Mass spectrometry (MS) has played a major role in the proteomic analysis of an array of biological samples. Even so, inherent limitations exist such as sample complexity and the dynamic range. In an attempt to overcome these limitations, prefractionation is typically performed followed by reversed phase liquid chromatography coupled with MS. Pre-fractionation can be performed in several formats including chromatographic or electrophoretic based methods. Solution-based isoelectric point (pI) fractionation, specifically isoelectric trapping (IET), provides an attractive alternative for pre-fractionation in bottom-up proteomic studies. A recently developed device, membrane separated wells for isoelectric focusing and trapping (MSWIFT), provides rapid separation on the basis of pI and resulting solutions are MS compatible without the need for extensive sample cleanup. Initial experiments demonstrate fractionation using MSWIFT, of peptide mixtures ranging from standards to a yeast lysate where resulting fractions are analyzed using matrixassisted laser desorption/ionization (MALDI) – MS or further separated using reversed phase liquid chromatography followed by tandem MS (MS/MS) analysis. Identified yeast proteins range in size, pI and copy number illustrating an ability to increase the depth of proteome coverage when using MSWIFT. Extensive studies were also performed using MSWIFT in a multi-stage fractionation platform to improve peptide and protein identifications for the first large-scale proteomic study of the model fungus, Neurospora crassa. A second focus of this work is the development of a new sample preparation method for proteolytic digestion and high-throughput separations using MSWIFT. Histidine is used as a neutral pH, isoelectric, sample buffer for tryptic digestion of proteins and also assists in rapid separations using MSWIFT owing to the low conductivity. Tryptic digests of individual standard proteins and a mixture of standard proteins are used to illustrate these advantages. Finally, the histidine buffer sample preparation method is incorporated into a two-dimensional separation strategy. Tryptic peptides are fractionated using MSWIFT and resulting solutions are further separated using capillary electrophoresis (CE) coupled with MALDI-MS/MS. Performing the two-dimensional strategy allows for increased confidence in peptide and protein assignment owing to experimentally determined in-solution charge states and estimated pI values.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Com a demanda por energia elétrica nos dias atuais e a grande quantidade de bacias hidrográficas presentes no Brasil, a geração de energia hidrelétrica se tornou a principal forma de suprimento. Dentre as diversas mudanças ocorridas em represamento de rios, a redução na vazão da água influencia no acúmulo de nutrientes afetando diretamente na qualidade da água, podendo acarretar em um processo denominado eutrofização, caracterizado pelo aumento na quantidade de nutrientes em um sistema e contribuindo para o desenvolvimento de produtores primários (fitoplâncton e macrófitas aquáticas) em níveis acima do crescimento natural. Para identificar o estado de trofia dos reservatórios pertencentes ao Complexo Hidrelétrico de Ribeirão das Lajes (RJ) foi utilizada a metodologia de Lu e Lo (2002) de avaliação trófica fuzzy (ou difusa) sintética e não sintética, além da avaliação trófica através do índice de estado trófico de Carlson (1977). As classes de estado trófico utilizadas na metodologia é da OECD (1982) e utiliza transparência, concentrações de fósforo total e de clorofila-a como variáveis. Outras variáveis limnológicas como temperatura, oxigênio dissolvido, condutividade elétrica, turbidez, pH e sólidos dissolvidos totais foram utilizadas para caracterização dos reservatórios. As coletas foram realizadas em três momentos, no período seco de 2011, no período chuvoso de 2012 e no período seco de 2012. As análises fuzzy não sintéticas apontaram os reservatórios de Santana, Vigário e Ponte Coberta como oligotrófico/eutrófico durante o período de estudo. O reservatório de Ribeirão das Lajes foi classificado como oligotrófico nos períodos secos no ano de 2011 e 2012, e como mesotrófico no período chuvoso de 2012, assim como o reservatório de Tocos. Foram observadas diferenças significativas entre o período seco e o chuvoso em relação às concentrações de clorofila-a, transparência e turbidez, demonstrando influência sazonal no grau de trofia dos reservatórios, uma vez que clorofila-a e transparência são variáveis utilizadas em índices de estado trófico / The demand of electricity and the abundance of watersheds turned made hydroelectric power generation into the greatest way to fill this demand in Brazil. As a consequence, the damming of a river implicates in different physical, chemical and biological changes in that ecosystem. Among these changes, a reduction in water flows can make an accumulation of nutrients affecting the water quality. An increase of nutrients inputs contributes to the development of primary producers, as phytoplankton and aquatic macrophytes, above its natural level. This process is called eutrophication and its a natural aging process of any water body, fastened by human activities as industrial, agricultural and domestic waste. To identify the trophic state of the reservoirs of the Ribeirão das Lajes Hydroelectric Complex, the methodology of Lu and Lo (2002) on fuzzy synthetic and non-synthetic evaluation was used, and also Carlsons trophic index evaluation. The trophic state categories used were from OECD (1982), using the following variables: transparency, concentrations of total phosphorus and chlorophyll-a. Other limnological variables such as water temperature, dissolved oxygen, electric conductivity, turbidity, pH and total dissolved solids were used to do a reservoirs characterization. Sampling was carried out in three periods, in August 2011 during the dry season, in January 2012 during the rainy season and in June 2012 during the dry season. Fuzzy non-synthetic analysis of eutrophication classified Santana and Vigário reservoirs as oligotrophic/eutrophic in dry and rainy seasons, although both reservoirs presented high incidence of water macrophytes. In Ponte Coberta reservoir there were no water macrophytes and it was also classified as oligotrophic/eutrophic in both periods. The Ribeirão das Lajes and Tocos reservoirs were considered oligotrophic during the dry period in both years and as mesotrophic in the rainy season. Significant differences of chlorophyll-as concentrations, transparency and turbidity were observed between the dry and wet seasons, showing a seasonal influence on the assessment of the water bodies trophic degree, since the chlorophyll-a and transparency are used as variables in indexes for evaluation of trophic states

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Com a demanda por energia elétrica nos dias atuais e a grande quantidade de bacias hidrográficas presentes no Brasil, a geração de energia hidrelétrica se tornou a principal forma de suprimento. Dentre as diversas mudanças ocorridas em represamento de rios, a redução na vazão da água influencia no acúmulo de nutrientes afetando diretamente na qualidade da água, podendo acarretar em um processo denominado eutrofização, caracterizado pelo aumento na quantidade de nutrientes em um sistema e contribuindo para o desenvolvimento de produtores primários (fitoplâncton e macrófitas aquáticas) em níveis acima do crescimento natural. Para identificar o estado de trofia dos reservatórios pertencentes ao Complexo Hidrelétrico de Ribeirão das Lajes (RJ) foi utilizada a metodologia de Lu e Lo (2002) de avaliação trófica fuzzy (ou difusa) sintética e não sintética, além da avaliação trófica através do índice de estado trófico de Carlson (1977). As classes de estado trófico utilizadas na metodologia é da OECD (1982) e utiliza transparência, concentrações de fósforo total e de clorofila-a como variáveis. Outras variáveis limnológicas como temperatura, oxigênio dissolvido, condutividade elétrica, turbidez, pH e sólidos dissolvidos totais foram utilizadas para caracterização dos reservatórios. As coletas foram realizadas em três momentos, no período seco de 2011, no período chuvoso de 2012 e no período seco de 2012. As análises fuzzy não sintéticas apontaram os reservatórios de Santana, Vigário e Ponte Coberta como oligotrófico/eutrófico durante o período de estudo. O reservatório de Ribeirão das Lajes foi classificado como oligotrófico nos períodos secos no ano de 2011 e 2012, e como mesotrófico no período chuvoso de 2012, assim como o reservatório de Tocos. Foram observadas diferenças significativas entre o período seco e o chuvoso em relação às concentrações de clorofila-a, transparência e turbidez, demonstrando influência sazonal no grau de trofia dos reservatórios, uma vez que clorofila-a e transparência são variáveis utilizadas em índices de estado trófico / The demand of electricity and the abundance of watersheds turned made hydroelectric power generation into the greatest way to fill this demand in Brazil. As a consequence, the damming of a river implicates in different physical, chemical and biological changes in that ecosystem. Among these changes, a reduction in water flows can make an accumulation of nutrients affecting the water quality. An increase of nutrients inputs contributes to the development of primary producers, as phytoplankton and aquatic macrophytes, above its natural level. This process is called eutrophication and its a natural aging process of any water body, fastened by human activities as industrial, agricultural and domestic waste. To identify the trophic state of the reservoirs of the Ribeirão das Lajes Hydroelectric Complex, the methodology of Lu and Lo (2002) on fuzzy synthetic and non-synthetic evaluation was used, and also Carlsons trophic index evaluation. The trophic state categories used were from OECD (1982), using the following variables: transparency, concentrations of total phosphorus and chlorophyll-a. Other limnological variables such as water temperature, dissolved oxygen, electric conductivity, turbidity, pH and total dissolved solids were used to do a reservoirs characterization. Sampling was carried out in three periods, in August 2011 during the dry season, in January 2012 during the rainy season and in June 2012 during the dry season. Fuzzy non-synthetic analysis of eutrophication classified Santana and Vigário reservoirs as oligotrophic/eutrophic in dry and rainy seasons, although both reservoirs presented high incidence of water macrophytes. In Ponte Coberta reservoir there were no water macrophytes and it was also classified as oligotrophic/eutrophic in both periods. The Ribeirão das Lajes and Tocos reservoirs were considered oligotrophic during the dry period in both years and as mesotrophic in the rainy season. Significant differences of chlorophyll-as concentrations, transparency and turbidity were observed between the dry and wet seasons, showing a seasonal influence on the assessment of the water bodies trophic degree, since the chlorophyll-a and transparency are used as variables in indexes for evaluation of trophic states

Orientador: André Henrique Rosa / Resumo: A qualidade da água nos reservatórios é muitas vezes comprometida em várias regiões do mundo por nutrientes e metais-traço. Isso exige monitoramento contínuo, no entanto, análises de grandes conjuntos de dados coletados durante o monitoramento regular continuam sendo uma tarefa difícil. As técnicas multivariadas oferecem uma abordagem rápida e robusta para a interpretação de resultados complexos. O objetivo deste estudo foi verificar a eficácia de mapa auto-organizável (self-organizing map, SOM) como uma ferramenta para investigar processos biogeoquímicos. Essa ferramenta também pode ajudar a ilustrar influências dos padrões de uso da terra na qualidade da água dos reservatórios. Aqui usamos o reservatório de Itupararanga (São Paulo, Brasil) como um exemplo subtropical. Os perfis verticais foram amostrados de sete locais no reservatório, em um total de sete campanhas, ao longo de 24 meses. Junto aos parâmetros físico-químicos na coluna de água (oxigênio dissolvido [OD], Eh, pH e temperatura), níveis de nutrientes (NO3-, NO2−, NH4+ e PO43-), metais de transição e traços (Al, Ba, Ca, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Na, Ni e Zn) e clorofila-a (Cl-a) foram medidos. Essas variáveis foram correlacionadas com o uso da terra usando o SOM. Com esta técnica, as amostras foram classificadas em 17 grupos distintos, que mostraram influências da heterogeneidade espacial e sazonalidade. As análises ajudaram a revelar um período de estratificação sazonal, onde Fe, Mn e P foram liberados dos sedimento... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Doutor

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Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:12Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-03-11Bitstream added on 2014-06-13T19:17:34Z : No. of bitstreams: 1 maia_aad_me_ilha.pdf: 1244876 bytes, checksum: 4bf76e7ba52e6567707af0c2ab1ef6a8 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este trabalho apresenta o estudo realizado no Baixo São José dos Dourados (BSJD), localizado no Noroeste Paulista e está inserido na Unidade de Gerenciamento de Recursos Hídricos (UGRHI) 18. O trabalho foi realizado no período de fevereiro de 2010 a janeiro de 2011, com o intuito de determinar o grau de trofia da água por meio do cálculo do índice de estado trófico (IET). Foram previamente estabelecidos 4 pontos de coletas que contemplavam as entradas diretas e difusas no trecho represado do curso d’água em questão (pontos 1 e 2), intermediário (3) e próximo de sua confluência com o rio Paraná (ponto 4). As amostras coletadas foram superficiais, de meio e de aproximadamente 1m acima do leito, e as coletas foram realizadas nos meses de fevereiro, março e novembro de 2010 e janeiro de 2011, totalizando 4 coletas. Depois de levadas as amostras ao laboratório foram determinados três parâmetros distintos, a clorofila-a, a concentração do fósforo total e a concentração do ortofosfato, a transparência da água foi determinada no local da coleta. Após determinados os parâmetros necessários estabeleceu-se os índices, utilizando o método de Carlson (1977) modificado por Toledo Jr et al. (1983) e também o método de Lamparelli (2004). Os resultados obtidos demonstram que os pontos amostrados encontravam-se predominantemente em estado de eutrofia e ultraoligotrofia para cada método respectivamente. Esta condição infere sobre os riscos da degradação do ambiente, sob seus usos múltiplos, bem como a sua saúde ambiental. O trabalho também permitiu observar que, em termos de aplicação, o melhor índice adotado foi o de Toledo Jr et al. (1983), que foi capaz de detectar baixos valores de concentrações dos parâmetros analisados. Dessa forma, a utilização do IET foi uma maneira prática de se avaliar a qualidade de corpos d’água, facilitando a interpretação... / This paper describes the research in the Lower São José dos Dourados (BSJD), located in the northwest region and is inserted in the Unit of Water Resources Management (UGRHI) 18. The study was conducted from February 2010 to January 2011 with the aim of determining the trophic state of water by calculating the trophic state index (TSI). Were previously established four collection points that contemplated the direct inputs and fuzzy in the dammed stretch of the watercourse in question (points 1 and 2), intermediate (3) and near its confluence with the Paraná River (point 4). The samples were superficial, midldle, and approximately of 1m above the riverbed, and samples were collected during February, March and November 2010 and January 2011, a total of four samples. Once taken the samples to the laboratory were determined three distinct parameters, chlorophyll-a, the concentration of total phosphorus and orthophosphate concentrations, water transparency was determined at the collection site. After some necessary parameters are established indices, using the method of Carlson (1977) modified by Toledo Jr et al. (1983) and also the method of Lamparelli (2004). The results show that the sampling sites were predominantly in a state of eutrophication and ultraoligotrofia for each method respectively. This condition infers about the risks of environmental degradation, under its multiple uses, as well as its environmental health. The work also noted that, in terms of application, the best index was the one of Toledo Jr et al. (1983), who was able to detect low concentrations values of parameters. Thus, the use of EIT was a practical way to assess the quality of water bodies, facilitating the interpretation and dissemination of results and, when applied to water bodies in the same region, allows rapid comparative assessment of trophic status them

[pt] Atualmente está bem difundido o uso de novas modelagens matemáticas para o estudo do comportamento de micro e nano sistemas mecânicos e eléctricos. O problema de escala é notável quando o tamanho das moléculas, partículas, grãos ou cristais de um sólido é relativamente considerável em relação ao comprimento do microdispositivo. Nesses casos a teoria clássica dos meios contínuos não descreve apropriadamente a solicitação estrutural e é necessária uma abordagem mais geral através de teorias generalizadas não-clássicas que contém a elasticidade clássica como um caso particular delas, onde os parâmetros constitutivos que representam às partículas são desprezíveis. Quando os efeitos microestruturais são importantes, o comportamento não responde como um material homogêneo se não como um material homogêneo. Cem anos atrás os irmãos Cosserat desenvolveram uma teoria de grãos rígidos imersos dentro de um macromeio elástico; posteriormente Toupin, Mindlin e outros pesquisadores na década de 60 formularam a chamada teoria gradiente de deformações, que recentemente é um objeto de muitas investigações analíticas e experimentais. Na década de oitenta, Aifantis e colaboradores conseguiram desenvolver uma teoria de gradiente de deformações simplificada, baseada em só uma constante elástica adicional não-clássica representativa da energia de deformação volumétrica para caracterizar satisfatoriamente os padrões dos fenômenos não-clássicos. Beskos e colaboradores estenderam o campo de aplicações da proposta inicial de Aifantis e fizeram as primeira implementações de elementos de contorno 2D e 3D para análises de elasticidade gradiente estática, no domínio da frequência e a mecânica da fratura. Desde o tempo de Toupin e Mindlin, procura-se estabelecer uma base variacional da teoria e uma formulação consistente das condições de contorno cinemáticas e de equilíbrio, o que parece ter tido êxito com os recentes trabalhos de Amanatidou e Aravas. Esta tese apresenta a formulação do método híbrido de elementos de contorno e finitos na elasticidade gradiente desenvolvida por Dumont e Huamán decompondo o potencial de Hellinger-Reissner em dois princípios de trabalhos virtuais: o primeiro em deslocamentos virtuais e o segundo em forças virtuais. Com esta finalidade é considerado além dos parâmetros clássicos, o trabalho realizado pelas tensões, deformações, forças e deslocamentos não-clássicos. É apresentado o desenvoltimento das soluções fundamentais singulares e polinomiais atráves das equações diferenciais de sexta ordem obtidas da equação de equilíbrio em termos de deslocamento na elasticidade gradiente. É apresentada também a aplicaçõ do método híbrido de contorno para problemas de tensão axial unidimensional e flexão bidimensional de vigas. Finalmente mostra-se a aplicação numérica do método em elementos finitos, é verificado o patch test de elementos finitos de diferentes ordem e mostra-se também análises de convergência. / [en] The use of new mathematical modeling in the study of micro and Nano electro mechanical systems is currently becoming widespread. The scaling problem is apparent when the length of molecules, particles or grains immersed in the material is relatively important compared with the whole micro device dimension. Under this approach the classical theories of mechanics cannot describe suitably the structural requirement and it is necessary a more general outlook through non classical generalized theories which enclose the classical elasticity as a particular case where the non-classical constitutive parameters are negligible. When the microstructural effects are important, the material does not respond as a homogeneous but as a non-homogeneous one. A hundred years ago Cosserat brothers formulated a new theory of rigid grains which were embedded in an elastic macro medium; later Toupin, Mindlin along others researchers in 1960s developed a gradient strain theory which has been recently the source of many analystics and experimental investigations. In 1980s Ainfantis et al could develop a simplified strain gradient theory with just one additional non classical elastic constant which represents the volumetric elastic strain energy and characterized successfully the whole non classical pattern phenomenon. Beskos et al extended the treatment proposed initially by Aifantis and developed the first numerical applications for 2D and 3D boundary element methods and solved static as dynamic and crack problems. Since the times of Toupin and Mindlin it is looking for to establish a variational theory with a consistent cinematic and equilibrium boundary conditions, which seemed to have had success in the recent works of Amanatiodou and Aravas. This work presents the formulation of the hybrid boundary and finite element methods under the strain gradient scope which were developed by Dumont and Huamán through the versatile decomposition of the Hellinger-Reissner potential in two work principles: the displacements virtual work and the forces virtual work; both principles contain the virtual work performed by the non-classical magnitudes. Following, it is presented the complete development of singular and polynominal fundamental solutions abtained through the sixth order strain gradient differential equilibrium equations in terms of displacements. Next it is shown an application of the method to unidimensional truss element and bidimensional beam. Finally, it is presented a numerical application to strain gradient finite element, it is checked the patch tests to different elements orders and it is also shown a series of convergence analysis.