No presente trabalho, a técnica de Espectroscopia de Correlação Angular Perturbada (CAP) foi usada para medir a interação de quadrupolo elétrico em amostras de DNA de diferentes linhagens de camundongos (A/J, C57BL/6, B6AF1, BXA1 e BXA2), amostras de antiimunoglobulinas pertencentes as subclasses (IgG1, IgG2a e IgG2b) e de porções ativas de imunoglobulinas fracionadas ou inteiras, correspondentes a parte diversificada da imunoglobulina, responsável pelo padrão de resposta imunológica apresentado pelos organismos. Também foram realizadas medidas da interação de quadrupolo elétrico em amostras de bases nitrogenadas do DNA (adenina, citosina, guanina e timina). As medidas CAP foram realizadas utilizando os núcleos de prova 111In111Cd; 111mCd111Cd; 111Ag111Cd; e 181Hf181Ta, nas temperaturas ambiente e do nitrogênio líquido para investigar as interações dinâmicas e estáticas, respectivamente. As biomoléculas foram marcadas por meio direto, onde os átomos dos núcleos de prova devem se ligar a um determinado sítio da biomolécula. Os materiais biológicos e os núcleos de prova foram escolhidos com o objetivo de verificar, em todos os seus aspectos, a possibilidade de aplicação da espectroscopia de CAP na investigação dos parâmetros hiperfinos em um núcleo de prova de um átomo metálico ligado às biomoléculas (incluindo o uso de diferentes núcleos de prova, resultantes do decaimento do núcleo pai de quatro diferentes metais) e estudar, por meio dos parâmetros hiperfinos medidos, o comportamento dessas diferentes moléculas. Os resultados obtidos mostram as diferenças entre a interação das biomoléculas estudadas com os núcleos de prova Estas diferenças foram observadas por meio de variações nos parâmetros hiperfinos medidos, que depende do tipo de molécula, mostrando que o núcleo de prova em alguns casos ligou-se as moléculas e em outros não houve esta ligação. / In the present work perturbed angular correlation (PAC) spectroscopy was used to measured electric quadrupole interactions in DNA biomolecules of different mice lineages (A/J, C57BL/6, B6AF1, BXA1 e BXA2), samples of different isotypes of immunoglobulin G (IgG1, IgG2a e IgG2b) and active portions of complete and fragmented immunoglobulin responsible by the immune response. Electric quadrupole interactions were also measured in DNA nitrogenous bases (adenine, cytosine, guanine, thymine). PAC measurements were performed using 111In111Cd; 111mCd111Cd; 111Ag111Cd; e 181Hf181Ta as probe nuclei, and carried out at room temperature and liquid nitrogen temperature, in order to investigate dynamic and static hyperfine interactions, respectively. The biomolecule samples were directly marked with the radioactive parent nuclei, whose atom link to a certain site in the biomolecules. The biological materials as well as the probe nuclei were chosen to investigate the possibility to use PAC spectroscopy to measure hyperfine parameters at nuclei from metallic elements bound to biomolecules (including the use of different probe nuclei produced in the decay of parent nuclei of four different metals) and also to study the behavior of different biomolecules by means of the measured hyperfine parameters. Results show differences in the hyperfine interactions of probe nuclei bound to the studied biomolecules. Such differences were observed by variations in the hyperfine parameters, which depend on the type of biomolecule and the results also show that the probe nuclei atom bound to the molecule in some cases and in others do not.

In the present work we performed electronic structure calculations within the Kohn-Sham scheme of the density functional theory (DFT). We studied two molecules with potential applications in life sciences and medicine: ferrioxamine B and 5,10,15,20-tetrakis(1-methyl-4-pyridyl)-21H,23H (TMPyP) porphyrin. We used different methods and different exchange and correlation functionals, analyzing optical and vibrational properties and hyperfine interactions. In the case of ferrioxamine B, results in the crystalline phase (molecular crystal), and gas phase were compared with experimental results obtained using Mössbauer spectroscopy from the literature. We analyzed hyperfine parameters such as the electric quadrupole splitting, asymmetry parameter, hyperfine field and isomer shift. In the case of TMPyP porphyrin we analyzed vibrational properties in the gas phase and optical properties. For the electronic absorption, solvent effects and electronic charges states were analyzed. / In the present work we performed electronic structure calculations within the Kohn-Sham scheme of the density functional theory (DFT). We studied two molecules with potential applications in life sciences and medicine: ferrioxamine B and 5,10,15,20-tetrakis(1-methyl-4-pyridyl)-21H,23H (TMPyP) porphyrin. We used different methods and different exchange and correlation functionals, analyzing optical and vibrational properties and hyperfine interactions. In the case of ferrioxamine B, results in the crystalline phase (molecular crystal), and gas phase were compared with experimental results obtained using Mössbauer spectroscopy from the literature. We analyzed hyperfine parameters such as the electric quadrupole splitting, asymmetry parameter, hyperfine field and isomer shift. In the case of TMPyP porphyrin we analyzed vibrational properties in the gas phase and optical properties. For the electronic absorption, solvent effects and electronic charges states were analyzed.

Amostras de dióxido de cério dopadas com La e Fe foram confeccionadas e caracterizadas por uma técnica nuclear baseada em interações hiperfinas conhecida como Correlação Angular Gama-Gama Perturbada (CAP). Como o composto em questão não é radioativo, foram utilizados núcleos radioativos como ponta de prova 111In 111Cd, que decaem através de uma cascata gama-gama 171-245 keV, com nível intermediário possui uma meia-vida de 84ns, spin 5/2- e um momento de quadrupolo elétrico Q= 0,83. Inicialmente uma metodologia para a produção das amostras precisou ser elaborada. As amostras de dióxido de cério e seus dopantes foram produzidas através do processo Sol-Gel, passando por uma calcinação e sinterização até a finalização da amostra. Sendo caracterizada por diversos tipos de técnicas (Difração de Raios-X e Microscopia Eletrônica de Varredura) culminando no estudo através da técnica CAP, para uma compreensão das interações quadrupolares elétricas das amostras e também a possibilidade da existência de comportamento magnético (assunto intensamente investigado dado o interesse na área da spintrônica). Os resultados encontrados foram analisados frente aos conhecimentos encontrados na literatura e as discussões foram feitas em função da variação do elemento dopante, tipos de tratamentos térmicos usados na sinterização e as diferentes temperaturas de medidas. Permitindo uma discussão e interpretação física dos resultados encontrados. / Samples of cerium dioxide doped with La and Fe were fabricated and characterized by a technique based on nuclear hyperfine interactions known as Perturbed Angular Gamma-Gamma Correlation (PAC). As the used compound is not radioactive and the PAC technique requires a radioactive decaying through a cascade gamma-gamma, a radioactive probe nuclei were used (111In 111Cd - 171-245 keV), with intermediate has a half-life of 84ns, spin 5/2- and a moment of electric quadrupole Q= 0,83. Initially a methodology for the production of the samples had to be prepared. The cerium dioxide and its dopants were produced by the Sol-Gel process, undergoing a calcining and sintering. The sample are characterized by various types of techniques (X-ray Diffraction and Scanning Electron Microscopy) succeeding study through hyperfine Interactions, with the PAC technique, to an understanding of the electric quadrupole inteirações samples and also the possibility of the existence of magnetic behavior (subject intensively investigated given the interest in the field of spintronics). The results were analyzed taking the knowledge found in the literature and discussions were made on the basis of the variation of the doping element, thermal treatments used in the sintering temperatures and the different measures. Allowing a discussion and physical interpretation of results.

Submitted by Almir Azevedo (barbio1313@gmail.com) on 2017-06-23T12:13:18Z No. of bitstreams: 1 dissertação mestrado ien 2014 Osmar Flávio da Silveira Leite Neto.pdf: 2475705 bytes, checksum: e9d721f77d56bf0152629fcad4b895d8 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-23T12:13:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertação mestrado ien 2014 Osmar Flávio da Silveira Leite Neto.pdf: 2475705 bytes, checksum: e9d721f77d56bf0152629fcad4b895d8 (MD5) Previous issue date: 2014-05 / O presente trabalho mostra os resultados da pesquisa envolvendo parâmetros hiperfinos, medidos em Hidorxiapatita, um material biológico utilizado como nano carregador de fármacos para sistemas de “drug delivery” no tratamento de tumores. A interação hiperfina foi medida através do isótopo sonda 111In⇾111Cd, pela espectroscopia de correlação angular gama-gama perturbada diferencial no tempo

Neste trabalho investigou-se o comportamento sistemático do campo hiperfino magnético nos compostos intermetálicos Gd(Ni,Pd,Cu)In , Tb(Ni,Pd)In, Dy(Ni,Pd)In e Ho(Ni,Pd)In, com a técnica de Correlação Angular γ-γ Perturbada, nos sítios dos elementos terras raras com o núcleo de prova 140Ce e no sítio do In com o núcleo de prova 111Cd. Os resultados obtidos da dependência com a temperatura do Campo Hiperfino Magnético (Bhf) de cada composto foram primeiramente comparados com a teoria do campo molecular por meio da função de Brillouin, da qual foram extrapolados os valores de saturação de Bhf para cada composto estudado. Os valores extrapolados a zero Kelvin de Bhf (Bhf(T=0)) para os compostos estudados neste trabalho foram usados na comparação com valores de Bhf da literatura para outros compostos contendo o mesmo elemento R (R=Terra Rara). O resultado mostrou uma dependência linear com a temperatura de ordenamento magnético, o mesmo previsto pelo modelo RKKY o que indica que a principal contribuição para Bhf vem da polarização dos elétrons de condução (CEP) via interação de contato de Fermi. O comportamento de Bhf saturado para cada família de compostos de terras raras pesados RNiIn e RPdIn como função da projeção do spin 4f do elemento R mostrou também uma relação linear, com exceção dos resultados para os compostos RNiIn obtidos com 111Cd onde foi observado um leve desvio da linearidade. Foi feita uma investigação dos parâmetros hiperfinos elétricos em função da temperatura para os compostos RPdIn e GdNiIn com o núcleo de prova 111Cd, e os resultados mostram que para o composto GdPdIn pode ocorrer desordem Gd-In a altas temperaturas. / Systematic behavior of magnetic hyperfine field (Bhf) in the intermetallic compounds Gd(Ni,Pd,Cu)In , Tb(Ni,Pd)In, Dy(Ni,Pd)In and Ho(Ni,Pd)In was studied by Perturbed Gamma-Gamma Angular Correlation spectroscopy. The measurements of Bhf were carried out at the rare earth atom and In sites using the nuclear probes 140Ce and 111In respectively. The variation of hyperfine field with temperature, in most cases, follows the Brillouin function predicted from the molecular field theory. The hyperfine field values at rare earth atom sites obtained from 140Ce probe as well as at In sites obtained from 111In probe for each series of compounds were extrapolated to zero Kelvin Bhf(T=0) from these curves. These values were compared with the values of the literature for other compounds containing the same rare earth element and all of them show a linear relationship with the ordering temperature. This indicates that the main contribution to Bhf comes from the conduction electron polarization (CEP) through Fermi contact interaction and the principal mechanism of magnetic interaction in these compounds can be described by the RKKY type interaction. The values of Bhf(T=0) for each family of intermetallic compounds RNiIn and RPdIn when plotted as a function of 4f spin projection of rare earth element also shows a linear relationship. Exceptions are the results for the compounds RNiIn obtained with 111Cd probe where a small deviation from linearity is observed. The results of the measurements carried out with the 111Cd probe were also analyzed to obtain the hyperfine parameters of the quadrupole interaction as a function of temperature for RPdIn and GdNiIn compounds. The results show that for the compound GdPdIn there might be some Gd-In disorder at high temperature.

Neste trabalho investigou-se o comportamento sistemático do campo hiperfino magnético nos compostos intermetálicos Gd(Ni,Pd,Cu)In , Tb(Ni,Pd)In, Dy(Ni,Pd)In e Ho(Ni,Pd)In, com a técnica de Correlação Angular γ-γ Perturbada, nos sítios dos elementos terras raras com o núcleo de prova 140Ce e no sítio do In com o núcleo de prova 111Cd. Os resultados obtidos da dependência com a temperatura do Campo Hiperfino Magnético (Bhf) de cada composto foram primeiramente comparados com a teoria do campo molecular por meio da função de Brillouin, da qual foram extrapolados os valores de saturação de Bhf para cada composto estudado. Os valores extrapolados a zero Kelvin de Bhf (Bhf(T=0)) para os compostos estudados neste trabalho foram usados na comparação com valores de Bhf da literatura para outros compostos contendo o mesmo elemento R (R=Terra Rara). O resultado mostrou uma dependência linear com a temperatura de ordenamento magnético, o mesmo previsto pelo modelo RKKY o que indica que a principal contribuição para Bhf vem da polarização dos elétrons de condução (CEP) via interação de contato de Fermi. O comportamento de Bhf saturado para cada família de compostos de terras raras pesados RNiIn e RPdIn como função da projeção do spin 4f do elemento R mostrou também uma relação linear, com exceção dos resultados para os compostos RNiIn obtidos com 111Cd onde foi observado um leve desvio da linearidade. Foi feita uma investigação dos parâmetros hiperfinos elétricos em função da temperatura para os compostos RPdIn e GdNiIn com o núcleo de prova 111Cd, e os resultados mostram que para o composto GdPdIn pode ocorrer desordem Gd-In a altas temperaturas. / Systematic behavior of magnetic hyperfine field (Bhf) in the intermetallic compounds Gd(Ni,Pd,Cu)In , Tb(Ni,Pd)In, Dy(Ni,Pd)In and Ho(Ni,Pd)In was studied by Perturbed Gamma-Gamma Angular Correlation spectroscopy. The measurements of Bhf were carried out at the rare earth atom and In sites using the nuclear probes 140Ce and 111In respectively. The variation of hyperfine field with temperature, in most cases, follows the Brillouin function predicted from the molecular field theory. The hyperfine field values at rare earth atom sites obtained from 140Ce probe as well as at In sites obtained from 111In probe for each series of compounds were extrapolated to zero Kelvin Bhf(T=0) from these curves. These values were compared with the values of the literature for other compounds containing the same rare earth element and all of them show a linear relationship with the ordering temperature. This indicates that the main contribution to Bhf comes from the conduction electron polarization (CEP) through Fermi contact interaction and the principal mechanism of magnetic interaction in these compounds can be described by the RKKY type interaction. The values of Bhf(T=0) for each family of intermetallic compounds RNiIn and RPdIn when plotted as a function of 4f spin projection of rare earth element also shows a linear relationship. Exceptions are the results for the compounds RNiIn obtained with 111Cd probe where a small deviation from linearity is observed. The results of the measurements carried out with the 111Cd probe were also analyzed to obtain the hyperfine parameters of the quadrupole interaction as a function of temperature for RPdIn and GdNiIn compounds. The results show that for the compound GdPdIn there might be some Gd-In disorder at high temperature.

As interações hiperfinas são uma ótima ferramenta para estudar um sítio específico e obter informações importantes sobre o sistema. No presente trabalho analisamos de forma teórica as propriedades eletrônicas, estruturais e hiper nas do Cádmio (Cd) ligado às bases nitrogenadas do DNA. A motivação surgiu da colaboração com o grupo do prof. Artur W. Carbonari do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN) e que tem como objetivo investigar o DNA e anticorpos de linhagens de camundongos infectados pela cepa Y de Trypanosoma cruzi, protozoário causador da doença de Chagas. A técnica Time Differential Perturbed Angular Correlation (TDPAC) foi utilizada para obter as medidas das interações hiperfinas do DNA. O núcleo de prova das medidas foi o 111Cd. Utilizamos uma abordagem quântica ab initio all-electron, dentro da Teoria do Funcional da Densidade (DFT), através do código computacional CP-PAW que combina o método Projector Augmented Wave (PAW) e a dinâmica molecular quântica de Car-Parrinello (CPMD). Ressaltamos que, até o presente momento, nenhum estudo com esta abordagem teórica e com este código computacional foi realizado para investigar as propriedades hiper nas do Cd ligado as bases nitrogenadas do DNA. / The Hyperfine interactions are good tools to study speci c sites and obtain important information about a given system. In this work we study electronic, structural and hyper ne properties of the Cadmium (Cd) coordinated to the DNA nitrogenous bases. The motivation for this study arose from a collaboration with the group of prof. Arthur W. Carbonari at the Institute of Energy and Nuclear Research (IPEN), which aims to investigate DNA and antibodies to strains of mice infected with the Trypanosoma cruzi, the protozoan that causes Chagas disease. The Time Differential Perturbed Angular Correlation (TDPAC) technique was used to obtain hypefine interactions measurements at a Cd probe bonded to DNA. We use ab initio all-electron calculations, within the Density Functional Theory (DFT) and we use the computer code CP-PAW that combines the Projector Augmented Wave (PAW) method and the Car-Parrinello (CP) quantum molecular dynamics approach to. We emphasize that, until now, no study with this theorectical approach and with this computer code was conducted to investigate the hyper ne properties of the Cd binding to the DNA bases.

As interações hiperfinas são uma ótima ferramenta para estudar um sítio específico e obter informações importantes sobre o sistema. No presente trabalho analisamos de forma teórica as propriedades eletrônicas, estruturais e hiper nas do Cádmio (Cd) ligado às bases nitrogenadas do DNA. A motivação surgiu da colaboração com o grupo do prof. Artur W. Carbonari do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN) e que tem como objetivo investigar o DNA e anticorpos de linhagens de camundongos infectados pela cepa Y de Trypanosoma cruzi, protozoário causador da doença de Chagas. A técnica Time Differential Perturbed Angular Correlation (TDPAC) foi utilizada para obter as medidas das interações hiperfinas do DNA. O núcleo de prova das medidas foi o 111Cd. Utilizamos uma abordagem quântica ab initio all-electron, dentro da Teoria do Funcional da Densidade (DFT), através do código computacional CP-PAW que combina o método Projector Augmented Wave (PAW) e a dinâmica molecular quântica de Car-Parrinello (CPMD). Ressaltamos que, até o presente momento, nenhum estudo com esta abordagem teórica e com este código computacional foi realizado para investigar as propriedades hiper nas do Cd ligado as bases nitrogenadas do DNA. / The Hyperfine interactions are good tools to study speci c sites and obtain important information about a given system. In this work we study electronic, structural and hyper ne properties of the Cadmium (Cd) coordinated to the DNA nitrogenous bases. The motivation for this study arose from a collaboration with the group of prof. Arthur W. Carbonari at the Institute of Energy and Nuclear Research (IPEN), which aims to investigate DNA and antibodies to strains of mice infected with the Trypanosoma cruzi, the protozoan that causes Chagas disease. The Time Differential Perturbed Angular Correlation (TDPAC) technique was used to obtain hypefine interactions measurements at a Cd probe bonded to DNA. We use ab initio all-electron calculations, within the Density Functional Theory (DFT) and we use the computer code CP-PAW that combines the Projector Augmented Wave (PAW) method and the Car-Parrinello (CP) quantum molecular dynamics approach to. We emphasize that, until now, no study with this theorectical approach and with this computer code was conducted to investigate the hyper ne properties of the Cd binding to the DNA bases.