Este trabalho compreende a síntese e caracterização de um novo catalisador magneticamente recuperável de CoO para oxidação alílica de alcenos. O catalisador foi preparado através da deposição de nanopartículas (de tamanho entre 2-3 nm) do metal cataliticamente ativo em nanopartículas de magnetita revestidas por sílica. A natureza magnética do suporte permitiu a fácil separação do catalisador do meio reacional após o termino das reações pela simples aproximação de um ímã na parede do reator. O catalisador pôde ser completamente separado da fase líquida, fazendo com que a utilização de outros métodos de separação como filtração e centrifugação, comumente utilizados em sistemas heterogêneos líquidos, fossem completamente dispensados. O catalisador foi inicialmente testado em reações de oxidação do substrato modelo cicloexeno e mostrou seletividade para a produção do produto alílico, cicloex-2-en-1-ona, que é reagente de partida de grande interesse para a síntese de diversos materiais na indústria química. As reações de oxidação foram realizadas utilizando-se apenas O2 como oxidante primário, dispensando o uso de oxidantes tóxicos como cromatos ou permanganatos, que não são recomendados do ponto de vista ambiental. O catalisador sintetizado mostrou ser reutilizável em sucessivos ciclos de oxidação, destacando-se o aumento da seletividade para a formação da cetona alílica conforme o catalisador perde atividade. A lixiviação da espécie ativa para o meio reacional, problema comum na catálise heterogênea, não foi observada. Um estudo cinético mostrou que mesmo no inicio da reação o catalisador tem seletividade para a ocorrência de oxidação alílica em detrimento da reação de oxidação direta que dá origem ao produto epóxido. Em todos os tempos estudados o produto principal da reação foi sempre a cicloexenona. Os estudos também revelaram que CoO é a espécie mais ativa quando comparado com Co2+, Co3O4 e Fe3O4 nas mesmas condições reacionais. O catalisador de CoO foi empregado na oxidação de monoterpenos mostrando alta seletividade para a formação dos produtos alílicos, resultando em derivados oxigenados altamente valiosos para a indústria de fragrâncias. / This master thesis describes the synthesis and characterization of a magnetically recoverable CoO catalyst for allylic oxidation of alkenes. The catalyst was prepared through the deposition of the catalytic active metal nanoparticles of 2-3 nm on silica-coated magnetite nanoparticles. The magnetic nature of the support allowed the easy separation of catalyst from the reaction medium after the completion of the reaction by simply placing a magnet on the reactor wall.The magnetic separation technique used was able to completely isolate the solid from the liquid phase, making the use of other separation methods such as filtration and centrifugation, commonly used in liquid heterogeneous systems, unnecessary.The catalyst was initially tested in the oxidation of cyclohexene, as a model substrate, and showed high selectivity to the formation of the allylic product, cyclohex-2-en-1-one, an interesting starting reactant for many reactions in the chemical industry. The oxidation reactions were performed using O2 as primary oxidant, eliminating the use of toxic oxidants such as chromate or permanganate, which are not environmentally friendly. The synthesized catalyst was found to be reusable in successive runs, with the increasing selectivity to the allylic ketone as the catalyst lost its activity. The leaching of active species to the reaction medium, a common problem in heterogeneous catalysis, was not observed. A kinetic study showed that even at initial times the catalyst is selective for the allylic oxidation despite the direct oxidation, which leads to the formation of the epoxy product. For all reactions studied in different times, the product was always cyclohexenone. The studies also revealed that CoO is the most active species when compared to Co2+, Co3O4 and Fe3O4 in the catalytic conditions studied. The CoO catalyst was used in the oxidation of monoterpenes and showed high selectivity for the allylic products, giving oxygenate derivatives of highly value for flagrance industry.

Orientador: José Ricardo de Arruda Miranda / Resumo: A proposta deste trabalho é inédita e consiste na aplicação do sistema de Biosusceptometria AC (BAC), associado à nanopartículas magnéticas (MNPs), a fim de disponibilizar uma nova ferramenta para estudos de função e fisiologia renal, cerebral e efeito corona. Foram realizados experimentos com ratos para o estudo de parâmetros biofísicos da dinâmica de perfusão de MNPs nos rins e cérebro, em situações normais e alteradas, bem como sua biodistribuição no organismo. Além disso empregamos o sistema BAC para avaliar as alterações em propriedades magnéticas e farmacocinéticas das MNPs quando em contato com fluidos biológicos (formação de corona proteica - CP). No estudo de perfusão e dinâmica renal estudamos diferentes fases de lesão renal induzida por doxorrubicina, utilizando o sistema BAC para detectar as MNPs em trânsito nos rins do animal, bem como sua biodistribuição. O trabalho referente à dinâmica de perfusão cerebral utilizou o fármaco manitol, um conhecido disruptor hiperosmótico, para influenciar no fluxo sanguíneo cerebral e permeabilidade da barreira hematoencefálica. Assim, foi possível estudar as alterações que este fármaco causa no cérebro, contribuindo para o desenvolvimento de novas estratégias de diagnóstico e tratamento envolvendo este órgão. Estudamos também a formação da CP nas MNPs, seus impactos em propriedades magnéticas e farmacocinéticas das MNPs. Este trabalho mostra que esses parâmetros são relacionados, uma vez que as MNPs com menor formação de CP apr... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work consists in the application of the AC Biosusceptometry (ACB) system, associated with magnetic nanoparticles (MNPs), to provide a new tool for studies of renal and cerebral function and physiology, and corona effect as well. We performed experiments using rats to study biophysical parameters of the MNPs perfusion dynamics in the kidneys and brain, in normal and altered situations, as well as their biodistribution in the animals’ body. Also, we applied the ACB system to evaluate changes in the MNPs magnetic and pharmacokinetic properties when in contact with biological fluids (corona protein formation - CP). In the renal perfusion dynamics studies, we accessed three phases of doxorubicin-induced kidney injury, using the ACB system to detect the transit of the MNPs in the animals’ kidneys, as well as its biodistribution. In work regarding the dynamics of cerebral perfusion, we used the drug mannitol, a known hyperosmotic disruptor, to influence the cerebral blood flow and permeability of the blood-brain barrier. It was possible to study the changes that this drug causes in the brain, contributing to the development of new strategies for cerebral diagnosis and treatment using nanomedicines. We also studied the CP formation in MNPs, its impacts on the magnetic and pharmacokinetic properties of MNPs. This work shows that these parameters are related, since, the MNPs with lower CP formation, presented smaller differences in the magnetic properties of the MNPs and the great... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Este trabalho compreende a síntese e caracterização de um novo catalisador magneticamente recuperável de CoO para oxidação alílica de alcenos. O catalisador foi preparado através da deposição de nanopartículas (de tamanho entre 2-3 nm) do metal cataliticamente ativo em nanopartículas de magnetita revestidas por sílica. A natureza magnética do suporte permitiu a fácil separação do catalisador do meio reacional após o termino das reações pela simples aproximação de um ímã na parede do reator. O catalisador pôde ser completamente separado da fase líquida, fazendo com que a utilização de outros métodos de separação como filtração e centrifugação, comumente utilizados em sistemas heterogêneos líquidos, fossem completamente dispensados. O catalisador foi inicialmente testado em reações de oxidação do substrato modelo cicloexeno e mostrou seletividade para a produção do produto alílico, cicloex-2-en-1-ona, que é reagente de partida de grande interesse para a síntese de diversos materiais na indústria química. As reações de oxidação foram realizadas utilizando-se apenas O2 como oxidante primário, dispensando o uso de oxidantes tóxicos como cromatos ou permanganatos, que não são recomendados do ponto de vista ambiental. O catalisador sintetizado mostrou ser reutilizável em sucessivos ciclos de oxidação, destacando-se o aumento da seletividade para a formação da cetona alílica conforme o catalisador perde atividade. A lixiviação da espécie ativa para o meio reacional, problema comum na catálise heterogênea, não foi observada. Um estudo cinético mostrou que mesmo no inicio da reação o catalisador tem seletividade para a ocorrência de oxidação alílica em detrimento da reação de oxidação direta que dá origem ao produto epóxido. Em todos os tempos estudados o produto principal da reação foi sempre a cicloexenona. Os estudos também revelaram que CoO é a espécie mais ativa quando comparado com Co2+, Co3O4 e Fe3O4 nas mesmas condições reacionais. O catalisador de CoO foi empregado na oxidação de monoterpenos mostrando alta seletividade para a formação dos produtos alílicos, resultando em derivados oxigenados altamente valiosos para a indústria de fragrâncias. / This master thesis describes the synthesis and characterization of a magnetically recoverable CoO catalyst for allylic oxidation of alkenes. The catalyst was prepared through the deposition of the catalytic active metal nanoparticles of 2-3 nm on silica-coated magnetite nanoparticles. The magnetic nature of the support allowed the easy separation of catalyst from the reaction medium after the completion of the reaction by simply placing a magnet on the reactor wall.The magnetic separation technique used was able to completely isolate the solid from the liquid phase, making the use of other separation methods such as filtration and centrifugation, commonly used in liquid heterogeneous systems, unnecessary.The catalyst was initially tested in the oxidation of cyclohexene, as a model substrate, and showed high selectivity to the formation of the allylic product, cyclohex-2-en-1-one, an interesting starting reactant for many reactions in the chemical industry. The oxidation reactions were performed using O2 as primary oxidant, eliminating the use of toxic oxidants such as chromate or permanganate, which are not environmentally friendly. The synthesized catalyst was found to be reusable in successive runs, with the increasing selectivity to the allylic ketone as the catalyst lost its activity. The leaching of active species to the reaction medium, a common problem in heterogeneous catalysis, was not observed. A kinetic study showed that even at initial times the catalyst is selective for the allylic oxidation despite the direct oxidation, which leads to the formation of the epoxy product. For all reactions studied in different times, the product was always cyclohexenone. The studies also revealed that CoO is the most active species when compared to Co2+, Co3O4 and Fe3O4 in the catalytic conditions studied. The CoO catalyst was used in the oxidation of monoterpenes and showed high selectivity for the allylic products, giving oxygenate derivatives of highly value for flagrance industry.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2014-08-08T12:54:25Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertacao Fernanda F de Souza.pdf: 4260965 bytes, checksum: df7ebff9a3d7acd903d8c3d204f37cbe (MD5) / Made available in DSpace on 2014-08-08T12:54:25Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertacao Fernanda F de Souza.pdf: 4260965 bytes, checksum: df7ebff9a3d7acd903d8c3d204f37cbe (MD5) Previous issue date: 2011 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Fundação de Apoio à Pesquisa - FUNAPE / Curcumin has emerged as a great promise for cancer treatment and chemoprophylaxis with curcumin, but its low solubility in water is minimal systemic bioavailability. Attempts were made to improve its solubility in aqueous solutions by incorporating curcumin in liposomes or micelles, but these systems have low stability. In addition, magnetic nanoparticles have been used as promising drug delivery systems because they can be functionalized to become water soluble and biocompatible. Studies with curcumin incorporated into the magnetic nanoparticles are still scarce. This study aims to evaluate the antiproliferative effect of curcumin combined with magnetic nanoparticles functionalized bilayer of lauric acid in human melanoma cell line SKMEL 37. Human melanoma cells were treated at different concentrations and cytotoxicity was evaluated by MTT assay. The cell morphology was evaluated by light microscopy and fluorescence. Our studies have shown that curcumin has incorporated into nanoparticles cytotoxic effect at concentrations above 40,8 μg/ml or 111 μM. Since free curcumin caused significant death at concentrations above 11.5 μM. We also observed morphological changes typical of apoptosis such as chromatin condensation, nuclear fragmentation and bleb formation. These findings show us that both their cytotoxic activity, as both the magnetic properties and its solubility in water make this new formulation with a curcumin compound interest for therapeutic use. / A curcumina surgiu como uma grande promessa para tratamento do câncer e de quimioprofilaxia com a curcumina, porém sua baixa solubilidade em água e sua biodisponibilidade sistêmica é mínima. Tentativas foram feitas para melhorar a sua solubilidade em soluções aquosas através da incorporação de curcumina em lipossomas ou micelas, mas esses sistemas têm estabilidade baixa. Além disso, as nanopartículas magnéticas têm sido usados como promissores sistemas de entrega de drogas, pois podem ser funcionalizadas para se tornarem solúveis em água e biocompatíveis. Estudos com curcumina incorporada á nanopartículas magnéticas ainda são escassos. Esse estudo tem por objetivo avaliar o efeito anti-proliferativo de curcumina associada a nanopartículas magnéticas funcionalizadas com bicamada de ácido láurico em células de melanoma humano da linhagem SKMEL 37. Células de melanoma humano foram tratadas em diferentes concentrações e a citotoxicidade foi avaliada por ensaio de MTT. A morfologia das células foi avaliada através de microscopia óptica e de fluorescência. Nossos estudos mostraram que a curcumina incorporada em nanopartículas possui efeito citotóxico em concentrações acima de 40,8 μg/ml ou 111 μM. Já a curcumina livre provocou morte significativa em concentrações acima de 11,5 μM. Observamos também alterações morfológicas típicas do processo de apoptose, como condensação de cromatina, fragmentação nuclear e formação de Blebs. Estes achados nos mostram que, tanto sua atividade citotóxica, como ambas as propriedades magnéticas e sua solubilidade em água fazem desta nova formulação com curcumina um composto interessante para uso terapêutico.

La primera parte de esta Tesis de Maestría consiste en entender las propiedades catalíticas y de carácter no enzimático de nanopartículas magnéticas (NPM) de óxido de hierro sintetizadas por el método de descomposición térmica en la creación de sensores que permiten detectar analitos tales como el peróxido de hidrógeno (H2O2) y ácido cítrico. La creación del sensor de H2O2 es llevado a cabo mediante la deposición capa por capa [Layer-by-Layer (LbL)] de las NPM suspendidas y funcionalizadas en medio acuoso con la amina cuaternaria y a su vez surfactante Bromuro de cetiltrimetilamonio (Cetyltrimethylammonium bromide-CTAB) y con el polímero poli-aniónicosodio 4-estireno-sulfonato (sodium 4-styrenesulfonate PSS) vía interacción electrostática sobre el sustrato conductor óxido de estaño dopado con flúor (Fluorine doped Tin Oxide-FTO). La sensibilidad del sensor es estudiada en base a su dependencia con las concentraciones aplicadas de H2O2 y ácido cítrico utilizando técnicas electroquímicas como Voltametría Cíclica (VC) y Cronoamperometría. Por otro lado, andamios (scaffolds) que actúen como nexo entre los tejidos conectivos dañados en la matriz ósea es un tema actual de gran impacto. La componente inorgánica principal de los huesos Hidroxiapatita (HAp) en estado macroscópico o bulk ha sido elegida ya desde unos 30 años atrás como un candidato que mimetiza las propiedades de los tejidos óseos, más al parecer el desarrollo de la Nanotecnología, como fuente de nuevas y maravillosas propiedades no solo mejora la viabilidad de estas nano partículas en los análisis biológicos sino que al incorporar vía funcionalización otros nanomateriales como Fe3O4 (magnetita) y su forma oxidada γ-Fe2O3 (maghemita) a la HAp ayuda rotundamente a la proliferación y degeneración de células osteoformadoras u osteoblastos. La segunda parte de este trabajo reside en la comprensión de la aplicación mencionada previamente en el párrafo anterior debido a que es primordial comprender cómo se lleva a cabo el proceso de ligación o funcionalización de una estructura sólida (HAp) a una nanopartícula, tema de gran interés y relevancia en la física-química de superficies, pues en la mayoría de casos son moléculas o ligandos las que se adhieren a través de enlaces covalentes o no covalentes a la superficie de las nanopartículas mediante transferencia de fase discutida posteriormente. Inmediatamente, el análisis citotóxico, e.d., la viabilidad que adquiera este nuevo nanomaterial en las células óseas de SAOS-2 (Sarcoma osteogénico) será evaluado vía el protocolo de cristal violeta, viabilidad celular y análisis ROS, así como el efecto sobre la morfología de las células durante el tiempo de exposición de esta nueva línea de nanomateriales. / --- This Master thesis has two main parts, the first one resides in the understanding of the catalytic properties and non-enzymatic nature of magnetic nanoparticles in order to create sensors that detect analytes such as peroxide hydrogen (H2O2) and citric acid. The creation of H2O2 sensor is carried out by Layer-by-layer (LbL) deposition of the magnetic nanoparticles suspended and functionalized in aqueous medium with the quaternary amine and surfactant cetyltrimethylammonium bromide (cetyltrimethylammonium bromide- CTAB) sodium 4-styrenesulfonate PSS via electrostatic interaction on the conductive substrate fluorine doped tin Oxide-FTO. The sensitivity of the sensor is studied based on their dependence on the applied concentrations of H2O2 using electrochemical techniques such as cyclic voltammetry (CV) and chronoamperometry. On the other hand, scaffolds, who act as a link between the connective tissue damaged in bone matrix is a current issue of great impact and importance. The main inorganic component of bone hydroxyapatite (HAp) on macroscopic or bulk state has been chosen around 30 years ago as the perfect candidate that mimics the properties of bone tissues. Additionally, as part of a new source of wonderful properties nanohydroxyapatite has captured the attention by incorporating inside its structure other nanomaterials such as Fe3O4 (magnetite) and its oxidized form γ-Fe2O3 (maghemite) which strongly support the proliferation and degeneration of bone-forming cells or osteoblasts. However the rol that nanoparticles play in this processes has not been explained yet. For that, the second part of this Master thesis explained at first how to carry out the process of functionalization of a solid structure (HAp) to a nanoparticle, a subject of great interest and relevance in the physical-chemical surfaces, because in most cases are molecules or ligands which are attached by covalent or noncovalent bounds to the surface of the nanoparticles linked by phase transfer discussed in the preliminary concepts section later on. As a complement for the characterization studies, cytotoxic analysis, i.e., feasibility to acquire this new nanomaterial in SAOS-2 bone cells will be evaluated using crystal violet protocol; besides cell viability, analysis ROS and the effect on cells morphology during time exposure of this new line of nanomaterials will be studied. Keywords: non-enzymatic sensor, magnetic nanoparticles, H2O2, hydroxyapatite, SAOS-2 cells, tissue regeneration. / Tesis

Orientador: José Ricardo de Arruda Miranda / Resumo: As nanopartículas magnéticas (NPMs) são uma classe de nanopartículas que se destacam em áreas da saúde, principalmente em aplicações teranósticas. O potencial das NPMs é prejudicado em função da absorção hepática, considerando que o fígado é uma rede complexa de células inter-relacionadas responsável pela captação do NPMs. Apesar de vários estudos concentrados na área, ainda é pouco compreendido como cada estrutura hepática opera no processo de retirada das NPMs da circulação sanguínea. As técnicas de imagem tem proporcionado avanços no entendimento de eventos fisiológicos, facilitando sua visualização. Atualmente, há uma gama de modalidades responsáveis pela detecção e imagiamento da biodistribuição das NPMs. Dentre essas técnicas de imagens, várias estão presentes apenas em hospitais ou em grandes centros de pesquisa. Esse trabalho tem como destaque, a aplicação de um novo método biomagnético, a Biosusceptometria AC (BAC), para a detecção in vivo de NPMs através de imagens. Fatores como ausência de radiação ionizante, versatilidade e alta resolução temporal são atributos do sistema frente às diversas técnicas de imagem. Neste estudo foi utilizado um novo arranjo do sistema, o sistema Multicanal BAC (ACB-MC), o qual permitiu a avaliação do processo de clearence das NPMs no sangue e seu posterior acúmulo no fígado em ratos Wistar. A partir das imagens dinâmicas obtidas e sua quantificação, foi proposto uma abordagem matemática a fim de auxiliar a farmacocinética de distribuiç... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Magnetic nanoparticles (MNPs) are widely used in healhty research areas, especially in terantic applications. The potential use of MNPS is diminished due to hepatic absorption, considering that the liver is a complex network of interrelated cells and the most responsible by MNPs uptake. Although there has been many studies in this area, it is still unknown how the liver removes MNPs from the bloodstream. Imaging techniques have provided more understanding of physiological events, enhancing their visualization. Currently, there is a range of modalities able to detect and image the biodistribution of MNPs. Among these techniques, several are restricted to large hospitals and research centers. In this work, our aim was to highlight the application of a new biomagnetic method, Biosusceptometry AC (BAC), for in vivo detection of MNPs through images. When compared to other systems, BAC has some advantages such as the absence of ionizing radiation, versatility and high temporal resolution. In this study, a new system arrangement, the Multicanal BAC system (ACB-MC) was used. This allowed the evaluation of the clearence process of MNPs in the blood and their subsequent accumulation in the liver. Those experiments were performed in Wistar rats. From the quantification of the dynamic images, a mathematical approach was proposed to investigate the pharmacokinetics of distribution and accumulation of MNPs. The ACB-MC system presented excellent temporal resolution and through sequential im... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

BESSA, Raquel de Andrade. Síntese e caracterização de compósitos de zeólitas magnéticas utilizando caulim para abrandamento de água. 2016. 67 f. Dissertação (Mestrado em química)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2016. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-06-03T19:08:16Z No. of bitstreams: 1 2016_dis_rabessa.pdf: 3518948 bytes, checksum: 392d11ba4709555d45d30cba77433690 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2016-07-21T14:55:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_dis_rabessa.pdf: 3518948 bytes, checksum: 392d11ba4709555d45d30cba77433690 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-21T14:55:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_dis_rabessa.pdf: 3518948 bytes, checksum: 392d11ba4709555d45d30cba77433690 (MD5) Previous issue date: 2016 / The present work deals about the synthesis and characterization of magnetic zeolites obtained by hydrothermal route using kaolin from Brazilian Northeast as silicon and aluminum source. By means of the X-ray diffraction technique it was possible to identify zeolite LTA and zeolite P1 as major crystalline phases for each synthesis, with low intensity peaks referent to unreacted quartz present in the kaolin used, which is in accordance to the. FTIR spectra; the nanoparticles were identified as magnetite, with low intensity peaks referent to goethite. In scanning electron microscopy, however, it was not possible to morphologically identify these minor components, while the zeolites showed well defined morphologies, presenting unchanged morphology when in the composites form, but with nanoparticles dispersed over their surface, as expected. From transmission electron microscopy it was observed that the nanoparticles were of ca. 50 nm. Magnetic measurements indicated magnetite presence with superior diameter to critical diameter to superparamagnetic particles and remanent magnetization. Thermogravimetric analyses showed for the composites, lower mass loss than compared to the pure zeolites what may be associated to the improvement of its thermal stability. Granulometric distribution indicated nanoparticles agglomeration in variable sizes, while zeolites formed agglomerates of ca. 10 µm. Water softening was accomplished by using both zeolites, with high efficiency on Ca2+ removal and similar behavior between the zeolite and its respective composite, being the best result observed for zeolite A, with efficiency of 97,95%, reaching equilibrium in the first contact minutes. The dependence on mass studies also showed that zeolite A and its composite presented the best efficiency, whereas zeolite P achieved the same removal levels using corresponding zeolite masses (45 mg). This way, the proposed method for zeolites synthesis proved to be efficient, so that the use of a magnet is capable to attract them, leading their excellent separation from the aqueous medium with its ionic exchange capacity unaffected. / O presente trabalho trata da síntese e caracterização de zeólitas magnéticas obtidas por impregnação de nanopartículas de magnetita a zeólitas A e P, sintetizadas por método hidrotérmico utilizando caulim branco do Nordeste brasileiro como fonte de silício e alumínio. Por meio da técnica de difração de raios-X foi possível identificar como fases cristalinas majoritárias a zeólita LTA e P1 para cada síntese, com picos de baixa intensidade referentes a quartzo, resistente ao processo térmico de tratamento prévio do caulim, bem como nos espectros de infravermelho; as nanopartículas foram identificadas como magnetita, havendo ainda indícios da presença de goethita em pequena quantidade. Nas análises de microscopia eletrônica de varredura, entretanto, não foi possível identificar esses componentes minoritários morfologicamente; enquanto que a morfologia das zeólitas mostrou-se bem definida, sem alterações após a formação dos compósitos, apenas com nanopartículas espalhadas em sua superfície, como desejado. A partir da microscopia eletrônica de transmissão, pôde-se observar melhor a variação de tamanho das nanopartículas, em média de 50 nm. Medidas magnéticas das amostras com essa propriedade indicaram a presença de magnetita com diâmetro superior ao diâmetro crítico para partículas superparamagnéticas e magnetização remanente. As análises termogravimétricas mostraram que a adição das nanopartículas às zeólitas diminuiu sua perda de massa diante do aumento de temperatura e as análises de distribuição granulométrica indicaram a aglomeração das nanopartículas em tamanhos variáveis, enquanto que as zeólitas formaram aglomerados de aproximadamente 10 µm. Os ensaios de abrandamento de águas mostraram alta eficiência das zeólitas em remover Ca2+, com comportamento similar entre a zeólita e o seu respectivo compósito, encontrando para a zeólita A o maior percentual de remoção, de 97,95 %, atingindo equilíbrio nos primeiros minutos de aplicação. Os estudos de massa também mostraram a eficiência da zeólita A e de seu compósito, tendo a zeólita P se aproximado dos mesmos níveis de remoção em massas referentes a 45 mg de zeólita. Assim, o método proposto para síntese das zeólitas magnéticas mostrou-se eficiente, de modo que a utilização de um ímã é capaz de atraí-las facilitando a separação do meio após a aplicação em meio aquoso e sua capacidade de troca iônica não foi afetada.

Submitted by Milena Rubi (milenarubi@ufscar.br) on 2016-11-03T17:25:54Z No. of bitstreams: 1 SAMPAIO_Guilherme_2016.pdf: 12947275 bytes, checksum: e37468f50e4625a4fdc9875a5cf3f85f (MD5) / Approved for entry into archive by Milena Rubi (milenarubi@ufscar.br) on 2016-11-03T17:26:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 SAMPAIO_Guilherme_2016.pdf: 12947275 bytes, checksum: e37468f50e4625a4fdc9875a5cf3f85f (MD5) / Approved for entry into archive by Milena Rubi (milenarubi@ufscar.br) on 2016-11-03T17:26:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 SAMPAIO_Guilherme_2016.pdf: 12947275 bytes, checksum: e37468f50e4625a4fdc9875a5cf3f85f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-03T17:26:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SAMPAIO_Guilherme_2016.pdf: 12947275 bytes, checksum: e37468f50e4625a4fdc9875a5cf3f85f (MD5) Previous issue date: 2016-05-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / The comprehension of the phenomena related to magnetism allowed advances in various fields of knowledge and several modern applications that are now part of our daily lives. Specifically, the magnetic nanoparticles (NPs) has aroused a great interest among researchers in recent decades. This curiosity due to its unique properties is due to its small size and surface interactions. One of the main physical phenomena that appear when we reduce the size of a magnetic particle is called superparamagnetism. In this work, we have looked for a description and understanding of the mathematical formalism attached to magnetic phenomena at nanoscale through the application of the Langevin’s function to magnetic NPs in superparamagnetic regime and non-interacting model. Accordingly, we use theoretical simulations of magnetization curves as a function of applied field to study some parameters and verify its compatibility with magnetic characterization data obtained for samples of NPs magnetite and maghemite. In this way, we can get relevant information to the analysis of the magnetic behavior of nanoparticulate systems. Finally, we have lunched the potential of these magnetic NPs in biomedical applications both in diagnostic techniques and in disease treatments. / A compreensão dos fenômenos ligados ao magnetismo permitiu avanços nas mais variadas áreas do conhecimento e diversas aplicações modernas que hoje fazem parte do nosso cotidiano. Especificamente, as nanopartículas (NPs) magnéticas têm despertado um grande interesse por parte dos pesquisadores nas últimas décadas. Essa curiosidade devido às suas propriedades diferenciadas é decorrente de suas dimensões reduzidas e de interações de superfície. Um dos principais fenômenos físicos que surgem ao se reduzir o tamanho de partículas magnéticas é o chamado superparamagnetismo. Neste trabalho, procuramos por uma descrição e entendimento do formalismo matemático ligado ao fenômeno magnético em nanoescala por meio da aplicação do modelo proposto por Langevin a NPs magnéticas em regime superparamagnético não-interagente. Nesse sentido, utilizamos de simulações teóricas de curvas de magnetização em função do campo aplicado a fim de estudar alguns parâmetros e verificar sua compatibilidade com dados de caracterização magnética obtidos para amostras de NPs de magnetita e maghemita. Desta forma, podemos obter informações relevantes para a análise do comportamento magnético desses sistemas nanoparticulados. Por fim, evidenciamos as potencialidades dessas NPs magnéticas nas aplicações biomédicas tanto em técnicas de diagnóstico quanto em tratamentos de doenças.

Submitted by Marlene Santos (marlene.bc.ufg@gmail.com) on 2018-09-10T18:22:00Z No. of bitstreams: 2 Dissertação- Michelly Christine dos Santos - 2012.pdf: 1834625 bytes, checksum: af88a6d02e2b5362de31315d2c4ff78c (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-09-11T11:11:24Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação- Michelly Christine dos Santos - 2012.pdf: 1834625 bytes, checksum: af88a6d02e2b5362de31315d2c4ff78c (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-11T11:11:24Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação- Michelly Christine dos Santos - 2012.pdf: 1834625 bytes, checksum: af88a6d02e2b5362de31315d2c4ff78c (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2012-10-11 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Magnetic nanoparticles with two different chemical compositions, magnetite and zinc doped manganese ferrite were synthesized, functionalized with lauric acid bilayers and dispersed into water yielding stable aqueous colloidal suspensions at physiological pH. Bioactive molecules of different sizes, Amphotericin B and curcumin, were associated to the lauric acid bilayers of the suspended nanoparticles. X-ray diffraction analyses reveled a diffraction pattern characteristic of the cubic spinel crystalline phase for both samples. The nanoparticles average size estimated by Debye-Scherrer’s formula was 9 nm for zinc doped manganese ferrite and 8 nm for magnetite. The hysteresis curves showed that the nanoparticles are super paramagnetic at room temperature with saturation magnetization of 44.2 emug-1 for zinc doped manganese ferrite and 51.5 emug-1 for magnetite. The IR analysis showed the presence of lauric acid associated to the nanoparticles, and the TG curves showed a higher amount of lauric acid bonded to zinc doped manganese ferrite. The hydrodynamic diameters of the nanoparticles indicate that they are dispersed into the suspension as aggregates, and that the association of bioactive molecules did not affect the hydrodynamic sizes of the aggregates. The IR spectra confirmed the presence of bioactive molecules in the formulations and the UV-VIS spectra showed that these molecules are solubilized into the lauric acid bilayers in their monomeric forms. The functionalized nanoparticles containing the bioactive molecules present less negative zeta potential than the lauric acid functionalized nanoparticles, indicating that the bioactive molecules interact with the medium of the suspensions. The evaluation of aggregation of the nanoparticles in cell culture medium showed that the nanoparticles aggregation is significantly reduced by the addition of proteins (FBS and BSA) in cell culture medium. The study of interaction of the nanoparticles with bovine serum albumin before and after the association with the bioactive molecules showed that these systems present great affinity for BSA, with binding constants (Kb) in the range of 105 -106M-1. These results suggest that the nanoparticles functionalized with lauric acid bilayers, pure or associated to amphotericin B and curcumin, can be bioconjugated to proteins producing formulations with higher colloidal stability in biological media. / Nanopartículas magnéticas com duas diferentes composições químicas, magnetita e ferrita de manganês dopada com zinco, foram sintetizadas, funcionalizadas com bicamadas de ácido láurico e dispersas em meio aquoso produzindo suspensões coloidais estáveis em pH fisiológico. Posteriormente, foram associadas moléculas bioativas de tamanhos diferentes, Anfotericina B e curcumina, nas bicamadas de ácido láurico funcionalizadas nos dois tipos de nanopartículas em suspensão. A caracterização estrutural e composicional das nanopartículas foi realizada por difração de raios X e análise química dos teores de íons metálicos. Os difratogramas mostraram um padrão de difração referente à formação de material constituído por uma única fase cristalina cúbica do tipo espinélio. Os tamanhos médios estimados pela fórmula de Debye-Scherrer foram 9 e 8 nm para as nanopartículas de ferrita de manganês dopadas com zinco e de magnetita, respectivamente. Os teores dos íons metálicos indicaram um pequeno desvio na estequiometria final dos sólidos em relação à estequiometria inicial. As técnicas utilizadas para caracterizar as nanopartículas funcionalizadas antes e após a associação da Anfotericina B e da curcumina foram IV, UV-VIS, TG, VSM e ainda foram realizadas medidas de potencial zeta e de diâmetro hidrodinâmico. As curvas de histerese indicaram a formação de nanopartículas superparamagnéticas à temperatura ambiente com magnetização de saturação de 44,2 emug-1 para a ferrita de manganês dopada com zinco e 51,6 emug-1 para a magnetita. As análises de IV mostraram que as nanopartículas foram funcionalizadas com ácido láurico e as curvas de TG indicaram que as nanopartículas de ferrita de manganês dopadas com zinco contêm maior quantidade de ácido láurico do que as nanopartículas de magnetita. Os valores de diâmetros hidrodinâmicos das nanopartículas indicaram que as mesmas estão dispersas na suspensão na forma de agregados e que a associação das moléculas bioativas não influenciou nos tamanhos hidrodinâmicos dos agregados. Os espectros de IV comprovaram a presença das moléculas bioativas nas formulações e a análise dos espectros de UV-VIS mostrou que as moléculas bioativas estão solubilizadas nas bicamadas de ácido láurico em suas formas monoméricas. As nanopartículas funcionalizadas associadas às moléculas bioativas apresentaram potencial zeta menos negativo que as nanopartículas funcionalizadas, indicando que as moléculas bioativas interagem com o meio das suspensões. O estudo de agregação de nanopartículas em meio de cultura celular mostrou que a adição de proteínas contribui significativamente para a diminuição da agregação das nanopartículas neste meio. O estudo de interação entre a albumina de soro bovino (BSA) e as nanopartículas funcionalizadas antes e após a associação das moléculas bioativas mostrou que os sistemas têm grande afinidade com a BSA, com constantes de ligação (Kb) da ordem de 105–106 M-1. Esses resultados sugerem que as nanopartículas funcionalizadas com bicamadas de ácido láurico, puras ou associadas à Anfotericina B e à curcumina podem ser bioconjugadas a essa proteína produzindo formulações com maior estabilidade coloidal em meios biológicos.

Submitted by Irene Nascimento (irene.kessia@ufpe.br) on 2016-06-27T18:26:30Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO Daiane Laise da Silvadf.pdf: 1941460 bytes, checksum: ee592cf258d3acc5df19b753d3b621b6 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-27T18:26:30Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO Daiane Laise da Silvadf.pdf: 1941460 bytes, checksum: ee592cf258d3acc5df19b753d3b621b6 (MD5) Previous issue date: 2015-03-16 / CNPQ / Os métodos empregados para o isolamento de lectinas são diversos e podem combinar diferentes processos que em sucessivas etapas chegam a purificar estas moléculas. Suportes magnéticos como nanopartículas de óxidos de ferro podem ser empregados a fim de conseguir o isolamento de proteínas e enzimas através do uso da separação magnética. O objetivo deste trabalho foi avaliar se nanopartículas magnéticas revestidas com levana (MNPs-levana) podem ser usadas como matriz de purificação de lectinas a partir de extratos brutos (EB) de sementes de Cratylia mollis e Canavalia ensiformis. As MNPs-levana obtidas pelo método de síntese por co-precipitação foram incubadas com extrato bruto (EB) de sementes de Cratylia mollis e Canavalia ensiformis. A determinação de proteínas, atividade hemaglutinante (HA), inibição da atividade hemaglutinante (HAI) e SDS-PAGE confirmaram a purificação das lectinas Cramoll 1,4 e Concanavalina A. Para caracterização dos materiais, MNPs-levana foram comparadas com nanopartículas magnéticas (MNPs) e MNPs-levana após incubação com extratos brutos (MNPs-levana com lectinas ligadas), pelas análises MEV, EDX e MET. MEV mostrou diferenças entre as superfícies das nanopartículas, com aspectos lisos e rugosos em MNPs, superfícies rugosas em MNPs-levana e superfícies planas e rugosas em MNPs-levana após incubação com extrato bruto. Análise por MET mostraram diferenças entre as dimensões maiores (M) e menores (m) das nanopartículas sintetizadas (MNPs com MD = 15 nm  3nm e mD = 12 nm  3nm; e MNPs-levancom MD = 23 nm 5 nm e 18 nm mD = 4 nm) e revelaram um perfil homogêneo de agregação e forma esférica das nanopartículas. MNPs-levana também apresentarampossuir estrutura “núcleo-concha”, devido à presença da levana. Análise de EDX realizada mostrou picos mais elevados de C e O, conforme segue: MNPs-levana com lectinas ligadas>MNPs-levan>MNPs. Também se observou a presença de Fe em todas as amostras.As MNPs-levana mostraram ser matrizes de purificação eficientes, com vantagens como a possibilidade de reutilização (quatro vezes); baixo custo e simplicidade, quando comparadas com os métodos geralmente usados para purificar essas lectinas. / The methods used for lectins isolation are diverse and can combine several processes in successive steps to purify these molecules.Magnetic supports such as iron oxides nanoparticles can be employed to achieve the isolation of proteins and enzymes through the use of magnetic separation. The aim of this work was to evaluate if magnetic nanoparticles coated by levan (MNPs-levan) can be used as purification matrix of lectins from Cratylia mollis and Canavalia ensiformis seeds crude extracts (CE). The MNPs-levan obtained by co-precipitation synthesis method were incubated with crude extracts (CE) of Cratylia mollis and Canavalia ensiformis seed. Protein determination, hemaglutinanting activity (HA), hemaglutinanting activity inhibition (HAI)and SDS-PAGE confirmed the purification of lectins Cramoll 1,4 and Concanavalin A. For material characterization, MNPs-levanwere compared with iron oxide magnetic nanoparticles (MNPs), and MNPs-levan after incubation with crude extracts (MNPs with bonded lectins), by SEM, EDX and TEM analyses. SEM analysis showed differences between nanoparticles surfaces, with smooth and rough aspects in MNPs, rough surfaces in MNPs-levan, and flat and rough surfaces in MNPs-levan after CE incubation. TEM analysis showed differences between the large and small dimensionsof nanoparticles synthesized (MNPs with LD=15 nm +- 3nm and SD= 12 nm +- 3nm; and MNPs-levan with LD= 23 nm +-5 nm and SD= 18 nm +- 4 nm) and an homogeneous profile of aggregation and spherical shape.MNPs-levan also presented a core-shell structure due to the levan presence.EDX analysis performed showed higher peaks of C and O as follows: MNPs-levan with bonded lectins > MNPs-levan> MNPs. Also were observed the presence of Fe in all samples due to the presence of magnetite. The MNPs-levan showed to be an efficient purification matrix, with advantages as possibility of fourfold reuse, low cost and simplicity when compared with methods generally used to purificate these same lectins