaCl, were 2.3 mg m-2, 6.46 mg m-2 and 6.41 mg m-2, respectively. However, the interaction energy, obtained by isothermal calorimetry, is higher in low pH. In general, the amount of material deposited on the collagen films is much lower than that observed for the QT/CDs films and, consequently, films thickness are 40 and 50 nm. Besides that, it was not observed any significant variation between the masses deposited in these films with the increase of the pH and the ionic strength. These results may be associated to the lower ?partial positive charge? on the protein chains in relation to the chitosan, observed by the zeta potentials in these conditions. The presented results suggest that the structures of the films, i.e. morphology and thickness, can be easily controlled and reproduced manipulating the conditions of the biopolymer solutions and the number of immersions. Additionally, the study may contribute to the development of a new class of high performance devices, such as sensors and photoactive surfaces.

Memoria para optar al Título Profesional de Médico Veterinario / El uso de micropartículas (MPs) de polímeros naturales ha sido descrito como una innovadora técnica de formulación de adyuvantes para diversas vacunas. Para esta memoria de título se utilizó quitosano (Qo) como polímero natural el cual se funcionalizó con grupos azufrados para preparar quitosano tiolado (QT) y sulfonado (QS). Con estos quitosanos se formularon micropartículas de quitosano tioladas (MPQT) y de quitosano sulfonadas (MPQS) cargadas con el antígeno del circovirus porcino tipo II (PCV2). Las micropartículas de quitosano (MPQ) formuladas y cargadas fueron obtenidas mediante técnicas de gelificación iónica y secado por atomización. Se determinó la presencia de grupos azufrados en las MPQ mediante Espectroscopía infrarroja transformada de Fourier (FTIR) y se caracterizaron en cuanto a morfología, tamaño y cantidad de carga mediante microscopía electrónica de barrido o Scanning Electron Microscope (SEM) y potencial Zeta. Por otro lado, además se evaluaron parámetros de Eficiencia de encapsulación (EE) y Rendimientos de la producción (R), se determinó también la presencia de antígeno mediante Dot Blot y se realizaron estudios in vitro de mucoadhesividad. Los resultados obtenidos por FTIR indicaron la aparición de nuevos picos de absorción que coinciden con los grupos -SH, con enlaces C-O-S y para grupos S=O. Mediante SEM se observó la formación de MPs de Qo con formas más o menos esféricas, bordes definidos, superficie lisa a rugosa, y tamaños que variaron entre 1 y 50 µm. Mediante potencial Zeta las MPQC y MPQT presentaron carga neta positiva mientras que las MPQS presentaron carga neta negativa. Todas las MPs poseen valores de EE superiores a 80%, R sobre 30% para MPs 1X y son positivas a la presencia de antígeno Cap de PCV2 al análisis por Dot Blot. Finalmente, los ensayos de mucoadhesividad mostraron que las MPQT y MPQS presentaron mejor mucoadhesividad respecto a MPQC. En conclusión, se logró preparar y caracterizar Qo funcionalizado con grupos tiol y sulfonato, formular tres tipos de MPs de Qo cargadas con antígeno Cap de PCV2 y caracterizadas en su totalidad. / The use of microparticles (MPs) of natural polymers has been described as an innovative technique of formulating adjuvants for various vaccines. For this title memory chitosan (Qo) was used as the natural polymer which was functionalized with sulfur groups to prepare thiolated (QT) and sulfonated chitosan (QS). With these chitosans, thiolated chitosan microparticles (MPQT) and sulphonated chitosan microparticles (MPQS) loaded with the porcine circovirus type II (PCV2) antigen were formulated. The formulated and loaded chitosan microparticles (MPQ) were obtained by ionic gelation and spray drying techniques. It was determined the presence of sulfur groups in the MPQ by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and these MPs were characterized in terms of morphology, size and amount of charge by means of Scanning Electron Microscope (SEM) and Zeta potential, besides evaluating such parameters such as encapsulation efficiency (EE) and yields of production (R), the presence of antigen was also evaluated by Dot Blot and finally in vitro mucoadhesivity studies were performed. The results obtained by FTIR indicate the occurrence of new absorption peaks that coincide with the groups -SH, with C-O-S bonds and for S = O groups. By SEM the formation of MPs of Qo with more or less spherical shapes, defined edges, smooth to rough surface, and sizes varying between 1 and 50 μm are observed. By means of zeta potential the MPQC and MPQT presented positive net load while the MPQS presented negative net load. All MPs have EE values higher than 80%, R about 30% for 1X MPs and are positive for the presence of PCV2 Cap antigen at Dot Blot analysis. Finally, mucoadhesivity assays show that MPQT and MPQS had better mucoadhesivity with respect to MPQC. In conclusion, it is possible to prepare and characterize Qo functionalized with thiol and sulfonate groups, to formulate three types of Qo MPs loaded with PCV2 Cap antigen and to characterize them in their entirety. / Financiamiento: Proyecto Fondef It13120021 & Fondecyt 1140660

Nanovesículas lipossômicas constituem promissoras estruturas auto-organizadas hábeis para encapsular e transportar diferentes substâncias, como os fármacos, e foram produzidas neste trabalho pelo método da evaporação em fase reversa. Fosfatidilcolina de alta pureza foi utilizada na produção das estruturas. Paralelamente procedeu-se a purificação de fosfatidilcolina por cromatografia em coluna a partir da lecitina de soja fornecida pela indústria de óleo de soja local. O processo foi monitorado por cromatografia em camada delgada e a caracterização foi feita por RMN do 1H e do 31P. O resultado mostrou que fosfatidilcolina pode ser purificada facilmente pela cromatografia em coluna, mas a sua degradação deve ser evitada por processos eficientes de conservação. Quitosana foi obtida pela desacetilação por hidrólise alcalina da quitina comercial. O grau de desacetilação resultante foi caracterizado por infra-vermelho e a massa molar média, assim como outros parâmetros do polímero em solução como raio de giro e segundo coeficiente virial, foram determinados pela técnica de espalhamento de luz estático. O polímero de caráter catiônico quitosana foi empregado na produção de nanovesículas lipossômicas para revestimento das estruturas, visando o aumento da estabilidade física das mesmas. A preparação de lipossomas pela evaporação em fase reversa constitui um processo em etapas, onde os diferentes estágios levam à formação de três sistemas vesiculares de distintas organizações estruturais: micelas reversas, organogel e lipossomas. As técnicas de viscosimetria, turbidimetria, ultra-violeta visível, espalhamento de luz estático e dinâmico e espalhamento de raios-X a baixo ângulo permitiram ampla caracterização destas estruturas com e sem quitosana. Dados como raio hidrodinâmico e ponto de percolação das micelas reversas, espessura lamelar do organogel, intensidade de espalhamento de luz, raio hidrodinâmico, raio de giro e espessura lamelar dos lipossomas foram obtidos. Além disso, o solvente orgânico éter etílico, clássico para este método de preparação foi substituído pelo acetato de etila sem prejuízo na formação das estruturas e com a vantagem do seu menor impacto ambiental. Lipossomas revestidos externa e internamente com quitosana formando um compósito foram obtidos com sucesso e apresentaram uma estabilidade física em solução aquosa maior do que lipossomas convencionais ou não revestidos.

A enzima β-D- frutofuranosídeo frutohidrolase (E.C. 3.2.1.26), também conhecida como invertase, é uma hidrolase capaz de clivar o dissacarídeo sacarose, gerando mistura equimolar de glicose e frutose (‘açúcar invertido’). A aplicação deste, bem como a dos monossacarídeos de modo isolado é bastante comum na indústria alimentícia, por exemplo na manufatura de recheios de doces, além de outras aplicações, como na indústria farmacêutica. O objetivo deste trabalho foi avaliar diferentes suportes e métodos de imobilização de uma invertase de Saccharomyces cerevisiae. Os experimentos feitos com filmes de celulose, macroesferas de quitosana, e o suporte comercial Immobead não apresentaram resultados conclusivos. A imobilização covalente unipontual da invertase em mistura de nano e agregados de nanopartículas de quitosana possibilitou a obtenção dos seguintes resultados: além desse suporte ser de fácil preparação e ativação, oferecendo grande área superficial para a imobilização, o derivado imobilizado apresentou alta recuperação da atividade, sendo utilizado o protocolo que permitiu obter 74,3 % de rendimento e 61,6 % de eficiência de imobilização. A temperatura (55 ºC) e o pH ótimos de atividade (4,5), estabilidade térmica e ao armazenamento não foram modificados pós-imobilização. A afinidade da invertase pelo substrato decaiu cerca de 3 vezes, devido à reduzida acessibilidade da sacarose ao sítio ativo da enzima. Porém, o parâmetro Vmax manteve-se constante, indicando que não houve perda na máxima conversão da sacarose em seus monossacarídeos. Através da imobilização foi possível obter excelente estabilidade operacional: 59 reusos com 100 % da atividade catalítica da enzima (bateladas de 30 min, sob suave agitação, com solução de sacarose 8 %, a 55 ºC). / The enzyme β-D- fructofuranoside fructohydrolase (E.C. 3.2.1.26), also known as invertase, is one hydrolase able to cleave the sucrose disaccharide, generating an equimolar mixture of glucose and fructose (‘invert sugar’). The application of invert sugar, as well the isolated monosaccharides is very common in the food industry, for example in the manufacture of filling of sweets, besides other applications, as in the pharmaceutical industry. The objective of this work was to evaluate different supports and immobilization methods of an invertase from Saccharomyces cerevisiae. The experiments performed with cellulose films, chitosan macrospheres and the commercial support Immobead did not present conclusive results. The unipoint covalent immobilization of invertase in a mixture of chitosan nano and aggregated nanoparticles made possible to obtain the following results: besides the easy preparation and activation of this support, offering high superficial area for enzyme immobilization, the immobilized derivative presented high activity recovery, which allowed getting 74.3 % of immobilization yield and 61.6 % of immobilization efficiency. The optimal temperature (55 ºC) and pH (4.5) for activity, thermal and storage stabilities were not modified after immobilization. The enzyme affinity for its substrate decreased about 3 folds, mainly due to the reduced accessibility of sucrose to the catalytic site of the enzyme. However the parameter Vmax remained constant, indicating that there was not loss in the maximal conversion of sucrose in its monosaccharides. Through the immobilization was possible to obtain excellent operational stability: 59 reuses with 100 % of the catalytic enzyme activity (batches of 30 min, under genlte stirring, with sucrose solution 8 %, 55 ºC).

Les liposomes sont des objets du monde colloïdal, composés d’une membrane comportant une ou plusieurs bicouches de phospholipides qui encapsule un noyau aqueux. Grâce à la méthodologie de l’évaporation en phase inverse, des liposomes nanométriques modifiés par l’incorporation de chitosane ont été fabriqués. Ce polysaccharide confère des propriétés intéressantes au système composite résultant. Des liposomes composites micrométriques ont également été produits, par une modification de la méthodologie d’électroformation de vésicules géantes, à partir d’une émulsion inverse comme précurseur. Les études physico-chimiques et structurales que nous avons réalisées ont permis d’identifier de nombreuses altérations dans le système vésiculaire, comme conséquence de la présence du chitosane, mais aussi sur des différentes conditions de transfert d’énergie et d’homogénéisation structurale. Nous avons caractérisé la variation i) de la taille, ii) du nombre de bicouches, iii) de la distance moyenne entre bicouches, iv) du coefficient de diffusion en suspension, v) de l’interaction avec le milieu aqueux et vi) du volume aqueux encapsulé, des liposomes nanométriques composites en fonction des paramètres de préparation suivants : concentration en polymère, utilisation éventuelle de filtration et d’ultrasons. Les modifications observées ont été interprétées en considérant les caractéristiques d’énergie et d’organisation moléculaire. Nous avons démontré que lors d’une considérable augmentation de température, les importantes variations structurales observées pour les vésicules sans chitosane sont très atténuées dans le cas des vésicules composites. Ainsi, une plus grande stabilité physique a été attribuée aux vésicules composites, comme résultat de la dissipation d’énergie thermique par le polymère incorporé. Les études du potentiel de surface, et du coefficient de diffusion différencié en suspension aqueuse, montrent l’efficacité de l’incorporation du chitosane dans les liposomes. La mesure de l’altération de mobilité du groupe phosphate indique l’existence d’interactions électrostatiques entre le polymère et les phospholipides. Nous avons ainsi prouvé la viabilité de l’incorporation de chitosane dans des vésicules micrométriques au moyen d’une méthode d’électroformation modifiée. Nous avons pu localiser le polymère sur la membrane de ces structures, et nous avons montré leur grande stabilité temporelle. Nous avons enfin déterminé de façon quantitative la densité de surface de polymère sur les membranes de phospholipide dans ces vésicules composites. / Lipossomas são vesículas coloidais onde uma membrana formada por uma ou mais bicamadas fosfolipídicas encapsula um núcleo aquoso. Através do método da evaporação em fase reversa foram produzidos lipossomas nanométricos modificados com a incorporação de quitosana, um polissacarídeo com características vantajosas para o sistema compósito resultante. Lipossomas micrométricos compósitos também foram produzidos através de uma modificação no método da eletroformação de vesículas gigantes a partir de uma emulsão precursora. Os estudos físico-químicos e estruturais desenvolvidos identificaram uma série de alterações no sistema vesicular geradas pela presença da quitosana sob diferentes condições energéticas e de métodos de padronização estrutural. Lipossomas nanométricos compósitos apresentaram tamanhos, número de bicamadas, distâncias de repetição de bicamadas, coeficiente de difusão em suspensão aquosa, interação com o meio aquoso e volume aquoso encapsulado que variaram com a presença e concentração do polímero e com a utilização ou não de filtração e ultrasonicação na sua preparação. As modificações foram avaliadas considerando aspectos energéticos e de organização molecular. Com um significativo aumento de temperatura foram obtidas variações estruturais atenuadas nas vesículas compósitas em comparação com vesículas isentas de quitosana. Desta forma foi idendificada uma estabilidade física maior como resultado da dissipação de energia térmica devido à presença do polímero. O potencial superficial e o diferenciado coeficiente de difusão em suspensão aquosa mostraram a incorporação efetiva da quitosana nas estruturas. As alterações de mobilidade do grupo fosfato indicaram interações eletrostáticas entre o polímero e os fosfolipídios. A modificação do método da eletroformação mostrou a viabilidade de incorporação da quitosana na produção de vesículas micrométricas. A localização do polímero nas vesículas resultantes foi identificada na membrana das estruturas e o mesmo mostrou estabilidade de incorporação. Assim, pôde ser procedida a determinação quantitativa de polímero por unidade de superfície da membrana fosfolipídica das vesículas compósitas que correspondeu a 0,2 mg de quitosana por metro quadrado de área de superfície, considerando os dois lados da membrana fosfolipídica. / Liposomes are colloidal vesicles where a membrane formed by one or more phospholipid bilayers encapsulates an aqueous core. Using the reverse phase evaporation method, modified nanometric liposomes were produced with the incorporation of chitosan, a polysaccharide with profitable characteristics for the resulting composite system. Micrometric composite liposomes were also produced by a modification on the electroformation method used to prepare giant vesicles through the application of a precursor emulsion. Structural and physico-chemical studies identified a series of alterations in the vesicular system generated by the presence of chitosan under different energetic conditions and methods of structure standardization. Nanometric composite liposomes featured sizes, number of bilayers, repeat distances of bilayers, diffusion coefficient in aqueous suspension, interactions with the aqueous media and encapsulated aqueous volume which varied with the presence and concentration of the polymer and with the application or not of filtration and sonication on the preparation method. The modifications were evaluated considering properties of energy and organization at the molecular level. Under a considerable increase of temperature, attenuated structural variations were obtained in the composite vesicles in comparison with the vesicles free of chitosan. In this way, a higher physical stability was identified as a result of thermal energy dissipation due to the presence of the polymer. The superficial potential and the distinguished diffusion coefficient in aqueous suspension showed the effective incorporation of chitosan in the structures. The alteration of the mobility of the phosphate group indicated electrostatic interactions between the polymer and the phospholipids. The modification of the electroformation method showed the practicable of chitosan incorporation in the production of micrometric vesicles. The localization of the polymer in the resulting vesicles was identified on the membrane of the structures, which showed stability of incorporation. Besides, it was possible to determine the quantity of polymer per unit of phospholipidic membrane surface of the composite vesicles corresponding to 0.2 mg of chitosan per square meter of phospholipids, considering the two sides of the membrane.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. / Made available in DSpace on 2012-10-24T07:06:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 266768.pdf: 1557001 bytes, checksum: 6b8cf48ea16fe37b14cef67ec4fee6f3 (MD5) / Adsorção dos corantes reativos laranja 16 (RO16), vermelho 120 (RR120) e azul 4 (RB4) pelo sal quartenário de quitosana (SQQ) ou cloreto de trimetil amônio N-2 hidroxipropril quitosana foi usada como modelo para demonstrar a remoção dos corantes reativos de efluentes têxteis. O polímero foi caracterizado por análises de IV, ATG, EDX e quantidade de grupos de amônios quaternários. Os experimentos de adsorção foram conduzidos em diferentes valores de pH e a adsorção mostrou ser ligeiramente dependente do pH da solução. Dois modelos de cinética de adsorção foram testados: pseudo primeira-ordem e pseudo segunda-ordem. Os dados experimentais de cinética se ajustaram melhor ao modelo de pseudo segunda-ordem. Os efluentes têxteis raramente envolvem apenas um componente, consequentemente, os modelos de adsorção devem ser capazes de tratar dados de equilíbrio de multicomponentes. Então, experimentos de equilíbrio dos corantes reativos RO16, RR120 e RB4 foram testados individualmente e em soluções ternárias. As isotermas de adsorção dos corantes individuais foram conduzidas nas temperaturas de 25ºC e 50ºC e a capacidade de adsorção do adsorvente aumentou com o aumento da temperatura. O modelo de isoterma de Langmuir forneceu o melhor ajuste dos dados de equilíbrio na faixa de concentração investigada, exceto o corante reativo RB4 a 50ºC, para o qual a isoterma linear mostrou o melhor ajuste. Foi observado o comportamento de adsorção dos corantes reativos em soluções ternárias. Para determinar a concentração de cada corante na solução foram utilizadas equações lineares expandidas para três termos. Foram utilizadas soluções multicomponentes dos corantes na faixa de 40 - 340 mg L-1 em pH 4 e pH 12,4 para simular um efluente têxtil industrial. Os dados foram mais bem ajustados empregando a isoterma de Langmuir. Com objetivo de estudar a possibilidade de reciclagem do adsorvente, foram realizados estudos de dessorção dos corantes RO16 e RR120 com vários eluentes. Os experimentos foram divididos em três etapas: adsorção, lixiviação e dessorção, e a solução NaNO3 3,0 mol L-1 foi o melhor eluente para a dessorção dos corantes. A partir dos estudos de pH e dessorção, foi concluído que a interação iônica é o principal mecanismo de adsorção dos corantes pelo sal quaternário de quitosana. Os resultados mostraram que o sal quaternário de quitosana pode ser usado como alternativa de tratamento de efluentes da indústria têxtil independente do pH do meio aquoso. Adsorption of reactive dyes orange 16, red 120 and blue 4 by quaternary chitosan salt (QCS) or chitosan-N-2-hydroxypropyl trimethyl ammonium chloride was used as model to demonstrate the removal of reactive dyes from textile effluents. The polymer was characterized by IV, ATG, EDX analysis and amount of quaternary ammonium groups. The adsorption experiments were conducted at different pH values and the adsorption showed slightly dependence of the solution pH. Two kinetic adsorption models were tested: pseudo first-order and pseudo second-order. The experimental data best fit at the pseudo second-order model. Textile effluents rarely involve only one component. Consequently, the adsorption projects must be able to deal with multi component equilibrium data. So, the equilibrium experiments of the reactive dyes were tested both individually and in ternary solutions. The isotermic adsorption analysis of each individual dye was conducted at temperatures of 25 oC and 50 oC and the temperature increased the adsorbent capacity adsorption. The Langmuir isotherm model provided the best fit for the equilibrium data in the concentration range investigated. Excepting the reactive dye RB4, at 50 oC temperature, for which the linear isotherm showed the best fit. The adsorption behavior of the dyes in ternary solutions was then observed. To determinate the concentration of each dye in solution, linear equations expanded for three terms were utilized. Multicomponent solution dyes in the range of 40 - 340 mgL-1 were investigated in pH 4 and pH 12.4 to simulate industrial textiles effluent. The experimental data were best fit by the Langmuir isotherm. To investigate the possibility of recycling adsorbent was studied the desorption of the reactive dyes RO 16 and RR 120 with several eluents. The experiments were divided into three parts: adsorption, washing and desorption, and the solution NaNO3 3 mol L-1 was the best elluent for dyes desorption. From studies of pH and the desorption was concluded that the ionic interaction is the main mechanism of adsorption for dyes by quaternary chitosan salt (QCS). The results showed that quaternary chitosan salt (QCS) can be used as an alternative for the treatment of effluent from the textile industry independent of the pH of the aqueous environment.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias. Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Alimentos. / Made available in DSpace on 2013-07-16T01:37:14Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / A presença de patulina (PTL), um metabólito secundário de fungos (Penicillium spp., Aspergillus spp. e Byssoclamys spp.), foi avaliada em produtos de maçã por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) com detecção por ultravioleta (276 nm) em produtos de maçã (sucos de maçã, purê e maçã desidratada) comercializados na região de Florianópolis. Foram analisadas 201 amostras comercializadas em Florianópolis provenientes da região Sul e Sudeste do Brasil. Do total de amostras analisadas 2 % (4 amostras) estavam contaminadas com PTL e todas com níveis abaixo do limite máximo de resíduos (LMR = 50 µg/L) estabelecido pelo Codex Alimentarius. Todas as amostras positivas foram de sucos artesanais, representando 33,3 % (4), com níveis entre 6,3 e 10,8 µg/L. Quanto as análises físico-químicas, todas as amostras de sucos de maçã apresentaram acidez acima 0,15 g/100 mL (ácido málico) e ºBrix maior que 10,5º, mostrando boa qualidade e de acordo com a legislação brasileira. Foi observado que a PTL aplicada (50; 100 e 200 µg/L) em suco de maçã e submetida à ação de adsorventes: quitosana (QT) e carvão ativado (CA) com níveis de 0,1; 0,2 e 0,3 % foi reduzida para os dois adsorventes para os três níveis de contaminação. Como esperado a maior remoção de PTL foi observada nos sucos que foram aplicados maior quantidade de adsorvente (0,3 %). O CA apresentou maior capacidade de remoção de PTL com médias de 76,4; 79,1 e 80,5 % enquanto a QT com 17,6; 19,7 e 26,1 %. Inclusive, o CA apresentou maior eficácia que a QT na remoção de PTL em suco de maçã independente da quantidade de adsorvente aplicada.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Programa de Pós-graduação em Biotecnologia / Made available in DSpace on 2012-10-22T09:21:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 225836.pdf: 1172201 bytes, checksum: 6cef987593cfe31ef17852d62cb933d5 (MD5) / Os efluentes das indústrias papeleiras são constituídos de vários compostos fenólicos tóxicos. Dentre esses compostos, alguns de elevadas massas molares (MM) são biotransformados apenas por alguns organismos como fungos da classe Basidiomycota. Diversos estudos demonstram que a biotransformação da madeira por estes fungos depende principalmente de sua capacidade de produzir enzimas lignolíticas extracelulares como as lacases. As lacases catalisam oxidação de uma série de compostos aromáticos, especialmente compostos fenólicos. Várias aplicações vêm sendo sugeridas para essas enzimas, dentre elas, o seu uso na biorremediação de compostos fenólicos e, conseqüentemente, efluentes que possuam tais compostos. No entanto, a aplicação destas, como de quaisquer enzimas na forma livre, torna-se inviável devido a peculiaridades das mesmas, como o fato de perderem atividade em condições e meios densnaturantes. Dessa forma, para aumentar a estabilidade operacional das enzimas, as mesmas podem ser imobilizadas em suportes sólidos, que lhes conferem maior resistência à perda de atividade. Considerando isso, o presente trabalho teve como principal objetivo imobilizar a enzima lacase em esferas de quitosana e avaliar seu potencial para biotransformação de amostras do efluente de uma indústria de papel e celulose. Inicialmente foi possível observar que, apesar da enzima ter adquirido valores baixos de estabilidade operacional, tornou-se mais resistente a diversas condições e meios desnaturantes tais como: pH e temperatura elevados, presença de inibidores e solventes. Em um segundo momento, foram realizados ensaios de biotransformação das amostras de efluente com a enzima imobilizada. O processo de biotransformação foi acompanhado em diversos períodos de tempo pelos seguintes parâmetros: fenóis totais, fenóis de baixa MM, cor e DQO. Com base nos resultados obtidos foi possível observar que, após 24 horas de incubação da enzima imobilizada com o efluente, houve remoção de aproximadamente 65% de fenóis totais, 65% de fenóis de baixa MM e 60% de cor. Embora não se tenha observado modificações estatisticamente significativas nos níveis de DQO após tratamento enzimático, foi possível concluir que a enzima imobilizada em esferas de quitosana possui grande potencial de biotransformação dos compostos fenólicos que, por sua vez, são os que detêm os agentes químicos responsáveis pela elevada toxicidade desse tipo de efluente.

RIBEIRO, J. C. V. Influência da massa molar na biocompatibilidade de membranas de quitosana em tecido subcutâneo de ratos. 2017. 103 f. Tese (Doutorado em Odontologia) - Faculdade de Farmácia, Odontologia e Enfermagem, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017. / Submitted by Erika Fernandes (erikaleitefernandes@gmail.com) on 2017-02-24T13:43:58Z No. of bitstreams: 1 2017_tese_jcvribeiro.pdf: 5438414 bytes, checksum: 214a60843657630d29ec1cedae58c032 (MD5) / Approved for entry into archive by Erika Fernandes (erikaleitefernandes@gmail.com) on 2017-02-24T13:44:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_tese_jcvribeiro.pdf: 5438414 bytes, checksum: 214a60843657630d29ec1cedae58c032 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-24T13:44:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_tese_jcvribeiro.pdf: 5438414 bytes, checksum: 214a60843657630d29ec1cedae58c032 (MD5) Previous issue date: 2017-01-31 / Tissue engineering is based on the application of concepts from materials science and regenerative medicine with the aim of developing biomaterials capable of reconstructing or regenerating damaged tissue. In this context, chitosan (CS) has aroused a great deal of interest as one such biomaterial on account of its alleged properties of biocompatibility, bioactivity and the ease with which its chemical structure may be modified. CS is a naturally occurring polysaccharide obtained from chitin, an abundant and renewable source. It demonstrates great variability in terms of its main chemical characteristics, such as molar mass (MM) and the degree of deacetylation (DD), which may have an impact on its physical and biological properties. Numerous studies have investigated its use as a scaffold material in the regeneration of various types of tissue, including bone and periodontal tissues. However, few studies have related the possible influence of the MM of CS on its biocompatibility in vivo; this aspect still has not been clarified. The aim of the present study is to investigate the biocompatibility and bioactivity of CS membranes of different MM when implanted in the subcutaneous tissue of rats. CS membranes with a high molecular weight (HMW-CS) and low molecular weight (LMW-CS) were chemically characterized to determine their MM via gel permeation chromatography (GPC) and DD via potentiometric titration. Next, they were inserted into the subcutaneous conjunctive tissue in the backs of 24 animals and compared to a positive λ-carrageenan(Cg) control and a negative control. Biocompatibility was evaluated through histological analyses of the inflammatory leukocyte infiltrate, formation of granulation tissue and of fibrous conjunctive tissue, after 1, 7, 14 and 28 days. Bioactivity was investigated through immunohistochemical analyses carried out to identify the expression of the nuclear transcription factor NF-κΒ and the fibroblast growth factor FGF-2, which are proteins involved in the process of inflammation and tissue repair. The results showed that the chitosan membranes induced leukocyte infiltrate similar to the control after 7, 14 and 28 days, but lower than in the positive control. The LMW-CS induced a greater formation of granulation tissue and fibrous conjunctive tissue than HMW-CS, after 7 and 14 days, and than Cg after 7, 14 and 28 days, and showed inhibitory action on NF-κΒ at day 7. LMW-CS also showed a greater stimulatory effect than HMW-CS at day 1. The results suggest that LMW-CS induced a lower inflammatory response and promoted a faster regeneration of conjunctive tissue than HMW-CS, though both were found to be biocompatible. It may be concluded that MM influenced CS biocompatibility in vivo and this characteristic should be taken into consideration when developing and investigating CS-based scaffolds for tissue regeneration. The evaluated CS membranes presents a potential application for guided tissue regeneration. / A engenharia tecidual fundamenta-se na aplicação de conceitos da ciência dos materiais e da medicina regenerativa no intuito de desenvolver biomateriais capazes de reconstruir ou regenerar tecidos danificados. Neste sentido, a quitosana (QS) tem despertado grande interesse para regeneração tecidual, por suas alegadas propriedades de biocompatibilidade, bioatividade e facilidade de modificação de sua estrutura química. A QS é um polissacarídeo de origem natural, obtido a partir da quitina, uma fonte abundante e renovável. Apresenta grande variabilidade em suas principais características químicas como a massa molar (MM) e o grau de desacetilação (GD), que podem influenciar suas propriedades físicas e biológicas. Inúmeros estudos têm investigado seu uso como material de arcabouço (scaffold) na regeneração de diversos tipos de tecido, inclusive tecido ósseo e periodontal. No entanto, poucos estudos se referem à possível influência da MM da QS sobre sua biocompatibilidade in vivo, sendo este aspecto ainda não elucidado. O presente trabalho tem como objetivo investigar a biocompatibilidade e a bioatividade de membranas de QS de diferentes MMs quando implantadas no tecido subcutâneo de ratos. Membranas de QS de alto peso molecular (QS-APM) e baixo peso molecular (QS-BPM) foram caracterizadas quimicamente para determinar sua MM por cromatografia de permeação em gel (GPC) e seu GD por titulação potenciométrica. Em seguida, foram inseridas no tecido conjuntivo subcutâneo do dorso de 24 animais e comparadas com um controle positivo de carragenina-lambda (CG) e um controle negativo. A biocompatibilidade foi avaliada por análises histológicas do infiltrado inflamatório leucocitário, formação de tecido de granulação e formação de tecido conjuntivo fibroso após 1, 7, 14 e 28 dias. A bioatividade foi avaliada por análises imunohistoquímicas para identificar a expressão do fator de transcrição nuclear NF-κΒ e do fator de crescimento de fibroblastos FGF-2, que são proteínas envolvidas no processo de inflamação e reparo tecidual. Os resultados mostraram que as membranas de quitosana induziram infiltrado leucocitário semelhante ao controle após 7, 14 e 28 dias e inferior ao controle positivo. A QS-BPM induziu maior formação de tecido de granulação e tecido conjuntivo fibroso que a QS-APM aos 7 e 14 dias e que a CG aos 7, 14 e 28 dias e mostrou atividade inibitória sobre o NF-κΒ aos 7 dias. A QS-BPM ainda demonstrou maior atividade estimulatória sobre o FGF-2 que a QS-APM no primeiro dia. Os resultados sugerem que a QS-BPM induziu menor resposta inflamatória e favoreceu uma regeneração mais rápida do tecido conjuntivo que a QS-APM, embora ambas tenham se mostrado biocompatíveis. Pode-se concluir que a MM influenciou a biocompatibilidade e bioatividade da QS in vivo e essa característica deve ser considerada ao se desenvolver e investigar scaffolds à base de QS para regeneração tecidual. As membranas de quitosana avaliadas apresentam potencial de aplicação em regeneração tecidual guiada.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Alimentos, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2018-02-06T03:17:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 348599.pdf: 3462391 bytes, checksum: 052a86e9fd59a228ab995defd1617791 (MD5) Previous issue date: 2017 / O conteúdo de antocianinas foi extraído e concentrado. Os extratos foram encapsulados por spray drying e suas propriedades físico-químicas determinadas. A estabilidade térmica dos extratos foi avaliada a partir das análises de TG e DSC. A cor dos extratos secos foi avaliada pela variação da cor com relação a cor dos extratos de origem. Os extratos foram caracterizados quanto ao teor de antocinainas e efetividade na expressão da cor, para utilização como corante grau alimentício. Além disso, filmes de quitosana, PVA e sorbitol com adição de extrato antocianinas comercial foram produzidos e as propriedades mecânicas, físico-químicas, morfológicas e de estabilidade térmica foram determinadas. A presença das antocianinas nos filmes foi verificada pela medição da cor em diferentes condições de pH. Uma formulação de filme com propriedades elegíveis para aplicação em embalagem de alimentos foi acondicionada em caldos de crescimento microbiano e a variação da cor foi estudada. Filmes foram desenvolvidos a partir da formulação polimérica ideal (70/30/10) e adicionados das micropartículas dos extratos hidroalcóolico e concentrado. Os filmes foram submetidos a teste em degradação de matriz alimentar para avaliação da variação da cor em decorrência da deterioração do alimento.<br> / Abstract : The anthocyanin content was extracted and concentrated. The extracts were encapsulated by spray drying and their physicochemical properties determined. Extracts thermal stability of was evaluated from the TG and DSC analyzes. The dried extracts color was evaluated by the variation of the color regarding the origin extracts color. The extracts were characterized in terms of anthocyanin content and effectiveness in color expression, for use as food grade dye. In addition, films of chitosan, PVA and sorbitol with addition of commercial anthocyanins extract were produced and the mechanical, physicochemical, morphological and thermal stability properties determined. The presence of anthocyanins in the films was verified by measuring the color at different pH conditions. A film formulation with properties eligible for food packaging application was packed in microbial growth broths and its color variation was studied. Films were developed from the ideal polymer formulation (70/30/10) and added from the microparticles of the hydroalcoholic and concentrated extracts. The films were submitted to food matrix degradation test to evaluate color variation due to food deterioration.