Orientador: Hiroshi Aoyama / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-02T14:51:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Goncalves_MariaAngelica_M.pdf: 9143256 bytes, checksum: aa14d687161f89068c82024fdc8fdc9c (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Quatro isoformas APl, AP2Al, AP2A2 e AP2B da fosfatase ácida (E.C. 3.1.3.2.) de fígado de cação (Rhizoprionodon lalandei) foram detectadas e parcialmente purificadas através de bath em Hidroxiapatita, cromatografias em colunas de SP-Sephadex, DEAE-Sephadex, Sephacryl S200 e Concanavalina A-Sepharose 4B. As isoformas AP2Al, AP2A2 e AP2B foram parcialmente purificadas cerca de 68_ 57 e 34 vezes, com atividades específicas de 5,6_ 4,7 e 2,8 !lmol min-l . mg-l respectivamente. Neste estágio de purificação, estas isoformas mostraram-se altamente instáveis. A isoforma APl foi parcialmente purificada cerca 20 vezes, com atividade específica de 1,66 !lmol min-1. mg-l. A massa molecular relativa da isoforma APl, determinada por HPLC da Shimadzu (coluna Shim pack diol 150), foi de 58 kDa. Esta isoforma mostrou-se mais estável que as isoformas AP2. As propriedades cinéticas da fração APl foram estudadas. A enzima apresentou alta atividade em pH 4,7 - 5,0_ a temperatura ótima obtida foi de 65°C. A hidrólise a 37°C e pH 5,0 foi linear até 45 minutos e a energia de ativação para a hidrólise do pNPP, determinada pela equação de Arrhenius, foi de 39,37 kJ.mor1. Um valor da Km de 0,97 mM foi obtido utilizando-se pnitrofenilfosfato como substrato. Dentre os substratos testados, a isoforma API apresentou maior especificidade pelo PPi. Utilizando-se pNPP como substrato vários compostos foram testados como potenciais inibidores. Molibdato (O,lmM) e NaF (5mM) inibiram 100%, pCMB (lmM) e NaF (1mM) inibiram cerca de 80%, o-vanadato (0,1 mM) e tartarato (5mM) , cerca de 500/0. Baseado no estudo de inibidores a isoforma APl da fosfatase ácida de cação apresenta características mais similares as fosfatases ácidas de Imamíferos de alta massa molecular / Abstract: Four isoforms API, AP2AI, AP2A2 and AP2B of acid phosphatase (E.C. 3.1.3.2.) were detected and partially purified from shark (Rhizoprionodon Ia/andei) liver through bath Hydroxyapatite, cromatography columns of SP-Sephadex, DEAE-Sephadex, Sephacryl S-200 and Concanavalin A-Sepharose 4B.The fractions AP2AI, AP2A2 and AP2B were purified 68.3; 57.3 and 34.2-fold, with specific activities of 5.6; 4.7 and 2.8 Jlmol min-1.mg-l respectively. The fraction APl was partially purified 20-fold, with specific activity of 1,66 Jlmol min-1.mg-l. The relative molecular mass ofthis fraction, determined by HPLC (Shim pack diol 150 column), was 58 kDa. At this stage of purification the fraction APl has shown to be more stable than the isoforms AP2. The kinetic properties of the API fraction were determined using pnitrophenyl phosphate (pNPP) as substrate. High activities were observed at pH around 4.7 - 5.0, and temperature of 65° C, at temperature of 37°C, pH 5.0 the hidrolysis was linear up to 45 minutes. The activation energy value of 39,37 kJ.mor1 for the hidrólysis ofpNPP, was calculated from the Arrhenius equation. An apparent Km value of 0.97 mM was determined for pNPP. From the substrates tested, inorganic pyrophosphate was the best substrate, whit a 5-fold lower Km and 2-fold higher specificity constant, when compared with pNPP. Several compounds were tested as potential inhibitors, with pNPP as substrate. Molybdate (O.lmM) and fluoride (5mM) inhibited 100%; p-CMB (lmM) and NaF (ImM) inhibited about 80%, and o-vanadate (0.1 mM) and tartrate (5mM), about 50%. Based on inhibitors studies the API isoform of acid phosphatase purified from shark liver presents more similar characteristics the fosfatases acid of mammals of high molecular mass / Mestrado / Bioquimica / Mestre em Biologia Funcional e Molecular

Orientadores : Everson Alves Miranda, Gustavo Paim Valença / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-02T16:31:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 HaberPerez_Victor_D.pdf: 3235735 bytes, checksum: c84db1347546f8cb4db20cc0b7e2df85 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: A conversão enzimática de substratos gasosos constitui um avanço recente na engenharia de bioprocessos. Estes sistemas apresentam importantes vantagens quando comparados com os sistemas líquidos (aquosos ou em fase orgânica), as quais incluem condições de transferência de massa mais favoráveis, possibilidade de reciclo do biocatalisador e uma recuperação mais simples dos produtos, entre outras. Algumas das aplicações potencias da biocatálise em fase gasosa incluem a destoxificação de correntes gasosas, o desenvolvimento de biossensores e a síntese de diversos produtos orgânicos incluindo fármacos, fragrâncias e aromas para a indústria de cosméticos e de alimentos. Este trabalho apresenta, os resultados experimentais do estudo cinético da reação de esterificação e hidrólise de acetato de etila em fase gasosa catalisada por dois biocatalisadores: a) Lipase PS (Amano, Japão) imobilizada em suportes de óxidos puros e mistos de Si/Mg com tamanhos de poros controlados e b) Lipozyme IM (Novo Nordisk, Dinamarca). O sistema experimental, operando continuamente em regime diferencial, é constituído por três blocos: 1) bloco de preparação dos substratos, onde é usado He como gás de arraste que gera correntes gasosas em equilíbrio com as fases líquidas; 2) bloco de reação, formado por um reator tubular de vidro; e 3) bloco de aquisição de dados, constituído por um cromatógrafo a gás e um computador, conectados em linha. Variações na quantidade de biocatalisador não mostraram a existência de limitações por transferência de massa para as mesmas condições de reação. Desta forma, a cinética da reação foi estudada em função da concentração de acetato de etila e do teor de água no sistema, mantendose constante a temperatura de reação a 45°C, sendo que o teor de água no sistema mostrou ser um parâmetro importante no processo, conforme relatado na literatura. Foi proposto um mecanismo de reação, cuja equação da taxa avaliada em função da temperatura, para este sistema Bi-Bi, permitiu estimar a energia de ativação como sendo 24,8 kJ/kmol. A ordem de reação global caracterizada como de primeira ordem mostrou uma dependência de primeira ordem em relação às concentrações dos substratos. Finalmente, são discutidos os resultados do efeito do comprimento das cadeias do substrato sobre o desempenho da reação a partir da hidrólise do acetato de etila e butila / Abstract: Enzymes supported in a solid phase catalyzing reactions with substrates and products in gaseous phase constitute a recent progress in the biotechnology. It has technological applications that include: toxic gas remediation, biosensors and synthesis of pharmaceutical, fragrances and aromas for the food industry and cosmetics. This work presents, the experimental results of the kinetic study of the esterification and hydrolysis reactions of ethyl acetate in gaseous phase catalyzed by two biocatalysts: the) Lipase PS (Amano, Japan) immobilized in supports of pure and mixed oxides of Si/Mg with controlled pore and b) Lipozyme 1M (Novo Nordisk, Denmark). The experimental system is formed by three blocks: the first is responsible for the preparation of the substrates in gaseous phase, considering that a carrier gas, after bubbling in a substrate, is in equilibrium with the liquid phase, and so the partial pressure of the substrate in the gas leaving the saturation flask is equal to the vapor pressure corresponding to the bubble point pressure above the pure compound. The second is the reaction block and the last block is formed by the gas chromatography and acquisition of data systems on-line connected. Variations in the amount of biocatalyst did not show the existence of limitations for mass transfer for the same reaction conditions. This way, the reaction kinetics was studied as a function of the ethyl acetate and water concentration with a constant reaction temperature of the 45°C. The water showed to be an important parameter in the process, as reported in the literature. A reaction mechanism Bi-Bi was proposed. The activation energy as being 24,8 kJ/kmol was calculated. The order of global reaction (determined as 1) showed a dependence of first order in relation to the substrate concentrations. Finally, the results of the effect of the length of the chains of the substrate in the hydrolysis reactions of the ethyl and butyl acetate are discussed. / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Biotecnologicos / Doutor em Engenharia Química

Orientadores: Graciliano de Oliveira Neto, Lauro Tatsuo Kubota / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-25T07:40:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RoverJunior_Laercio_D.pdf: 3024594 bytes, checksum: 130d8e93666adacafebc78e6202f2d96 (MD5) Previous issue date: 1999 / Doutorado

Orientador: Hiroshi Aoyama / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-07-23T19:18:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Juca_MarilenaBezerra_D.pdf: 9583247 bytes, checksum: 3c650d200ba2b5d69b14e0c0c77e75a9 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: O bloqueio da replicação retroviral é realizado principalmente através da inibição da transcriptase reversa. Novobiocina, brometo de etídeo, tetrametil brometo de etídeo, os alcalóides metoximetilvoacalotina, laurifolina e erisodina e o composto platínico Pt(BCP)(CBDCA) inibiram a atividade DNA polimerase da transcriptase reversa de vírus de mieloblastose de aves (TR de AMV). Independentemente da matriz utilizada: DNA ativado, poli(rA)(dT)12 e poli(rC)(dG), 0,5 mM de novobiocina inibiu 50% da atividade enzimática (IC50). O valor de IC50 para DNA polimerase a era o mesmo obtido para transcriptase reversa, significando que a droga não era específica para a enzima viral. A inibição por brometo de etídeo dependia do grupo substituinte na posição 2' do açúcar, onde a substituição de OH por Fluor no derivado poliadenílico como matriz, tornava a reação catalisada por transcriptase reversa menos susceptível à ação deste inibidor. Este padrão de inibição também foi observado com o composto platínico Pt(BCP)(CBDCA). Tanto para brometo de etídeo quanto para o seu análogo tetrametil brometo de etídeo, inibições mais eficientes foram obtidas quando se utilizou análogos de poli(rA)(dT)12 como matrizes. A eficiência da inibição pelos derivados etídeos era dependente da matriz poli(rA)(dT)12, poli(dAFI)(dT)12, poli(Am)(dT)12, poli(dA)(dT)12 e do cátion divalente (Mg2+, Mn2+, C02+) utilizado. O efeito inibitório do alcalóide metoximetilvoacalotina foi alterado pela natureza da matriz-iniciador tendo-se obtido os seguintes valores de IC50, 5,0; 3,5 e 1,0 mM para poli(rA)(dT)12, DNA ativado e poli(rC)(dG)12, respectivamente. O alcalóide laurifolina inibiu consideravelmente a TR de AMV mas não houve alterações significativas quando a matriz-iniciador poli(rA)(dT)12 foi substituida por poli(dAFI)(dT)12 como também quando Mg2+ foi substituido por Mn2+. Laurifolina é um inibidor não competitivo e, provavelmente, liga-se à enzima com alta afinidade (Ki = 0,66 µM). Laurifolina é, portanto, um efetivo inibidor da TR de AMV e um promissor agente antiretroviral. O alcalóide erisodina apresentou uma inibição mais apreciável na reação de TR dirigida por poli(rA)(dT)12. DMSO ativou a TR de AMV até a concentração de 4%. A maiores concentrações, este solvente inibiu a enzima em presença de poli(rA)(dT)12 e DNA ativado. Com poli(dAFI)(dT)12 esta ativação alcançou um máximo à 20% de DMSO, inibindo a maiores concentrações. O efeito ativador do DMSO pode estar relacionado com o decréscimo do valor de Km de 9,1µg/mI na ausência do solvente para 3,3 µg/rnl na presença do solvente. DMSO não protegeu a TR da inativação durante quatro horas a 0°C. Oito compostos platínicos foram anaIizados. Pt(BCP)(CBDCA) inibiu consideravelmente a enzima tendo discriminado a atividade DNA polimerase RNA-dependente (RDDP) da atividade DNA polimerase DNA-dependente (DDDP). Análises cinéticas revelaram que o tipo de inibição da TR de AMV para os compostos estudados era não competitiva, com exceção do alcalóide erisodina e do composto platínico Pt(BCP)(CBDCA) que apresentaram uma inibição competitiva em relação a poli(rA)(dT)12 e dTTP, respectivamente / Abstract: The blockage of retroviral replication is performed mainly through the reverse transcriptase inhibition. Novobiocin, ethidium bromide, tetramethyl ethidium bromide, the alkaloids methoxymethylvoachalotine, laurifoline, erisodine, and the platinum compound Pt(BCP)(CBDCA) inhibited the DNA polymerase activity of avian myeloblastosis virus reverse transcriptase (AMV RT). lndependently ofthe template used: activated DNA, poly(rA)(dT)12 and poly(rC)(dG)12, 0.5 mM novobiocin inhibited 50% of the enzyme activity (IC50). This drug was not specific for the viral enzyme since the IC50 value for DNA polymerase a was similar to that obtained for reverse transcriptase. The inhibition ofRT by ethidium bromide depended on the 2' -substituent in the sugar moiety, where the substitution of OR by fluorine on the template polyadenilic acid (poly A), became the reaction catalyzed by reverse transcriptase less sensitive to the action of this inhibitor. A similar pattem of the inhibition also was observed with the platinum compound Pt(BCP)(CBDCA). Ethidium bromide and its analog tetramethyl ethidium bromide more efficiently inhibited the reaction, when poly(A) analogs were used as templates. The efficiency of inhibition for the ethidium derivates was dependent on the templates poly(rA)(dT)12, poly(dAFI)(dT)12, poly(Am)(dT)12, poly(dA)(dT)12 and on the divalent cations (Mg2+, Mn2+, Co2+) utilized. The inhibitory effect by the alkaloid methoxymethylvoachalotine was also template-primer dependent and the following IC50 values were obtained: 5.0; 3.5 and 1.0 mM for poly(rA)(dT)12, activated DNA and poly(rC)(dG)12, respectively. The alkaloid laurifoline considerably inhibited the AMV RT but there were no significative differences when the template-primer poly(rA)(dT)12 was substituted for poly(dAFl)(dT)12 and when Mg2+ was substituted for Mn2+. Laurifoline was a non-competitive inhibitor and, probably binds to the enzyme with high affinity (Ki = 0.66 µM). Therefore, laurifoline, an effective inhibitor for the AMV R T, could be a promising antiretroviral agent. The aIkaloid erisodine showed a more appreciable inhibition on the poly(rA)(dT)12-directed RT reaction. DMSO activated the AMV RT at concentrations up to 4%. At higher concentrations, this solvent inhibited the enzyme in the presence of poly(rA)(dT)12 or activated DNA. With poly(dAFl)(dT)12 this activation reached a maximum at 20% DMSO, inhibiting at higher concentrations. The activator effect of DMSO could be related to a decrease in the Km value from 9.1µg/mI in the absence to 3.3 in the presence of the solvent. DMSO did not protect the RT from inactivation, during four hours, at 0°C. From eight platinum compounds analyzed, Pt(BCP)(CBDCA) considerably inhibited the enzyme activity, discriminating the RNA- from the DNA-dependent DNA polymerase activities. Kinetic analysis reveled that, with the exception of the alkaloid erisodine and the platinum compound Pt(BCP)(CBDCA) that presented competitive inhibitions relation to poly(rA)(dT)12 and dTTP, respectively, the inhibitions of the AMV RT by the other compounds studied in this work were of the non-competitive type / Doutorado / Bioquimica / Doutor em Ciências Biológicas

Orientador: Hiroshi Aoyama / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-07-20T12:05:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferreira_CarmenVerissima_M.pdf: 6901592 bytes, checksum: ae281be837b3a7c042cf49f019d3a59e (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: Quatro frações contendo atividade fosfatásica ácida (AP1, AP2, AP3A e AP3B) foram detectadas e purificadas à partir do extrato solúvel de sementes de soja quiescentes através da precipitação com sulfato de amônio e acetona e cromatografias de troca iônica, filtração em gel e afinidade. Em coluna de SP-Sephadex a fração APl foi eluída com o tampão de equilíbrio (tampão acetato 0,01 M, pH 5,0), enquanto as frações AP2 e AP3 foram eluídas com 0,05 e 0,3 M de fosfato, respectivamente. As frações AP3A e AP3B foram obtidas da fração AP3 aplicada em coluna de DEAE-Sephadex. A atividade enzimática foi determinada utilizando p-NPP como substrato em tampão acetato 100 mM, pH 5,0, a 37°C. Atividades específicas de 50, 10, 0,84 e 2 'um¿ .min-1.mg-1 foram obtidas para Apl (purificação de 910 vezes), AP2 (180 vezes), AP3A (16 vezes), e AP3B (36 vezes), respectivamente. Massas moleculares relativas de 51.000, 58.000, 52.000 e 30.000 foram determinadas para APl, AP2, AP3A e AP3B, respectivamente, através de filtração em gel na coluna SW 300 (Waters Protein Glass) acoplada a um sistema de LC. Das 4 frações, somente a APl se ligou à coluna de conA-Sepharose, embora provavelmente as outras frações também tenham carboidratos em suas estruturas. O perfil de eluição nas cromatografias de troca iônica mostrou que as 4 frações apresentavam pI diferentes. Após a purificação, foram realizados estudos cinéticos para as 4 frações de fosfatases ácidas. A fração APl apresentou uma alta atividade em pH 4,5-6,0, enquanto para as outras frações, a faixa de pH ótimo foi 5,0-6,5. APl e AP2 exibiram maior especificidade pelo substrato do que AP3A e AP3B. Os valores de Km foram determinados para p-NPP, Tyr-P e PPi, em pH 5,0 a 37°C. As fosfatases ácidas apresentaram os seguintes valores de Km: APl (p-NPP - 0,49, PPi - 0,51 e Tyr-P - 1,14 mM); AP2 (p-NPP - 0,38, PPi - 1,33 e Tyr-P - 1,14 mM); AP3A (p- NPP - 0,20, PPi - 0,16 e Tyr-P - 0,19 mM) e AP3B (p-NPP - 0,086, PPi - 0,17 e Tyr-P - 0,17 mM). A atividade das 4 frações não foi afetada na presença de EDTA, DTT, GSH e 2-mercaptoetanol. O fosfato, fluoreto, vanadato, molibdato e os cátions CU2+e Zn2+,inibiram as 4 frações, quando se utilizou o p-NPP como substrato. Ao contrário de outras fosfatases ácidas de planta, as 4 frações apresentaram alta atividade em temperatura acima de 80°C, durante 10 minutos de incubação. No entanto, quando as mesmas foram pré-incubadas a 80°C houve perda da atividade após 5 min., indicando portanto que a presença do substrato é importante para a manutenção da atividade nesta temperatura. Nenhuma das frações catalizou a reação de transfosforilação, uma vez que na presença de aceptores de fosfato (glicerol, metanol e etanol) não ocorreu aumento da atividade enzimática. Os resultados obtidos mostram que as 4 frações não apresentaram diferenças significativas em suas propriedades cinéticas / Abstract: Four fractions of acid phosphatase (API, AP2, AP3A,and AP3B) have been detected and purified from soybean seeds soluble extract through ammonium sulfate and acetone precipitations, and ion exchange, gel filtration and concanavalin Asepharose chromatographies. API was eluted with equilibrium buffer, while AP2 and AP3 were eluted with 0.05 and 0.3 M inorganic phosphate, respectively, from SP-Sephadex column, AP3A and AP3B were the enzymatic fractions originated from AP3 applied on the DEAE-Sephadex column. The enzyme activity was determined using p-nitrophenylphosphate as substrate in 100mM acetate buffer, pH 5, at 37°C. Specific activity values of 50, 10, 0.84 and 2 Umol.min-1.mg-w1 ere obtained for API (910-fold purification), AP2 (180-fold), AP3A (16-fold), and AP3B (36-fold), respectively.The relative molecular mass of API, AP2, AP3A and AP3B were determined by 300 SW Waters Protein Glass column, were found to be 51,000, 58,000, 52,000 and 30,000, respectively. The four acid phosphatase forms purified seemed to be glycoproteins, however, only AP1 could bind to concanavalina A Sepharose. Ion exchange chromatography elution pattems showed that soybean seed acid phosphatases essentially differed in relation to their isoelectric point. The kinetic properties of the four fractions of soybean seeds acid phosphatases were studied. API presented a high activity at pH 4.5-6.0, while for the other fractions the optimum pH range was 5.0-6.5. API and AP2 exhibited higher substrate specificity than AP3A and AP3B. The Km values were determined for p-nitrophenylphosphate, tyrosinephosphate and inorganic pyrophosphate, at pH 5.0 and 37°C. The acid phosphatases presented the following apparent Km values: API (pNPP -0.49, PPi -0.51 and TyrP - 1.14mM);AP2 (pNPP- 0.38, PPi - 1.33 and TyrP - 1.14 mM); AP3A (pNPP - 0.20, PPi - 0.16 and TyrP - 0.19 mM) and AP3B (pNPP - 0.086, PPi - 0.17 and TyrP - 0.17 mM). Using pNPP as substrate, no effect was observed in the acid phosphatases activity in the presence of EDTA, dithiothreitol, glutathione and 2-mercaptoethanol. The four fractions were inhibited by inorganic phosphate, fluoride, vanadate, molybdate, CU2+and Zn2+.In contrast to other plant acid phosphatases alI the soybean seeds enzymatic forms presented high activities above 80°C, during 10 min incubation. However the enzymes were inactivated after 5 min when pre-incubated at 80°C in the absence of substrate. The soybean seeds acid phosphatases did not catalyze the transphosphorylation reaction since no stimulation was observed with inorganic phosphate acceptors (glycerol, methanol and ethanol). Our results showed that no significative differences could be observed on the kinetic properties for the four soybean seed acid phosphatase fractions / Mestrado / Bioquimica / Mestre em Ciências Biológicas

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2012-10-23T11:25:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 250557.pdf: 2529215 bytes, checksum: 07e5245dcc3822521ca9db4e497d200f (MD5) / No presente trabalho é apresentado um procedimento de derivação formal e sistemática de um conjunto de equações diferenciais, no espaço (x, t), a partir da equação de transporte de Boltzmann, no espaço (x, c, t), cujas equações de transferência representam adequadamente a termo-hidrodinâmica de um fluido compressível. Para este propósito, a função distribuição de partículas foi expandida numa base do espaço de Hilbert, formada pelos polinômios tensoriais de Hermite, na velocidade molecular c, cuja função peso pode ser identificada como uma distribuição Maxwelliana global. A ordem de truncamento desta série é aquela requerida para obter as equações de Navier-Stokes-Fourier, através da análise assintótica de Chapman-Enskog. O espaço de velocidades foi discretizado de forma a garantir que os momentos da aproximação à função distribuição sejam representados exatamente através de uma fórmula de integração por quadratura. Soluções para o problema de quadratura em duas e três dimensões, para várias ordens de aproximação, são apresentadas e discutidas, principalmente a relação entre as soluções formadas por redes cartesianas regulares e o método da equação de Boltzmann para gases em rede (LBM). A solução temporal explícita do conjunto de equações diferenciais parciais resultante, nas funções fi(x, t), foi abordada pelo método das diferenças finitas. O método desenvolvido permite o tratamento consistente das equações hidrodinâmicas em misturas de gases com campos de temperatura não-homogêneos e cujos componentes possuem massas moleculares diferentes. O procedimento proposto foi verificado pela implementação de um modelo BGK para gases simples e misturas binárias, com um e três parâmetros de relaxação, respectivamente. Uma análise de Chapman-Enskog dos modelos implementados foi desenvolvida para obter as formas explícitas do fluxo mássico difusivo, o tensor pressão e o fluxo de calor, e os coeficientes de transporte: coeficiente de difusão binário, viscosidade dinâmica e condutividade térmica. Estes resultados foram comparados satisfatoriamente com soluções analíticas da equação de advecção-difusão com diversas condições iniciais. In this work is shown a formal and systematic derivation procedure of a set of differential equations, in space (x, t), from the Boltzmann transport equation, in space (x, c, t), which transfer equations represent properly the thermo-hydrodynamics of a compressible fluid. For this purpose, the particle distribution function was expanded in a base of the Hilbert space of functions, spanned by the Hermite polynomial tensors of the molecular velocity c, which weight function can be identified as a global Maxwellian distribution function. The truncation order of this series is the one required to obtain the Navier-Stokes-Fourier equations, through the asymptotic Chapman-Enskog analysis. The velocity space was driscretized in order to guarantee that the moments of the approximation to the distribution function can be accurately represented by a quadrature formula. Solutions to the quadrature problem in two and three dimensions, for several approximation orders, were shown and discussed, mainly the relation between the regular cartesian solutions and the Lattice Boltzmann Method (LBM). The solution of the resulting set of partial differential equations of fi(x, t) was accomplished by explicit finite difference method. The method allows for a consistent treatment of the hydrodynamics equations of mixtures of gases with non-homogeneous temperature fields and with different molecular mass components. The procedure was verified by the implementation of a BGK model for simple gases and binary mixtures of gases, with one and three relaxation parameters, respectively. A Chapman-Enskog analysis of the implemented models was developed to obtain the explicit forms of the diffusive mass flux, the pressure tensor and the heat flux, and the transport coefficients: binary diffusion coefficient, viscosity and thermal conductivity. These results were compared satisfactorily against analytical solutions of the advection-diffusion equation with several initial conditions.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. / Made available in DSpace on 2012-10-23T17:07:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 262420.pdf: 1718035 bytes, checksum: d9ed604ee2054a64bdaf020c71ef2b81 (MD5) / A ocorrência de fármacos no meio ambiente tem se tornado um assunto de interesse nos últimos anos. Grande número desses compostos têm sido detectados em efluentes de estações de tratamento de esgoto (ETEs) municipais, águas superficiais e, menos frequentemente, em águas subterrâneas e água potável em todo o mundo. Alguns dos efeitos adversos causados por fármacos incluem toxicidade aquática, desenvolvimento de resistência em bactérias patogênicas, genotoxicidade, e desregulação endócrina. Diferentes fontes podem ser indicadas para explicar o aparecimento de fármacos no ambiente aquático. Atualmente, é amplamente reconhecido que a principal fonte de poluição são os efluentes de ETEs. Portanto, o descarte de resíduos farmacêuticos nos efluentes de ETEs deve ser minimizado o máximo possível. A remoção de poluentes orgânicos recalcitrantes como fármacos na água e em efluentes pode ser obtida utilizando tecnologias avançadas de tratamento, tais como bioreatores com membranas (BRMs), processos oxidativos avançados (POAs) e adsorção em carvão ativado. O objetivo deste trabalho é avaliar a eficiência de remoção de fármacos por meio de BRMs de ultrafiltração, POAs e adsorção em carvão ativado, identificar metabólitos ou produtos de degradação de fármacos originados durante os tratamentos bem como realizar um estudo cinético de degradação desses compostos. Os fármacos usados neste estudo, três antiinflamatórios não-esteroidais (AINEs) (acetaminofeno, cetoprofeno e naproxeno) e três antibióticos (roxitromicina, sulfametoxazol e trimetoprima), foram adquiridos da Sigma-Aldrich. A primeira etapa do trabalho consistiu em utilizar dois BRMs, com idade de lodo de 15 (BRM-15) e 30 (BRM-30) dias, para avaliar a degradação dos fármacos adicionados no efluente proveniente do tanque de equalização da estação de tratamento de esgoto doméstico (ETE) da cidade de Aachen (Alemanha), que servia de alimentação para os BRMs. Os fármacos foram adicionados diariamente numa concentração de 50 µg/L/d em cada BRM, durante aproximadamente quatro semanas. Em uma segunda etapa de trabalho, compostos farmacêuticos dissolvidos em água Milli-Q ou no permeado dos BRMs a uma concentração de 100 µg/L foram tratados por POAs. Os tratamentos por meio de POAs (radiação UV, O3, H2O2/UV, Fenton e foto-Fenton) foram realizados em um reator cilíndrico de vidro (500 mL) ao longo de 30 minutos. A radiação UV foi proporcionada por uma lâmpada a vapor de mercúrio de média pressão de 15 W. A agitação do sistema foi proporcionada pelo uso de um agitador magnético. Sulfato ferroso heptahidratado foi utilizado como fonte de íons de ferro para o processo Fenton e foto-Fenton. A determinação e a quantificação dos fármacos e seus metabólitos, presentes no permeado dos BRMs, e dos produtos de degradação, originados durante o tratamento por POAs, foram realizadas por meio de um sistema de cromatografia líquida acoplado a um sistema de espectrometria de massa (LC-MS) e espectrometria tandem de massa (LC-MSn), aplicando ionização por electrospray nos modos positivo (IES(+)) (para acetaminofeno, roxitromicina, sulfametoxazol e trimetoprima) e negativo (IES(-)) (para cetoprofeno e naproxeno). Em uma terceira etapa de trabalho, avaliou-se a eficiência de remoção dos fármacos em solução aquosa por meio de adsorção em carvão ativado. Soluções aquosas de fármacos (300 mL) com diferentes concentrações iniciais (1-10 mg/L) foram colocadas em contato com diferentes dosagens de carvão ativado (1; 1,5; 2; 2,5, 3 g/L) por 6h a 25oC, e a concentração dos fármacos foi determinada usando um espectrofotômetro UV-vis. Com relação aos resultados obtidos por meio do tratamento por BRMs, observou-se que os AINEs foram removidos com maior eficiência do que os antibióticos para ambos os BRMs e quando se comparou a eficiência de remoção média entre os dois BRMs, observou-se que o BRM-30 apresentou uma eficiência de remoção maior para todos os compostos em relação ao BRM-15. Metabólitos de acetaminofeno, cetoprofeno e naproxeno foram identificados no permeado de ambos os BRMs. Com relação aos resultados obtidos pelo tratamento utilizando POAs, os compostos cetoprofeno e sulfametoxazol mostraram-se bastante sensíveis à radiação UV. Apesar do tratamento com O3 ter apresentado as maiores eficiências de remoção, não se pôde concluir que foi o melhor tratamento, uma vez que apresentou produtos de degradação desconhecidos cuja polaridade e toxicidade não foram avaliadas. Com relação aos resultados obtidos por adsorção em carvão ativado, observou-se uma eficiência de remoção maior do que 90% para todos os compostos. A adsorção dos compostos alcançou estado de equilíbrio após 6h e foi descrita por meio do uso de isotermas lineares. A cinética de adsorção dos fármacos foi discutida usando 3 modelos cinéticos e verificou-se que o modelo cinético de pseudo-segunda ordem pode descrever a adsorção dos fármacos sobre o carvão ativado.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2012-10-24T03:25:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 262599.pdf: 1566052 bytes, checksum: 9b0dda2011d6a39a2c81e22dcedadb11 (MD5) / A polimerização em semi-suspensão é um processo realizado em duas etapas: no primeiro estágio é realizada uma pré-polimerização em massa e no segundo, a reação prossegue como uma suspensão convencional. Esse processo em relação à polimerização em suspensão convencional permite um melhor controle da distribuição do tamanho de partículas (DTP) além de produzir polímeros com baixa dispersão de tamanho. Dessa forma, no momento do estabelecimento da suspensão, quanto maior a viscosidade da mistura, maiores serão os tamanhos das gotas, pois a energia necessária para promover o quebramento e dispersão em diâmetros menores deve ser grande o suficiente para vencer as forças viscosas. Portanto, como a freqüência de agitação é mantida constante, a quantidade de energia necessária para promover o quebramento não é suprida pelo sistema. A DTP do polímero influencia diretamente na aplicação do produto final. Partículas com tamanho muito pequeno influenciam a classificação granulométrica, contaminam a atmosfera do ambiente fabril e geralmente possuem baixo valor comercial, principalmente no caso da produção de poliestireno expansível (EPS). As partículas que possuem diâmetro acima de um determinado tamanho causam problemas na transformação e nas propriedades mecânicas do produto final. Neste trabalho foram realizadas polimerizações em semi-suspensão ex situ e in situ do estireno para avaliar a influência do tempo de pré-polimerização e a concentração do agente estabilizante sobre a DTP. Paralelamente, a caracterização do polímero (determinação da conversão, massa molar e a morfologia) foi realizada visando avaliar a influência do período de pré-polimerização nas propriedades finais do material. Os resultados obtidos mostraram que a semi-suspensão possibilita estreitar a DTP e adequá-la à faixa de aplicação, sem alterar as características do polímero final. Adicionalmente, a modelagem matemática foi realizada com o objetivo de estimar o comportamento cinético da polimerização via radicais livres do estireno e descrever a DTP, sendo que mostrou boa concordância com os dados experimentais.

Orientador: Raghuvir Krishnaswamy Arni / Banca: José Geraldo da Cruz Pradella / Banca: Roberto Ruller / Banca: Eleni Gomes / Banca: Roberto da Silva / Resumo: Neste trabalho foram estudados os sistemas enzimáticos hidrolítico e oxidativo do ascomiceto termotolerante Myceliophthora thermophila M.7.7. Seis diferentes secretomas foram avaliados por espectroscopia de massas que identificou o total de 187 proteínas confirmando a presença do clássico sistema enzimático hidrólitico revelando também a produção de enzimas do sistema oxidativo de degradação. As enzimas mais abundantes foram celobiose desidrogenase e glicosídeo hidrolase família 7 secretadas principalmente nos bagaços de cana-de-açúcar in natura e explodido a vapor. A abundante produção de glicosídeo hidrolases foi identificada quando polissacarídeos de hemiceluloses foram a fonte de carbono empregada, mostrando que o produção de enzimas é substrato específica. O isolamento, a caracterização bioquímica e o estudo cinético enzimático de uma β-glicosidase do M. thermophila M.7.7. também foram realizados. A β-glicosidase purificada apresentou excelentes parâmetros para sua aplicabilidade como enzima suplementar a coquetéis enzimáticos ou até mesmo sua clonagem e expressão em organismos deficientes em β-glicosidase. Experimentos de hidrolíse enzimática também foram executados empregando o extrato bruto de M. thermophila, que resultou em uma conversão de 21% em bagaço in natura e 16% em celulose comercial mesmo com baixa carga de proteínas, indicando maior especificidade e sinergia do complexo enzimático à polímeros de celulose com maior índice de cristalinidade e grau de polimerização em sua estrutura / Abstract: In terms of the here presented PhD research project the hydrolytic and oxidative enzymatic properties from the ascomycota and themotolerant fungae Myceliophthora thermophila M.7.7. were investigated in detail. Six different secretomes were analysed by mass spectroscopy and 187 proteins were identified. Within these proteins beside already known and expected enzymes also several oxidative active enzymes were confirmed. Enzymes belonging to the cellobiose dehydrogenase and glycoside hydrolase family 7 were most abundant, when in natura and steam exploded sugar cane bagasses were used as carbon source. Particular a high abundance of glycoside hydrolases was identified when a mixture of hemicelluloses was applied as sole carbon source. In this case the secretome analysis showed a substrate-specific secretion for this fungae. The isolation, purification and characterization of a β-glycosidase from M. thermophila M.7.7. showed and confirmed excellent enzymatic charateristics and parameters for future potential applications as a supplemental enzyme in enzyme cocktails, or implimanting by molecular biology in organisms deficient in β-glucosidase. Even at low protein concentration the enzymatic hydrolysis, utilizing the crude extract, resulted in a conversion of approx. 21% in natura bagasse and approx. 16% in commercial cellulose, indicating a high specificity and synergy of the enzyme complex to cellulose polymers with a higher degree of polymerization and crystallinity index in its structure / Doutor

Orientador: Aguinaldo Robinson de Souza / Banca: Wilson Massashiro Yonezawa / Banca: Marcelo Maia Cirino / Resumo: As dificuldades nas abordagens de conceitos relacionados à físico-química, bem como o interesse dos jovens por novas mídias foram os principais fatores que motivaram o presente trabalho. Realizamos um estudo sobre a utilização de analogias e sua função facilitadora para o ensino-aprendizagemde conceitos químicos. Assim, foi planejado um jogo que funciona como uma analogia envolvendo conceitos téoricos sobre o movimento de partículas e o modelo cinético dos gases. A construção do jogo foi feita através do Game Editor, um software voltado especificamente para esse fim, seguindo conceitos de design de jogos, de modo a se tornar uma mídia interessante e atrativa. O percurso de elaboração do jogo também foi um dos objetos de análise desse trabalho / Abstract: The difficulties in approach of concepts related to physical chemistry as well as young people's interest for new media were the main factors that motivated this dissertation. We conducted a study on the use of analogies and its facilitator role in the process of teaching and learning chemistry concepts. Thus, a game was designed, which works as an analogy involving theoretical concepts about motion of particles and about the kinetic model of gases. The construction of the game was made using Game Editor, a software designed specifically for this purpose, and was based on game design concepts, in order to become an interesting and attractive media. The game development path was also one object of analysis in this work / Mestre