Protein-DNA crosslinking is an important method to study protein-DNA interactions. Crosslinking by short pulsed UV lasers is a potentially powerful tool that results in efficient crosslinking, apparently by a two photon process. However, the major problem in using UV laser crosslinking is that the conditions which lead to high crosslinking efficiency also result in high DNA damage. Previously, it has been shown that a combination of femtosecond laser pulses at two different wavelengths, in the UV (266 nm) and the visible range (400 nm), increases the effective crosslinking yield (i.e. higher crosslinking yields with reduced DNA damage). This new strategy has the advantage that the intensity of the UV pulse for the first excitation step can be kept low, leading to lower UV-induced DNA damage and the second pulse at a visible wavelength can provide enough energy for the UV excited bases to cross their ionization threshold without damaging the DNA. The objective of this thesis project was to develop a novel UV laser cross-linking technique that would permit higher effective crosslinking yields with the commonly used pulses in the nanosecond (ns) range. To serve this purpose we tried to extend the two-wavelength femto second laser irradiation approach to longer duration pulses. We chose MBP-PIF3 protein and its target G-box DNA motif as a model system. Before ultraviolet irradiation of the protein-DNA complexes in vitro, the specific binding interaction of purified MBP-PIF3 protein with the G-box DNA motif was studied by Electrophoretic Mobility Shift Assay (EMSA). We irradiated the PIF3/DNA complexes with different laser systems (i.e. Nd:YAG and Dye lasers) and their combinations. We were expecting to see that the combination of UV laser pulses (260nm) with longer wavelength dye laser pulses (480nm) will produce higher effective crosslink yields relative to the yield from the UV pulses alone.

Made available in DSpace on 2017-07-24T19:22:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sandracr.pdf: 955996 bytes, checksum: 8d2e096cd1c87011d908615d47978334 (MD5) Previous issue date: 2006-02-16 / The aim of this study was to evaluate the quantity of residual monomers of a microhibrid composite resin, photocured with different types of light curing units: halogen and LEDs based on different times of photopolymerization (10, 20 and 40 seconds). Samples of the composite resin were made with Teflon bipartite matrix with a center hole of 6 mm diameter compatible with the tips of the light curing units. The distance of the light guide curing unit to the composite samples was 4 mm. The average a width of the samples Charisma® composite resin color A2 and SL were 2 mm. The curing units used were Optilux 401 (Demetron) and Optilight LD III (Gnatus). The materials were prepared and weighed on an accuracy scale and stored in solvent, in the dark, at room temperature for 24 hours. The solvent used to separate the organic and inorganic load was chloroform thirty six samples were made, stored in chloroform and analysed with infrared spectroscopy (FTIR) and the presence of carbon double bonds were found. Another solvent investigated in this study was methanol, because it is considered an efficient solvent for extracting present monomers in the resin, with an advantage because it acts as an inhibitor in this type of polymerization while maintaining the characteristic of the sample for quantitative analysis. Parallel to that, one hundred new samples were made. They were appropriately stored in methanol and analysed with UV- visible light spectroscopy (UV-Vis), through observance spectrum. The collected data was analysed in Origin 5.0 programs at the peak of observance in the same wavelength. The percentage of residual monomers was analysed by ANOVA and Games Howell tests. The results indicated that Charisma® composite resin color A2 showed less residual monomers. The halogen and LEDs light cure units showed the same percentage of residual monomers results, or rather, it showed a larger conversion of monomers in polymers. The LED based system promoted a smaller conversion degree compared to halogen light. The 10, 20 and 40 seconds of photocured presented the same quantity of residual monomers. / Neste trabalho foi avaliada a quantidade de monômeros residuais de uma resina composta micro-híbrida de duas cores, com dois aparelhos: halógena e outro à base de LEDs, em três tempos de fotoativação (10, 20 e 40 s). Para a confecção dos corpos-de-prova foi utilizada uma matriz bipartida de teflon com orifício central de 6 mm de diâmetro, compatível com as pontas dos equipamentos fotoativadores. A distância da ponta ativa do fotopolimerizador aos corpos-de-prova foi de 4 mm. A espessura média dos corpos-de-prova de resina composta Charisma® (Heraeus Kulzer) cor A2 e SL foi de 2 mm. Os aparelhos utilizados foram: lâmpada halógena Optilux 401 (Demetron) e Optilight LD III (Gnatus), à base de LEDs. Os materiais foram preparados e pesados em balança analítica e armazenados durante 24 horas em solventes ao abrigo da luz e à temperatura ambiente. O solvente utilizado para separar a fração orgânica das partículas inorgânicas foi o clorofórmio. Foram confeccionados 36 corpos-de-prova armazenados em clorofórmio e analisados em espectrômetro de infravermelho (FTIR) e foi verificada a presença das ligações duplas de carbono-carbono. Outro solvente utilizado neste experimento foi o metanol, por ser um solvente eficiente para a extração dos monômeros presentes na resina, com a vantagem de agir como inibidor deste tipo de polimerização, preservando as características da amostra para a análise quantitativa. Paralelamente foram confeccionados 120 corpos-de-prova devidamente armazenados em metanol e analisados em espectrômetro de ultravioleta-visível (UVVis) ou equipamento de espectrometria na região do ultravioleta-visível, através de espectros de absorvância. A leitura e interpretação dos dados obtidos foram feitos no programa Origin 5,0 nos picos de maior absorvância (%A) no mesmo comprimento de onda (nm). A porcentagem de monômeros residuais foi analisada pelo teste de Variância e teste de Games Howel. Os resultados evidenciaram que a resina composta Charisma® cor SL apresentou uma menor quantidade de monômero residual, ou seja, apresentou uma maior conversão de monômeros em polímeros. O sistema à base de LEDs promoveu um menor grau de conversão comparado a lâmpada halógena. Os tempos de 10, 20 e 40 s de fotoativação proporcionaram a mesma quantidade de monômeros residuais.

SODIS (Solar Water Disinfection) é uma tecnologia simples para tratamento de água no pontode- uso, sendo uma alternativa importante para disponibilizar água em situações de emergência ou onde não há acesso à água potável. A ação concomitante entre a temperatura e a radiação ultra violeta do sol provoca a morte dos microorganismos presentes na água. Este estudo avaliou a eficiência de inativação de coliformes totais e Escherichia coli pela técnica SODIS para as águas de chuva (coletada em telhado), de poço freático e de manancial superficial (reservatório), sob as condições climáticas de verão de Porto Alegre, RS. Foram ainda, realizados ensaios para verificar se ocorreu o recrescimento dos microorganismos após 24 e 48 horas do término da exposição ao sol. Também foram determinadas as constantes de decaimento das bactérias utilizando a Lei de Chick para representar o declínio dos microorganismos. Os ensaios de SODIS foram realizados em batelada, utilizando garrafas PET transparentes de 1,5 L, expostas ao sol por um período de 6 h. O mesmo número de garrafas era mantido à sombra pelo mesmo período, como controle. As temperaturas do ar e da água e a radiação ultravioleta foram monitoradas ao longo dos ensaios. Os valores médios de remoção de concentrações de E. coli no SODIS nas amostras das águas analisadas variaram entre 98,8 a maior do que 99,99%; para coliformes totais as reduções médias nas amostras variaram entre 90,00 – 99,99%. Não houve recrescimento de microorganismos após 24 e 48 horas seguindo-se ao término da exposição solar. As constantes de decaimento para coliformes totais e E. coli foram, respectivamente, 0,2979 h-1 e 0,9397 h-1, confirmando as observações de que E. coli é mais sensível a desinfecção. Os coeficientes de determinação para a equação da Lei de Chick foram de 0,938 (E. coli) e 0,877 (coliformes totais). Os resultados da pesquisa indicam que as águas de chuva e de poço freático tratadas com SODIS atingiram os padrões microbiológicos recomendados pela Organização Mundial da Saúde, o que não ocorreu com as amostras de água do reservatório superficial estudado. / SODIS (Solar Water Disinfection) is a simple techhnology for point-of-use drinking water treatment, and can be used during emergencies or in sites without running water. The joint action of high temperature and ultraviolet radiation causes the die-off of microrganisms. This study evaluated the removal of total coliforms and Escherichia coli using SODIS to disinfect water from rain (collected in roofs), from well and from surface water (reservoir) under the climate conditions of Porto Alegre, RS. Essays were also conducted to see if bacteria regrowth occurred after 24 and 48 h after the end of the SODIS test. In addition, bacterial decay coefficients were calculated using the Chick´s Law as model. SODIS essays were performed in batch reactors using 1.5 L transparent PET bottles exposed to the sunlight for 6 h.The same number of bottles were kept in the shadow, as a control. Air and water temperatures and ultraviolet radiation were monitored hourly. E. coli mean removals in samples from the three sources of water varied between 98,8% to greater than 99,99%. The mean reductions for total coliforms varied between 90.0% to 99.99%. Microorganism regrowth was not observed after 24 and 48 h. Decay coefficients for coliforms and E. coli were, respectively, 0.2979 h-1 e 0.9397 h-1, confirming the observation that E. coli is more sensitive than total coliforms to SODIS. Coefficients of determination for Chick´s Law equation were 0.938 (E. coli) and 0.877 (total coliform). The results from this research indicate that water from rain and well , but not reservoir, achieved the World´s Health Organization drinking water guidelines for drinking water with low risk of disease acquisition.

In this study, the effects of neutral particles addition on the breakage of wastewater flocs toimprove the efficiency of sonication pretreatment for UV disinfection process have been studied.Kaolin particles as a potentially useful material that is neutral, natural and cheap were added towastewater samples prior to sonication. Results obtained in this study indicated that hard andsmall kaolin particles do not have any significant effect on the particle breakage efficiency byultrasound. The addition of kaolin particles did not significantly increase the cavitation activity(as characterized by potassium iodide actinometry) either. These findings contradict earlierreports that neutral particles can act as nucleation sites and hence enhance cavitation intensity. Inthis work, sonication of wastewater samples for 60s in the absence of kaolin particles resulted inan approximately one log decrease in the number of surviving bacteria colonies at the tailinglevel and 1.4 log units increase at the initial slope of coliform removal in UV dose responsecurve, however addition of kaolin particles prior sonication did not significantly affect the UVdose response curve .The results presented in this study should be treated as preliminary andfurther detailed investigations are needed to better evaluate this issue.

Este trabalho teve como objetivo o estudo de desempenho e a avaliação de custos econômicos do processo de desinfecção por radiação UV para efluente de lagoas de estabilização facultativas pós- tratado em alagado construído e para outros efluentes com características similares. O trabalho experimental consistiu de ensaios de desinfecção utilizando reator de desinfecção por radiação UV em batelada. Na pesquisa foram avaliadas as principais variáveis que interferem no rendimento e nos custos dos processos, de forma a adequar o par CT (concentração de desinfetante e tempo de contato) atendendo ao padrão ambiental microbiológico de 1.000 coliformes termotolerantes/100 mL, definido para corpos aquáticos enquadrados na classe 2 estabelecida pela Resolução 357/2005 CONAMA, uma vez que a maioria dos corpos receptores do Brasil estão enquadrados nessa classe. A avaliação econômica definiu custos unitários de implantação e de operação e manutenção do processo de desinfecção UV para um período de 20 anos, considerando valores pontuais e anuais de forma a se verificar o custo total a valor presente. Os dados obtidos indicaram que o efluente final das unidades de tratamento avaliadas apresentaram valores de turbidez, absorvância a 254 nm e ferro total superiores aos usuais recomendados para desinfecção UV, no entanto, não comprometendo a desinfecção. Por outro lado, a concentração de SS foi baixa e com diâmetro de partículas de pequenas dimensões. As várias combinações testadas (doses x altura de lâmina líquida- ALL) sugerem, para atendimento ao padrão microbiológico, doses de 8 Wh/\'M POT.3\' e ALL de 6 cm. A concentração remanescente dos indicadores microbiológicos testados mostrou ordem decrescente de inativação de Clostridium perfringens para coliformes totais e Escherichia coli. A análise da fotorreativação e da ausência de luz no recrescimento dos microrganismos indicadores (coliformes totais e Esherichia coli) foi mais perceptível na ausência de luz. Os custos de implantação das unidades de desinfecção UV projetadas nesta pesquisa foram significativamente menores que os dos modelos industriais comparados. Os custos de operação e manutenção para a desinfecção com radiação UV também foram baixos e equivalem a outros desinfetantes. Os custos médios globais obtidos variam de 14,3 a 20,5 R$/habitante, para garantir a desinfecção do esgoto por radiação UV durante 20 anos. / This work studied UV disinfection process performance and economic costs for facultative stabilization ponds effluent pos treated in constructed wetland and another effluents with similar characteristic. The experimental work consisted of batch disinfection tests using UV reactor, evaluating variables that may affect performance and process costs in order to adjust CT (disinfectant concentration and contact time) according to microbiological environmental standard of 1000/100 mL, set for class 2 water bodies established by 357/2005 CONAMA Resolution. Economic evaluation defined unit costs of deployment and operation and maintenance of the UV disinfection process for 20 years, considering point estimates and annual reports, in order to check total cost to present value. The final effluent from treatment units evaluated had values of turbidity, 254 nm absorbance and total iron above usual recommended for UV disinfection, however, not compromising disinfection process. On the other hand, SS concentration was low and particle size was of small diameter. Various combinations of dose x water height tested suggest, to attend microbiological standards, doses 8 wh/m³ and 6 cm water height. The remaining concentration of microbiological indicators showed descending order of inactivation from Clostridium perfringens to total coliforms and Escherichia coli. Photoreactivation and light absence regrowth of total coliforms and Esherichia coli was more noticeable in darkness. Building costs of UV disinfection units designed were significantly lower than those of industrial models compared. Operation and maintenance costs for UV radiation disinfection were also low and equivalent with other disinfectants. Average total costs obtained vary from R$ 14.3 to R$ 20.5/capita, to ensure UV radiation disinfection life time of 20 years.

This work explores remote sensing of planetary atmospheres and their circumstellar surroundings. The terrestrial ionosphere is a highly variable space plasma embedded in the thermosphere. Generated by solar radiation and predominantly composed of oxygen ions at high altitudes, the ionosphere is dynamically and chemically coupled to the neutral atmosphere. Variations in ionospheric plasma density impact radio astronomy and communications. Inverting observations of 83.4 nm photons resonantly scattered by singly ionized oxygen holds promise for remotely sensing the ionospheric plasma density. This hypothesis was tested by comparing 83.4 nm limb profiles recorded by the Remote Atmospheric and Ionospheric Detection System aboard the International Space Station to a forward model driven by coincident plasma densities measured independently via ground-based incoherent scatter radar. A comparison study of two separate radar overflights with different limb profile morphologies found agreement between the forward model and measured limb profiles. A new implementation of Chapman parameter retrieval via Markov chain Monte Carlo techniques quantifies the precision of the plasma densities inferred from 83.4 nm emission profiles. This first study demonstrates the utility of 83.4 nm emission for ionospheric remote sensing. Future visible and ultraviolet spectroscopy will characterize the composition of exoplanet atmospheres; therefore, the second study advances technologies for the direct imaging and spectroscopy of exoplanets. Such spectroscopy requires the development of new technologies to separate relatively dim exoplanet light from parent star light. High-contrast observations at short wavelengths require spaceborne telescopes to circumvent atmospheric aberrations. The Planet Imaging Concept Testbed Using a Rocket Experiment (PICTURE) team designed a suborbital sounding rocket payload to demonstrate visible light high-contrast imaging with a visible nulling coronagraph. Laboratory operations of the PICTURE coronagraph achieved the high-contrast imaging sensitivity necessary to test for the predicted warm circumstellar belt around Epsilon Eridani. Interferometric wavefront measurements of calibration target Beta Orionis recorded during the second test flight in November 2015 demonstrate the first active wavefront sensing with a piezoelectric mirror stage and activation of a micromachine deformable mirror in space. These two studies advance our ``close-to-home'' knowledge of atmospheres and move exoplanetary studies closer to detailed measurements of atmospheres outside our solar system.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:42:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FranciscoFN_DISSERT.pdf: 2089554 bytes, checksum: 7f494e90c450d766696575e9a76682d2 (MD5) Previous issue date: 2012-02-29 / Universidade Federal do Rio Grande do Norte / This work is combined with the potential of the technique of near infrared spectroscopy - NIR and chemometrics order to determine the content of diclofenac tablets, without destruction of the sample, to which was used as the reference method, ultraviolet spectroscopy, which is one of the official methods. In the construction of multivariate calibration models has been studied several types of pre-processing of NIR spectral data, such as scatter correction, first derivative. The regression method used in the construction of calibration models is the PLS (partial least squares) using NIR spectroscopic data of a set of 90 tablets were divided into two sets (calibration and prediction). 54 were used in the calibration samples and the prediction was used 36, since the calibration method used was crossvalidation method (full cross-validation) that eliminates the need for a validation set. The evaluation of the models was done by observing the values of correlation coefficient R 2 and RMSEC mean square error (calibration error) and RMSEP (forecast error). As the forecast values estimated for the remaining 36 samples, which the results were consistent with the values obtained by UV spectroscopy / Neste trabalho s?o combinadas as potencialidades da t?cnica de espectroscopia no infravermelho pr?ximo NIR e da quimiometria visando ? determina??o do teor de diclofenaco em comprimidos, sem destrui??o da amostra, para o qual utilizou-se como refer?ncia o m?todo de espectroscopia no ultravioleta, que ? um dos m?todos oficiais. Na constru??o dos modelos de calibra??o multivariada estudou-se v?rios tipos de pr?processamento dos dados espectrais NIR, como corre??o do espalhamento da luz, primeira derivada. O m?todo de regress?o usado na constru??o dos modelos de calibra??o foi o PLS (m?nimos quadrados parciais) utilizando dados espectrosc?picos do NIR de um conjunto de 90 comprimidos divididos em dois conjuntos (calibra??o e previs?o). Na calibra??o foram usadas 54 amostras e na previs?o foram usadas 36, uma vez que o m?todo de calibra??o utilizada foi o m?todo de valida??o cruzada (full cross validation) que dispensa a necessidade de um conjunto de valida??o. A avalia??o dos modelos foi feita observando os valores de coeficiente de correla??o R2 e os erros quadrados m?dios RMSEC (erro de calibra??o) e RMSEP (erro de previs?o). Sendo os valores de previs?o estimados para as demais 36 amostras, o qual os resultados se mostraram coerentes com os valores obtidos por espectroscopia no ultravioleta

Orientador: Ary dos Santos Pinto / Banca: Elson Longo / Banca: Lídia Parsekian Martins / Resumo: A nova fronteira científica - a nanotecnologia - permite a fabricação de produtos com características diferenciadas pela modificação das propriedades dos materiais no nível atômico, manipulando átomos e moléculas com aplicação no processo de esterilização de instrumentos odontológicos. O objetivo deste estudo foi realizar uma avaliação da ação autolimpante e esterilizante do recobrimento de instrumentos odontológicos com nanopartículas de dióxido de titânio (TiO2) e prata Ag desencadeada pelo processo de fotocatálise heterogênea por ação da luz ultravioleta e da luz branca. Testes bacteriológicos foram realizados com espátulas de manipulação de cimento odontológico contaminadas com 10 mcrl para cada microrganismo, Enterococcus faecalis e Pseudomona aeruginosa, e após expostas a luz branca e a luz ultravioleta. A Pseudomona aeruginosa foi inativada após exposição de 120 minutos à luz UV, indicando a ocorrência do processo de fotocatálise heterogênea no recobrimento com nanopartículas de TiO2 e Ag, e não foi inativada pela exposição à luz branca, com a ocorrência de crescimento bacteriano. O Enterococcus faecalis não foi inativado pela exposição à luz UV e à branca. Os testes realizados com Staphylococus aureus, Bacilo Subtilis e com Escherichia coli foram positivos para o crescimento das bactérias, independente do tempo de exposição à luz UV (15, 30 e 60 minutos). Os testes realizados com Micrococcus luteus foram negativos para o crescimento das bactérias independente do tempo de exposição à luz UV (15, 30 e 60 minutos). O processo de fotocatálise é uma tecnologia alternativa que envolve a geração de radicais hidroxilas altamente oxidantes, que podem reagir com grandes variedades de compostos orgânicos, constituindo uma tecnologia limpa e promissora. / Abstract: This novel scientific development - nanotchenology - has contributed to the creation of products with unique features through the modification on the properties of the materials in relation to their atomic level by manipulating atoms and molecules to be used in the process of dental instruments sterilization. . The objective of this study is to evaluate the self-cleaning action of TiO2 and Ag nanoparticles coating by the photocatalysis process under UV and visible light irradiation. Microbiologic tests were done using dental cement spatulas contaminated with 10 mcrl Pseudomonas aeruginosa and Enterococcus faecalis and exposed to UV and visible light irradiation for 120 min, respectively. Pseudomonas aeruginosa proved inactive under 120 min UV light irradiation time, thus confirming the photocatalytic activity of TiO2 and Ag, which was not confirmed under visible light irradiation. Enterococcus faecalis did not confirm the photocatalytic activity of TiO2 and Ag under UV and visible light irradiation. Tests done with Stafilococcus aureus, Bacillus subtilis and Escherichia coli did not confirm the photocatalytic activity regardless the UV light irradiation time (15, 30 and 60 minutes); however, tests done with Micrococcus luteus confirmed the photocatalytic activity regardless the light irradiation time (15, 30 and 60 minutes). The photocatalysis process is an alternative technology which generates highly oxidizing hydroxyl radicals that react with a wide variety of organic compounds, thus developing a clean and promising technology. / Mestre

A radiação ultravioleta pode tanto ser um benefício, como um malefício para o olho humano. Os benefícios são quando é utilizada em procedimentos oftalmológicos para a correção da visão, como nas cirurgias foto-refrativas - UVC - 193 nm; ou para, entre outros tratamentos, impedir a progressão de patologias, como é o caso do crosslinking do colágeno corneano, para ceratocones em estágios inicias que utiliza UVA - 370 nm. Os malefícios são os já amplamente conhecidos pela comunidade científica e populacional, sobre a incidência excessiva de radiação UV nos olhos, causando danos severos ao olho humano. Entretanto, a córnea tem uma proteção natural contra os raios UVA e UVB. Neste trabalho, estudou-se os dois procedimentos oftalmológicos citados a fim de investigar possíveis danos ao olho humano, como a perda da proteção natural da córnea pós cirurgia foto-refrativa, que retira lamelas da córnea; e a quantidade de radiação que adentra o olho humano, durante o crosslinking do colágeno corneano, que utiliza Riboflavina como sintetizador e bloqueador da radiação UVA. Um sistema portátil foi desenvolvido para avaliação da proteção UV e seus danos para o primeiro caso. O protótipo consiste de um sistema de duplo feixe e analisa a transmitância do tecido corneano na faixa de 300-400 nm, e apresenta um fator de correlação r2>0,98. As medidas com remoção de tecido indicaram a importância das camadas da córnea, e a remoção do estroma apresentou uma perda significativa da proteção natural UV, com aumento de 8,2-10,1 pontos percentuais. Já para o crosslinking, que utiliza a combinação riboflavina e UVA, com irradiância de 3 mw/\'CM POT.2\' por 30 minutos foi feito o monitoramento da transmitância UVA durante o tratamento. Foi realizado o protocolo do procedimento atual, ou seja, uma gota de Riboflavina 0,1%, 400mOsm, foi instilada na córnea desepitelizada, a cada 5 minutos (total de 12 gotas). A irradiação UV (365 ± 5 nm, 3 mW/\'CM POT.2\') foi realizada após 30 min de instalação por uma adicional de mais 30 min. A transmitância média da córnea desepitelizada sem Riboflavina foi de 61,6%; após a 1ª instilação de Riboflavina a transmitância foi de 44,9%; após a 6ª gota 22,4%; após a 7ª gota (início da irradiação), 19,5%; após a 8ª gota, 17,3%; após a 9ª, 15,8%; após a 10ª; 14,5%; após a 11ª; 13,5%; e após a 12ª instilação, 12,6%. A transmitância média em termos de energia durante os 30 min de irradiação apresentou uma variação de 0,590 até 0,380 mW/\'CM POT.2\', valores além do limite atualmente aceito para endotélio de córneas de coelhos, que apresenta um nível de segurança citotóxico de 0,36 mW/\'CM POT.2\'. / Ultraviolet radiation can either be a benefit as an harm to the human eye. The benefits are when used in ophthalmic procedures for vision correction, as in the photorefractive surgery - UVC - 193 nm; or to, among other treatments, preventing the progression of diseases, such as the corneal collagen crosslinking, for keratoconus in the early stages - that uses UVA - 370 nm. The harm effects are already widely known by the scientific community and general population, about excessive incidence of UV radiation in the eye, that can cause severe damage to the human eye. However, the cornea has a natural UVA and UVB protection. In this work, we studied the two ophthalmic procedures cited in order to investigate possible damage to the human eye, as the loss of cornea UV natural protection after photorefractive surgery, which removes corneal lamella; and the amount of radiation that penetrates the human eye during the corneal collagen crosslinking, that uses Riboflavin as a synthesizer and UVA radiation blocking. A portable system was developed to evaluate the UV protection and the UV damage for the first case. The prototype consists of a double beam system that analyzes the corneal tissue transmittance in the 300-400 nm range, and presents a correlation factor r2>0.98. Measurements with tissue removal showed the importance of each corneal layer, specially the stroma removal that shows a significant loss of natural UV protection, with an increase of 8.2 to 10.1 percentage points. As for the crosslinking, using riboflavin and UVA irradiance combination, with 3 mw/\'CM POT.2\' for 30 minutes, was performed a monitoring of UVA transmittance during treatment. Current procedure protocol was performed, i.e., one drop of riboflavin 0.1%, 400mOsm, was applied on the naked cornea, every 5 minutes (total of 12 drops). The UV irradiation (365 ± 5 nm, 3 mW/\'CM POT.2\') was performed after 30 min of instillation for an additional 30 min. The average transmittance of the desepithelized cornea without Riboflavin is 61.6%; after the 1st drop of Riboflavin, transmittance is 44.9%; after 6th drop 22.4%; after 7th drop (irradiation starts), 19.5%; after 8th drop; 17.3%; after 9th drop, 15.8%; after 10h drop, 14.5%; after 11th drop, 13.6%; after 12th drop, 12.6%. The average transmittance in terms of energy during the 30 min irradiation procedure fluctuated from 0.590 to 0.380 mW/\'CM POT.2\', beyond the currently accepted rabbit corneal endothelium safety limit for cytotoxic level of 0.360 mW/\'CM POT.2\'.

A radiação solar, composta por radiação ultravioleta (UV), visível (Vis) e infravermelho, é responsável por acelerar os processos de alteração de cor e do conteúdo proteico da fibra capilar. Visando contornar este problema, este trabalho propõe a incorporação do flavonoide quercetina, de reconhecida atividade antioxidante, em uma nanoemulsão catiônica de aplicação capilar. Para tanto, foram desenvolvidas formulações contendo quercetina a 0,5% (p/p) pelo método de baixa energia sub-PIT. A formulação de menor índice de polidispersão (IPD) foi selecionada e submetida à Avaliação de Estabilidade Normal. Neste ensaio, a nanoemulsão foi armazenada em diferentes condições de temperatura por 90 dias, sendo analisados: características organolépticas, valor de pH, atividade antioxidante, conteúdo de quercetina, diâmetro médio de gotícula e potencial zeta. A fotoestabilidade da nanoemulsão envolveu a determinação do perfil de absorção e da sua atividade antioxidante após períodos de exposição à radiação UV/Vis. Posteriormente, a nanoemulsão foi caracterizada quanto aos seguintes parâmetros: eficiência de encapsulamento, perfil reológico, morfologia das gotículas por Microscopia Eletrônica de Transmissão Criogênica e Microscopia de Força Atômica (AFM). A possível interação entre a quercetina e os demais tensoativos presentes na nanoemulsão foi avaliada por Microscopia Confocal de Fluorescência e Análise térmica. A segurança da nanoemulsão foi determinada pelo método in vitro HET-CAM e por biocompatibilidade cutânea, em voluntários. A eficácia da nanoemulsão catiônica na fotoproteção das características da fibra capilar descolorida tratada com tintura cores loiro (12.0) ou ruivo (6.66) foi determinada avaliando-se os parâmetros cor, tração à ruptura, penteabilidade, fricção, perda proteica, morfologia das cutículas e nível de melanina radical por Espectroscopia de Ressonância Paramagnética Eletrônica (EPR), sendo calculado o Fator de Proteção Radicalar (FPR). As mechas de cabelo tingidas foram expostas à radiação UV/Vis artificial (500 W/m2) por até 180 h, sendo os parâmetros analisados antes e após o período de exposição. A nanoemulsão selecionada pelo reduzido IPD apresentava diâmetro médio de gotícula e potencial zeta iguais a 24,97±0,30 nm e 19,6±2,19 mV, respectivamente. Na Avaliação de Estabilidade Normal, a nanoemulsão armazenada a 45,0±2,0° C apresentou alterações significativas de todos os parâmetros avaliados, exceto potencial zeta, sendo que a elevação do diâmetro médio de gotícula acarretou em perda da transparência. A oxidação da quercetina e a instabilidade do tipo Ostwald ripening (ω3) foram as responsáveis pelas modificações observadas. No armazenamento a 5,0±2,0° C, a nanoemulsão manteve todos os parâmetros inalterados, mas a 25±2,0° C houve elevação discreta do diâmetro médio de gotícula, sem perda da funcionalidade. A nanoemulsão apresentou elevada fotoestabilidade, sem alteração da atividade antioxidante após exposição ao UV/Vis. A caracterização da nanoemulsão mostrou que a eficiência de encapsulamento foi de 99,8%, no mínimo, a formulação apresentou típico comportamento newtoniano e as gotículas apresentavam formato esférico. As imagens obtidas por Microscopia Confocal de Fluorescência e o ensaio de Análise térmica mostraram que a quercetina se encontra dentro das gotícula atuando, também, como co-tensoativo, por interagir com os tensoativos, além de exercer sua função antioxidante. A nanoemulsão foi classificada como levemente irritante (método HET-CAM), sendo esse baixo potencial de irritação corroborado pelo teste de biocompatibilidade cutânea. Na avaliação de eficácia, observou-se que a nanoemulsão protegeu a cor total (dE*) do cabelo tingido de loiro em 54%, e elevou a alteração da cor do cabelo tingido de ruivo em 47% (t = 180 h) em comparação à mecha controle. Além disso, a nanoemulsão melhorou a penteabilidade e reduziu os coeficientes de fricção. A radiação UV/Vis provocou elevada perda proteica e redução da espessura das cutículas em aproximadamente 50%. Concluiu-se, pelos resultados obtidos, que as moléculas que compoem a tintura capilar, principalmente os pigmentos mais escuros, atuaram como filtros solares, pois elas protegeram as estruturas proteicas da fibra. A nanoemulsão apresentou FPR igual a 3,31 e 4,14, para as mechas tingidas de loiro e ruivo, respectivamente. O FPR indica a capacidade de uma formulação em reduzir o nível de radicais livres formados por indução da radiação UV/Vis, um dos fatores que induzem alterações na fibra capilar tingida. Assim, considerando que a radiação UV/Vis atua tanto por mecanismos diretos quanto indiretos, e que alterações significativas de cor foram observadas mesmo quando o nível de radicais livres foi reduzido pela ação da quercetina, deve ser incorporada à formulação fotoprotetora capilar filtros solares associados a antioxidantes nanoestruturados. Tais filtros devem ficar aderidos à cutícula, de modo a protegê-la da degradação proteica e reduzir a entrada de radiação para o interior da fibra capilar, local onde os antioxidantes nanoestruturados devem atuar como uma segunda linha de defesa. / The solar radiation, comprising ultraviolet (UV), visible (VIS) and infrared, is responsible for accelerating color and protein content changes in the hair fiber. In order to avoid this problem, this work proposes the incorporation of the flavonoid quercetin, a recognized antioxidant molecule, in a cationic nanoemulsion for hair application. For this, formulations containing quercetin 0.5% (w/w) were developed by the low-energy sub-PIT method. The formulation with a lower polydispersity index (PDI), which had HLB value (Hydrophilic-Lipophilic Balance) equal to 12.5 was selected and subjected to the Normal Stability Test. In this assay, the nanoemulsion was stored under different temperature conditions for 90 days, and the following parameters were analyzed: organoleptic properties, pH, antioxidant activity, quercetin content, average droplet diameter and zeta potential. The photostability of the nanoemulsion involved the determination of the absorption profile and its antioxidant activity after periods of exposure to UV/Vis radiation. Subsequently, the nanoemulsion was characterized according to the following parameters: encapsulation efficiency, rheological profile, morphology of the droplets by Cryogenic Transmission Electron Microscopy and Atomic Force Microscopy (AFM). The possible interaction between quercetin and other surfactants present in the nanoemulsion was evaluated by Confocal Fluorescence Microscopy and thermal analysis. The safety of the nanoemulsion was assessed by the in vitro HET-CAM method and by cutaneous biocompatibility in volunteers. The photoprotection effectiveness of the bioactive cationic nanoemulsion was evaluated in blond (color 12.0) and auburn (color 6.66) dyed hair fibers by assessing the parameters: color, tensile break, combing, friction, protein loss, morphology of cuticles and level of melanin radical by Electron Paramagnetic Resonance Spectroscopy (EPR). The Radical Hair Protection Factor (RHF) was calculated. Dyed hair tresses were exposed to UV/Vis artificial radiation (500 W/m2) for 180 h. The parameters were analyzed before and after the exposure period. The nanoemulsion selected due to its reduced PDI had an average droplet diameter and zeta potential equal to 24.97±0.30 nm and 19.6±2.19 mV, respectively. In the Normal Stability Test, the nanoemulsion stored at 45.0 ± 2.0º C showed significant changes in all parameters except zeta potential, and the increase in the average droplet diameter resulted in the loss of transparency. Oxidation of quercetin and Ostwald ripening instability (ω3) were responsible for the changes. At 5.0 ± 2.0º C, the nanoemulsion kept all parameters unchanged, but at 25.0±2.0º C there was a slight increase in the average droplet diameter without loss of functionality. The nanoemulsion showed high photostability since antioxidant activity was not altered after UV/Vis exposure. The characterization of the nanoemulsion showed that the encapsulation efficiency was 99.8% at least, the formulation showed typical Newtonian behavior and droplets were spherical. The images obtained by Confocal Fluorescence Microscopy and thermal analysis showed that quercetin was within the droplet acting, also, as a cosurfactant, due to the interaction with the surfactants. The nanoemulsion was classified as slightly irritating (HET-CAM method), and this low irritation potential was supported by the cutaneous biocompatibility assay. The photoprotective effectiveness evaluation showed that the nanoemulsion protected the total color (dE*) of blond dyed hair in 54%, but raised the color change of auburn dyed hair in 47% (t = 180 h). In addition, the nanoemulsion improved combability and reduced coefficients of friction. UV/Vis radiation caused high protein loss and reduced cuticle thickness by approximately 50%. It was concluded that the molecules that compose hair dye, especially the darker pigments, acted as sun filters because they protected the protein structures of the hair fiber. The nanoemulsion showed RHF equal to 3.31 and 4.14 for blond and auburn dyed hair, respectively. The RHF indicates the ability of a formulation to reduce the level of free radicals formed by UV/Vis induction, one of the factors that induce changes in the dyed hair fibers. Thus, considering that the UV/Vis radiation acts by direct and indirect mechanisms and that significant changes in color were observed even when the level of free radicals has been reduced by the quercetin, chemical filters should be incorporated into hair formulations associated with nanostructured antioxidants in order to fully protect hair fiber. Such filters must be attached to the cuticle, protecting it from protein degradation and reducing the radiation input into the hair fiber, where the nanostructured antioxidants must act as a second line of defense.