O presente trabalho estuda a degradação fotocatalítica da nicotina em solução aquosa, um alcaloide altamente tóxico que tem sido detectado em efluentes, águas subterrâneas e água mineral. Os experimentos foram realizados em um reator batelada sob irradiação ultravioleta, tendo sido avaliadas três principais variáveis: concentração inicial do contaminante, concentração de catalisador e pH inicial da solução. Foram realizados dois planejamentos de experimentos para os catalisadores comerciais ZnO e TiO2, com o objetivo de encontrar a melhor condição para promover a degradação da nicotina em água. Outros catalisadores, preparados a partir de resíduos industriais e laboratoriais, foram testados nas condições otimizadas. O método analítico empregado para quantificar a nicotina nas amostras foi a cromatografia líquida de alta eficiência, o que permitiu registrar a formação de intermediários e subprodutos de reação. Os resultados experimentais demostraram que a degradação da nicotina por fotocatálise heterogênea é um processo bastante eficiente. Em ambos os planejamentos, o pH foi a variável que exerceu o maior efeito sobre a degradação, sendo este fortemente positivo. Já a concentração inicial de nicotina exerceu efeito negativo sobre a resposta e a concentração de catalisador em suspensão exibiu um ponto ótimo, que correspondeu a 0,91 g.L-1 para o ZnO, e 1,20 g.L-1 para o TiO2. Ensaios foram realizados nas condições otimizadas encontradas, onde cerca de 98% da molécula foi degradada utilizando ZnO em suspensão e 88% empregando TiO2, em uma hora de reação. A degradação fotocatalítica da nicotina demonstrou seguir uma cinética de pseudoprimeira ordem dentro do tempo de reação de 60 minutos, para os dois catalisadores comerciais. Entre os catalisadores não convencionais que foram testados, aquele que demonstrou o maior percentual de degradação foi obtido a partir de resíduo de uma indústria petroquímica, cerca de 43%. / The present work studies the photocatalytic degradation of nicotine in aqueous solution. This alkaloid is highly toxic and it has been detected in wastewater, groundwater and mineral water. The experiments were performed in a batch reactor under ultraviolet radiation. Three main variables of process were evaluated: initial concentration of pollutant, catalyst concentration and initial pH of the solution. Two experimental designs were performed for commercial catalysts ZnO and TiO2. The purpose was to find the best condition to promote the nicotine degradation in water. Other catalysts prepared from industrial and laboratory waste were tested under the optimized conditions. Analytical method used to quantify nicotine and its degradation products in all samples was high performance liquid chromatography. Experimental results showed that nicotine degradation by heterogeneous photocatalysis is a very efficient process. In both designs, initial pH was the most significant variable which has a strong positive effect. Initial nicotine concentration showed a negative effect, and catalyst concentration exhibited an optimal value for both commercial catalysts: 0,91 g.L-1 using ZnO, and 1,20 g.L-1 with TiO2. At the best conditions, about 98% of the molecule was degraded using ZnO and 88% with TiO2. Photocatalytic nicotine degradation followed a pseudo first order kinetic until 60 minutes of reaction for both commercial catalysts. Among the non-conventional catalysts tested, the one prepared from a petrochemical industry residue exhibited the highest photocatalytic degradation, about 43%.

Orientadores: Ana Flávia Nogueira, Flávio Leandro de Souza / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-27T13:00:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carminati_SaulodoAmaral_M.pdf: 3434559 bytes, checksum: 5dc1e86f14ccc0bccd7264ae9b28c11e (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: O Resumo poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The Abstract is available with the full electronic digital document / Mestrado / Quimica Organica / Mestre em Química

A lercanidipina (LER) é uma dihidropiridina bloqueadora de canais de cálcio disponível comercialmente como uma mistura racêmica, ou seja, uma mistura equimolar dos enantiômeros (R)-LER e (S)-LER. Os efeitos farmacológicos da LER residem essencialmente no enantiômero (S)-LER, e estudos in vitro mostram que este enantiômero apresenta cerca de 100-200 vezes maior afinidade pelos canais de cálcio que o enantiômero (R)-LER. Consequentemente, os efeitos farmacodinâmicos da LER são devidos, principalmente, ao enantiômero (S)-LER. Neste sentido, fármacos racêmicos são exaustivamente estudados, para avaliar suas propriedades farmacocinéticas e farmacodinâmicas estereosseletivas e verificar se existem vantagens na produção do enantiômero puro. Além disso, devido às diferenças na atividade dos enantiômeros, é imprescindível realizar o controle de qualidade enantiosseletivo destas formulações. Associado a isto, as moléculas pertencentes a esta classe de fármacos são fotossensíveis. Assim, o objetivo deste trabalho foi desenvolver e validar um método enantiosseletivo para análise da LER e aplicá-lo no controle de qualidade de formas farmacêuticas e também avaliar sua fotodegradação. A análise enantiosseletiva da LER e aplicação no controle de qualidade de formas sólidas foi realizado por eletroforese capilar (CE) utilizando tampão acetato de sódio 200 mmol L-1, pH 4,0 como eletrólito de corrida, adicionado de TM-?-CD (2, 3, 6-O-metil-?-ciclodextrina) 10 mmol L-1 como seletor quiral, na temperatura de 15 °C e 25 kV de tensão. Os parâmetros de desempenho analítico, linearidade, precisão, exatidão, limite de quantificação e detecção, seletividade e robustez foram avaliados e estão de acordo com os requisitos preconizados pelos guias oficiais. O método foi aplicado para análise de comprimidos comerciais contendo LER, e mostrou ser adequado para quantificação das amostras, apresentando valores de coeficiente de variação (CV, %) e erro relativo (E, %) inferiores a 5 %. Além disso, foi avaliada a fotoestabilidade dos enantiômeros da LER na mistura racêmica e também dos enantiômeros separados, quando expostos à luz UVC (254 nm) e visível, por HPLC. A separação dos enantiômeros da LER foi alcançada empregando a coluna quiral Chiralpak® AD 250 × 4,6 mm, partículas de 10 ?m e fase móvel composta por hexano-etanol-dietilamina (97:3:0,3, v/v/v) e vazão de 1,0 mL min-1. O método foi validado e aplicado nos estudos de fotodegradação em soluçãos-padrão de LER. Em relação à exposição na luz UVC (254 nm) e visível foi observada degradação significativa dos enantiômeros da LER após 0,5 h de exposição. Além disso, os produtos de degradação foram caracterizados por LC/MS/MS e foi observada que a principal fragmentação ocorre no anel dihidropiridínico, assim como para outros fármacos desta classe, formando piridinas sem efeitos farmacológicos. / Lercanidipine (LER) is a dihydropyridine calcium channel blocker commercially available as a racemic mixture, or an equimolar mixture of enantiomers (R) and LER (S)-LER. The pharmacological effects of LER essentially reside in the enantiomer (S)-LER, and in vitro studies show that this enantiomer has about 100-200 times greater affinity for calcium channels that the enantiomer (R)-LER. Consequently, the pharmacodynamic effects of LER are due mainly to the enantiomer (S)-LER. Thus, racemic drugs are extensively studied to evaluate their pharmacokinetic and pharmacodynamic properties stereoselective and check if there are advantages in the production of pure enantiomer. Moreover, due to differences in the activity of the enantiomers is essential to perform quality control enantioselective these formulations. Additonally, the molecules of this class of drugs are photosensitive. The objective of this study was to develop and validate a method for enantioselective analysis of LER and apply it in the quality control of pharmaceutical forms and also evaluate their photodegradation. The enantioselective analysis of LER and application in quality control of solid forms was performed by capillary electrophoresis (CE) using sodium acetate buffer 200 mmol L-1, pH 4.0 as background electrolyte, 10 mmol L-1TM-?-CD (2, 3, 6-O-methyl-?-cyclodextrin) as chiral selector, at temperature of 15 °C and 25 kV voltage. The analytical parameters, linearity, precision, accuracy, limit of quantification and detection, selectivity and robustness were evaluated and accordance with the requirements recommended by official guideline. The method was applied for the analysis of commercial tablets containing LER, and proved to be suitable for quantification of the samples, with of CV (%) and E (%) less than 5%. In addition, the photostability was evaluated on the LER enantiomers and racemic mixture of the enantiomers also separated when exposed to UVC (254 nm) and visible light by HPLC. Separation of enantiomers of LER was achieved using the chiral column Chiralpak ® AD 250 × 4.6 mm, particles of 10 micrometres and a mobile phase composed of hexane-ethanol-diethylamine (97:3:0.3 v/v/v ) and flow rate of 1.0 mL min-1. The method was validated and applied in studies of photodegradation of standard solutions of LER. The method was validated and applied in studies of photodegradation in soluçãos standard of LERR With relation to UVC exposure (254 nm) and visible light, significant degradation was observed after 0.5 hour exposure of the solution containing the racemic mixture and after 1 h of exposure the solution containing the isolated enantiomers of LER. Also, the degradation products were characterized by LC/MS/MS and it was observed that the major fragmentation occurs in dihydropyridine ring, as well as other drugs of this class, forming pyridines no pharmacological effects.

A técnica de fluorescência óptica tem sido aplicada em diversas áreas médicas, como no acompanhamento da degradação de drogas e na detecção de câncer, por apresentar alta sensibilidade, simplicidade e rapidez na obtenção de dados. A avaliação não-invasiva e não-destrutiva é um grande atrativo que esta técnica oferece para o diagnóstico clínico. Assim, o objetivo deste projeto consistiu no desenvolvimento de um sistema de fluorescência óptica por imagem de campo amplo e avaliação do sistema no monitoramento da fotodegradação da Protoporfirina XI, utilizada na Terapia Fotodinâmica (TFD), e na visualização da presença de microrganismos presentes na microbiota bucal. O sistema desenvolvido é constituído de um sistema óptico, mecânico, eletrônico e de detecção. O sistema óptico é composto por LEDs de alta intensidade, com emissão centrada em 405nm e 450nm e 3 filtros ópticos: 1. passa-banda: utilizado na excitação; 2. dicróico; e 3. passa-alta: utilizados para excitação e emissão da fluorescência. O sistema mecânico foi desenvolvido em alumínio, possuindo as funções de dissipação de calor do sistema de iluminação e estrutural. O sistema eletrônico possui a função de controle e fornecimento de energia ao sistema de iluminação. O sistema de detecção é composto por uma câmera CCD e fotográfica, acoplada ao sistema de fluorescência desenvolvido. Um dos principais fatores para obtenção de bons sinais de fluorescência é a potência óptica obtida no sistema de iluminação, que neste caso foi de 200 mW. Outro fator é o comprimento de onda da iluminação; neste sistema foi obtida uma banda de iluminação muito eficaz entre 390 nm e 460 nm. O sistema de filtros proporcionou um sinal de fluorescência bastante satisfatório, bem como um bom contraste na visualização das imagens de fluorescência. Com este sistema foi possível acompanhar a fotodegradação da Protoporfirina IX, em função do tempo de iluminação durante a TFD. Proporcionou-se, assim, uma nova ferramenta para o avanço na avaliação da dosimetria da TFD, podendo otimizar e personalizar a TFD para cada paciente, já que o sistema desenvolvido permite a visualização da presença do agente fotossensível na terapia. Outra contribuição relevante do trabalho alcançada foi a visualização da presença de microrganismos da microbiota bucal, já que estes são os grandes responsáveis pelas doenças bucais como é o caso da cárie dental. Desta forma, conclui-se que foi possível desenvolver um sistema para auxílio da dosimetria na TFD e na visualização de microrganismos presentes na microbiota bucal. O sistema desenvolvido se mostrou compacto, agregando iluminação e visualização, tornando-o num protótipo com interface para uso clínico. O protótipo foi testado em pacientes para a visualização da microbiota bucal, tratamento de pré-câncer de pele e de vulva. / Optical fluorescence has been applied to several medical areas, as to monitor drug degradation and cancer detection, due to its high sensitivity, simplicity and fast response. Non-invasive and non-destructive assessment of tissues using this technique is very attractive for clinical diagnosis. Hence, the aim of was the development of an optical fluorescence wide-field imaging system, and the evaluation of its performance on monitoring protoporphyrin IX (PpIX) during Photodynamic Therapy (PDT), and one visualization of microrganisms present in oral microbiota. The developed device is composed by optical, mechanical, electronic, and detection systems. Optical system is composed by high-intensity light-emitting diodes (LED), with emission centered at 405 nm and 450 nm, and 3 optical filters: a bandpass filter for excitation; and set of dichroic and long wave pass filter, for fluorescence excitation and emission. The mechanical system was built in aluminum for structural and ilumination systems heat dissipation. The electronic system provides the control of the illumination system. The detection system is composed by a CCD and a conventional didgital camera, coupled to the developed device. One of the main factors for good fluorescence signals is the achieved optical power - in our case, it was of 200 mW. Another factor is excitation wavelength; for this system, a very efficient illumination band was achieved between 390-460 nm. The optical filters allowed a very satisfying fluorescence signal, with good contrast for fluorescence images visualization. The developed system enabled the monitoring of PpIX photobleaching as a function of illumination time during PDT. Therefore, a new tool to improve PDT dosimetry is offered by the use this system, allowing a more customized dosimetry each patient, since the device allows visualization of the photosensitive agent during the therapy. Visualization of oral microrganisms was also achieved, which was another relevant contribution of the developed instrumentation because they are the main cause of oral diseases such as caries. Thus the development of a system to both improve PDT dosimetry and oral microrganisms visualization was achieved as a compact device, joining illumination and visualization. These characteristics shows a good interface for clinical use. The prototype was tested in patients for oral microbiota visualization, and skin/vulva pre-cancer lesions treatment.

A técnica de fluorescência óptica tem sido aplicada em diversas áreas médicas, como no acompanhamento da degradação de drogas e na detecção de câncer, por apresentar alta sensibilidade, simplicidade e rapidez na obtenção de dados. A avaliação não-invasiva e não-destrutiva é um grande atrativo que esta técnica oferece para o diagnóstico clínico. Assim, o objetivo deste projeto consistiu no desenvolvimento de um sistema de fluorescência óptica por imagem de campo amplo e avaliação do sistema no monitoramento da fotodegradação da Protoporfirina XI, utilizada na Terapia Fotodinâmica (TFD), e na visualização da presença de microrganismos presentes na microbiota bucal. O sistema desenvolvido é constituído de um sistema óptico, mecânico, eletrônico e de detecção. O sistema óptico é composto por LEDs de alta intensidade, com emissão centrada em 405nm e 450nm e 3 filtros ópticos: 1. passa-banda: utilizado na excitação; 2. dicróico; e 3. passa-alta: utilizados para excitação e emissão da fluorescência. O sistema mecânico foi desenvolvido em alumínio, possuindo as funções de dissipação de calor do sistema de iluminação e estrutural. O sistema eletrônico possui a função de controle e fornecimento de energia ao sistema de iluminação. O sistema de detecção é composto por uma câmera CCD e fotográfica, acoplada ao sistema de fluorescência desenvolvido. Um dos principais fatores para obtenção de bons sinais de fluorescência é a potência óptica obtida no sistema de iluminação, que neste caso foi de 200 mW. Outro fator é o comprimento de onda da iluminação; neste sistema foi obtida uma banda de iluminação muito eficaz entre 390 nm e 460 nm. O sistema de filtros proporcionou um sinal de fluorescência bastante satisfatório, bem como um bom contraste na visualização das imagens de fluorescência. Com este sistema foi possível acompanhar a fotodegradação da Protoporfirina IX, em função do tempo de iluminação durante a TFD. Proporcionou-se, assim, uma nova ferramenta para o avanço na avaliação da dosimetria da TFD, podendo otimizar e personalizar a TFD para cada paciente, já que o sistema desenvolvido permite a visualização da presença do agente fotossensível na terapia. Outra contribuição relevante do trabalho alcançada foi a visualização da presença de microrganismos da microbiota bucal, já que estes são os grandes responsáveis pelas doenças bucais como é o caso da cárie dental. Desta forma, conclui-se que foi possível desenvolver um sistema para auxílio da dosimetria na TFD e na visualização de microrganismos presentes na microbiota bucal. O sistema desenvolvido se mostrou compacto, agregando iluminação e visualização, tornando-o num protótipo com interface para uso clínico. O protótipo foi testado em pacientes para a visualização da microbiota bucal, tratamento de pré-câncer de pele e de vulva. / Optical fluorescence has been applied to several medical areas, as to monitor drug degradation and cancer detection, due to its high sensitivity, simplicity and fast response. Non-invasive and non-destructive assessment of tissues using this technique is very attractive for clinical diagnosis. Hence, the aim of was the development of an optical fluorescence wide-field imaging system, and the evaluation of its performance on monitoring protoporphyrin IX (PpIX) during Photodynamic Therapy (PDT), and one visualization of microrganisms present in oral microbiota. The developed device is composed by optical, mechanical, electronic, and detection systems. Optical system is composed by high-intensity light-emitting diodes (LED), with emission centered at 405 nm and 450 nm, and 3 optical filters: a bandpass filter for excitation; and set of dichroic and long wave pass filter, for fluorescence excitation and emission. The mechanical system was built in aluminum for structural and ilumination systems heat dissipation. The electronic system provides the control of the illumination system. The detection system is composed by a CCD and a conventional didgital camera, coupled to the developed device. One of the main factors for good fluorescence signals is the achieved optical power - in our case, it was of 200 mW. Another factor is excitation wavelength; for this system, a very efficient illumination band was achieved between 390-460 nm. The optical filters allowed a very satisfying fluorescence signal, with good contrast for fluorescence images visualization. The developed system enabled the monitoring of PpIX photobleaching as a function of illumination time during PDT. Therefore, a new tool to improve PDT dosimetry is offered by the use this system, allowing a more customized dosimetry each patient, since the device allows visualization of the photosensitive agent during the therapy. Visualization of oral microrganisms was also achieved, which was another relevant contribution of the developed instrumentation because they are the main cause of oral diseases such as caries. Thus the development of a system to both improve PDT dosimetry and oral microrganisms visualization was achieved as a compact device, joining illumination and visualization. These characteristics shows a good interface for clinical use. The prototype was tested in patients for oral microbiota visualization, and skin/vulva pre-cancer lesions treatment.

The solar radiation in general and UV radiation in particular has been recognized to stimulate plant litter decomposition through photochemical mineralization of photosensitive organic molecules, such as lignin, facilitating microbial decomposition, with great relevance role in dryland ecosystems where microbial activity is low, however little is known about how photodegradation could influence other ecosystems without moisture limitations and under what conditions may be favored, therefore the mechanisms has not yet been established. Decomposition in tropical ecosystem is a complex process and can be induced by a number of environmental factors with certain differences when compared to arid and semi-arid ecosystems. To assess the mechanisms underlying UV-B photodegradation, we designed a 300 days field experiment at a tropical ecosystem with high levels of annual precipitation and exposure litter to three levels of radiation combined with a biocide treatment. Results show that the removal of UV-B radiation decelerated plant litter decomposition during the later stage compared to litter exposure to full sun, however shaded litter had similar mass loss compared to litter exposed to full sun. Furthermore, differences in the decay constant among radiation treatments due to UV-B effect is independent of lignin loss. Overall, our study suggest that UV-B contributes to the plant litter decomposition through carbon losses, however, had no effect on nitrogen, neither lignin nor cellulose loss. However, more studies are needed in order to investigate the positive and negative effects of UV exposure on microbial activity in tropical ecosystems. / A radiação solar em geral e a radiação ultravioleta (UV) em particular têm sido reconhecida por estimular a decomposição da serapilheira através da mineralização fotoquímica de moléculas fotossensíveis, como a lignina, facilitando a decomposição microbiana, com um papel de grande relevância em ecossistemas áridos onde a atividade microbiana é baixa, no entanto pouco se sabe como a fotodegradação pode influenciar outros ecossistemas como por exemplo os mais úmidos e sob quais condições a fotodegradação é favorecida, portanto os mecanismos ainda não foram estabelecidos. Decomposição em ecossistemas tropicais é um processo complexo e pode ser influenciado por vários fatores ambientais e com certas diferenças quando comparada com ecossistemas áridos e semiáridos. Para avaliar os mecanismos subjacentes à fotodegradação via radiação UV-B, um experimento de campo de 300 dias foi estabelecido em um ecossistema tropical com alto índice de precipitação anual onde a serapilheira foi exposta a três níveis de radiações diferentes, combinada com um tratamento com biocida. Resultados mostram que a remoção da radiação UV-B desacelerou a decomposição da serapilheira durante o último estágio do experimento comparado com a serapilheira exposta a radiação ambiente, no entanto a serapilheira quando sombreada teve perda de massa similar à exposta a radiação ambiente. Além disso, diferenças na taxa de decaimento entre os tratamentos de radiação devido ao efeito da radiação UV-B foram independentes da perda de lignina. No geral, nosso estudo sugere que a radiação UV-B contribui com a decomposição da serapilheira através da perda de carbono, no entanto não teve efeito na perda de massa de nitrogênio, lignina e celulose. Portanto, mais estudos são necessários para investigar o efeito positivo e negativo da exposição à radiação UV-B na atividade microbiana e na decomposição da serapilheira em ecossistemas tropicais.

Made available in DSpace on 2015-05-14T13:21:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ArquivoTotal.pdf: 4033083 bytes, checksum: 6a05100e863d9679efe9792a62865701 (MD5) Previous issue date: 2013-08-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The present work consists in two steps the synthesis of TiO2 nanoparticles and its evaluation in the photodegradation of textile dyes. The first step involves the synthesis of TiO2 by the microwave assisted solvothermal method, using templates in order to obtain new properties for the materials, due to changes in the surface area, morphology variations and control of the crystalline phase. An usual way to produce these materials is by the use of surfactants and polymers. In the present work, four templates were used, polyethylene glycol (PEG 2000), sodium dodecyl sulfate (SDS), cetiltrimetylamonium bromate (CTAB) and carboxymethylcelulose (CMC). Synthesis were done using na ethanolic route with titanium isopropoxide (1 mol/L), containing the templates or not. Solutions were solvothermalized in the microwave reactor for different times of synthesis (1, 30 and 60 min), in order to evaluate the behavior of the material with different periods of irradiation. Materials with high surface areas and different morphologies were obtained with average particle sizes in the range of 10-30 nm. Powders were characterized by X-ray diffraction (XRD), BET surface area, infrared spectroscopy (IR), Raman spectroscopy, ultraviolet-visible spectroscopy (UV-vis) and field emission scanning electronic microscopy (FE-SEM). The second step consists in the application of the photocatalysts in the photodegradation of the remazol golden yellow dye (RNL), when the photocatalytic efficiency of the TiO2 was observed with a meaningful influence of the properties as surface area and morphology in the photodegradation activity, with about 81 % of discoloration using TiCMC. Reactions were done using a photoreactor at room temperature, with periods of 1, 2 and 4 h with characterization of the azo dye by UV-vis spectroscopy. Photodegradation efficiency was compared to the TiO2 made by Degussa, the P25 one. / O presente trabalho consiste em duas etapas a síntese de nanopartículas de TiO2 e a sua avaliação na fotodegradação de corantes têxteis. A primeira etapa envolve a síntese dos fotocatalisadores de TiO2 pelo método solvotermal assistido por micro-ondas utilizando direcionadores com o intuito de promover novas propriedades nos materiais, acarretando em mudanças na área superficial, variações morfológicas e controle da fase cristalina. Uma maneira muito usual de produção destes materiais é o uso de surfactantes e polímeros, sendo que no presente trabalho foram utilizados quatro direcionadores, polietileno glicol (PEG 2000), sulfato de sódio dodecil (SDS), brometo de cetiltrimetilamônio (CTAB) e carboximetilcelulose (CMC). As sínteses foram preparadas utilizando uma solução etanólica de isopropóxido de titânio (1 mol/L), contendo ou não os direcionadores supracitados. As soluções foram solvotermalizadas no reator de micro-ondas em diferentes tempos de síntese (1, 30 e 60 min.), visando estudar o comportamento do material com o tempo de radiação. Foi obtidos materiais com altas áreas superficiais e diferentes morfologias com tamanho médio de partículas da ordem de 10-30 nm, os pós foram caracterizados por difratometria de raios-X (DRX), análise superficial de BET, espectroscopia na região do infravermelho (IV), espectroscopia Raman, espectroscopia na região do ultravioleta visível (UV-Vis) e microscopia eletrônica de varredura com emissão de campo (FE-MEV). A segunda etapa consiste na aplicação desses fotocatalisadores na fotodegradação do corante remazol amarelo ouro (RNL), onde observamos alta eficiência fotocatalítica do TiO2 e grande influência de propriedades como área superficial e morfológica na atividade de fotodegradação, obtendo cerca de 81% de descoloração usando o TiCMC, as reações foram realizadas utilizando um fotoreator a temperatura ambiente, com tempos de 1, 2 e 4 h sendo o corante caracterizado por espectroscopia na região do ultravioleta visível. A capacidade de fotodegradação foi comparada com a atividade fotocatalítica do TiO2 degussa P25.

The solar radiation in general and UV radiation in particular has been recognized to stimulate plant litter decomposition through photochemical mineralization of photosensitive organic molecules, such as lignin, facilitating microbial decomposition, with great relevance role in dryland ecosystems where microbial activity is low, however little is known about how photodegradation could influence other ecosystems without moisture limitations and under what conditions may be favored, therefore the mechanisms has not yet been established. Decomposition in tropical ecosystem is a complex process and can be induced by a number of environmental factors with certain differences when compared to arid and semi-arid ecosystems. To assess the mechanisms underlying UV-B photodegradation, we designed a 300 days field experiment at a tropical ecosystem with high levels of annual precipitation and exposure litter to three levels of radiation combined with a biocide treatment. Results show that the removal of UV-B radiation decelerated plant litter decomposition during the later stage compared to litter exposure to full sun, however shaded litter had similar mass loss compared to litter exposed to full sun. Furthermore, differences in the decay constant among radiation treatments due to UV-B effect is independent of lignin loss. Overall, our study suggest that UV-B contributes to the plant litter decomposition through carbon losses, however, had no effect on nitrogen, neither lignin nor cellulose loss. However, more studies are needed in order to investigate the positive and negative effects of UV exposure on microbial activity in tropical ecosystems. / A radiação solar em geral e a radiação ultravioleta (UV) em particular têm sido reconhecida por estimular a decomposição da serapilheira através da mineralização fotoquímica de moléculas fotossensíveis, como a lignina, facilitando a decomposição microbiana, com um papel de grande relevância em ecossistemas áridos onde a atividade microbiana é baixa, no entanto pouco se sabe como a fotodegradação pode influenciar outros ecossistemas como por exemplo os mais úmidos e sob quais condições a fotodegradação é favorecida, portanto os mecanismos ainda não foram estabelecidos. Decomposição em ecossistemas tropicais é um processo complexo e pode ser influenciado por vários fatores ambientais e com certas diferenças quando comparada com ecossistemas áridos e semiáridos. Para avaliar os mecanismos subjacentes à fotodegradação via radiação UV-B, um experimento de campo de 300 dias foi estabelecido em um ecossistema tropical com alto índice de precipitação anual onde a serapilheira foi exposta a três níveis de radiações diferentes, combinada com um tratamento com biocida. Resultados mostram que a remoção da radiação UV-B desacelerou a decomposição da serapilheira durante o último estágio do experimento comparado com a serapilheira exposta a radiação ambiente, no entanto a serapilheira quando sombreada teve perda de massa similar à exposta a radiação ambiente. Além disso, diferenças na taxa de decaimento entre os tratamentos de radiação devido ao efeito da radiação UV-B foram independentes da perda de lignina. No geral, nosso estudo sugere que a radiação UV-B contribui com a decomposição da serapilheira através da perda de carbono, no entanto não teve efeito na perda de massa de nitrogênio, lignina e celulose. Portanto, mais estudos são necessários para investigar o efeito positivo e negativo da exposição à radiação UV-B na atividade microbiana e na decomposição da serapilheira em ecossistemas tropicais.

Submitted by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2018-04-20T13:07:11Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação Jucilene Lopes.pdf: 2211418 bytes, checksum: 953a473330915d500a4941021f07c45c (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2018-04-20T13:08:40Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação Jucilene Lopes.pdf: 2211418 bytes, checksum: 953a473330915d500a4941021f07c45c (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-20T13:08:40Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação Jucilene Lopes.pdf: 2211418 bytes, checksum: 953a473330915d500a4941021f07c45c (MD5) Previous issue date: 2017-10-30 / FAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas / Metallic sulfates when used to modify acidic solids have conferred an increase in the acidity of the acidic sites of Lewis and Brønsted, presenting Hammett acidity constant superior to that of sulfuric acid, being called superacid materials. For this reason, superacid materials have been developed and used in many catalytic reactions. In this work the nickel sulfate (NiSO4) and metakaolinite obtained from the kaolinite soil of Manaus - AM were used to synthesize superacid materials varying NiSO4 concentration and calcination temperature. The materials were characterized by chemical analysis (FRX), thermogravimetry (TGA), Infrared Spectroscopy with Fourier Transform (FTIR), X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), adsorption-desorption of N2 (BET method) and still the acidity of the materials was studied by infrared spectroscopy technique of adsorbed pyridine. The catalytic activity was investigated by photodegradation of methylene blue. The characterization results showed that the addition of sulfate ions on the surface of metakaolinite did not alter the structure and morphology of the catalytic support. Bands relative to Lewis acid sites were observed at 1445 and 1607 cm -1 and Brønsted at approximately 1638 cm -1. The metakaolinite sample showed a 43.2% degradation of methylene blue, presenting better performance among all samples tested. Therefore, the characterization of the materials showed that there was interaction between the nickel sulfate and the catalytic support, resulting in the obtaining of the superacid materials and also the addition of nickel sulfate in the catalytic support caused some modification in the surface acidity of metakaolinite. However, the catalytic tests showed that the superacid materials had little catalytic activity for methylene blue photodegradation reactions. / Sulfatos metálicos quando utilizados para modificar sólidos ácidos tem conferido um aumento na acidez dos sítios ácidos de Lewis e Brønsted, apresentando constante de acidez de Hammett superior ao do ácido sulfúrico, sendo chamados de materiais superácidos. Por esse motivo, materiais superácidos têm sido desenvolvidos e utilizados em muitas reações catalíticas. Nesse trabalho o sulfato de níquel (NiSO4) e metacaulinita obtida de solo caulinitico de Manaus – AM, foram utilizados para sintetizar materiais superácidos variando concentração de NiSO4 e temperatura de calcinação. Os materiais obtidos foram caracterizados por meio de análise química (FRX), termogravimetria (TGA), infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), adsorção-desorção de N2 (método BET) e ainda a acidez dos materiais foram estudadas por meio da técnica de espectroscopia na região do infravermelho de piridina adsorvida. A atividade catalítica foi investigada por meio da fotodegradação do azul de metileno. Os resultados de caracterização mostraram que a adição de íons sulfatos na superfície da metacaulinita não alterar a estrutura e morfologia do suporte catalítico. As bandas referentes aos sítios ácidos de Lewis foram observadas em 1445 e 1607 cm-1 e de Brønsted em aproximadamente 1638 cm–1. A amostra de metacaulinita apresentou 43,2% de degradação do azul de metileno, apresentando melhor desempenho entre todas as amostras testadas. Portanto, a caracterização dos materiais demonstrou que houve interação entre o sulfato de níquel e o suporte catalítico, resultando na obtenção dos materiais superácidos e ainda a adição de sulfato de níquel no suporte catalítico causou alguma modificação na acidez superficial da metacaulinita. Porém, os testes fotocatalíticos demonstraram que os materiais superácidos apresentaram pouca atividade catalítica para reações de fotodegradação do azul de metileno.

Submitted by Cássia Santos (cassia.bcufg@gmail.com) on 2016-06-16T12:02:55Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Amanda Vargas Teles - 2016.pdf: 2056252 bytes, checksum: 368e99b26e688ce89da00fe5b604b179 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-06-28T13:14:00Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Amanda Vargas Teles - 2016.pdf: 2056252 bytes, checksum: 368e99b26e688ce89da00fe5b604b179 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-28T13:14:00Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Amanda Vargas Teles - 2016.pdf: 2056252 bytes, checksum: 368e99b26e688ce89da00fe5b604b179 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2016-02-29 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Bovine herpesvirus 1 (BoHV-1) is a virus of the family Herpesviridae and the subfamily Alphaherpesvirinae, known to cause several diseases worldwide in cattle, including rhinotracheitis, vaginitis, balanoposthitis, abortion, conjunctivitis, and enteritis. O BoHV-1 is a source of economic loss for both dairy and beef producer due to a decrease in dairy production, decrease in animal weight gain, a higher susceptibility to secondary infections, and the occurrences of abortions. Aiming at new alternatives for the treatment and disposal of these cattle pathogen, the photoinactivation becomes a viable alternative because this treatment has shown to be effective against animal and human microorganisms. The technique is based on the synergistic combination of a photosensitizer (PS), oxygen, and light. When irradiated by a light source, the photosensitizer undergoes a series of photophysical processes, which culminate in the generation of reactive oxygen species (ROS), which in large amounts are toxic to pathogens. Aiming at a better efficiency of photoinactivation is necessary to know the characteristics of each photosensitizer, analyzing the molecular structure, quantum yield, lifetime, toxicity, stability, and absorption at specific wavelengths. The irradiation time has shown to be very important because each PS reacts differently at a given time. To evaluate the effect of the electrical charges present on PS, zinc insert ring in the central ring of the molecule and the irradiation time in the photodynamic inactivation, BoHV-1 aliquots were used with initial viral titer from 105.75 incubated for one hour with four different photosensitizers: TPPS4, ZnTPPS4, TMPyP, and ZnTMPYP. Subsequently, they we irradiated for two hours and sampled every 15 minutes. As control, we used virus without any treatment, virus irradiated in the absence of PS, and virus with PS without radiating. After irradiation, the sample was added to cultures of cells permissive to the virus, which was analyzed for the presence of cytopathic effect (CPE), and the results were expressed as viral titers. Although all treatments had significant differences, all PSs used in the study were effective in the treatment of BoHV-1. The ZnTMPYP was the most efficient, fully inactivating the virus with 30 minutes of irradiation, and the TPPS4 showed the worst result unable to inactivate the virus after the period of irradiation, but considerably reduced the viral load of BoHV -1. We also analyzed the photodegradation of a plasmid DNA using the same photosensitizers. Again, ZnTMPYP showed better results. / O herpesvírus bovino 1 (BoHV - 1) é um vírus da família Herpesviridae e da subfamília Alphaherpesvirinae, conhecido por causar diversas doenças em bovinos no mundo todo, incluindo a rinotraqueíte, vaginite, balanopostite, aborto, conjuntivite e enterite. O BoHV - 1 é responsável por grande perda econômica, tanto para produtores de leite quanto de carne, devido a uma diminuição na produção de leite, diminuição na taxa de ganho de peso animal, uma maior susceptibilidade às infecções secundárias e as ocorrências de abortos. Visando novas alternativas para o tratamento e eliminação deste patógeno do rebanho, a fotoinativação se torna uma alternativa viável devido ao fato deste tratamento ter se mostrado eficiente contra vários microrganismos de interesse animal e humano. A inativação fotodinâmica (PDI) é baseada na combinação de três componentes: fotossensibilizador (PS), oxigênio e luz. Ao ser irradiado por uma fonte de luz no comprimento de onda específico, o fotossensibilizador sofre uma série de processos fotofísicos que culminarão na geração de espécies reativas do oxigênio (ROS) que em grandes quantidades são tóxicos a patógenos. Visando uma melhor eficiência da fotoinativação, é necessário conhecer as características de cada fotossensibilizador, analisando a estrutura molecular, rendimento quântico, tempo de vida, toxicidade, estabilidade e absorção em comprimentos de onda específicos. O tempo de irradiação tem se mostrado muito importante, porque cada PS reage de uma maneira diferente em determinado período. Para avaliar a interferência das cargas elétricas presentes nos PS, a inserção de zinco no anel no anel central da molécula e o tempo de irradiação na inativação fotodinâmica, foram utilizadas alíquotas do BoHV-1 com título viral inicial de 105,75, incubadas durante uma hora com quatro diferentes porfirinas como fotossensibilizadores: TPPS4, ZnTPPS4, TMPYP e ZnTMPYP. Posteriormente, foram irradiadas durante duas horas, sendo retiradas amostras a cada 15 minutos. Como controle foram utilizados vírus sem qualquer tipo de tratamento, vírus irradiado sem a presença de PS e vírus com PS sem irradiar. Após a irradiação a amostra foi adicionada em culturas de células permissíveis ao vírus, onde foi analisada a presença de efeito citopático (CPE) e os resultados foram expressos em títulos virais. Apesar de todos os tratamentos possuírem diferenças significativas, todos os PSs utilizados no estudo se mostraram eficazes no tratamento do BoHV-1. A ZnTMPYP foi a mais eficiente, inativando totalmente o vírus com 30 minutos de irradiação, e a TPPS4 apresentou o pior resultado não conseguindo inativar o vírus após o período de irradiação, porém reduziu consideravelmente a carga viral do BoHV-1. Analisamos também a fotodegradação de um DNA plasmidial utilizando os mesmos fotossensibilizadores. Novamente, a ZnTMPYP apresentou melhores resultados.