Há interesse mundial no desenvolvimento de pesquisas envolvendo produção e extração de colorantes naturais, devido a sérios problemas de segurança industrial associados ao uso de colorantes sintéticos. Este trabalho objetivou produzir colorantes naturais de Penicillium purpurogenum DPUA 1275 por cultivo submerso (em frascos agitados e em biorreator) e estudar a extração dos colorantes vermelhos. Para a produção, os estudos iniciais mostraram que 5 discos de micélio, sacarose e extrato de levedura como fontes de carbono e nitrogênio, respectivamente, e 336 horas de cultivo eram condições adequadas para a produção dos colorantes. Visando à otimização da produção, realizaram-se planejamentos fatoriais, com as variáveis independentes: tempo de cultivo; velocidade de agitação; pH; temperatura; concentração de sacarose e de extrato de levedura. As variáveis-respostas foram produção de colorantes amarelos, laranjas e vermelhos. Dos resultados obtidos, as variáveis mais significativas ao processo foram concentrações de extrato de levedura e de sacarose. A produção dos colorantes vermelhos foi otimizada, alcançando a produção de 2,97 UA490nm, nas condições 48,90 e 11,80 g/L de sacarose e extrato de levedura, respectivamente, 30°C, pH 4,5 150 rpm e 336 horas de cultivo. Nos experimentos em biorreator, o melhor resultado foi obtido na frequência de agitação de 500 rpm e na mudança do pH do meio para 8,0, após 96 horas de bioprocesso. Ademais, avaliou-se a estabilidade dos colorantes vermelhos presentes no meio fermentado em diferentes condições (pH, temperatura, sais, polímeros e tensoativos). Referente a pH e temperatura, os colorantes vermelhos mostraram-se mais estáveis nas condições alcalinas e a 70 °C. Tanto os sais (NaCl e Na2SO4) quanto os polímeros (PEG 1.000, 6.000 e 10.000 g/mol e NaPA 8.000 g/mol a 5 e 15%) e os tensoativos (Tween 20, CTAB e SDS) não causaram perda da cor nas condições avaliadas. Estudos de solubilidade e de coeficiente de partição octanol-água mostraram que os colorantes vermelhos apresentam solubilidade superior em solventes polares e característica mais hidrofílica. Nos estudos de extração, as técnicas avaliadas foram Sistemas Poliméricos de Duas Fases Aquosas (SPDFA) formados pelo sistema PEG/NaPA e Colloidal Gas Aphrons (CGA). Pela primeira técnica, os colorantes vermelhos migraram preferencialmente para a fase PEG. Os polímeros PEG 6.000 g/mol, na presença de NaCl 0,1 e 0,5 M, e PEG 10.000 g/mol, com Na2SO4 0,5M, se destacaram dentre as condições analisadas com coeficiente de partição (K) próximo a 13, em ambos os casos, e seletividade de proteínas (SeP) próximas a 3. Para a técnica de CGA, o CTAB proporcionou os melhores resultados, seguido do Tween 20. Porém, o valor de K foi inferior ao obtido com SPDFA, com um máximo de 5 (CTAB 2 mM/pH 9,0). Os resultados obtidos demonstram um novo produtor de colorantes naturais, as quais têm potencial de aplicação em diversos segmentos industriais. Ademais, os resultados obtidos mostraram a eficiência das técnicas utilizadas para extração dos colorantes vermelhos, com destaque para SPDFA, que apresentou maiores valores de K. / There is worldwide interest in developing research projects involving the production and extraction of natural colorants due to serious safety problems associated with industrial use of synthetic ones. The aim of this work was to investigate the production of natural colorants from Penicillium purpurogenum DPUA 1275 by submerged culture (rotatory shaker and bioreactor) besides studying the red colorants extraction. To the production step, initial studies showed that 5 agar mycelial discs, sucrose and yeast extract as carbon and nitrogen sources, respectively, and 336 hours of bioprocess promoted the best results. To optimize the colorants production a serie of factorial designs were performed. The independent variables studied were: fermentation time, agitation speed, pH, temperature, sucrose and yeast extract concentration under the responses production of yellow, orange and red colorants. From these results, the most significant variables for the process were sucrose and yeast extract concentration. The red colorants production was optimized achieving 2.97 UA490nm, in the following conditions: 48.90 and 11.80 g/L of sucrose and yeast extract, respectively, 30 °C, 4.5 pH, 150 rev min-1 and 336 hours of culture. In the experiments performed in bioreactor, the condition that promoted the best results was 500 rpm and pH adjusted for 8.0 after 96 hours of bioprocess. Furthermore, we evaluated the red colorants stability at different conditions (pH, temperature, salts, polymers and surfactants). Concerning to pH and temperature, the red colorants were more stable under basic conditions and 70 °C; not only the salts (NaCl and Na2SO4) but also the polymers (PEG 1000, 6000 and 10000 g/mol and NaPA 8000 g/mol) and the surfactants (Tween 20, CTAB and SDS) not promoted loss of color upon the conditions evaluated. Studies of red colorants solubility and octanol water coefficient showed that these compounds exhibit a higher solubility in polar solvents and present hydrophilic characteristics. Subsequently, the extraction of red colorant was evaluated through two extraction methods: Polymeric Systems Aqueous Two Phase (ATPS) composed by PEG and NaPA and Colloidal Gas Aphrons (CGA). For the first technique, the red colorant preferentially migrated to the PEG phase. The best results were obtained with PEG 6000 g/mol in the presence of 0.1 to 0.5 M NaCl and with PEG 10000 g/mol with 0.5 M Na2SO4. To both cases the partition coefficient (K) was close to 13 and the Selectivity in terms of proteins (SeP) was close to 3. For the CGA technique, CTAB gave the best results followed by Tween 20. However, the K values were lower than the ones obtained with ATPS with a maximum of 5 in the following condition: CTAB 2 mM/pH 9.0. For the SeP, the values obtained for both techniques were close. The results above show a new producer of natural colorants which have potential application in various industries. Moreover, the results show the efficiency of the techniques used to extract the red colorants, especially to ATPS that presented higher K values.

A eletrodeposição de gálio sobre cobre em meios de KOH 5,0 molL-1 e NaOH 5,0 molL-1 contendo 5,0 mmolL-1 de íons galato foi estudada na presença de surfatantes com cadeia de doze átomos de carbono. Foram estudados três surfatantes aniônicos - o dodecil sulfato de sódio (SDS), o dodecil benzeno sulfonato de sódio (SDBS) e o laurato de potássio (LK) - e um surfatante catiônico - o cloreto de dodecil amônio (DAC), em concentrações acima da c.m.c. Os estudos foram feitos sobre eletrodo de disco rotativo de cobre a 1000 rpm, empregando soluções alcalinas desaeradas e à temperatura de 25 ºC. Foram utilizadas como técnicas eletroquímicas a voltametria linear e a cronoamperometria. A análise da superfície, após a eletrodeposição, foi feita por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia por dispersão de energia (EDS). Todos os anfifílicos estudados afetam a velocidade dos processos simultâneos de redução Ga(III)/Ga e H2O/H2. A ação inibidora ou catalítica, depende do potencial aplicado e da natureza do surfatante. Os surfatantes aniônicos inibem a reação H2O/H2 a baixas sobretensões catódicas. Em tais condições se admite que haja um número menor de moléculas de água adsorvidas por estarem os sítios do metal parcialmente ocupados pelas moléculas do anfifílico. A elevadas sobretensões catódicas a reação H2O/H2 é catalisada por estes anfifílicos, admitindo-se, nestas condições, que eles favoreçam a liberação do gás hidrogênio da superfície. O DAC, surfactante catiônico, inibe a reação H2O/H2 em toda a faixa de sobretensões catódicas estudada. Atribui-se a sua adsorção a uma interação eletrostática anfifílico-eletrodo, gerando um efeito inibidor maior à medida que o potencial se torna mais negativo. O SDBS inibe a eletrodeposição do gálio, mas confere ao depósito aspecto mais brilhante, a valores de potencial em que catalisa a reação H2O/H2. Soluções recém preparadas de SDS na presença de dodecanol (produto da hidrólise do anfifílico nestes meios), eleva os rendimentos de eletrodeposição do gálio de 12% para 18% a -1 ,35V (vs Hg/HgO). Neste mesmo potencial o DAC eleva os rendimentos do processo de forma comparável, embora iniba o mesmo na região de potencial em que a reação H2O/H2 é significativa. O LK inibe a eletrodeposição do gálio em todos os potenciais estudados, o que se atribui à formação de complexos com o íon Ga(III). Os ensaios por MEV e EDS confirmaram os rendimentos maiores de gálio na presença da mistura SDS-DOH. O depósito de gálio obtido a -1,55V (vs Hg/HgO) se dá sobre toda a superfície do cobre. A análise química radial mostrou que tanto na ausência de surfatantes quanto na presença da mistura SDS+DOH, a distribuição do gálio na superfície do disco de cobre, ainda que mostre decréscimo na bordas do eletrodo, é praticamente constante na maior parte da superfície. / Gallium electrodeposition on copper in 5.0 molL-1 KOH and 5.0 molL-1 NaOH solutions containing 5.0 mmolL-1 gallate ions, has been studied in the presence of twelve carbon atoms surfactants. Three anionic surfactants have been studied - sodium dodecyl sulfate (SDS), sodium dodecyl benzenosulfonate (SDBS) and potassium laurate (LK), and one cationic surfactant - dodecyl ammonium chloride (DAC) at concentrations above the c.m.c. The experiments have been made using rotating disk copper electrode (rotation frequency equal to 1000 rpm), using deaerated alkaline solutions at 25 ºC. Electrochemical techniques as linear voltammetry and chronoamperometry were used. Surface analysis after electrodeposition was made using scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersion spectroscopy (EDS). All of the amphiphilics studied change the rate of the simultaneous cathodic Ga(III)/Ga and H2O/H2 processes. The inhibitive or catalytic reation depends on both the applied potencial and surfactant nature. Anionic surfactants inhibit the H2O/H2 reaction at lower overvoltages. It can be admitted under these conditions a lower number of adsorved water molecules due to the simultaneous adsorption of amphiphilic molecules. At higher cathodic overvoltages the H2O/H2 reaction is catalised by these surfactants. It can be admitted under these conditions that these molecules remove the hydrogen molecules from the electrode surface. DAC, a cationic surfactant, inhibits the reaction H2O/H2 on the entire range of cathodic overvoltages studied. Its adsorption can be attributed to the electrostatic interaction amphiphilic-electrode and in consequence, the inhibitive effect increases as the potencial attains more negative values. SDBS inhibits the gallium electrodeposition but the deposit is brighter with added SDBS. Recently prepared SDS solutions inhibits Ga(III)/Ga reaction. The presence of dodecanol (SDS hydrolise product in these media) increases the gallium electrodeposition yield from 12% to 18% at -1,35V/(Hg/HgO). At this same potencial DAC increases the yield of the process, similarly, but it inhibits the same reaction on the potencial range where the H2O/H2 reaction is significative. LK inhibits the gallium electrodeposition process on the entire range of potencials studied. This result can be attribuited to laurate gallium complex formation. SEM and EDS analyses have confirmed the best electrodeposition performance in the presence of SDS+DOH. The gallium deposits obtained at -1,55V/(Hg/HgO) spread on the entire copper surface. The radial chemical analysis has shown that either in the absence either in the presence of SDS+DOH mix gallium distribution is practically constant and uniform, except on the edge of the copper disk electrode.

Há interesse mundial no desenvolvimento de pesquisas envolvendo produção e extração de colorantes naturais, devido a sérios problemas de segurança industrial associados ao uso de colorantes sintéticos. Este trabalho objetivou produzir colorantes naturais de Penicillium purpurogenum DPUA 1275 por cultivo submerso (em frascos agitados e em biorreator) e estudar a extração dos colorantes vermelhos. Para a produção, os estudos iniciais mostraram que 5 discos de micélio, sacarose e extrato de levedura como fontes de carbono e nitrogênio, respectivamente, e 336 horas de cultivo eram condições adequadas para a produção dos colorantes. Visando à otimização da produção, realizaram-se planejamentos fatoriais, com as variáveis independentes: tempo de cultivo; velocidade de agitação; pH; temperatura; concentração de sacarose e de extrato de levedura. As variáveis-respostas foram produção de colorantes amarelos, laranjas e vermelhos. Dos resultados obtidos, as variáveis mais significativas ao processo foram concentrações de extrato de levedura e de sacarose. A produção dos colorantes vermelhos foi otimizada, alcançando a produção de 2,97 UA490nm, nas condições 48,90 e 11,80 g/L de sacarose e extrato de levedura, respectivamente, 30°C, pH 4,5 150 rpm e 336 horas de cultivo. Nos experimentos em biorreator, o melhor resultado foi obtido na frequência de agitação de 500 rpm e na mudança do pH do meio para 8,0, após 96 horas de bioprocesso. Ademais, avaliou-se a estabilidade dos colorantes vermelhos presentes no meio fermentado em diferentes condições (pH, temperatura, sais, polímeros e tensoativos). Referente a pH e temperatura, os colorantes vermelhos mostraram-se mais estáveis nas condições alcalinas e a 70 °C. Tanto os sais (NaCl e Na2SO4) quanto os polímeros (PEG 1.000, 6.000 e 10.000 g/mol e NaPA 8.000 g/mol a 5 e 15%) e os tensoativos (Tween 20, CTAB e SDS) não causaram perda da cor nas condições avaliadas. Estudos de solubilidade e de coeficiente de partição octanol-água mostraram que os colorantes vermelhos apresentam solubilidade superior em solventes polares e característica mais hidrofílica. Nos estudos de extração, as técnicas avaliadas foram Sistemas Poliméricos de Duas Fases Aquosas (SPDFA) formados pelo sistema PEG/NaPA e Colloidal Gas Aphrons (CGA). Pela primeira técnica, os colorantes vermelhos migraram preferencialmente para a fase PEG. Os polímeros PEG 6.000 g/mol, na presença de NaCl 0,1 e 0,5 M, e PEG 10.000 g/mol, com Na2SO4 0,5M, se destacaram dentre as condições analisadas com coeficiente de partição (K) próximo a 13, em ambos os casos, e seletividade de proteínas (SeP) próximas a 3. Para a técnica de CGA, o CTAB proporcionou os melhores resultados, seguido do Tween 20. Porém, o valor de K foi inferior ao obtido com SPDFA, com um máximo de 5 (CTAB 2 mM/pH 9,0). Os resultados obtidos demonstram um novo produtor de colorantes naturais, as quais têm potencial de aplicação em diversos segmentos industriais. Ademais, os resultados obtidos mostraram a eficiência das técnicas utilizadas para extração dos colorantes vermelhos, com destaque para SPDFA, que apresentou maiores valores de K. / There is worldwide interest in developing research projects involving the production and extraction of natural colorants due to serious safety problems associated with industrial use of synthetic ones. The aim of this work was to investigate the production of natural colorants from Penicillium purpurogenum DPUA 1275 by submerged culture (rotatory shaker and bioreactor) besides studying the red colorants extraction. To the production step, initial studies showed that 5 agar mycelial discs, sucrose and yeast extract as carbon and nitrogen sources, respectively, and 336 hours of bioprocess promoted the best results. To optimize the colorants production a serie of factorial designs were performed. The independent variables studied were: fermentation time, agitation speed, pH, temperature, sucrose and yeast extract concentration under the responses production of yellow, orange and red colorants. From these results, the most significant variables for the process were sucrose and yeast extract concentration. The red colorants production was optimized achieving 2.97 UA490nm, in the following conditions: 48.90 and 11.80 g/L of sucrose and yeast extract, respectively, 30 °C, 4.5 pH, 150 rev min-1 and 336 hours of culture. In the experiments performed in bioreactor, the condition that promoted the best results was 500 rpm and pH adjusted for 8.0 after 96 hours of bioprocess. Furthermore, we evaluated the red colorants stability at different conditions (pH, temperature, salts, polymers and surfactants). Concerning to pH and temperature, the red colorants were more stable under basic conditions and 70 °C; not only the salts (NaCl and Na2SO4) but also the polymers (PEG 1000, 6000 and 10000 g/mol and NaPA 8000 g/mol) and the surfactants (Tween 20, CTAB and SDS) not promoted loss of color upon the conditions evaluated. Studies of red colorants solubility and octanol water coefficient showed that these compounds exhibit a higher solubility in polar solvents and present hydrophilic characteristics. Subsequently, the extraction of red colorant was evaluated through two extraction methods: Polymeric Systems Aqueous Two Phase (ATPS) composed by PEG and NaPA and Colloidal Gas Aphrons (CGA). For the first technique, the red colorant preferentially migrated to the PEG phase. The best results were obtained with PEG 6000 g/mol in the presence of 0.1 to 0.5 M NaCl and with PEG 10000 g/mol with 0.5 M Na2SO4. To both cases the partition coefficient (K) was close to 13 and the Selectivity in terms of proteins (SeP) was close to 3. For the CGA technique, CTAB gave the best results followed by Tween 20. However, the K values were lower than the ones obtained with ATPS with a maximum of 5 in the following condition: CTAB 2 mM/pH 9.0. For the SeP, the values obtained for both techniques were close. The results above show a new producer of natural colorants which have potential application in various industries. Moreover, the results show the efficiency of the techniques used to extract the red colorants, especially to ATPS that presented higher K values.

Micelas são agregados coloidais formados por moléculas anfifílicas i.e., moléculas com uma região hidrofóbica e uma porção hidrofílica (surfactantes). Efeitos específicos de íons (EEIs) são observados em micelas iônicas, uma vez que as propriedades físico-químicas de agregado micelares, como tamanho e geometria, dependem da natureza do contra-íon. Diferentes ânions inorgânicos produzem alterações modestas nas propriedades de agregados micelares catiônicos, mas ânions orgânicos podem induzir efeitos mais pronunciados, como transições de forma do agregado ou separações de fase. Em sistemas micelares, os EEIs podem estar relacionados a: (a) diferenças na localização dos ânions nas micelas; (b) diferenças na hidratação micellar e de íons; e (c) possível formação de pares iônicos entre surfactantes e contra-íons na interface micelar. Diversos modelos foram desenvolvidos para descrever a formação e estabilidade de agregados micelares, considerando diferentes termos energéticos que possivelmente contribuem para a formação/estabilidade de micelas. Contudo, os termos descritos acima (a - c) geralmente não são incluídos nos modelos micelares. Assim, não deve ser possível predizer as propriedades de micelas catiônicas, usando os modelos atuais, caso o contra-íon seja pequeno, desidratado e capaz de formar pares iônicos, como o ânion trifluorometilsulfonato (triflato, Tf). Tendo isso em vista, determinamos as propriedades micelares de triflato de dodeciltrimetilamônio (DTATf) e comparamos com micelas análogas formadas por brometo, cloreto e metanosulfonato, visando identificar diferenças estruturais das micelas e suas origens. Para determinação de propriedades micelares, utilizamos uma série de técnicas experimentais: fluorescência resolvida no tempo, espalhamento de raio-X de baixo ângulo, condutometria, cinética química, ressonâncias paramagnética eletrônica e magnética nuclear e espectroscopia de relaxação dielétrica, entre outras. Observamos que o agregado de DTATf possui uma estrutura discoidal altamente empacotada, ordenada e desidratada e estas propriedades foram reproduzidos em simulações de dinâmica molecular. A análise do conjunto de resultados obtidos para DTATf demonstrou que a formação de pares iônicos na interface micelar induz severas alterações nas propriedades micelares, como a desidratação dos agregados. Os dados obtidos com DTATf demonstram claramente que, para um modelo teórico de sistemas micelares ser capaz de predizer propriedades micelares de diferentes agregados, a possibilidade de formação de pares iônicos na interface micelar e as interações específicas entre contra-íons e surfactantes devem ser modeladas. Adicionalmente, devido aos resultados aqui reportados e analisando outros sistemas interfaciais, propomos um papel mais fundamental para a água (interfacial ou de hidratação) nas propriedades micelares / Micelles are colloidal aggregates formed by amphiphilic monomers i.e., molecules with a hydrophobic and a hydrophilic moiety (surfactants). Specific ion effects (SIEs) are observed in cationic micelles, because the physicochemical properties of the micellar aggregates, such as size and shape, depend on the nature of the counterion. Different inorganic counterions lead to small changes in micellar properties of cationic aggregates, but organic counterions can induce more pronounced effects, such as shape transitions of the aggregates or phase separation. In micellar systems, the SIEs can be related with: (a) differences in the location of anions in micelles; (b) differences in the hydration of micelles and ions; and (c) possible ion-pair formation between surfactants and counterions at the micellar interface. Several models have been developed to describe the formation and stability of micellar aggregates, considering different energy terms that possibly contribute to the formation/stability of micelles. However, the terms described above (a - c) are generally not included in micellar models. Thus, it should not be possible to predict the properties of cationic micelles, using the current models, if the counterion is small, dehydrated and capable of forming ion-pairs, such as the trifluoromethylsulfonate anion (triflate, Tf). In this context, we have determined the micellar properties of dodecyltrimethylammonium triflate (DTATf) micelles and we have compared the results with similar micelles formed by bromide, chloride and methanesulfonate, aiming to identify their structural differences and its origins. To determine the micellar properties, we have used several techniques: time resolved fluorescence, small angle X-ray scattering, conductometry, kinetic assays, electron paramagnetic and nuclear magnetic resonances and dielectric relaxation spectroscopy, among others. We have observed that the DTATf aggregate presents a highly packed, ordered and dehydrated disk-like geometry and these properties were reproduced in molecular dynamics simulations. The analysis of the DTATf properties showed that the formation of ion-pairs at the micellar interface induces severe changes in micellar properties, such as micellar dehydration. The DTATf properties clearly demonstrate that for a theoretical model of micellar system to be accurate and general, the possibility of ion-pair formation at the micellar interface and the counterions-surfactant specific interactions must be modeled. Additionally, due to the results reported herein and by analyzing other systems, we suggest a more fundamental role of water (interfacial or hydrating water) in the micellar properties.

[pt] Processamento e Caracterização de Nanocompósitos de Nylon 11 reforçados por Nanotubos de Titanatos Modificados com Surfactantes estuda a influência da adição de nanotubos de titanato (TTNTs) nas propriedades mecânicas do Nylon 11 (Poliamida 11). De acordo com estudos prévios, espera-se que pequenas quantidades de TTNTs melhorem propriedades como resistência mecânica e rigidez. No entanto, a incorporação dessas nanopartículas também pode acarretar numa piora dessas propriedades, caso não haja uma dispersão eficaz na matriz polimérica. Assim sendo, também foram avaliados compósitos de Nylon 11 e nanotubos de titanato modificados com 2 tipos de surfactantes, um catiônico (CTAB) e outro aniônico (SDS) para investigação do efeito destes surfactantes na dispersão dos TTNTs e por consequência nas propriedades finais dos compósitos comparados ao Nylon 11 puro. Foi realizado também um estudo da dispersão dos nanotubos com e sem mistura com surfactante em água e butanol, em três intervalos de tempo, 15, 30 e 60 min a fim de se escolher os melhores parâmetros para a dispersão. Foram produzidos compósitos em uma microextrusora e uma microinjetora. Os compósitos com TTNTs tratados com CTAB apresentaram aumentos de 15 por cento e 10 por cento no módulo de elasticidade e os compósitos com TTNTs tratados com SDS apresentaram aumentos de 26 por cento e 20 por cento para essa mesma propriedade, respectivamente nas concentrações de 0.5 e 2 por cento wt de TTNTs, em relação ao Nylon 11 puro. / [en] Processing and Characterization of Nylon 11 Nanocomposites Reinforced with Titanates Nanotubes Modified by Surfactants has investigated the effect of titanate nanotubes (TTNTs) in the mechanical properties of Nylon 11 (polyamide 11) polymer. According to the existing literature small amounts of TTNTs in polymer matrix improve properties such as tensile strength and stiffness. However, the addition of these nanoparticles may also lead to a decrease of strength of the composite if the nanotubes are not well dispersed in the polymer matrix. Therefore, Nylon 11 composites with TTNTs treated with 2 kinds of surfactant - a cationic (CTAB) and an anionic (SDS) - were also investigated. The surfactants act as dispersion agents leading to a better dispersion state of nanotubes and as a final result, promote enhancement of composites mechanical properties. Also, the dispersion of nanotubes was studied with and without mixing surfactants in distilled water and butanol, in three different time intervals (15, 30 and 60 minutes) to assess the optimal dispersion parameters. Composites were produced in a microextruder and a microinjector. The composites with TTNTs treated with CTAB displayed an increase of 15 percent and 10 percent in the Young s Modulus and the composites with TTNTs treated with SDS displayed an increase of 26 percent and 20 percent in the same property, respectively in the concentrations of 0.5 and 2 percent wt of TTNTs, compared to pure Nylon 11.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:32:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 402198.pdf: 1075449 bytes, checksum: 7bb48cb5cb3fd7514b495fe5127c6449 (MD5) Previous issue date: 2008-01-28 / Objetivos: Avaliar a utilidade do teste de microbolhas est?veis no aspirado g?strico para predi??o da necessidade de segunda dose de surfactante em um grupo de prematuros que receberam surfactante profil?tico baseado em uma baixa contagem de microbolhas. Estudar a associa??o entre outras vari?veis e a necessidade de retratamento no mesmo grupo de pacientes. M?todos: Foi realizado um estudo retrospectivo analisando 114 prontu?rios de prematuros ≤31 semanas de gesta??o nascidos no hospital S?o Lucas da PUCRS e internados em sua Unidade de Tratamento Intensivo Neonatal entre outubro de 2002 e novembro de 2006. Todos os neonatos tiveram uma contagem de microbolhas inferior a 25 microbolhas/mm? e receberam profilaxia seletiva com surfactante. Resultados: Trinta e seis pacientes (32%) receberam duas ou mais doses de surfactante. As principais condi??es associadas com o retratamento foram a s?ndrome do desconforto respirat?rio, a elevada necessidade de oxig?nio e o pneumot?rax. Trinta e seis por cento dos beb?s que receberam mais de uma dose de surfactante tinham uma contagem de microbolhas ≤10μb/mm?. A sensibilidade foi 93% (IC 95%: 77-99%) e o valor preditivo negativo foi 91% (IC 95%: 68-98%). Contudo, a especificidade do teste foi pouco expressiva. A baixa idade gestacional foi o fator de risco mais fortemente associado com a necessidade de segunda dose de surfactante. Conclus?es: A necessidade de mais de uma dose de surfactante ? muito pouco prov?vel com um resultado do teste de microbolhas est?veis acima de 10 microbolhas/mm? e idade gestacional acima de 27 semanas de gesta??o. Contudo, o baixo valor preditivo positivo sugere que o teste de microbolhas est?veis tenha pouca aplicabilidade cl?nica para predizer a necessidade de retratamento nesta baixa contagem.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:32:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 422804.pdf: 1388068 bytes, checksum: 46ed542c6211d43c59728550953b54e0 (MD5) Previous issue date: 2010-01-28 / Introdu??o: a s?ndrome da aspira??o de mec?nio (SAM) ? uma das doen?as respirat?rias mais importantes no per?odo neonatal. O tratamento com surfactante ex?geno apresenta uma resposta muito modesta. O mec?nio ? um potente inibidor da fun??o surfactante. Pol?meros n?o i?nicos adicionados ao surfactante neutralizam a inibi??o causada pelo mec?nio in vitro. Os resultados do uso de surfactante em modelos experimentais n?o apresentam respostas consistentes. Objetivo: avaliar o efeito de pol?meros n?o i?nicos na fun??o surfactante in vitro e em modelo experimental de s?ndrome de aspira??o de mec?nio. M?todo: a medidas da adsor??o e da tens?o superficial m?nima de solu??es de surfactante contendo dextran e polietilenoglicol (PEG) foram avaliados pelo surfact?metro da bolha cativa. O experimento in vivo, foi realizado com 16 porcos rec?m-nascidos nos quais a aspira??o de mec?nio foi provocada pela instila??o de 5 ml/kg de mec?nio a 20%. Os animais foram divididos em tr?s grupos: l. controle (n=5); ll. surfactante 100mg/kg (n=5); lll. surfactante-polietilenoglicol 7,5% (n=6). O per?odo de observa??o foi de 6 horas. A resposta aos diversos tratamentos foi avaliada por gasometrias arteriais seriadas. Resultados: a adi??o de dextran e PEG melhorou o desempenho do surfactante avaliado pelo surfact?metro da bolha cativa. Os valores da PaO2 (m?dia ? desvio padr?o) aos 30 minutos ap?s o tratamento da SAM foram: Grupo l= 66,8 ? 21,12 mmHg; Grupo ll= 68,12 ? 19,41 mmHg; e no Grupo lll= 61,33 ? 16,18 mmHg (P= 0,817 ). Com 3 horas ap?s tratamento os valores foram: Grupo l= 90,60 ? 68,12 mmHg; Grupo ll= 72,18 ? 34,83 mmHg; Grupo lll= 69,00 ? 24,46 (P= 0,711 ). Com 6 horas ap?s tratamento, os valores foram: Grupo l= 76,60 ? 48,04 mmHg; Grupo ll= 99,00 ? 94,17 mmHg; Grupo lll= 60,83 ? 19,18 mmHg (P= 0,586). ANOVA multivariada xvi modificada para medidas repetidas n?o demonstrou diferen?a significativa entre os tr?s grupos (P= 0,560). Conclus?o: adi??o de PEG ao surfactante n?o modificou o quadro de insufici?ncia respirat?ria hipox?mica grave causada pela SAM, apesar de melhorar o desempenho do surfactante in vitro.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:32:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 438704.pdf: 1089872 bytes, checksum: 26e9b82adb7d51a185543e38c2cdc8d2 (MD5) Previous issue date: 2011-12-20 / BACKGROUND: Due to meconium's obstructive effect on the airways and its inhibitory action over the surfactant system, treatment with bronchoalveolar lavage and surfactant replacement are currently under evaluation. OBJECTIVE: To evaluate, in an experimental model, the effect on the arterial blood gases and pulmonary mechanics of the treatment of meconium aspiration syndrome with exogenous surfactant, preceded or not of bronchoalveolar lavage with diluted surfactant in low volumes. DESIGN/METHODS: 21 newborn piglets were mechanically ventilated with predetermined settings. Meconium aspiration syndrome was induced by instillation of 5 ml/kg of meconium 20% diluted in isotonic saline, and afterwards the piglets were randomly allocated to: group I (n=7) - control; group II (n=7) - surfactant (Curosurf?) 200mg/kg; group III (n=7) - bronchoalveolar lavage with diluted surfactant 5mg/ml (15 ml/kg in 2ml aliquots), followed by a supplementary dose of surfactant 125mg/kg. Arterial blood gases, compliance, resistance, and tidal volume were measured five times at specific intervals during the six hours of the study. RESULTS: After instillation of meconium, before treatment, the PaO2 fell to a mean of 50mmHg and the PaCO2 increased to 76mmHg (no statistically difference among groups). Mean PaO2 (mmHg) in groups I, II and III were 72, 106 and 172 (p=0,01); 70, 95 and 198 (p<0.01); 79, 110 and 217 (p=0.01) at 30 minutes, 3 and 6 hours after treatment, respectively. Mean PaCO2 (mmHg) in Groups I, II and III were 81, 65 and 35 (p=0.01); 82, 59 and 37 (p=0.01); 82, 75 and 32 (p<0.01) at 30', 3 and 6 hours after treatment, respectively. Mean Compliance (ml/cmH2O) in Groups I, II, III were 0.76, 1.01 and 1.57 (p<0.05); 1.02, 0.69, e 1.79(p<0.05) at 30 minutes and 6 hours after treatment, respectively. Mean resistance (cmH2O/L/S) in Groups I, II, III were 422.57, 385.29 and 268.86 (p<0.05); 408.83, 564.86 e 248.43(p<0.05) at 30 minutes and 6 hours after treatment, respectively. CONCLUSIONS: Bronchoalveolar lavage with diluted surfactant, with low volumes and small aliquots, followed by a supplementary dose of surfactant, significantly improved arterial blood gases and pulmonary function measurements when compared to the administration of a single dose of surfactant in an experimental model of meconium aspiration syndrome. / INTRODU??O: devido ao efeito obstrutivo do mec?nio nas vias a?reas e a a??o inibit?ria sobre o sistema surfactante, o lavado broncoalveolar e a reposi??o de surfactante est?o sendo avaliados nos ?ltimos tempos para o tratamento da s?ndrome da aspira??o de mec?nio. OBJETIVO: Avaliar, em modelo experimental, o efeito sobre os gases sangu?neos arteriais e a mec?nica pulmonar do tratamento da s?ndrome de aspira??o de mec?nio grave com surfactante ex?geno, precedido ou n?o de lavado broncoalveolar com surfactante dilu?do em pequenos volumes. M?TODOS: 21 porcos rec?m-nascidos eram ventilados mecanicamente com par?metros respirat?rios predeterminados. Para induzir a s?ndrome de aspira??o de mec?nio foi instilado 5ml/kg de mec?nio dilu?do a 20% em solu??o salina isot?nica. Ap?s, os porcos foram randomizados em 3 grupos: grupo I (n=7) - controle; grupo II (n=7) - surfactante (Curosurf?) 200mg/kg; grupo III (n=7) - lavado broncoalveolar com surfactante dilu?do 5mg/ml (15ml/kg em al?quotas de 2ml) seguido de uma dose suplementar de surfactante 125mg/kg. Gases arteriais sangu?neos, complac?ncia, resist?ncia e volume corrente foram avaliados durante as 6 horas do estudo em 5 momentos espec?ficos. RESULTADOS: ap?s a instila??o de mec?nio, antes do tratamento, a PaO2 caiu para uma m?dia em torno de 50mmHg e a PaCO2 aumentou para uma m?dia em torno de 76mmHg, n?o havendo diferen?a significativa entre os grupos. Ap?s o tratamento a m?dia da PaO2(mmHg) nos grupos I, II e III aos 30 minutos, 3 e 6 horas foi de 72, 106 e 172 (p=0,01) - 70, 95 e 198 (p<0,01) e 79, 110 e 217 (p=0,01), respectivamente. A m?dia da PaCO2 (mmHg) nos grupos I, II e III foi 81, 65 e 35 (p=0,01) - 82, 59 e 37 (p=0,01) e 83, 75 e 33 (p<0,01), respectivamente. Ap?s o tratamento a m?dia da complac?ncia (ml/cmH2O) aos 30 minutos e 6 horas nos grupos I, II, III foi de 0,76, 1,01 e 1,57(p<0,05) e de 1,02, 0,69 e 1,79 (p<0,05), respectivamente. A m?dia da resist?ncia (cmH2O/L/S) nos grupos I, II e III foi de 422,57, 385,29 e 268,86(p<0,05) e de 408,83, 564,86 e 248,43 (p<0,05) aos 30 minutos e 6 horas, respectivamente. CONCLUS?O: o lavado broncoalveolar com surfactante dilu?do, com baixos volumes e pequenas al?quotas, seguido por uma dose suplementar de surfactante, melhorou significativamente os gases sangu?neos arteriais e a mec?nica pulmonar quando comparado com uma dose de surfactante sem lavado broncoalveolar e com um grupo controle, em um modelo experimental de s?ndrome de aspira??o de mec?nio.

Micelas são agregados coloidais formados por moléculas anfifílicas i.e., moléculas com uma região hidrofóbica e uma porção hidrofílica (surfactantes). Efeitos específicos de íons (EEIs) são observados em micelas iônicas, uma vez que as propriedades físico-químicas de agregado micelares, como tamanho e geometria, dependem da natureza do contra-íon. Diferentes ânions inorgânicos produzem alterações modestas nas propriedades de agregados micelares catiônicos, mas ânions orgânicos podem induzir efeitos mais pronunciados, como transições de forma do agregado ou separações de fase. Em sistemas micelares, os EEIs podem estar relacionados a: (a) diferenças na localização dos ânions nas micelas; (b) diferenças na hidratação micellar e de íons; e (c) possível formação de pares iônicos entre surfactantes e contra-íons na interface micelar. Diversos modelos foram desenvolvidos para descrever a formação e estabilidade de agregados micelares, considerando diferentes termos energéticos que possivelmente contribuem para a formação/estabilidade de micelas. Contudo, os termos descritos acima (a - c) geralmente não são incluídos nos modelos micelares. Assim, não deve ser possível predizer as propriedades de micelas catiônicas, usando os modelos atuais, caso o contra-íon seja pequeno, desidratado e capaz de formar pares iônicos, como o ânion trifluorometilsulfonato (triflato, Tf). Tendo isso em vista, determinamos as propriedades micelares de triflato de dodeciltrimetilamônio (DTATf) e comparamos com micelas análogas formadas por brometo, cloreto e metanosulfonato, visando identificar diferenças estruturais das micelas e suas origens. Para determinação de propriedades micelares, utilizamos uma série de técnicas experimentais: fluorescência resolvida no tempo, espalhamento de raio-X de baixo ângulo, condutometria, cinética química, ressonâncias paramagnética eletrônica e magnética nuclear e espectroscopia de relaxação dielétrica, entre outras. Observamos que o agregado de DTATf possui uma estrutura discoidal altamente empacotada, ordenada e desidratada e estas propriedades foram reproduzidos em simulações de dinâmica molecular. A análise do conjunto de resultados obtidos para DTATf demonstrou que a formação de pares iônicos na interface micelar induz severas alterações nas propriedades micelares, como a desidratação dos agregados. Os dados obtidos com DTATf demonstram claramente que, para um modelo teórico de sistemas micelares ser capaz de predizer propriedades micelares de diferentes agregados, a possibilidade de formação de pares iônicos na interface micelar e as interações específicas entre contra-íons e surfactantes devem ser modeladas. Adicionalmente, devido aos resultados aqui reportados e analisando outros sistemas interfaciais, propomos um papel mais fundamental para a água (interfacial ou de hidratação) nas propriedades micelares / Micelles are colloidal aggregates formed by amphiphilic monomers i.e., molecules with a hydrophobic and a hydrophilic moiety (surfactants). Specific ion effects (SIEs) are observed in cationic micelles, because the physicochemical properties of the micellar aggregates, such as size and shape, depend on the nature of the counterion. Different inorganic counterions lead to small changes in micellar properties of cationic aggregates, but organic counterions can induce more pronounced effects, such as shape transitions of the aggregates or phase separation. In micellar systems, the SIEs can be related with: (a) differences in the location of anions in micelles; (b) differences in the hydration of micelles and ions; and (c) possible ion-pair formation between surfactants and counterions at the micellar interface. Several models have been developed to describe the formation and stability of micellar aggregates, considering different energy terms that possibly contribute to the formation/stability of micelles. However, the terms described above (a - c) are generally not included in micellar models. Thus, it should not be possible to predict the properties of cationic micelles, using the current models, if the counterion is small, dehydrated and capable of forming ion-pairs, such as the trifluoromethylsulfonate anion (triflate, Tf). In this context, we have determined the micellar properties of dodecyltrimethylammonium triflate (DTATf) micelles and we have compared the results with similar micelles formed by bromide, chloride and methanesulfonate, aiming to identify their structural differences and its origins. To determine the micellar properties, we have used several techniques: time resolved fluorescence, small angle X-ray scattering, conductometry, kinetic assays, electron paramagnetic and nuclear magnetic resonances and dielectric relaxation spectroscopy, among others. We have observed that the DTATf aggregate presents a highly packed, ordered and dehydrated disk-like geometry and these properties were reproduced in molecular dynamics simulations. The analysis of the DTATf properties showed that the formation of ion-pairs at the micellar interface induces severe changes in micellar properties, such as micellar dehydration. The DTATf properties clearly demonstrate that for a theoretical model of micellar system to be accurate and general, the possibility of ion-pair formation at the micellar interface and the counterions-surfactant specific interactions must be modeled. Additionally, due to the results reported herein and by analyzing other systems, we suggest a more fundamental role of water (interfacial or hydrating water) in the micellar properties.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-06-02Bitstream added on 2014-06-13T20:01:02Z : No. of bitstreams: 1 oliveira_sr_dr_sjrp.pdf: 614291 bytes, checksum: 3c798111e01c06aaf0b868644e6a117e (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Foram construídos diferentes diagramas de fases dos sistemas ácido algínico (AcA)/brometo de dodeciltrimetilamônio (DTAB)/solução aquosa e ácido algínico (AcA)/brometo de didodecildimetilamônio (DDAB)/solução aquosa, contendo ou não NaBr. DTAB e DDAB são surfactantes catiônicos homólogos com uma e duas cadeias hidrocarbônicas, respectivamente. Foram obtidas duas fases homogêneas (f1 e f3), e uma fase heterogênea intermediária de agregados e cristais hidratados. Estudos reológicos, de espalhamento de luz, de eletroforese em gel e de tensão superficial foram realizados de amostras nas regiões homogêneas a baixa (f1) e elevada (f3) concentração de DTAB e um modelo do mecanismo de complexação de AcA-DTAB foi proposto. As amostras na fase f1 apresentaram comportamento de fluido não newtoniano, embora em elevadas concentrações de NaBr, tenderam a voltar ao comportamento newtoniano. Na ausência de NaBr, AcA e DTAB não formaram solução homogênea, mas na presença do sal, DTAB inicialmente (em f1) se ligou ao polímero na forma de monômeros, formando complexos aniônicos com AcA, até completa neutralização do polímero, quando então ocorreu precipitação. Na região de precipitação (f2) se formaram micelas de DTAB, que seqüestraram monômeros de DTAB dos complexos precipitados até a completa resuspensão do polieletrólito na fase f3, que, através de forte interação eletrostática, formou complexos catiônicos de AcA-micelas de DTAB altamente compactos. O raio hidrodinâmico (RH) do polímero foi muito grande e a solução polidispersa, mas diminuiu acentuadamente com a adição de NaBr, até atingir um valor mínimo em torno de 450 nm. DTAB também teve um forte efeito na redução de RH, que alcançou esse mesmo valor mínimo. Os complexos de AcA com micelas de DTAB na fase f3 eram altamente compactos, com RH da ordem de 170 nm.... / Phase diagrams for the systems alginic acid (AcA)/dodecyltrimethylammonium bromide (DTAB)/aqueous solution and alginic acid (AcA) /didodecyldimethylammonium bromide (DDAB) /aqueous solution were constructed at 25oC in presence or absence of NaBr. DTAB e DDAB are single and double chain homologue cationic surfactants. Two single phase (f1 e f3) were found in addition to an intermediary heterogeneous phase of aggregates and hydrated crystals. Rheological investigation, dynamic light scattering, gel electrophoresis and tensiometry were performed for homogeneous samples at low (f1) and high (f3) DTAB concentrations and a model for the mechanism of formation of AcA-DTAB complex proposed. Samples from phase f1 have a non newtonian behavior, but at high NaBr concentrations samples in phase f1 tend to turn newtonian. In absence of NaBr, AcA and DTAB do not form homogeneous solution, but in presence of salt, DTAB initially (in f1) bind to the polymer backbone as monomer, to form anionic complexes with AcA until complete neutralization of the polyelectrolytes that ultimately precipitate. In the precipitation region (f2) the excess surfactant form DTAB micelles that steal DTAB monomers from the precipitate complexes until complete re-solubilization of the polyelectrolytes in phase f3, that form, through strong electrolyte interactions, highly compact cationic complexes with DTAB micelles. The hydrodynamic radius (RH) of AcA in solution is huge and polydisperse, but it decreases steeply with addition of NaBr to attain a plateau around RH = 450 nm after 50 mM NaBr. DTAB also affects strongly the RH of the AcA polyelectrolyte that attains the same minimum value. The complexes of AcA with DTAB micelles within phase f3 are highly compact with of about 170 nm...(Complete abstract, click electronic address below).