Made available in DSpace on 2014-10-09T12:34:15Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:06:44Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Os eletrocatalisadores PtRu/C-terras raras e PtSn/C-terras raras (20% em massa) foram preparados pelo método da redução por álcool utilizando H2PtCl6.6H2O RuCl3·xH2O, SnCl2.2H2O como fonte de metais, 85 % Vulcan - 15 % de terras raras como suporte e, por último, etileno glicol como agente redutor. Os eletrocatalisadores obtidos foram caracterizados fisicamente por difração de raios-X (DRX), energia dispersiva de raios X (EDX) e microscopia eletrônica de transmissão (MET). As análises por EDX mostraram que as razões atômicas dos diferentes eletrocatalisadores, preparados pelo método da redução por álcool, são similares às composições nominais de partida indicando que esta metodologia é promissora para a preparação destes eletrocatalisadores. Em todos os difratogramas para os eletrocatalisadores preparados observa-se um pico largo em aproximadamente 2θ = 25o, o qual é associado ao suporte de carbono e quatro outros picos de difração em aproximadamente 2θ = 40o, 47o, 67o e 82o, que por sua vez são associados aos planos (111), (200), (220) e (311), respectivamente, da estrutura cúbica de face centrada (CFC) de platina. Os resultados de difração de raios X também mostraram tamanhos médios de cristalitos entre 2,0 e 4,0 nm para PtSn e 2,0 a 3,0 para PtRu. Os estudos para a oxidação eletroquímica do etanol em meio ácido foram realizados utilizando a técnica de cronoamperometria em uma solução 0,5 mol.L-1 H2SO4, + 1,0 mol.L-1 de C2H5OH. As curvas de polarização obtidas na célula a combustível unitária, alimentada diretamente por etanol, estão de acordo com os resultados de voltametria e cronoamperometria constatando o efeito benéfico das terras raras na preparação dos eletrocatalisadores e atestando que os eletrocatalisadores de PtSn/C são mais efetivos que PtRu/C para a oxidação do etanol. / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2015-01-21T10:06:51Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2015-01-21T10:06:51Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O interesse em utilizar terras raras para investigar propriedades e funções de sistemas bioquímicos tanto quanto de determinar substâncias biológicas tem crescido em diferentes áreas, incluindo biomarcadores em imunologia (fluoroimunoensaios). Atualmente, o uso de terras raras no diagnóstico de diversas doenças tem se tornado muito importante com o desenvolvimento de kits de diagnóstico. Como característica principal, as terras raras podem apresentar longo tempo de vida, fotoestabilidade e bandas de emissão finas e bem definidas na região do visível, demonstrando vantagens únicas quando comparadas a outras espécies luminescentes. O presente trabalho teve como objetivo sintetizar molibdatos de terras raras pelo método de coprecipitação, assim como caracterizá-los através de técnicas como: difração de raios X, espectroscopia do infravermelho, análise termogravimétrica, microscopia eletrônica de varredura, microscopia eletrônica de transmissão e estudos de luminescência. Nesse trabalho foram desenvolvidos três diferentes estudos de síntese: a influência da variação da velocidade do dispersor no momento da precipitação; a influência do tratamento térmico na estrutura, morfologia e propriedades luminescentes; e a influência da concentração do íon dopante nas propriedades estruturais e espectroscópicas. Outro passo importante desse trabalho foi o de aminofuncionalizar as nanopartículas utilizando um organosilano (APTES) para recobrir e estabelecer pontos para que essas partículas pudessem se ligar a espécies biológicas. Foi comprovado pelos resultados das caracterizações que esse processo foi eficiente e a incorporação da sílica foi bem sucedida. O Antígeno Específico da Próstata (PSA) foi então ligado às nanopartículas funcionalizadas para possibilitar o diagnóstico de câncer de próstata através de fluoroimunoensaios e dessa forma, níveis de detecção foram estabelecidos. / Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2016-11-11T09:51:24Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2016-11-11T09:51:24Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / PtBi/C e PdBi/C foram preparados em diferentes razões atômicas (100:0, 90:10, 80:20, 70:30, 60:40 e 50:50) pelo método de redução via borohidreto de sódio (com adição total da solução de borohidreto em uma única etapa) utilizando H2PtCl6.6H2O, Pd(NO3)2, (BiNO3)3.5H2O como fonte de metais, Vulcan® (XC72-Cabot) como suporte de carbono e com uma carga metálica correspondente a 20% em massa. Os eletrocatalisadores obtidos foram caracterizados por difração de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de transmissão (MET) e voltametria cíclica (VC). A atividade dos diferentes materiais preparados para a oxidação eletroquímica do ácido fórmico foi realizada em eletrólito ácido e alcalino utilizando-se as técnicas de voltametria cíclica, e cronoamperometria. Para estes estudos foi utilizado a técnica do eletrodo de camada fina porosa. A caracterização eletroquímica permitiu comparar o desempenho eletroquímico da platina e paládio, além de avaliar o benefício da presença do bismuto nas razões atômicas propostas. Os difratogramas de raio-X (DRX) confirmaram para todos os compostos de PtBi/C e PdBi/C a formação da estrutura cúbica de face centrada (cfc) característicos da rede cristalina da platina e do Paládio respectivamente. Outros picos encontrados foram associados a presença de fases de óxido de bismuto em ambos os compostos, PtBi/C e PdBi/C. A microscopia eletrônica de transmissão (MET) indicou que a presença de maiores teores de bismuto não acarretaram em aumento do tamanho médio da partícula. Os resultados eletroquímicos em meio alcalino indicaram que ainda é necessário uma otimização da concentração de ácido fórmico para que possamos observar melhores resultados quanto à adição de bismuto na platina ou paládio, no entanto os estudos em meio ácido mostraram o efeito benéfico da adição de bismuto tanto para platina quanto para o paládio. / Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Orientador: Daniel Mario Ugarte / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-08T07:13:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LagosParedes_MaureenJoel_M.pdf: 3881181 bytes, checksum: 517e8507ccdf35f0fa7a7f9fcb4b3b84 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O estudo de fios metálicos de tamanho atômico (NF's) tem atraído grande interesse devido aos novos efeitos químicos e físicos neles observados. Entre esses novos fenômenos podemos destacar a quantização da condutância, efeito que deve ser fundamental no desenho dos novos nanodispositivos eletrônicos. NF's são usualmente gerados através de um procedimento simples de deformação mecânica: duas superfícies metálicas são colocadas em contato e depois afastadas. Nos últimos estágios do estiramento antes da ruptura, um fio de alguns átomos de diâmetro é gerado enquanto a condutância é medida. Os NF's têm sido estudados por diferentes grupos e, em diversas condições de temperatura (4 - 300 K) e pressão (de ambiente a UHV). Os resultados apresentam importantes variações e, têm gerado interpretações muito controversas. Devemos enfatizar que muitas interpretações têm sido feitas sem considerar que a deformação estrutural dos NF's deve depender fortemente da temperatura. Nesta tese estudamos as propriedades estruturais e eletrônicas NF's e, em particular analisamos a influência de efeitos térmicos no arranjo atômico, e sua manifestação na condutância. A estrutura dos NF's foi estudada por microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução resolvidas no tempo. A condutância foi medida utilizando um sistema de quebra controlada de junções operado em ultra-alto-vácuo. Os experimentos foram realizados a ~150 e 300 K. Nossos resultados mostraram que, à temperatura ambiente os NF's são sempre cristalinos e livre de defeitos nas regiões mais finas; e deformam unicamente ao longo dos eixos cristalográficos [111], [100] e [110]. A baixa temperatura duas importantes diferenças foram observadas: (i) NF's de ouro apresentam defeitos, principalmente falhas de empilhamento e maclas. (ii) NF's alongados na direção [110] evoluem em cadeias atômicas, de comportamento mecânico muito diferente da temperatura ambiente, onde quebram abruptamente. Segundo as imagens de microscopia eletrônica, discordâncias parciais (Shockley) geram falhas de empilhamento; e cadeias de átomos suspensos são observados a ~150 e 300 K. Histogramas globais de condutância adquiridos a baixa temperatura revelaram: (i) aumento da intensidade do pico ~1 Go; (ii) leve diminuição da condutância devido ao aumento de defeitos; e (iii) a existência de uma sub-estrutura no pico ~2 Go, indicando a formação de dois arranjos atômicos estáveis. Resumidamente, nossos resultados mostram que a formação de defeitos é um evento freqüente a ~150 K. Provavelmente, mais defeitos na estrutura devem acontecer para temperaturas menores (4 - 10 K). Portanto, uma importante mudança na evolução da condutância durante a elongação de NF's deve ser esperado a baixa temperatura. Assim, a comparação direta de medidas de transporte de NF's realizadas a diferentes temperaturas pode levar a sérias discrepâncias. Esperamos ter contribuído a melhorar a compreensão e interpretação de experimentos de transporte realizados em diferentes condições, de modo tal, a gerar um modelo único e coerente que explique as propriedades físicas de NF's metálicos / Abstract: The study of atomic-size metal nanowires (NW's) is attracting a great interest due to occurrence a novel physical and chemical phenomena. Among these new phenomena, we can mention conductance quantization that will certainly influence the design of nanodevices. NW's are usually generated by means of a simple procedure: two metallic surfaces are put into contact and, then retracted. Just before rupture atomic-size NW's are formed, and the conductance is measured during the wire elongation. The interpretation of the results is troublesome, because conductance is measured during the modification of the atomic structure. This kind of experimental study has been performed by many research groups and, a quite wide range of temperatures (4 - 300 K) and vacuum condition have been used (from ambient to UHV). In fact, the results display significant variation, what has generated several controversial interpretations. It must be emphasized that many models have been derived without taking into account that the NW structural deformation should be significantly dependent on temperature. In this Thesis research work, we have studied the structural and electronic properties of gold NW's, in particular addressing how thermal effects influence the atomistic aspects of the NW deformation and how this influences the quantum conductance behavior. The structure of NW's has been studied by means of time-resolved high resolution transmission electron microscopy; the NWs transport measurements were based on a mechanically controlled break junction operated in ultra-high-vacuum. The experiments were performed at ~150 and 300 K. Our results have shown that at room temperature the atomic-size NW's. are always crystalline and free of defects, and the atomic structure is spontaneously deformed such that one of the [111]/[100]/[110] crystallographic axis becomes approximately parallel to the stretching direction. Low temperature observations revealed two important differences: i) Au NWs show extended defects, mainly stacking faults and, twinning; ii) NWs elongated along the [110] axis evolve to suspended atomic chains, while at room temperature they break abruptly. Partial Schockley dislocations generate the staking faults; suspended atoms chains are both observed at ~150 and 300 K. The global histograms of conductance at ~150 K showed that: i) a increase of the 1 Go peak intensity; ii) slight reduction of the NWs conductance due to scattering at defects and; iii) the peak at ~2 Go shows a sub structure, what is due to the occurrence of two different atomic arrangements with similar conductance. Briefly, our results revealed that the formation of defects is very frequent in NWs generated at ~150 K; the occurrence of more defects should be expected when NWs are studied at cryogenic temperatures. Then, a significant modification of the NW conductance behavior should be expected at low temperature. In these terms, the direct comparison of conductance measurements realized at different temperature regimes can lead to serious discrepancies. We hope that this work contribute to improve the interpretation and understanding of NW transport studies in order to develop a coherent and complete model that explain the physical properties of atomic-size metal NWs / Mestrado / Física da Matéria Condensada / Mestre em Física

Orientador: Daniel Mario Ugarte / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-08T07:13:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LagosParedes_MaureenJoel_M.pdf: 10524108 bytes, checksum: 4c8c3fb76ef4ed87845ad6eb88cf42e9 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O estudo de fios metálicos de tamanho atômico (NF's) tem atraído grande interesse devido aos novos efeitos químicos e físicos neles observados. Entre esses novos fenômenos podemos destacar a quantização da condutância, efeito que deve ser fundamental no desenho dos novos nanodispositivos eletrônicos. NF's são usualmente gerados através de um procedimento simples de deformação mecânica: duas superfícies metálicas são colocadas em contato e depois afastadas. Nos últimos estágios do estiramento antes da ruptura, um fio de alguns átomos de diâmetro é gerado enquanto a condutância é medida. Os NF's têm sido estudados por diferentes grupos e, em diversas condições de temperatura (4 - 300 K) e pressão (de ambiente a UHV). Os resultados apresentam importantes variações e, têm gerado interpretações muito controversas. Devemos enfatizar que muitas interpretações têm sido feitas sem considerar que a deformação estrutural dos NF's deve depender fortemente da temperatura. Nesta tese estudamos as propriedades estruturais e eletrônicas NF's e, em particular analisamos a influência de efeitos térmicos no arranjo atômico, e sua manifestação na condutância. A estrutura dos NF's foi estudada por microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução resolvidas no tempo. A condutância foi medida utilizando um sistema de quebra controlada de junções operado em ultra-alto-vácuo. Os experimentos foram realizados a ~150 e 300 K. Nossos resultados mostraram que, à temperatura ambiente os NF's são sempre cristalinos e livre de defeitos nas regiões mais finas; e deformam unicamente ao longo dos eixos cristalográficos [111], [100] e [110]. A baixa temperatura duas importantes diferenças foram observadas: (i) NF's de ouro apresentam defeitos, principalmente falhas de empilhamento e maclas. (ii) NF's alongados na direção [110] evoluem em cadeias atômicas, de comportamento mecânico muito diferente da temperatura ambiente, onde quebram abruptamente. Segundo as imagens de microscopia eletrônica, discordâncias parciais (Shockley) geram falhas de empilhamento; e cadeias de átomos suspensos são observados a ~150 e 300 K. Histogramas globais de condutância adquiridos a baixa temperatura revelaram: (i) aumento da intensidade do pico ~1 Go; (ii) leve diminuição da condutância devido ao aumento de defeitos; e (iii) a existência de uma sub-estrutura no pico ~2 Go, indicando a formação de dois arranjos atômicos estáveis. Resumidamente, nossos resultados mostram que a formação de defeitos é um evento freqüente a ~150 K. Provavelmente, mais defeitos na estrutura devem acontecer para temperaturas menores (4 - 10 K). Portanto, uma importante mudança na evolução da condutância durante a elongação de NF's deve ser esperado a baixa temperatura. Assim, a comparação direta de medidas de transporte de NF's realizadas a diferentes temperaturas pode levar a sérias discrepâncias. Esperamos ter contribuído a melhorar a compreensão e interpretação de experimentos de transporte realizados em diferentes condições, de modo tal, a gerar um modelo único e coerente que explique as propriedades físicas de NF's metálicos / Abstract: The study of atomic-size metal nanowires (NW's) is attracting a great interest due to occurrence a novel physical and chemical phenomena. Among these new phenomena, we can mention conductance quantization that will certainly influence the design of nanodevices. NW's are usually generated by means of a simple procedure: two metallic surfaces are put into contact and, then retracted. Just before rupture atomic-size NW's are formed, and the conductance is measured during the wire elongation. The interpretation of the results is troublesome, because conductance is measured during the modification of the atomic structure. This kind of experimental study has been performed by many research groups and, a quite wide range of temperatures (4 - 300 K) and vacuum condition have been used (from ambient to UHV). In fact, the results display significant variation, what has generated several controversial interpretations. It must be emphasized that many models have been derived without taking into account that the NW structural deformation should be significantly dependent on temperature. In this Thesis research work, we have studied the structural and electronic properties of gold NW's, in particular addressing how thermal effects influence the atomistic aspects of the NW deformation and how this influences the quantum conductance behavior. The structure of NW's has been studied by means of time-resolved high resolution transmission electron microscopy; the NWs transport measurements were based on a mechanically controlled break junction operated in ultra-high-vacuum. The experiments were performed at ~150 and 300 K. Our results have shown that at room temperature the atomic-size NW's. are always crystalline and free of defects, and the atomic structure is spontaneously deformed such that one of the [111]/[100]/[110] crystallographic axis becomes approximately parallel to the stretching direction. Low temperature observations revealed two important differences: i) Au NWs show extended defects, mainly stacking faults and, twinning; ii) NWs elongated along the [110] axis evolve to suspended atomic chains, while at room temperature they break abruptly. Partial Schockley dislocations generate the staking faults; suspended atoms chains are both observed at ~150 and 300 K. The global histograms of conductance at ~150 K showed that: i) a increase of the 1 Go peak intensity; ii) slight reduction of the NWs conductance due to scattering at defects and; iii) the peak at ~2 Go shows a sub structure, what is due to the occurrence of two different atomic arrangements with similar conductance. Briefly, our results revealed that the formation of defects is very frequent in NWs generated at ~150 K; the occurrence of more defects should be expected when NWs are studied at cryogenic temperatures. Then, a significant modification of the NW conductance behavior should be expected at low temperature. In these terms, the direct comparison of conductance measurements realized at different temperature regimes can lead to serious discrepancies. We hope that this work contribute to improve the interpretation and understanding of NW transport studies in order to develop a coherent and complete model that explain the physical properties of atomic-size metal NWs / Mestrado / Física da Matéria Condensada / Mestre em Física

Orientador: Daniel Mario Ugarte / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-10T20:45:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tizei_LuizHenriqueGalvao_M.pdf: 14343917 bytes, checksum: 2e436bc0147e26276c682a3c9af78ce9 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: A completa caracterização de novos fenômenos físicos e químicos em sistemas com dimensões nanométricas requer conhecimento detalhado: a) do arranjo atômico; b) de como os diferentes elementos químicos dos materiais se redistribuem nas interfaces/superfícies (rugosidade, interdifusão, etc.); e finalmente c) como os dois primeiros fatores modificam as propriedades eletrônicas do sistema. Neste contexto, o desenvolvimento de novas ferramentas com capacidades específicas e bem adaptadas à análise de nanossistemas é imprescindível; assim técnicas de caracterização e visualização com resolução espacial nanométrica devem ser consideradas uma simples necessidade rotineira. No trabalho de mestrado que apresentamos buscamos implementar técnicas que permitam caracterizar sistemas com resolução espacial atômica. Neste sentido, implementamos um método de análise quantitativa de imagens de microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução, que permite uma medida objetiva de variações da composição química. Esta medida é feita com base nas variações da distribuição de intensidades em uma imagem e fornece um mapa da composição química na imagem. Este procedimento de interpretação quantitativa foi aplicado ao estudo da morfologia de interfaces de poços quânticos de InGaP/GaAs crescidos por CBE (Chemical Beam Epitaxy). Estimamos que o limite de detecção de variações de composição química para este sistema seja 15%. Nesta análise, medimos parâmetros estruturais microscópicos que permitem a comparação da morfologia de diferentes poços. Com isso, concluímos que a interface InGaP/GaAs é mais rugosa que a GaAs/InGaP. Além disso, através da caracterização de poços quânticos com diferentes camadas interfaciais, concluímos que a adição de GaP na interface InGaP/GaAs reduz a rugosidade. Os resultados de rugosidade foram comparados com medidas de fotoluminescência a 6K buscando estabelecer uma correlação direta entre a qualidade da interface e a largura de linha de emissão do poço quântico. Esta correlação não foi estabelecida. Mostramos que modelos estruturais simples são ineficazes e que modelos mais elaborados são necessários para interpretação da largura de linha de emissão de um poço quântico / Abstract: The complete characterization of new physical and chemical phenomena in systems of nanometric scale requires the detailed knowledge of: a) atomic structure; b) how chemical composition distribution is redefined by interfaces and surfaces (rougheness, interdiffusion, etc.); and c) how are the electronic properties of the system influenced by those two factors. In this sense, the development of new tools with specific capabilities and well adapted to the analysis of nanosystems is essential. Therefore, characterization and imaging techniques with nanometric spatial resolution must be considered routine necessities. In this graduate work we present, we sought to implement techniques which allow the characterization of small systems with atomic spatial resolution. In this sense, we implemented a method for the qualitative analysis of high resolutions transmission electron microscopy images, which makes possible the objective measurement of chemical composition changes. This measurement is based on changes of the distribution of intensities of an image and results in a map of the chemical composition of the image. This procedure for the quantitative interpretation was used in the study of the morphology of the interfaces of InGaP/GaAs quantum wells (QW) grown by Chemical Beam Epitaxy (CBE). We estimate that our detection limit for chemical variations in this system is 15 %. In this analysis, we measured microscopic structural parameters which allow the comparison of the morphology of different QW. With this data, we concluded that the InGaP/GaAs interface is rougher that the GaAs/InGaP one. Moreover, through the characterization of QWs with different interfacial layers we concluded that the addition of a thin GaP layer reduces roughness. Morphologial results were compared with 6 K photoluminescence experiments, seeking to establish a direct correlation between interface quality and quantum well emission line width. This correlation was not established. We showed that simple structural models are inefficient and that more elaborated models are need for the quantitative interpretation of quantum wells¿ emission line width / Mestrado / Física da Matéria Condensada / Mestre em Física

A linhagem de ratos espontaneamente hipertensos (SHR) tem sido utilizada para como modelo animal para hipertensão humana, uma vez que estes animais desenvolvem pressóricos aumentados, hipertrofia ventricular esquerda, aumento de colágeno intersticial e disfunção diastólica. Embora o excesso de colágeno fibrilar tenha sido bem estudado neste modelo e esteja envolvido na insuficiência cardíaca observada, não há estudos quantitativos acurados (baseados na estereologia) para avaliar precisamente o volume tecidual ocupado pelo colágeno fibrilar e o remodelamento das fibrilas de colágeno segundo seu diâmetro uma vez que variações no diâmetro das fibrilas têm grande impacto funcional Mais ainda, nunca foi estudado neste modelo o remodelamento das fibras do sistema elástico (oxitalânicas, elaunínicas e elásticas propriamente ditas), que juntamente com o componente colagênico são responsáveis pelas características biomecânicas do tecido. Assim sendo, os corações de ratos Wistar (WIS), Wistar Kyoto (WKY) e SHR foram submetidos a análise hemodinâmicas e foram processados para microscopia de luz e eletrônica, segundo amostragem estereológica. Cortes corados com HE foram utilizados para avaliação do diâmetro dos cardiomiócitos e do volume absoluto do coração e do ventrículo esquerdo; cortes corados com Picrossirius-hematoxilina foram utilizados para a avaliação da fração de volume ocupada por colágeno no ventrículo esquerdo e volume absoluto de colágeno; cortes ultra-finos foram utilizados para avaliação do diâmetro das fibrilas de colágeno cortadas transversalmente e para avaliação da distribuição das fibras oxitalânicas, elaunínicas e elásticas. Os resultados mostram que a hipertrofia ventricular dos animais SHR deveu-se à hipertrofia dos cardiomiócitos associada à maior quantidade de colágeno fibrilar (3,8 x maior no SHR que no WIS). A análise ultraestrutural mostrou que as fibrilas de colágeno no endomísio variam, em nanômetros, de 31 a 53 nos animais WIS, de 36 a 67 nos WKY e de 31 a 85 nos SHR, com medianas respectivamente de 39,58, 48,38 e 54,39, sendo que do ponto de vista estatístico a distribuição dos diâmetros das fibrilas colágenas dos animais SRH é diferente das outras duas linhagens.A análise uttra-estrutural das fibras do sistema elástico mostrou que as fibras oxitalânicas, elaunínicas e elásticas apresentam uma distribuição diferencial nos diversos compartimentos da parede cardíaca dos animais, sendo que nas três linhagens há fibras elásticas propriamente ditas no endocárdio e epicárdio; no entanto, no perimísio as fibras elásticas e elaunínicas aparecem raramente nos ratos SRH e com maior freqüência nos WIS e WKY; no endomísio dos ratos SRH não foi possível observar a mesma riqueza de fibras elásticas e elaunínicas presentes nas outras linhagens, havendo assim um predomínio de fibras oxitalânicas no vi endomísio dos animais SHR. Os resultados mostram que, além das modificações quantitativas no conteúdo de colágeno no miocárdio do ventrículo esquerdo dos animais SHR, há também uma alteração qualitativa na população de fibrilas colagênicas que passa a ser constituída por fibrilas mais grossas. Mais ainda, os resultados mostram que, em relação às fibras do sistema elástico, a predominância de fibras oxitalânicas no endomísio dos animais SHR sugere que as forças de tensão maiores no coração destes animais modulem não somente o sistema colagênico mas também o sistema elástico no sentido de acumular fibras que suportam melhor as cargas, contribuindo para a perda da complacência da parede ventricular / The strain of spontaneously hypertensive rats (SHR) has been used as an animal model for human hypertension, since these animals develop increased blood pressure, left ventricular hypertrophy, increased interstitial collagen and diastolic dysfunction. Although excess fibrillar collagen has been well studied in this model and is involved in observed heart failure, there are no accurate quantitative studies (i.e., based on stereology) to precisely assess the volume of tissue occupied by fibrillar collagen neither the remodeling of collagen fibrils with respect to their diameters, and such studies are very important because variations in the diameter of the fibrils have a major functional impact. Moreover, the remodeling of elastic system fibers (oxytalan, elauninic and elastic proper), which together with the collagenous component are responsible for biomechanical features of the tissue, has never been studied in this model. Thus, the hearts of Wistar (WIS), Wistar Kyoto (WKY) and SHR rats went through hemodynamic analysis and were processed for light and electron microscopy, according to stereological sampling criteria. HE-stained sections were used to evaluate the diameter of the cardiomyocytes and the absolute volume of the heart while left ventricular sections stained by Picrosirius-hematoxylin were used to evaluate the volume fraction occupied by collagen in the left ventricle as well as its absolute volume of collagen; ultra-thin sections were used for evaluation of the diameter of transversally sectioned collagen fibrils and for evaluation of the distribution of oxytalan, elauninic and elastic proper fibers. The results show that the ventricular hypertrophy of SHR rats was due to cardiomyocyte hypertrophy associated with a higher amount of fibrillar collagen (3.8 times as high as in the WIS rats). The ultrastructural analysis showed that the collagen fibrils in the endomysium range in nanometers, from 31 to 53 in WIS animals, 36 to 67 in the WKY and 31 to 85 in SHR, with medians 39.58, 48.38 and 54.39, respectively. The distribution of diameters of collagen fibrils is statistically different in SRH animals when compared to the other two strains. The ultrastructural analysis of the fibers of the elastic system showed that oxytalan, elauninic and elastic fibers present a differential distribution across the various compartments of the heart wall of the animals. In the three strains there are elastic fibers proper in the endocardium and epicardium, while in the perimysium, the elastic fibers proper and the elauninic fibers rarely appear in SRH rats, being more frequent in WIS and WKY rats; the endomysium of SRH rats did not exhibit the same richness of elastic fibers proper and elauninic fibers present in other strains, occurring thus a predominance of oxytalan fibers in the endomysium of SHR rats. viii The results also show that, in addition to the quantitative changes in collagen content of left ventricular myocardium of SHR rats, there is a qualitative alteration in the population of collagen fibrils that is richer in thicker fibrils. Moreover, the results show that, with respect to the fibers of the elastic system, the predominance of the oxytalan fibers in the endomysium of SHR rats suggests that the higher tensile forces in the hearts of these animals modulate not only the collagenous system but also the elastic system, entailing accumulation of fibers suited to better support the loads, contributing to the loss of ventricular wall compliance

As lesões tendíneas são uma das mais comuns que ocorrem nos esportes, sua freqüência é de 10 a 55% de todas as lesões ocorridas. A cabeça medial do músculo gastrocnêmio (GCm) é constituído por duas regiões bem distintas: uma região profunda \"vermelha\" e uma região superficial \"branca\". Dada essa característica de distribuição dos tipos de fibras, torna-se possível determinar se, no mesmo músculo, a tenotomia afeta as fibras de maneira diferente, dependendo do tipo de fibra predominante em cada região. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da tenotomia e tenorrafia experimental na GCm. Foram usados 38 ratos Wistar machos pesando aproximadamente 300 g divididos em três grupos: Controle (C), Tenotomizado (T) e Tenorrafiado (R), avaliados aos 14 e 21 dias pós-cirurgia. Os animais foram mantidos sob as mesmas condições de alojamento, alimentação, temperatura umidade e luz. No grupo T, o tendão calcâneo do membro pélvico esquerdo foi dissecado e seccionado transversalmente no terço médio. No grupo R, este mesmo tendão foi imediatamente submetido à sutura de Kessler modificada após a tenotomia. Foram realizadas seções de 10 µm de espessura em criostato e, em seguida, estas secções foram submetidas às técnicas da hematoxilina e eosina, picro-sirius, NADH-tr e para análise em microscopia eletrônica de transmissão A significância estatística das diferenças inter-grupos foi determinada pela análise de variância, (ANOVA) e foi aceito p <0,05. Foram encontradas diferenças significativas entre os grupos C, T e R. Observou-se uma grande variação no tamanho e formato das fibras musculares e, ainda, uma desorientação e degeneração das miofibrilas e desorganização dos sarcômeros nos animais do grupo T. Ambos os grupos, T e R, apresentaram diminuição da área de secção transversa e comprimento da GCm. / Tendon injuries are one of the most commonly occurring in sports, its frequency is 10 to 55% of all injuries. The medial head of gastrocnemius muscle (GCm) consists of two clearly distinct regions: a deep region \"red\" and, a superficial region \"white\". Because of that characteristic distribution of fiber types, it becomes possible to determine if the same muscle tenotomy affects differently, depending on the predominant fiber type in each region. The aim of this study was to evaluate the effect of experimental tenotomy and tenorrhaphy on GCm. We used 38 male Wistar rats weighing approximately 300 g divided into three groups: control (C), tenotomized (T) and Tenorraphized (R). They were evaluated at 14 and 21 days after the surgery. Animals were kept under the same conditions of accommodation, feeding, temperature, humidity and light. In T group, calcaneal tendon of the left pelvic limb was dissected and sectioned in the middle third. In R group, the same tendon was immediately submmitted to the modified Kessler suture after tenotomy. Sections were performed in 10 µm thick in a cryostat and they were then stained according to hematoxylin and eosin, Picrosirius, NADH-tr methods and they were analyzed by transmission electron microscopy. The statistical significance of inter-group differences was determined by analysis of variance (ANOVA) and was accepted p<0.05. Significant differences were found between C, T and R groups. There was a wide variation in size and shape of muscle fibers and also a disorientation and degeneration of myofibrils and disorganization of sarcomeres in T group. Both T and R groups showed a decrease in cross-sectional area and length of the GCm.

Orientadores: Fernando José Von Zuben, Rodrigo Villares Portugal / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-25T22:36:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Righetto_RicardoDiogo_M.pdf: 5898819 bytes, checksum: c98b9e2b61390aa847a4a6040d3f550b (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Análise de Partículas Isoladas é uma técnica que permite o estudo da estrutura tridimensional de proteínas e outros complexos macromoleculares de interesse biológico. Seus dados primários consistem em imagens de microscopia eletrônica de transmissão de múltiplas cópias da molécula em orientações aleatórias. Tais imagens são bastante ruidosas devido à baixa dose de elétrons utilizada. Reconstruções 3D podem ser obtidas combinando-se muitas imagens de partículas em orientações similares e estimando seus ângulos relativos. Entretanto, estados conformacionais heterogêneos frequentemente coexistem na amostra, porque os complexos moleculares podem ser flexíveis e também interagir com outras partículas. Heterogeneidade representa um desafio na reconstrução de modelos 3D confiáveis e degrada a resolução dos mesmos. Entre os algoritmos mais populares usados para classificação estrutural estão o agrupamento por k-médias, agrupamento hierárquico, mapas autoorganizáveis e estimadores de máxima verossimilhança. Tais abordagens estão geralmente entrelaçadas à reconstrução dos modelos 3D. No entanto, trabalhos recentes indicam ser possível inferir informações a respeito da estrutura das moléculas diretamente do conjunto de projeções 2D. Dentre estas descobertas, está a relação entre a variabilidade estrutural e manifolds em um espaço de atributos multidimensional. Esta dissertação investiga se um comitê de algoritmos de não-supervisionados é capaz de separar tais "manifolds conformacionais". Métodos de "consenso" tendem a fornecer classificação mais precisa e podem alcançar performance satisfatória em uma ampla gama de conjuntos de dados, se comparados a algoritmos individuais. Nós investigamos o comportamento de seis algoritmos de agrupamento, tanto individualmente quanto combinados em comitês, para a tarefa de classificação de heterogeneidade conformacional. A abordagem proposta foi testada em conjuntos sintéticos e reais contendo misturas de imagens de projeção da proteína Mm-cpn nos estados "aberto" e "fechado". Demonstra-se que comitês de agrupadores podem fornecer informações úteis na validação de particionamentos estruturais independetemente de algoritmos de reconstrução 3D / Abstract: Single Particle Analysis is a technique that allows the study of the three-dimensional structure of proteins and other macromolecular assemblies of biological interest. Its primary data consists of transmission electron microscopy images from multiple copies of the molecule in random orientations. Such images are very noisy due to the low electron dose employed. Reconstruction of the macromolecule can be obtained by averaging many images of particles in similar orientations and estimating their relative angles. However, heterogeneous conformational states often co-exist in the sample, because the molecular complexes can be flexible and may also interact with other particles. Heterogeneity poses a challenge to the reconstruction of reliable 3D models and degrades their resolution. Among the most popular algorithms used for structural classification are k-means clustering, hierarchical clustering, self-organizing maps and maximum-likelihood estimators. Such approaches are usually interlaced with the reconstructions of the 3D models. Nevertheless, recent works indicate that it is possible to infer information about the structure of the molecules directly from the dataset of 2D projections. Among these findings is the relationship between structural variability and manifolds in a multidimensional feature space. This dissertation investigates whether an ensemble of unsupervised classification algorithms is able to separate these "conformational manifolds". Ensemble or "consensus" methods tend to provide more accurate classification and may achieve satisfactory performance across a wide range of datasets, when compared with individual algorithms. We investigate the behavior of six clustering algorithms both individually and combined in ensembles for the task of structural heterogeneity classification. The approach was tested on synthetic and real datasets containing a mixture of images from the Mm-cpn chaperonin in the "open" and "closed" states. It is shown that cluster ensembles can provide useful information in validating the structural partitionings independently of 3D reconstruction methods / Mestrado / Engenharia de Computação / Mestre em Engenharia Elétrica

A junção miotendínea (JMT) é a principal área de transmissão de força e de lesões do sistema muscular esquelético, atuando no posicionamento e estabilização articular. O estudo morfológico das estruturas e ultraestruturas da JMT do músculo esternomastóideo (EM) demonstrará as características desde o nascimento, ao revelar os esboços iniciais do desenvolvimento, sua completa formação na fase adulta e possíveis alterações e comprometimentos morfofuncionais em decorrência do processo fisiológico do envelhecimento. O objetivo do presente estudo consiste em descrever as características estruturais e ultraestruturais da JMT do músculo EM de ratos Wistar recém-nascidos, adultos e idosos empregando os métodos de microscopia de luz, microscopia eletrônica de varredura e microscopia eletrônica de transmissão. Foram utilizados 45 ratos Wistar, em três grupos (n=15): Grupo Recém-nascido: animais com 5 dias de vida; Grupo Adulto: animais com 4 meses de idade; Grupo Idoso: animais com 24 meses de idade. Os animais, após anestesia, foram dissecados os músculos EM e as JMT destes foram processadas de acordo com os métodos empregados. As características morfológicas da JMT do Grupo Recém-nascido revelaram o seu esboço durante o desenvolvimento, através da interação das células musculares e elementos da matriz extracelular, destacando delgadas dobras no sarcolema e elevada atividade celular através de inúmeras tenoblastos e mitocôndrias ovais aglomeradas. No Grupo Adulto revelaram características clássicas da JMT em destaque às dobras do sarcolema formando longas projeções denominadas de evaginações e invaginações sarcoplasmáticas. No Grupo Idoso foram observadas alterações na JMT, com espessamento em ambos os níveis das invaginações sarcoplasmáticas e nas comunicações centrais com as junções laterais, além de espessamento de feixes de fibras colágenas e redução celular nesta área. Conclui-se que a JMT desde os estágios iniciais de desenvolvimento ao envelhecimento apresentam intenso processo de formação, remodelamento e alterações em decorrência do processo fisiológico do envelhecimento. / The myotendinous junction (MTJ) is the main area of power transmission and injuries of the musculoskeletal system, working on positioning and joint stabilization. The morphological study of the structures and ultrastructures of JMT muscle esternomastóideo (EM) demonstrated characteristics from birth, to reveal initial development, its complete training in adulthood and possible changes and compromises morphofunctional due to the physiological process of aging. The aim of this study is to describe the structural and ultrastructural features of JMT muscle EM Wistar rat newborns, adults and the elderly employing the methods of light microscopy, scanning electron microscopy and transmission electron microscopy. We used 45 Wistar rats into three groups (n = 15): Newborn Group: animals with 5 days of life; Adult Group: animals with 4 months of age; Group Aged: animals 24 months of age. The animals, after anesthesia, the muscles were dissected and the MTJ these were processed in accordance with the methods employed. The morphological characteristics of the JMT Group Newborn revealed his sketch during development, through the interaction of muscle cells and extracellular matrix elements, highlighting the slender folds sarcolemma and high cellular activity through numerous mitochondria oval crowded and tenoblastos. In Adult Group revealed classic features of JMT with highlight the folds of the sarcolemma forming long projections denominated evaginations and invaginations of the sarcoplasmic membrane. In Aged Group changes were observed in the MTJ with thickening at both levels of sarcoplasmic invaginations and in communications with the central lateral junctions, and thickening of collagen fibers and reduced cell in this area. We conclude that the JMT since the early stages of development to aging have intense training process, remodeling and changes due to the physiological process of aging.