The vitreous cavity, the largest chamber of the eye, is delimited anteriorly by the lens and posteriorly by the retina and is filled by the vitreous humour. Under normal conditions the vitreous humour has the consistency of a gel, however, typically, with advancing age a disintegration of the gel structure occurs, leading to a vitreous liquefaction. Moreover, after a surgical procedure called vitrectomy the vitreous body may be completely removed and replaced by tamponade fluids. Besides allowing the establishment of an unhindered path of light from the lens to the retina, the vitreous also has important mechanical functions. In particular, it has the role of supporting the retina in contact to the outer layers of the eye, and of acting as a diffusion barrier for molecule transport between the anterior and the posterior segments of the eye. Studying the dynamics of the vitreous induced by eye rotations (saccadic movements) is important in connection of both the above aspects. On the one hand indications exist that the shear stress exerted by the vitreous on the retina may be connected with the occurrence of retinal detachment. On the other hand, if the vitreous motion is intense enough (a situation occurring either when the vitreous is liqueed or when it has been replaced with a uid after vitrectomy), advective transport may be by far more important than diffusion and may have complex characteristics. Advection has indeed been shown to play an important role in the transport phenomena within the vitreous cavity, but, so far, only advection due to the slow overall fluid ux from the anterior to the posterior segments of the eye has been accounted for, while fluid motion due to eye rotations, even if it is generally believed to play an important role, has been invariably disregarded. Some recent contributions have pointed out the importance of accounting for the real vitreous cavity shape in studying uid motion induced by eye rotations. Modelling the vitreous cavity as a deformed sphere, showed that the flow field displays very complex three- dimensional characteristics to which effective fluid mixing is likely to be associated. The purpose of the thesis is to model numerically the motion of the liqueed vitreous within the vitreous cavity induced by different eye movements. Create the model in the Comsol interface, compare the results with theoretical, experimental measurements and do some ow visualizations. Finally show the dependence of the streaming intensity from the amplitude of rotations and the Womersley number .

O peixe dourado é extensivamente utilizado em pesquisas sobre visão devido a diversos fatores: é um animal pecilotermo, o que possibilita manter sua retina ex-vivo viável para manipulação experimental por mais tempo; apresenta uma organização retiniana semelhante à de mamíferos; possui neurônios grandes, facilitando estudos eletrofisiológicos e morfológicos e, diferentemente de mamíferos, é dotado de neurogênese constante de alguns tipos celulares retinianos. A produção, composição e escoamento dos meios oculares nesta espécie, fundamentais para a formação de imagens sobre a retina, são, entretanto, pouco conhecidos. A variedade padrão desta espécie apresenta desenvolvimento ocular normal, enquanto a variedade demekin é extremamente míope por possuir crescimento ocular exagerado (buftalmia), condição característica de alguns tipos de glaucoma em mamíferos. O presente trabalho investigou aspectos morfofisiológicos do sistema de produção e drenagem do humor aquoso e a composição do humor vítreo nestas duas variedades de peixe dourado, com o objetivo de melhor compreender as causas subjacentes ao crescimento ocular do demekin. Para estudar a drenagem do humor aquoso, foram realizadas injeções de corante na câmara anterior de animais das duas variedades, com processamento histológico posterior em intervalos de tempo pré-determinados (5, 15, 30, 60, 120 minutos e 1, 2, 3 4 e 7 dias, n <= 3 olhos de cada variedade por grupo experimental). Não foram observadas diferenças na drenagem de humor aquoso entre as duas variedades. Em ambas, o humor aquoso é drenado principalmente pela malha trabecular contida na porção ventral do ângulo de drenagem, entre a íris e o ligamento anular. Duas vias secundárias de drenagem foram encontradas nas duas variedades de peixe dourado estudadas: (i) a via irídica e (ii) a drenagem através de vasos epirretinianos. Estas vias são aparentemente mais lentas do que a via trabecular, uma vez que foi encontrado corante nessas regiões até quatro dias após as injeções de corante na câmara anterior. Foi realizado também estudo ultraestrutural da retina e epitélio ciliar em ambas as variedades através de microscopia eletrônica de transmissão. O epitélio pigmentado da retina do demekin apresentou grânulos de melanina mais escassos, e observamos certa desorganização da camada de fotorreceptores, bem como redução da sua densidade. Através de aparato invasivo construído por Joselevitch e Smith (1997), foi mensurada a pressão intraocular (PIO) de 14 olhos de cada variedade. O demekin apresentou valores de PIO ligeiramente aumentados em relação ao animal padrão (3,6 ± 0,9 mmH2O para o demekin e 1,9 ± 0,6 mmH2O para o peixe dourado padrão). A composição proteica do corpo vítreo foi estudada através de eletroforese em gel de poliacrilamida utilizando um pool de humor vítreo de 4 animais da variedade padrão e 2 da variedade demekin. As proteínas de baixa massa molecular (entre 15 a 25 kDa) estavam expressas em ambas - embora com maior expressão na variedade padrão - e outras, de maior massa molecular, expressas apenas no humor vítreo do demekin (50-75 kDa e 150 kDa). Os resultados obtidos sugerem, portanto, que há diferenças importantes na ultraestrutura retiniana, na composição proteica do humor vítreo e na pressão intraocular do demekin. Para melhor compreensão do crescimento ocular desta variedade faz-se necessária a realização de um estudo proteômico, identificando quais são as proteínas do humor vítreo evidenciadas através da eletroforese, bem como estudos morfológicos em animais de diferentes tamanhos visando a quantificação dos danos retinianos decorrentes do seu crescimento ocular / The goldfish is extensively used in vision research due to several factors: it is a poikilothermic animal, which allows ex-vivo experiments using its retina for longer periods of time; its retinal organization is very similar to that of mammals; it has large neurons, which facilitates electrophysiological and morphological studies and, unlike mammals, it is endowed with constant neurogenesis of some retinal cell types. However, the production, composition and outflow of ocular media in this species, which are fundamental for image formation onto the retina, are poorly understood. The standard goldfish has normal eye development, while the Black Moor goldfish is extremely myopic due to excessive eye growth (buphthalmos), a condition that is present in certain types of mammalian glaucoma. The present study investigated morphophysiological aspects of the aqueous humor production and drainage system and vitreous humor composition in these two varieties of goldfish to better understand the causes underlying the eye growth of the Black Moor. To study the drainage of the aqueous humor, anterior chamber dye injections and histological processing were performed in animals of both varieties after predetermined time intervals (5, 15, 30, 60, 120 minutes and 1, 2, 3, 4, and 7 days, n <= 3 eyes of each variety for each experimental group). No differences were observed in the drainage of aqueous humor between the two varieties. In both, the aqueous humor is drained mainly by the trabecular meshwork contained in the ventral portion of the drainage angle, between the iris and the annular ligament. Two secondary drainage routes were found in the two goldfish varieties studied: (i) the iridic route and (ii) drainage through epiretinal vessels. These pathways are apparently slower than the trabecular route, since the dye was found in these regions 4 days after the injections. An ultrastructural study of the retina and ciliary epithelium was also carried out in both varieties through transmission electron microscopy. The retinal pigment epithelium of the Black Moor presented more scarce melanin granules and we observed some disorganization of the photoreceptor layer, as well as a reduction in its density. Through an invasive device constructed by Joselevitch and Smith (1997), the intraocular pressure (IOP) of 14 eyes of each variety was measured. The Black Moor presented slightly increased IOP values compared to the standard animal (3.6 ± 0.9 mmH2O for demekin and 1.9 ± 0.6 mmH2O for the standard goldfish). The protein composition of the vitreous body was studied by polyacrylamide gel electrophoresis using a vitreous humor pool of 4 animals of the standard variety and 2 of the Black Moor variety. Low molecular weight proteins (15 to 25 kDa) were expressed in both - although with greater expression in the standard variety - and others of higher molecular mass, expressed only in the vitreous humor of the Black Moor (50-75 kDa and 150 kDa). These results suggest, therefore, that there are important differences in the retinal ultrastructure, the protein composition of the vitreous humor and the intraocular pressure of the Black Moor. To better understand the ocular growth in this variety, it is necessary to carry out a proteomic study, identifying which are the vitreous humor proteins evidenced through electrophoresis, as well as morphological studies in animals of different sizes aiming the quantification of the retinal damages caused by its ocular growth

Este trabalho tem como foco dois aspectos principais: i) O processamento e caracterização de elementos porosos vítreos, a partir de vidro reciclado e ii) A deposição de filmes de quitosana (CHI) e carboximetilcelulose (CMC). O objetivo é a avaliação da interação superficial desses filmes com o herbicida atrazina (ATZ) em meio aquoso. O processamento seguiu o princípio do preenchimento (filler principle), fazendo uso dos sais NaCl e o MgCO3 como fases formadoras de poros. A caracterização mostra que o NaCl, age como um elemento solúvel, inerte, exceto na interface NaCl-matriz vítrea, cuja estrutura cristalina final é a cristobalita. Contrariamente, o MgCO3 reage com a matriz introduzindo novas fases como o CaMg(SiO3)2. A estrutura final, de poros e da matriz, é distinta para cada um dos sais utilizados, principalmente quanto ao aspecto morfológico dos poros e as análises semiquantitativas mostraram que o cátion Na+ na interface vidro-NaCl e o íon Mg++ atuam como modificadores de cadeia. Medidas de porosimetria indicam que nos materiais processados com NaCl apresentam estruturas dos poros abertos com uniformidade na distribuição dos tamanhos e com certa regularidade de formatos quando comparados com os materiais processados com MgCO3. Com respeito à interação herbicida - materiais vítreos, esta foi avaliada por técnicas espectroscópicas, podendo-se inferir que há interação entre as superfícies ativadas quimicamente e a ATZ. A remoção do herbicida por filtragem simples através dos filmes de CHI e filmes de CHI+CMC depositados sobre as membranas foram inferiores numericamente aos valores obtidos pela ação da superfície vítrea ausente de filmes. Entretanto, os resultados indicam que ocorre uma melhor interação entre a CHI e o ATZ, quando ambos estão em solução a pH = 3,0. Por espectroscopia de fotoelétrons excitada por raios-X (XPS) houve o aumento das espécies O (1s), C (1s), N (1s) e Cl (2s) confirmando as interações com o herbicida, porém não sendo possível inferir se esta se dá por algum grupo proveniente da CHI ou por sítios livres disponíveis na superfície vítrea. Análises numéricas indicam remoções de ATZ na ordem de 10-12% com respeito às medidas realizadas em sistemas contendo uma única membrana. Avaliação complementar da remoção do metal (Cd) confirmam a vantagem das superfícies depositadas com CHI, para este tipo de interação, indicando que sistemas compostos podem ser vantajosos na remoção de diversos contaminantes. / This work is focused in two main aspects: i) The processing and characterization of porous vitreous pieces, produced from waste glass and ii) The deposition of chitosan (CHI) and carboximethilcelullose (CMC) on the vitreous surface. The evaluation of the active aspects aiming at interactions with the herbicide atrazine (ATZ) was realized in aqueous medium. The processing follows the filler principle making use of NaCl and MgCO3 as porous phases formation. Characterization showed that NaCl acts as a soluble, inert phase, with interaction over NaCl-Matrix interface, resulting in cristobalite phase as final structure. Conversely, the MgCO3 reacts along the matrix generating new phases such as CaMg(SiO3)2. The final porous and matrix structure also differs to each used salt, mainly concerning morphological aspects of the porous where semiquantitive analysis point to the Na+ in glass-NaCl interface and to Mg++ as the main chain modifiers. Measurements by porosimetry has showed that in the materials processed with NaCl the porous structure are typically open with uniform size distribution and present a certain regularity of forms when compared with the membranes processed with MgCO3. Concerning an herbicide interaction, which was evaluated by spectroscopic techniques inferring interaction between chemically active surfaces and ATZ. The herbicide removal through CHI and CHI+CMC deposited films resulted numerically lower than those values attained to glass surface absent of films. Nevertheless, the results point that to a better interaction between CHI and ATZ when both are dissolved at pH 3,0. By XPS scanning it was possible to follow the variation of the surface concentration with increasing of the elements O (1s), C (1s), N (1s) e Cl (2s) confirming surface interaction, despite not being feasible to define what functional groups take place in the interaction. Numerical analysis presents herbicide removal in the order of 10-12% concerning measure performed over a single membrane. Complementary tests of metal removal (Cd) confirmed the advantage of CHI surface in this type of interaction, making evident that composed filtration system could be ideal in the removal of distinct contaminants.

A espectroscopia fotoacústica (PA) vem sendo largamente utilizada em diversos ramos de pesquisa, principalmente nas investigações de materiais quanto às suas propriedades ópticas e térmicas, demonstrando a sua vasta versatilidade. No presente trabalho, desenvolveu-se uma câmara fotoacústica de uso geral e uma metodologia baseada na técnica fotoacústica, técnica não intrusiva e não destrutiva, para a determinação da porosidade aberta de membranas vítreas. A porosidade aberta de membranas vítreas está relacionada diretamente à permeabilidade e à eficiência dessas membranas em processos de filtração. Essas membranas foram processadas utilizando-se a técnica de preenchimento e garrafas de vidro, encontradas comercialmente, como matéria-prima. Através da utilização de NaCl como o material inerte, foram processadas membranas com diferentes percentagens de poros. A metodologia fotoacústica desenvolvida neste trabalho teve como base modelos teóricos fotoacústicos tradicionais de análise. Esta metodologia foi capaz de determinar a porosidade aberta das membranas e de distinguí-las quanto as suas superfícies. Os resultados obtidos através da técnica fotoacústica foram comparados com os resultados obtidos por porosimetria de mercúrio (técnica intrusiva e destrutiva) e por ensaios de permeabilidade (técnica intrusiva e não destrutiva) com as mesmas membranas. Estas duas técnicas de análise são as usualmente utilizadas em estudos de estruturas porosas. A comparação entre os dados experimentais comprovou a validade dos resultados obtidos com a nova metodologia. Além desta metodologia fornecer a porosidade aberta com relativa facilidade, ela demonstrou ser rápida, não-destrutiva e de baixo custo para cada ensaio nas análises / The photoacoustic (PA) spectroscopy has been used in several research lines, mainly in the investigation of thermal and optical properties related to different materials, showing in this way high versatility. In this work is described the development of a general-purpose photoacoustic cell, and of a methodology based on photoacoustic technique for the determination of the opened porosity of vitreous membranes. The technique is non-intrusive and non-destructive in relation to the membranes. The opened porosity of vitreous membranes is directly related to the permeability and also directly related to the efficiency of these membranes in the filtration processes. Membranes with different percentage of pores were processed by means of filler principle. For this purpose were used glass bottles found commercially as raw material and NaCl as inert material. The photoacoustic methodology developed in this work was based on classical theoretical models found in the literature. This methodology was capable to determine the open porosity of the membranes and to distinguish membranes with different surfaces. The results obtained with the photoacoustic technique were compared with that obtained by means of mercury porosimetry (intrusive and destructive technique) and permeability measurements (intrusive and non destructive technique) with the same membranes. These two techniques are usually used in studies of porous structures. The comparison between the experimental data showed the validity of the results obtained with this new methodology. Moreover, it supplies the opened porosity with relative easiness, in a faster and non-destructive way, and with low cost in the analyses

Os metilenodioxi derivados estão entre as drogas sintéticas de uso ilícito mais consumidas no ocidente, são substâncias que causam alterações motoras e psíquicas e tem causado grande ameaça a segurança no trânsito, pois estes efeitos afetam o desempenho dos condutores, podendo causar acidentes de trânsito. O humor vítreo é uma matriz biológica disponível apenas nas análises postmortem, e é de grande relevância para toxicologia forense. Constitui uma matriz simples, de fácil coleta e manuseio, boa estabilidade, muito indicada principalmente nos casos de corpos politraumatizados, parcialmente carbonizados ou em estado de decomposição. Isto porque o humor vítreo localiza-se em uma área anatomicamente isolada, relativamente protegida contra a contaminação externa e invasão de microorganismos. O objetivo do presente trabalho foi desenvolver e validar uma metodologia analítica para detectar e quantificar metilenodioxi derivados em amostras de humor vítreo em vítimas fatais de acidentes de trânsito. Para desenvolvimento do método foi utilizado 1 mL de humor vítreo, extração líquido-líquido com solvente acetato de etila, derivatização com anidrido heptafluorobutírico (HFBA) e detecção por cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas (CG/MS). A metologia foi validada de acordo com os parâmetros preconizados pela ANVISA e demonstrou linearidade de 10 a 400 ng/mL. Os limites de detecção variaram entre 1 a 2,5 ng/mL, a exatidão variou entre 97,1% -103,7%, na precisão intra-ensaio foram obtidos valores entre 4,54%-9,14% e na precisão inter- ensaio, valores entre 6,92%-10,59%. A recuperação encontrada foi superior a 57,87%. A metologia validada foi aplicada em humor vítreo de vítimas fatais de acidentes de trânsito coletadas no Centro de Medicina Legal de Ribeirão Preto (CEMEL). / The methylenedioxy derivatives are among synthetic drugs of illicit use most consumed in the occident, these are substances cause mental and motor disorders and has caused major threat to traffic safety, these effects affect the performance of drivers and may lead to traffic accidents. The vitreous humor is a biological matrix available in postmortem analysis, and has great relevance to forensic toxicology. It is a simple matrix, clean, easy collection and handling, good stability, highly recommended especially in cases of body injuries, partially carbonization or in a state of decomposition. This is because the vitreous humor is located in an anatomically isolated area, relatively protected from external contamination and invasion of microorganisms. The purpose of this study was to develop and validate an analytical methodology to detect and quantify methylenedioxy derivatives in samples of vitreous humor in fatal traffic accidents. To develop the method we used 1 mL of vitreous humor, liquid-liquid extraction with ethyl acetate solvent, derivatization heptafluorobutyric anhydride (HFBA) and detection by gas chromatography-mass spectrometry (GC/MS). The methodology was validated according to the parameters established by ANVISA and demonstrated linearity from 10 to 400 ng /mL. The limits of detection were between 1,0 ng/mL and 2,5 ng / mL. The accuracy had values between 97.1% -103.7%, the intra-assay precision was 4.54% -9.14% and inter assay precision between 6.92% -10.59%. The recovery was higher than 57.87%. The methodology validated was applied in vitreous humor of victims of fatal traffic accidents collected in the Centre of Forensic Medicine of Ribeirão Preto (CEMEL)

Estudos experimentais de sistemas mistos contendo os fluoretos PbF2 e CdF2 vêm revelando o importante potencial tecnológico desses materiais. No entanto, o comportamento tanto estrutural quanto dinâmico desses materiais ainda não é completamente compreendido. A proposta desta tese é a contribuição no entendimento amplo desses sistemas utilizando uma simulação atomística feita por Dinâmica Molecular. Com uso de um potencial efetivo de pares promissor foi possível descrever as propriedades estruturais, dinâmicas e térmicas destes sistemas avaliando-se também a dependência da composição nestas propriedades. As simulações foram realizadas no ensemble NPT (número de partículas, pressão e temperatura constantes) permitindo acompanhar as variações de energia e volume do sistema durante os processos de aquecimento e resfriamento. Foram observadas as descontinuidades nas transições sólido-líquido e líquido-sólido durante estes processos. Esse ensemble aproxima a simulação da realidade experimental uma vez que em geral experimentos são realizados a pressão atmosférica. Na primeira parte dos resultados foram criadas soluções sólidas ideais construídas a partir da rede perfeita do PbF2 onde são escolhidos alguns dos íons de Pb que são substituídos aleatoriamente por íons de Cd. Os resultados da caracterização estrutural destes sistemas foram comparados com medidas de EXAFS mostrando excelente acordo e validando o potencial proposto. Uma vez que o potencial mostrou-se coerente na descrição das interações destes três íons, foram analisados os efeitos da temperatura nestes sistemas. Tanto o PbF2 quanto o CdF2 são sólidos condutores superiônicos onde os íons de flúor apresentam alta mobilidade iônica. O sistema misto composto por estes dois fluoretos, CdxPb1xF2, também é um material superiônico. As propriedades superiônicas do sistema binário foram obtidas pelas simulações mostrando excelente acordo com os dados experimentais. A fusão desses sistemas considerando-se diferentes concentrações dos fluoretos, apresentou um diagrama de fase com menor temperatura de fusão para as composições em torno de 35% de CdF2 , o que está em perfeito acordo com o observado experimentalmente. Sistemas essencialmente diferentes quanto à organização estrutural e homogeneidade, foram obtidos a partir da fusão seguida de diferentes taxas de resfriamento. O resfriamento do líquido feito com taxas rápidas levou a formação de vidros homogênos. Taxas mais lentas de resfriamento Levam a formação de vidros que passam a exibir regiões mais ricas em PbF2 e outras em CdF2 . Taxas de resfriamento ainda mais lentas levam a cristalização dos líquidos, a qual ocorre com tendência de separação de fases e geração de defeitos. Os vidros homogêneos foram aquecidos novamente e apresentaram separação de fase seguida da devitrificação. Essencialmente devido aos defeitos gerados durante os processos de vitrificação, cristalização e devitrificação os vidros e os cristais apresentam maiores mobilidades dos íons fluoretos que os sistemas ideais primeiramente avaliados. Os cristais com separação de fases apresentam também composições que possuem menores valores de temperatura de transição iônica-superiônica. O comportamento de máxima mobilidade em função da temperatura é observado para as composições em torno de 30% de CdF2 em acordo com dados experimentais. A simulação clássica realizada permitiu o acesso microscópico do sistema sugerindo uma descrição para esses sistemas que é de grande valia e nem sempre possível experimentalmente / Experimental studies of binary systems of PbF2 and CdF2 display important technological potential of these materials. Besides that, its structural and dynamical behavior is not well understood. The aim of this theses is to bring a contribution for understand these materials through molecular dynamics simulations. With an adequate interatomic pair potential it was possible to describe the structural, dynamical and thermal properties of the pure systems as well as for solid solutions. All simulations were performed in NPT ensemble (constant number of particle, pressure, and temperature) which allows observing and analyses the energy and volume variation during process of heating and cooling. Solid-liquid and liquid-solid transitions discontinuity were observed during these process. This ensemble resembles experimental reality, once in general experiments are done at atmospheric pressure. Initially, ideal solid-solutions were obtained from perfect PbF2 lattice, where Pb ions were randomly replaced by Cd ions. The molecular dynamics structural characterizations were compared with EXAFS results in excellent agreement, which validates the proposed interatomic potential. Further, thermal effects were also analyzed. Both PbF2 and CdF2 are super ionic solid conductors, where the F ions shows high ionic mobility, The binary system, CdxPb1xF2, is also a super ionic conductor. The super ionic properties for the binary system were simulated displaying excellent agréments with experimental available data. Melting temperature as a function of the CdF2 concentration shows a phase diagram in which the melting temperature has a minimum around 35% of CdF2 , in accord with experimental data. Using different cooling rates, cooling from the melt, result in systems with different structural organization and homogeneity. Cooling from the liquid, with fast cooling rates, results in homogeneous glass. Slow cooling rates produce glass in which there is regions rich in PbF2 and other rich in CdF2 . Slower cooling rates results in the crystallization of the liquid, which large tendency of phase separation and defects. Homogeneous glasses were re-heated resulting in a phase separated system followed by devitrification. Due to the presence of defects during the process of vitrification, crystallization and devitrification, glasses and crystals display greater mobility of F ions than the initial solid solution initially analyzed. The ionic-super ionic temperature occurs for smaller temperatures for some composition of the crystals with phase separation. Maximum mobility as a function of temperature was observed for composition around 30% CdF2 , in agreement with experiments. The classical simulation performed allows detailed microscopic description of the system in which, in general, are not possible experimentally

O humor vítreo (HV) é um gel aquoso, transparente e incolor, situado entre o cristalino e a retina. Ele pode ser uma ferramenta para determinação de drogas de abuso, sobretudo quando é impossível fazer a determinação em sangue devido à sua ausência ou sua deterioração, por exemplo em casos de exsanguinação, embalsamento e carbonização. As drogas e seus metabólitos passam para o HV por difusão passiva e, de modo geral, a concentração dos analitos no HV é similar às concentrações obtidas no sangue. A cocaína e a benzoilecgonina são facilmente detectadas na matriz. Por outro lado, a difusão da morfina é bem limitada. O maior interesse do estudo de opioides é a análise de 6-acetilmorfina, que pode diferenciar o uso de heroína e morfina. O delta-9-tetrahidrocanabinol é uma molécula muito polar e fortemente ligada a proteínas plasmáticas, o que limita a sua difusão para o HV. Entre as anfetaminas, a metilenodioximetanfetamina e a metanfetamina são as moléculas mais estudadas no HV. Foi desenvolvido e validado um método utilizando GC-MS para análise simultânea de cocaína, anfetaminas, opioides, canabinoides e respectivos metabólitos em HV. Os analitos de interesse foram extraídos do HV utilizando extração em fase sólida e analisadas por GC-MS, utilizando o modo de aquisição SIM. A faixa de linearidade foi de 10 a 1000 ng/mL para todos os analitos, com exceção do éster de metilanidroecgonina (10 a 750 ng/mL). A exatidão variou de 95,6 a 104,0%, a precisão inter-ensaio variou de 1,2 a 10,0% e a precisão intra-ensaio foi menor que 10,4% para todos os analitos. O limite de quantificação para todas as drogas foi de 10 ng/mL e a recuperação variou de 70,4 a 100,1% para compostos básicos e neutros, entretanto os compostos ácidos apresentaram baixa recuperação - menor que 40%. A dosagem de etanol foi realizada por GC-FID e extração por headspace. Os métodos validados foram aplicados em 250 amostras de HV coletadas de vítimas de morte violentas nos anos de 2011 e 2012 que foram necropsiadas no Departamento Médico Legal de Vitória - ES. A maioria das vítimas era do sexo masculino (85,4%) e a causa mais comum de morte foi homicídio (46,2%), destes, 89,5% foram mortos por disparo de arma de fogo. Os acidentes de trânsito corresponderam a 44,1%; suicídio, 2,4%; e outras mortes totalizaram 7,2% das amostras. Substâncias psicoativas (álcool e drogas) foram positivas em 60,4% dos casos. Em 23,2% das amostras foi quantificada cocaína e/ou seu metabólito, e em um terço destes foi identificado o uso de crack. O álcool estava presente em 19,2% dos casos e a associação entre cocaína e álcool em 12,8% dos casos. Outras drogas incluíram anfetaminas (13 casos) e codeína (1 caso). Quando comparadas as concentrações das drogas pesquisadas no sangue e HV, a anfetamina e metanfetamina mostraram boa correlação entre as duas matrizes. A 6-acetilmorfina encontrada no HV foi utilizada para demonstrar o uso de heroína, uma vez que as concentrações foram mais altas do que no sangue. Entretanto, o HV não pode ser utilizado como amostra alternativa para detecção de canabinoides. / Vitreous humor is the aqueous gel located between the lens and retina. Vitreous humor is a useful alternative postmortem matrix for the detection of drugs, particularly in death investigations where postmortem blood is not available or is of limited quality or quantity (e.g. after hemorrhagic shock, burns, embalming or decomposition processes). Drugs and their metabolites enter the vitreous humor by passive diffusion from blood across the blood-vitreous barrier. Vitreous humor concentrations are often similar to the drug concentrations in the circulation blood. Cocaine and benzoylecgonine are easily detected in this matrix. On the order hand, morphine diffusion is limited. The interest in opiates is due to 6-acetylmorphine, which is stable in vitreous humor and can confirm heroin abuse. Drugs that are highly protein-bound, such as THC, achieve lower vitreous humor concentrations as only the free fraction can cross the blood-vitreous barrier. Methamphetamine and methylenodioxymetamphetamine are also detected in vitreous humor. A GC-MS method for simultaneous analysis of cocaine, amphetamines, opiates, cannabinoids and its metabolites in vitreous humor was developed and fully validated. Vitreous humor samples were extracted using solid phase extraction and analyzed by GC-MS in SIM mode. For all analytes the linearity ranged from 10 to 1000 ng/mL, excepted for anydroecgonine methylester which ranged from 10 to 750 ng/mL. Inter-assay imprecision ranged from 1.2 to 10.0% and intra-assay imprecision was less than 10.4% for all analytes at all QC concentrations. Accuracy ranged from 95.6 to 104.0% and recoveries ranging from 70.4 - 100.1% for basic and neutral compounds, the acids compounds had poor recovery (less than 40%). The limits of detection were up to 1.0 ng/mL. Ethanol was quantified by headspace extraction and GC-FID. The validated methodology was applied to 250 vitreous humor samples collected from violent death victims between 2011 and 2012 in the Departamento Médico Legal de Vitória - ES. Most of the victims were male (85.4%) and the most common cause of death was homicide (46.2%), in which 89.5 occurred by firearm shot. Traffic accident represented 44.1%, suicide 2.4% and other deaths 7.2%. Psychoactive substances (alcohol and?or drugs of abuse) were positive in 60.4% of the cases. Cocaine was quantified in 23.2% of the samples and one third was positive for crack cocaine. Ethanol was present in 19.2% of the cases and the association between cocaine and alcohol in 12.8%. Other drugs included amphetamines (13 cases) and codeine (1 case). When comparing the drug concentrations in blood and vitreous humor, amphetamine and methamphetamine showed a good correlation. 6-acetylmorphine in vitreous humor can demonstrate heroine abuse and its concentration is higher in vitreous humor than in blood. However, vitreous humor is not a good matrix for the detection of cannabinoids.

Este trabalho tem como foco dois aspectos principais: i) O processamento e caracterização de elementos porosos vítreos, a partir de vidro reciclado e ii) A deposição de filmes de quitosana (CHI) e carboximetilcelulose (CMC). O objetivo é a avaliação da interação superficial desses filmes com o herbicida atrazina (ATZ) em meio aquoso. O processamento seguiu o princípio do preenchimento (filler principle), fazendo uso dos sais NaCl e o MgCO3 como fases formadoras de poros. A caracterização mostra que o NaCl, age como um elemento solúvel, inerte, exceto na interface NaCl-matriz vítrea, cuja estrutura cristalina final é a cristobalita. Contrariamente, o MgCO3 reage com a matriz introduzindo novas fases como o CaMg(SiO3)2. A estrutura final, de poros e da matriz, é distinta para cada um dos sais utilizados, principalmente quanto ao aspecto morfológico dos poros e as análises semiquantitativas mostraram que o cátion Na+ na interface vidro-NaCl e o íon Mg++ atuam como modificadores de cadeia. Medidas de porosimetria indicam que nos materiais processados com NaCl apresentam estruturas dos poros abertos com uniformidade na distribuição dos tamanhos e com certa regularidade de formatos quando comparados com os materiais processados com MgCO3. Com respeito à interação herbicida - materiais vítreos, esta foi avaliada por técnicas espectroscópicas, podendo-se inferir que há interação entre as superfícies ativadas quimicamente e a ATZ. A remoção do herbicida por filtragem simples através dos filmes de CHI e filmes de CHI+CMC depositados sobre as membranas foram inferiores numericamente aos valores obtidos pela ação da superfície vítrea ausente de filmes. Entretanto, os resultados indicam que ocorre uma melhor interação entre a CHI e o ATZ, quando ambos estão em solução a pH = 3,0. Por espectroscopia de fotoelétrons excitada por raios-X (XPS) houve o aumento das espécies O (1s), C (1s), N (1s) e Cl (2s) confirmando as interações com o herbicida, porém não sendo possível inferir se esta se dá por algum grupo proveniente da CHI ou por sítios livres disponíveis na superfície vítrea. Análises numéricas indicam remoções de ATZ na ordem de 10-12% com respeito às medidas realizadas em sistemas contendo uma única membrana. Avaliação complementar da remoção do metal (Cd) confirmam a vantagem das superfícies depositadas com CHI, para este tipo de interação, indicando que sistemas compostos podem ser vantajosos na remoção de diversos contaminantes. / This work is focused in two main aspects: i) The processing and characterization of porous vitreous pieces, produced from waste glass and ii) The deposition of chitosan (CHI) and carboximethilcelullose (CMC) on the vitreous surface. The evaluation of the active aspects aiming at interactions with the herbicide atrazine (ATZ) was realized in aqueous medium. The processing follows the filler principle making use of NaCl and MgCO3 as porous phases formation. Characterization showed that NaCl acts as a soluble, inert phase, with interaction over NaCl-Matrix interface, resulting in cristobalite phase as final structure. Conversely, the MgCO3 reacts along the matrix generating new phases such as CaMg(SiO3)2. The final porous and matrix structure also differs to each used salt, mainly concerning morphological aspects of the porous where semiquantitive analysis point to the Na+ in glass-NaCl interface and to Mg++ as the main chain modifiers. Measurements by porosimetry has showed that in the materials processed with NaCl the porous structure are typically open with uniform size distribution and present a certain regularity of forms when compared with the membranes processed with MgCO3. Concerning an herbicide interaction, which was evaluated by spectroscopic techniques inferring interaction between chemically active surfaces and ATZ. The herbicide removal through CHI and CHI+CMC deposited films resulted numerically lower than those values attained to glass surface absent of films. Nevertheless, the results point that to a better interaction between CHI and ATZ when both are dissolved at pH 3,0. By XPS scanning it was possible to follow the variation of the surface concentration with increasing of the elements O (1s), C (1s), N (1s) e Cl (2s) confirming surface interaction, despite not being feasible to define what functional groups take place in the interaction. Numerical analysis presents herbicide removal in the order of 10-12% concerning measure performed over a single membrane. Complementary tests of metal removal (Cd) confirmed the advantage of CHI surface in this type of interaction, making evident that composed filtration system could be ideal in the removal of distinct contaminants.

This dissertation introduces a new approach to measure the mechanical properties of soft tissues. A laser-induced microbubble, created by focusing a single nanosecond laser pulse with a custom-made objective lens, was created at desired locations inside a tissue sample. An acoustic radiation force was generated by a low frequency transducer to displace the microbubble. A custom-built high pulse repetition frequency (PRF) ultrasound system, consisting of two 25 MHz single element transducers, was used to track the dynamics of the microbubble. Reconstruction of the mechanical properties at the specific location in a tissue sample was performed using a theoretical model, which calculated the dynamics of a microbubble under an externally applied force in a viscoelastic medium. The theoretical model and the high PRF ultrasound system were successfully validated in both gelatin phantoms and ex vivo bovine crystalline lenses. Age-related sclerosis of the crystalline lenses from bovine was clearly detected, which might be linked to changes in the crystalline. Location-dependent variation explained that the outer cortex and the inner nucleus had different mechanical properties. In the old and young porcine vitreous humors, age-related changes were not found. However, local variations of the mechanical properties were discovered, which may coincide with the different distributions of the molecular compositions. The laser-induced microbubble approach shows potential for future research into the origin of physiological phenomena and the development of inherent disorders in the eye. I hope that further studies – in the development of a more suitable theoretical model for the microbubble dynamics, in extension to in vivo applications, and in defining the relationship of the mechanical properties to molecular components in the eye – may provide a plan for the therapeutic treatment of eye-related diseases. / text

In today’s society large quantities of waste is produced. In Sweden this is reused as fuel for incineration processes where electricity and district heating are generated. However, during this process two hazardous by-products are formed, namely slag and fly ash. These contain relatively high concentrations of heavy metals, which make them harmful to the environment if not taken care of, but also make them valuable resources if the metals could be extracted and reutilized. One possible way to extract metals from the waste products is to use electrochemical methods. In order to implement these techniques on an industrial scale, there are several parameters that have to be considered. One important parameter is the choice of material of the electrode, which needs to have a large surface area, a high chemical inertness and electrical conductivity, and preferably also a reasonable price. A material that fulfills these qualifications is reticulated vitreous carbon (RVC), and therefore the extraction efficiency of this porous material has been evaluated in this thesis. Studies were also performed to evaluate how several other parameters affected the extraction efficiency, since this does not rely on the choice of electrode material alone. The results showed that RVC is suitable as electrode material for efficient metal extraction from fly ash. The most efficient electrode combination was RVC with a pore size of 10 pores per linear inch as working electrode, stainless steel as counter electrode, and Ag/AgCl as reference electrode. Both the amperometric and galvanostatic experiments extracted equal amounts of copper within the same time interval, which means that the choice of using either controlled potential or controlled current for an efficient extraction of copper was not of significant importance. The mass transfer rate for copper was 0.12 mg·h-1·cm-2 in both methods, where an electrolyte of 200 ml was used with an initial copper concentration of 50 mg/l. Regarding stirring of the electrolyte, circulation in the solution is an advantage, but not critical for an efficient reduction. The extraction efficiency for one particular metal did not seem to be affected by the presence of other metals in the electrolyte. It was also shown that a selective extraction of metals was possible by applying different potentials. Lastly, an experiment with fly ash was performed, with the optimal conditions and electrode combination based on the previous experiments. This yielded a mass transfer rate of 0.59 mg·h-1·cm-2 for zinc using an electrolyte of 200 ml, which initially contained 595 mg/l of zinc.