Estudos sobre a aplicação de revestimentos contendo polímeros condutores e nanopartículas metálicas sobre superfícies de ligas de alumínio têm sido avaliados como alternativa para a proteção contra a corrosão de superfícies metálicas. Revestimentos composto por uma bicamada contendo nanopartículas metálicas (AgCe) e polianilina (PAni) ambos na presença do ácido dodecilbenzenosulfônico (DBSA) foram aplicados em ligas de alumínio do tipo AA6063 e AA7075 por deposição de um filme casting, com a finalidade de aumentar a adesão e a capacidade de dispersão de carga do filme sobre a superfície das ligas. A camada de nanopartículas metálicas de AgCe aparece como opção para melhorar a morfologia e textura do revestimento de cério, assim como, minimizar processos corrosivos e por conseguinte, proporcionar maior utilidade destes materiais. Estas propriedades são esperadas para aumentar a capacidade do filme de PAni para proteger as superfícies metálicas contra a corrosão. Neste trabalho as amostras foram caracterizadas por difratometria de raios-X, espectroscopia na região do infravermelho, espectroscopia na região do ultravioleta visível, espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios-X, microscopia de força atômica, microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de energia dispersiva e microscopia óptica, também foram realizados voltametria cíclica e ensaios de corrosão, como potencial de circuito aberto, polarização potenciodinâmica e espectroscopia de impedância eletroquímica. Na análise dos testes de corrosão, os valores para o potencial do circuito aberto das ligas de AA6063 e AA7075 são mais positivos para as amostras revestidas, ou seja, mais nobre, em relação às amostras não revestidas. Para os ensaios eletroquímicos de 3h de imersão em NaCl 3,5% os valores do potencial de corrosão (Ecorr) obtidos na polarização potenciodinâmica foram de -0,63 V para AA6063/AgCe/PAni e -0,61 V para AA7075/AgCe/PAni. Para os ensaios de corrosão com maiores tempos de imersão de 6, 30 e 60h que foram realizados somente para os revestimentos de PAni e n-AgCe/PAni por apresentaram Ecorr mais positivos e por indicarem aderência relativamente boa, também indicaram um melhor desempenho contra corrosão para o revestimento contendo as nanopartículas metálicas mesmo após o tempo máximo de imersão em NaCl 3,5%. Assim, a eficiência de proteção calculada revelou valores de 80% para a liga AA6063 e 91% para a liga AA7075, confirmando que o revestimento de n-AgCe/PAni promoveu a proteção contra corrosão em até 60h de imersão em ambiente salino. / Studies on the application of conductive polymers and films containing metallic nanoparticles on surfaces of aluminum alloys have been evaluated as an alternative for corrosion protection of metal surfaces. Coatings consisting by a bilayer of AgCe nanoparticles and polyaniline (PAni) both in the presence of dodecylbenzenesulfonic acid (DBSA) were applied to aluminum alloy type AA6063 and AA7075 by deposition of a casting film, in order to increase the adhesion and the charge dispersion capacity of the film on the alloys surfaces. The AgCe metallic nanoparticles layer appears as an option to improve the morphology and texture of the cerium coating, as well as to minimize corrosive processes and therefore provide greater utility of these materials. These properties are expected to increase the ability PAni films to protect the metallic surfaces against corrosion. In this work, samples were characterized by X-ray diffraction, Fourier transform infrared spectroscopy, ultraviolet-visible spectroscopy, X-ray photoelectron spectrometry, atomic force microscopy, scanning electron microscopy, energy dispersive spectroscopy and optical microscopy and were also evaluated by corrosion tests as open circuit potential, potentiodynamic polarization, cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy. In the analysis of corrosion tests, the values for the open circuit potential of AA6063 and AA7075 alloys were more positive for the coated samples, i.e. nobler relative to samples without coating. For the electrochemical tests of 3h of immersion in 3.5% NaCl, the values of corrosion potential (Ecorr) obtained in potentiodynamic polarization were -0.63 V for AA6063/AgCe/PAni and -0.61 V for AA7075/AgCe/PAni. For the corrosion tests with higher immersion times of 6, 30 and 60h, which were performed only for PAni and n-AgCe/PAni coatings because they presented more positive Ecorr and because of their relatively good adhesion, they also indicated a better performance against corrosion for the coating containing the metal nanoparticles even after the maximum immersion time in 3.5% NaCl. Thus, the calculated protection efficiency revealed values of 80% for the AA6063 alloy and 91% for the AA7075 alloy, confirming that the n-AgCe/PAni coating promoted corrosion protection in up to 60h immersion in the saline environment.

The goal of this thesis has been to design, characterise and optimise an electrochemical DNA sensor array. In order to investigate the oligonucleotide probe immobilisation and the hybridisation detection, preliminary experiments with an easy system were performed. This system demonstrated the suitability of oligonucleotide self-assembled monolayers (SAMs) on gold surfaces as immobilisation method. Due to the rapid DNA sensor development towards DNA arrays, a modified strategy was proposed. This strategy was based on the site-directed electrodeposition of biorecognition nanomodules on electrodes of photolithographic resolution. These biorecognition nanomodules, oligonucleotide-modified colloidal gold nanoparticles, were rationally synthesised previously studying the conditions under which colloidal gold suspensions were stable. Fluorescence and colourimetric techniques proved the effectiveness of the conjugation, the functionality of the conjugated probes, and the thermal stability of the modification, which made the biorecognition nanomodules suitable for hybridisation detection. After their characterisation, the biorecognition nanomodules were electrodeposited on different electrode surfaces and the site-directed immobilisation was clearly demonstrated by several techniques, such as light and electron microscopy, and colourimetric, piezoelectric and electrochemical techniques. Additionally, the site-directed deposited biorecognition nanomodules were functional and able to differentiate 4-point mutations in 19-mer oligonucleotides. Despite the promising results, which demonstrated the viability of the directed electrodeposition as arraying technique, the necessity for the electrochemical signal amplification was observed, as system values were very close to blank values. Following two parallel objectives for the electrochemical signal amplification (to intrinsically increase kinetic rates between enzymes and electrodes, and to optimise electrochemical recycling systems), osmium complexes were rationally designed and the kinetics of electron transfer with redox enzymes was evaluated. These kinetic studies showed that more positively charged mediators and with higher redox potentials yielded higher rates, also favoured at high pH and low ionic strength, demonstrating the possibility to amplify electrochemical signals.The thesis is structured in seven chapters. Chapter I is an introduction that establishes the basis of DNA sensors and arrays, explains the behaviour and stability of the colloidal gold suspensions, conjugations and deposition, and presents the theoretical basis for the evaluation of electron transfer rate constants between redox enzymes and mediators. The objective of the thesis, the state-of-the-art, the hypothesis, the methodology, the most important conclusions and the limitations and future work are also presented in this chapter. Chapter II describes the preliminary system for the immobilisation characterisation and hybridisation detection. Chapter III elaborates on the study of colloidal gold suspension stability and the subsequent synthesis of the functional biorecognition nanomodules. Moreover, in this chapter the thermal stability and the functionality of the nanomodules are characterised by various techniques. In Chapter IV, the site-directed electrodeposition of these nanomodules is presented, as well as the characterisation techniques applied for its evaluation. Chapter V covers the rational study of the experimental parameters that affect the electron transfer kinetics between Glucose Oxidase (GOx) and osmium complexes, developed for application in electrochemical signal amplification. Finally, Chapters VI and VII summarise the conclusions,the limitations of the thesis work and proposals for future study. / El objetivo de esta tesis ha sido diseñar, caracterizar y optimizar un array de sensores de ADN electroquímico. Para el estudio de la inmovilización de las sondas de oligonucleótidos y la detección de la hibridación se realizaron experimentos preliminares con un sistema simplificado. Dicho sistema demostró que las monocapas auto-ensambladas (SAMs) en superficies de oro eran apropiadas como método de inmovilización. Debido al rápido desarrollo de los sensores de ADN hacia los arrays de ADN, se modificó la estrategia. La nueva estrategia se basó en la electrodeposición dirigida de nanomódulos de bioreconocimiento en electrodos de resolución fotolitográfica. Dichos nanomódulos, nanopartículas de oro coloidal modificadas con oligonucleótidos, se sintetizaron racionalmente después de haber estudiado las condiciones bajo las cuales las suspensiones de oro coloidal eran estables. Mediante técnicas de fluorescencia y colorimetría se caracterizó la eficacia de las conjugaciones, la funcionalidad de los oligonucleótidos conjugados y la estabilidad térmica de la modificación, experimentos que demostraron que los conjugados eran aptos para la detección de la hibridación. Después de su caracterización, los nanomódulos de bioreconocimiento fueron electrodepositados en distintas superficies electródicas y se demostró la inmovilización dirigida mediante varias técnicas, como la microscopía óptica y electrónica, y técnicas colorimétricas, piezoeléctricas y electroquímicas. Además, los nanomódulos de bioreconocimiento depositados eran funcionales y capaces de diferenciar 4 mutaciones en oligonucleótidos de 19 bases. A pesar de los prometedores resultados, los cuales demostraron la viabilidad de utilizar la electrodeposición dirigida como técnica de arraying, se observó la necesidad de amplificar la señal electroquímica, puesto que los valores obtenidos del sistema eran muy parecidos a los valores obtenidos de los blancos. Siguiendo dos objetivos paralelos para la amplificación de la señal electroquímica (aumentar intrínsecamente las constantes de transferencia de electrones entre encimas y electrodos, y optimizar los sistemas de reciclaje electroquímicos), se diseñaron racionalmente complejos de osmio y se evaluó la cinética de transferencia de electrones entre dichos complejos y encimas redox. En estos estudios cinéticos se observó que los mediadores con carga global más positiva y con potenciales redox más altos proporcionaban constantes de transferencia de electrones más altas, también favorecidas a alto pH y baja fuerza iónica, demostrando la posibilidad de amplificar las señales electroquímicas. Esta tesis está dividida en siete capítulos. El primer capítulo es una introducción que explica los principios fundamentales y el estado de la ciencia en el área de los sensores y arrays de ADN, que sienta las bases del comportamiento de las suspensiones de oro coloidal y que presenta la cinética de transferencia de electrones entre mediadores y enzimas. El segundo capítulo describe el desarrollo de un método preliminar para caracterizar la inmovilización y detectar la hibridación en sensores de ADN. En el tercer capítulo se presentan estudios de estabilidad de las suspensiones de oro coloidal, conjugaciones de oligonucleótidos a dichos coloides y la caracterización de la eficacia de dichas conjugaciones, de la estabilidad de las suspensiones de las conjugaciones, y de la funcionalidad de los conjugados. En el cuarto capítulo se demuestra la electrodeposición dirigida y selectiva en varias superficies electródicas mediante varias técnicas de caracterización. En el quinto capítulo se obtienen las constantes de transferencia de electrones entre la Glucosa Oxidasa (GOx) y distintos complejos de osmio, y se analiza el efecto de varios parámetros experimentales en dichas constantes. Finalmente, un sexto capítulo establece las conclusiones de la tesis y un séptimo capítulo propone varias líneas de investigación a desarrollar en un futuro.

Treatment with gold nanoparticles (Au NPs) exhibit a variety of biological effects, including anti-inflammatory effects. In the present study, we investigated the effect of intranasal treatment with the Au NPs on allergic inflammatory response induced by ovalbumin (OVA) in rats subjected to experimental model of asthma. The animals were sensitized on days 0, 7 and 14 by intraperitoneal injection with 50 mg OVA. On days 21, 22 and 23 after the initial stimulus, the animals were challenged with OVA (50 mg / 25 μl PBS) intranasally. Treatment with the Au NPs (6 or 60 mg / kg) occurred 1 h before the antigen challenge, and the evaluation of the biological parameters performed 48 h after the last challenge. The effect of Au NPs in airway hyperresponsiveness induced by methacholine was investigated by determining the resistance and elastance; eosinophil infiltration, peribronchial fibrosis and mucus production were investigated using histological techniques; Leukocyte infiltration and production of pro-inflammatory mediators in allergic airways induced stimulation by enzyme- linked immunoassay (ELISA); The production of reactive oxygen species in vitro and in vivo measures was the reduction of nitroblue tetrazolium (NBT) and flow cytometry using cells labeled with 2 ', 7'-dichlorofluorescein diacetate (DCFH-DA), respectively; The interference ability of Au NPs on phagocytosis, generation of TNF-α in murine macrophages and viability was evaluated by determining the phagocytic capacity, ELISA and MTT method, respectively. In the lungs, treatment with Au NPs reduced eosinophil infiltration after OVA challenge by attenuated production of mucus reversed resistance and increased lung compliance and decreased levels of IL-4, IL-13, KC, eotaxin-1 and eotaxin-2 in the lung tissue. Additionally, in vitro, macrophages exposed Au NPs in non-cytotoxic doses, when activated with zymosan showed a decrease in the production of reactive oxygen species (ROS) and secretion of TNF-α. Taken together, our results demonstrate the anti-inflammatory properties of the Au NPs and its association with reduced leukocyte infiltration, suppression of production of proinflammatory cytokines and antioxidant effect. The Au NPs were found to be a therapeutic option for the treatment of allergic inflammation. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O tratamento com nanopartículas de ouro (NPs Au) exibem uma variedade de efeitos biológicos, incluindo efeitos anti-inflamatórios. No presente estudo, investigamos o efeito do tratamento intranasal com as NPs Au sobre a resposta inflamatória alérgica induzida por ovalbumina (OVA) em camundongos submetidos ao modelo experimental de asma. Os animais foram sensibilizados nos dia 0, 7 e 14 por via intraperitoneal com 50 µg de OVA. Nos dias 21, 22 e 23 após o estímulo inicial, os animais foram desafiados com OVA (50 μg/25 μl PBS) por via intranasal. O tratamento com as NPs Au (6 ou 60 μg/Kg) ocorreu 1 hora antes do desafio antigênico, sendo a avaliação dos parâmetros biológicos realizada 48 h após o último desafio. O efeito das NPs Au na hiperresponsividade brônquica induzida por metacolina foi investigada por meio da determinação da resistência e elastância; o infiltrado eosinofílico, fibrose peribrônquica e produção de muco foram investigadas através de técnicas histológicas; O infiltrado leucocitário e a produção de mediadores pró-inflamatórios nas vias áreas induzidos por estímulo alérgico pelo método de ensaio imunoenzimático (ELISA); A produção de espécies reativas de oxigênio in vitro e in vivo foi mensura pela redução do nitroblue tetrazolium (NBT) e citometria de fluxo utilizando células marcadas com 2',7'- diacetato de diclorofluoresceína (DCFH-DA), repectivamente; A capacidade de interferência das NPs Au sobre a fagocitose, geração de TNF-α e viabilidade em macrófagos murinos foi verificado pela determinação da capacidade fagocítica, ELISA e método de MTT, respectivamente. No pulmão, o tratamento com as NPs Au reduziu o infiltrado eosinofílico após desafio por OVA, atenuou a produção de muco, reverteu o aumento da resistência e elastância pulmonar e reduziu os níveis de IL-4, IL-13, KC, eotaxina-1 e eotaxina-2 no tecido pulmonar. Adicionalmente, in vitro, macrófagos expostos as NPs Au em doses não citotóxicas, quando ativados com zimosan apresentaram uma diminuição na produção de espécies reativas oxigenadas (ERO) e a secreção de TNF-α. Em conjunto, nossos resultados demostraram as propriedades anti-inflamatórias da NPs Au e sua associação com a redução do infiltrado leucocitário, supressão na produção de citocinas pró-inflamatórias e efeito antioxidante. As NPs Au revelaram-se como uma opção terapêutica para o tratamento da inflamação alérgica.

Submitted by Automação e Estatística (sst@bczm.ufrn.br) on 2018-05-03T00:21:40Z No. of bitstreams: 1 CarlosAugustoDeMoraesIglesias_DISSERT.pdf: 13899872 bytes, checksum: 8e7bdfb74a34a8bbb0c9b76341635d52 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2018-05-08T23:22:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 CarlosAugustoDeMoraesIglesias_DISSERT.pdf: 13899872 bytes, checksum: 8e7bdfb74a34a8bbb0c9b76341635d52 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-08T23:22:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CarlosAugustoDeMoraesIglesias_DISSERT.pdf: 13899872 bytes, checksum: 8e7bdfb74a34a8bbb0c9b76341635d52 (MD5) Previous issue date: 2018-03-09 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / O fenômeno de aquecimento de nanopartículas magnéticas a partir da aplicação de um campo magnético oscilante é um tema que tem despertado grande interesse da comunidade científica nas últimas décadas. Este fato é uma consequência da existência de desafios tanto no contexto de física fundamental, quanto do ponto de vista de aplicações biomédicas, tais como no tratamento de tumores e liberação termicamente controlada de fármacos. Desta forma, a completa compreensão do comportamento destes sistemas com dimensões reduzidas se torna uma questão importante, bem como a otimização do processo de produção e das propriedades destes materiais, uma tarefa desafiadora. Neste trabalho, realizou-se uma investigação teórica e experimental relacionada à resposta térmica de nanopartículas superparamagnéticas de MgO:Fe2O3 e FeO:F e2O3. Específicamente, buscou-se o entendimento da dependência da taxa de absorção específica com parâmetros tais como composição e diâmetro médio das nanopartículas, assim como amplitude e frequência do campo magnético aplicado. Aqui, propõe-se um modelo teórico para descrever o comportamento térmico de suspensões de nanopartículas magnéticas, fornecendo informações adicionais em termos de parâmetros bem conhecidos na literatura. Para se avaliar a consistência da teoria proposta, aplica-se o modelo teórico a fim de se descrever as curvas de hipertermia magnética obtidas experimentalmente. Para se obter as curvas de hipertermia magnética, desenvolveu-se um sistema experimental com capacidade de geração de campos magnéticos com frequências até 100 kHz e amplitudes de até 200 Oe. O excelente acordo entre os resultados teóricos e experimentais fornece suporte para confirmar a validade de nossa abordagem para a descrição do comportamento térmico de nanopartículas magnéticas sob ação de um campo magnético oscilante. / The phenomena of raising the temperature of magnetic nanoparticles under an alternating magnetic field, known as magnetic hyperthermia, is an outstanding field, which gives rise to challenges in the context of fundamental physics and providing new roads to applications, such as in the cancer treatment and in the control of thermally activated drug delivery. Thus, the complete understanding of the behavior of these systems with reduced dimensions becomes a key point and the optimization of the production processes and the properties of these materials, a challenging task. In this work, we perform a theoretical and experimental investigation of the magnetic hyperthermia in MgO:F e2O3 and FeO:F e2O3 superparamagnetic nanoparticles. Specifically, we aim to fully understand the influence of the composition, nanoparticle size, as well as amplitude and frequency of the field on the specific absorption rate of the samples. Here, we propose a theoretical model to describe the thermal behavior of magnetic nanoparticles, providing further insights on well-known parameters found in literature. To test the robustness of the approach, we apply the theoretical model to describe the magnetic hyperthermia curves obtained experimentally. To obtain the magnetic hyperthermia curves, an experimental system is developed, making possible to generate magnetic fields with frequency up to 100 kHz and amplitude up to 200 Oe. The excellent agreement between theoretical and experimental results provides support to confirm the validity of our approach to describe the thermal behavior of magnetic nanoparticles.

Submitted by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2018-01-24T15:31:02Z No. of bitstreams: 2 Tese Parcial - Taciana A. Silva.pdf: 642153 bytes, checksum: 78a995acdf724a4ed84b1797ea4aa9fb (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2018-01-24T15:31:19Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese Parcial - Taciana A. Silva.pdf: 642153 bytes, checksum: 78a995acdf724a4ed84b1797ea4aa9fb (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-24T15:31:19Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese Parcial - Taciana A. Silva.pdf: 642153 bytes, checksum: 78a995acdf724a4ed84b1797ea4aa9fb (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-08-10 / This study evaluated the potential of Aspergillus strains in the extracellular synthesis of silver nanoparticles with antimicrobial properties. The 20 Aspergillus lines were subcultured in 2% (w/v) glycoside broth at 28 °C for seven days. After monosporic cultivation, the morphological characteristics of Czapek agar, CYA [Czapek Dox agar and 0.5% (w/v) yeast extract] and malt extract agar (MEA) were evaluated for lineage authentication. Molecular identification was performed using rDNA ITS region sequences. The biomass production was done by submerged fermentation in 200 mL of MGYP extract, at 28 ºC, 180 rpm. And as inoculum was added in medium 106 spores/mL medium. After 96 h, in the mycelial extract recovered from the biomass washing AgNO3 solution was added to a final concentration of 1 mM. The synthesis reaction of the silver nanoparticles was performed in the absence of light, at 25 ºC, 180 rpm. The AgNPs were confirmed by UV-vis spectroscopy and the characterization was performed by dynamic light scattering, transmission electron microscopy, X-ray diffraction, X-ray dispersive energy and advanced spectroscopy and spectroscopy methods. Escherichia coli, Staphylococcus aureus, S. epidermidis, Candida albicans and Trichosporon beigelii were the test microorganisms used in the antimicrobial activity of AgNPs by the agar diffusion technique and in the determination of Minimum Inhibitory Concentration (MIC). The membrane was synthesized by electro-spinning and the thickness was analyzed by scanning electron microscopy (SEM). Subsequently, the AgNPs were added to the NanoMAC and the antimicrobial effect was evaluated by the agar diffusion method. The cytotoxicity test was performed against human fibroblasts (MRC5) by the method of Alarmar Blue® using 100 μg/ml of lyophilized AgNPs. The alginate microspheres were synthesized by complex coacervation with incorporation of AgNPs by the in situ and ex situ method and characterized in the SEM. The techniques used in the authentication of Aspergillus were efficient, and the molecular tests classified the strains in the niger and flavus groups. 70% of Aspergillus mediated the synthesis of AgNPs, and the flavus group lineages were more effective. The AgNPs produced were more efficient for yeasts, with CMI for T. beigelii of 0.11 μg/mL and for C. albicans of 0.22 μg/mL, showing no toxicity against the MRC5 lineage. NanoMAC coated with AgNPs showed an increase in antifungal activity of 24.22% when tested against C. albicans. The incorporation of AgNPs into alginate microspheres potentiated the antimicrobial effect of these molecules, especially the anti-yeast effect. Aspergillus isolates from Amazonian biome substrates are promising for use in biological synthesis processes of AgNPs with relevant antimicrobial properties, demonstrating great potential for use in the medical, pharmaceutical and cosmetic fields. / Neste estudo foi avaliado o potencial de linhagens de Aspergillus na síntese extracelular de nanopartículas de prata com propriedades antimicrobianas. As 20 linhagens de Aspergilllus foram subcultivadas em caldo glicosado 2% (p/v) a 28 ºC por sete dias. Após cultivo monospórico foram avaliadas as características morfológicas das culturas em ágar Czapek, CYA [ágar Czapek Dox e extrato de levedura 0,5% (p/v)] e ágar extrato de malte (MEA) para autenticação das linhagens. A identificação molecular foi realizada utilizando sequencias da região ITS do rDNA. A produção de biomassa foi realizada por fermentação submersa em 200 mL de extrato de MGYP, a 28 ºC, 180 rpm. E como inóculo foi adicionado no meio 106 esp/mL de meio. Após 96 h, no extrato micelial recuperado da lavagem da biomassa foi adicionado solução de AgNO3 até concentração final de 1 mM. A reação de síntese das nanopartículas de prata foi realizada na ausência de luz, a 25 ºC, 180 rpm. A confirmação das AgNPs foi feita por espectroscopia de UV-vis e a caracterização foi realizada por espalhamento dinâmica de luz, microscopia eletrônica de transmissão, difração de raios- X, energia dispersiva de raios-X e métodos de espectrometria e espectroscopia avançados. Escherichia coli, Staphylococcus aureus, S. epidermidis, Candida albicans e Trichosporon beigelii foram os micro-organismos teste utilizados na atividade antimicrobiana das AgNPs pela técnica de difusão em ágar e na determinação da Concentração Mínima Inibitória (CMI). A síntese da membrana foi feita por eletrofiação e a espessura foi analisada no microscópio eletrônico de varredura (MEV). Posteriormente, as AgNPs foram adicionadas à NanoMAC e o efeito antimicrobiano foi avaliado pelo método de difusão em ágar. O teste de citotoxicidade foi realizado frente a fibroblastos humanos (MRC5) pelo método de Alarmar Blue® utilizando 100 μg/mL de AgNPs liofilizadas. As microesferas de alginato foram sintetizadas por coacervação complexa com incorporação de AgNPs pelo método in situ e ex situ e caracterizadas no MEV. As técnicas utilizadas na autenticação dos Aspergillus foram eficientes, e os testes moleculares classificaram as linhagens nos grupos niger e flavus. 70% dos Aspergillus mediaram a síntese de AgNPs, sendo as linhagens do grupo flavus mais eficazes. As AgNPs produzidas foram mais eficientes para leveduras, com CMI para T. beigelii de 0,11 μg/mL e para C. albicans de 0,22 μg/mL, não apresentando toxicidade frente a linhagem MRC5. A NanoMAC revestida com AgNPs apresentou incremento na ação antifúngica de 24,22% quando testadas frente a C. albicans. A incorporação de AgNPs em microesferas de alginato potencializou o efeito antimicrobiano dessas moléculas, principalmente o efeito anti-levedura. Os Aspergillus isolados de substratos do bioma Amazônico são promissores para utilização em processos de síntese biológica de AgNPs com propriedades antimicrobianas relevantes, demostrando grande potencial para utilização na área médica, farmacêutica e cosmética.

A nutrição é o principal fator que interfere com o desempenho reprodutivo de mamíferos e vários metabólitos e hormônios, envolvidos no metabolismo energético, funcionam como sinalizadores para o eixo hipotálamo-hipófise-gonadal. O fato de a insulina ser o principal regulador da homeostase de glicose e exercer controle em diversas etapas do metabolismo de gorduras e proteínas, fez desse hormônio, ao longo do processo evolutivo, um modulador da reprodução. Neste estudo, no experimento 1, foi comparado o efeito da hiper e da hipoinsulinemia, no desempenho reprodutivo relacionado ao processo de superovulação em ovelhas. Para tanto foram utilizadas 27 ovelhas, distribuídas em 3 grupos: a) controle; b) grupo diabético (induzido pela aplicação I.V. de 50mg/kg de Alloxano); e c) grupo hiperinsulinêmico (suplementado com 1 UI/kg ao dia, S.C.). Todos os animais receberam um pessário vaginal, contendo 60 mg de medroxiprogesterona no D0 e foram superovulados, com 250UI de FSH em 6 aplicações, iniciadas no D10. No D12 aplicaram-se 250UI de eCG e 125 g de cloprostenol sódico. As ovelhas foram submetidas à monta natural e a colheita dos embriões foi realizada no sétimo dia após o início do estro. Em média, os teores de insulina medidos a partir da remoção dos pessários até a colheita dos embriões foram de 14,52±0,4 vs 10,18 ± 0,5 vs 20,05±0,9 UI/mL (P<0,01), respectivamente para os grupos controle, diabético e hiperinsulinêmico. Os valores para glicemia, medida no mesmo período, para os grupos controle, diabético e hiperinsulinêmico foram de 83,1±2,1 mg/dL vs 241,2±9,2 mg/dL vs 53,9±2,7 mg/dL (P<0,01), respectivamente. O grupo diabético apresentou menor produção de corpos lúteos que os animais controle e hiperinsulinêmicos (5 ±1,1 vs 10.3±1,9 e 11,3±1, P<0,01); pior qualidade do CL (IQCL de 2,3±0,3 vs 1.6±0,1 e 1.3±0,1, P<0,01), menor número de embriões (2.3±1.2 vs 7.9±1.97e 7.4±1.2, P<0,01), que por sua vez também foram de pior qualidade (IQE de 2.9±0.2 vs 2±0.1 e 1.7±0.1, P<0,01). De um modo geral, os animais hiperinsulinêmicos apresentaram desempenho reprodutivo semelhante aos do grupo controle; entretanto, embora o número de embriões colhidos não tenha sido estatísticamente diferente, os dados são sugestivos de que o estado de hiperinsulinemia pode favorecer o crescimento embrionário, acelerando seu desenvolvimento. Histologicamente, os CL do grupo diabético se apresentaram com hipotrofia das LLC, aumento no número de células apoptóticas por campo, quando comparados aos dos tratamentos controle e hiperinsulinêmico. Adicionalmente, no experimento 2, foram testadas formulações de nanopartículas de quitosana, para liberação sustentada de insulina, bem como permeação da mucosa gastrintestinal. A formulação de insulina nanoestruturada, sem proteção lipídica,administrada pela via SC, liberou 92,1 ± 3,01% da quantidade inicial de insulina, in vitro, porém o padrão desejado de liberação sustentada não foi atingido. No teste in vivo, a redução da glicemia foi apenas parcial (em média 60,8±3,2% em relação à linha de base). O sistema composto por nanopartículas incorporadas à matriz lipídica, no teste in vitro, liberou apenas 15,6 ± 4,9% da quantidade inicial. Entretanto, quando administrada pela via oral, no teste in vivo, reduziu, embora parcialmente, a glicemia de ovinos diabéticos alloxano induzidos (em média 79,88±4,3% em relação à linha de base). Concluiu-se, com base no experimento 1 que, na dose empregada, a insulina não foi capaz de produzir benefícios reprodutivos que justifiquem seu uso em protocolos de superovulação de ovelhas. As concentrações subfisiológicas de insulina, observadas nos animais diabéticos podem ser responsáveis por uma série de alterações metabólicas, que, em conjunto, comprometeram os índices de desempenho reprodutivo, relacionados ao processo de superovulação e induziram um quadro inicial de regressão de CL. Com isso, observou-se que o uso de ovelhas, como modelo animal, para estudo dos efeitos reprodutivos da insulina, foi satisfatório. Pela análise do experimento 2, concluiu-se que o sistema de nanopartículas revestidas por lipídios foi capaz de carrear a insulina, ao longo do trato digestivo de um ruminante, no teste in vivo, e compatibilizar sua permeação através da mucosa intestinal, mantendo a atividade biológica do hormônio, o que consiste em um fato inédito. / Nutrition is the main factor that interferes with the reproductive development of all mammals and many of the matobolites and hormones involved in the energetic metabolism work as signaling factors for the hypothalamic-pituitary-gonadal axis. The fact of insulin being the main regulator of glucose homeostasis and having control in various steps of fat and protein metabolism, has made this hormone, along the evolution process, a reproductive modulator. In the first experiment of this study, the effect of hyper and hypoinsulinemia were compared as to how it affects the reproductive performance related to superovulation in sheep. For this, 27 sheep were used, distributed in 3 groups a) control, b) diabetic group (induced by IV injection of 50mg/kg of Alloxan); and c) hyperinsulinemic group (supplemented with 1 UI/kg per day, SC). All animals received a vaginal pessary, containing 60 mg of medroxiprogesterone on D0 and were superovulated, with 250UI of FSH in 6 applications, starting on D10. On D12 250UI of eCG and 125 g of sodium cloprostenol were administered. The sheep were submitted to natural breeding and embryo collection was performed on the seventh day after the beginning of estrus. In average, the insulin levels recorded starting on the day of pessary removal until the day of embryo collection were 14,52±0,4 vs 10,18 ± 0,5 vs 20,05±0,9 UI/mL (P<0,01), respectively for the control, diabetic and hyperinsulinemic groups. The values for glycemia, measured during the same period, for the control, diabetic and hyperinsulinemic groups were 83,1±2,1 mg/dL vs 241,2±9,2 mg/dL vs 53,9±2,7 mg/dL (P<0,01), respectively. The diabetic group showed less corpus lutea production than the control and hyperinsulinemic groups (5 ±1,1 vs 10.3±1,9 and 11,3±1, P<0,01); worse CL quality (IQCL de 2,3±0,3 vs 1.6±0,1 and 1.3±0,1, P<0,01), less number of embryos (2.3±1.2 vs 7.9±1.97 and 7.4±1.2, P<0,01), which by its turn were also of worse quality (IQE de 2.9±0.2 vs 2±0.1 and 1.7±0.1, P<0,01). Overall, hyperinsulinemic animals presented a reproductive performance similar to the control group; however, although the number of embryos recovered were not statiscally different, the data suggest that the state of hyperinsulinemy can favor embryo growth, acceleratting its development. Histologically, the CLs from the diabetic group showed hypotrophy of LLC and an increase in the number of apoptotic cells per field when compared to the control and hyperinsulinemic treatments. In addiction, the second experiment, chitosan nanoparticles formulations were tested, for sustained release of insulin as well as gastrointestinal mucosal permeability. The nanostructured insulin formulation without lipid protection, administered SC, released 92,1 ± 3,01% of the initial insulin amount, in vitro, however, the desired standard for sustained release was not reached. In the in vivo test, the reduction in glycemia was only partial (on average 60,8±3,2% in relation to base line ). In the in vitro test, the system made up of nanoparticles incorporated to the lipid matrix, released only 15,6 ± 4,9% of the initial amount. However, when administered orally, in the in vivo test, it reduced, although only partially, the glycemia of the alloxan induced diabetic ovines (on average 79,88±4,3% in relation to base line). In conclusion, based on the first experiment, the applied insulin dose was not able to produce any reproductive benefits that may justify its use in sheep superovulation protocols. The sub-physiologic insulin concentrations observed in the diabetic animals may be responsable for various metabolic alterations, that together compromised the reproductive performance levels related to the superovulation process and induced an initial state of CL regression. With that, it was noticed that the use of sheep as an animal model for the study of the effects of insulin on reproduction was satisfatory. By analyzing the second experiment, it was concluded that the nanoparticles system coated with lipids was able to carry insulin along the ruminant digestive during the in vivo test, show permeability through the intestinal mucosa, maintaining the hormone biologic activity, which is a new and unpublished fact.

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Neste trabalho as propriedades físicas e químicas das nanopartículas (NPs) de prata de diferentes tamanhos e formatos são investigadas teoricamente utilizando cálculos de primeiros princípios dentro da Teoria do Funcional da Densidade (DFT), descrita em termos da Aproximação do Gradiente Generalizado (GGA), com o uso de Pseudopotenciais Ultrassuaves (USPP). Uma investigação sistemática das propriedades estruturais, energéticas, eletrônicas e vibracionais (faixa do infravermelho - IR) é realizada para as nanopartículas passivadas e não passivadas. Seguindo as observações experimentais construímos as nanopartículas livres utilizando o empacotamento cristalino FCC nas simetrias octaédrica, cubo-octaédrica, octaédrica truncada e esférica, e, também, na simetria icosaédrica não cristalina. Para avaliar a inuência da dimensão das nanopoartículas em suas propriedades, são investigadas diferentes NPs com diâmetros variando entre 0,3 e 2,9 nm (entre 6 e 561 átomos). No presente estudo, são identicados três regimes característicos associados às dimensões do nanopartículas: (i) inferior a 1,5 nm (até 100 átomos), apresentando forte característica molecular; (ii) entre 1,5 e 2,0 nm (100 e 300 átomos), onde o comportamento molecular é inuenciado pelo caroço cristalino; e (iii) acima de 2,0 nm (mais de 300 átomos), onde as propriedades do cristal são preponderantes, mas com modulação de superfície. Os efeitos da passivação são investigados considerando a adsorção dos radicais metil (CH3) e vinil (C2H3) em NPs menores que 2,0 nm. Nossos resultados sugerem que as propriedades físicas consideradas (energia de formação, comprimentos de ligação e espectros IR) estão fortemente correlacionadas com a coordenação do sítio adsorvido. Os nossos cálculos da energia total sugerem que as adsorções realizadas sobre os sítios de menor coordenação são mais propensas a passivação pelas moléculas dos surfactantes considerados. Outros modelos de simplicação possíveis para a simulação das nanopartículas, como um único átomo ou secções transversais em hemisférios, também são investigados. Os nossos cálculos sugerem que os modelos simplicados devem ser usados com certo cuidado, por não descreverem adequadamente todas as propriedades físicas analisadas. / In this work, physical and chemical properties of silver nanoparticles (NPs) of different sizes and shapes are investigated theoretically using rst principles calculations in the Density Functional Theory (DFT) framework, described in terms of the Generalized Gradient Approximation (GGA), and by using Ultra-Soft Pseudopotentials (USPP). A systematic investigation of energetics, structural, electronic and vibrational (infrared range, IR) properties of both the passivated and nonpassivated nanoparticles are performed. Following experimental observations, free NPs are constructed using the crystalline FCC packing in octahedral, cube-octahedral, truncated octahedral and spherical symmetries, and also in noncrystalline icosahedral symmetry. In order to evaluate the inuence of the nanoparticless size in its properties, different NPs with diameters ranging between 0.3 and 2.9 nm (corresponding to 6 to 561 atoms) are investigated. In this study we identied three characteristics regimes associated with the nanoparticles dimensions: (i) below 1.5 nm (100 atoms) where remarkably molecular aspects are observed; (ii) between 1.5 and 2.0 nm (100 and 300 atoms) where the molecular behavior is inuenced by the core crystallinity; and (iii) above 2.0 nm (more than 300 atoms) where the crystal properties are preponderant, but with surface modulation. Passivation effects are investigated considering the adsorption of the methyl (CH3) and vinyl (C2H3) radicals on NPs smaller than 2.0 nm. Our results suggests that the considered physical properties (formation energy, bond lengths, IR spectra) are strongly correlated to the adsorbed site coordination. Our total energy calculations suggest that lower coordinated adsorption sites are more likely to be passivated by the surfactant molecules considered. Other possible simplied models for simulating NPs, such as a single atom or polar cross sections are also investigated. Our calculations suggest that simplied models might be used with some care, as not all considered physical properties are well described by them.

O presente trabalho envolve a análise experimental do efeito da deposição de nanopartículas por meio da ebulição em piscina na molhabilidade e na textura da superfície. Inicialmente, este estudo apresenta uma análise da literatura sobre métodos de avaliação do ângulo de contato, preparo de nanofluidos, procedimentos de avaliação da rugosidade e possíveis efeitos que a deposição de nanopartículas tem sobre a textura da superfície. Verificou-se para as superfícies recobertas com nanopartículas ângulos de contato próximos a zero e comportamento dinâmico para gotas de água depositadas sobre elas. Desta forma, optou-se por avaliar a molhabilidade qualitativamente através da análise da velocidade de espalhamento de uma gota depositada sobre a superfície recoberta. Caracterizou-se também a massa de nanopartículas depositadas, a morfologia e a rugosidade das superfícies. Efetuou-se o recobrimento das superfícies por meio da ebulição em piscina de nanofluidos a base de água deionizada contendo nanopartículas de Al2O3 (10, 20-30 e 40-80 nm), Cu (25 nm) e SiO2 (15 e 80 nm) para concentrações volumétricas de 0,001, 0,01, 0,1 e 0,5%, submetidos a tempos de ebulição de 15, 30, 45 e 180 minutos em superfícies de alumínio e aço inoxidável. Como resultado final deste estudo concluiu-se que a rugosidade superficial e a molhabilidade se elevam com a deposição das nanopartículas. Além disso, a molhabilidade aumenta com o incremento da área da superfície recoberta com aglomerados. / The present study concerns an investigation on the wettability and the surface texture behavior of flat aluminum and stainless steel plates covered with porous thin-films of nanoparticles obtained through pool boiling of nanofluids. Since the contact angle of the obtained surfaces is small and in many cases the deposited droplet exhibits a dynamic behavior, dynamic top-down analyses of spreading droplets were performed. Evaluations were performed of nanoparticles mass deposition on the sample, surface roughness and micro-structural with an SEM (Scanning Electron Microscopy). Experiments were performed for nanofluids containing nanoparticles of Al2O3 (10, 20-30 and 40-80 nm), Cu (25nm) and SiO2 (15 and 80 nm) for volumetric concentrations of 0.001, 0.01, 0.1 and 0.5% for pool boiling time set to 15, 30, 45 and 180 minutes over aluminum and stainless steel plates. As a final result of this study it was found that surface roughness and wettability increase with the deposition of the nanoparticles. In addition, the wettability increases with increasing of the surface area covered with clusters.

Neste trabalho foi estudada a viabilidade de preparação do catalisador Au-SnO2/TiO2 pelo método da redução por álcool, o qual apresentou excelentes resultados na preparação de eletrocatalisadores PtSnO2/C aplicados em células a combustíveis. Inicialmente a preparação dos catalisadores Au-SnO2/TiO2 foi efetuada sem modificações em relação a metodologia de preparação dos catalisadores PtSnO2/C por meio da qual foi possível obter nanopartículas de Pt e SnO2 da ordem de 2-4 nm bem dispersas no suporte de carbono. Os resultados iniciais não se mostraram adequados obtendo-se para o catalisador Au/TiO2 nanopartículas de Au da ordem 100-200 nm, enquanto que para os catalisadores Au-SnO2/TiO2 com diferentes % em massa de SnO2, apesar da fase SnO2 apresentar-se bem dispersas sobre o suporte, as nanopartículas de Au apresentaram tamanhos da ordem de 10 nm, sendo desejável nanopartículas menores que 10 nm para a reação preferencial do monóxido de carbono em misturas ricas em hidrogênio (reação CO-PROX). Os catalisadores Au/TiO2, Au/SnO2 e AuSnO2/TiO2 com diferentes % em massa de SnO2 obtidos dessa maneira apresentaram baixa atividade e seletividade na reação CO-PROX. Dessa forma, modificações foram efetuadas na metodologia de preparação por meio de diferentes rotas visando à diminuição e uma melhor dispersão das nanopartículas de Au na preparação do catalisador Au/TiO2. Por meio do uso de citrato de sódio como agente estabilizante e por modificações na forma de adição do precursor de Au foi possível diminuir o tamanho das nanopartículas de Au e melhorar sensivelmente a atividade e a seletividade do catalisador Au/TiO2 na reação CO-PROX. Os catalisadores Au-SnO2/TiO2 foram também preparados por esta nova rota obtendo-se também para estes materiais um menor tamanho de partícula de Au e uma melhor dispersão sobre o suporte TiO2. A atividade catalítica e a seletividade dos catalisadores AuSnO2/TiO2 obtidos por esta nova rota também apresentaram uma melhora significativa na atividade e seletividade na reação CO-PROX. / In this work the feasibility of preparation of the Au-SnO2/TiO2 catalyst by the alcohol reduction method was studied, which presented excellent results in the preparation of PtSnO2/C electrocatalysts applied in fuel cells. Initially the preparation of the Au-SnO2/TiO2 catalysts was carried out without modifications in relation to the methodology of preparation of the catalysts PtSnO2/C through which it was possible to obtain nanoparticles of Pt and SnO2 of the order of 2-4 nm well dispersed in the carbon support. The initial results were not shown to be adequate for the Au/TiO2 catalyst. Au nanoparticles of the order 100-200 nm, while for the Au-SnO2/TiO2 catalysts with different mass% of SnO2, if well dispersed on the support, Au nanoparticles presented sizes of the order of 10 nm, with nanoparticles smaller than 10 nm being desirable for the preferential reaction of carbon monoxide in hydrogen-rich mixtures (CO-PROX reaction). The Au/TiO2, Au/SnO2 and AuSnO2/TiO2 catalysts with different wt% of SnO2 obtained in this way showed low activity and selectivity for CO-PROX reaction. Thus, modifications were carried out in the preparation methodology by means of different routes aiming at the decrease and a better dispersion of the Au nanoparticles in the preparation of the Au/TiO2 catalyst. By using sodium citrate as a stabilizing agent and by modifications in the addition form of the Au precursor it was possible to decrease the size of the Au nanoparticles and to improve significantly the activity and selectivity of the Au/TiO2 catalyst for CO-PROX reaction. The Au-SnO2/TiO2 catalysts were also prepared by this new route obtaining also for these materials a smaller Au particle size and a better dispersion on the TiO2 support. The catalytic activity and selectivity of the Au-SnO2/TiO2 catalysts obtained by this new route also showed a significant improvement in the activity and selectivity for CO-PROX reaction.