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Invented in the 1950s, gel electrophoresis has now become a routine analytical method to verify the size of nucleic acids and proteins in molecular biology labs. Conventional gel electrophoresis can successfully separate DNA fragments from several base pairs to a few tens of kilo base pairs, beyond which a point is reached that DNA molecules cannot be resolved due to the size independent mobility. In this case, pulsed field gel electrophoresis (PFGE) was introduced to extend the range of DNA fragment sizes that can be effectively separated. But despite the incredible success of PFGE techniques, some important drawbacks remain. First, separation time is extremely long, ranging from several hours to a few days. Second, detection methods still rely on staining the gel after the run. Real time observation and study of band migration behavior is impossible due to the large size of the PFGE device. Finally, many commercial PFGE instruments are relatively expensive, a factor that can limit their accessibility both for routine analytical and preparative use as well as for performing fundamental studies. In this research, a miniaturized PFGE device was constructed with dimension 2cm x 2.6cm, capable of separating DNA fragments ranging from 2.5kb to 32kb within three hours using low voltage. The separation process can be observed in real time under a fluorescence microscope mounted with a cooled CCD camera. Resolution and mobility of the sample were measured to test the efficiency of the device. We also explored manipulating DNA fragments by end labeling DNA molecules with quantum dot nanocrystals. The quantum dot-DNA conjugates can be further modified through binding interactions with biotinylated single-stranded DNA primers. Single molecule visualization was performed during gel electrophoresis and the extension length, entanglement probability and reorientation time of different conjugates were measured to study their effect on DNA migration through the gel. Finally, electrophoresis of DNA conjugates was performed in the miniaturized PFGE device, and shaper bands were observed compared with the non end-labeled sample. Furthermore, by end-labeling DNA with quantum dots, the migration distance of shorter fragments is reduced, providing the possibility of separating a wider range of DNA fragment sizes on the same gel to achieve further device miniaturization.

none

Detection trace compound from human serum by matrix-assited laser desorption ionization mass spectrometry and second dimensional gel ectrophoresis

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-06-08Bitstream added on 2014-06-13T19:32:52Z : No. of bitstreams: 1 reis_fve_me_araiq.pdf: 3936353 bytes, checksum: f0ae31c006486b496b3c681a599a9d65 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Neste trabalho foram estudados métodos para síntese de nanoesferas de sílica com diâmetros entre 10 e 50 nm e com estreita distribuição de tamanho. A síntese das nanoesferas teve como base metodologias existentes na literatura que utilizam aminoácido como catalisador, com o objetivo de se obter um maior controle do diâmetro final e da distribuição de tamanho. A caracterização das amostras foi realizada utilizando-se as técnicas de IV, RMN, BET, Potencial Zeta ( ), QELS, SAXS e FEG-SEM. O estudo da cinética da síntese das nanoesferas revelou que é possível controlar o tamanho e a dispersão das partículas a partir da variação de parâmetros tais como o tempo de reação e a concentração de catalisador utilizado. As medidas de QELS e SAXS “ex situ” mostraram que foi possível obter suspensões coloidais monodispersas de nanoesferas de sílica com diâmetros de partículas entre 10 e 50 nm. As medidas “in situ” mostraram que as nanoesferas crescem de forma homogênea após o processo de nucleação e que o diâmetro final das mesmas depende do tipo e da concentração do catalisador utilizado. Os espectros de IV e RMN mostraram a presença de grupos silanóis na superfície das esferas e as medidas de Potencial Zeta ( ) revelaram a estabilidade do sistema em decorrência da presença desses grupos. As nanoesferas de sílica foram ordenadas na forma de filmes, em monocamadas a partir dos métodos: deposição gravitacional e “dip-coating” em substratos (silício ou mica) previamente dimensionados, limpos e ativados. A partir dos gráficos obtidos por SAXS verificou-se que o diâmetro das nanoesferas, a concentração de partículas em suspensão e a velocidade de emersão influenciam na qualidade dos filmes. Pelas imagens de FEG-SEM verificou-se a formação de arranjos bidimensionais (monocamadas) e tridimensionais... / In this work methods for the synthesis of silica nanospheres showing diameters in between 10 and 50 nm and a narrow size distribution were studied. These nanospheres syntheses were based on methodologies existing in the literature that use amino acid as catalyst in order to better control both the final diameter and distribution. Samples characterization was performed using IR, NMR, BET, Zeta Potential, QELS, SAXS and FEG-SEM measurements. The kinetics of synthesis of nanospheres revealed that it is possible to control the size and the size dispersion of particles by variating parameters such as the synthesis time and the catalyst concentration. The SAXS and QELS ex situ measurements have shown the possibility to obtain colloidal suspensions of monodisperse silica nanospheres with particles diameters in between 10 and 50 nm. Otherwise, the in situ measurements have shown that nanospheres grow homogeneously after nucleation process and that the overall diameter depends on the type and concentration of the catalyst. The IR and NMR spectra analyses have shown the presence of hydroxyl groups on the spheres surface, while Zeta potential ( ) measurements revealed the stability of the system is due to the presence of these groups. The silica nanospheres were ordered in form of films, monolayers, using the methods: gravitational deposition and dipcoating on substrates (silicon or mica) previously scaled, cleaned and activated. The SAXS results have shown that both the diameter and concentration of the particles in suspension and the deposition rate influence the films quality. FEGSEM images have shown both the formation of two (monolayers) and three (multiple layers) dimensional arrays as well as high monodispersity of spheres. The set of information obtained from these systems characterization... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Renata Marques de Melo Marinho / Coorientador: Tiago Moreira Bastos Campos / Banca: Rubens Nisie Tango / Banca: Getulio de Vasconcelos / Resumo: Neste trabalho avaliou-se o comportamento mecânico e a homogeneidade estrutural de bilaminados cerâmicos com configuração convencional (compressão da zircônia) e bioinspirada (tração da zircônia) com e sem infiltração de sílica. Além disso, determinou-se a distribuição de tensões utilizando a análise de elementos finitos, e avaliou-se o modo de falha e o mecanismo de adesão da interface porcelana/zircônia. Amostras bilaminadas foram confeccionadas com Y-TZP e cerâmica injetável e divididos em 4 grupos (n=30): zircônia sob compressão (T), zircônia infiltrada sob compressão (I), zircônia sob tração (B) e zircônia infiltrada sob tração (BI); para teste da resistência à flexão biaxial. A infiltração por sílica ocorreu pelo método sol-gel. Os dados (MPa) do ensaio mecânico foram avaliados com análise de Weibull (IC 95 %). Análise de elementos finitos utilizou o critério de tensão máxima principal para avaliar a distribuição de tensões nos modelos e seus resultados foram apresentados em forma de figuras e gráficos da tensão máxima principal (TMP). A camada de infiltração foi caracterizada usando DRX e microscopia (MEV, MEV-FEG e EDS). O comportamento da interface foi analisado usando resistência ao risco e dureza. O grupo mais homogêneo estruturalmente foi o BI (m= 9,59). A concentração de tensão na cerâmica feldspática foi menor nos grupos bioinspirados. Houve formação de silicato de zircônia na superfície dos discos de zircônia infiltrados e preenchimento de defeitos superficiais... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This study analyzed the mechanical behavior of bilayers using conventional arrangement (leucite ceramic under traction) and a bioinspired arrangement (zirconia under traction) with or without sol-gel silica infiltration, analyze stress distribution using FEA, characterize infiltration layer and observe interfacial behavior. 120 bilayered specimens were produced for biaxial flexural strength testing using Y-TZP and pressed ceramic and divided into 4 groups (n=30): zirconia under compression (T), infiltrated zirconia under compression (I), zirconia under traction (B) and infiltrated zirconia under traction (BI). The zirconia was infiltrated using sol-gel method. The results for the biaxial flexural strength (MPa) were analyzed using Weibull analysis (CI 95 %). Stress distribution within the models were examined using maximum principal stress and the results were presented as graphs and figures. The infiltration layer was characterized using XRD and microscopy (SEM, FEG-SEM and EDS). The interfacial behavior was analyzed using scratch test and micro-hardness indentation. The BI group was the most reliable (m=9.59). The stress distribution in the feldspar ceramic was better for the bioinspired groups. The infiltrated zirconia discs presented zirconia silicate formation on the surface and plugged internal flaws. The traditional zirconia had a better scratch performance compared to the infiltrated zirconia. The interfacial indentation showed that the weakest link of the set is the ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:41Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2002Bitstream added on 2014-06-13T19:09:45Z : No. of bitstreams: 1 bernardes_sr_me_botfm.pdf: 941202 bytes, checksum: a73c11f495132e80c1b25f4155398563 (MD5) / Esta pesquisa foi realizada com o objetivo de se avaliar o comportamento do polietileno gel como um material para ser usado para a reposição de volume ou aumento de tecidos moles e para se estudar as reações teciduais que se seguem à sua injeção no subcutâneo dorsal de ratos. Material e método: uma injeção de 01 cc de polietileno gel (Makron Biopolímeros Ltda. – Mogi das Cruzes - SP – Brasil) foi efetuada na região subcutânea dorsal de 24 ratos brancos, machos, pesando cerca de 200 gramas cada um, sob anestesia geral, tricotomia e assepsia. Os animais foram separados em oito grupos e foram sacrificados 7 (G1), 15 (G2), 30 (G3), 45 (G4), 60 (G5), 90 (G6), 180 (G7) e 365 (G8) dias após a injeção da substância a ser estudada. Os espécimes foram removidos e preparados para o exame histopatológico. Este foi realizado ao microscópio óptico e foi realizada também a análise morfométrica dos dados obtidos. Os resultados foram submetidos à análise estatística (Kruskal-Wallis). Resultados: a comparação entre os grupos revelou que o polietileno gel esteve presente através de todo o período experimental, provocando escassa reação tecidual, com poucas células inflamatórias, principalmente na periferia do material e no começo do experimento. Posteriormente, essa reação foi mais densa, avançando para o centro do material e também com poucas células inflamatórias. Nenhum sinal de infecção foi observado durante o período experimental. Conclusões: a manutenção do PG, com reação inflamatória muito discreta e sem sinais de rejeição ou infecção, leva-nos a considerar este material como sendo uma boa opção para reposição de volume e para aumento de tecidos moles. / This research was performed in order to evaluate the effects of gel polyethylene as a material to be used for reposition of lack of volume or soft-tissue augmentation and to study the tissue reactions following the injection of this substance into the dorsum subcutaneous region of rats. Material and methods: an injection of 1 cc of gel polyethylene (Makron Biopolímeros Ltda.– Mogi das Cruzes – SP – Brasil) was performed into the dorsal subcutaneous region of 24 white male rats, weighting about 200 grams each one, under general anesthesia, skin shaving and asepsis. The animals were separated into eight groups and they were sacrificed 7 (G1), 15 (G2), 30 (G3), 45 (G4), 60 (G5), 90 (G6), 180 (G7) and 365 (G8) days after the injection of the substance to be studied. The specimens were removed and they were prepared for the histopatologic examination, under optical microscopy. It was also performed the morphometric analysis of the observed data. The results were submitted to the statistic analysis (Kruskal-Wallis). Results: the comparison among the groups revealed that the maintenance of the presence of the gel polyethylene occurs throughout the experimental period, provoking a slack tissue reaction, with few inflammatory cells, mainly at the beginning of the experience. Later, the tissue reaction became denser, advancing to the center of the material, with also few inflammatory cells. The integration with the host was progressive and no sign of infection was observed throughout the experimental period. Conclusions: the injected gel polyethylene was present throughout the complete study, provoking a very slight inflammatory reaction and with a good integration with the host, taking us to consider that material as a good option for soft-tissue augmentation and lack of volume replacement.

Orientador: Fabio Augusto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-17T12:13:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Batista_AlexDomingues_M.pdf: 1225711 bytes, checksum: 108d27c49f0c885f3e6b3f3302d1efc7 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: No trabalho estudou-se o preparo de fibras para Microextração em Fase Sólida (SPME) com recobrimentos baseados em sílicas organicamente modificadas através de processo sol-gel. O modificador utilizado foi o viniltriemetoxisilano para a obtenção de um revestimento inicial que posteriormente foi recoberta com poliestireno através da polimerização de monômeros de estireno catalisada por luz ultravioleta. As fibras foram caracterizadas química e morfologicamente através de Microscopia Eletrônica de Varredura, Espectroscopia no Infravermelho e Análise Termogravimétrica. Os recobrimentos apresentaram uma estrutura compacta, sem a presença visível de poros com uma espessura de 97 mm. Eles se apresentaram estáveis termicamente até uma temperatura de aproximadamente 320°C. As fibras foram utilizadas com sucesso na quantificação de BTEX em água de torneira, as curvas analíticas obtidas apresentaram coeficientes de correlação linear acima de 0,99. Os limites de detecção calculados pela curva analítica foram para benzeno, tolueno, etilbenzeno e o-xileno foram respectivamente 0,023, 0,042, 0,027 e 0,061 mg.L. As novas fibras foram utilizadas também na quantificação de androstenona e escatol em toucinho suíno onde também observado um coeficiente de correlação linear para a curva analítica acima de 0,99. Os limites de detecção foram 0,003 mg.g para androstenona e 0,009 mg.g para escatol / Abstract: In this work we studied the preparation of fibers for Solid Phase Microextraction (SPME) with coatings based on organically modified silica via sol-gel process. Vinyltrimethoxysilane was used as modifier for obtaining an initial coat that was later covered with polystyrene by polymerizing styrene monomers catalyzed by ultraviolet light. The fibers were characterized chemically and morphologically by scanning electron microscopy, infrared spectroscopy and thermogravimetric analysis. The coatings had a compact structure without the visible presence of pores with a thickness of 97 micrometers. They showed thermal stability up to a temperature of about 320°C. The fibers were successfully used in the quantification of BTEX in tap water, the analytical curves showed correlation coefficients above 0.99. The detection limits were calculated by the analytical curve of benzene, toluene, ethylbenzene and o-xylene were respectively 0.023, 0.042, 0.027 and 0.061 mg.L. The new fibers were also used for quantification of skatole and androstenone in pig fat which also observed a linear correlation coefficient for the calibration curve above 0.99. The detection limits were 0.003 mg.g for androstenone and 0.009 mg.g for skatole / Mestrado / Quimica Analitica / Mestre em Química

O xerogel de pentóxido de vanádio possui estrutura bi-dimensional que viabiliza a intercalação de diferentes espécies como íons, compostos orgânicos e espécies poliméricas. E, quando associeado a outros óxidos de metais transição, tais como, WO3 e MoO3 apresenta uma importância em reações de catálise, pois estes óxidos atuam como promotores em reações como, por exemplo, a redução catalítica seletiva do NOx a NH3 e a oxidação de hidrocarbonetos. Além disso, estes óxidos melhoram as propriedades eletroquímicas e eletrocrômicas, favorecendo assim sua utilização em células fotoquímicas, células para conversão de energia solar e cátodos de baterias e lítio. Dentre estes óxidos, o óxido de tungstênio hidratado foi escolhido não somente por favorecer a dissociação ácida das moléculas, mas também por apresentar uma estrutura lamelar que favorece reações de intercalação sem afetar significativamente sua estrutura original. Neste contexto, o xerogel de óxido misto V2O5/WO3 foi sintetizado e suas propriedades eletroquímicas bem como sua capacidade de intercalação foi investigada. em relação ao comportamento eletroquímico, a melhor resposta foi obtida para o óxido misto com menor concentração de WO3, ao passo que para os óxidos com alta quantidade de óxido de tungstênio, a intercalação dos íons Li+ não foi eficiente. Estudos de voltametria cíclica revelaram que a resposta eletroquímica do óxido misto é similar à encontrada para o xerogel de pentóxido de vanádio. Em adição, outros resultados revelaram a dependência da resposta eletroquímica com a natureza do eletrólito suporte. Também foi verificado que é possível intercalar anilina e agentes tensoativos (Brometo de Cetiltrimetilamônio - CTAB), mantendo o caráter bi-dimensional. Neste trabalho, o compósito V2O5/WO3/SiO2 foi preparado pelo método sol-gel. A metodologia usada possibilitou a preparação de microesferas de sílica cobertas por xerogel de V2O5/WO3, conservando não somente a estrutura, mas também as propriedades eletroquímicas. A atividade catalítica avaliou a oxidação do estireno em fase líquida. / Vanadium pentoxide xerogel has a bi-dimensional structure which is suitable for intercalation of a variety of ions, organic compounds, and even polymeric species. In addition, when associated with other metal oxides such as WO3 and MoO3, it presents an important role in catalysis, since the resulting oxides act as promoters in catalytic reduction of the NOx to NH3 and hydrocarbons oxidation. Besides, these oxides improve electrochemical and electrochromic properties, leading to their use in photochemical cells, cathodes and in solar energy cells. Among several metal oxides, hydrated tungsten oxide was chosen not only because of favor the acid dissociation of molecles but also because of its lamellar structure that allows intercalation reactions without affect significantly the original structure. In this context, V2O5/WO3 xerogel mixed oxides were synthesized and electrochemical properties as well as intercalation capacity were investigated. Concerning the electrochemical behavior, the best response was obtained for the mixed oxides with low concentration of WO3, whereas for the oxides with high amount of tungsten oxide, the lithium ions intercalation was not efficient. Cyclic voltammetric studies revealed that the electrochemical response of mixed oxide is similar to that found for the vanadium pentoxide xerogel. In addition, our results reveal the dependence of the electrochemical response on the nature of the supporting electrolyte. It was also verified that it is possible to intercalate aniline and surfactant molecules (N-cetyl-N,N,N,-trimethyl-ammonium bromide - CTAB), maintaining the bi-dimensional character. In this work, V2O5/WO3/SiO2 composite was prepared by sol-gel method. The methodology used enables the preparation of silica microspheres covered by V2O5/WO3 xerogel mixed oxides, retaining not only its structure but also the electrochemical properties. the catalytic activity evaluated in the oxidation of the styrene in liquidphase.

Orientador: Paulo Cesar Muniz de Lacerda Miranda / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-21T09:25:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Abreu_MarlondeFreitas_D.pdf: 21101958 bytes, checksum: 66d47016a4102485845b17df067519a7 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O trabalho versa sobre a síntese de doze gelificantes (LMOGs) e um estudo sobre automontagem supramolecular dos LMOGs na construção de nanofibras. Foram sintetizadas duas séries de compostos derivados do metil 4,6-O-benzilideno-a-D-glicopiranosideo substituído na posição 4 do anel aromático com grupos (G) modificadores de densidade eletrônica, série A (G = n-alcoxil) e série B (G = n-alcoxicarbonil); e dois agentes de reticulação supramolecular (C e D). Fez-se um estudo da supramolecularidade usando várias técnicas. O ensaio de gelificação revelou que os LMOGs da série B enrijecem maior numero de solventes em maior faixa de concentração do que os da série A. A habilidade de gelificação foi destacada nos LMOGs de maior cadeia carbônica. Identificou-se por IV-TF que os LMOGs da série A se agregam por apenas um dos grupos OH, enquanto os LMOGs da série B pelos dois. A MEV mostrou estruturas fibrosas com morfologias cilíndricas e/ou fitas, com o menor diâmetro de 40 nm. Os termogramas no DSC indicaram que a Tgel aumentou com a concentração, porém ela diminuiu com o tamanho da cadeia carbônica em ambas as séries. O UV/vis mostrou que os grupos aromáticos estão arranjados obliquamente e próximos a um empilhamento p. As fibras de ambas as séries apresentaram helicidade P no DC. Observou-se com SAXS que a habilidade de gelificação está relacionada com o crescimento 1D. Os espectros de NOESY confirmam o que foi evidenciado no IV/térmico, sugerindo que as duas séries de LMOGs sofram automontagens diferentes. A mistura de LMOGs e de agente de reticulação não aumentou a habilidade de gelificação nem a estabilidade térmica. Com a técnica de ESI-MS verificou-se que mistura das séries, A + B, leva à agregação randômica. A análise do monocristal permitiu observar o "arranjo 1D", que ajudou a propor com outras técnicas a automontagem dos gelificantes dentro da fibra. Propõe-se que os LMOGs da serie A sofram uma torção angular maior, em relação ao cristal, durante o empacotamento helicoidal do que os LMOGs da serie B, embora as duas apresentem a mesma helicidade (P). Os agentes de reticulação C e D não contribuíram para a ramificação das fibras, mas o D apresentou boa estabilidade térmica e habilidade para enrijecer solventes polares. Por fim, fez-se um breve estudo focando a aplicação em célula solar. Os resultados mostraram que a gelificação pode minimizar a evaporação e o vazamento deste dispositivo, sem afetar muito suas propriedades / Abstract: The work presented in this thesis reports the synthesis of twelve gelators (LMOGs) and the study of the supramolecular self-assembly process in the formation of nanofibers. Two series of 4,6-O-benzylidene-a-D-glucopyranoside derivative compounds with different groups (G) at position 4 of the aromatic ring, series A (G = n-alkoxyl) and B (n-alkoxycarbonyl) and two compounds titled supramolecular crosslinking agents (C e D) were designed to study the effect of substituents (A and B) and effect the mixture of the LMOGs on self-assembly properties. The gelation test revealed that the LMOGs of the series B presented better gelation properties over the wide concentration range than the series A. The presence of long alkyl chains in both series enhanced the ability to gelate various organic solvents. The organogelators were characterized by different techniques. The FT-IR analysis of the gels indicated that the series A undergo a self-assembly process through hydrogen-bonding involving only one of the OH group, while the LMOGs of the series B aggregated with two OH group. Microscopic images (SEM) of the xerogel showed cylindrical or tape-like organized aggregates with small diameters (~40 nm). The DSC studies revealed that the Tgel increases with the molar concentration and decreases with alkyl chain size in both series of the gelators. UV/vis spectroscopy shows that the aromatic groups are obliquely orientated and approximately parallel. The helicity of the fiber of both series found to be P in CD. SAXS studies point that the gelation ability can be related to the uni-dimensional fiber growth. NOESY confirmed the different self-assembly mode between the series A and B observed in FT-IR. Both the gelation ability and Tgel were not increased with the mixtures of LMOGs (A + B or A/B + D). When analyzed in ESI-MS, the mixture of A + B resulted in a random aggregation of LMOGs. X-ray crystallographic analysis allowed creating a model of self-assembly of fiber together with other techniques. Based on these results, was proposed that the fiber of series A undergo a greater torsional deformation than the B, during helical molecular packing when compared to crystal, although the two exhibit the same helicity (P). The compounds C and D behaved not as a crosslinking agents of fiber. However, the compound D acted as gelling agent with high thermal stability in polar solvents. Finally, the gelation test with electrolyte solution revealed that LMOG does not compromise the solar cell performance, showing that the gelation can be applied to avoid the leakage or evaporation of the organic solvent / Doutorado / Quimica Organica / Doutor em Ciências