Orientadores: Roberto Ricardo Panepucci, Roberto José María Covolan / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-30T01:13:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BenavidesGuevara_JesusArbey_M.pdf: 3401823 bytes, checksum: 461e1559d0928ed82b7c63870d75a3e5 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: O desenvolvimento de novas tecnologias aplicadas à pesquisa da atividade elétrica do cérebro é um dos tópicos de vanguarda na atualidade em neurociências. Nas últimas décadas, dispositivos denominados sondas neurais têm sido desenvolvidos, baseados nas técnicas atuais de produção e fabricação de biomedical (ou biological) microelectromechanical systems (Bio-MEMS). Estes dispositivos permitem registrar ou estimular eletricamente diferentes regiões do cérebro in vivo, ou conjuntos de células de cultura, in vitro. A consolidação desta nova tecnologia fornece uma ferramenta de alta precisão para pesquisa em neurociência, além de permitir seu uso clínico em condições patológicas tais como lesão medular, acidente vascular cerebral e distúrbios neurológicos, entre outras. O desenvolvimento de sondas neurais tem-se dado através de estudos que exploram diferentes possibilidades de desenho, fabricação e utilização de novos materiais, orientado pelas possíveis vantagens biológicas, de custo e de fabricação que possam ter. De particular interesse nesta área, é o entendimento dos mecanismos subjacentes ao comportamento eletroquímico durante estimulação e registro de atividade neuronal por microeletrodos do dispositivo, assim como a investigação de materiais que forneçam uma alta densidade de carga durante este processo. Neste projeto, foram fabricadas e caracterizadas sondas neurais baseadas no polímero SU-8, tanto quanto se saiba, as primeiras desenvolvidas no Brasil. Apresenta-se as metodologias empregadas nos processos de fabricação, em que foram testados diferentes protótipos de sondas e sondas funcionais com diferentes geometrias. Metais como Ti/Au, Ti, Cr/Au e TiN foram depositados por meio de sputtering e eletrodeposição. As propriedades eletroquímicas destes materiais condutores foram determinadas por técnicas de voltametria cíclica e espectroscopia de impedância eletroquímica. As sondas de Ti/Au foram as que apresentaram os melhores resultados em nossa pesquisa, tendo em vista a metodologia de fabricação utilizada, que manteve a integridade física dos microeletrodos e do dispositivo em geral, não obstante certas inomogeneidades apresentadas em diferentes etapas da fabricação, que ainda demandam um maior entendimento. Em conclusão, as sondas funcionais de Ti/Au produzidas e caracterizadas neste trabalho se apresentam como um dispositivo potencialmente adequado para registro da atividade neural em modelos animais / Abstract: The development of new technologies applied to the research of the cerebral electrical activity is one of the leading topics in neuroscience today. In recent decades, the so-called neural probe devices have been developed, based on current production and manufacturing techniques of biomedical (or biological) microelectromechanical systems (BioMEMS). These devices allow one to record or electrically stimulate different brain regions in vivo, or systems of cultured cells in vitro. The consolidation of this new technology provides a highly accurate tool for research in neuroscience, and allows their clinical use in pathological conditions such as spinal cord injury, stroke and neurological disorders, among others. The development of neural probes have been given through studies exploring different possibilities of design, manufacture and use of new materials, guided by the possible advantages they might have in terms of biology, manufacturing process and costs. Of particular interest in this area is the understanding of the mechanisms underlying the electrochemical behavior during stimulation and recording of neuronal activity by the microelectrodes of the device, as well as the research of materials providing a high density of charge during this process. In this project, were manufactured and characterized neural probes based on SU-8 polymer, to our knowledge the first developed in Brazil. The methods used in the manufacturing processes are presented for the various tested prototypes of probes and functional probes with different geometries. Metals such as Ti/Au, Ti, Cr/Au and TiN were deposited by sputtering and electrodeposition. The electrochemical properties of these conducting materials were determined by cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy. Probes of Ti/Au showed the best results in our research, taking into consideration the manufacturing methodology, which kept the physical integrity of microelectrodes and the device in general, despite certain inhomogeneities presented in different stages of the manufacturing process, which still demand a greater understanding. In conclusion, the functional Ti/Au probes produced and characterized in this work have shown to be a potentially suitable device for recording neural activity in animal models / Mestrado / Física / Mestre em Física / 2012/151275-2 / CNPQ

La presente tesis doctoral titulada "Sensores cromo-fluorogénicos para compuestos potencialmente peligrosos" está centrada en el diseño y la síntesis de dosímetros químicos colorimétricos y de nanopartículas híbridas orgánico-inorgánicas para la detección visual de simulantes de agentes nerviosos y por extensión de los propios agentes nerviosos. La detección de este tipo de sustancias es muy importante debido a su elevada toxicidad y a la posibilidad de que sean utilizadas indiscriminadamente por parte de grupos terroristas. Los ejemplos de sensores químicos para este tipo de sustancias descritos en la literatura son, en su mayoría, sensores o dosímetros químicos fluorogénicos y por tanto requieren para su utilización de equipos relativamente sofisticados. Es por ello que se decidió desarrollar nuevos sistemas colorimétricos que permitieran una detección visual "a simple vista" de este tipo de sustancias químicas. Los agentes nerviosos son compuestos organofosforados que tienen carácter electrofílico y por tanto reaccionan con nucleófilos. Así, en primer lugar, se diseñaron y evaluaron con éxito tres sistemas de recepción con grupos nucleófilos que fueron incluidos en cromóforos de tipo dador-aceptor y que permitieron el desarrollo de tres nuevas familias de reactivos o sondas colorimétricas para la detección de agentes nerviosos. Las dos primeras familias de reactivos colorimétricos desarrollada en esta tesis doctoral esta basada en colorantes de tipo azoico. Haciendo uso de esta nueva aproximación se diseñaron y sintetizaron distintos colorantes azoicos con piridinas como grupos aceptores y se comprobó que eran capaces de reaccionar y por tanto detectar los simulantes de agentes nerviosos empleados en el estudio. La última familia de reactivos colorimétricos esta basada en derivados de diarilmetanol y triarilmetanol, conocidos como carbinoles, y permite una detección visual de los agentes nerviosos mediante la aparición de color a partir de disoluciones incoloras. / Royo Calvo, S. (2011). Sensores cromo-fluorogénicos para compuestos potencialmente peligrosos [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/11958 / Palancia

El trabajo realizado en esta tesis busca entender el efecto de la doble capa eléctrica en la reactividad electroquímica. El uso de electrodos de monocristalinos de platino ha permitido realizar estudios fundamentales de la estructura interfacial electrodo/disolución poniendo de manifiesto la sensibilidad estructural que tienen la mayoría de los procesos electroquímicos. Así mismo, el uso de diferentes condiciones de pH ha permitido la obtención de información molecular. La primera parte de la tesis lidia sobre aspectos más fundamentales, como lo es la obtención del potencial de carga cero, parámetro fundamental para entender la interfase electroquímica. Para obtener los valores del potencial de carga cero, se han usado principalmente dos técnicas: desplazamiento de carga por CO y sondas locales. La sonda local usada ha sido la reducción del anión peroxodisulfate. La segunda parte de la tesis presenta dos casos de estudio: La adsorción de iones bicarbonato y carbonato y la adsorción/oxidación del ácido glioxílico como ejemplos del efecto que tienen algunas propiedades interfaciales en la reactividad electroquímica.

Sidman e colaboradores demonstraram que por meio do procedimento matching-to-sample foi possível estabelecer o que foi chamado de leitura com compreensão. O estudo de Canovas, Queiroz, Debert e Hübner (aceito) também demostrou leitura por meio do procedimento Go/no-go com estímulos compostos. No estudo de Canovas et al. (aceito), oito crianças (entre 4 e 5 anos) foram expostas ao Pré-teste da relação CD (relação entre palavra impressa e o nome da palavra falada pelo participante), Pré-treino (estímulos familiares), Treino das relações AB (palavra ditada e figura) e AC (palavra ditada e figura), Teste das relações emergentes BC (figura e palavra impressa) e CB (palavra impressa e figura) e ao Pós-teste CD. Durante o Treino, responder diante dos estímulos compostos relacionados e não responder diante dos compostos não relacionados foi seguido de consequências reforçadoras. Responder diante dos compostos não relacionados e não responder diante dos relacionados foi seguido de tela preta. Todos participantes demostraram as relações emergentes testadas (BC, CB e CD). Apesar dos resultados positivos obtidos por Canovas et al. (aceito), não se pode afirmar que o Treino das relações AB e AC foi responsável pela emergência da leitura com compreensão (relações BC, CB e CD) pois não foram pré-testadas as relações BC e CB. Considerando que os estímulos utilizados por Canovas et al. (aceito) são estímulos que podem estar presentes no dia a dia das crianças, pré-testar as relações BC e CB, além da CD, permitiria assegurar que todas as relações, que permitem falar em leitura com compreensão, emergiram apenas após o Treino AB e AC. O presente estudo replicou o estudo de Canovas et al. (aceito) e acrescentou ao Pré-teste as relações BC e CB. Além disso, foi utilizado o delineamento de sondas múltiplas entre conjuntos de estímulos com o objetivo de controlar aprendizagens extras experimentais. No Experimento 1, as tentativas de Pré-testes e Pós-testes foram intercaladas com tentativas familiares de Pré-treino. Participaram do Experimento 1 cinco crianças (entre 4 e 5 anos). Apenas um dos cinco participantes apresentou as relações emergentes BC, CB e CD nos Pós-testes dos Conjuntos 1 e 2. Um segundo participante apresentou apenas as relações BC e CB no Pós-teste do Conjunto 1. Outros dois participantes apresentaram apenas a relação CD nos Pós-testes dos Conjuntos 1 e 2 e um último participante teve a atividade experimental interrompida. Os resultados negativos nos Pós-testes do Experimento 1 pareceram refletir, não uma falha na transferência, mas um efeito da extinção durante os testes. Diante disso, realizou-se o Experimento 2 com o procedimento One-shot no qual o número de tentativas nas sessões de testes das relações BC, CB e CD foram reduzidos comparado ao Experimento 1. Participaram do Experimento 2 três crianças (entre 4 e 5 anos). Todos participantes apresentaram todas as relações emergentes testadas (BC, CB e CD) apenas nos Pós-testes. Os resultados obtidos no Experimento 2 indicaram que o procedimento de One-shot pemitiu que as relações condicionais emergentes fossem produzidas. Portanto, o procedimento Go/no-go com estímulos compostos foi efetivo para estabelecer leitura com compreensão / Sidman and colleagues demonstrated that it was possible to establish what they called reading comprehension with the matching-to-sample procedure. The study of Canovas, Queiroz, Debert and Hübner (accepted) also showed reading using the go/no-go procedure with compound stimuli. In this study, eight children (between 4 and 5 years old) were exposed to CD relations Pretests (printed word and the name of the word spoken by the participant), Pretraining with familiar stimuli, Training of AB relations (dictated word and figure) and AC relations (dictated word and printed word), Tests of BC emergent relations (figure and printed word) and CB relations (printed word and figure) and CD Posttest. During Training, responding to the related compound stimuli and not responding to the unrelated compound were followed by reinforcers. Responding to the unrelated compounds and not responding to the related was followed by a black screen. All children demonstrated emergent relations in the final tests (BC, CB and CD). Although positive results were obtained by Canovas et al. (accepted), it can not be said that the emergent relations were produced by AB and AC training because the BC and CB relations were not pretested. Considering that the stimuli utilized by Canovas et al. (accepted) are stimuli that may be present in children\'s daily lives, pretesting the BC and CB relations, besides CD, would provide assurance that all the relations, which allow reading comprehension, would emerge only after the AB and AC. The present study replicated Canovas et al. (accepted) study and added BC and CB relations to the pretests. In addition, the multiple probes design between sets of stimuli was used to control extra experimental learning. In Experiment 1, the Pretest and Posttest trials were interspersed with Pre-training familiar trial. Five children (between 4 and 5 years old) participated in Experiment 1. Only one of the five participant showed emergence relations BC, CB and CD in Posttest of Sets 1 and 2. A second participant presented only the emergence relations BC and CB in Posttest of Set 1. Two other participants showed only the CD relation in the Posttests and one last participant had the experimental activity interrupted. The negative results in the Posttests of Experiment 1 seemed to reflect, not a failure in the transfer, but an effect of extinction during the tests. Thus, Experiment 2 was realized with the One-shot procedure in which the number of trials in the test sessions of BC, CB and CD was reduced compared to Experiment 1. Three children (4 and 5 years old) participated in Experiment 2. All participants showed all emergence relations (BC, CB and CD) only in Posttests. The results obtained in Experiment 2 indicated that One-shot procedure allowed for emergent conditional relations to be produced. Therefore, the go/no-go procedure with compound stimuli was effective to establish reading comprehension

A malária é uma das principais causas de morte em muitos países de clima tropical, matando mais de 438 mil pessoas anualmente em todo o mundo. Desta forma, o objetivo do presente trabalho foi sintetizar compostos fluorescentes 2,5- diarilfuranos através da reação de acoplamento cruzado tipo Suzuki-Miyaura e acoplar ao fármaco Primaquina para utilizá-los laboratorialmente como biomarcadores específicos, carreadores de substâncias, parasiticidas, além do desenvolvimento de novo método diagnóstico. Através deste tipo de reação, foram sintetizados 3 compostos fluorescentes: a sonda 3-AFA, 3-AFA ala e a 4-AFAPQ. Inicialmente foram utilizadas células primárias, células da linhagem RAW 264.7 e células eritrocíticas, estas provenientes de camundongos Balb/c inoculados pela via intraperitoneal com 106 EI/mL de P. berghei ANKA GFP. Os compostos fluorescentes sintetizados 3-AFA e 3-AFA ala foram incubados com as células acima citadas e verificou-se a capacidade de as sondas penetrarem e marcarem células sadias e/ou infectadas. A aquisição dos resultados foi realizada por meio de citometria de fluxo e microscopia confocal. A partir daí, utilizou-se também sangue humano proveniente de doação que foi infectado com P. falciparum 3D7. A análise dos resultados realizada com microscopia de fluorescência e testes de EC50 com estes eritrócitos, além de células HepG2. As sondas 3-AFA e 4-AFAPQ foram incubadas com estas células para avaliar a ação parasiticida, bem como a citotoxicidade destes compostos. Nossos resultados mostraram que as sondas 3-AFA e 3-AFA ala não foram capazes de penetrar os macrófagos. Entretanto, foram capazes de atravessar a membrana dos eritrócitos infectados marcando o parasita. Quando os compostos 3- AFA e a 4-AFAPQ foram inseridos em eritrócitos humanos infectados pelo P. falciparum 3D7, foi possível observar que ambos marcaram o parasita em suas 3 fases. Mas resultados de EC50 mostraram que os compostos não possuem efeito parasiticida. E podemos concluir que estes compostos não são citotóxicos ás células possuindo então, um potencial em serem estudados mais a fundo, com algumas modificações em suas estruturas para melhorar assim, sua eficiência quanto a seletividade. Diante destes compostos potencialmente fluorescentes, foi possível também desenvolver um novo método de diagnóstico rápido simples e barato que pode possibilitar o alcance em locais aonde os métodos convencionais de microscopia não chegam. / Malaria is a major cause of death in many tropical countries, killing over 438 thousand people annually worldwide. Thus, the objective of this study was to synthesize fluorescent compounds 2,5-diarylfuranes through cross-coupling reaction like Suzuki-Miyaura and engage the drug Primaquine to use them as laboratory specific biomarkers, carriers of substances, parasiticide, and the development new diagnostic method. Through this type of reaction, three fluorescent compounds were synthesized: probe 3-AFA, 3-AFA ala and 4-AFAPQ. Initially were used primary cells, strain RAW 264.7 cells line and erythrocytic cells, those derived from Balb/c mice inoculated intraperitoneally with 106 IE/mL of P. berghei ANKA GFP. The synthesized fluorescent compounds 3-AFA and 3-AFA ala were incubated with the above said cells and found the ability of penetrating probes and mark healthy cells and/or infected. The acquisition of the results was performed by flow cytometry and confocal microscopy. From there, it was also used human blood from that donation was infected with P. falciparum 3D7. The analysis performed with fluorescence microscopy and EC50 these tests with erythrocytes, and HepG2 cells. The probes 3-AFA and 4-AFAPQ were incubated with these cells to evaluate the parasiticidal activity and cytotoxicity of these compounds. Our results showed that the probes 3-AFA and 3-AFA ala were not able to penetrate macrophages. However, they were able to pass the membrane of the parasite infected erythrocytes marking. When the fluorescents probes 3-AFA and 4- AFAPQ (coupled Primaquine) were inserted into human erythrocytes infected with P. falciparum 3D7, it was observed that both marked the parasite in her 3 phases. But EC50 results showed that the compounds do not have parasiticidal effect. And we can conclude that these compounds are not cytotoxic to the cells having then a potential be studied further, with some modifications in their structures to improve thus efficiency and selectivity. Given these potentially fluorescent compounds, it was possible to develop a new method of simple and inexpensive rapid diagnosis that can enable the range in places where conventional methods of microscopy not arrive.

O estresse oxidativo é prejudicial a diversas características espermáticas, como motilidade e integridade das membranas plasmática, acrossomal e mitocondrial, podendo levar a redução da fertilidade, inclusive no sêmen refrigerado. Poucos estudos foram realizados utilizando-se a melatonina com o intuito de melhorar as características espermáticas em equinos. O mioinositol e o ácido ferúlico, por sua vez, nunca foram utilizados nessa espécie. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a influência desses compostos nas características do sêmen equino refrigerado. Para isso, foram utilizadas quatro ejaculados, de quatro animais conhecidamente férteis, com idade entre 4 e 8 anos. Após a coleta, o sêmen foi distribuído entre os quatro tratamentos, sendo eles, melatonina, ácido ferúlico, mioinositol e controle, utilizando-se diluidor á base de leite desnatado, na concentração de 25 milhões de espermatozoides por mL. As amostras foram refrigeradas à 5°C, sob uma curva de refrigeração de 0,09°C/min e avaliadas com 0, 4 e 8 horas de refrigeração, quanto às características de motilidade (CASA), integridade das membranas plasmática, acrossomal e o potencial de membrana mitocondrial (utilizando-se as sondas fluorescentes PI, H342, FITC-PSA e JC-1, por microscopia de epifluorescência), e quantificação da produção de espécies reativas de oxigênio (utilizando-se a sonda fluorescente DCFH-DA, por fluorímetria). Os dados obtidos foram analisados pelo programa SAS, versão 9.3 (SAS, 2011). As características de motilidade não foram afetadas pelos tratamentos, com exceção da Amplitude Lateral de Cabeça (ALH, µm/s), que foi maior nas amostras tratadas com mioinositol (8,34± 0,21), em relação ao grupo controle (7,87 ± 0,20). Foi observado efeito de interação entre tempo e tratamento para a variável Velocidade de Trajeto (VAP; P<0,05). Quanto à integridade das membranas, todas as variáveis sofreram efeito dos tratamentos, com exceção da porcentagem de células com membrana plasmática intacta (MPI). A porcentagem de células com membranas íntegras (membrana plasmática intacta, acrossomo intacto e alto potencial de mitocôndria; PIAIA), foi maior nos grupos tratados com melatonina (78,07 ± 2,02) e com ácido ferúlico (78,78 ± 1,66), em comparação ao grupo controle (73,75 ± 2,01). A porcentagem de células com alto potencial de mitocôndria (APM), também foi maior nos grupos tratados com melatonina (80,11± 1,85) e com ácido ferúlico (81,01 ± 1,50), em relação ao grupo controle (76,56 ± 1,99). Já a porcentagem de membrana acrossomal intacta (MAI), foi maior no grupo tratado com melatonina (99,69± 0,07), em relação a todos os outros grupos (99,41 ± 0,09; 99,33 ± 0,09; 99,39 ± 0,09; mioinositol, acido ferúlico e controle, respectivamente). A fluorescência emitida, relativa à quantidade de espécies reativas de oxigênio presentes na amostra não foi alterada pelos tratamentos, em nenhum dos tempos. Com isso conclui-se que a adição de melatonina e ácido ferúlico aumenta a porcentagem de células com alto potencial de mitocôndria, sugerindo a adição desses compostos ao diluidor visando maior manutenção da viabilidade por até 8 horas de refrigeração. / Oxidative stress is detrimental to several sperm characteristics such as motility, plasma, acrosomal and mitochondrial membrane integrity, and can lead to reduced fertility, also in cooled semen. Few studies were performed using melatonin intending an improvement in equine sperm characteristics. Para isso, foram utilizadas quatro ejaculados, de quatro animais conhecidamente férteis, com idade entre 4 e 8 anos. Myoinositol and ferulic acid, in turn, were never used in this species. The objective of the present study was to evaluate the influence of these compounds in equine cooled semen characteristics. Four collections from four stallions of known fertility aged between 4 and 8 years old were used. After collection, semen was distributed in one of the four treatments, melatonin, ferulic acid, myoinositol and control. A skim milk based extender was used and semen was diluted to a final concentration of 25 million sperm per mL. Samples were cooled at 5°C, at a cooling rate of 0.09°C/min and evaluated at 0, 4 and 8 hoours of cooling. CHaracteristics anlyzed were motility (CASA), plasma and acrosomal membrane integrity mytochondrial membrane potential (using florescente probes PI, H342, FITC-PSA e JC-1, using epifluorescence microscopy), and reactive oxygen species production quantification (using DCFH-DA fluorescente probe, by fluorimetry. Data obtained were analyzed using SAS program, 9.3 version (SAS, 2011). Motility characteristics were not affected by treatments, with the exception of average of lateral head displacement (ALH, µm/s), which was greater in myoinositol treated samples (8.34± 0,21), in comparison to the control group (7.87 ± 0.20). An interaction effect was detected between time and treatment for the velocity of the average path (VAP; P<0.05). Regarding membrane integrity, all variables were affected by treatments, with the exception of the percentage of intact plasma membrane cells (IPM). The percentage of cells with intact membranes (intact plasma membrane, intact acrosome, high mytochondrial potential; IPIAH) was greater for the groups treated with melatonin (78.07 ± 2.02) and ferulic acid (78.78 ± 1.66), comparing to the control group (73.75 ± 2.01). The percentage of cells with high mytochondrial potential (HMP) was also greater in melatonina treated group (80.11± 1.85) and ferulic acid (81.01 ± 1.50) comparing to the control group (76.56 ± 1.99). Percentage of cells with intact acrosomal membrane (IAM) was higher in melatonin treated group (99.69± 0.07) than all the other groups (99.41 ± 0.09; 99.33 ± 0.09; 99.39 ± 0.09; myoinositol, ferulic acid and control, respectively). Concerning reactive oxygen species in the sample, emitted fluorescence was not altered by treatments at any moment evaluated. It can be concluded that the addition of melatonin and ferulic acid the percentage of high mitochondrial potential cells, suggesting a beneficial utilization of these coumpounds in the extender for a greater maintenance of viability up to 8 hours of cooling.

Neste trabalho foi realizado um estudo experimental da turbulência e do transporte de partículas e energia induzido por flutuações na borda do plasma do tokamak TBR-1. Para isto, foi utilizado um conjunto de sondas eletrostáticas (incluindo uma sonda tripla de resposta rápida) e magnéticas, especialmente construído para este fim. Técnicas de análise espectral foram aplicadas aos dados e permitiram verificar a influência das flutuações da temperatura nos parâmetros de transporte. Os resultados mostram que o nível relativo das flutuações da temperatura é da ordem de 10% e os da densidade e do potencial variam de ~10 a ~ 30 %. As flutuações eletrostáticas possuem faixas largas de freqüência e números de onda, o que caracteriza a borda do plasma como um meio turbulento. Estas flutuações se propagam no sentido da deriva diamagnética dos íons. A correção das flutuações das grandezas do plasma utilizando as flutuações da temperatura causou mudanças significativas nos transportes de partículas e energia induzidos por flutuações, nas posições mais internas da borda do plasma. O tempo de confinamento de partículas, calculado a partir deste transporte, está na faixa de ~1 a ~ 1,5 ms, que é da mesma ordem do tempo de confinamento obtido por outros métodos, indicando assim que o transporte induzido por flutuações pode ser considerado como o principal processo de perda de partículas na borda do plasma. Utilizando perturbações magnéticas externas, verificamos que a temperatura e a densidade diminuem e há alterações significativas nas características das flutuações eletrostáticas e magnéticas. Os transportes de partículas e de energia também são afetados, diminuindo nas posições mais internas da borda do plasma. Estes efeitos mostram que a borda do plasma torna-se um meio menos turbulento e que estas perturbações são um meio efetivo de controle do transporte nesta região. / In this work we report an experimental study of the turbulence and the particle and energy transport due to fluctuations in the plasma edge of the TBR-1 tokamak. For this study a special set of electrostatic probes (including one fast response triple probe) and magnetic probes have been constructed. The triple probe permitted measurements of temperature fluctuations. Spectral analysis techniques were applied to the data and permitted to verify the influence of temperature fluctuations on the transport parameters. Our results indicate that the relative level of temperature fluctuations is ~ 10 % and the relative levels of density and potential fluctuations are in the range from ~ 10 to ~ 30 %. The electrostatic fluctuations are broadband in frequencies and wave numbers indicating that plasma edge is a turbulent medium. These fluctuations propagate in the ion diamagnetic drift direction. If temperature fluctuations are taken into account, significant modifications in the calculated transport parameters are obtained mainly in the inner positions of plasma edge. The particle confinement time, calculated from the transport corrected by the temperature fluctuations, is in the range from ~ 1 to ~ 1.5 ms. These values are comparable with those calculated by using other methods, indicating that transport induced by fluctuations is the main process of particle loss in the TBR-1 plasma edge. Controlled electrical currents circulating in helical windings were used to produce magnetic perturbations. These perturbations produce a decrease in the plasma mean density and temperature, and a significant alteration in the electrostatic and magnetic fluctuations. The transport parameters are also affected, decreasing at the inner positions of the plasma edge. The effect of these magnetic fields shows that these perturbations are an effective mean to control the transport in this region.

Neste trabalho investigou-se o desenvolvimento de biofilmes anaeróbios em um sistema de laboratório chamado de \"Modified Robbins Device\" (MRD). O objetivo específico foi o de comparar a organização das células anaeróbias, particularmente daquelas que são comuns em lodos de esgoto, sobre superfícies hidrofílicas (vidro) e hidrofóbicas (polipropileno). A hibridação in situ com sondas fluorescentes complementares ao RNAr 16S específicas para domínio e grupos e a microscopia confocal de varredura a laser foram utilizadas para verificar a composição microbiana dos biofilmes, bem como do inóculo. Foram realizados dois tipos de experimentos, um com culturas puras de metanogênicas e outro com células oriundas de lodo granulado anaeróbio. As culturas puras de metanogênicas, Methanobacterium formicicum (DSM 1535), Methanosaeta concilii (DSM 3671) e Methanosarcina barkeri (DSM 800) foram usadas como inóculo para a formação dos biofilmes no interior do MRD durante 9 dias. Os resultados mostraram que as três espécies colonizaram ambas as superfícies após o segundo e sétimo dia de ensaio. No segundo experimento, o MRD foi inoculado com um consórcio microbiano anaeróbio e a formação do biofilme foi estudada durante 22 dias. As amostras dos biofilmes bem como aquelas retiradas do frasco-reservatório de células apresentaram composição microbiana semelhante, ambas foram dominadas por Archaeae metanogênicas hidrogenotróficas relacionadas com membros da família Methanobacteriaceae, já que foram detectadas com a sonda MB1174. Este grupo contribuiu com cerca de 44 a 90% do total de células coradas com DAPI e foi morfologicamente semelhante à Methanobacterium e Methanobrevibacter. As células detectadas com a sonda específica para membros da ordem Methanomicrobiales (MG1200) representaram cerca de 2 a 18,0% do total de células coradas com DAPI no frasco-reservatório e de 0,1 a 2,0% nas amostras dos biofilmes. Estas células foram ) morfologicamente semelhantes à Methanospirillum, também uma metanogênica hidrogenotrófica. Não foram detectadas células pertencentes à família Methanosarcinaceae, pois a hibridação com a sonda MSMX860 foi negativa. Células que hibridaram com a sonda específica para o Domínio Bacteria (EUB338) representaram cerca de 2 a 18% do total de células coradas com DAPI. Os resultados mostraram que as Archaeae metanogênicas hidrogenotróficas que foram predominantes no inóculo também dominaram os biofilmes que se desenvolveram em ambas as superfícies, vidro e polipropileno. Os dados desse trabalho sugerem que a hidrofobicidade do material suporte não influenciou o desenvolvimento e a composição microbiana dos biofilmes anaeróbios, considerando as condições específicas dos ensaios realizados. / In this study the development of anaerobic biofilms using a laboratory system called modified robbins device (MRO) were investigated. We were especially interested in comparing the organization of anaerobic cells, particularly those that are very common in domestic sewage sludge, in a hydrophilic (glass) versus a hydrophobic (polypropylene) surface. Fluorescence in situ hybridization (FISH) with domain and group speci fie probes that target intracell ular 16S rRNA and confocal laser scanning microscopy (CLSM) were used to investigate the microbial composition of both the inoculum and anaerobic biofilms. Two sets of experiments were carried, one with pure methanogenic organisms and the other with cells from a mesophilic anaerobic granular sludge. The pure methanogenic cultures, Methanobacterium formicicum (OSM 1535); Methanosaeta conci/ii (OSM 3671) and Methanosarcina barkeri (OSM 800) were used to seed the MRD to allow the development of biofilms over 9 days. The results showed that ali the three species were colonizing both surfaces after 2 and 7 days of experimental period. In the second experiment, the biofilm reactor was seeded with a microbial anaerobic consortium and biofilm forrnation was studied during 22 days. Biofilm and culture vessel samples showed nearly the same microbial composition, both were dominated by hydrogenotrophic methanogenic Archaea related to the Methanobacteriaceae as detected by the specific probe (MBI174). This group accounted for 44 to 90% of the OAPI-stained cells and morphologically resembled Methanobacterium and Methanobrevibacter. Cells detected with the Methanomicrobiales specific probe (MG 1200) accounted for 2 to 18.0% of the OAPI-stained cells in the culture vessel and 0.1 to 2.0% in the biofilm samples. These cells were morphologically similar to Methanospiriltum, also a hydrogenotrophic methanogen. No cells were detected by the Methanosarcinaceae specific probe (MSMX860). Cells which hybridized to the Bacteria specific probe (EUB338) accounted for the remaining 3 to 18% of the DAPI-stained cells. The results showed that the hydrogenotrophic methanogenic Archaea cells predominated in the inoculum and the biofilms that developed on both surfaces, glass and polypropylene. Our data suggest that the hydrophobicity of the support material did not influence the development and the microbial composition of anaerobic biofilms, considering specific conditions of the experiments.

Incrementar a eficiência do processo de refrigeração do sêmen é de grande interesse na reprodução da espécie equina, à medida que a população de equinos cresce, também aumenta a demanda para a comercialização e transporte de sêmen refrigerado. Esse trabalho foi realizado para verificar os efeitos de diferentes diluidores para refrigeração de sêmen equino a 5°C sobre a cinética, membranas, morfologia e cromatina espermáticas durante 12 horas de armazenagem. Foram utilizados quatro ejaculados de quatro garanhões de diferentes raças, colhidos em intervalos semanais. Imediatamente após a colheita, o sêmen in natura foi avaliado quanto ao movimento espermático utilizando-se o sistema computadorizado de análise espermática (CASA), integridade das membranas plasmática e acrossomal e o potencial de membrana mitocondrial, utilizando-se sondas fluorescentes (PI, H342, FITCPSA e JC-1, por microscopia de epifluorescência), morfologia espermática por microscopia de contraste de interferência diferencial (DIC) e desnaturação da cromatina pela coloração de Azul de Toluidina. Logo após as análises, o sêmen foi diluído usando-se três diluidores diferentes: SMT, à base de leite desnatado e meio de Tyrode (adaptado de: PADILLA; FOOTE, 1991), BSAG, diluidor contendo BSA (adaptado de: GIBB et al., 2011) e SMK, à base de leite desnatado (KENNEY et al., 1975; controle), em seguida foi envasado em bisnagas na concentração de 50 x 106 sptz/mL e refrigerado a 5°C em caixas BotuFLEX® (Botupharma, Botucatu-SP), durante um período de 12 horas. O sêmen foi analisado 5 minutos após a diluição (T0), 4 (T4), 8 (T8) e 12 horas (T12) após a refrigeração quanto ao movimento espermático, integridade das membranas plasmática e acrossomal e o potencial de membrana mitocondrial, morfologia espermática e desnaturação da cromatina. A análise estatística foi realizada empregando-se o programa computacional Statistical Analysis System (SAS inst. Inc.). Para todas as variáveis foi utilizada a análise de variância (ANOVA). Para comparação das médias, foi utilizado o método de Tukey sendo considerado o nível de significância de 5%. Foram observadas interações entre tempo X tratamento para a maioria das características de cinética espermática. Dentre os efeitos encontrados dos diluidores, destaca-se que SMT e SMK foram superiores na preservação das motilidades total e progressiva e porcentagem deespermatozoides rápidos em detrimento ao diluidor BSAG. Quanto à preservação das membranas o diluidor SMT (56,6±18,7%) foi significativamente superior ao SMK (49,6±18,6%), que por sua vez foi superior ao BSAG (25,8±14,8%) quanto à porcentagem de espermatozoides com membranas plasmática e acrossomal íntegras e alto potencial mitocondrial (PIAIA). Comportamento semelhante foi observado para o percentual de membrana plasmática e de potencial de membrana mitocondrial. Contrariamente, a membrana acrossomal não foi afetada pela refrigeração do sêmen a 5ºC por até 12 horas independente do diluidor. Foi encontrado maior percentual de defeitos totais quando o sêmen foi refrigerado utilizando o diluidor BSAG (50±12,4%) do que SMT (42,6±11,2%) e SMK (41,8±12,4%). Quando se avaliou a cromatina espermática não foram notados efeitos do tempo de refrigeração nem dos diluidores; todavia, ao se comparar com o sêmen in natura notou-se um aumento no percentual de espermatozoides com desnaturação intermediária da cromatina após 12 horas de refrigeração a 5ºC com o diluidor BSAG. Conclui-se que a refrigeração do sêmen equino a 5ºC altera a cinética espermática de forma oscilante entre os diluidores no decorrer do tempo até 12 horas. Os diluidores SMT e o SMK preservam melhor a cinética, integridade de membranas e morfologia espermática do que o diluidor BSAG. / To develop the efficiency of cooling semen is the great advantage in the equine reproduction, as according to the equine population to grow up, too increase the demand to market and transport of cooling semen. This experiment was performed to verify the effects of different extenders to equine cooling semen at 5°C on the sperm kinetic, membranes, morphology and chromatin during 12 hours of storage. Were utilized four ejaculates from four stallions of different breeds, collected a week. Immediately after the collection, the in natura semen was evaluated as the sperm movement using the Computer-Assisted Semen Analysis (CASA), integrity of plasma and acrossomal membranes and mitochondrial membrane potential, using the fluorescent probes (PI, H342, FITC-PSA and JC-1, by epifluorescência microscopy), sperm morphology by microscopy of differential interference contrast (DIC) and chromatin denaturation by Toluidine blue. As soon as finished the analyses, the semen was diluted using three different extenders: SMT, skim milk based and Tyrode medium (adapted from PADILLA; FOOTE, 1991), BSAG, extender containing BSA (adapted from GIBB et al., 2011) and SMK, skim milk based (KENNEY et al., 1975; control), following was packed in flasks at 50 x 106sperm/mL concentration and cooling at 5°C in BotuFLEX® (Botupharma, Botucatu-SP) box, during 12 hours. The semen was analyzed 5 minutes after dilution (T0), 4 (T4), 8 (T8) and 12 hours (T12) after cooling about sperm movement, plasma and acrossomal membranes integrity and mitochondrial membrane potential sperm morphology and chromatin denaturation. The statistical analysis was performed using Statistical Analysis System (SAS inst. Inc.) software. To all variables was utilized the analysis of variance (ANOVA). To media comparison was utilized the Tukey method, considering the significant level at 5%. Were observed interactions between times X treatment to majority of sperm kinetic characteristic. Among the found effects of the extenders, it was detached that SMT and SMK were superior to preserve total and progressive motility and percentage of rapid sperm in detriment to BSAG extender. It about the membranes preservation the SMT extender (56.6±18.7%) was significantly superior to SMK (49.6±18.6%), which was superior to BSAG (25.8±14.8%) as percentage of sperm with plasma and acrossomal membranes integrity and high mitochondrial potential (PIAIA). Behavior similar was observed to the plasma membrane integrity and potential mitochondrial membrane percentage. Contrary, The acrossomal membrane was not affected by semen cooling at 5ºC until 12 hours independently of the extender. It was found major percentage of defect total to cooling semen using BSAG (50±12.4%) extender compared to SMT (42.6±11.2%) and SMK (41.8±12.4%). When evaluated the sperm chromatin were not found effect of the cooling time neither of the extenders; however, when compared to in natura semen notice an increase on the percentage of spermatozoa with moderate chromatin denaturation after 12 hours of cooling at 5ºC with BSAG extender. It was concluded that the equine semen cooling at 5ºC change the sperm kinetic oscillating way among extenders during the time until 12 hours. The SMT and SMK extenders are better to preserve the sperm kinetic, membranes integrity and morphology than BSAG extender.

Orientador: Erick Leite Bastos / Tese (doutorado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia/Química, 2012.