Dissertação (mestrado)–Universidade de Brasília, Universidade UnB de Planaltina, Programa de Pós-Graduação em Ciência de Materiais, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-09-06T20:08:18Z No. of bitstreams: 1 2016_IngriddosSantosCavalcanti.pdf: 2594072 bytes, checksum: 17125010791889fefa99649061830fdf (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-10-21T17:47:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_IngriddosSantosCavalcanti.pdf: 2594072 bytes, checksum: 17125010791889fefa99649061830fdf (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-21T17:47:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_IngriddosSantosCavalcanti.pdf: 2594072 bytes, checksum: 17125010791889fefa99649061830fdf (MD5) / A nanotecnologia traz para as diversas áreas da ciência um grande desafio no estudo de novos materiais. O comportamento diversificado para materiais em escala nanométrica é a nova fonte de conhecimento a ser explorada. Um grande número de materiais nanométricos já são usados. O grande desafio está no fato que um mesmo material pode ser usado em diferentes áreas de aplicabilidade, além do fato que os nanomateriais magnéticos são amplamente explorados no contexto da nanotecnologia. O desenvolvimento desses materiais é de grande importância para processos de produção que devem ser cada vez mais sustentáveis. O mundo busca fontes de energia renováveis e o biodiesel é uma dessas fontes. A sua produção exige catalisadores cada vez mais eficientes, a excelência no processo de sua produção, ocorrerá quando encontrado um catalisador eficiente e também sustentável. A catálise heterogênea é sem dúvida a porta para este acontecimento. E usando um nanocatalisador magnético se ampliam as vantagens na produção do biodiesel por serem recicláveis, econômicos, reutilizáveis e deste modo mais sustentáveis. Este trabalho mostra a síntese de um híbrido de nanopartícula magnética, criada a partir de óxido de ferro e funcionalizada com peptóide, através da reação de Ugi (reação multicomponente, 4RMC, U-4CR), que posteriormente foi utilizado como catalisador heterogêneo em reação de transesterificação e esterificação para obtenção de biodiesel. Através de técnicas de IV, DRX, RMN e HPLC foram feitas análises para a caracterização da nanopartícula de óxido de ferro, do peptóide bem como do biodiesel. Nas condições reacionais que foram utilizadas, foi observada uma baixa conversão de óleo em biodiesel as condições reacionais devem ser modificadas ou a superfície ativa do nanocatalisador magnético peptóide deve ser alterada, podendo ser explorada para estudo uma superfície de natureza básica ou realizar estudo como catalisador em outros materiais. ________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Nanotechnology brings to the various areas of science a major challenge in the study of new materials. The diverse behavior for materials gauge scale is the new source of knowledge to be exploited. A large number of gauge materials are already used. The challenge lies in the fact that the same material can be used in different areas of applicability, furthermore magnetic nanomaterials are widely exploited in the context of nanotechnology. The development of these materials is of great importance for production processes to be more sustainable. The world seeks renewable energy sources and biodiesel is one of those sources. Its production requires more efficient catalysts, excellence in the process of production will occur when found an efficient and also sustainable catalyst. Heterogeneous catalysis is undoubtedly the door for this event. And using a magnetic nano-catalyst to extend the advantages in the biodiesel production by being recyclable, economical, reusable and thus more sustainable way. This work shows the synthesis of a hybrid magnetic nanoparticle, created from iron oxide and functionalized with peptoid by Ugi reaction (multicomponent reaction 4RMC U-4CR), which was subsequently used as heterogeneous catalyst in reaction transesterification and esterification reactions to obtain biodiesel. Techniques using IR, XRD, NMR and HPLC were done to characterize the iron oxide nanoparticle, the peptoid as well the biodiesel. On the reaction conditions used herein, a low conversion of oil into biodiesel was observed the reaction conditions should be modified or the active surface of the magnetic nano-catalyst peptoid should be changed and can be exploited to study the basic nature of surface or perform study as a catalyst in other materials.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Química, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2017-02-02T20:09:14Z No. of bitstreams: 1 2016_PriscillaCoppoladeSouzaRodrigues.pdf: 14344267 bytes, checksum: b5ad34fa2d3ec025cdbbbdcf7a6657c7 (MD5) / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2017-02-13T14:19:32Z No. of bitstreams: 1 2016_PriscillaCoppoladeSouzaRodrigues.pdf: 14344267 bytes, checksum: b5ad34fa2d3ec025cdbbbdcf7a6657c7 (MD5) / Approved for entry into archive by Patrícia Nunes da Silva(patricia@bce.unb.br) on 2017-02-13T14:31:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_PriscillaCoppoladeSouzaRodrigues.pdf: 14344267 bytes, checksum: b5ad34fa2d3ec025cdbbbdcf7a6657c7 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-13T14:31:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_PriscillaCoppoladeSouzaRodrigues.pdf: 14344267 bytes, checksum: b5ad34fa2d3ec025cdbbbdcf7a6657c7 (MD5) / Fluidos Magnéticos são alvo de pesquisas científicas, devido às propriedades químicas, estruturais, morfológicas e magnéticas das nanopartículas que os compõe. Esses materiais são estudados com a finalidade de torná-los cada vez mais eficientes e assim encontrar novas aplicações. O principal objetivo desta tese é investigar as propriedades químicas decorrentes da síntese de fluidos magnéticos a base de nanoparticulas de ferritas mistas de zinco-cobalto, visando o ajuste da anisotropia magneto-cristalina, de modo, a desenvolver produtos mais interessantes para aplicações de geração/dissipação de calor. Para esse propósito, foram sintetizados fluidos magnéticos, do tipo core-shell, pelo método da coprecipitação hidrotérmica em meio alcalino, compostos de nanopartículas baseadas em ferritas mistas de zinco-cobalto. A composição química foi avaliada por técnicas de espectroscopia de raios-X e espectroscopia de absorção atômica de energia dispersiva. A estrutura e a morfologia das nanopartículas foram investigadas por difração de raios-X (DRX) e microscopia eletrônica de transmissão (TEM), respectivamente. Confirmou-se a estrutura do tipo espinélio para todas as amostras. As análises das micrografias obtidas por TEM/HRTEM mostraram amostras esféricas com índice de polidispersão médio de 0,28±0,07. Verificou-se e confirmou-se o papel preponderante da base na determinação do tamanho médio, onde as sínteses realizadas em NaOH revelaram, para o caso da mesma composição, nanopartículas em média maiores que as obtidas usando metilamina. Como perspectiva de aplicações para os nanomateriais investigou-se as propriedades magnéticas e o efeito magnetotérmico, sendo os resultados fortemente influenciados pela composição do núcleo, apresentando um índice SLP como o dos materiais comerciais. E verificou-se que o índice SLP muda com o incremento de zinco. Evidenciando que há um pico em torno de 30% de zinco e que isso depende de muitos fatores, como a anisotropia, a homogeneidade local da composição química core-shell, entre outros. / Magnetic fluids are target of scientific research, due to the chemical, structural, morphological and magnetic nanoparticles that compose them. These materials are studied with the aim of making them more efficient and thus find new applications. The main goal of this thesis is to investigate the chemical properties resulting from the synthesis of magnetic fluids based on mixed zinc-cobalt ferrite nanoparticles, aiming the tuning of magneto-crystalline anisotropy so as to develop more interesting products for the generation/dissipation of heat applications. For this purpose, magnetic fluids of core-shell type were synthesized, by the hydrothermal coprecipitation method in alkaline medium, composed by mixed zinc-cobalt ferrite nanoparticles. The chemical composition was evaluated by X ray Spectrometry and Energy Dispersive X-ray Spectrometry. The structure and morphology of the nanoparticles were investigated by X-ray diffraction (XRD) and Transmission Electron Microscopy (TEM), respectively. The structure of the spinel type for all samples was confirmed. The analyses of the micrographs obtained by TEM / HRTEM have shown spherical samples with an average polydispersity index of 0.28 ± 0.07. It was found and confirmed the predominant role of the base on size determination, where the syntheses performed with NaOH revealed in the case of nanoparticles with same composition, larger in average than those obtained using methylamine. As perspective of applications for the nanomaterials the magnetic properties and magneto-thermal effect, have been investigated. The results are strongly influenced by the core composition, presenting a SLP index as the commercial materials. It was found that the SLP index changes with increasing zinc content. Indicating that there is a peak at around 30% of zinc and that it depends on many factors such as anisotropy, local homogeneity of the chemical core-shell composition, among others.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Nanociência e Nanobiotecnologia, 2015. / Submitted by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2015-11-09T18:07:32Z No. of bitstreams: 1 2015_MateusCandeiaGianizeli.pdf: 4160485 bytes, checksum: edce5c031491ffb4e1b7be0994769306 (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2016-01-23T10:14:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_MateusCandeiaGianizeli.pdf: 4160485 bytes, checksum: edce5c031491ffb4e1b7be0994769306 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-23T10:14:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_MateusCandeiaGianizeli.pdf: 4160485 bytes, checksum: edce5c031491ffb4e1b7be0994769306 (MD5) / A prevenção e o diagnóstico precoce, associado ao tratamento eficaz de qualquer tipo de câncer, são fundamentais para que os índices de incidência e mortalidade por câncer possam ser reduzidos. A busca pelo tratamento eficaz tem inspirado o desenvolvimento de novas plataformas terapêuticas, como a utilização de fármacos associados à nanossistemas. Nesse contexto, realizou-se o presente estudo que teve como objetivo avaliar, in vitro, a eficácia deum material nanoestruturado, Fe2O3/AO/P-F127-AlClFt, na terapia fotodinâmica, TFD. Para tal, utilizou-se células daslinhagensNIH-3T3, MCF-7, A431 e HeLa. Os resultados mostram que o fotossensibilizante AlClFt, livre ou adsorvido a Fe2O3/AO/P-F127, quando irradiado, induz a produção de oxigênio singleto e ao ser incorporado pelas células se aloja no seu citoplasma. A análise dos resultados mostra também que a TFD mediada por esse nanomaterial, em diferentes concentrações de AlClFt, é citotóxica, induzindo as células das quatro linhagens à necrose, embora induza despolarização somente das membranas mitocondriais das células da linhagem NIH-3T3. Além disso, a TFD mediada por Fe2O3/AO/P-F127, com AlClFt na concentração de 0,04 μg/mL induziu fragmentação no DNA de células das linhagens NIH-3T3 e MCF-7, e com AlClFt na concentração de 0,09 μg/mL induziu também fragmentação no DNA de células das linhagens A431.Após duas sessões de TFD mediada pela Fe2O3/AO/P-F127-AlClFt, com AlClFt na concentração de 0,09 μg/mL, as células das quatro linhagens foram praticamente eliminadas em menos de cinco dias, o que evidencia o potencial da Fe2O3/AO/P-F127-AlClFt a ser utilizado na TFD. ______________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Cancer prevention, early diagnosis, and treatment are essential to reduce the cancer incidence and mortality rates. The ideal cancer treatment involves effective therapies with minimal side effects. Aiming to better cancer treatment, therapeutic solutions, such as the use of drugs delivery, is being developing. Here we evaluate the efficacy of Fe2O3/AO/P-F127-AlClFt, a nanostructure, in the photodynamic therapy, PDT, using NIH-3T3, MCF-7, A431 and HeLa cells lines. According to our results, photosensitizing AlClFt adsorbed to the Fe2O3/AO/ P-F127 induces the production of singlet oxygen when irradiated. When the nanostructures enter the cells, they remain in their cytoplasm. In addition, PDT mediated by Fe2O3/AO/P-F127-AlClFt at different drug concentrations is cytotoxic, and, although induces depolarization only of mitochondrial membranes of NIH-3T3 cells, it induces necrosis in the cells of the four cell lines. The PDT mediated by Fe2O3/AO/P-F127 with 0.04 µg/ml of AlClFt induced DNA fragmentation of NIH-3T3 and MCF-7cells and with0.09 µg/ml of AlClFt also induced DNA fragmentation in A431 cells. After two sessions of PDT mediated by Fe2O3/AO/P-F127-AlClFt with 0.09 µg/mL AlClFt, cells of all the four lines were eliminated in less than five days, which shows the potential of Fe2O3/AO/P-F127-AlClFt to be used in the photodynamic therapy.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Química, Universidade Pierre et Marie Curie, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-01-21T16:18:29Z No. of bitstreams: 1 2015_CleberLopesFilomeno.pdf: 4228184 bytes, checksum: 1d7cfadb3941caa1e97e8482ec1a7f59 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-01-27T20:20:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_CleberLopesFilomeno.pdf: 4228184 bytes, checksum: 1d7cfadb3941caa1e97e8482ec1a7f59 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-27T20:20:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_CleberLopesFilomeno.pdf: 4228184 bytes, checksum: 1d7cfadb3941caa1e97e8482ec1a7f59 (MD5) / Dispersões de nanopartículas (NPs) magnéticas em solventes polares são materiais nanoestruturados cujas propriedades têm inspirado inúmeras aplicações, dentre elas, biomédicas, industriais e termoelétricas, pois possibilitam a obtenção de materiais biocompatíveis e estáveis em longo prazo na presença de espécies iônicas. Também conhecidos como ferrofluidos (FFs), esses sistemas são geralmente dispersões coloidais magnéticas de NPs de ferritas do tipo espinélio, as quais podem ser estabilizadas devido à repulsão eletrostática. Nesses sistemas, a compreensão da interface entre as NPs e o solvente carreador é um ponto chave, o qual governa as interações entre partículas, a nanoestrutura e muitas outras propriedades importantes para suas aplicações. No presente estudo, investigamos a reatividade eletroquímica na interface de NPs de ferritas do tipo core-shell MFe2O4@y-Fe2O3 (M = Fe, Co, Mn, Cu ou Zn) em meio aquoso pela eletrólise na superfície de um eletrodo de trabalho. As técnicas de voltametria de onda-quadrada e de eletrólise por coulometria a potencial controlado foram utilizadas nesses sistemas eletroativos não convencionais para evidenciar a efetividade da composição da camada superficial de maguemita (y-Fe2O3), cuja função primordial é garantir a estabilidade termodinâmica das NPs em meio ácido. Apresentamos também um novo processo de elaboração de FFs baseados em maguemita em solventes polares, testado em água e então aplicado ao dimetilsulfóxido (DMSO). A partir do ponto de carga nula (PZC), as NPs foram carregadas eletrostaticamente por um processo controlado de adição de ácido ou base. Esse procedimento sistemático permitiu um melhor controle do estado de superfície das NPs, ou seja, a natureza das cargas e dos contra-íons, bem como a quantidade de eletrólito livre em dispersão. Muitas dispersões estáveis foram obtidas devido à repulsão eletrostática, também em DMSO, e com concentrações de eletrólitos entre 20-40 mM. Técnicas de espalhamento de raios X a baixos ângulos (SAXS) e difusão dinâmica da luz (DLS) são aplicadas para entender as nanoestruturas e quantificar as interações entre partículas. Efeitos de íons específicos são evidenciados bem como a forte influência da interface sólido/líquido na migração das NPs em um gradiente térmico, quantificado pelo coeficiente Soret. / Dispersions of magnetic nanoparticles (NPs) in polar solvents are nanostructured materials, the properties of which have been inspiring many applications, to cite a few, biomedical, industrial and thermoelectrical ones, since they enable biocompatible and long-term ionically stable materials. Also called ferrofluids (FFs), these systems are usually colloidal dispersions of magnetic spinel ferrite NPs, which can be stabilized thanks to electrostatic repulsion. Therefore, a good understanding of the interface between NPs and the carrier solvent is a key point, which governs the interparticle interactions, the nanostructure and many other applicative properties. In the present study, we studied the interfacial electrochemical reactivity of core-shell ferrite MFe2O4@y-Fe2O3 (M = Fe, Co, Mn, Cu or Zn) NPs in aqueous medium by the NPs electrolysis at a working electrode surface. Square-wave voltammetry and potential controlled coulometry techniques are used on these non-conventional electroactive systems in order to evidence the effective composition of their superficial maghemite (y-Fe2O3) layer, which one the main function is to ensure the thermodynamical stability of NPs in acidic medium. We also present a new process for the elaboration of maghemite based FF in polar solvents, tested in water and then applied here to dimethyl sulfoxide (DMSO). Departing from the point of zero charge (PZC), the NPs are charged in a controlled way by adding acid or base. This pathway enables to better control the surface state of the NPs, i.e. the charge and the counter-ions nature, as well as the amount of free electrolyte in the dispersion. Stable dispersions are obtained thanks to electrostatic repulsion, also in DMSO and with electrolyte concentrations up to 20-40 mM. Small Angle X-ray (SAXS) and Dynamic Light (DLS) Scattering technics are applied to understand the nanostructure and quantify the interparticle interactions. Specific ionic effects are evidenced as well as the strong influence of the solid/liquid interface on the migration of the NPs in a thermal gradient, quantified by the Soret coefficient.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Nanociência e Nanobiotecnologia, 2015. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2016-03-01T15:49:00Z No. of bitstreams: 1 2015_AliceSperandioPorto.pdf: 3548724 bytes, checksum: 7f6001cab62137a0a94ac510a17b6810 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2016-03-22T11:07:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_AliceSperandioPorto.pdf: 3548724 bytes, checksum: 7f6001cab62137a0a94ac510a17b6810 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-22T11:07:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_AliceSperandioPorto.pdf: 3548724 bytes, checksum: 7f6001cab62137a0a94ac510a17b6810 (MD5) / O objetivo deste estudo é a síntese de Nanoemulsões com Nanopartículas Magnéticas funcionalizadas com Óleo de Copaíba bem como sua caracterização. As Nanopartículas produzidas foram o Acetato de Zinco e o Sulfato de Zinco usando o método de coprecipitação. Foram obtidas 12 formulações com concentrações variáveis de Nanopartículas. Após as Nanoemulsões serem produzidas, foram realizadas medidas para avaliar as características físico-químicas: pH, Condutividade, Viscosidade, Densidade, Estresse Térmico, Centrifugação Térmica, Avaliação Macroscópicas, a obtenção de imagens por Microscopia Óptica, Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), análises em EPR e Potencial ZetaSizer. Com as medidas realizadas, pode-se constatar a influência da concentração das Nanopartículas nas avaliações de estabilidade das formulações, e o potencial uso em tratamentos de lesões cutâneas. / The aim of this study is the synthesis of Nanoemulsion preparations with Magnetic Nanoparticles functionalized with Copaiba oil and its characterization. The nanoparticles were produced Zinc Acetate and Zinc Sulphate using the coprecipitation method. 12 formulations were obtained with varying concentrations of nanoparticles. After nanoemulsions be produced, measurements were performed to evaluate the physical and chemical characteristics : pH , conductivity , viscosity , density , thermal stress , Spin Thermal, macroscopic evaluation , obtaining images for Optical Microscopy , Transmission Electron Microscopy (MET). Scanning Electron Microscopy (MEV), analysis in EPR and potential ZetaSizer. With the measures taken, it can be seen the influence of the concentration of nanoparticles in the ratings stability of the formulations, and the potential use in skin lesions treatments.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, 2008. / Submitted by Raquel Viana (tempestade_b@hotmail.com) on 2009-11-10T18:03:20Z No. of bitstreams: 1 2008_CamilaMessiasBSantos.pdf: 2881210 bytes, checksum: 9bd6b754a087a7f9745923c06441887b (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2009-12-08T11:16:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_CamilaMessiasBSantos.pdf: 2881210 bytes, checksum: 9bd6b754a087a7f9745923c06441887b (MD5) / Made available in DSpace on 2009-12-08T11:16:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_CamilaMessiasBSantos.pdf: 2881210 bytes, checksum: 9bd6b754a087a7f9745923c06441887b (MD5) Previous issue date: 2008-04 / Neste trabalho foi investigado o efeito da variação do processo de síntese na qualidade cristalina e na distribuição de cátions de nanopartículas de ferrita de cobalto (CoFe2O4). As nanopartículas foram obtidas por coprecipitação química de íons Co2+ e Fe3+ em meio alcalino, na qual seis diferentes parâmetros da síntese foram variados. Os parâmetros selecionados foram: (a) velocidade de agitação da solução, (b) força iônica, (c) concentração de base usada na coprecipitação, (d) temperatura de coprecipitação, (e) tempo de digestão, e (f) taxa de adição de NaOH. As espectroscopias Raman, Mossbauer e de raios-X foram empregadas neste trabalho. Foi verificado que varia¸c˜oes nos parâmetros de síntese, nos intervalos estudados, influenciaram pouco no controle do tamanho das nanopartículas, exceção para as amostras crescidas sobre gotejamento de NaOH. Neste último caso, as nanopartículas são muito maiores. Além do mais, foi constatado que para maiores concentrações de íons metálicos e maiores temperaturas de coprecipitaçãoas amostras apresentaram melhor cristalinidade. Os resultados também revelaram que a concentração ideal de base para a síntese está em torno de 22g de NaOH em 100mL de água. Um importante resultado foi a constatação de que a distribuição de cátions nos sítios tetraédricos e octaédricos dependem da velocidade de agitação da solução durante o processo de síntese. Os dados M¨ossbauer revelaram que a distribuição de cátions das nanopartículas de CoFe2O4 variaram de uma estrutura espinélio mista para uma estrutura espinélio direta, com o aumento da velocidade. _________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / In this work the effect of the variation of the synthesis process on the crystalline quality and cation distribution in cobalt ferrite (CoFe2O4) nanoparticle, was investigated. The nanoparticles were obtained by chemical coprecipitation of Co2+ and Fe3+ ions in alkaline medium, in which six different synthesis parameters were changed. The synthesis parameters selected for changing were: (a) stirring speed of the solution, (b) ionic strength, (c) base concentration used in the coprecipitation, (d) coprecipitation temperature, (e) digestion time and, (f) NaOH addition rate. Raman, M¨ossbauer and of X-ray spectroscopy were used in this work. It was verified that variation of the synthesis parameters, in the range studied, had little influence in the control of the size of the nanoparticles, exception to the samples grown under NaOH dripping. In this latter case the nanoparticle sizes were much larger. Besides, it was verified that the more concentrated the metallic ions and the higher the coprecipitation temperature the better the crystallinity of the samples is. The results also revealed that the ideal base concentration for the synthesis is about 22g the NaOH in 100mL the water. An important result was the finding that the cation distribution in octahedral and tetrahedral sites depends on the stirring speed of the solution during the synthesis process. The M¨ossbauer data revealed that the cation distribution in the CoFe2O4 nanoparticles varies of a mixed spinel structure, for the lowest stirring speed, changing towards a direct spinel structure as the stirring speed increases. v.

Este trabalho teve como objetivo a obtenção de nanoparticulas de óxido de ferro magnéticas com pequena faixa de distribuição de tamanhos para serem aplicadas em diversas áreas da biomedicina, pois alguns nanomateriais magnéticos podem ser usados como carreadores de drogas, hipertemia, diagnóstico, entre outras aplicações. As sínteses dessas nanopartículas magnéticas foram feitas em solução aquosa contendo ureia, sob aquecimento, usando a técnica de coprecipitação homogênea com a presença de uma sonda de ondas ultrassônicas. Os sais precursores de ferro usados foram o sulfato ferroso e o cloreto ferroso. O efeito da cavitação gerado pelo ultrassom altera o ambiente reacional, levando a formação de fases cristalinas diferentes das relatadas na literatura. Neste trabalho observou-se que quanto maior a amplitude da energia fornecida pelo ultrassom, mais precocemente inicia-se o processo de nucleação das nanopartículas formando agregados menores. Entretanto, altas energias favorecem a formação de fases secundárias em algumas sínteses. Todas as amostras obtidas apresentaram-se magnéticas quando na presença de um imã. Mesmo as amostras em que mistura de fases foram formadas apresentaram comportamento magnético e foram caracterizadas por DRX e MEV. A principal contribuição científica deste trabalho foi a obtenção de nanopartículas de óxidos de ferro em pH menor que 6. Na literatura especializada, geralmente os óxidos de ferro magnéticos surgem em pH maior do que 9. / This work aims at obtaining nanoparticles of magnetic iron oxides with small size distribution in order to be applied in diverse fields of biomedicine such as, drug carriers, hyperthermia, diagnosis, among others. The magnetic nanoparticles syntheses were done in aqueous medium containing urea, which by heating has decomposed promoting the homogeneous coprecipitation. The urea thermal decomposition was assisted by high energy ultrasound. The precursor salts used were iron ferrous sulfate and ferrous chloride. The effect of cavitation generated by ultrasound changes the reaction environment, allowing formations of different phases from those related in literature. It was observed that the greater the amplitude of the energy delivered by the ultrasound earlier initiated the process of nucleation and particle formed will have smaller sizes. All samples presented magnetic behavior when in presence of a permanent magnet, even in samples with secondary phases according to X-ray powder diffractions results. Magnetic nanoparticles were obtained at pH lower than 6, different of ordinary findings in literature.

O corpo humano é formado por milhões de células que se reproduzem por divisão celular e que, em condições normais, é controlada, mas em algumas situações as células perdem a capacidade de controlar seu próprio crescimento, formando o que se conhece como tumor maligno ou câncer. O combate ao câncer pode ser efetuado através de fármacos, cirurgia, radioterapia entre outros. Recentemente surgiu uma técnica experimental: a utilização de nanopartículas magnéticas em um tecido doente e provocar a destruição de suas células através de seu aquecimento acima de 41 °C utilizando-se de equipamentos denominados de geradores de campo magnético alternado. Os equipamentos disponíveis no mercado são todos importados e de alto custo formado por circuitos eletrônicos de difícil ajuste. A fim de nacionalizar e baixar o custo desta tecnologia, foi objetivo deste trabalho a construção de um gerador de campo magnético alternado para avaliação in vitro de hipertermia em cultura celular. Para seu desenvolvimento foi necessário estudar o funcionamento de equipamentos similares importados. Em seguida, foi constatada a existência de um aparelho de produção nacional e de custo acessível para uso industrial com a finalidade de aquecer metais, porém com o mesmo princípio de funcionamento destes equipamentos importados. Os circuitos foram construídos e modificados para o aquecimento de nanopartículas magnéticas. O protótipo foi construído e avaliado comparando-o com um equipamento importado destinado ao aquecimento de nanopartículas magnéticas. Foi comprovado que o protótipo aquece, acima de 41 °C, tanto a magnetita em tamanho micrométrico como a magnetita dispersa em água e com tamanho nanométrico. Também foi observado que a intensidade de campo magnético alternado e sua frequência provocam alteração nos perfis de aquecimento das nanopartículas magnéticas diluídas em água (ferrofluidos) a medida de sua proporção em comparação com a massa de água presente. O protótipo atingiu o valor de aquecimento para hipertermia demonstrando viabilidade técnica para implantação do piloto como gerador de campo magnético alternado nacional para estudo do uso de nanopartículas magnéticas no tratamento de câncer via hipertermia ou liberação controlada de fármacos. / The human body is made of millions of cells that reproduce through cell division and that, under normal conditions, is controlled, but in some situations the cells lose the capacity to control their own growth, forming what is known as a malignant tumor or cancer. There are several ways to treat cancer such as drugs, surgery, radiotherapy among others. Lately emerged a technique based on magnetic nanoparticles used in association to the hyperthermia. The new technique consists in insert magnetic nanoparticles in the diseased tissue and cause the destruction of cancer cells through its heating above 41 °C using an alternating magnetic field generators. Nowadays, only imported equipment is in the market at a high cost and made by complex electronic circuits. In order to nationalize and decrease the cost of this technology, the aim of this work was the construction of an alternating magnetic field generator for evaluation of hyperthermia in vitro in cell culture. It was necessary to evaluate how similar imported equipment works. As a started point model, a national industrial equipment used for melting metals was used. The circuits were built and modified for heating magnetic nanoparticles. The prototype was built and compared with the imported equipment used to heat magnetic nanoparticles. It was observed that the prototype heats the magnetite particles even in micrometric or nanometric sizes above 41°C. It was also observed a relation between the intensity of the alternating magnetic field and its frequency with the amount of water present as dispersion media for magnetic particles. The prototype was able to heat magnetic nanoparticles achieving a value of heating satisfactory to hyperthermia treatment. Thus, the feasibility to construct a pilot as national alternating magnetic field generator was proven.

Orientador: José Ricardo de Arruda Miranda / Resumo: A barreira hematoencefálica é o principal obstáculo para que drogas possam chegar até o cérebro e realizar o tratamento de neuropataologias. Além disso, as doenças ligadas ao Sistema Nervoso Central (SNC) são a segunda categoria de doenças potencialmente fatais, ficando atrás apenas de problemas ligados ao sistema cardiovascular. Devido à baixa eficácia que os tratamentos comuns apresentam, o uso de nanomateriais para o tratamento e diagnóstico deste tipo de patologia tem ganhado grande interesse da área acadêmica. Este estudo buscou elucidar parâmetros relacionados à nanopartículas magnéticas (NPMs) no cérebro, assim como os efeitos do manitol – fármaco conhecido por sua ação diurética e grande uso no tratamento de anormalidades na pressão intracraniana - em parâmetros como o tempo de meia-vida das NPMs (T1/2), acúmulo em diferentes órgãos, intensidade máxima de sinal, entre outros. Foram utilizados três grupos de animais que receberam NPMs, sendo que em dois deles a administração das NPMs ocorreu 15 minutos e 30 minutos após a administração do manitol. Os resultados apresentaram diferentes intensidades máximas para cada grupo, assim como um diferente acúmulo de NPMs no baço e no sangue para animais que receberam manitol, indicando alterações causadas por este fármaco em sistemas biológicos. O sistema BAC se mostrou eficaz na detecção de NPMs no cérebro, assim como na posterior análise da biodistribuição destas em organimos vivos. Além disso, os resultados de biodistribuição... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The blood-brain barrier is the main obstacle for drugs to reach the brain and treat neuropathologies. In addition, diseases linked to the Central Nervous System (CNS) are the second category of potentially fatal diseases, behind only problems related to the cardiovascular system. Due to the low effectiveness that common treatments present, the use of nanomaterials for the treatment and diagnosis of this type of pathology has gained great interest in the academic area. This study sought to elucidate parameters related to magnetic nanoparticles (NPMs) in the brain, as well as the effects of mannitol - drug known for its diuretic action and great use in the treatment of abnormalities in intracranial pressure - in parameters such as the half-life time of NPMs (T1 / 2), accumulation in different organs, maximum signal intensity, among others. Three groups of animals that received NPMs were used, and in two of them the administration of the NPMs occurred 15 minutes and 30 minutes after the administration of mannitol. The results presented different maximum intensities for each group, as well as a different accumulation of NPMs in the spleen and blood for animals that received mannitol, indicating changes caused by this drug in biological systems. The BAC system proved to be effective in the detection of NPMs in the brain, as well as in the subsequent analysis of the biodistribution of these into living organism. In addition, the results of biodistribution and time of circulation fo... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-05-06T16:47:30Z No. of bitstreams: 1 2016_EstelleSilvaDiorato_Parcial.pdf: 1055282 bytes, checksum: 32de03be82af7140fb20452796475d1b (MD5) / Approved for entry into archive by Patrícia Nunes da Silva(patricia@bce.unb.br) on 2016-05-09T12:53:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_EstelleSilvaDiorato_Parcial.pdf: 1055282 bytes, checksum: 32de03be82af7140fb20452796475d1b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-09T12:53:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_EstelleSilvaDiorato_Parcial.pdf: 1055282 bytes, checksum: 32de03be82af7140fb20452796475d1b (MD5) / Estudos envolvendo a síntese de nanopartículas magnéticas (NPM) a base de ferro, tais como a magnetita, têm se intensificado por ser estável e poder ser revestido com diversos materiais. Entre as várias aplicações, a magnetita pode ser utilizada como suporte catalítico, uma vez que possui grupos superficiais disponíveis para formar ligações de modo a revesti-la e apresenta elevada susceptibilidade magnética para ser separada do meio reacional com eficiência. No presente trabalho, a magnetita foi sintetizada pelo processo de co-precipitação dos precursores Fe(III) e Fe(II) em uma proporção de 2:1 em meio alcalino amoniacal, sob refluxo por 6 h. A fim de observar a reprodutibilidade da preparação, o método foi realizado em triplicata, mostrando que a metodologia é adequada para a síntese da magnetita com alta aproximação entre os domínios cristalinos. Para manter o material estável em condições reacionais específicas, o mesmo foi revestido com diferentes proporções de tetraetilortosilicato (TEOS), tendo a proporção real de sílica agregada à magnetita analisada por espectrometria de fluorescência de raios X por energia dispersiva (FRX/EDX). Observou-se que, a NPM não sofre degradação quando revestida com sílica. As NPM foram também caracterizadas por: difração de raios X (DRX), espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR), termogravimetria (TG/DTG), microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia eletrônica de transmissão (MET), análise textural por adsorção de nitrogênio a -196°C, adsorção gasosa com piridina e propriedades magnéticas por meio de um magnetômetro de amostra vibrante (VSM). / Research involving synthesis of magnetic nanoparticles (MNP) based on iron, such as magnetite, has intensified in the literature, because it is a stable material and can be coated with different materials. Among the applications, magnetite may be used as a support for catalysts, because it has available surface functional groups that may form bonds to a coating layer, whereas the material presents itself high magnetic susceptibility turning it easily separable from the reaction medium. In the present work, the magnetite was synthesized by co-precipitation of Fe(III) and Fe(II) precursors in a proportion of 2:1 respectively, in alkaline ammoniacal medium under reflux for 6 h. In order to observe the reproducibility of the preparation, the method was performed in triplicate, showing that it is suitable for the synthesis of magnetite with high proximity between the crystalline domains. To maintain the stability of the material in specific reaction conditions, it was coated with different proportions of tetraethylorthosilicate (TEOS). The real ratio of the silica aggregated to magnetite was analyzed by energy dispersive X-ray fluorescence spectroscopy (XRF/EDX). It was observed that, MNP coated with silica did not undergo degradation when exposed to the reaction medium. The MNP were also characterized by: X-ray diffraction (XRD), Fourier transformed infrared spectroscopy (FT-IR), thermogravimetry (TG/DTG), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), textural analysis by nitrogen adsorption at -196 °C, gas adsorption with pyridine and magnetic properties by a vibrating sample magnetometer (VSM).