Orientador: Leonardo Fernandes Fraceto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-19T01:41:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Grillo_Renato_M.pdf: 3217546 bytes, checksum: e0e0715313f026b21d8edb4e55fd94cf (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Muitas das novas tecnologias desenvolvidas atualmente envolvem a nanobiotecnologia, dentre elas, os sistemas carreadores nanoestruturados poliméricos. Os sistemas nanoestruturados poliméricos (SNP) agem como compartimentos transportadores de substâncias bioativas e apresentam tamanho inferior a 1 ?m. Estes sistemas têm a capacidade de alterar as propriedades físico-químicas dos compostos a eles incorporados, levando a algumas vantagens. Para herbicidas estes sistemas podem ser responsáveis pela redução na quantidade de substância química necessária para o controle de pragas, diminuição no risco de poluição ambiental, redução na quantidade de energia gasta, uma vez que se reduz o número de aplicações necessárias comparadas às formulações convencionais e aumento na segurança das pessoas responsáveis pela aplicação do produto no campo. Neste trabalho pretende-se introduzir esta nova abordagem tecnológica de sistemas de liberação modificada para herbicidas triazínicos, preparando e caracterizando dois tipos de nanocápsulas obtidas do polímero biodegradável poli(_-caprolactona) (PCL). Os herbicidas triazínicos escolhidos foram ametrina, atrazina e simazina devido a sua ampla utilização em plantações de cana-de-açúcar e milho no Brasil. Em uma primeira etapa deste projeto foram preparadas nanocápsulas pelo método deposição interfacial de polímero préformado e analisadas quanto sua eficiência de encapsulação, perfil de cinética de liberação, estabilidade físico-química e morfologia. A eficiência de encapsulação dos herbicidas nas nanocápsulas de PCL foi elevada, apresentando valores compreendidos entre 98% e 84% (m/m). O perfil de cinética de liberação do herbicida livre foi mais rápido, quando comparado com o herbicida associado às nanocápsulas. O mecanismo responsável pela liberação dos herbicidas neste sistema foi dado pelo processo de relaxamento das cadeias poliméricas. As suspensões coloidais de nanocápsulas apresentaram tamanho médio entre 200-300 nm, polidispersão baixa e valores de potencial zeta menor que -25 mV. As análises microscópicas mostraram que as nanocápsulas apresentaram-se esféricas, densas e sem agregados. Os espectros de infravermelho das nanocápsulas de PCL contendo herbicidas não apresentarambandas relacionadas aos herbicidas, evidenciando uma interação entre o composto bioativo e a nanopartícula. Na segunda etapa deste projeto foram preparadas nanocápsulas de PCL revestidas com diferentes concentrações de quitosana e encapsulou-se o herbicida atrazina ao sistema. A taxa de encapsulação, o perfil de cinética de liberação e a estabilidade físico-química das formulações também foram avaliados e observou valores de encapsulação compreendido entre 84% e 64% (m/m). O perfil de cinética de liberação do herbicida também foi alterado quando associado às nanocápsulas revestidas e o mecanismo de liberação foi dado pelo processo de difusão e relaxamento das cadeias poliméricas. A estabilidade das formulações foi alterada conforme mudança na concentração de quitosana. Portanto considerando alguns destes resultados e pensando na larga utilização de herbicidas no mundo, o seu uso na agricultura na forma associada a sistemas carreadores de liberação modificada pode ser interessante e bastante promissor do ponto de vista ecológico como econômico / Abstract: Many of the new technologies developed today involve nanobiotechnology, among them, nanostructured polymeric carrier systems. Nanostructured polymeric systems (PNS) compartments act as carriers of bioactive substances and have size less than 1 micrometers. These systems have the ability to change the physicochemical properties of the compounds incorporated into them, leading to numerous advantages. For these systems herbicides may be responsible for the reduction in the amount of chemical needed for pest control, decreased risk of environmental pollution, reduction in the amount of energy expended, since it reduces the number of applications required compared to conventional formulations and increase the safety of persons responsible for applying the product on the field. This study intended to introduce this new technology approach for sustained release systems triazine herbicides, preparing and characterizing nanocapsules produced with poly (_-caprolactone) (PCL). The herbicides were chosen ametryn, atrazine and simazine because of its wide use in sugar cane and corn crops in Brazil. In a first stage of this study was prepared nanocapsules by interfacial polymer deposition method preformed and analyzed for their encapsulation efficiency, release kinetics profile, physical and chemical stability and morphology. The encapsulation efficiency of herbicides in PCL nanocapsules was good, with values between 98% and 84%. The kinetic profile of free herbicide release was modified compared with the herbicide associated with nanocapsules. The mechanism responsible for the release of herbicides in this system was given by the process of relaxation of polymer chains. The colloidal suspensions of nanocapsules present a mean size between 200-300 nm, low polydispersity and zeta potential values lower than -25 mV. The microscopic analysis showed that the nanocapsules were spherical and didn't present aggregates. The infrared spectra of nanocapsules-PCL containing herbicides showed no bands related to herbicides, showing an interaction between the nanoparticle and the bioactive compound. In the second stage of this study was prepared PCL nanocapsules coated with different concentrations of chitosan and encapsulated to the herbicide atrazine to the system. The rate of encapsulation, the profile of release kinetics and physical and chemical stability of the formulations were also evaluated and observed values of encapsulation between 84% and 64%. The profile of release kinetics of the herbicide was also altered when associated with nanocapsules coated and release mechanism was given by the process of diffusion and relaxation of polymer chains. The stability of the formulations was changed according to change in the concentration of chitosan used. So considering some of these results and considering the wide use of herbicides in the world, its use in agriculture as the associated systems for the controlled release carrier can be interesting and very promising in terms of ecological and economical / Mestrado / Bioquimica / Mestre em Biologia Funcional e Molecular

Submitted by JÚLIO HEBER SILVA (julioheber@yahoo.com.br) on 2018-06-21T13:56:35Z No. of bitstreams: 2 Tese - Francielle Queiroz Soares - 2018.pdf: 4062174 bytes, checksum: caec2644f4aa247943bf36592f90e826 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-06-27T11:03:01Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Francielle Queiroz Soares - 2018.pdf: 4062174 bytes, checksum: caec2644f4aa247943bf36592f90e826 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-27T11:03:01Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese - Francielle Queiroz Soares - 2018.pdf: 4062174 bytes, checksum: caec2644f4aa247943bf36592f90e826 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-06-08 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG / Monolithic polymers can be defined as continuous porous polymers, synthesized in situ in a mold. These materials have been used in chromatographic applications due to the combination of high surface area with excellent permeability and mass transport properties. In this work, monolithic polymers based on styrene and divinylbenzene were synthesized by thermal initiation via bulk polymerization in the presence of different diluents; and via high internal phase emulsion polymerization in presence and absence of toluene as diluent. The monoliths produced via bulk polymerization, which were synthesized in the presence of binary mixtures tetrahydrofuran/decanol and toluene/decanol as polymerization diluents in the ratio 15:85 (v/v) showed mechanical resistance to be applied as extractive phases. Both formulations produced polymers with macroporous characteristics and the tetrahydrofuran/decanol mixture presented larger channels, resulting in higher permeability, in this way it was used as extraction phase for the technique of preparation of samples based on a device of sorptive extraction of micropipette tip (DPX) applied to the determination of triazines in water samples. Under optimized conditions the absolute recovery for the triazines varied from 28 to 64%. The monoliths produced by high internal phase emulsion polymerization showed macroporosity. We have found that the effect of the solvent is more significant for the increase in surface area and the volume and mean diameter of pores than the effect of the reduction of these by the increase in velocity. With this, the monolith prepared in the presence of toluene at a speed of 3000 rpm obtained a larger surface area and a larger volume and pore diameter, resulting in a higher permeability. The surface of this monolith was modified with polypyrrole, to verify this film on the selectivity of the resulting phase. When submitted to the extraction process using solid phase extraction devices (SPE), the monolith covered with PPY films presented better extraction efficiency and its parameters were optimized for determination of triazines in water samples by the SPE/LC-UV method (SPE/high performance liquid chromatography with UV-vis detection). According to the figures of merit evaluated, the proposed SPE/LC-UV method presented linearity in the concentration range of 0.5-50 ng.mL-1 and absolute recovery of 75 to 105%, with precision demonstrated by the coefficient of variation lower than 15%. The limit of quantification of the method was 0.5 ng.mL-1 for all the analytes. Thus, it was possible to develop new low-cost monolithic phases with chemical and mechanical resistance and physicochemical characteristics suitable for use as extractive phase in the miniaturized technique of preparation of DPX samples, as well as SPE. The developed phases were evaluated for the determination of triazines in water samples with adequate selectivity and sensitivity. Based on the results, the developed phases present themselves as promising alternative to the commercial extractive phases. / Os polímeros monolíticos podem ser definidos como polímeros contínuos altamente porosos, sintetizados in situ em um molde. Esses materiais têm sido empregados em aplicações cromatográficas devido a combinação de alta área superficial com excelentes propriedades de permeabilidade e transporte de massa. Nesse trabalho, polímeros monolíticos a base de estireno e divinilbenzeno foram sintetizados por iniciação térmica, via polimerização em massa na presença de diferentes diluentes; e via polimerização em emulsão de alta fase interna, na presença e na ausência de tolueno como diluente. Os monolitos produzidos via polimerização em massa, que foram sintetizados na presença das misturas binárias tetrahidrofurano/decanol e tolueno/decanol como diluentes de polimerização na proporção 15:85 (v/v) apresentaram resistência mecânica para serem aplicados como fases extratoras. Ambas as formulações produziram polímeros com característica macroporosa e a mistura tetrahidrofurano/decanol apresentou canais maiores, resultando em menor resistência à vazão, desta forma este foi utilizado como fase extratora para técnica de preparo de amostras baseada em dispositivo de extração sortiva em ponteira (DPX) aplicado à determinação de triazinas em amostras de água. Nas condições otimizadas a recuperação absoluta para as triazinas variou de 28 a 64%. Para os monolitos produzidos via polimerização em emulsão de alta fase interna, o efeito do solvente é mais significativo para o aumento da área superficial e do volume e diâmetro médio de poros do que o efeito da redução desses pelo aumento da velocidade de agitação. Com isso o monolito preparado na presença de tolueno na velocidade de 3000 rpm obteve maior área superficial e maior volume e diâmetro de poro, resultando em menor resistência à vazão e sua superfície foi modificada com polipirrol. Quando submetidos ao processo de extração empregando dispositivos de extração em fase sólida (SPE), o monolito recoberto com filmes de PPY, apresentou maior eficiência de extração sendo então seus parâmetros otimizados para determinação de triazinas em amostras de água pelo método SPE/LC-UV (SPE/cromatografia líquida de alta eficiência com detecção UV-vis). Segundo as figuras de mérito avaliadas o método SPE/LC-UV proposto, apresentou linearidade na faixa de concentração de 0,5-50 ng.mL-1 e recuperação absoluta de 75 a 105 %, com precisão demonstrada pelos coeficientes de variação menores que 15%. O limite de quantificação do método foi de 0,5 ng.mL-1 para todos os analitos. Assim sendo, foi possível desenvolver novas fases monolíticas de baixo custo com resistência química e mecânica e características físico-químicas adequadas para emprego como fase extratora em técnica miniaturizada de preparo de amostras DPX, assim como em SPE. As fases desenvolvidas foram avaliadas para determinação de triazinas em amostras de água apresentando seletividade e sensibilidade adequada. Com base nos resultados, as fases desenvolvidas apresentam se como promissora alternativa às fases extratoras comerciais.

Orientador: Sarah Arana / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-23T12:36:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Peterlini_MarianaFrem_M.pdf: 4643636 bytes, checksum: cd0d6e62df40edebf5ce8326f7c80cd0 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: A agricultura intensiva no Brasil tem aumentado o risco de contaminação dos recursos hídricos e dos organismos aquáticos por agroquímicos. Esse é o caso da atrazina, detectada em alta frequência em rios e córregos da região. Assim, neste trabalho, o pacu (Piaractus mesopotamicus) foi escolhido como bioindicador por sua importância econômica e ecológica em Bacias do Pantanal. As brânquias e o tegumento foram aqui avaliados como biomarcadores da toxicidade induzida por atrazina, uma vez que estes órgãos se encontram em contato direto com o ambiente aquático. Para avaliar a sensibilidade de alevinos de pacu e determinar a Concentração Letal Média (CL50) à atrazina foram conduzidos experimentos, em duplicata, em sistema estático por 96 horas, com as seguintes concentrações: 0,0; 13,2; 17,6; 22,0; 26,4; 30,8; 35,2; 39,6 mgL-1. A CL50 obtida para a atrazina foi de 28,58 mgL-1 (96h). Foram realizadas análises anatomopatológica, histopatológica qualitativa e semi-quantitativa para brânquias e análises anatomopatológica e histopatológica qualitativa para o epitélio tegumentar. Amostras de brânquia e de pele dorsal e ventral foram fixadas em Bouin e incluídas em parafina. Para o grupo controle não foi registrada qualquer alteração com os métodos empregados. Os alevinos expostos à atrazina apresentaram alterações comportamentais como: escurecimento da pele, boquejamento intenso e distúrbios motores, além disso, nesses aquários houve constante presença de muco na água; e, alterações anatomopatológicas, como: hiperemia na pele, dilatação da região ventral, presença de líquido no estômago e ascite sanguinolenta. Nas brânquias dos grupos tratados foram observadas as seguintes alterações morfológicas: edema e afastamento na região interlamelar, hipertrofia e hiperplasia na região interlamelar, destacamento do epitélio respiratório, hipertrofia de células do epitélio respiratório, congestão, telangiectasia e fusão de lamelas secundárias. Na pele dorsal e ventral dos grupos tratados não se observou alteração histopatológica. As alterações motoras observadas são provavelmente decorrentes do efeito neurotóxico da atrazina. As análises branquiais confirmam o comprometimento respiratório e de osmoregulação nesse órgão, sendo que a análise semi-quantitativa indicou a hipertrofia de células do epitélio respiratório como a lesão mais severa. Finalmente, as brânquias mostraram-se biomarcadores adequados na avaliação dos efeitos tóxicos da atrazina em pacu e o valor da CL50 sugere que a atrazina é levemente tóxica para o pacu, porém pelos demais resultados observados, se infere que só analisar a mortalidade não é o suficiente para determinar o dano causado por agrotóxicos em peixes, assim, recomenda-se o emprego de vários biomarcadores, como por exemplo, análise de vários outros órgãos. Os resultados obtidos reforçam a importância de estudos desta natureza, para embasar medidas ambientais preventivas e reguladoras quanto ao uso desse herbicida / Abstract: The intensive agriculture in Brazil has caused growing increase of pollution risks of hydric resources and the aquatic organisms by agrochemicals. This is the case of atrazine, detected in high frequency in the rivers and streams. Therefore, in this research, the pacu (Piaractus mesopotamicus) was chosen by bioindicator because of its great economic and ecological importance to the water ecosystem of the Pantanal region. The gills and skin were assessed here as biomarkers of induced toxicity by atrazine, considering that these organs are in direct contact with the aquatic environment. To evaluate the sensitivity of pacu fingerlings and determine the Median Lethal Concentration (LC50) by atrazine, experiments were conducted, performed in duplicate, in static system for 96 hours, with the following concentrations: 0.0; 13.2; 17.6; 22.0; 26.4; 30.8; 35.2; 39.6 mgL-1. The LC50 for pacu was 28.58 mgL-1 (96h). Anatomopathological, qualitative histopathological and semiquantitative histopathological analyses were performed for the gills, and anatomopathological and qualitative histopathological analysis were performed for the skin epithelium. Gills and dorsal and ventral skin samples were fixed in Bouin and processed for the inclusion in paraffin. The control group did not register any other alterations with the methods used. The fingerlings exposed to atrazine presented behavioral changes, such as: darkening of the skin, an increase in the frequency of gasping and motor disturbances. Furthermore, these aquariums presented the constant presence of mucus in the water; and, anatomopathological alterations, such as: skin hyperemia, dilation of the ventral region, the presence of liquid in the stomach and bloody ascites. In the gills of treated groups were found the following morphological alterations: edema and spacing in the interlamellar region, hypertrophy and hyperplasia in the interlamellar region, epithelial lifting, hypertrophy of respiratory epithelium cells, congestion, telangiectasis and fusion of the secondary lamellae. For dorsal and ventral skin of treated groups no histological alterations were observed. The motor alterations observed are probably due to the neurotoxic effects of atrazine. The gills analysis confirm respiratory and osmoregulatory compromise in this organ, noting that semi-quantitative analysis indicated the hypertrophy of respiratory epithelium cells as the most severe lesion. Finally, the gills showed adequate biomarkers in the assessment of toxic atrazine effects in pacu and the LC50 value suggests that atrazine is lightly toxic to pacu. However, by other results observed, it is concluded that analyzing the mortality index alone is not enough to determine the damages caused by agrotoxics in fishes, so the use of other biomarkers is recommended, like for instance, analysis some other organs. The results obtained reinforce the importance of research of this nature, in order to establish preventive and regulatory environmental measures regarding the use of this herbicide / Mestrado / Histologia / Mestra em Biologia Celular e Estrutural

La presenza di pesticidi nelle acque di falda è emersa come un importante problema ambientale negli ultimi decenni. In base a “Rapporto nazionale pesticidi nelle acque - Dati 2015-2016” (ISPRA, 2018), in Italia, gli erbicidi triazinici e i loro metaboliti sono tra le sostanze identificate con più frequenza nelle acque, sebbene l’atrazina sia stata bandita nel 1992 e l’utilizzo di terbutilazina sia sottoposto a severe restrizioni. Lo scopo di questo progetto è valutare e quantificare la presenza di atrazina, terbutilazina e dei loro metaboliti nelle acque di falda in aree maidicole italiane. I risultati dimostrano come le molecole oggetto di studio siano state frequentemente individuate nei campioni di acqua di falda, anche se a concentrazioni inferiori al limite stabilito dalla Commissione Europea. Considerando che l’utilizzo di questi erbicidi è proibito o fortemente regolamentato, è interessante valutare il loro comportamento in una scala temporale pluriennale al fine di mettere in evidenza la contaminazione delle acque di falda dovute all’uso diffuso e alla persistenza ambientale di tali molecole. / The presence of pesticides in groundwater has emerged as an important environmental issue in the last decades. According to “Rapporto nazionale pesticidi nelle acque - Dati 2015-2016” (ISPRA, 2018), in Italy triazine herbicides and their metabolites are among the substances most frequently detected in water. While terbuthylazine is still used under restriction, atrazine was banned in 1992. The aim of research project is to investigate the presence of atrazine, terbuthylazine and their metabolites in groundwater in Italian maize-growing areas in order to supply data and information on the groundwater quality. The results show that atrazine, terbuthylazine and their metabolites were often detected in groundwater, even if their concentrations were below the limit established by European Commission. Considering these molecules are banned or heavily regulated, it is interesting to evaluate their behavior on a multiannual time scale in order to highlight the groundwater contamination due to the widespread use and to the environmental persistence of these substances.