In this thesis, we investigate the electronic structure and transport properties of topologically trivial and non-trivial cylindrical quantum dots (QDs) defined by further confining InAs1-xBix/AlSb quantum wells (QWs). First we predict that common III-V InAs0.85Bi0.15/AlSb QWs can become 2D topological insulators (TIs) for well thicknesses dc > 6.9 nm with a topologically non-trivial gap of about 30 meV (> kBT), which can enable room temperature TI applications. Furthermore, we investigate the cylindrical QDs defined from these Bi-based wells by additional confinement, both in the topologically trivial (d < dc) and non-trivial (d > dc) regimes. Surprisingly, we find that topologically trivial and non-trivial QDs have similar transport properties in stark contrast with their 2D counterparts (i.e., a strip). More specifically, through detailed calculations, which involve an analytical solution of the quantum-dot eigenvalue problem, we demonstrate that both trivial and non-trivial cylindrical QDs possess edge-like states, i.e., helical spin-angular-momentum-locked quantum states protected against non-magnetic elastic scattering. Interestingly, our trivial QDs exhibit these geometrically robust helical states, similarly to topologically non-trivial QDs, over a wide range of system parameters (e.g., dot radius). We also calculate the circulating currents for the topologically trivial and non-trivial QDs and find no substantial differences. However, we note that ordinary III-V or II-VI cylindrical QDs (i.e., QDs not formed from a BHZ model + confinement) do not feature robust edge-like helical states. We further consider topologically trivial and non-trivial QDs with four edge-like states and calculate their two-terminal conductance G via a standard Green-function approach. For both trivial and non-trivial QDs we find that G shows a double-peak resonance at 2e2/h as a function of the dot radius R and gate voltage Vg controlling the dot energy levels. On the other hand, both trivial and non-trivial QDs can have edge-like and bulk state Kramers pairs coexisting at the same energy within the bulk part of their discrete spectra. In this case, G displays a single-peak resonance at 2e2/h as the four levels (two edge states and two bulk states now) become degenerate at some particular parameter values R = Rc and Vg = Vgc for both topologically trivial and non-trivial QDs. We also extend our investigation to HgTe-based QDs and find similar results. / Nesta tese investigamos a estrutura eletrônica e as propriedades de transporte de pontos quânticos cilíndricos topologicamente triviais e não-triviais, definidos por confinamento de poços quânticos (QWs) InAs1-xBix/AlSb. Primeiramente, nós prevemos que os QWs usuais baseados em InAs1-xBix/AlSb podem se tornar isolantes topológicos 2D para largura de poço dc > 6.9 nm, com um gap topologicamente não-trivial de aproximadamente 30 meV (> kBT), o que pode permitir aplicações em temperatura ambiente. Além disso, investigamos pontos quânticos cilíndricos definidos a partir de confinamento desses poços contendo Bi, em ambos os regimes trivial (d < dc) e não-trivial (d > dc). Surpreendentemente, descobrimos que os pontos quânticos topologicamente triviais e não triviais têm propriedades de transporte semelhantes, um resultado em grande contraste com as suas versões semiinfinitas, como por exemplo uma fita. Mais especificamente, através de cálculos detalhados, que envolvem uma solução analítica do problema de autovalores dos pontos quânticos, demonstramos que pontos quânticos cilíndricos triviais e não-triviais possuem estados de borda semelhantes, isto é, estados quânticos helicoidais protegidos contra espalhamento elástico não magnético. Curiosamente, nossos pontos quânticos triviais exibem estados helicoidais geometricamente robustos, similarmente aos pontos quânticos topologicamente não-triviais, em uma ampla faixa de parâmetros do sistema, como por exemplo, o raio do ponto quântico. Nós também calculamos as correntes circulantes para os pontos quânticos topologicamente triviais e não-triviais e não encontramos diferenças substanciais entre elas. No entanto, notamos que os pontos quânticos cilíndricos feitos de materiais ordinários III-V ou II-VI (isto é, pontos quânticos não descritos pelo Hamiltoniano BHZ com confinamento) não apresentam estados helicoidais robustos. Consideramos ainda pontos quânticos triviais e não-triviais com quatro estados de borda e calculamos sua condutância entre dois terminais G através de uma abordagem padrão das funções de Green. Para os pontos quânticos triviais e não-triviais, encontramos que G mostra uma ressonância de pico duplo em 2e2/h como função do raio do ponto quantico R e da tensão Vg que controla os níveis de energia do ponto quântico. Por outro lado, tanto os pontos quânticos triviais como os não-triviais podem ter pares de Kramers localizados na borda (edge) e em todo seu volume (bulk) coexistindo em uma mesma janela de energia na região dos estados de valência. Nesse caso, G exibe uma ressonância de pico único em 2e2/h, já que os quatro níveis (dois estados de borda e dois estados de volume bulk) se tornam degenerados para alguns valores de parâmetros particulares R = Rc and Vg = Vgc, em pontos quânticos topologicamente triviais e não triviais. Nós também estendemos nossa investigação para os pontos quanticos de HgTe onde encontramos resultados similares.

A Fibrose Cística (FC) é a doença autossômica recessiva mais freqüente em caucasianos e está associada, em seu amplo espectro de apresentação clínica, a mais de 1500 mutações no gene CFTR (Cystic Fibrosis Transmembrane conductance regulator). O papel de CFTR é especialmente relevante no desenvolvimento da porção reprodutiva dos ductos mesonéfricos. Em 98% dos pacientes masculinos portadores da FC, mutações em CFTR são responsáveis pela ausência bilateral congênita dos ductos deferentes (CBAVD), associada à anomalias variáveis das vesículas seminais, ductos ejaculatórios e da porção distal dos epidídimos. A ausência uni ou bilateral congênita dos ductos deferentes (CAVD), na ausência de outros sinais clínicos de FC, é conhecida causa de infertilidade masculina, presente em 1%-2% de todos os homens inférteis, e em cerca de 10% dos azoospérmicos. A reprodução assistida utilizando a injeção intracitoplasmática de espermatozóides (ICSI) obtidos preferencialmente por aspiração microcirurgica de espermatozóides do epidídimo (MESA) permite a paternidade biológica a esses pacientes. Em função da alta morbi-mortalidade da FC e da alta freqüência de portadores assintomáticos, estimada em 1:25, é recomendável que seja realizado teste para identificação de mutações em CFTR em todos os pacientes com CAVD antes de serem submetidos à ICSI. Em populações de etnia homogênea, a mutação F508 é identificada em 90% dos pacientes com FC e em 70% a 85% dos pacientes com CAVD. No Brasil, onde diferenças étnicas refletem a heterogeneidade genética, a freqüência da mutação F508 varia entre 23% e 50% em paciente com FC indicando que outras mutações devam estar envolvidas. Este dado levou ao estudo completo do gene CFTR de 20 homens inférteis com CAVD visando a identificação das mutações mais prevalentes em nossa população. Foram identificadas mutações em 17 pacientes (85%): três DF508 representando 15% (3/20), uma G542X, uma 875+1G>A e 4 mutações ainda não descritas na literatura, a S753R, G149W identificada em dois irmãos, V580F e a 712-1G>T. A variação no trato polipirimidínico em IVS8 (alelo 5T), seja como segunda mutação ou presente em homozigose, está diretamente relacionada com a CAVD, com freqüências em população caucasiana masculina infértil variando entre 21% e 30%. No presente estudo, 15 (15/20=75%) pacientes apresentaram o alelo a variante alélica 5T sendo que em 8 pacientes essa variante alélica foi identificada em heterozigose composta com outra mutação. Anomalias renais foram identificadas em 6 pacientes, todos com CBAVD. O presente estudo pode correlacionar o fenótipo da CAVD a alterações no genótipo de CFTR em 100% dos pacientes investigados / Cystic Fibrosis (CF) is the most common autosomal recessive disorder in caucasians and is associated, in an wide variety of different clinical manifestatons. More than 1500 mutations in the CFTR gene (Cystic Fibrosis regulator Transmembrane conductance) have been described and an even growing number of mutations are being currently studied worldwide. The role of CFTR gene is especially important in reproductive tissues of the mesonephric tract sensitive to the expression of the CFTR gene. The great majority of infertile males with CF (98%) have clinical manifestations and mutations in CFTR are responsible for the congenital bilateral absence of the vas deferens (CBAVD), associated to the abnormalities of the seminal vesicles, ejaculatory ducts and/or the distal portion of the epididymis. The congenital absence, uni or bilateral, of the vas deferens (CAVD), in the absence of other clinical signals of CF is a known cause of male infertility present in 1%-2% of all men investigated and in about 10% of men with obstructive azoospermia. Serious considerations should be drawn about the lack of proper diagnosis of infetile males with CFTR that seek reproductive clinics for assisted reproductive techniques (ARTs), as well as the lack of proper consideratins of the existance of this disease as a potential cause of male infetility among male are takers, like urologistas, andrologistas and gynecologists that rush for the misuse of ARTs. The introduction of Intracytoplasmic Sperm Injection (ICSI), has given new reproductive potetntial for these couples, but again as in the majority of cases it is obstructive azoospermia, couples should be advised about proper microsurgical sperm retrieval, preferentialy microsurgical epydidymal sperm aspiration (MESA). As a consequence of the potential high mortality rate of the CF descendents and the high frequency of carriers, estimated in 1:25,it is highly recommended that tests for correct identification of mutations in CFTR gene are carried out for all patients with CAVD before considered being submitted to ICSI. In populations of homogeneous ethnic origin, the mutation F508 is identified in 90% of the patients with CF and between 70% and 85% of the patients with CAVD. In Brazil, where ethnic differences reflect the genetic heterogeneity, the frequency of the mutation in F508 varies between 23% and 50%, indicating that other mutations must have a role. Our data looked carefully in the CFTR gene of 20 infertile men with CAVD aiming at the identification of the most prevalent mutations in our population. Mutations had been identified in 17 patients (85%): three DF508 representing 15% (3/20), one G542X, one 875+1G>A and 4 mutations not yet described in literature, S753R, G149W identified in two brothers, V580F and 712-1G>T. In the literature the allelic variant in IVS8 (allele 5T), either as a second mutation or in homozygosis, is directly related with the CAVD, with reported frequencies in the infertile caucasian male population varying between 21% and 30%. In the present study, 15 (15/20=75%) patients presented the CFTR mutation in the IVS8/5T: eight of them in heterozygosis composed with another mutation. Regarding genitourinary tract malformations, kidney anomalies were identified in 6 patients, all with CBAVD. In the present study we could correlationate the phenotype of the CAVD with the genotype alterations of CFTR gene in 100% of the investigated patients

Made available in DSpace on 2016-08-12T19:18:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RomuloMOF_TESE.pdf: 1235930 bytes, checksum: d0668b69077e4b615b5b9b7e4cd858f6 (MD5) Previous issue date: 2015-07-07 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The cowpea crop has great importance for the Brazilian Northeast, especially for the poorest population. One of the major problems encountered for this crop is drought stress caused by erratic rainfall, coupled with the high temperatures common in this region. The no-tillage system has features, such as reduction of soil water evaporation, higher water retention and lower soil temperature fluctuations, and can be a way to minimize the water stress in a cowpea crop. Two experiments were carried out at the experimental garden in the Departamento de Ciências Vegetais of the Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA), in Mossoró city, RN, with the aim of evaluating the use and use efficiency of water, and the ecophysiological traits of cowpea plants under water shortage in tillage and no-till cropping systems. The first experiment was conducted in a randomized complete blocks design with subsampling and four replications. The treatments were the two cropping systems (tillage and no-till), and the subsamples were the six periods of irrigation suspension (2; 6; 10; 14; 18 e 22 days), applied at the beginning of the flowering stage. The plants parts dry mass and the leaf area 64 days after sowing (DAS), and the grain production, water use and water use efficiency at that 70 DAS were evaluated. For the second experiment, it was used a randomized complete blocks design with subsampling and sub-subsampling, with four replications. The treatments were the cropping systems (tillage and no-till), and the subsamples were three water availability conditions (no shortage, moderate shortage and severe shortage), and the sub-subsampling were the evaluation periods. Plants dry mass, leaf areas, photosynthesis, stomatal conductance, transpiration, lowest leaf CO2 internal concentration and leaf water potential were evaluated. In the first experiment, it was observed that the no-till system is promising for the cowpea crop, with better grain production and better water use efficiency. In this system, the cowpea cultivation was possible even under a moderate water shortage. Prolonged water shortage periods did affect the dry mass accumulation, grain yield and water use efficiency. In the second experiment, the water shortage affected all the studied variables, with the exception of the leaves water potential. The cowpea fully recovered all physiological traits after moderate and severe water shortage. Stomatal closure was the main mechanism of resistance to water shortage, and the cowpea may be considered as a water-saving species. The cropping system did not affect the photosynthesis rates. The plants had more dry weight and leaf areas at the no-till system / A cultura do feijão-caupi possui grande importância para a região Nordeste, principalmente para a população mais carente. Um dos grandes problemas encontrados para essa cultura é o estresse hídrico, provocado pela irregularidade das chuvas, aliado a altas temperaturas, comuns a esta região. O sistema de plantio direto possui características como redução da evaporação da água do solo, maior retenção do solo e menores oscilações da temperatura, e pode ser uma forma de minimizar o efeito do estresse hídrico para a cultura do feijão-caupi. Dois experimentos foram conduzidos na horta didática do Departamento de Ciências Vegetais da Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA), no município de Mossoró-RN, com o objetivo de avaliar o consumo, e eficiência de uso da água, bem como as respostas ecofisiológicas de feijão-caupi sob estresse hídrico nos sistemas de plantio direto e convencional. O primeiro experimento foi realizado no delineamento experimental em blocos casualizados completos, no esquema de parcelas subdivididas, com quatro repetições. Nas parcelas, foram avaliados dois sistemas de plantio (convencional e direto) e nas subparcelas, seis períodos de suspensão da irrigação (2; 6; 10; 14; 18 e 22 dias) aplicados no início do período reprodutivo. Foram avaliadas a biomassa das partes das plantas e a área foliar, aos 64 dias após a semeadura (DAS) e o rendimento de grãos, consumo de água e eficiência de uso da água, aos 70 DAS. No segundo experimento, utilizou-se o delineamento experimental em blocos casualizados completos, no esquema de parcelas subsubdivididas, com quatro repetições. Nas parcelas, foram avaliados dois sistemas de plantio (direto e convencional), nas subparcelas, três condições hídricas (sem estresse, estresse moderado e estresse severo) e nas subsubparcelas, períodos de avaliação. Foram determinados: área foliar, matéria seca total, fotossíntese, condutância estomática, transpiração, concentração interna de CO2 e potencial hídrico foliar. No primeiro experimento, constatou-se que o sistema de plantio direto foi promissor para cultura do feijão-caupi, apresentando maior rendimento de grãos e maior eficiência de uso da água. Nesse sistema de plantio, foi possível o cultivo de feijão-caupi, sem perdas, mesmo com períodos de veranico moderados. Veranicos prolongados afetaram negativamente o acúmulo de biomassa, rendimento de grãos e eficiência de uso da água. No segundo experimento, o estresse hídrico afetou todas as variáveis avaliadas, com exceção do potencial hídrico foliar. O feijão-caupi apresentou recuperação de todas as características fisiológicas após estresse hídrico moderado e severo. O fechamento estomático foi o principal mecanismo de resistência à seca, sendo o feijão-caupi uma espécie conservadora. Os sistemas de plantio não afetaram as taxas de fotossíntese. O sistema de plantio direto promoveu maior acúmulo de biomassa e de área foliar

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:22:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Retido.pdf: 19733 bytes, checksum: 6aad255badc436a06364517de2344ab6 (MD5) Previous issue date: 2012-04-26 / Universidade Federal de Minas Gerais / The goal of the present study was to determine if nitric oxide (NO) acting on brain of frogs presents an inhibitory tonus on mean arterial blood pressure (MAP) and heart rate (HR) by reducing the sympathetic activity dependent on &#945; and/or &#946; adrenergic receptors during winter and spring/summer seasons. Thus, body temperature and MAP was measured by a telemetry device implanted into the abdominal cavity of American bullfrogs, with the catheter of the device inserted into the left aortic arch for AP and HR measurements. Additionally, blood cell flux was measured using a laser Doppler flowmeter sutured to the pelvic skin to calculate cutaneous vascular condutance (CVC). A guide cannula was implanted into brain lateral ventricle for injections of L-NMMA (non selective NO synthase inhibitor) or mCSF (mock cerebrospinal fluid, vehycle) and a PE cannula was inserted in the femoral vein for bolus injections of adrenergic antagonists, prazosin (&#945;1) and sotalol (&#946;), and agonists, phenylephrine (&#945;1) and isoproterenol (&#946;) or Ringer solution. Animals were maintained at 25 °C during all the experiments. Mean AP, but not HR, was greater during winter than spring/summer. L-NMMA increased MAP, but did not change HR, during both seasons. The pre-treatment with prazosin attenuated and soltalol accentuated the hypertensive effect of LNMMA in both seasons. We conclude that NO seems to act on the brain of frogs as a hypotensive agent via, at least in part, the inhibition of the symphathetic activity dependent on &#945;, and &#946;, adrenergic receptors. / O objetivo do presente trabalho foi determinar se o óxido nítrico (NO) atuando no SNC de rãs apresenta tônus inibitório sobre a pressão arterial média (PAM) e a frequência cardíaca (FC) reduzindo a atividade simpática dependente de receptores a e/ou b adrenérgicos durante o inverno e a primavera/verão. Desta forma, a temperatura corporal e a PAM foram mensuradas por meio de um transmissor de telemetria implantado na cavidade abdominal de rãs-touro, e o cateter do transmissor foi inserido no arco aórtico esquerdo para as medidas de pressão arterial e FC. Adicionalmente, o fluxo de células sanguíneas foi avaliado por meio de um sensor a laser Doppler suturado à pele da região pélvica ventral do animal para as medidas de condutância vascular cutânea (CVC). Uma cânula foi implantada no ventrículo lateral para injeções de L-NMMA (inibidor não seletivo da NOS) ou líquor artificial (veículo) e uma cânula de polietileno PE50 foi inserida na veia femoral para injeções in bolus de antagonistas adrenérgicos, prazosin (&#945;1) e sotalol (&#946;), e agonistas, fenilefrina (&#945;1) e isoproterenol (&#946;) ou solução Ringer. Os animais foram mantidos a 25 °C durante todos os experimentos. A PAM, mas não a FC, foi maior no inverno em relação à primavera/verão. A CVC da região pélvica ventral foi maior no inverno em relação à primavera/verão. O L-NMMA aumentou a PAM e diminuiu a CVC, mas não alterou a FC, durante ambas as estações. O pré-tratamento com prazosin atenuou e o sotalol acentuou o efeito pressor do L-NMMA em ambas as estações. Podemos concluir que o NO parece atuar no encéfalo de rãs como um agente hipotensor via, em parte, inibição da atividade simpática dependente de receptores alfa vasoconstritores e beta adrenérgicos vasodilatadores.

Submitted by TIAGO AZEVEDO BENITES null (tiagoazb@gmail.com) on 2017-10-09T17:59:58Z No. of bitstreams: 1 Tese Tiago.pdf: 5384805 bytes, checksum: 86cf0d44920d96e8154badd25a07c674 (MD5) / Approved for entry into archive by Monique Sasaki (sayumi_sasaki@hotmail.com) on 2017-10-09T19:38:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 benites_ta_dr_araiq.pdf: 5384805 bytes, checksum: 86cf0d44920d96e8154badd25a07c674 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-09T19:38:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 benites_ta_dr_araiq.pdf: 5384805 bytes, checksum: 86cf0d44920d96e8154badd25a07c674 (MD5) Previous issue date: 2017-09-01 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Dentro da eletroquímica, o estudo de reações de transferência de elétrons (TE) pode ser explorado por meio de eletrodos de ouro modificados com monocamadas auto-organizadas (SAMs), visto que elas são capazes de modificar as propriedades físico-químicas superficiais e controlar a cinética de TE. Este trabalho investigou as reações de TE em eletrodos de ouro modificados com SAMs eletroativas. Especificamente, foi estudado a cinética de TE em SAMs de 11-ferrocenil-undecanotiol sobre superfícies de ouro, por meio de análise de voltametria cíclica e espectroscopia de impedância/capacitância eletroquímica (EIE/ECE). Por meio dessas técnicas foi possível estimar variáveis como a densidade de estados redox (aproximadamente 3,4×〖10〗^14 estados cm-2 próximos aos valores reportados na literatura), de capacitância eletroquímica ou redox (137(±9) μF 〖cm〗^(-2)), a constante cinética de transferência de elétrons em 1,05×〖10〗^4 s^(-1) similares às reportadas por Creager, além da estimativa da energia de reorganização de Marcus (λ) em torno de 1,0 eV, valores similares a outros já previamente estimados para funcionalizações de SAMs eletroativas. Expandiram-se essas análises por meio da imobilização de complexos eletroativos de Bis(2,2′-bipiridina)-(5-Aminofenantrolina)rutênio bis(hexafluorofosfato) sobre superfícies de Au, por síntese orgânica com tióis ancoradores de diferentes cadeias (cisteína e 3-ácido carboxílico-6-mercaptopiridina), utilizando reação de ativação com DIC/HOBt em acetonitrila. Neste caso, obteve-se uma densidade de estados redox de cerca de 8,9×〖10〗^14 estados cm-2 e 9,3×〖10〗^14 estados cm-2, além de uma constante cinética de 2,6×〖10〗^3 s^(-1) e 1,07×〖10〗^3 s^(-1) para as abordagens I (3-ácido carboxílico-6-mercaptopiridina) e II (Cisteína) respectivamente. Resultados sugeriram uma maior capacidade das moléculas ancoradoras compostas de anel piridinico (abordagem I) na condução de carga quando comparados com a abordagem II, o que foi posteriormente confirmado por análise de condutância em que a abordagem I apresentou G=6×〖10〗^(-3) S contra G=2×〖10〗^(-3) S da abordagem II. Este trabalho apresentou uma abordagem teórico-experimental que relaciona as componentes físico-químicas quânticas através de uma nova perspectiva baseada nos estudos teóricos de Marcus-Buttiker e em análises experimentais centradas na capacitância eletroquímica. / In electrochemistry, the study of electron transfer reactions (TE) can be explored using Au electrodes modified with self-assembled monolayers (SAMs), since they are able to modify the physicochemical properties of electrodes surface and control the TE kinetics. This work investigated TE reactions on Au electrodes modified with SAMs. Specifically, TE kinetics were studied using 11-ferrocenyl-undecanethiol SAMs on Au surfaces by means of cyclic voltammetry and electrochemical impedance/capacitance spectroscopy (EIS/ECS) analysis. By means of these techniques, it was possible to estimate variables such as the density of redox states (approximately 3.4 × 1014 states per cm-2 , near the reported results in the literature), electrochemical or redox capacitance (137(±9) �� ��−2 ), the kinetic electron transfer constant at 1.05 × 104 � −1 similar to those reported by Creager, in addition to the estimation of the Marcus´ reorganization energy (�) of around 1.0 eV, value similar to others already previously estimated for functionalization of electroactive SAMs. These analyzes were expanded by immobilization of Bis(2,2'-bipyridine)-(5-Aminophenanthroline)ruthenium-bis (hexafluorophosphate) electroactive complexes on Au surfaces by organic synthesis with anionic thiols of different chains (cysteine and 3-carboxylic acid-6-mercaptopyridine), using activation reaction with DIC/HOBt in acetonitrile. In this case, a redox state density of about 8.9 × 1014 states cm-2 and 9.3 × 1014 states cm-2 , in addition to a kinetic constant of 2.6 × 103 � −1 and 1.07 × 103 � −1 to I (3-carboxylic acid-6- mercaptopyridine) and II (Cysteine) approaches, respectively, were used in the present study. Results suggesting a higher capacity of the pyridinium ring compound anchoring molecules (I approach) in charge conduction when compared to the II approach, which was later confirmed by conductance analysis: the I approach presented � = 6 × 10−3 � and � = 2 × 10−3 � for approach II. This work presented a theoretical-experimental approach relating the quantum physicochemical components through a new perspective based on the theoretical studies of Marcus-Buttiker and on experimental analyzes focused on the electrochemical capacitance.

In this thesis, we investigate the electronic structure and transport properties of topologically trivial and non-trivial cylindrical quantum dots (QDs) defined by further confining InAs1-xBix/AlSb quantum wells (QWs). First we predict that common III-V InAs0.85Bi0.15/AlSb QWs can become 2D topological insulators (TIs) for well thicknesses dc > 6.9 nm with a topologically non-trivial gap of about 30 meV (> kBT), which can enable room temperature TI applications. Furthermore, we investigate the cylindrical QDs defined from these Bi-based wells by additional confinement, both in the topologically trivial (d < dc) and non-trivial (d > dc) regimes. Surprisingly, we find that topologically trivial and non-trivial QDs have similar transport properties in stark contrast with their 2D counterparts (i.e., a strip). More specifically, through detailed calculations, which involve an analytical solution of the quantum-dot eigenvalue problem, we demonstrate that both trivial and non-trivial cylindrical QDs possess edge-like states, i.e., helical spin-angular-momentum-locked quantum states protected against non-magnetic elastic scattering. Interestingly, our trivial QDs exhibit these geometrically robust helical states, similarly to topologically non-trivial QDs, over a wide range of system parameters (e.g., dot radius). We also calculate the circulating currents for the topologically trivial and non-trivial QDs and find no substantial differences. However, we note that ordinary III-V or II-VI cylindrical QDs (i.e., QDs not formed from a BHZ model + confinement) do not feature robust edge-like helical states. We further consider topologically trivial and non-trivial QDs with four edge-like states and calculate their two-terminal conductance G via a standard Green-function approach. For both trivial and non-trivial QDs we find that G shows a double-peak resonance at 2e2/h as a function of the dot radius R and gate voltage Vg controlling the dot energy levels. On the other hand, both trivial and non-trivial QDs can have edge-like and bulk state Kramers pairs coexisting at the same energy within the bulk part of their discrete spectra. In this case, G displays a single-peak resonance at 2e2/h as the four levels (two edge states and two bulk states now) become degenerate at some particular parameter values R = Rc and Vg = Vgc for both topologically trivial and non-trivial QDs. We also extend our investigation to HgTe-based QDs and find similar results. / Nesta tese investigamos a estrutura eletrônica e as propriedades de transporte de pontos quânticos cilíndricos topologicamente triviais e não-triviais, definidos por confinamento de poços quânticos (QWs) InAs1-xBix/AlSb. Primeiramente, nós prevemos que os QWs usuais baseados em InAs1-xBix/AlSb podem se tornar isolantes topológicos 2D para largura de poço dc > 6.9 nm, com um gap topologicamente não-trivial de aproximadamente 30 meV (> kBT), o que pode permitir aplicações em temperatura ambiente. Além disso, investigamos pontos quânticos cilíndricos definidos a partir de confinamento desses poços contendo Bi, em ambos os regimes trivial (d < dc) e não-trivial (d > dc). Surpreendentemente, descobrimos que os pontos quânticos topologicamente triviais e não triviais têm propriedades de transporte semelhantes, um resultado em grande contraste com as suas versões semiinfinitas, como por exemplo uma fita. Mais especificamente, através de cálculos detalhados, que envolvem uma solução analítica do problema de autovalores dos pontos quânticos, demonstramos que pontos quânticos cilíndricos triviais e não-triviais possuem estados de borda semelhantes, isto é, estados quânticos helicoidais protegidos contra espalhamento elástico não magnético. Curiosamente, nossos pontos quânticos triviais exibem estados helicoidais geometricamente robustos, similarmente aos pontos quânticos topologicamente não-triviais, em uma ampla faixa de parâmetros do sistema, como por exemplo, o raio do ponto quântico. Nós também calculamos as correntes circulantes para os pontos quânticos topologicamente triviais e não-triviais e não encontramos diferenças substanciais entre elas. No entanto, notamos que os pontos quânticos cilíndricos feitos de materiais ordinários III-V ou II-VI (isto é, pontos quânticos não descritos pelo Hamiltoniano BHZ com confinamento) não apresentam estados helicoidais robustos. Consideramos ainda pontos quânticos triviais e não-triviais com quatro estados de borda e calculamos sua condutância entre dois terminais G através de uma abordagem padrão das funções de Green. Para os pontos quânticos triviais e não-triviais, encontramos que G mostra uma ressonância de pico duplo em 2e2/h como função do raio do ponto quantico R e da tensão Vg que controla os níveis de energia do ponto quântico. Por outro lado, tanto os pontos quânticos triviais como os não-triviais podem ter pares de Kramers localizados na borda (edge) e em todo seu volume (bulk) coexistindo em uma mesma janela de energia na região dos estados de valência. Nesse caso, G exibe uma ressonância de pico único em 2e2/h, já que os quatro níveis (dois estados de borda e dois estados de volume bulk) se tornam degenerados para alguns valores de parâmetros particulares R = Rc and Vg = Vgc, em pontos quânticos topologicamente triviais e não triviais. Nós também estendemos nossa investigação para os pontos quanticos de HgTe onde encontramos resultados similares.

A Fibrose Cística (FC) é a doença autossômica recessiva mais freqüente em caucasianos e está associada, em seu amplo espectro de apresentação clínica, a mais de 1500 mutações no gene CFTR (Cystic Fibrosis Transmembrane conductance regulator). O papel de CFTR é especialmente relevante no desenvolvimento da porção reprodutiva dos ductos mesonéfricos. Em 98% dos pacientes masculinos portadores da FC, mutações em CFTR são responsáveis pela ausência bilateral congênita dos ductos deferentes (CBAVD), associada à anomalias variáveis das vesículas seminais, ductos ejaculatórios e da porção distal dos epidídimos. A ausência uni ou bilateral congênita dos ductos deferentes (CAVD), na ausência de outros sinais clínicos de FC, é conhecida causa de infertilidade masculina, presente em 1%-2% de todos os homens inférteis, e em cerca de 10% dos azoospérmicos. A reprodução assistida utilizando a injeção intracitoplasmática de espermatozóides (ICSI) obtidos preferencialmente por aspiração microcirurgica de espermatozóides do epidídimo (MESA) permite a paternidade biológica a esses pacientes. Em função da alta morbi-mortalidade da FC e da alta freqüência de portadores assintomáticos, estimada em 1:25, é recomendável que seja realizado teste para identificação de mutações em CFTR em todos os pacientes com CAVD antes de serem submetidos à ICSI. Em populações de etnia homogênea, a mutação F508 é identificada em 90% dos pacientes com FC e em 70% a 85% dos pacientes com CAVD. No Brasil, onde diferenças étnicas refletem a heterogeneidade genética, a freqüência da mutação F508 varia entre 23% e 50% em paciente com FC indicando que outras mutações devam estar envolvidas. Este dado levou ao estudo completo do gene CFTR de 20 homens inférteis com CAVD visando a identificação das mutações mais prevalentes em nossa população. Foram identificadas mutações em 17 pacientes (85%): três DF508 representando 15% (3/20), uma G542X, uma 875+1G>A e 4 mutações ainda não descritas na literatura, a S753R, G149W identificada em dois irmãos, V580F e a 712-1G>T. A variação no trato polipirimidínico em IVS8 (alelo 5T), seja como segunda mutação ou presente em homozigose, está diretamente relacionada com a CAVD, com freqüências em população caucasiana masculina infértil variando entre 21% e 30%. No presente estudo, 15 (15/20=75%) pacientes apresentaram o alelo a variante alélica 5T sendo que em 8 pacientes essa variante alélica foi identificada em heterozigose composta com outra mutação. Anomalias renais foram identificadas em 6 pacientes, todos com CBAVD. O presente estudo pode correlacionar o fenótipo da CAVD a alterações no genótipo de CFTR em 100% dos pacientes investigados / Cystic Fibrosis (CF) is the most common autosomal recessive disorder in caucasians and is associated, in an wide variety of different clinical manifestatons. More than 1500 mutations in the CFTR gene (Cystic Fibrosis regulator Transmembrane conductance) have been described and an even growing number of mutations are being currently studied worldwide. The role of CFTR gene is especially important in reproductive tissues of the mesonephric tract sensitive to the expression of the CFTR gene. The great majority of infertile males with CF (98%) have clinical manifestations and mutations in CFTR are responsible for the congenital bilateral absence of the vas deferens (CBAVD), associated to the abnormalities of the seminal vesicles, ejaculatory ducts and/or the distal portion of the epididymis. The congenital absence, uni or bilateral, of the vas deferens (CAVD), in the absence of other clinical signals of CF is a known cause of male infertility present in 1%-2% of all men investigated and in about 10% of men with obstructive azoospermia. Serious considerations should be drawn about the lack of proper diagnosis of infetile males with CFTR that seek reproductive clinics for assisted reproductive techniques (ARTs), as well as the lack of proper consideratins of the existance of this disease as a potential cause of male infetility among male are takers, like urologistas, andrologistas and gynecologists that rush for the misuse of ARTs. The introduction of Intracytoplasmic Sperm Injection (ICSI), has given new reproductive potetntial for these couples, but again as in the majority of cases it is obstructive azoospermia, couples should be advised about proper microsurgical sperm retrieval, preferentialy microsurgical epydidymal sperm aspiration (MESA). As a consequence of the potential high mortality rate of the CF descendents and the high frequency of carriers, estimated in 1:25,it is highly recommended that tests for correct identification of mutations in CFTR gene are carried out for all patients with CAVD before considered being submitted to ICSI. In populations of homogeneous ethnic origin, the mutation F508 is identified in 90% of the patients with CF and between 70% and 85% of the patients with CAVD. In Brazil, where ethnic differences reflect the genetic heterogeneity, the frequency of the mutation in F508 varies between 23% and 50%, indicating that other mutations must have a role. Our data looked carefully in the CFTR gene of 20 infertile men with CAVD aiming at the identification of the most prevalent mutations in our population. Mutations had been identified in 17 patients (85%): three DF508 representing 15% (3/20), one G542X, one 875+1G>A and 4 mutations not yet described in literature, S753R, G149W identified in two brothers, V580F and 712-1G>T. In the literature the allelic variant in IVS8 (allele 5T), either as a second mutation or in homozygosis, is directly related with the CAVD, with reported frequencies in the infertile caucasian male population varying between 21% and 30%. In the present study, 15 (15/20=75%) patients presented the CFTR mutation in the IVS8/5T: eight of them in heterozygosis composed with another mutation. Regarding genitourinary tract malformations, kidney anomalies were identified in 6 patients, all with CBAVD. In the present study we could correlationate the phenotype of the CAVD with the genotype alterations of CFTR gene in 100% of the investigated patients

Submitted by Gabriela Lopes (gmachadolopesufpel@gmail.com) on 2016-09-14T18:22:14Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese Juliano Dutra Schmitz.pdf: 9582623 bytes, checksum: f579b0458e2ab6f4ae5579715de842ea (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2016-09-15T19:46:43Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese Juliano Dutra Schmitz.pdf: 9582623 bytes, checksum: f579b0458e2ab6f4ae5579715de842ea (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-15T19:46:43Z (GMT). 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Para isso, foram montados dois dispositivos experimentais: Experimento 1: realizado em Montpellier/França, onde foram estudadas quatro cultivares de macieira, com diferentes requerimentos em frio (‘Condessa’, ‘Granny Smith’, ‘Royal Gala’ e ‘Starkrimson’), submetidas a dois regimes térmicos (inverno frio, condições naturais de Montpellier; e inverno ameno, temperatura controlada em casa-de-vegetação). Experimento 2: realizado com a cultivar de baixo requerimento em frio ‘Eva’ sob regime térmico hibernal ameno (condição natural de Capão do leão/Brasil). A partir do experimento 1, dois artigos foram redigidos . Conclui-se a partir dos resultados obtidos (artigos 1 e 2) que as temperaturas hibernais têm o principal efeito na distribuição da ramificação ao longo do eixo principal e no tempo para brotação; a presença de folha das plantas submetidas ao regime térmico de inverno ameno não afeta a distribu ição de ramos prolépticos vegetativos; a cultivar exerce efeito no crescimento da ramificação. Com relação ao status hídrico, conclui-se que durante o inverno (período de dormência) as gemas laterais permanecem hidraulicamente isoladas do eixo principal; assim como o potencial de brotação está relacionado a um efeito ramo inteiro (todo eixo principal) do que ao potencial individual de cada gema lateral. Através do experimento 2, um artigo foi elaborado, tendo por objetivo testar a hipótese que a posição em que a gema lateral está localizada sobre o eixo principal têm efeito na brotação primaveril, no conteúdo de água e tamanho das mesmas. Pode-se concluir deste estudo que uma semana antes a brotação, as gemas localizadas na zona distal possuem maior potencial de crescimento (maior frequência de brotação e menor tempo médio para brotação), além de apresentarem maior umidade ponderal e tamanho. / The apple tree (Malus X domestica Borkh.) presents morphological and physiological anomalies when grown in mild winter climates with insufficient winter chilling to overcome winter dormancy. Symptoms are typically delayed and erratic budburst, entailing desynchronized flowering and fruitset and poor agronomic performances. This thesis aimed at gaining more insights on the following issues. Firstly, what are the effects of winter temperatures on axillary burdburst and bud outgrowth, and what are the respective effects of winter temperatures and cultivar?, and secondly, is there a link between the temperature-dependent budburst and bud water status? Works were done in France and Brazil. In France, experiments were carried out in controlled conditions on four apple cultivars characterized by either high chilling (‘Granny Smith’, ‘Royal Gala’, ‘Starkrimson’) or low chilling (‘Condessa’) requirements and were submitted to outdoor-cold and greenhouse-mild winter temperatures. We showed that the actual shoot architecture and budburst resulted from an ordered sequence of events with a pivotal role of winter temperatures on the dormancy completion of individual lateral buds. Endogenous factors related to the cultivar branching pattern overtook the temperature effect on the lateral bud outgrowth. Furthermore, the delayed senescence and subsequent leaf persistence during winter, characterizing the apple tree in the mild winter temperature conditions, had only a weak effect on the topological distribution of budburst and lateral outgrowth. The analyses of bud water status were done on distal buds only, characterized by high budburst frequency in cold winter conditions. We showed that, from endodormancy to the pre-budburst stage, xylem conductance at the stem-to-bud junction did not show consistent changes across cultivars and winter temperature treatments. Bud water potential had negative values, between -4.35 and -2.24 MPa, depending on cultivars and winter temperature treatments. Moreover, whatever the cultivar, there were no significant trends across dates for the effects of winter temperatures on bud water potential and relative water content without a consistent relationship with actual spring budburst frequency. These results suggested that lateral buds were hydraulically isolated from the parent stem during winter until a few days before budburst. The other set of experiments was carried out in Brazil, under mild winter conditions, on the low chilling apple cultivar ‘Eva’. The objectives were to gain more insights on the effect of the position of the over-wintering lateral bud along the whole-parent shoot on bud size and water content. Results highlighted that distal buds were larger and had a higher water content than proximal buds with a strong increase of water content a week before spring budburst. It was concluded that the acrotonic pattern of budburst was mainly established during ecodormancy. As a whole, we showed that spring budburst seemed more related to a whole-shoot effect than to the water status of the individual bud during winter dormancy. Our study substantiated the importance of the whole shoot as an integrated morphological and physiological unit in driving budburst and further growth.

Submitted by Marta Toyoda (1144061@mackenzie.br) on 2017-01-26T20:44:46Z No. of bitstreams: 2 Lucas Murrins Marques.pdf: 2701879 bytes, checksum: b5f36d94a292fe4b15b65a9807ae4616 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Eliezer Santos (eliezer.santos@mackenzie.br) on 2017-02-01T19:27:27Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Lucas Murrins Marques.pdf: 2701879 bytes, checksum: b5f36d94a292fe4b15b65a9807ae4616 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-01T19:27:27Z (GMT). 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Therefore, the aim of this study was to investigate the effect of inter-hemispheric balancing two regions of the PFC (Dorsolateral and Ventrolateral region) using different montages of tDCS on different strategies of emotional reapprasisal during the observation of negative images. The study purpose was to understand the specificity of the involvement of both structuresin healthy participants, with respect to the inter-hemispheric balance during emotion regulation, with respect to emotional experience, namely the behavioral aspect (valence and arousal judgement), and psychophysiological aspect (skin conductance response, and the cardiac interbeat interval). 180 undergraduate student (mean age 21,75±3,38) participated in this study, divided in two experiments (Dorsolateral PFC = n90; Ventrolateral PFC = n90). The result showed: i) the experimental task efficacy on the modulation of negative and positive affect; ii) cognitive reappraisal strategy efficacy on both emotional experience, behavioral (both experiments), and cardiac (only experiment 1); iii) Effect of anodal tDCS applied over left Ventrolateral PFC on increased valence evaluation of negative images, as well as on the decreased cardiac interbeat interval on earlier momentos of emotional processment. The findings suggest a main left Ventrolateral PFC role on selection and inhibition of negative content. Furthermore, the present study demonstrate for the very first time, modulation of cardiac recruitment due to: i) the cognitive reappraisal strategy used (experiment 1); and ii) the tDCS condition applied (experiment 2). Further studies are needed to confirm the hypotheses raised here. / Entende-se emoção por uma alteração comportamental, fisiológica e subjetiva do indivíduo em resposta a uma dada situação. Muitas vezes uma eficiente regulação destas emoções pode promover a sobrevivência social e psicológica do sujeito emocionado. Neste sentido, estudos recentes apontam que o Córtex Pré-frontal (CPF) apresenta relevante papel no controle cognitivo das emoções, principalmente durante a estratégia de reavaliação emocional. Paralelamente, a Estimulação Transcraniana por Corrente Contínua tem se mostrado uma eficiente técnica de neuromodulação no estudo causal entre estruturas corticais e funções cognitivas, tais como a regulação emocional. Sendo assim, o presente estudo teve como objetivo geral investigar o efeito do balanceamento inter-hemisférico de duas regiões do CPF (região Dorsolateral e Ventrolateral) com uso de diferentes montagens de ETCC, em diferentes estratégias de reavaliação cognitiva durante a avaliação de imagens de conteúdo negativo. Desta forma, buscou-se investigar a especificidade do envolvimento de ambas as estruturas em participantes saudáveis, com relação ao balanceamento inter-hemisférico durante a reavaliação cognitiva, sobre a experiência emocional comportamental (julgamento de valência e intensidade das imagens) e psicofisiológica (níveis da resposta de condutância da pele e o tempo do intervalo inter-batidas da resposta cardíaca). Participaram do estudo 180 estudantes universitários (média de idade 21,75±3,38) dividos em dois experimentos (CPF Dorsolateral = n90; CPF Ventrolateral = n90).Os resultados apontam: i) eficácia da tarefa na modulação de afetos positivos e negativos; ii) eficácia das estratégias de reavaliação cognitiva na modulação da experiência emocional comportamental (ambos os experimentos), e cardíaca (apenas experimento 1); iii) efeito de ETCC anódica em CPF Ventrolateral esquerdo no aumento do julgamento de valência emocional de imagens negativas, bem como na diminuição do intervalo inter-batidas nos primeiros momentos do processamento das imagens emocionais. Os achados sugerem influência do CPF Ventrolateral esquerdo no processo de seleção e inibição de conteúdo emocional negativo. Além disso, o presente trabalho demonstrou pela primeira vez modulação no recrutamento cardíaco em relação: i) a estratégia de reavaliação cognitiva utilizada (Experimento 1), e ii) a condição de ETCC aplicada (Experimento 2). Novos estudos se fazem necessários para confirmar as hipóteses aqui levantadas.