Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2015-11-17T03:10:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 335950.pdf: 7504782 bytes, checksum: 6874545f189e4b549ad3ed9630ce25a2 (MD5) Previous issue date: 2015 / O objetivo principal deste trabalho é a preparação, caracterização e avaliação da atividade catalítica das nanopartículas (NPs) de Pd impregnadas no suporte magnético magnetita e estabilizada por dextrana. As NPs-Pd foram preparadas por crescimento in situ sob a superfície de nanopartículas superparamagnéticas (NPSMs) (Fe3O4@dextrana/Pd(0)). O controle do crescimento das NPs-Pd foi feito com o auxílio de NaBH4, como agente redutor. O catalisador de Fe3O4@dextrana/Pd foi totalmente caracterizado por diversas técnicas tais como espectroscopia de infravermelho, espalhamento de luz dinâmico, espalhamento de raios-X a baixos ângulos, microscopia eletrônica de transmissão e varredura, e difração de raios-X de pó. A caracterização mostrou que o catalisador é constituído de um suporte feito de Fe3O4@dextrana composto por unidades de nanocristais com tamanho de 9,7 nm, formando nanoclusters de 105,6 nm, contendo as NPs-Pd de 7,8 nm impregnadas em sua superfície. Os estudos cinéticos foram realizados por UV-vis, sendo que a atividade catalítica foi avaliada pela reação modelo de redução do p-nitrofenol (Nip), utilizando NaBH4. Aplicando um modelo de reação de superfície pseudo-molecular, a reação foi investigada pelo modelo teórico de isoterma de adsorção, revelando ser uma reação bimolecular que segue o mecanismo de Langmuir-Hinshelwood. A atividade catalítica do nanocatalisador Fe3O4@ dextrana/Pd com área superficial de 3,33 m2L-1x10-3 (0, 0053 mg L-1 de Pd) pode ser efetivamente analisada, e foi possível obter os parâmetros cinéticos kL, KBH4- e KNip. Os resultados mostraram que as moléculas de Nip possuem afinidade de adsorção muito maior do que BH4- pela superfície das NPs-Pd, resultado da influência do caráter hidrofóbico do Nip sob a constante de adsorção do substrato. Um novo parâmetro de atividade catalítica ??? foi proposto e utilizado com sucesso na comparação com outros catalisadores reportados na literatura. As NPSMs de Fe3O4@dextrana/Pd apresentaram um valor de ? = 3,65 L mg-1 s-1, superior ao citado na literatura. O estudo do reuso de Fe3O4@dextrana/Pd demonstrou que é possível reutilizar as mesmas por até 5 vezes com cerca de 99% de conversão do Nip e valor alto de TOF, 692 h-1.<br> / Abstract : The aim of this work was the preparation, characterization and evaluation of catalytic activity of Pd nanoparticles (NPs) impregnated in magnetite and stabilized by dextran. The Pd NPs were prepared by the in situ growth under the surface of superparamagnetic nanoparticles. The growth control of Pd NPs was made with the aid of NaBH4, as reducing agent. The catalyst Fe3O4@dextran/Pd was fully characterized by several techniques such as: infrared spectroscopy, dynamic light scattering, X-ray scattering at small angle, transmission and scanning electron microscopy , and diffraction X-ray powder. The characterization revealed that the catalyst consisted of a support made of Fe3O4@dextran nanocrystals composed of units with 9.7 nm in size, forming nanoclusters of 105.6 nm containing NPs of Pd with 7.8 nm diameter, impregnated in the surface. The kinetic studies were performed by UV-vis spectrocopy, and the catalytic activity was evaluated by the model reaction of the p-nitrophenol (Nip) reduction, using NaBH4 as a reducing agent. Applying a pseudo-molecular surface reaction approach, the reduction reaction could be investigated by means of a theoretical adsorption model, revealing that the reaction is bimolecular and followed the Langmuir-Hinshelwood mechanism.The catalytic activity of nano-catalyst of Fe3O4@dextran/Pd, with a surface area of 3.33m2L-1x103 (0.0053 mg L-1Pd), could be effectively determined, obtaining the kinetic parameters kL, KBH4- and KNip. These kinetics results showed that the Nip molecules have higheraffinity for the catalyst surface than the molecules of BH4-, as a result of the influence of the Nip hydrophobic character. A new catalytic activity parameter "?" was proposed and effectively used for comparison with other recent reported catalysts. The reuse studies showed that could be reused up to 5 times with about 99% conversion of Nip and a high TOF value, 692 h-1.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2018-01-30T03:15:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 349701.pdf: 2832652 bytes, checksum: cc44b2709a3ac8a4f0df052d2f7e3299 (MD5) Previous issue date: 2017 / Estruturas com dimensão nanométrica possuem alta área superficial, e consequentemente suas características intrínsecas são potencializadas. No entanto, uma forte inclinação à aglomeração de partículas pode ser notada e evitada a partir de mecanismos protetores, como a estabilização estérica e/ou eletrostática. Portanto, o objetivo deste trabalho foi determinar o comportamento reológico de uma suspensão aquosa de nanoprata, estabilizada em um surfactante à base de aminossilano, simulando o efeito do escoamento em confinamento. Nanopartículas esféricas e bem distribuídas com tamanho médio de 21 nm e concentração de 0,0091 vol%, dispersas em uma suspensão com densidade de 0,9985 g·mL-1 a 25 ºC, foram submetidas a procedimentos de caracterização física e química. A suspensão foi investigada em 3 níveis de estabilidade, conforme determinado pelo potencial zeta: máxima (41,73 mV, pH 4,3), intermediária (10,44 mV, pH 7,4), e mínima (0,74 mV, pH 8,6). A carga superficial das nanopartículas se manteve positiva e a formação de aglomerados não foi observada. Assim, em função do recobrimento estérico das nanopartículas, somado a uma dupla camada elétrica formada pela ionização de grupos amino do surfactante, presume-se que a estabilização tenha caráter eletroestérico. Taxas de cisalhamento variando de 50 a 1000 s-1, e tensões de cisalhamento entre 0,02 e 1,20 Pa, nas temperaturas de 15, 25 e 35 ºC foram empregadas na reometria. O comportamento reológico foi mensurado para tamanhos de fenda de 100, 300, ou 500 µm e ajustou-se à lei da potência, com uma correlação de 0,9991. Uma tendência ao comportamento dilatante foi observada para o maior tamanho de fenda (500 µm). Em repouso, os grupos hidroxílicos de superfície foram bloqueados pelo recobrimento estérico das nanopartículas de prata, evitando a formação de aglomerados. Sob altas taxas de cisalhamento, interações nanopartícula-OH podem ter causado a redução do espaço intermolecular. Dessa forma, o raio equivalente foi aumentado, a mobilidade das partículas diminuída e a viscosidade da nanossuspensão elevada. O comportamento foi observado com menor intensidade em condições de confinamento a 100 µm, com diferenças de até 60% nas viscosidades mensuradas. Além disso, nos intervalos de pH avaliados, não houve variação do comportamento reológico e a viscosidade não se mostrou dependente do tempo. Ainda, com o aumento da temperatura, menores valores de viscosidade foram obtidos. Devido à natureza hidrofóbica da nanoprata estabilizada e às forças atrativas entre o nanofluido e a superfície de aço inoxidável usada nas análises de reometria, a tensão superficial média foi de 38,7 mN·m-1, com ângulo de contato médio de 71,5 º. / Abstract : Structures with nanometric dimension present large surface area and, consequently, their intrinsic characteristics are enhanced. However, a strong tendency to particle agglomeration can be noticed and avoided through protective mechanisms, such as steric and/or electrostatic stabilization. Thus, the aim of this work was to determine the rheological behavior of an aqueous suspension of nanosilver particles, stabilized with an aminosilane-based surfactant, simulating the effect of flow inside confinement. Spherical and well distributed nanoparticles with an average size of 21 nm and concentration of 0.0091 vol%, dispersed in a suspension with density of 0.9985 g·mL-1at 25 ºC, were submitted to physical and chemical characterization. Suspension was investigated in 3 stability levels, as determined by the zeta potential: high (41.73 mV, pH 4.3), medium (10.44 mV, pH 7.4), and low (0.74 mV, pH 8.6). The nanoparticles surface charges remained positive, and the formation of agglomerates was not observed. Thus, due to the high particle coating, together with the double electric layer formation by the ionization of the amino groups in the surfactant, it is presumed that the character of the stabilization was electrosteric. A shear rate ranging from 50 to 1000 s-1 and shear stress between 0.02 and 1.20 Pa, at temperatures of 15, 25 or 35 ºC, were employed in rheometry. The rheological behavior was determined for slit size of 100, 300, and 500 µm and fitted to the power law model with correlation of 0.9991. A trend to dilatant behavior was observed in the highest slit size (500 µm). At rest, the surface hydroxyl groups were blocked by the silver nanoparticles coating, preventing the formation of agglomerates. Under high shear rates, the nanoparticle-OH interaction may have caused the reduction of intermolecular space. Thus, the equivalent radius increased, the mobility of the particles decreased and the viscosity of the nanossuspension increased. The behavior was observed with lower intensity in confinement conditions at 100 µm, with differences up to 60% in the measured viscosities. Moreover, at the pH ranges evaluated, the rheological behavior presented no variations and the viscosity showed no time-dependency. Besides, with the increase in temperature, lower viscosity values were obtained. Due to the hydrophobic nature of the stabilized nanosilver and the attractive forces between the nanofluid and the stainless steel surface used in the rheometry analyzes, the average surface tension was 38.7 mN·m-1, with an average contact angle of 71.5 º.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, 2017. / Made available in DSpace on 2018-01-30T03:19:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 349403.pdf: 7136197 bytes, checksum: 65e9ff83ffc3028570b8b077d4bffc68 (MD5) Previous issue date: 2017 / Neste trabalho, foi avaliada a atividade eletrocatalítica de nanopartículas cúbicas de paládio para a reação de redução de oxigênio (ORR) através da modificação de eletrodos de carbono vítreo (GC) e de eletrodos constituídos de uma camada de difusão de gás (GDL). Estes eletrodos foram então utilizados como cátodos para a confecção de uma célula híbrida a biocombustível por meio da sua combinação com um ânodo enzimático a base de glicose desidrogenase (GDH). As nanopartículas cúbicas de Pd (PdNPs) foram sintetizadas em quatro diferentes tamanhos, utilizando HCl para o controle do tamanho, em um processo de corrosão oxidativa ácida. Para a confecção dos eletrodos, as dispersões dos nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWCNT) e das PdNPs foram depositadas camada sob camada em eletrodos de GC. Os diferentes tamanhos de nanopartículas sintetizadas foram reconhecidos quanto às suas capacidades de redução de oxigênio (potencial de início da redução e densidade de corrente eletrocatalítica) em condições saturadas de O2. A reação de redução de oxigênio pelas PdNPs também foi determinada em uma ampla faixa de pH. Também foi demonstrada uma forte evidência no que diz respeito a limitação da difusão de O2 na superfície do eletrodo modificado com as PdNPs. Para ultrapassar estas limitações de concentração e difusão de oxigênio em solução, utilizou-se a GDL com o objetivo de criar um cátodo a base das PdNPs que permitisse a redução de O2 diretamente do ar atmosférico, como um cátodo respirante, que forneceu -1,5 mA cm-2 em um potencial de 0,0 V com início da redução em 0,4 V. Este cátodo respirante foi então combinado com um ânodo a base de 1,10-fenantrolina-5,6-diona (PLQ), utilizada como mediador redox e enzima GDH, especialmente concebido para formar uma célula a biocombustível híbrida de glicose/O2 completa, proporcionando uma voltagem de circuito aberto (OCV) de 0,554 V e uma potência máxima de 184 ± 21 µW cm-2 a 0,19 V em pH 7,0. / Abstract : In this work it was evaluated the electrocatalytic activity of palladium cubic nanoparticles for the oxygen reduction reaction (ORR) by the modification of glass carbon (GC) and gas diffusion layer (GDL) electrodes. These electrodes were then used as cathodes for the manufacture of a hybrid biofuel cell made by the combination with an enzymatic anode based on glucose dehydrogenase (GDH). The Pd cubic nanoparticles (PdNPs) were synthesized in four different sizes, using HCl for size control, in an acidic oxidative corrosion process. For the preparation of the electrodes, the multiwalled carbon nanotube (MWCNT) and the Pd cubic nanoparticles (PdNPs) dispersions were deposited onto glassy carbon electrodes layer-by-layer. The PdNPs of different sizes were investigated upon oxygen reduction capacities (onset potential and electrocatalytic current densities) under O2 saturated conditions. The oxygen reduction reaction by the PdNPs were evaluated over a broad pH range. Strong evidence of O2 diffusion limitation on the surface of the PdNPs modified electrode was demonstrated. In order to overcome the oxygen concentration and diffusion limitations in solution, a gas diffusion layer was used to create a PdNP-based air-breathing cathode, which delivered -1.5 mA cm-2 at the potential of 0.0 V with an onset potential of 0.4 V. This air-breathing cathode was combined with a specially designed phenanthrolinequinone/glucose dehydrogenase-based anode to form a complete glucose/O2 hybrid bio-fuel cell providing an open circuit voltage (OCV) of 0.554 V and delivering a maximal power output of 184 ± 21 µW cm-2 at 0.19 V at pH 7.0.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, 2017. / Made available in DSpace on 2018-01-30T03:19:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 349404.pdf: 4893478 bytes, checksum: 58ba5d136ef191caf868d1b596a0854a (MD5) Previous issue date: 2017 / Diferentes catalisadores baseados em nanopartículas de níquel (Ni-NPs) foram sintetizados empregando dois diferentes métodos: O primeiro, consistiu na redução do complexo organometálico, acetilacetonato de níquel (Ni (acac)2), por amina, na presença do ligante trioctilfosfina (TOP). O segundo, consistiu na decomposição do complexo organometálico bis-(1,5-ciclooctadieno)níquel(0), (Ni (COD)2), em atmosfera de hidrogênio, na presença de diferentes agentes estabilizantes: polivinilpirrolidona (PVP), mistura de PVP e trifenilfosfina, ácido octanóico, ácido esteárico e hexadecilamina. Os catalisadores foram caracterizados por microscopia eletrônica de transmissão (TEM), espectroscopia de emissão atômica por plasma indutivamente acoplado (ICP-AES), entre outras técnicas. A Ni-NP obtida da redução do complexo Ni(acac)2, Ni-TOP, foi avaliada cineticamente na reação de redução de diferentes nitrocompostos (NCs), na presença de NaBH4 em meio aquoso. As reações foram acompanhadas através de espectrofotometria de UV-vis. Para o p-nitrofenol, as constantes de Langmuir-Hinshelwood, de adsorção de substrato e de redutor foram comparáveis aos valores obtidos na literatura para metais nobres, como Ag e Pd. As Ni-NPs obtidas a partir da decomposição do Ni(COD)2, foram avaliadas em dois tipos de reação sob atmosfera de hidrogênio: redução de nitrobenzeno e hidrogenação de compostos ?,?-insaturados. Para a reação de redução do nitrobenzeno, foi observado que o aumento da temperatura favorece a formação de intermediários reacionais, reduzindo a seletividade ao produto anilina. O aumento da pressão, no entanto, aumenta o rendimento da reação, bem como a sua seletividade. Com relação à reação de hidrogenação de olefinas e compostos a,?-insaturados, foi observado boa reatividade para as olefinas e quimiosseletividade com relação aos compostos a,?-insaturados. Estas Ni-NPs apresentaram alta atividade catalítica quando comparados ao catalisador comercial Raney-Ni. Foi realizada uma investigação cinética completa da reação de hidrogenação seletiva da ligação C=C da trans-chalcona, com o melhor catalisador. Neste estudo, foi revelado que a etapa determinante da reação é a hidrogenação do substrato adsorvido na superfície da Ni-NP, com energia de ativação comparável a outros sistemas catalisadores da literatura. Além disto, o catalisador pôde ser reciclado por dez ciclos, sem perda significativa da atividade. / Abstract : A series of different catalytic nickel nanoparticles (Ni-NPs) was prepared following two methods: one through the reduction of the acetylacetonate nickel complex (Ni(acac)2) by amine in the presence of trioctylphosphine. And another from the decomposition of bis-(1,5-cyclooctadiene)nickel(0), (Ni(COD)2) complex under dihydrogen atmosphere in the presence of different stabilizers (polyvinylpyrrolidone PVP, a mixture of PVP and triphenylphosphine, octanoic acid, hexadecylamine, and stearic acid). The catalysts were characterized by Transmission Eletron Microscopy (TEM), Inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy (ICP-AES), and others techniques. The catalytic activity of Ni-NP obtained by Ni(acac)2 reduction (Ni-TOP) was evaluated through kinetics studies on the reduction reaction of nitroaromatic compounds (NCs) by NaBH4 in aqueous media. The reactions could be easily monitored by UV-vis spectroscopy. For the substrate p-nitrophenol, the obtained Langmuir-Hinshelwood constants, substrate and reductant adsorption were equivalent to those obtained in the literature for noble metals, such as Ag-NP and Pd-NP. The Ni-NPs obtained by Ni(COD)2 decomposition were evaluated in two types of reaction under H2 atmosphere: reduction of nitrobenzene, and hydrogenation reaction of olefins and a,ß-unsaturated compounds. It was observed, in the nitrobenzene reduction reaction, that the temperature favors the formation of intermediates, reducing the selectivity to the aniline product. The increase in pressure, however, increases the conversion to aniline. Regarding the evaluation of Ni-NPs in the hydrogenation of olefins and a,ß-unsaturated carbonyl compounds, these nanocatalysts exhibited high catalytic activity using olefin as substrates and chemoselectvity using a,ß-unsaturated carbonyl compounds. These Ni-NPs also exhibited high catalytic activity when compared with commercial Raney-Ni. A full kinetic investigation on the trans-chalcone chemoselective reduction of the C=C bond, with the best catalyst, revealed that the rate-determining step is the hydrogenation of the adsorbed substrate on the NPs surface. Moreover, the best catalyst could be reused up to 10 times without significant loss of activity.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, 2017. / Made available in DSpace on 2018-01-30T03:19:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 349400.pdf: 2760896 bytes, checksum: a71aff140f0e551e79210a708f3097ba (MD5) Previous issue date: 2017 / O presente trabalho disserta sobre o desenvolvimento de eletrodos quimicamente modificados para a determinação de metildopa em amostra farmacêutica, utilizando a técnica de voltametria de onda quadrada (SWV). Os eletrodos de pasta de carbono (CPE) foram modificados com duas diferentes suspensões de nanopartículas de ouro (AuNP): a primeira estabilizada em dialdeído amídico (DAS), dando origem ao eletrodo quimicamente modificado CPE/DAS/AuNP, e a segunda estabilizada em polivinilpirrolidona (PVP) dando origem ao eletrodo CPE/PVP/AuNP. As nanopartículas foram sintetizadas e caracterizadas por microscopia eletrônica de transmissão (TEM). Os eletrodos foram caracterizados eletroquimicamente por espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) e voltametria cíclica (CV). Sob as condições ótimas de trabalho estabelecidas (tampão Mcllvaine 0,1 mol L-1 pH 3,5; 50 µL das suspensões DAS/AuNP e PVP/AuNP adicionadas a pasta), a curva de calibração apresentou uma faixa linear de 9,99x10-7 mol L-1 a 1,96x10-5 mol L-1 para os eletrodos quimicamente modificados, com limites de detecção de 5,04x10-7 mol L-1 e 4,69x10-7 mol L-1, respectivamente. O eletrodo CPE/DAS/AuNP, por apresentar características mais vantajosas do que o CPE/PVP/AuNP (por exemplo, diminuição da resistência a transferência de elétrons e pré-concentração do analito na superfície do eletrodo), foi selecionado para aplicação na determinação de metildopa em amostra de comprimido comercial. O estudo de recuperação apresentou valores na faixa de 95,3 a 105,2 %. A concentração de MD obtida empregando o CPE/DAS/AuNP foi de 255,9 mg/comprimido, possuindo uma ótima correlação com o valor rotulado (erro relativo: 3,85%) e o método comparativo espectrofotométrico (erro relativo: 2,36%), recomendado pela Farmacopeia Brasileira. Portanto, o CPE/DAS/AuNP representa uma ferramenta útil para a detecção rápida e com exatidão adequada do teor de metildopa presente em fármacos. / Abstract : The present work discusses the development of chemically modified electrodes for the determination of methyldopa in pharmaceutical sample, using the technique of square wave voltammetry (SWV). The carbon paste electrodes (CPE) were modified with two different suspensions of gold nanoparticles (AuNP): the first stabilized in dialdehyde amide (DAS), giving rise to the chemically modified electrode CPE/DAS/AuNP, and the second stabilized in polyvinylpyrrolidone (PVP) giving the CPE/PVP/AuNP electrode. The nanoparticles were synthesized and characterized by transmission electron microscopy (TEM). The electrodes were characterized electrochemically by electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and cyclic voltammetry (CV). Under the optimum working conditions (Mcllvaine buffer 0.1 mol L-1 pH 3.5, 50 µL of the suspensions DAS/AuNP and PVP/AuNP added to the paste), the calibration curve presented a linear range of 9.99x10-7 mol L-1 to 1.96x10-5 mol L-1 for chemically modified electrodes with detection limits of 5.04x10-7 mol L-1 and 4.69x10-7 mol L-1, respectively. The CPE/DAS/AuNP electrode, because it presented more advantageous characteristics than the CPE/PVP/AuNP (e.g. decrease in electron transfer resistance and pre-concentration of the analyte on the electrode surface), was selected for application in the determination of methyldopa in commercial tablet sample. The recovery study presented values in the range of 95.3 to 105.2%. The MD concentration obtained using the CPE/DAS/AuNP was 255.9 mg/tablet, having an excellent correlation with the labeled value (relative error: 3.85%) and the comparative spectrophotometric method (relative error: 2.36%), recommended by the Brazilian Pharmacopoeia. Therefore, the CPE/DAS/AuNP represents an useful tool for the rapid and accurate detection of the content of methyldopa present in drugs.

BRAGA, C. M. Efeito de nanopartículas carregadas com sinvastatina na proliferação e ativação de osteoblastos murinos. 2017. 62 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Morfofuncionais) - Faculdade de Medicina, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2017. / Submitted by Programa de Pós Graduação em Ciências Morfofuncionais (pcmf.ufc@gmail.com) on 2017-11-28T12:56:41Z No. of bitstreams: 1 2017_dis_cmbraga.pdf: 1852341 bytes, checksum: f5896dca7da70a18915e220eaf369065 (MD5) / Approved for entry into archive by Erika Fernandes (erikaleitefernandes@gmail.com) on 2017-11-28T13:50:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_dis_cmbraga.pdf: 1852341 bytes, checksum: f5896dca7da70a18915e220eaf369065 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-28T13:50:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_dis_cmbraga.pdf: 1852341 bytes, checksum: f5896dca7da70a18915e220eaf369065 (MD5) Previous issue date: 2017-02-13 / Introduction: The use of polymers as drug nanocarriers offers flexibility in dosage and release kinetics, improving the effectiveness of pharmacological treatments. Simvastatin, a cholesterol-lowering drug, has been shown in some studies to estimate formation. It is believed that this pleiotropic effect and an obtainment of a system for the controlled release can lead to an increase in bone formation. Objective: The purpose of this study was to evaluate the effect of PDLLA polymerase-encapsulated simvastatin (NP-SIN) on the proliferation and activation of murine osteoblasts (OFCOL II) in culture. Methods: The effect of NP-SIN on the viability and proliferation of osteoblasts was investigated through the MTT assay and the ki67 immunostaining, its effect on cell activation for assessed by mineralization assay, measurement of bone alkaline phosphatase levels No culture medium by ELISA, and its protein expression by western blot. The possible mechanisms of action of NP-SIN non-bone metabolism were studied by immunofluorescence and western blot for RANK-L, OPG and BMP-2. Statistical analysis was performed using analysis of variance ANOVA, followed by the Bonferroni test (p <0.05). Results: As nanoparticles were used with uniforms, with approximate diameter of 123 nm, evaluated by transmission electron microscopy. Simvastatin was submitted to a release test, when encapsulated, it was observed progressive and sustained release for up to 6 days, when the degradation process began. Cytotoxic effects on osteoblasts were observed only when incubated with NP-SIN concentrations equal to or greater than 10-1 μM. No increase in osteoblast concentration was observed at any of the concentrations studied. The mineralization assay suggests that NP-SIN (10-2 μM) increases the activity of osteoblasts when compared to controls, not incubated with simvastatin. At the same concentration (NP-SIN 10-2 μM), increased protein expression and alkaline phosphatase release (FA) were associated with a significant increase in the expression of the bone morphogenetic protein (BMP-2). An increase (p <0.05) in the immunoblot of BMP-2 and OPG was also observed. There was no significant difference in RANK-L protein expression between the group of osteoblasts incubated with NP-SIN and the controls. Conclusions: These results indicate a potential beneficial effect of the nanoparticles of PDLLA encapsulated with simvastatin no repair of bone defects through the activation of osteoblasts. / Introdução: O uso de polímeros como nanocarreadores de fármacos oferece flexibilidade na dosagem e na cinética de liberação, melhorando a eficácia dos tratamentos farmacológicos. A sinvastatina, medicamento utilizado para a redução do colesterol, em alguns estudos, tem demonstrado ação na estimulação da formação óssea. Acredita-se que este efeito pleiotrópico e a possibilidade obtenção de um sistema para liberação controlado pode levar a um aumento na formação óssea. Objetivo: O objetivo deste estudo, portanto, foi avaliar o efeito da sinvastatina encapsulada em nanopartículas poliméricas (NP-SIN) de PDLLA na proliferação e ativação de osteoblastos murinos (OFCOL II) em cultura. Métodos: O efeito da NP-SIN na viabilidade e proliferação de osteoblastos foi investigado através do ensaio de MTT e da imunomarcação para ki67, enquanto seu efeito na ativação dessas células foi avaliado através de ensaio de mineralização, da mensuração dos níveis de fosfatase alcalina óssea no meio de cultura por ELISA, e da sua expressão protéica por western blot. Os possíveis mecanismos da ação da NP-SIN no metabolismo ósseo foram estudados através de imunofluorescencia e western blot para RANK-L, OPG e BMP-2. A análise estatística foi realizada por meio de análise de variância ANOVA, seguida pelo teste Bonferroni (p<0,05). Resultados: As nanopartículas utilizadas apresentaram-se uniformes, com diâmetro aproximado de 123 nm, avaliada através de microscopia eletrônica de transmissão. A sinvastatina foi submetida a teste de liberação e, quando encapsulada, observou-se liberação progressiva e sustentada por até 6 dias, quando iniciou processo de degradação. Foram observados efeitos citotóxicos nos osteoblastos apenas quando incubados com concentrações de NP-SIN igual ou superiores a 10-1 μM. Não foi observado aumento na proliferação de osteoblastos em nenhuma das concentrações estudadas. O ensaio de mineralização sugere que a NP-SIN (10-2 μM) aumenta a atividade dos osteoblastos, quando comparada aos grupos controle, não incubados com sinvastatina. Nessa mesma concentração (NP-SIN 10-2 μM), foi observado aumento da expressão protéica e liberação de fosfatase alcalina (FAO), associado ao aumento significativo da expressão da proteína morfogenética óssea (BMP-2). Foi observado ainda aumento (p<0,05) da imunomarcação de BMP-2 e OPG. Não houve diferença significativa na expressão da proteína RANK-L entre o grupo de osteoblastos incubados com NP-SIN e os controles. Conclusões: Estes resultados indicam um potencial efeito benéfico das nanopartículas de PDLLA encapsuladas com sinvastatina no reparo de defeitos ósseos, através da ativação de osteoblastos.

Este trabalho investiga os aspectos envolvidos na transposição de escala do processo de formação de nanopartículas poliméricas. Para tanto, a partir da metodologia empregada em laboratório e com o objetivo de sistematizar o processo, os seguintes aspectos práticos devem ser considerados: (i) vazão e a velocidade de adição da fase orgânica à fase aquosa, (ii) velocidade ou faixa de velocidade de agitação durante essa adição, (iii) recuperação do solvente, máximo percentual de água presente no solvente que ainda permite a reutilização do mesmo sem a precipitação prévia do polímero na fase orgânica, (iv) efeito na qualidade final das nanocápsulas da presença de um percentual de água no solvente utilizado na fase orgânica, (v) possibilidade de reduzir a quantidade de água na fase aquosa, (vi) como deve ser a coluna de destilação para recuperação do solvente e possibilidade de utilizar outra metodologia para a concentração das nanocápsulas, como por exemplo, processo de separação por membranas. Os resultados mostraram que o método da nanoprecipitação é bastante robusto, característica esta desejada para a produção industrial. Adicionalmente, foi possível verificar a viabilidade técnica da utilização de um sistema composto por membranas cerâmicas para concentração prévia da suspensão de nanopartículas antes da etapa de recuperação do solvente. Depois da filtragem com as membranas, a suspensão apresentou índice de polidispersão menor, o que indica a retirada de “partículas” de nanoemulsão de maior tamanho. Além de aspectos técnicos, foi feita ainda a análise da viabilidade econômica de diferentes projetos contemplando quatro cenários de produção de 10, 20, 30 e 40 kg/dia de nanopartículas. A partir da análise econômica foi possível verificar qual configuração é a mais viável, além de ter sido definido o preço mínimo de venda do produto. Por fim, a modelagem e simulação do sistema de forma a predizer o tamanho e a dispersão das nanopartículas formadas foram realizadas. Os resultados da simulação deste modelo em conjunto com ferramentas de fluidodinâmica computacional permitirão se realizar o projeto de reatores visando determinar qual(is) geometrias são as mais adequadas para produzir nanopartículas com distribuição mais homogênea. / This work investigates the process of polymeric nanoparticle production scale-up. In order to scale up the laboratory procedure, the following aspects must be considered: (i) flow rate and velocity of addition of organic phase to aqueous phase, (ii) effect of the mixing rate during the addition of organic phase, (iii) solvent recovery, maximum percent of water in the solvent that still allows its reuse without the previous polymer precipitation in the organic phase as well as (iv) the effect of the water in organic phase on the nanoparticles, (v) possible reduction of water in aqueous phase, (vi) the application of distillation column to solvent recovery and the possibility of applying another methodology to nanoparticles concentration, e.g., membrane process. The obtained results showed that the nanoprecipitation is a robust production technology which is a desirable characteristic when operating an industrial plant. Additionally, it was possible to evaluate the technical viability of applying a membrane system to concentrate the nanoparticle suspension before recovering the solvent. After filtering the suspension, it presented lower polidispersion index, indicating that some nanoemulsion (concomitantly produced with the nanocapsules) were removed by the membranes. It was also analyzed the economic viability of several projects aiming to produce 10, 20, 30 and 40 kg/day of nanoparticles. From the results, it was possible to verify which one gives more profit as well as the minimum price to sell the product. This thesis also proposed a mathematical model to predict the size and dispersion of nanoparticles. The simulation results of this model together with computational fluid dynamic tools can be applied to determine which geometries are the most suitable to produce a narrow size distribution of nanoparticles.

Magíster en Bioquímica Área de especialización en Toxicología y Diagnóstico Molecular y Memoria para optar al Título de Bioquímico / Autor no autoriza el acceso a texto completo de su documento / El uso de las nanopartículas de oro (NpO) ha adquirido importancia en los últimos años en la industria farmacéutica debido a que se han convertido en una herramienta promisoria para el diagnóstico y tratamiento de diferentes enfermedades, como aquellas que afectan al sistema nervioso central (SNC). Poseen características útiles para su empleo en terapias, como su pequeño tamaño y baja toxicidad. Sin embargo, estudios sobre los efectos de las NpO administradas in vivo en el cerebro son escasos, debido a su poca capacidad de atravesar la barrera hematoencefálica (BHE) luego de una administración sistémica. Una vez que están en el torrente sanguíneo, las NpO pueden ser captadas por el sistema fagocítico mononuclear (SFM), reduciendo su concentración circulante y por tanto su llegada al cerebro. A pesar de ello, recientemente se ha reportado un aumento de la excitabilidad neuronal al administrar NpO directamente a cortes de hipocampo de ratón. A su vez, se ha descrito que dependiendo de su forma, las NpO pueden interactuar con células microgliales produciendo diferentes respuestas sobre éstas como activación astrocítica. Sin embargo, en la actualidad es un desafío seguir las nanopartículas in vivo en el cerebro para obtener información sobre sus acciones en el tiempo. Por otra parte, las NpO pueden funcionalizarse con diferentes moléculas adquiriendo selectividad frente a alguna molécula de interés. Así la conjugación de NpO con el péptido anfipático CLPFFD, secuencia aminoacídica que reconoce agregados del péptido β- amiloide característicos de la Enfermedad de Alzheimer, es capaz de unirse a las fibras y provocar su desagregación posterior a una irradiación electromagnética de baja potencia. Desafortunadamente, los niveles logrados en el cerebro, posterior a una inyección intraperitoneal, aún son bajos como para que se constituyan en una herramienta terapéutica para enfermedades neurodegenerativas asociadas a la formación de agregados proteicos. Con el fin de lograr obtener mayor información acerca de cómo se comportan las NpO in vivo en el cerebro de rata, se utilizó un fluoróforo que permitiera estudiar la distribución de las nanopartículas en un modelo animal en el tiempo, es por ello que en esta tesis se postuló la siguiente hipótesis "La fluorescencia asociada al péptido CLPFFD conjugado a las nanopartículas de oro sirve como marcador de localización de éstas al ser inyectadas en cerebro de rata. La administración aguda del conjugado fluorescente en hipocampo de rata induce la reactividad astrocítica y muerte celular a nivel tisular". Para ello se sintetizaron y funcionalizaron NpO con el péptido CLPFFD y el fluoróforo Alexa 750 (NpO-CLPFFD-Alexa 750), que tiene la particularidad de permitir su visualización in vivo sin causar daño en la rata producto de la irradiación ya que absorbe y emite en la región del infrarrojo cercano. Con el objeto de obtener información sobre la difusión de este conjugado tras ser inyectado directamente en el sistema nervioso central de rata adulta, se determinó si era posible detectar (I) las NpO-CLPFFD-Alexa in vivo a nivel de un cerebro animal, (II) un cambio de intensidad de la fluorescencia en un período acotado de tiempo, (III) una correlación de dichos cambios con la variación en los niveles de oro en el cerebro a las temporalidades estudiadas. Las NpO funcionalizadas con el péptido y el fluoróforo se inyectaron mediante cirugía estereotáxica a animales machos adultos anestesiados en las coordenadas correspondientes al hipocampo dorsal y a nivel de los ventrículos laterales. Finalmente se determinó si las NpO producen alteraciones a nivel celular. Con el objeto de poder detectarlas en cortes de cerebro de rata mediante microscopia, las NpO-CLPFFD se conjugaron con un fluoróforo que emite en la región del UV visible, el Alexa 647. Los animales fueron inyectados con el conjugado a nivel de la región CA1 hipocampal, y posteriormente fueron sacrificados a los 10 min o luego de 24 h post inyección. Se determinó fluorescencia a nivel del hipocampo sólo en aquellos animales que fueron sacrificados casi inmediatamente tras la inyección de las NpO. En aquellos animales sacrificados luego de 24 h post-inyección no se detectó señal fluorescente en cortes coronales anteriores y posteriores del sitio de inyección. Estos resultados podrían interpretarse como que (I) la molécula fluorescente se desconjugó del péptido de manera espontánea, (II) la desconjugación ocurrió a través de la acción de enzimas hidrolíticas presentes en sitios aledaños a la inyección, (III) el conjugado fluorescente se eliminó del cerebro lo que es coincidente con la reducción observada en el contenido de oro en el cerebro luego de 24 h post inyección del conjugado fluorescente. Con el propósito de determinar si la inyección de las nanopartículas conjugadas era capaz de inducir daño tisular, se determinó 24 h post inyección mediante tinción nuclear la ausencia de núcleos condensados y segmentados característicos de muerte celular por apoptosis. Paralelamente se determinó la reactividad astrocítica como respuesta a daño tisular, para ello se evidenció el incremento en la inmunoreactividad de la proteína GFAP presente en las células gliales, encontrándose una mayor reactividad astrocítica 24 h post inyección en el área del giro dentado en aquellos animales inyectados con nanopartículas respecto de los animales controles. En este estudio se demostró por primera vez de manera ex vivo que las nanopartículas de oro asociadas a un péptido generan un aumento en la reactividad de la glía, la cual no está asociada a muerte celular en cerebro animal tras 24 h de una inyección intracraneal

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:56:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 326895.pdf: 2425069 bytes, checksum: 2079d8158801c4fdd73011562f82b2d9 (MD5) Previous issue date: 2014 / Este trabalho descreve o desenvolvimento de nanopartículas (NPs) biodegradáveis, incluindo NPs revestidas com quitosana (CS) e a utilização de promotores de permeação (SPEs), visando a liberação transdémica do terpinen-4-ol (T4OL). Três diferentes sistemas de NPs foram desenvolvidos: NPs de zeína, NPs de zeína na presença de SPEs e NPs de zeína revestidas com CS. As NPs foram preparadas pela adaptação de um processo de precipitação em antisolvente. Todos os sistemas investigados apresentaram forma esférica e mostraram tamanhos em torno de 200 nm, com uma estreita faixa de distribuição de tamanho. As NPs também foram caracterizadas por microscopia eletrônica de transmissão (TEM), tendo sido obtidos dados que confirmaram os valores do tamanho obtidos por espalhamento de luz dinâmico (DLS). As suspensões de NPs contendo T4OL apresentaram valores de eficiência de encapsulação (EE) próximos a 90%. O revestimento das NPs com CS foi confirmado através das medidas de tamanho das partículas e de potencial zeta (?). Foi avaliada a estabilidade das suspensões de NPs de zeína contendo T4OL em função do tempo. As NPs na presença ou ausência de SPEs foram estáveis por até 20 dias, enquanto para as NPs na presença ou ausência de CS a estabilidade foi até o 30o dia. As NPs de zeína também foram avaliadas quanto à liberação, permeação e retenção de T4OL através da pele de orelha suína, em um modelo da câmara de difusão de Franz. Foi estudado ainda o efeito dos SPEs sobre a permeação cutânea do T4OL contido nas NPs, tendo sido observada uma melhora na permeação do T4OL e que sua liberação ocorre de maneira mais controlada. Os resultados mostram que as NPs de zeína estudadas são sistemas nanoestruturados promissores para a entrega prolongada T4OL, exibindo potencial para ser utilizado em terapia anti - melanoma.<br> / Abstract : This study describes the development of biodegradable nanoparticles (NPs), including NPs recovered with chitosan (CS) and the utilization of skin penetration enhancers (SPEs), aiming the T4OL deliveryin the skin. Three different NP systems were developed: zein NPs, zein NPs in the presence of SPEs and zein NPs recovered with CS. Zein NPs were prepared using a modified antisolvent precipitation process (desolvation). All investigated systems presented spherical format and showed sizes at ca. 200 nm, with a narrow range of size distribution. The NPs were also characterized through transmission electronic microscopy analysis, being obtained data that confirmed the obtained size values by dynamic light scattering (DLS). The suspensions of NPs containing T4OL presented EE values of ca. 90%. Recovering of NPs with CS was confirmed by means of measurements of size particles and zeta potential (?). The stability of zein NPs suspensions were evaluated as a function of the time.The NPs in the absence and in the presence of SPEs were stable until the period of 20th day, while for the NPs in the presence and in the absence of CS the stability occurred until the 30th day. The delivey, permeation and retention of zein NPs T4OL through pig ear skin were also evaluated, using a Franz diffusion cell apparatus. The influence of the SPEs on the cutaneous permeation of T4OL contained in the NPs was also studied, being reported an improved T4OL permeation and that its release occurs in a more controlled fashion.The results show that the zein NPs studied here are promising nanostructured systems for the prolonged T4OL delivery, exhibiting a potential to be used in anti-melanoma therapy.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:35:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 329792.pdf: 2149350 bytes, checksum: a628eb611db9109480afafec993b2d8b (MD5) Previous issue date: 2014 / O presente trabalho relata a síntese e caracterização de uma série de líquidos iônicos quirais (LIQs) derivados de aminoácidos aplicados como agentes passivantes no preparo de nanopartículas de paládio (Pd-NPs). As nanopartículas foram sintetizadas pelo método de redução química pelo borohidreto de sódio e caracterizadas por meio da técnica de Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET). Estas Pd-NPs foram isoladas por técnica de precipitação, redispersadas em água e novamente caracterizadas por MET, que demonstrou que não houve variação de forma e tamanho após centrifugação. Além disso, esta técnica também demonstrou formação de Pd-NPs homogêneas, esféricas e com tamanhos médios entre 2 e 12 nm. A atividade catalítica das PdNPs foi avaliada em reações assimétricas de acoplamento C-C de Henry, segundo o rendimento da reação, enantiosseletividade e eficiência catalítica a partir do valor do turn over frequency (TOF) e comparado com valores já reportados na literatura. Com relação à atividade catalítica das Pd-NPs estabilizadas por LIQs, estas apresentaram bons rendimentos e valores de TOF satisfatórios.<br> / Abstract : The present work reports the synthesis, characterization of a series of chiral ionic liquids (LIQs) from amino acids applied as stabilizer in the preparation of palladium nanoparticles (Pd-NPs). The nanoparticles were synthesized by the chemical reduction methodology by sodium borohydride and characterized by Transmission Electron Microcopy (MET). The Pd-NPs were isolated by precipitation, redispersed in water and again characterized by MET, which showed no change in shape and size after centrifugation. Furthermore, this technique also demonstrates formation of homogeneous, spherical Pd- NPs with average sizes between 2 and 12 nm. The catalytic activity of Pd-NPs were evaluated in Henry asymmetric reactions of carbon coupling C-C, according to the reaction yield, enantioselectivity and catalytic efficiency from the value of turnover frequency (TOF) and compared values with those reported in the literature. The catalytic activity of Pd-NPs stabilized by LIQs showed good yields and satisfactory values of TOF.