Este trabalho apresenta um estudo sobre a influência de nanopartículas de prata nas propriedades ópticas de vidros de telureto dopados com íons de terras raras para aplicações em fotônica. Foram estudados três sistemas vítreos diferentes, TeO2-ZnO (B1), TeO2-PbO-GeO2 (T1) e TeO2-GeO2-BaO-Nb2O5 (Q3), todos preparados com óxidos de Itérbio (Yb2O3), Praseodímio (Pr2O3) e Érbio (Er2O3), além do reagente Nitrato de Prata (AgNO3), precursor das nanopartículas. Estes vidros possuem uma larga região de transmissão (350-6500 nm), boa estabilidade química, resistências mecânica e térmica, baixa energia de fônon (em torno de 700 cm-1) e alto índice de refração (~ 2,0). Através de medidas de absorção óptica foi observada a incorporação dos íons de terras-raras na forma trivalente, responsável pelo fenômeno de luminescência nos vidros. Para comprovar a presença das nanopartículas foram realizadas análises de Microscopia Eletrônica de Transmissão. As análises de microscopia eletrônica de transmissão permitiram observar o tamanho e o formato das nanopartículas formadas. A composição das nanopartículas foi obtida através da técnica de difração de elétrons realizada durante os ensaios de microscopia eletrônica de transmissão. As nanopartículas obtidas nos sistemas vítreos estudados apresentaram-se na forma metálica e cristalina, com tamanho médio variando entre 3 nm e 12 nm. Para o sistema B1 preparado com Yb2O3 foram feitas as medidas da luminescência cooperativa das amostras vítreas e de fibras nanoestruturadas, e estudada a interferência das nanopartículas. Para os sistemas preparados com Pr2O3 e AgNO3 e com Er2O3 e AgNO3 foram estudadas as interferências das nanopartículas nas emissões. Os resultados mais relevantes foram obtidos para o sistema T1, preparado com Pr2O3, para o qual foi observado aumento significativo da intensidade de emissão, de aproximadamente 100 %, na presença das nanopartículas quando comparadas as amostras tratadas por 1 h e 17 h. A diminuição da luminescência, observada em algumas amostras, é atribuída ao fato de as nanopartículas estarem situadas, em relação aos íons de terras-raras, a distâncias inferiores a 5 nm. Os resultados obtidos demonstram que as emissões de íons de terras-raras mais afetadas são as que se encontram mais próximas da banda de absorção do plasmon das nanopartículas. / This work presents a study about the influence of silver nanoparticles in the optical properties of tellurite glasses doped with rare-earths ions for photonic applications. Three different glassy systems were study, TeO2-ZnO (B1), TeO2-PbOGeO2 (T1) and TeO2-GeO2-BaO-Nb2O5 (Q3), all of them prepared with Ytterbium (Yb2O3), Praseodymium (Pr2O3) and Erbium (Er2O3) oxides, and the Silver Nitrate reagent (AgNO3), the nanoparticles precursor. These glasses have a large transmission window (350-6500 nm), chemical stability, mechanical and thermal resistance, low phonon energy (around 700 cm-1) and high refractive index (~2,0). The optical absorption measurement showed the incorporation of rareearths ions in the trivalent form, responsible for the luminescence phenomenon in the glasses. In order to prove the presence of nanoparticles, analyses of Transmission Electron Microscopy (TEM) were performed. These analyses allowed the observation of the size and of the shape of the formed nanoparticles. The composition of the nanoparticles was obtained by the electron diffraction technique performed during the transmission electron microscopy analyses. The nanoparticles obtained in the studied glassy systems presented themselves in metallic and crystalline form, with average size varying between 3 nm and 12 nm. For the B1 system doped with Yb2O3, the cooperative luminescence analyses from the glassy samples and the nanostructured fiber glasses were performed, and the interference of the nanoparticles was studied. For the systems doped with Pr2O3 and AgNO3 and with Er2O3 and AgNO3, it was studied the interference of the nanoparticles on the emissions. The most relevant results were obtained for the T1 system, prepared with Pr2O3, which presented significant enhancement of luminescence, nearly 100 %, in the presence of nanoparticles when compared to the samples heat treated for 1 h and 17 h. The decrease of the luminescence, observed for some samples, is attributed to the fact that the distance between the nanoparticles and the rare-earth ions is smaller than 5 nm. The results obtained show that the rare-earth emissions, that are more influenced, are those whose wavelengths are nearer of the plasmon resonance band of the nanoparticles.

Submitted by Jaqueline Silva (jtas29@gmail.com) on 2014-12-16T09:39:30Z No. of bitstreams: 1 Tese-Francine de Couto Lima Moreira-2013.pdf: 2677699 bytes, checksum: 8dc4da322744f0e3a50d55d5b06493bc (MD5) / Rejected by Jaqueline Silva (jtas29@gmail.com), reason: on 2014-12-16T09:53:06Z (GMT) / Submitted by Jaqueline Silva (jtas29@gmail.com) on 2014-12-29T18:57:50Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Tese-Francine de Couto Lima Moreira-2013.pdf: 2677699 bytes, checksum: 8dc4da322744f0e3a50d55d5b06493bc (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Silva (jtas29@gmail.com) on 2014-12-29T18:58:08Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Tese-Francine de Couto Lima Moreira-2013.pdf: 2677699 bytes, checksum: 8dc4da322744f0e3a50d55d5b06493bc (MD5) / Made available in DSpace on 2014-12-29T18:58:08Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Tese-Francine de Couto Lima Moreira-2013.pdf: 2677699 bytes, checksum: 8dc4da322744f0e3a50d55d5b06493bc (MD5) Previous issue date: 2013-09-26 / Aim: to evaluate the influence of silver nanoparticles to antibacterial effect, color change, sorption, and solubility of dental adhesives. Material and methods: they were analised four groups of dental adhesives: SB - AdperTM Single Bond 2 without adding NAg, SM - AdperTM Scotchbond Multi-use without adding NAg; SBAg - SB with addition of 0.1% of NAg ; SMAG - SM with addition of 0.1% of NAg. One handred and thirty two specimens of the adhesives were prepared according to the standard of ISO 4049:2010, with circular geometry dimensions of 10mmx1mm. After different periods of specimens contamination with Streptococcus mutans (ATCC 25175) (1min; 5min; 1h; 6h, e 24h) the antimicrobial activity was observed by bacterial grouth (optical density), and the presence/absence of bacteria on the specimens surface by Scanning Electron Microscopy (2500x e 5000x). Also evaluated the color change of specimens after adding NAg through the CIELab system, and sorption and solubility tests (ISO 4049:2010) were performed to verify the polymeric quality of materials. Data were subjected to analysis of variance (ANOVA) followed by Tukey test for multiple comparisons, with p=0.05 for all tests, except for analysis of ΔE what underwent Pearson`s correlation (p=0.01). Results: there were no statistical differences between the values of optical density of the culture broth used to store the specimens contaminated with S. mutans, even with the addition of NAg (p>0.05). Both adhesives have significant change in color, after the addition of nanosilver in its composition (p<0.01). No statistical differences were observed on the values of sorption and solubility differences as the addition of NAg in studied adhesives (p>0.05). Conclusion: addition of 0.1% pure silver nanopowder in dental adhesive did not confer antibacterial effect to the material, cause material color changes and did not affect the values of sorption and solubility. / Objetivo: avaliar a influência da adição de nanopartículas de prata (NAg) no efeito antibacteriano, na alteração de cor, na sorção e solubilidade de adesivos dentários. Material e métodos: para tanto foram analisados quatro grupos de adesivos dentários: SB - AdperTM Single Bond 2 sem adição de NAg; SM - AdperTM Scotchbond Multi-uso sem adição de NAg; SBAg – SB com adição de 0,1% de NAg; SMAg - SM com adição de 0,1% de NAg. Cento e trinta e dois espécimes dos adesivos foram confeccionados segundo a norma da ISO 4049:2010, com geometria interna circular nas dimensões de 10mmX1mm. Após diferentes períodos de contaminação dos espécimes com Streptococcus mutans (ATCC 25175) (1min; 5min; 1h; 6h e 24h), o efeito antibacteriano foi analisado por meio de densidade óptica e a presença/ausência de bactérias na superfície dos espécimes por microscopia eletrônica de varredura (2500x e 5000x). Avaliou-se também a alteração de cor (ΔE) dos espécimes após a adição da NAg, utilizando espectrofotômetro com base no sistema CIELab. Os testes de sorção e solubilidade (ISO 4049:2010) foram realizados para verificar a qualidade polimérica dos materiais. Os dados obtidos foram submetidos a uma análise de variância (ANOVA), seguida pelo teste de Tukey, para comparações múltiplas, com p=0,05, para todos os testes, exceto para análise do ΔE que foi submetido à correlação de Pearson (p=0,01). Resultados: não foram observadas diferenças estatísticas entre os valores de densidade óptica dos meios de cultura utilizados para armazenar os espécimes contaminados com S. mutans, mesmo com a adição de NAg (p>0,05). Ambos os adesivos sofreram alteração de cor significante, posterior à adição da nanoprata em sua composição (p<0,01). Quanto aos valores de sorção e solubilidade não foram observadas diferenças estáticas quanto à adição de NAg nos adesivos estudados (p>0,05). Conclusão: a adição de nanopartículas de prata, pura, em pó a 0,1%, nos adesivos dentários não conferiu efeito antibacteriano ao material, causou alteração de cor e não interferiu nos valores de sorção e solubilidade dos mesmos.

Materiais automontados de V2O5, polialilamina (PAH) e nanopartículas de prata (AgNP) foram preparados pelo método camada-por-camada, visando a sua aplicação em baterias de íon-lítio e dispositivos eletrocrômicos. O método adotado permitiu o crescimento linear de filmes visualmente homogêneos de V2O5, V2O5/PAH e V2O5/PAH/AgNP com 15 bicamadas, como observado a partir de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia eletrônica na região do visível. De acordo com os espectros de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), verificou-se que a interação entre o oxigênio do grupo vanadila e o grupo amino deve ser responsável pelo crescimento destes filmes, além de permitir uma blindagem eletrostática entre os íons lítio e os sítios com maior densidade de carga negativa, aumentando a velocidade difusional e, consequentemente, aumentando a capacidade de armazenamento de energia e diminuição do tempo de resposta. Resultados eletroquímicos e espectroeletroquímicos mostraram que a presença das AgNPs estabilizadas no PAH aumentou a capacidade de carga do eletrodo, propiciando novos caminhos condutores e aumentando o número de sítios eletroativos na matriz hospedeira. Espontaneamente, novas nanoarquiteturas com interações específicas foram formadas pelo método camada-por-camada, garantindo uma maior velocidade de transporte de massa e transferência de carga em eletrodos para baterias de lítio e dispositivos eletrocrômicos. / Self-assembled Materials from V2O5, polyallylamine (PAH) and silver nanoparticles (AgNP) were prepared by layer-by-layer method, aiming at its application in lithium-ion batteries and electrochromic devices. The adopted method allowed the linear growth of visually homogeneous films from V2O5, and V2O5/PAH, V2O5/PAH/AgNP with 15 bilayers. This was observed from scanning electron microscopy (SEM) and electronic spectroscopy in the visible region. According to the Fourier transform infrared (FTIR) spectra, it was found that the interaction between vanadyl groups oxygen and the amino group should be responsible for the growth of these films. Besides, this interaction allowed an electrostatic shield between the lithium ions and the sites with higher negative charge, increasing the ionic speed and diffusion, thereby increasing energy storages capacity and response times reduction. Electrochemical and spectroelectrochemical results showed that the presence of AGNPs stabilized in PAH increased the electrodes capacity, providing new path-ways and increasing the number of electroactive sites in the host matrix. Spontaneously, new nanoarchitectures to specific interactions were formed by the layer-by-layer method, ensuring a higher rate of mass transport and charge transfer in electrodes for lithium batteries and electrochromic devices application.

O desenvolvimento de novos procedimentos e tecnologias tem proporcionado um grande avanço no tratamento de feridas e queimaduras, melhorando a qualidade de vida das vítimas e reduzindo as taxas de mortalidade de pessoas com queimaduras graves. Entretanto as complicações infecciosas continuam sendo um desafio e uma das principais causas de óbito de queimados. Por outro lado, em todo o mundo tem-se observado um crescente interesse no uso de hidrogéis para aplicação como curativos para queimaduras, ferimentos e úlceras de pele, tendo em vista que são capazes de absorver exsudatos, ajudam na cicatrização e proporcionam conforto ao paciente, uma vez que favorecem o alívio da dor. Além disso, os hidrogéis também podem ser aplicados como matrizes para sistemas de liberação controlada de princípios ativos e agentes antimicrobianos. O objetivo deste trabalho foi estudar as propriedades mecânicas e físico-químicas de hidrogéis compostos por blendas formadas por Poli(N-vinil-2-pirrolidona)/ Polietilenoglicol/ ágar (PVP/PEG/ágar), Poli(N-vinil-2-pirrolidona)/ glicerol/ ágar (PVP/glicerol/ágar); Poli(álcool vinílico)/ kappa-carragena/ ágar (PVA/KC/ágar), reticuladas por radiação ionizante. Para a preparação das blendas, utilizou-se planejamento de misturas como ferramenta, oferecendo assim subsídios a futuros desenvolvimentos de novos hidrogéis, que possam ser usados como curativos e como matrizes poliméricas para liberação de ativos hidrofílicos e lipofílicos. Foram otimizadas três formulações e sintetizadas seis, três das quais hidrogéis nanocompósitos de prata. As nanopartículas de prata (NPAg) foram sintetizadas, in situ, por radiação gama, sem uso de catalisadores ou outro reagente para obtenção de curativo mais puro e com ação antimicrobiana. A caracterização físico-química dos hidrogéis foi obtida por análises de fração gel, intumescimento, ensaios de tração e perfuração, microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia na região do ultravioleta-visível (UV-vis). Também foi avaliada a atividade antimicrobiana dos hidrogéis e realizado estudo de citotoxicidade in vitro. O planejamento de misturas apresentou modelos confiáveis para os resultados de fração gel e intumescimento, porém, para as propriedades mecânicas, os resultados devem ser vistos com cautela. O uso da radiação se mostrou eficaz para a síntese de NPAg in situ nas blendas estudadas. Os resultados sugerem que os hidrogéis sintetizados não liberaram NPAg, porém os hidrogéis de PVP apresentaram atividade bactericida para S. aureus e P. Aeruginosa, enquanto que o hidrogel de PVA apresentou atividade bactericida para P. aeruginosa e atividade bacteriostática para S. aureus, sendo essa atividade pelo contato direto. / The development of new procedures and technologies have provided a major advance in the treatment of wounds and burns improving the quality of life of victims and reducing mortality rates of people with severe burns. However, infectious complications remain a challenge and a major cause death to burn. Furthermore, in the whole world, an increasing interest in the use of hydrogels as dressings for burns, wounds and skin ulcers has been observed, considering that they are capable of absorbing exudates, aid in healing and provide confort to the patient, since they favor the pain relief. In addition, hydrogels can also be applied as matrices for controlled release systems of active and antimicrobial agents. The aim of this study was to investigate the mechanical and physicochemical properties of hydrogels composed of blends formed by poly(N-vinyl-2-pyrrolidone)/ Polyethylene glycol/ agar (PVP/PEG/agar), poly(N-vinyl-2-pyrrolidone)/ glycerol/agar (PVP/ glycerol/agar) and poly(vinyl alcohol)/ kappa-carrageenan/ agar (PVA/KC/agar), crosslinked by ionizing radiation. In blends preparation, design of mixtures was utilized as a tool, thus offering information for future developments of new hydrogels, which can be used as dressings and as polymer matrices for the release of lipophilic and hydrophilic actives. Three formulations were optimized, and six synthesized, being three of these silver nanocomposite hydrogels. The silver nanoparticles (AgNPs) were synthesized, in situ, by gamma irradiation without using a catalyst or other reagent in order to obtain wound dressing with higher purity and antimicrobial activity. The physicochemical characterization of the hydrogels was obtained using assays of gel fraction, swelling, tensile and perforation, scanning electron microscopy (SEM), spectroscopy in the ultraviolet-visible (UV-vis) region. Antimicrobial activity of the hydrogels was evaluated, and cytotoxicity study in vitro also was performed. The mixture design offered reliable models for gel fraction and swelling, but for the mechanical properties the results must be seen with caution. The use of radiation has proven to be effective for synthesis of AgNPs in situ in the blends studied. The results suggest that hydrogels synthesized did not release AgNPs, but the PVP hydrogels showed bactericidal activity for S. aureus and P. aeruginosa, whereas the PVA hydrogel had bactericidal activity for P. Aeruginosa and bacteriostatic activity for S. aureus, being this activity by direct contact.

Devido às características especiais as nanopartículas (10-9m) estão sendo utilizadas em uma ampla gama de produtos, porém é conhecido que a utilização dessas partículas podem causar efeitos biológicos adversos, aumentando a preocupação em relação à saúde e ao meio ambiente. Recentemente, as nanopartículas de prata (AgNPs) têm sido alvo de estudos genotóxicos e citotóxicos, sendo que ainda não existe um consenso acerca da relação entre tamanho e toxicidade dessas partículas. Assim, este trabalho avaliou a citotoxicidade e a genotoxicidade das AgNPs de 10 e 100 nm nas linhagens celulares CHO-K1 e CHO-XRS5, por meio do Ensaios de Viabilidade Celular, Sobrevivência Clonogênica, Teste do Micronúcleo, o Ensaio Cometa e Cinética do Ciclo Celular por Citometria de Fluxo. Em todos os ensaios, as células foram expostas por 24 h à diferentes concentrações de AgNPs (0,025 a 5,0 g/ml) e, as células não tratadas foram utilizadas como controle negativo. A concentração de 5,0 g/ml foi citotóxica nos ensaios de Viabilidade Celular e Sobrevivência Clonogênica, sendo excluída dos ensaios de genotoxicidade. De maneira geral, as células CHO-XRS5 apresentaram menor viabilidade e maior quantidade de danos no DNA do que as células CHO-K1. As AgNPs de 10 nm causaram maiores níveis de danos no DNA em ambas as linhagens e um aumento de células em subG1 logo após o tratamento na linhagem CHO-K1. Entretanto, no tempos 24 e 72 h após o tratamento foi verificada a maior toxicidade (células em subG1) das AgNPs de 100 nm quando comparadas com suas homólogas menores (10 nm). Assim, foi observado que as AgNPs de 10 nm apresentam efeito tóxico a curto prazo similar ou maior do que a mesma concentração de partículas de 100 nm. No entanto, os efeitos genotóxicos e citotóxicos de longo prazo das AgNPs de 100 nm foram maiores do que os da partículas de 10 nm para ambas as linhagens celulares, comprovando que a exposição às AgNPs maiores (100 nm) pode causar mais efeitos biológicos adversos do que suas homólogas menores (10 nm). / Due to their particular characteristics, nanoparticles (10-9m) are being used in a range of products. However, these particles can cause adverse biological effects and because of that, there is a great concern about the health and environmental risks related to the use of these particles. Recently, silver nanoparticles (AgNPs) have been used in a variety of cytotoxicity and genotoxicity studies, but there are still controversies regarding the association between the size and the toxicity of these particles. Thus, in this study, we aimed to evaluate the cytotoxicity and genotoxicity of AgNPS (10 and 100 nm) in two different cell lines, CHO-K1 and CHO-XRS5, by performing Cell Viability assay (XTT), Clonogenic assay, Micronucleus test, Comet assay, as well as by investigating the Cell Cycle kinetics using the flow cytometry. For all the different assays, the cell cultures were exposed for 24 hours to different concentrations of AgNPs (0.025 to 5.0 g/ml) and the untreated cells were used as the negative controls. Since results from the Viability and Clonogenic assays indicated that the concentration of 5.0 g/ml was cytotoxic for both cell lines, this concentration was not included in the genotoxic assays. Our results indicated that the CHO-XRS5 cells presented a lower viability and higher levels of DNA damage compared to the CHO-K1 cells. The 10 nm-AgNPs induced greater levels of DNA damage than the 100 nm-particles in both cell lines and the former also led to a subG1 arrest soon after the treatment only in the CHO-K1 cell line. In contrast, results from all the other assays indicated that greater levels of toxicity were induced by the 100 nm-AgNPs when compared to the 10 nm-particles, both 24 and 72 h after the treatment. Thus, at the same concentration, the short-term effects of the 10 nm-AgNPs were equal to or more toxic than those of the 100 nm-particles. Nevertheless, both long-term genotoxicity and cytotoxicity induced by the 100 nm-AgNPs were greater than those induced by the 10 nm-particles for both cell lines, which suggests that the exposure to greater size particles (100 nm) can cause more adverse biological effects than the exposure to the smaller particles(10 nm).

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-10-02T14:48:12Z No. of bitstreams: 1 marianasilvalopesneves.pdf: 523366 bytes, checksum: 2c33e978d12652cf1b17217fe3509198 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-10-09T19:44:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 marianasilvalopesneves.pdf: 523366 bytes, checksum: 2c33e978d12652cf1b17217fe3509198 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-09T19:44:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 marianasilvalopesneves.pdf: 523366 bytes, checksum: 2c33e978d12652cf1b17217fe3509198 (MD5) Previous issue date: 2013-04-25 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / A prata é conhecida por sua atividade antibacteriana e tem se mostrado eficiente como alternativa no contexto da resistência bacteriana a drogas, sobretudo na forma de nanopartículas (AgNPs). Nossos objetivos foram a avaliação da susceptibilidade de bactérias representativas contra AgNPs e pesquisa de efeito sinérgico ou antagônico quando associadas a quitosana (QIT) e antimicrobianos de uso terapêutico humano. Foram utilizadas oito linhagens bacterianas de referência, representativas de: Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Staphylococcus aureus, S. epidermides e Enterococcus faecalis. O perfil de susceptibilidade foi determinado através do método de microdiluição em caldo, de acordo com as recomendações do CLSI. A concentração inibitória mínima (CIM90) das AgNPs para as amostras testadas foi de 64μg/mL, enquanto que para a combinação AgNPs-QIT foi de 16μg/mL. Considerando-se atividade antimicrobiana somente da QIT, a CIM90 foi de 16 μg/mL. Entre os antimicrobianos testados (meropenem, amicacina, gentamicina, levofloxacina, rifampicina, sulfametoxazol-trimetropim, tetraciclina, e oxacilina e vancomicina, estes apenas para Gram positivos), apesar de a CIM para cada linhagem bacteriana estar de acordo com os valores determinados pelo CLSI observou-se diminuição significativa para todas as drogas testadas quando combinadas com AgNPs-QIT. De modo geral, para todas as espécies bacterianas avaliadas, a associação de AgNPs com QIT ou drogas antimicrobianas apresentaram grande potencial inibitório que pode estar relacionado a estabilidade das AgNPs associadas ao polímero ou a interação positiva das nanopartículas com os antimicrobianos. O ensaio de Checkerboard foi realizado para estabelecer os efeitos sinérgicos ou antagônicos em cada combinação. A possibilidade da interação das AgNPs e da QIT com antimicrobianos já existentes é altamente relevante e reforça as recomendações da literatura acerca da reformulação de uso de antimicrobianos tradicionais, além da pesquisa de novas drogas e estratégias para sobrepujar o crescente fenômeno da resistência bacteriana aos antimicrobianos. / Silver is known for its antibacterial activity and has been shown to be effective as a potential alternative in the context of bacterial resistance to drugs, particularly in the form of nanoparticles (AgNPs). Our objectives were to evaluate the susceptibility of bacteria against AgNPs and representative survey of synergistic or antagonistic when combined with chitosan (QIT) and antimicrobials for human therapeutic use. A total of eight reference strains were evaluated of Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Staphylococcus aureus, S. epidermidis and Enterococcus faecalis. The susceptibility patterns were determined by broth microdilution method, according to the CLSI guidelines. The minimum inhibitory concentration (MIC90) of AgNPS to the samples tested was 64μg/mL, while for the combination AgNPs-QIT was 16μg/mL. Considering only antimicrobial activity of QIT, the MIC90 was 16 mg / mL. Among the antimicrobials (meropenem, amikacin, gentamicin, levofloxacin, rifampicin, sulfamethoxazole- trimethoprim, tetracycline, and vancomycin and oxacillin, these only to Gram positive), while the MIC for each bacterial strain is in accordance to the reference CLSI, significant decrease was observed for all tested drugs when combined with AgNPs-QIT. In general, association of AgNPs with QIT or with antimicrobial drugs showed higher inhibitory potential, which may be related to the stability of the polymer associated AgNPs or positive interaction of nanoparticles with antibiotics. The Checkerboard assay was then performed to establish antagonistic or synergistic effects in each combination. The possibility of interaction of AgNPs and QIT with existing antimicrobials is highly relevant and reinforces the recommendations of the literature on the reformulation of traditional antimicrobial use, as well as research into new drugs and strategies to overcome the growing phenomenon of bacterial resistance to antimicrobials.

Orientador: Oswaldo Luiz Alves / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-22T16:53:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nascimento_RafaellaOliveirado_D.pdf: 2771988 bytes, checksum: 63b8f98c0da43dba0fe3708e5c13eb94 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A presente tese de doutorado tem como objetivo principal utilizar ferramentas da nanociência e da nanotecnologia para contribuir com a remediação/tratamento de poluentes tradicionais, íons de metais como Pb, Cd, Cu, Co, Ni utilizando como materiais filtrantes folhas de fosfato de cério fibroso (CeP), assim como nanocompósitos inéditos obtidos pela combinação de CeP e nanotubos de carbono de parede múltiplas funcionalizados (MWCNTs- Func) via oxidação (ox-MWCNT) ou via tiolação (MWCNT-SH). Ademais, também foram funcionalizados MWCNT via amidação com 2 - amino- 2 - hidroximetil - propano - 1,3 - diol (TRIS). Tais nanotubos de carbono (ox-MWCNT, MWCNT-SH e MWCNT-TRIS) foram aplicados na síntese de nanocompósitos com nanopartículas de prata (AgNP) através de reação in situ, na qual os NTCs foram dispersos no meio reacional de obtenção das AgNP por redução dos íons prata por borohidreto de sódio. Após a caracterização físico-química das amostras obtidas, as AgNP assim como seus nanocompósitos com MWCNT-Func (AgNP/ox-MWCNT, AgNP/MWCNT-SH e AgNP/MWCNT-TRIS) foram submetidos à ensaios de atividade antimicrobiana do tipo concentração inibitória mínima (MIC) e ensaios de tempo-morte. Finalmente, as AgNP e seus nanocompósitos foram submetidas à degradação pela ação das folhas de CeP e CeP/ox-MWCNT / Abstract: This doctoracte thesis aims the application of the nanoscience and nanotechnology tools in order to contribute with water/wastewater remediation contamined with traditional pollutants. In this regard, we studied the remediation of metals ions, such as Pb, Cd, Cu, Co, Ni through the filtration of simulated ions effluents with fibrous cerium phophate (CeP) and also its inedit nanocomposites obtained by interaction between CeP and functionalized multi-walled carbon nanotubes (MWCNT-Func). Herein, MWCNT-Func were functionalized by oxidation, thiolation and amidation reactions with 2-amino-2-hydroxymethyl-propane-1,3-diol (TRIS). The MWCNT-Func obtained was named ox-MWCNT, MWCNT-SH and MWCNTTRIS. Adittionally, we prepared silver nanoparticles (AgNP) and their nanocomposites with MWCNT-Func (AgNP/ox-MWCNT, AgNP/MWCNT-SH, AgNP/MWCNT-TRIS) by in situ synthesis method. Moreover, we studied their antibacterial properties. Furthermore, we applied the CeP and CeP/MWCNT-Func nanocomposites as photocalytic materials to remediate water/wastewater simulated effluents wherein AgNP and AgNP/MWCNT-Func were present / Doutorado / Quimica Inorganica / Doutora em Ciências

Orientador: Maria do Carmo Gonçalves / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-24T02:16:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Andrade_PatriciaFernanda_D.pdf: 6247587 bytes, checksum: f34d80dacc0ecfa31beb35c9a4f8ab70 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Neste trabalho foram preparadas e caracterizadas nanopartículas de prata estabilizadas com polivinilpirrolidona (PVP) e ß-ciclodextrina (ß-CD), que foram incorporadas em matrizes poliméricas, para a obtenção de membranas. As nanopartículas de prata (AgNP) foram sintetizadas pelo método de redução química. Para as AgNP-PVP, foi investigada a influência da concentração do precursor (AgNO3) e da razão molar de PVP em relação ao precursor. A partir dos resultados obtidos, foram selecionadas as melhores condições experimentais para a preparação das AgNP-ß-CD. As AgNP foram caracterizadas por espectroscopias na região do ultravioleta-visível e na região do infravermelho com transformada de Fourier (UV-vis e FTIR), difração de raios X (DRX), espectroscopia de espalhamento de Luz Dinâmico (DLS), microscopia eletrônica de transmissão (TEM) e análise termogravimétrica (TGA). As morfologias das AgNP-PVP e AgNP-ß-CD foram investigadas visando a caracterização da camada de polímero ao redor das nanopartículas, pela técnica de imagem espectroscópica de elétrons associada à microscopia eletrônica de transmissão (ESI-TEM). As nanopartículas estabilizadas com PVP apresentaram diâmetro médio de 45 nm, quando preparadas a partir da concentração de 0,01 mol L-1 e razão molar PVP/AgNO3 igual a 1,5. As nanopartículas estabilizadas por ß-CD apresentaram diâmetro médio de 28 nm, quando preparadas nas mesmas condições indicadas para as de AgNP-PVP. O estudo morfológico da camada polimérica ao redor das AgNP-PVP e AgNP-ß-CD, realizado por ESI-TEM, confirmou a maior concentração de carbono e oxigênio nessa região, sugerindo a existência de uma camada definida e coesa dos estabilizantes envolvendo as nanopartículas. Os valores de concentração mínima inibitória contra a E. coli, após 3 h e 2 h de incubação, foram 12,5 µg mL-1 e 20 µg mL-1 para AgNP-PVP e AgNP-ß-CD, respectivamente. As membranas de polissulfona (PSf) e acetato de celulose (CA), contendo AgNP-PVP e AgNP-ß-CD, respectivamente, foram obtidas pelo método de inversão de fases, tendo como variável a quantidade de AgNP adicionada às matrizes poliméricas. Todas as membranas foram caracterizadas por UV-vis,DRX, FTIR, microscopia eletrônica de varredura com fonte de emissão de campo (FESEM), TEM, calorimetria diferencial de varredura (DSC), TGA, ângulo de contato e fluxo de água. A incorporação de nanopartículas de prata nas membranas de PSf e CA foi realizada utilizando diferentes metodologias, que influenciaram tanto o diâmetro médio das nanopartículas, quanto a morfologia e sua distribuição na matriz polimérica. A incorporação das nanopartículas nas membranas não alterou a estabilidade térmica das matrizes poliméricas, entretanto, aumentou seu caráter hidrofílico e, consequentemente, o fluxo de água. A membrana de PSf, contendo 2% de AgNP, apresentou 100% de inibição de crescimento bacteriano para E. coli, como também a membrana CA para S. aureus e E. coli. As membranas de PSf e CA, contendo 2% de AgNP, apresentaram redução na formação de biofilme para E. coli de 89 ± 1% e 98 ± 3%, respectivamente. Estas membranas podem ser consideradas interessantes em diferentes aplicações, tais como no tratamento de água e recuperação de águas residuais / Abstract: Silver nanoparticles (AgNPs), stabilized with polyvinylpyrrolidone (PVP) and ß-cyclodextrin (ß-CD), were prepared, characterized and incorporated into polymer matrices to produce membranes in this work. The AgNPs were synthesized by the chemical reduction method. The influence of the precursor concentration and PVP molar ratio in relation to the precursor concentration (AgNO3) was investigated for the AgNP-PVP. Based on the results, the best experimental conditions were selected for the preparation of AgNP-ß-CD. The AgNPs were characterized by UV-visible and Fourier transformed infrared spectroscopies (FTIR and UV-vis), X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), dynamic light scattering (DLS) and thermogravimetry analysis (TGA). The morphologies of the AgNP-PVP and AgNP-ß-CD were investigated by electron spectroscopy image associated to TEM (ESI-TEM) to characterize of the polymer layer around the nanoparticles. The nanoparticles which were stabilized with PVP presented an average diameter of 45 nm, when prepared from the 0.01 mol L-1 concentration and 1.5 PVP/ AgNO3 molar ratio. The nanoparticles which were stabilized by ß-CD showed an average diameter of 28 nm, when prepared under the same conditions indicated above. The morphological study of the polymeric layer around the AgNP-PVP and AgNP-ß-CD, carried out by ESI-TEM, confirmed a greater concentration of carbon and oxygen in this region, suggesting the existence of a defined and cohesive stabilizing layer surrounding the nanoparticles. The minimum inhibitory concentration values against E. coli after 2 to 3 hours of incubation were 12.5 µg mL-1 and 20 µg mL-1 for AgNP-PVP and AgNP-ß-CD, respectively. The polysulfone (PSf) and cellulose acetate (CA) membranes, containing AgNP-PVP and AgNP-ß-CD, respectively, were obtained by the phase inversion method, by varying the amount of silver nanoparticles added to the polymer matrix. All the membranes were characterized by UV-vis, XRD, FTIR, field emission scanning electron microscopy (FESEM), TEM, differential scanning calorimetry (DSC), contact angle and water flux. The incorporation of the silver nanoparticles into the PSf and CA membranes was carried out using different methods, which influenced both the average diameter of the nanoparticles and the morphology and their distribution in the polymer matrices. The addition of nanoparticles into the membranes did not change the thermal stability of the polymer matrices, however, it did increase the hydrophilic character and consequently water flux. The PSf membranes containing 2% of silver nanoparticles showed 100% inhibition growth of E. coli, as well as the CA membrane that showed 100% inhibition growth for S. aureus and E. coli. The PSf and CA membranes, containing 2% of silver nanoparticles, presented a reduction in the biofilm formation for E. coli of 89 ± 1% and 98 ± 3%, respectively. These membranes can be considered interesting materials in different applications such as in water treatment and the recovery of residual water / Doutorado / Físico-Química / Doutora em Ciências

Orientadores: Italo Odone Mazali, Fernando Aparecido Sigoli / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-19T18:04:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Costa_LuizPereirada_D.pdf: 7505198 bytes, checksum: 4a358fa524fc2f2a6b3eadb7a1e9f27a (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Neste trabalho foi empregada uma rota de síntese de nanopartículas de prata metálica (NPAg), via redução química de um sal precursor do metal, usando o solvente orgânico N,N-dimetilacetamida (DMA) como agente de redução e estabilização. Foi feito estudo comparativo com a síntese usando o solvente N,N-dimetilformamida (DMF), a fim de relacionar efeito de coordenação das moléculas dos solventes aos íons Ag e o efetivo controle de morfologia, tamanho e grau de dispersão das NPAg formadas. O solvente DMA apresentou maior eficiência no controle do tamanho de NPAg (4-10 nm), cuja morfologia esferoidal não sofreu alteração com o decorrer do tempo (até 24 horas) sob condições ambiente. Na síntese em DMF, o tamanho médio das NPAg obtidas (da ordem de 40-60 nm), indicou menor eficiência de estabilização, observada pela formação de aglomerados de NPAg. Cálculos mecânico-quânticos, a partir da Teoria Funcional de Densidade (DFT) e medidas de voltametria cíclica foram decisivos na proposição de um modelo de cinética de redução dos íons Ag e da influência de algumas propriedades das moléculas orgânicas no efetivo controle de morfologia e tamanho das NPAg obtidas. Foram sintetizadas NPAg suportadas in situ em matrizes hospedeiras de diferentes naturezas: i) suportes mesoporosos e ii) lamelares, a partir de metodologia de síntese simples, em única etapa reacional. Foi possível inferir sobre o papel de matrizes hospedeiras como agentes controladores de morfologia e tamanho das NPAg. Para a matriz mesoporosa de canais ordenados (SBA-15) observou-se a formação de nanobastões e esferas e para as matrizes de estrutura de poros desordenada (PVG® e SMD) observou-se a formação de NPAg esferoidais, variando apenas o tamanho, sugerindo que o crescimento das NPAg está associado ao ambiente em que se encontram confinadas. No estudo inédito da influência das interações interlamelares de matrizes lamelares no controle efetivo da morfologia das NPAg preparadas in situ, observou-se que na matriz lamelar de interação interlamelar mais forte (CTA-Magadiíta) formaram-se nanodiscos de prata, enquanto que para a matriz de interação interlamelar mais fraca (n-but,n-dod-AIPO-Kanemita) formaram-se NPAg esferoidais. A possibilidade de obtenção de nanoestruturas hierarquicamente organizadas, na formação de nanopartículas caroço@casca (NCC) do tipo Ag@SnO2, em reação que combina a redução dos íons Ag e hidrólise e condensação do precursor alcoóxido em única etapa reacional também foi investigada. Técnicas de caracterização como: espectroscopia de absorção na região do UV-Vis e microscopia eletrônica de transmissão foram determinantes na realização deste trabalho, além da difratometria de raios X, espectroscopia vibracional na região do infravermelho e análise elementar, entre outras, que trouxeram informações complementares importantes, conduziram à proposição de afirmativas sobre as sínteses realizadas. Os resultados obtidos permitiram inferir sobre fatores que contribuem para a síntese de NPAg em sistema coloidal, além da síntese de NPAg suportadas em rota experimental simples, bemcom da possibilidade de preparação de NCC Ag@SnO2 / Abstract: This work proposes a new route for the synthesis of metallic silver nanoparticles (NPAg) by chemical reduction of a metal salt precursor (AgNO3), using the organic solvent N,N-dimethylacetamide (DMA) as a reducing and stabilizing agent. A comparative study was performed using the solvent N,N-dimethylformamide (DMF) in order to correlate the coordination of the solvent molecules and metal ions with the shape, size and dispersion of NPAg. The DMA shows greater efficiency in controlling the particle size of NPAg (4-10 nm), whose spheroidal morphology did not change with time. In the synthesis in DMF, the average particle size is in the range of 40-60 nm, due to lower efficiency of surface stabilization during the formation of the NPAg. Quantum-mechanical calculations, based on Density Functional Theory (DFT) and cyclic voltammetry were used to investigate some physico-chemical characteristics of the solvents and their powerfulness as soft base against Ag ions. The results indicate that the DMA is softer than DMF and therefore may coordinate better Ag or Agn species that DMF does. Supported NPAg were synthesized in situ in host matrices of different natures: i) mesoporous supports and ii) layered materials. It was possible to infer about the use of host matrix structure as control agents of the morphology and size of NPAg. For matrix with ordered mesoporous channels (SBA-15) the formation of silver nanorods is observed while spheroidal NPAg is obtained in disordered mesopore structure (PVG® e SMD). Differences in the average particle sizes suggest that the growth of NPAg may be related to the environment in which they are confined. A pioneering study about the influence of the interactions between the layers of lamellar hosts in the effective control of the morphology of in situ prepared NPAg is also presented. Silver nanodisks are obtained into the lamellas of the CTA-Magadiíte that presents strong interlayer interaction, while spheroidal NPAg are formed into the lamellas of the n-but,n-dod-AIPO-Kanemite that has weak chemical forces between the lamellas. The possibility of obtaining hierarchically organized nanostructures, such as the formation of Ag@SnO2 core@shell nanoparticles (NCC), in reaction that combines the reduction of Ag ions and hydrolysis and condensation of the alkoxide precursor in a single step reaction was also investigated. The results allows to infer the factors that contribute to the synthesis of NPAg in colloidal system, and the synthesis of supported NPAg in simple experimental route, as well as the possibility of preparation of Ag@SnO2 NCC / Doutorado / Quimica Inorganica / Doutor em Ciências

Doctor of Philosophy / Department of Chemistry / Christine M. Aikens / Gold and silver particles with dimensions less than a nanometer possess unique characteristics and properties that are different from the properties of the bulk. They demonstrate a non–zero HOMO–LUMO gap that can reach up to 3.0 eV. These differences arise from size quantization effects in the metal core due to the small number of atoms. These nanoparticles have attracted great interest for decades both in fundamental and applied research. Small gold clusters protected by various types of ligands are of interest because ligands allow obtaining gold nanoclusters with given sizes, shapes and properties. Three main families of organic ligands are usually used for stabilization of gold nanoclusters: phosphine ligands, thiolate ligands and DNA. Usually, optical properties of these NPs are studied using optical absorption spectroscopy. Unfortunately, sometimes this type of spectrum is poorly resolved and tends to appear very similar for different complexes. In these cases, circular dichroism (CD) and magnetic circular dichroism (MCD) spectroscopy can be applied. However, the interpretation of experimental CD and MCD spectra is a complicated process. In this thesis, theoretically simulated CD and MCD spectra were combined with optical absorption spectra to study optical activity for octa– and nona– and undecanuclear gold clusters protected by mono– and bidentate phosphine ligands. Additionally, optical properties of bare and DNA protected silver NPs were studied. Theoretical CD spectra were examined to learn more about the origin of chirality in chiral organometallic complexes, and to contribute to the understanding of the difference in chiroptical activity of gold clusters stabilized by different phosphine ligands and DNA–stabilized silver clusters. Furthermore, optical properties of the small centered gold clusters Au₈(PPh₃)₈²⁺ and Au₉(PPh₃)₈³⁺ were examined by optical absorption and MCD spectra using TDDFT. Theoretical MCD spectra were also used to identify the plasmonic behavior of silver nanoparticles. These results showed that CD and MCD spectroscopy yield more detailed information about optical properties and electronic structure of the different chemical systems than optical absorption spectroscopy alone. Theoretical simulation of the CD and MCD spectra together with optical absorption spectra can be used to assist in the understanding of empirically measured CD and MCD and provide useful information about optical properties and electronic structure.