O trabalho descrito nesta tese mostra de forma detalhada a fabricação e caracterização de diferentes microssensores eletroquímicos os quais têm sido recentemente utilizados como sondas em grupo de técnicas conhecida como Scanning Electrochemical Probe Microscopy (SEPM). Desta forma, a caracterização de superfícies pode ser feita explorando diferentes fenômenos interfaciais relevantes à Ciência. Neste sentido, as interfaces de materiais cristalinos como hidroxiapatita (materiais dentários) e calcita foram o foco de estudo neste trabalho. Assim, diferentes técnicas SEPM foram exploradas no sentido de se obter informações relevantes relacionadas aos processos dentários, como a erosão ácida e hipersensibilidade. Inicialmente, microeletrodos de platina foram desenvolvidos empregando uma metodologia convencional na qual são utilizados microfibras encapsuladas em capilares de vidro. Scanning Electrochemical Microscopy (SECM) no modo amperométrico foi utilizada para obtenção de informações com relação às alterações de topografia do esmalte dentário causadas pelo contato com substâncias ácidas. Adicionalmente, SECM foi empregada no estudo do transporte de espécies eletroativas em amostras de dentina e investigações relacionadas ao bloqueio dos túbulos empregando-se cremes dentais comerciais foram realizadas. A permeação de peróxido de hidrogênio pela dentina também foi estudada. Os resultados de SECM foram comparados com imagens SEM obtidas nas mesmas condições experimentais. Microeletrodos de membrana ionófora íon-seletiva (Ion Selective Microelectrodes-ISMEs) sensíveis a íons cálcio também foram desenvolvidos e caracterizados, com subsequente aplicação em SECM no modo potenciométrico. A dissolução ácida de esmalte bovino (erosão dentária) foi investigada em diferentes valores de pH (2,5; 4,5; 6,8). Além disso, o transporte de íons cálcio através de membranas porosas sintéticas foi avaliado a uma distância tip/substrato de 300µm. Alterações no fluxo de íons cálcio foram correlacionadas em experimentos realizados na presença e ausência de campos magnéticos gerados por nanopartículas de magnetita incorporadas à membrana porosa. Microcristais de calcita facilmente sintetizados pelo método de precipitação foram utilizados como superfície modelo para investigações interfaciais, cujos resultados podem ser correlacionados aos materiais dentários. Desta forma, nanopipetas de vidro preenchidas com eletrólito suporte foram fabricadas e utilizadas como sonda em Scanning Ion Conductance Microscopy (SICM). O mapeamento topográfico de alta resolução espacial da superfície de um microcristal de calcita foi obtido utilizando o modo de varredura hopping mode. Adicionalmente, sondas multifuncionais ISME-SICM também foram desenvolvidas e caracterizadas para investigações simultâneas com relação às alterações topográficas e quantificação de íons cálcio sobre a superfície de um microcristal de calcita. A adição de reagentes ácidos no canal SICM promoveu a dissolução da superfície do microcristal, sendo obtidos dados cinéticos de dissolução. Investigações em meio neutro também foram realizadas utilizando a sonda ISME-SICM. Os resultados experimentais obtidos também foram comparados com aqueles oriundos de simulação computacional. / The study reported in this thesis shows in details the fabrication and characterization of different electrochemical microsensors which have been employed as probes in SEPM. Thus, the characterization of surfaces can be performed by exploiting different interfacial phenomena that are relevant to life sciences. In this sense, the interfaces of crystalline materials such as hydroxyapatite (dental materials) and calcite were the focus of this study. Thus, different SEPM techniques were explored in order to obtain relevant information related to dental materials processes such as acid erosion and hypersensitivity. Initially, platinum microelectrodes were developed employing conventional methodology that utilizes microfibers encapsulated in glass capillaries. Amperometric SECM mode was used to obtain information regarding the topography changes of tooth enamel caused by contact with acid chemicals. In addition, SECM was used to study the transport of electroactive species in dentin samples. Investigations related to the treatment of dental hypersensitivity and dental whitening were also evaluated. SECM results were compared with SEM images obtained under the same experimental conditions. Ion-selective microelectrode (ISME) based on the ionophore membrane sensitive to calcium ions were also developed and characterized followed by application in SECM potentiometric mode. The acid dissolution of bovine enamel (dental erosion) was investigated at different pH values (2.5; 4.5; 6.8). In addition, the transport of calcium ions through synthetic porous membranes was evaluated at a tip/substrate distance of 300µm. Changes in calcium ion flux were studied in the presence and absence of magnetic fields generated by magnetite nanoparticles incorporated into the porous membrane. Calcite microcrystals easily synthesized by precipitation method were used as a model of an interfacial surface for investigations which can be correlated to the dental materials. Thus, glass nanopipette filled with supporting electrolyte was fabricated and used as SICM probe. The high resolution topographic mapping of the calcite microcrystal was obtained using hopping mode. Additionally, ISME-SICM multifunction probes were developed and characterized for simultaneous investigations related to the topographical changes and quantification of local calcium ions on the surface of a calcite microcrystal. The addition of acidic reagents in the SICM channel promoted the dissolution of the microcrystal surface and dissolution kinetic data were obtained. Investigations in neutral medium were also studied using the ISME-SICM multifunctional probe. The experimental results were also compared with those obtained by computer simulation.

Apresentamos os resultados de estudos sobre a utilização de técnicas baseadas no fenômeno de fluorescência para a investigação de processos relacionados a membranas modelo. Nessa investigação, estão envolvidas medidas de propriedades espectrais de absorção e emissão de luz por cromóforos adequados, determinação xperimental de perfis de decaimento temporal da fluorescência e correlação temporal de emissão fluorescente, bem como a utilização apropriada de metodologias para análise e interpretação dos dados experimentais. Foram utilizados diversos compostos que apresentam absorção e emissão na região ultravioleta/visível, como as sondas lipofílicas 2-Amino-N-hexadecil-benzamida (Ahba), 6-lauryl-2-dimethylaminonaphthalene (Laurdan), N-(7-nitrobenz-2-oxa-1,3- diazol-4-yl) (NBD), em diferentes condições: meio aquoso homogêneo, suspensões de micelas de Sodium Dodecyl Sulfate (SDS), Cetyl-trimethyl-ammonium-bromide (CTAB) e 3-(Dodecyl-Dimethyl-Ammonio)-propane-sulfonate (DPS) e vesículas de fosfolipídios, como o 1,2-Dimyristoyl-sn-Glycero-3-Phosphocholine (DMPC), o 1,2-Dimyristoyl-sn-Glycero-3-[Phospho-rac-(1-glycerol)](Sodium Salt) (DMPG) e o 1-Palmitoyl-2-Oleoyl-sn-Glycero-3-Phosphocholine (POPC). Supressores alquilpiridínios de diferentes comprimentos da cadeia alquila e, portanto, diferentes afinidades por agregados anfifílicos, foram utilizados em experimentos de supressão da fluorescência da sonda Ahba. Usando o formalismo que descreve fenômenos de supressão dependente de colisões entre fluoróforo e supressor, observamos que as taxas de supressão são maiores em presença de agregados anfifílicos carregados negativamente: micelas de SDS e vesículas de DMPG; em micelas zwiteriônicas o processo é mais eficiente quando a hidrofobicidade do supressor é grande, o que ocorre quando a cadeia alquila é mais longa. Realizamos experimentos de transferência de energia por ressonância de Förster (FRET) onde o grupo fluorescente da sonda lipofílica Ahba atuou como doador. Como aceitadores utilizamos os compostos Acridina Laranja, -(2,4,dinitrofenil)-etilenodiamina (Eddnp) e o NBD ligado a fosfolipídios. Fizemos uso do programa CONTIN para análise de dados experimentais de perfis de decaimento da fluorescência em sistemas em que ocorre transferência de energia e obtivemos distribuições de distâncias para os pares Ahba/Eddnp e Ahba/NBD-fosfolipídios na presença de vesículas de fosfolipídios. Para este último par, verificou-se que a distribuição de distâncias depende da temperatura do sistema, ou seja, da fase da bicamada, da concentração de aceitador e da posição onde o NBD está ligado ao fosfolipídio. Analisamos a utilização da sonda Laurdan em presença de vesículas de DMPC e POPC, em experimentos de espectroscopia de correlação de fluorescência. Embora tenha apresentado sinal elevado de fluorescência, a sonda é fotodegradável. Os mesmos experimentos de correlação de fluorescência foram realizados com o Ahba que, apesar de ter se mostrado bastante fotoestável, revelou não ser uma sonda adequada para uso em tal técnica. O espectro de excitação a dois fótons foi obtido para esta sonda, com máximo de absorção em 695 nm. Em experimentos de microscopia de fluorescência, o Ahba mostrou ser um bom marcador fluorescente para membranas lipídicas, ao possibilitar a aquisição de imagens de fluorescência de vesículas gigantes marcadas. / In this work we showed results from studies about the use of fluorescence spectroscopy techniques as a tool to investigate amphiphilic aggregates, used as a model of the cell membrane. We performed measurements on the spectral properties of light absorption and emission of adequate chromophors, registered the experimental timeresolved decay of fluorescence and time correlated fluorescence emission of the probes and used also adequate methodologies for the analysis and interpretation of experimental data. Several compounds presenting absorption and emission in the UV/visible spectral range were employed: the lipophilic probes 2-Amino-N-hexadecil-benzamida (Ahba), 6-lauryl-2-dimethylaminonaphthalene (Laurdan), N-(7-nitrobenz-2-oxa-1,3-diazol-4-yl) (NBD), in different environment:homogeneous aqueous medium, micelles of surfactants like Sodium Dodecyl Sulfate (SDS), Cetyl-trimethyl-ammonium-bromide (CTAB) and 3- (Dodecyl-Dimethyl-Ammonio)-propane-sulfonate (DPS) and phospholipid vesicles of 1,2-Dimyristoyl-sn-Glycero-3-Phosphocholine (DMPC), 1,2-Dimyristoyl-sn-Glycero-3- [Phospho-rac-(1-glycerol)](Sodium Salt) (DMPG) and 1-Palmitoyl-2-Oleoyl-sn-Glycero-3-Phosphocholine (POPC). Alkyilpyridinium halides with different alkyl chain length were employed fluorescence quenchers of the Ahba probe. Using the Stern-Volmer model to describe the quenching phenomena dependent on fluorophor/quencher collision, we observed that higher quenching rates were obtained in the presence of negatively charged amphiphilic agreggates: SDS micelles and DMPG vesicles; in the presence of zwitterionic vesicles the quenching efficiency was more efficient when the quencher hydrophobicity was high (long alkyl chain). We performed Förster resonance energy transfer (FRET) experiments where the fluorescent moiety of the probe Ahba was the energy donor. As acceptors molecules we used Acridine Orange, Ethylene-diamine-dinitrophenyl (Eddnp) and NBD-labeled phospholipids. The computational package CONTIN was adapted to analyze the experimentally obtained fluorescence decay profiles of the donor in the presence of the acceptor, in order to determine the distance distribution between the Ahba/Eddnp and Ahba/NBD-phospholipids pairs in the presence of lipid vesicles. For the Ahba/NBD pair, the distances were dependent on the emperature of the system (or the phase bilayer behavior), the acceptor concentration and the NBD position in the phospholipid. We observed that the Laurdan probe can be used in studies about DMPC vesicles diffusion using fluorescence correlation spectroscopy techniques. Investigation about the use of the probe Ahba with this technique had shown that its maximum absorption for two photon excitation occurs near to 695 nm, but it is not an appropriated probe to FCS experiments due to its very low brightness. On the other hand, Ahba can be used as a membrane fluorescent label in membrane fluorescence microscopy, as we can see in the fluorescence imaging experiments with giant vesicles labeled with Ahba.

O trabalho descrito nesta tese mostra de forma detalhada a fabricação e caracterização de diferentes microssensores eletroquímicos os quais têm sido recentemente utilizados como sondas em grupo de técnicas conhecida como Scanning Electrochemical Probe Microscopy (SEPM). Desta forma, a caracterização de superfícies pode ser feita explorando diferentes fenômenos interfaciais relevantes à Ciência. Neste sentido, as interfaces de materiais cristalinos como hidroxiapatita (materiais dentários) e calcita foram o foco de estudo neste trabalho. Assim, diferentes técnicas SEPM foram exploradas no sentido de se obter informações relevantes relacionadas aos processos dentários, como a erosão ácida e hipersensibilidade. Inicialmente, microeletrodos de platina foram desenvolvidos empregando uma metodologia convencional na qual são utilizados microfibras encapsuladas em capilares de vidro. Scanning Electrochemical Microscopy (SECM) no modo amperométrico foi utilizada para obtenção de informações com relação às alterações de topografia do esmalte dentário causadas pelo contato com substâncias ácidas. Adicionalmente, SECM foi empregada no estudo do transporte de espécies eletroativas em amostras de dentina e investigações relacionadas ao bloqueio dos túbulos empregando-se cremes dentais comerciais foram realizadas. A permeação de peróxido de hidrogênio pela dentina também foi estudada. Os resultados de SECM foram comparados com imagens SEM obtidas nas mesmas condições experimentais. Microeletrodos de membrana ionófora íon-seletiva (Ion Selective Microelectrodes-ISMEs) sensíveis a íons cálcio também foram desenvolvidos e caracterizados, com subsequente aplicação em SECM no modo potenciométrico. A dissolução ácida de esmalte bovino (erosão dentária) foi investigada em diferentes valores de pH (2,5; 4,5; 6,8). Além disso, o transporte de íons cálcio através de membranas porosas sintéticas foi avaliado a uma distância tip/substrato de 300µm. Alterações no fluxo de íons cálcio foram correlacionadas em experimentos realizados na presença e ausência de campos magnéticos gerados por nanopartículas de magnetita incorporadas à membrana porosa. Microcristais de calcita facilmente sintetizados pelo método de precipitação foram utilizados como superfície modelo para investigações interfaciais, cujos resultados podem ser correlacionados aos materiais dentários. Desta forma, nanopipetas de vidro preenchidas com eletrólito suporte foram fabricadas e utilizadas como sonda em Scanning Ion Conductance Microscopy (SICM). O mapeamento topográfico de alta resolução espacial da superfície de um microcristal de calcita foi obtido utilizando o modo de varredura hopping mode. Adicionalmente, sondas multifuncionais ISME-SICM também foram desenvolvidas e caracterizadas para investigações simultâneas com relação às alterações topográficas e quantificação de íons cálcio sobre a superfície de um microcristal de calcita. A adição de reagentes ácidos no canal SICM promoveu a dissolução da superfície do microcristal, sendo obtidos dados cinéticos de dissolução. Investigações em meio neutro também foram realizadas utilizando a sonda ISME-SICM. Os resultados experimentais obtidos também foram comparados com aqueles oriundos de simulação computacional. / The study reported in this thesis shows in details the fabrication and characterization of different electrochemical microsensors which have been employed as probes in SEPM. Thus, the characterization of surfaces can be performed by exploiting different interfacial phenomena that are relevant to life sciences. In this sense, the interfaces of crystalline materials such as hydroxyapatite (dental materials) and calcite were the focus of this study. Thus, different SEPM techniques were explored in order to obtain relevant information related to dental materials processes such as acid erosion and hypersensitivity. Initially, platinum microelectrodes were developed employing conventional methodology that utilizes microfibers encapsulated in glass capillaries. Amperometric SECM mode was used to obtain information regarding the topography changes of tooth enamel caused by contact with acid chemicals. In addition, SECM was used to study the transport of electroactive species in dentin samples. Investigations related to the treatment of dental hypersensitivity and dental whitening were also evaluated. SECM results were compared with SEM images obtained under the same experimental conditions. Ion-selective microelectrode (ISME) based on the ionophore membrane sensitive to calcium ions were also developed and characterized followed by application in SECM potentiometric mode. The acid dissolution of bovine enamel (dental erosion) was investigated at different pH values (2.5; 4.5; 6.8). In addition, the transport of calcium ions through synthetic porous membranes was evaluated at a tip/substrate distance of 300µm. Changes in calcium ion flux were studied in the presence and absence of magnetic fields generated by magnetite nanoparticles incorporated into the porous membrane. Calcite microcrystals easily synthesized by precipitation method were used as a model of an interfacial surface for investigations which can be correlated to the dental materials. Thus, glass nanopipette filled with supporting electrolyte was fabricated and used as SICM probe. The high resolution topographic mapping of the calcite microcrystal was obtained using hopping mode. Additionally, ISME-SICM multifunction probes were developed and characterized for simultaneous investigations related to the topographical changes and quantification of local calcium ions on the surface of a calcite microcrystal. The addition of acidic reagents in the SICM channel promoted the dissolution of the microcrystal surface and dissolution kinetic data were obtained. Investigations in neutral medium were also studied using the ISME-SICM multifunctional probe. The experimental results were also compared with those obtained by computer simulation.

Neste trabalho, sondas solvatocrômicas foram empregadas no estudo de solventes puros, misturas aquosas de solventes próticos e apróticos, líquidos iônicos e suas misturas aquosas. As sondas estudadas foram agrupadas em duas séries, cujas mudanças relevantes foram: (i) série RPMBr2: R de metila a 1-octila permitiu a variação da hidrofobicidade da sonda enquanto o pKa se manteve constante; (ii) série de merocianinas derivadas de piridina, quinolina e acridina. Isso resultou em sondas de hidrofobicidades diferentes com valores parecidos de pKa. Desta forma foi possível isolar os efeitos sobre solvatação provocados pela hidrofobicidade das sondas. As duas séries de sondas mostraram comportamentos solvatocrômicos diferentes. Uma equação modificada de Taft-Kamlet-Abboud permitiu as quantificações individuais de cada propriedade do solvente, tais como acidez, dipolaridade/polarizabilidade e hidrofobicidade para a resposta de cada sonda. O modelo de solvatação preferencial que considera explicitamente a presença de três espécies na mistura binária de solvente foi aplicado, este considera que a água, o solvente orgânico e a espécie solvente orgânico-água competem pela camada de solvatação da sonda. Os resultados deste tratamento ajudaram no entendimento das forças atuantes na solvatação, especialmente com relação aos efeitos das propriedades de ambos a sonda e o solvente, e do aumento da temperatura. Estudos preliminares de misturas aquosas de líquidos iônicos mostraram as semelhanças e as diferenças entre a solvatação por estas misturas \"verdes\" e a por misturas aquosas de álcoois. Uma aplicação do solvatocromismo para o entendimento de un fenômeno físco-químico foi apresentada: os resultados da aplicação do modelo de solvatação preferencial de sondas em misturas aquosas de tetrametiluréia foram usados para explicar o fenômeno de gelificação de proteína neste mesmo sistema de solventes. / In the present work, solvatochromic probes were employed in the study of pure solvents, binary mixtures of water with protic and aprotic solvents, ionic liquids and their aqueous binary mixtures The probes studied are classified in two series: (i) RPMBr2; where R = methyl to 1-octyl allowed increasing the hydrophobicity while maintaining the pKa constant. (ii) The second series involved derivatives of pyridine, quinoline and acridine, this allowed increasing probe hydrophobicity, while maintaining similar pKa. The two series of probes showed different solvatochromic behaviors both in pure solvents and binary solvent mixtures. A modified equation of Taft-Kamlet-Abboud allowed quantification of each solvent property, including acidity, dipolarity/polarizability and hydrophobicity to the response of each probe. The preferential solvation model which explicitly considers the presence of three species was employed; it considers the competition of water, organic solvent and the complex water-organic solvent in the probe solvation shell. The results shed light on the interactions that affect solvation, including temperature-induced desolvation. Preliminary results on aqueous ionic liquids showed the similarities and difference between solvation by these \"green\" mixtures and those of aqueous alcohols. An application of solvatochromism for understanding a physical-chemical phenomenon was presented: the results of application of preferential solvation model of probes in aqueous tetramethylurea mixtures was used to explain the gelation of the protein lysozyme in this same solvent system.

Após a inseminação artificial, as fêmeas apresentam reação inflamatória transitória e fisiológica, que pode resultar em alterações na vascularização uterina. A ultrassonografia Doppler colorido é uma técnica não invasiva, que vem sendo utilizada para estudar a hemodinâmica do trato reprodutivo de bovinos. Os objetivos deste trabalho foram verificar a resposta inflamatória uterina por ultrassonografia Doppler colorido e a taxa de fertilidade em bovinos após inseminação artificial (IA) com sêmen avaliado por sondas fluorescentes. Para isso foram delineados dois experimentos. O experimento 1 foi realizado para estudar a hemodinâmica uterina por ultrassonografia Doppler colorido em bovinos após a IA. Foram utilizadas 18 vacas da raça Nelore, submetidas a um protocolo para a inseminação artificial em tempo fixo (IATF) e divididas em dois grupos: Grupo não inseminado (controle, GC, n=9) e grupo submetido à inseminação artificial (GIA, n=9). Avaliações por ultrassonografia foram realizadas em cinco momentos em modo espectral (30 horas antes da IA, 4, 24, 48 e 168 horas após a IA) para avaliar o índice de resistência (RI) da artéria uterina e em quatro momentos em modo color Doppler (4, 24, 48 e 168 horas após a IA) para avaliar a vascularização dos cornos uterinos. O diagnóstico de gestação foi feito após 30 dias da IA. No experimento 2 objetivou-se verificar se o percentual de espermatozóides com integridade das membranas plasmática e acrossomal e função mitocondrial (PIAIC) avaliadas por sondas fluorescentes influencia a fertilidade e estudar a hemodinâmica uterina após a deposição do sêmen com diferentes percentuais de espermatozóides PIAIC. Foram utilizadas 182 vacas paridas da raça Nelore, submetidas a um protocolo para IATF e divididas em três grupos de acordo com a qualidade do sêmen: Bom (B) 44,5%, Médio (M) 23% e Regular (R) 8,5% de espermatozóides PIAIC/palheta. Uma amostra de 30% das fêmeas (54, sendo 18 de cada grupo) foram submetidas a avaliações com ultrassonografia Doppler colorido 30 horas antes da IA, 4 e 24 horas após a IA. Foram considerados os RI das artérias uterinas direita (AD) e esquerda (AE) e vascularização subjetiva dos cornos uterinos direito (CD) e esquerdo (CE). Posteriormente, foram separados levando em consideração o lado do ovário contendo o folículo dominante para comparar RI das artérias ipsi (AI) e contralateral (AC) e vascularização subjetiva dos cornos uterinos ipsi (CI) e contralateral (CC). O diagnóstico de gestação foi realizado 30 dias após a IA. Para a análise estatística foi utilizado o programa SAS versão 9.2 (SAS 2010). As variáveis foram analisadas pelo PROC MIXED, utilizando modelo linear misto para medidas repetidas no tempo. Foram considerados os efeitos fixos de grupo, tempo e interação grupo x tempo. Os dados obtidos foram submetidos à análise de variância e ao teste de Duncan, pelo PROC GLM. A análise de Qui-Quadrado foi utilizada para determinar a taxa de prenhez, de acordo com a qualidade do sêmen pelo PROC FREQ. O nível de significância considerado foi de 5%. No experimento 1 não foram observadas diferenças dos parâmetros avaliados por ultrassom Doppler entre GIA e GC, mas foram notados efeitos do tempo para RI, sendo mais baixos 4 horas após a IA. Quando os dados foram avaliados de acordo com o lado do folículo dominante foi observado que 4 e 24 horas após a IA, RI da AC do GIA foi mais baixo do que o GC. No experimento 2 não houve diferença entre os animais inseminados com sêmen B, M ou R quanto a hemodinâmica uterina, mas houve efeito do tempo, sendo que 4 horas após a IA verificou-se menor valor de RI e maior fluxo sanguíneo. A taxa de prenhez dos animais inseminados com o sêmen B (64,7%) foi maior quando comparada ao sêmen R (36,2%), sendo que ambos não diferiram do sêmen M (50,0%). Pode-se concluir que não é possível detectar por ultrassonografia Doppler alterações na hemodinâmica uterina devido à IA em fêmeas bovinas. A deposição de sêmen com diferentes qualidades não altera a hemodinâmica uterina de forma detectável por ultrassonografia Doppler em bovinos. Por outro lado, é possível detectar por ultrassonografia Doppler mudanças na perfusão sanguínea do útero em relação ao tempo da IA, o que pode ser devido a alterações hormonais que ocorrem durante o ciclo estral. Por fim, a IA com sêmen contendo menor percentual de espermatozoides PIAIC causa redução na taxa de fertilidade em bovinos. / After insemination, females have physiological and transient inflammatory reaction, which can result in changes in the uterine vasculature. The color Doppler ultrasound is a noninvasive technique that has been used to study the hemodynamics of cattle reproductive tract.The purposes of this work were to verify uterine inflammatory response by color Doppler ultrasound and fertility rate in cattle after artificial insemination (IA) with semen evaluated by fluorescent probes. For this, two experiments were delineated. The first experiment was conducted to study the uterine hemodynamic by color Doppler ultrasound in cattle after AI. Were used 18 Nellore cows that were subjected to a protocol for fixed timed artificial insemination (IATF). The animals were divided in two groups: Not inseminated group (control, GC, n=9) and inseminated group (GIA, n=9). Ultrasonografic evaluation were done in five moments on spectral mode (30 hours before AI, 4, 24, 48 e 168 hours after IA) to evaluate the resistence index (RI) of uterine artery and in four moments in color Doppler mode to evaluate the uterine horns vascularization. The pregnancy diagnostic was done 30 days after IA. In the second experiment the objective was to evaluate whether the percentage of sperm with plasma membrane integrity and acrossomal and mitochondrial function (PIAIC) assessed by fluorescent probes influences fertility and study the uterine hemodynamic after the deposition of semen with different percentages of PIAIC sperm. Were used 182 caved Nellore cows submitted to a protocol for IATF and divided into three groups according to semen quality: Good (B) 44.5%, Medium (M) 23% and Regular (R) 8,5% of PIAIC sperm/blade. A sample of 30% of female (54, 18 in each group) were submitted to evaluation by color Doppler ultrasound 30 hours before IA, 4 and 24 hours after IA. Were considered RI of right (AD) and left (AE) uterine arteries and subjective vascularization of right (CD) and left (CE) uterine horns. Later, they were separated taking into account the side of the ovary containing the dominant follicle to compare RI of ipsi (AI) and contralateral (AC) arteries and subjective vascularization of ipsi (CI) and contralateral (CC) uterine horns. The pregnancy diagnostic was done 30 days after IA. Statistical analysis was performed using the program SAS version 9.2 (SAS 2010). The variables were analyzed by PROC MIXED, using mixed linear model for repeated measures in time. We considered effects of group, time and group x time interaction. The data obtained were submitted to ANOVA and Duncan test, using PROC GLM. The chi-square analysis was used to determine pregnancy rate, according to the quality of semen by PROC FREQ. the significance level was 5%. In experiment 1 there were no differences of the parameters evaluated by Doppler ultrasound between GIA and GC, but time effects were noted for RI, it was lower four hours after IA. When the data were evaluated according to the side of the dominant follicle was observed that 4 and 24 hours after IA, RI of AC of GIA was lower when it was compared with GC. In experiment 2 there was no difference between animals inseminated with semen B, M or R about uterine hemodynamics, but there were effects of time, so that 4 hours after IA showed lower value of RI and increased blood flow. The pregnancy rate of animals inseminated with semen B (64.7%) was higher when compared with semen R (36.2%), both of them did not differ of semen M (50.0%). It can be concluded that is not possible to detect uterine hemodynamic changes by Doppler ultrasound due to IA in cattle. The deposition of semen with different qualities does not change the uterine hemodynamics enough to be detectable by Doppler ultrasonography in cattle. On the other hand, is possible to detect changes in blood perfusion of the uterus in relation to the time of IA by Doppler ultrasound, which may be due to hormonal changes that occur during the estrous cycle. Finally, IA with semen containing a lower percentage of PIAIC sperm causes a reduction in fertility rate in cattle.

Made available in DSpace on 2016-08-31T13:24:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 NaiaraSCI_DISSERT.pdf: 1118710 bytes, checksum: d6fcb0c30110b741ac79e62713d7c01b (MD5) Previous issue date: 2013-12-17 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The fluid requirements of crop plants are always an object of studies, to assist the performance evaluation of methods for estimating crop evapotranspiration (ETc). Therefore, this study aimed to estimate transpiration of muskmelon through the sap flow determined by thermal dissipation.The work was carried from August 2012 to July 2013 in two steps, the first stage consists of the construction and calibrating in different sap flow sensors for thermal dissipation (SFSD) small dimension order to be plants utilized in with small diameter as vegetable crops, to which was performed at the Laboratory of Instrumentation and Management in Irrigated Agriculture of the Federal Rural University of the Semi-Arid (UFERSA), Natal, RN.The second stage consistedof an experiment carried out under greenhouse located in the Department of Environmental Sciences and Technology - DCAT also belonging to UFERSA. The experimental design used was completely randomized blocks consisting of five treatments and three replications, totaling 15 parcels evaluated with sensorsconstructed by five different sizes of dissipators wires, the treatments being 1, 2, 3, 4 and 5dissipators with a length of wires of the Sensors 12, 15, 18, 21 and 24 cm, respectively.The data were analyzed by analysis of variance, utilizing the "R" software, averages between treatments were were compared by Tukey test at 5% significance. The results showed that the constructed and calibrated for vegetable crops plants sensors can be used to determine the flow of sap. The equations obtained for each sensor serve to to relate the sap flow temperature differences.TheSweating measure for the melon cantaloupe "Harper" with SFSD, of sizes 12 cm; 15 cm; 18 cm and 24 cm were obtained similar values of crop evapotranspiration / As necessidades hídricas das plantas cultivadas são sempre objeto de estudo, para auxiliar a avaliação do desempenho dos métodos de estimativa da evapotranspiração da cultura (ETc).Com isso,este trabalho teve como objetivo estimar a transpiração do meloeiro através do fluxo de seiva determinado por dissipação térmica. O trabalho foi realizado no período de agosto de 2012 a julho de 2013, em duas etapas, sendo a primeira etapa constituída da construção e calibração dediferentes sensores de fluxo de seiva por dissipação térmica (SFSD)de pequena dimensão para serem utilizados em plantas de pequeno diâmetro como as olerícolas, ao qual foi realizada no Laboratório de Instrumentação e Manejo na Agricultura irrigada da Universidade Federal Rural do Semi-Arido(UFERSA),Mossoró, RN.A segunda etapa constituiu-se de um experimento realizado em casa de vegetação localizado no Departamento de Ciências Ambientais e Tecnológicas DCAT também pertencente à UFERSA.O delineamento experimental utilizado foi de blocos inteiramente casualizados,constituído por cinco tratamentos e três repetições, totalizando 15 parcelas avaliadas, com sensores construídos por cinco diferentes tamanhos de fios dissipadores, sendo os tratamentos 1, 2, 3, 4 e 5 com comprimento de fios dissipador dos sensores de 12, 15, 18, 21 e 24 cm, respectivamente.Os dados foram analisados por análise de variância, utilizando-se o software R , as médias entre os tratamentos foram comparadas pelo teste Tukey a 5% de significância.Os resultados mostraram que os sensores construídos e calibrados para plantas olerícolas podem ser utilizados na determinação do fluxo de seiva. As equações obtidas para cada sensor servem para relacionaro fluxo de seiva pelas diferenças de temperatura. A transpiração medida para o melãocantaloupe Harper com os SFSD, de tamanhos de12 cm; 15 cm;18 cm e 24 cm obtiveram valores próximos da evapotranspiração da cultura

Título de Ingeniería en Biotecnología Molecular / Los mecanismos involucrados en el control post-transcripcional del ciclo replicativo del Virus de la Inmunodeficiencia Humana (VIH), específicamente los eventos moleculares que permiten la interacción del ARN genómico (ARNg) viral con la maquinaria celular para su transporte, traducción o empaque dentro de la célula, aún no han sido completamente dilucidados. Actualmente existen diversas técnicas para el estudio de la localización sub-celular de ARNg, entre las que destaca RNA FISH (RNA Fluorescent in situ hybridization), método ampliamente utilizado para el estudio de la localización y cambios temporales de ARN y ribonucleoproteínas. Generalmente, en esta técnica se utilizan sondas acopladas a fluoróforos orgánicos que hibridan a regiones específicas para las que han sido diseñadas. No obstante, estas sondas presentan fotoblanqueamiento significativo, y un espectro de emisión amplio (50-100 nm), lo que limita su uso. Es por esto que surge la necesidad de recurrir a nuevas alternativas, tales como sondas acopladas a Quantum dots (QDs), los cuales en contraste con fluoróforos orgánicos poseen una vida fluorescente significativamente más larga, mayor fotoestabilidad y un amplio espectro de absorción. Considerando lo anterior, en el presente trabajo se propone la construcción de sondas específicas asociadas a QDs compuestos de Cadmio-Telurio recubiertos por Glutatión (QDs CdTe- GSH) que reconocen la región pBSK-GagPol como matriz para la transcripción in vitro, obteniendo así fragmentos de ARN, los cuales fueron desfosforilados en su extremo 5', para luego incorporarles en su lugar un fosfato γ unido a un grupo sulfhidrilo (SH). De esta forma, los transcritos de ARN fueron capaces de unirse a QDs CdTe-GSH a través de enlaces disulfuro. Generando así sondas de ARN xiii acoplada a QDs CdTe-GSH capaces de unirse al ARNg de VIH-1 en presencia y ausencia de la proteína Rev,la cual actúa como un regulador clave en el control post-transcripcional de la expresión génica viral, actuando principalmente en los procesos de exportación nuclear y traducción. De manera que en estas condiciones fue posible validar a través de experimentos de RNA FISH, el ingreso citoplasmático y nuclear de la sonda de ARN acoplada a QDs CdTe-GSH, además de una interacción específica con el ARN genómico de VIH-1. Este hecho representa la prueba de concepto de que es posible generar una sonda acoplada a QDs específica contra el ARN genómico de VIH-1, permitiendo el estudio de la expresión génica del virus, lo que también abre nuevas posibilidades para el estudio de VIH-2 u otros tipos de virus. / The mechanisms involved in the post-transcriptional control of the replicative cycle of the Human Immudeficiency Virus (HIV), specifically the molecular events allowing the interaction between the viral genomic RNA (gRNA) and the cellular machinery for the transport, translation or packaging, have not been elucidated yet. Currently, the study of localization and temporary changes of RNA and ribonucleoproteins relies mainly on RNA FISH (RNA Fluorescent in situ hybridization)-based strategies. RNA FISH uses specific hybridization probes coupled to organic fluorophores. However, these fluorescent molecules commonly present limiting characteristics such as significant photobleaching and a wide emission spectrum (50-100 nm). Therefore, a considerable demand arises for new alternatives, such as probed coupled to Quantum dots (QDs), which in contrast to organic fluorophores, exhibit longer fluorescence lifetime, higher photostability and broad absorption spectra. Considering previous facts, the aim of this work was to develop specific probes coupled to glutathione-capped cadmium-telluride quantum dots (QDs CdTe-GSH), able of recognizing and associate with the Gag-Pol region present on the HIV-1 genomic RNA (gRNA). Thus, in order to achieve this objective, the vector pBSK-GagPol was used as a template for in vitro transcription of Gag-Pol complementary RNA, which was fragmented and dephosphorylated at the 5' end, with the purpose to incorporate a γ phosphate coupled to a sulfhydryl group (SH) instead. Then, the SH-containing RNA fragments were attached to QDs CdTe-GSH by a disulfide bond. As a result, we generated single-stranded RNA probes coupled to QDs CdTe-GSH capable of hybridizing to HIV-1 gRNA in the presence and absence of the viral protein Rev, which acts as a key regulator of the post-transcriptional control of viral gene expression acting mainly during nuclear export and translation. Thereby, under these conditions, we validated the cytoplasmic and nuclear entrance of the probe coupled to Qds CdTe-GSH, and specific interaction between the probe and gRNA of HIV-1. This fact represents the proof of concept that it is possible to generate RNA probes coupled to QDs CdTe-GSH to study genetic expression of HIV-1, and also opens up new opportunities for the study of HIV-2 or other virus types.

Made available in DSpace on 2016-08-17T18:39:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4725.pdf: 4003213 bytes, checksum: c40eb861711bbe31a91e5b1600b14b63 (MD5) Previous issue date: 2012-09-21 / Universidade Federal de Sao Carlos / Intellectual disability (ID) is manifest sign of more than 2,000 different clinical conditions and is present in 5% of the population. Because it is a heterogeneous group of clinical conditions, with different causal factors and simultaneously involved, about 50% of patients with ID have no defined etiology. Chromosomal microdeletions, situations in which there is loss of a fragment of up to 5Mb of the genome resulting in haploinsufficiency of one or multiple genes, are one of the possible causes of ID. The aim of this study was to standardize genetic testing with the technique of MLPA (Multiplex Ligation Probe Amplification) to investigate the presence of microdeletion syndromes in a sample of patients with idiopathic DI or with diagnosis not yet confirmed by molecular genetic testing. The MLPA kit used (SALSA® MLPA® P064-B2 MR1) detected, at the same time, 11 microdeletion syndromes: 1p36 deletion, Sotos, Miller-Dieker, 22q11.2 deletion, Saethre-Chotzen, Prader-Willi, Angelman, Williams, Alagille, Smith-Magenis and Canavan. We selected 57 patients with idiopathic ID and facial dysmorphias, with normal conventional karyotyping and normal brain imaging studies. The presence of microdeletion was identified in 4 patients (7%), 3 patients had Williams syndrome and 1 had 22q11.2 deletion. The results reinforce the usefulness of MLPA in the etiologic research of ID, helping in the clinical management and familial genetic counseling. / Deficiência intelectual (DI) é sinal manifesto de mais de 2.000 condições clínicas diferentes e está presente em 5% da população. Por se tratar de um grupo heterogêneo de condições clínicas, com fatores causais distintos e simultaneamente envolvidos, cerca de 50% dos pacientes com DI não têm sua etiologia definida. Entre as possíveis causas de DI estão as microdeleções cromossômicas, situações nas quais há perda de um fragmento de até 5Mb do genoma, implicando na haploinsuficiência de um ou múltiplos genes. O objetivo desse trabalho foi padronizar testes genéticos fundamentados na técnica de MLPA (Amplificação de Múltiplas Sondas dependentes de Ligação) para investigar a presença de síndromes de microdeleção em uma amostra de pacientes com DI idiopática ou com hipótese diagnóstica ainda não confirmada por teste genético molecular. O kit de MLPA utilizado (SALSA® MLPA® P064-B2 MR1) detectava, simultaneamente, 11 síndromes de microdeleção: deleção 1p36, Sotos, Miller-Dieker, deleção 22q11.2, Saethre- Chotzen, Prader-Willi, Angelman, Williams, Alagille, Smith-Magenis e Canavan. Foram selecionados clinicamente 57 pacientes com DI e dismorfias faciais, com cariótipo convencional e exame de imagem de encéfalo normais. A presença de microdeleção foi identificada em 4 pacientes (7%), tendo sido detectados 3 pacientes com síndrome de Williams e 1 com deleção 22q11.2. Os resultados reforçam a utilidade da técnica de MLPA na investigação etiológica da DI, ajudando no manejo clínico dos pacientes e no aconselhamento genético familiar.

Resumo: Algumas avaliações da capacidade de fecundação como a produção in vitro de embriões (PIV) e a coloração vital indicam que a sexagem de espermatozóides por centrifugação em gradiente de densidade pode causar diminuição nas taxas de desenvolvimento embrionário, entretanto, não são conclusivas quanto à avaliação da integridade das membranas espermáticas. Com o intuito de obter dados mais precisos em relação à viabilidade espermática pós-sexagem, foram descongeladas doses de sêmen de 6 touros diferentes, e avaliadas quanto aos danos espermáticos causados pela centrifugação em gradiente descontínuo de Percoll (com densidade variando de 1,111g/mL a 1,123g/mL). Antes e após a centrifugação dos espermatozóides, além das avaliações de concentração, motilidade e morfologia, o sêmen foi ainda avaliado quanto à integridade das membranas plasmáticas, acrossomal e mitocondrial pela associação das sondas fluorescentes: Iodeto de Propídio (PI), aglutinina de Pisum Sativum conjugado a Isotiocianato de flurosceína (FITC-PSA) e Iodeto de 5,5',6,6'-tetracloro- 1,1,3,3'-tetraetilbenzimidazolilcarbocianina (JC-1). Os resultados demonstraram que o processo de separação de espermatozóides X e Y por centrifugação em gradiente de densidade promoveu uma melhora nas características associadas à motilidade progressiva, além de uma significativa diminuição na incidência de defeitos maiores. Ainda nas amostras pós-centrifugação, foi observado um aumento no percentual de células com Membrana Plasmática Intacta e com Alto Potencial Mitocondrial. No entanto, o percentual de células com Membrana Acrossomal Intacta foi sensivelmente diminuída provavelmente devido ao fenômeno de reação acrossomal desencadeado pela centrifugação. / Abstract: Some fecundity evaluations as the in vitro embryo production (IVP) and the vital stains have indicating that the density gradients centrifugation techniques can reduce the embryo development rates. However they are not conclusive for the integrity of spermatic membranes. Wit the purpose of obtain more precise sperm viability data after the sexing procedure, frozen semen samples from six different bulls were thawed and assessed for spermatic damage caused by centrifugation in discontinuous Percoll gradient (with density varying from 1,111g/mL to 1,123g/mL). Before and after the separation of X-bearing bovine sperm, were evaluated the sperm concentration, motility and morphology. Moreover the semen samples were assessed for integrity of plasma, acrosome and mitochondrial membranes by fluorescent probes association: propidium iodide (PI), fluorescein isothiocyanate-Pisum sativum agglutinin (FITC-PSA) and 5,5',6,6'-tetrachloro-1,1',3,3'-tetraethylbenzimidazolcarbocyanine iodide (JC-1). The results demonstrated that the X-bearing sperm separation process by density gradient centrifugation caused an increase in the progressive motility parameters and a decrease in the major defects incidence. In addition, it was observed an increase in the cells categories with Intact Plasma Membrane and High Mitochondrial Membrane potential in the post-centrifugation samples. Nevertheless, the percentage of cells with Intact Acrossome Membrane was reduced probably due to the acrosome reaction phenomenon induced by centrifugation. / Orientadora: Vera Fernanda Martins Hossepian de Lima / Coorientador: Rubens Paes de Arruda / Banca: Gisele Zoccal Mingoti / Banca: Eneiva Carla Carvalho Celeghini / Mestre

Due to the system does not recognize equations and formulas the resumo and abstract can be found in the PDF file. / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Devido ao sistema não reconhecer equações e fórmulas o resumo e abstract encontra-se no arquivo em PDF.