Memoria para optar al título de Ingeniero en Alimentos / Debido a la constante necesidad de preservar los alimentos, el hombre ha desarrollado diversos sistemas de conservación, entre ellos la utilización de películas comestibles que protegen al alimento del medio y retardan la pérdida de agua. Frente a la actual demanda de productos naturales y biodegradables, se han desarrollado películas en base a biopolímeros, los cuales son típicamente hidrofílicos lo que perjudica sus propiedades de barrera. Una solución a esto es la incorporación de nanopartículas. El objetivo de este trabajo fue el evaluar el efecto de la incorporación de nanopartículas de arcilla, montmorillonita, sobre la permeabilidad al vapor de agua (PVA) y propiedades mecánicas en películas de quitosano y quitosano-proteínas de quínoa. El efecto sobre la permeabilidad se midió utilizando el método de la copa húmeda, se determinaron los parámetros de secado y propiedades mecánicas. Para las películas de quitosano el PVA ronda los 0,298 (g•mm/kPa•d•m2) y se reduce el alargamiento porcentual un 20% y la resistencia casi se duplica para la adición de arcilla al 5%. Para las películas de quitosano-proteínas de quínoa el menor PVA fue 0,305 (g•mm/kPa•d•m2) de la película al 5%, lo que no generó cambios en las propiedades mecánicas. Se concluyó que la adición de arcilla en las películas de quitosano, no es adecuada para disminuir su permeabilidad al vapor de agua, mientras que al adicionarlas aumentan la rigidez y resistencia de la película. Por su parte la adición de arcilla al 5% en películas de quitosano-proteínas de quínoa, se muestra efectiva al disminuir la permeabilidad al vapor de agua, sin afectar las propiedades mecánicas en relación al control

Tesis presentada a la Universidad de Chile para optar al grado de Doctora en Ciencias Farmacéuticas / No autorizada por el autor para ser publicada a texto completo en el Portal de Tesis Electrónicas / Para probar este concepto, se sintetizaron en fase sólida tres nuevos análogos del GLP-1, los cuales fueron caracterizados por cromatografía líquida y espectrometría de masas. Adicionalmente, a los péptidos se les evaluó su estructura secundaria por dicroísmo circular y su actividad insulinotrópica in vitro en la línea celular de páncreas Beta-TC-6. Posteriormente se prepararon y caracterizaron fisicoquímicamente los conjugados obtenidos; para ello se utilizaron técnicas de espectrofotometría UV-visible, microscopía electrónica de transmisión, potencial zeta y dispersión dinámica de la luz. Finalmente se evaluó la estabilidad de los conjugados, se estudió su permeabilidad intestinal, utilizando un sistema in vitro basado en un cocultivo de células de adenocarcinoma de colon humano y mucosecretoras (Caco-2/goblet), y además se determinó la actividad hipoglicemiante in vivo de uno de los péptidos y su respectivo conjugado a AuNP, después de una administración intraperitoneal en ratas. Los resultados obtenidos revelaron que los tres péptidos sintetizados: GLP-1(7- 37)-Lys(Acet), GLP-1(7-37)-Lys(Cys) y GLP-1(7-37)-Lys(PegCys), tienen una conformación de tipo α hélice en disolución acuosa y presentan una actividad insulinotrópica similar a la de la incretina endógena GLP-1. Sin embargo, generan conjugados que difieren en estabilidad y capacidad de penetrar el epitelio intestinal, probablemente debido al tipo de interacción que generan con las AuNP. De esta forma, los conjugados de los péptidos que contienen cisteína (péptidos tiolados) resultaron ser más estables que el del péptido sin cisteína, frente al pH gástrico e intestinal, pues generan una interacción de tipo Au-S que le otorga una mayor estabilidad estérica al sistema coloidal. Por otra parte, el conjugado de AuNP al péptido GLP-1(7-37)-Lys(PegCys) fue el que penetró en mayor medida la monocapa de células, encontrándose aproximadamente un 0.016 % de oro después de 4 h de incubación, mientras que con los otros conjugados el nivel de oro no superó el 0.008 %. Además los péptidos y sus conjugados a AuNP no presentaron toxicidad en los sistemas celulares empleados (Beta-TC-6 y Caco-2/goblet, respectivamente). Finalmente, de la evaluación de la actividad hipoglicemiante in vivo se obtuvo que la eficacia hipoglicémica para el análogo GLP-1(7-37)-Lys(PegCys) y su conjugado a AuNP fue similar a la de la incretina endógena (18.7 ± 6.67 %, 27.6 ± 6.33 % y 22.1 ± 8.26 %, respectivamente), revelando que tanto la modificación realizada en el extremo C- terminal de GLP-1, como la presencia de la AuNP, no afectan su bioactividad. De esta forma, el sistema de entrega desarrollado en esta Tesis demostró penetrar las células intestinales en diferentes grados, y disminuir los niveles de glicemia in vivo de una manera similar al péptido endógeno después de su administración intraperitoenal, revelando que este tipo de sistemas es capaz de atravesar barreras biológicas y que la conjugación al nanomaterial no afecta la actividad de la biomolécula, por lo que podría convertirse en una estrategia para la entrega de biomacromoléculas con aplicación en diabetes / Generally, the therapeutic potential of peptides and proteins is hampered by their physicochemical characteristics, which prevent their successful delivery. In this regard, GLP-1 is a peptide incretin that has great therapeutic usefulness due to their interesting action on glucose metabolism, so it is currently an excellent candidate option for the treatment of the type 2 Diabetes Mellitus. However, as a peptidic macromolecule, GLP- 1 has a poor permeability across the intestinal epithelium and is very susceptible to the enzymatic degradation. To overcome these drawbacks some efforts have been made to improve its therapeutic efficacy, such as development of metabolically stable analogs, but very few studies have been focused on the study of the delivery systems to prolong their action and improve its bioavailability. In this Thesis the study of a potential delivery system based on the use of gold nanoparticles (AuNP) for biomacromolecules, such as GLP-1, is presented. This system searches for to increase the permeability of peptides across the intestinal epithelium and enhance its bioavailability while retaining the biological activity of the biomolecules. Thus, a nanoscale delivery system was developed, wherein GLP-1 analogues were conjugated to the surface of AuNP. To probe this concept, three new analogs of GLP-1 on solid phase were synthesized; the peptides were characterized by liquid chromatography and mass spectrometry and additionally their secondary structure and in vitro insulinotropic activity, using Beta-TC-6 pancreatic cells, were evaluated. Subsequently, the conjugates were physicochemically characterized by UVvisible spectrophotometry, transmission electron microscopy, zeta potential and dynamic light scattering. Finally, the stability of the conjugates and their intestinal permeability, using a mucosecretory in vitro system based on human colon adenocarcinoma cells (Caco-2) and goblet cells were studied. Additionally, the in vivo hypoglycemic activity after intraperitoneal administration en rats of one of the peptides and its conjugate was also determinate. The results revealed that all three peptides synthesized: GLP-1(7-37)-Lys(Acet), GLP-1(7-37)-Lys(Cys) and GLP-1(7-37)-Lys(PegCys), have an α helix conformation in solution, and equal insulinotropic activity than the endogenous incretin GLP-1. However, their conjugates differ in stability and ability to penetrate the intestinal epithelium, probably due to the difference in the interaction with the AuNP. In this way, the conjugates of the peptides containing cysteine (thiolated peptides) were more stable, to the gastric and intestinal pH, than the peptide without cysteine because generate an interaction of Au-S that gives a greater steric stability to the colloidal system. Moreover, the conjugate of GLP-1(7-37)-Lys (PegCys) to AuNP penetrated the cell monolayer in a greater extent than the others, being found about 0.016 % gold after 4 h of incubation, while with the other conjugated the gold level did not exceed 0.008 %. In addition, peptides and their conjugates to AuNP did not show toxicity at cell systems used (Beta-TC-6 and Caco-2/goblet, respectively). Finally, the evaluation of the in vivo hypoglycemic activity showed that the hypoglycemic efficacy for the GLP-1(7-37)-Lys (PegCys) analogue and its AuNP conjugate were similar to the endogenous incretin (18.7 ± 6.67 %, 27.6 ± 6.33 % and 22.1 ± 8.26 %, respectively), revealing that the modification in the C-terminal of the GLP-1 molecule and the presence of the AuNP, do not affect its bioactivity. Thereby, the delivery system developed in this Thesis showed penetrate the intestinal cells in different degrees, and decrease blood glucose levels in vivo in a similar way to the endogenous peptide after intraperitoenal administration, revealing that this type of system is capable of cross biological barriers and that the conjugation to the nanomaterial does not affect the activity of the biomolecule, so it could become a strategy for the delivery of biomacromolecules with application in diabetes

Pulverizações foliares são amplamente utilizadas para evitar ou reverter sintomas de deficiência de manganês (Mn). A demanda por fertilizantes com maior eficiência de utilização dos nutrientes introduziu novas tecnologias às fontes utilizadas, com destaque para os nanomateriais. Fontes insolúveis em água (suspensão concentrada) são comercializadas sob o argumento de liberação gradual, com efeito prolongado de fornecimento do nutriente à planta. Contudo, o aproveitamento pelas plantas é em grande parte ainda desconhecido. Perante essa problemática, o objetivo dessa pesquisa foi comprovar a eficiência da aplicação foliar de fontes insolúveis para o fornecimento de Mn em plantas de soja; avaliando seu efeito na absorção, transporte e redistribuição do Mn, nos componentes de produção, produtividade e metabolismo da soja, comparado a uma fonte solúvel de Mn. Dois experimentos foram conduzidos em campo nas safras 2015/2016 e 2016/2017 e outros dois em casa de vegetação utilizando solos de diferentes texturas. Os tratamentos foram compostos pelas fontes de Mn (Carbonato e Sulfato); quatro doses (150, 250, 350 e 450 g ha-1) e um controle (sem Mn), aplicados via foliar no estádio V4. Outros dois experimentos foram desenvolvidos em câmara de crescimento sob condições controladas em solução nutritiva. Os tratamentos foram compostos por duas fontes insolúveis (MnCO3-nano, 80-100 nm e MnCO3-suspensão concentrada) e uma fonte solúvel (MnSO4), comparados a um controle positivo (Mn-Adequado) e a um controle negativo (Mn-Baixo). No primeiro experimento, o primeiro trifólio totalmente expandido foi imerso nos tratamentos por 10 segundos duas vezes por dia, durante 4 dias. No segundo experimento, as aplicações foliares foram realizadas no estádio V5 pulverizando os tratamentos em toda a parte aérea. Nos experimentos em campo as fontes de Mn e as doses não proporcionaram incrementos de produtividade, apesar do teor de Mn nos trifólios ser maior nas plantas que receberam aplicação de MnSO4 em comparação ao MnCO3. Em casa de vegetação a textura do solo não influenciou a resposta da soja à aplicação foliar de Mn. As plantas que receberam aplicação de MnSO4 apresentaram maiores teores nos trifólios. Em câmera de crescimento, as folhas de soja foram capazes de absorver e transportar o Mn proveniente das fontes MnSO4, MnCO3-nano e MnCO3-SC. O MnSO4 foi absorvido e transportado em maiores quantidades pelas plantas de soja, sua aplicação atenuou os sintomas visuais de deficiência de Mn, promoveu aumento na concentração de clorofila e carboidratos solúveis e reduziu a atividade da enzima guaiacol peroxidase, amenizando os efeitos do estresse oxidativo ocasionado pela deficiência de Mn nas plantas de soja. Os resultados indicam que fontes insolúveis de Mn tem baixa capacidade de absorção foliar e transporte, não alterando o metabolismo da soja quando comparado a fonte solúvel. / Foliar application is widely used to prevent or reverse symptoms of manganese (Mn) deficiency. Demand for fertilizers with greater use efficiency of nutrients introduced new technologies to used sources, with emphasis on nanomaterials. Water-insoluble sources (concentrated suspension) are marketed under the argument of gradual release, with prolonged effect of supplying the nutrient to the plant. However, the use by plants is largely remains unknown. Faced with this problem, the objective was to prove the efficiency of foliar application of insoluble sources for Mn supply in soybean plants; evaluating the effect on the absorption, transport and redistribution of Mn on soybean production components, yield and metabolism, compared to a soluble source of Mn. Two field experiments were conducted during 2015/2016 and 2016/2017 crop seasons and others two experiments in greenhouse using soils of different textures. The treatments were composed of the sources of Mn (Carbonate and Sulfate); four rates (150, 250, 350 and 450 g ha-1) and one control (without Mn), applied in the V4 stage. Two other experiments were carried out in a growth chamber under controlled conditions in nutrient solution. The treatments were composed for two insoluble sources (MnCO3-nano, 80-100 nm and MnCO3-concentrated suspension) and a soluble source (MnSO4), compared to a positive control (Mn-Adequate) and a negative control. In the first experiment, the first fully expanded trifoliate leaflet was immersed in the treatments for 10 seconds twice a day for 4 days. In the second experiment, the foliar applications were carried out in the V5 stage, spraying the treatments in all shoot part. In the field experiments the Mn sources and the rates did not provide yield increases, although Mn content in trifoliate leaflets was higher in the plants that received MnSO4 application comparing to MnCO3. In greenhouse the soil texture did influence the soybean response to Mn foliar application. Plants that received MnSO4 application had higher trifoliate leaflets levels of Mn. In a growth chamber, soybean leaves were able to absorb and transport Mn present in MnSO4, MnCO3-nano and MnCO3-SC. MnSO4 was better absorbed and transported by soybean plants, its application attenuated the visual symptoms of Mn deficiency, increased chlorophyll concentration, soluble carbohydrates and reduced the guaiacol peroxidase activity, dropping the effects of oxidative stress caused by Mn deficiency in soybean plants. The results indicate that insoluble sources of Mn have low foliar absorption and transport capacity, not altering the soybean metabolism when compared to soluble source.

Orientador: Aldo Eloizo Job / Banca: Rodrigo Fernando Bianchi / Banca: Dalita Gomes Silva Moraes Cavalcante / Banca: Antonio Hernandes Chaves Neto / Banca: Felipe Silva Bellucci / Resumo: Filmes de borracha natural (BN), fabricadas a partir do látex da seringueira Hevea braziliensis, foram utilizadas neste trabalho como substratos ativos para a obtenção de nanopartículas de prata (AgNPs) e como substrato inativo para nanopartículas semi-condutoras fluorescentes, os pontos quânticos ou quantum dots (QDs). O filme de BN agiu como um reator para a síntese das AgNPs, sendo ele o agende redutor, estabilizador e substratos destas. A síntese pode ter ocorrido devido a interação de amidas, provenientes das proteínas presentes no látex, com os íons prata, provenientes da dissociação do nitrato de prata (AgNO3) em água, dando origem à um processo de síntese verde de nanopartículas (NP). O processo de síntese foi realizado por imersão dos filmes de BN na solução de AgNO3 por diferentes tempos, sendo os filmes obtidos após este processo denominados filmes de BN/Ag com distintas concentrações de AgNPs, sendo estas com formato esférico e tamanho variando entre 25 nm a 60 nm. Estudos de citotoxicidade e genotoxicidade in vitro, foram realizados utilizando as linhagens celulares CCD 1059 sk (fibroblasto humano normal) e CHO K1 (fibroblasto de ovário de hamster) e a avaliação dos resultados destes ensaios demonstram que os filmes, tanto de BN e de BN/Ag, não geram danos ao metabolismo celular para as linhagens estudadas e também não se observou dano ao DNA de tais células. Ainda neste trabalho foi obtido filmes flexíveis fluorescentes devido a mistura líquido-líquido do látex ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Natural rubber films (NR), made from latex of Hevea brasiliensis, were used in this study as active substrates to obtain silver nanoparticles (AgNPs) and as inactive substrate for fluorescent semi-conductor nanoparticles, quantum dots (QDs). The NR film plays as a reactor, reduce agent, stabilizer and substrate for AgNPs synthesis. The synthesis may be due to interaction amides derived from proteins present in latex, with the silver ions from the dissociation of silver nitrate (AgNO3) in water giving rise to a process of green synthesis of nanoparticles (NP). The synthesis process was carried out by immersing the BN film on AgNO3 solution for different times, and the films obtained after this process called BN films/Ag with different concentrations of AgNPS, which are spherical shape and size between 25 nm 60 nm. Cytotoxicity and genotoxicity studies in vitro were performed using the cell line CCD 1059 sk (normal human fibroblast) and CHO-K1 (hamster ovary fibroblast) the results of these assays demonstrate that films, BN and BN/Ag, do not generate damage to cell linage metabolism and also there was no damage to the DNA of these cells. Still, in this work, was obtained flexible fluorescent films from liquid-liquid mixture between the natrual rubber latex and QDs solution; after the drying process there was obtained a fluorescent flexible film and those emissions can be observed for different wavelengths in the visible spectrum while the samples in the solid state, exhibit sam... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Marcelo Nalin / Banca: Sidney Jose Lima Ribeiro / Banca: Paulo Noronha Lisboa Filho / Banca: Hellmut Eckert / Banca: Cleber Renato Mendonça / Resumo: O trabalho apresenta a obtenção de vidros fosfatos contendo nanopartículas de CdFe2O4, CoPt e Fe3-xO4, com diâmetros médios de 3,9, 16,1 e 20 nm, respectivamente, as quais foram recobertas por uma camada de sílica com a finalidade de protege-las durante a fusão dos precursores vitreos. As nanopartículas de CdFe2O4 foram sintetizadas pelo método de coprecipitação enquanto as nanopartículas de Fe3-xO4 foram obtidas por decomposição térmica, ambas apresentaram comportamento superparamagnético à 300 K. As nanopartículas de CoPt foram sintetizadas por redução dos precursores metálicos em solvente orgânico em alta temperatura, e após tratamento térmico a 900 °C apresentaram comportamento ferromagnético à 300 K. As nanopartículas foram primeiramente incorporadas no coacervato de polifosfato de cálcio, o qual foi o precursor dos vidros fosfatos, e em seguida o material foi transformado em vidro pelo método de fusão seguido de choque térmico. Foram preparadas amostras de vidro fosfato com 1, 4 e 8 % em massa de CdFe2O4-SiO2 e vidros com 0,5, 1 e 2 % de CoPt-SiO2, fundidos por 15 min a 1000 °C. Também foram preparadas três amostras contendo 8% em massa de nanopartículas monodispersas de Fe3-xO4@SiO2, as quais foram fundidas por 15, 45 e 75 min a 1050 °C. Em todos os casos a incorporação das nanopartículas se mostrou viável, e foram observadas nas imagens de Microscopia Eletrônica de Transmissão que as nanopartículas foram incorporadas satisfatoriamente. A amostra contendo Fe3-xO4@SiO2 ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The work presents the obtaining of phosphate glasses containing nanoparticles of CdFe 2 O 4, CoPt and Fe 3 - x O 4, with average diameters of 3.9, 16.1 and 20 nm, respectively, which were covered by a layer of silica in order to protect them during the melting of vitreous precursors. The nanoparticles of CdFe 2 O 4 were synthesized by the coprecipitation method, while the nanoparticles of Fe 3 - x O 4 were obtained by thermal decomposition, both p resented superparamagnetic behavior at 300 K. CoPt nanoparticles were synthesized by reduction of the metal precursors in organic solvent at high temperature, and after heat treatment at 900 °C the particles presented a ferromagnetic behavior at 300 K. The nanoparticles were first incorporated into the calcium polyphosphate coacervate, which was the precursor of the phosphate glasses, and then the material was transformed into glass by melt - quenching method. Samples of phosphate glass with 1, 4 and 8 % in m ass of CdFe 2 O 4 - SiO 2 and glasses with 0.5, 1 and 2 % of CoPt - SiO 2, melted for 15 min at 1000 °C, were prepared. Also, three samples containing 8 % in mass of monodisperse nanoparticles of Fe 3 - x O 4 @SiO 2 were prepared, and were melted by 15, 45 and 75 min at 1050 °C. In all cases the incorporation of the nanoparticles was shown to be feasible, and it was observed in the transmission electron microscopy images that the nanoparticles were satisfactorily incorporated. The sample containing Fe 3 - x 4 @SiO 2 melted b... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Hebe de Las Mercedes Villullas / Banca: Antônio Carlos Dias Ângelo / Banca: Lucia Helena Mascaro / Resumo: Com o intuito de avaliar a influência da presença de óxido na resposta eletrocatalítica para a oxidação de etanol, foram preparados quatro materiais constituídos de partículas metálicas de Pt ou liga PtSn, suportados sobre SnO2 e carbono, ou diretamente sobre carbono (Pt-SnO2/C, Pt/C, PtSn/C e PtSn-SnO2/C). As nanopartículas metálicas e as nanopartículas de SnO2 foram preparadas inicialmente em estado coloidal, em processos de síntese realizados separadamente para garantir bom controle das propriedades dos materiais. Os catalisadores foram caracterizados por difratometria de raios-X, espectroscopia de fotoelétrons induzidos por raios-X e espectroscopia de absorção de raios-X dispersivos. Os resultados mostraram que houve formação de liga PtSn nos catalisadores PtSn/C e PtSn-SnO2/C e a formação de SnO2 em todos os catalisadores modificados com estanho. Os catalisadores com liga PtSn apresentaram um preenchimento da banda 5d da platina, enquanto que a modificação com SnO2 ocasionou um esvaziamento da banda. Experimentos de oxidação de CO adsorvido mostraram que os materiais possuem diferentes características superficiais, e que os catalisadores contendo liga PtSn têm menores areas de Pt eletroquimicamente ativa. A atividade catalítica para a oxidação de etanol foi avaliada por voltametria cíclica e cronoamperometria, que evidenciaram um melhor desempenho para os materiais PtSn/C e PtSn-SnO2/C. Os resultados obtidos indicam que a liga PtSn é fundamental para a promoção da atividade catalítica de oxidação de etanol em sistemas PtSn. / Abstract: Aiming to evaluate the influence of oxides on the electrocatalytic activity for ethanol oxidation, four catalysts containing metallic Pt or PtSn nanoparticles supported either on SnO2 and carbon; or directely on carbon (Pt-SnO2/C, Pt/C, PtSn/C, and PtSn-SnO2/C) were prepared. Metallic nanoparticles and SnO2 nanoparticles were obtained, initially in colloidal state, in separate synthesis procedures to ensure adequate control of their properties. All catalysts were characterized by X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy and dispersive X-ray absorption spectroscopy. The results showed that a PtSn alloyed phase was formed on the PtSn/C and PtSn-SnO2/C catalysts and the presence of SnO2 in all materials containing tin. The two catalysts containing PtSn alloy showed a more filled Pt 5d band, while the addition of SnO2 produced a vacancy increase of the d band. Experiments of adsorbed CO oxidation showed that the catalyts have different surface characteristics, and that materials containg a PtSn alloyed phase have lower Pt electrochemically active areas. The catalytic activity for ethanol oxidation was evaluated by cyclic voltammetry and chronoamperometry, evidencing a better performance for PtSn/C and PtSn-SnO2/C. The results obtained indicate that the presence of PtSn alloy is necessary to enhance the catalytic activity for ethanol oxidation on PtSn systems / Mestre

Orientador: Elisete Aparecida Batista / Banca: Maria Del Pilar Taboada Sotomayor / Banca: Janaína Fernandes Gomes / Resumo: O desenvolvimento de eletrocatalisadores para as reações de oxidação de álcoois como metanol e etanol é de grande importância, pois esses álcoois podem ser utilizados como combustíveis no ânodo das células a combustível, dispositivos que transformam energia química em energia elétrica. Neste sentido, este trabalho relata a síntese de nanocatalisadores de PdAu suportados em carbono, a caracterização física dos materiais preparados e a avaliação da atividade catalítica para a oxidação de metanol e etanol. A caracterização física foi realizada utilizando-se as técnicas de Difratometria de Raios X, Microscopia Eletrônica de Transmissão, Espectroscopia de Energia Dispersiva de Raios X e, Espectroscopia de Absorção de Raios X. Os materiais também foram caracterizados eletroquimicamente por voltametria cíclica. A atividade catalítica dos materiais preparados foi estudada através de técnicas eletroquímicas convencionais, como voltametria cíclica e cronoamperometria, e também da técnica espectro-eletroquímica de FTIR in situ, que permite a identificação de produtos e intermediários das reações. Com os difratogramas de Raios X foi possível comprovar a incorporação de ouro na estrutura do paládio para alguns materiais. As imagens de microscopia eletrônica de transmissão indicaram um alargamento na distribuição de tamanho das partículas à medida que aumenta a quantidade ouro e uma boa dispersão do material no carbono, exceto para Pd puro. Os espectros de absorção de raios X indicaram um esvaziamento da banda 4d do paládio nos materiais contendo ouro. Com relação à atividade catalítica para a eletro-oxidação de etanol e metanol, os materiais contendo paládio e ouro apresentaram atividade melhor que o Pd puro. Os dados espectro-eletroquímicos indicaram para etanol a presença de acetato e para metanol a presença de formiato. / Abstract: The development of electrocatalysts for the oxidation of alcohols like methanol and ethanol is of great importance, once such alcohols can be used as fuel at the anode of fuel cells, devices that convert chemical energy into electrical energy. Thus, this work reports the synthesis of nanocatalysts of PdAu supported on carbon, physical characterization of materials prepared and the evaluation of the catalytic activity for the oxidation of methanol and ethanol. The physical characterization was performed using X-ray diffraction, transmission electron microscopy, Energy Dispersive spectroscopy X-Ray and X Ray Absorption Spectroscopy techniques. Materials were also electrochemically characterized by cyclic voltammetry. The catalytic activity of the prepared materials was studied using standard electrochemical techniques such as chronoamperometry and cyclic voltammetry and also the spectroelectrochemical technique of in situ FTIR, which allows the identification of reaction products and intermediates. With the X-ray diffraction was possible to prove the gold incorporation into the Pd structure for some materials. The transmission electron microscopy images showed a widening in the distribution of particle size with increasing the amount gold in the material, and a good dispersion of the nanoparticles on carbon support, except for pure Pd. The X-ray absorption spectra indicated a emptying on the 4d band of the material containing PdAu. Related to the catalytic activity for the electro-oxidation of ethanol and methanol, materials containing both palladium and gold showed better activity than pure Pd. The spectro-electrochemical data indicate acetate as main oxidation product for ethanol oxidation and formate for methanol oxidation. / Mestre

Orientador: Eduardo Gonçalves Ciapina / Coorientador: Roberto Zenhei Nakazato / Banca: Sydnei Ferreira dos Santos / Banca: Heloisa Andrea Acciari / Resumo: Nanoestruturas de (Pd) paládio tem atraído crescente interesse devido às suas propriedades eletrocatalíticas, em especial frente às importantes reações relacionadas às células a combustível, como a oxidação de ácido fórmico/formiato. Neste trabalho de dissertação de mestrado foi investigado o efeito do tamanho de cristalito de nanopartículas de paládio suportadas em carbono de alta área superficial (Pd/C) no comportamento eletroquímico em meio alcalino (KOH 0,1 mol L-1) e na oxidação de ácido fórmico/formiato (0,5 mol L-1). As nanopartículas foram preparadas por redução química em meio aquoso do precursor de paládio (PdCl2) por borohidreto de sódio em solução contendo concentrações variadas de íons citrato, visando obter partículas com tamanhos distintos. Os eletrocatalisadores de Pd/C foram caracterizados por difratometria de Raios-X, que permitiu o cálculo do tamanho médio do cristalito. A caracterização eletroquímica foi realizada em meio alcalino (KOH 0,1 mol L-1) por meio da voltametria cíclica. Os resultados evidenciaram interessantes aspectos da adsorção de OH- para a formação de PdO, em especial maior tendência para a formação de PdO em cristalitos menores. O estudo da eletro-oxidação de ácido fórmico/formiato foi realizado pelas técnicas de voltametria cíclica e cronoamperometria. A atividade eletrocatalítica obtida a potencial constante revelou-se dependente do tamanho dos cristalitos, apresentando uma curva do tipo de "vulcão", com um máximo de atividade para crist... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Palladium (Pd) nanostructures have attracted increased interest due to their electrocatalytic properties, in particular towards important Fuel Cells- related reactions, such as formic acid/formate oxidation. In this work, the effect of the crystallite size of carbon-supported palladium nanoparticles on their electrochemical properties and electrocatalytic activity for the oxidation of formic acid/formate was studied. The nanoparticles wereprepared by chemical reduction in aqueous medium of palladium chloride (PdCl2) precursor with sodium borohydride in solution containing varying concentrations of citrate ions in order to obtain particles with different sizes. All Pd/C electrocatalysts were characterized by X-ray diffractometry, from which the crystallite size was determined. Electrochemical characterization was carried out in alkaline medium by cyclic voltammetry.. The results pointed out interesting aspects of the adsorption of the OH ion for the formation of PdO, especially a higher affinity for OH adsorption for small crystallites than large ones. The oxidation of formic acid/formate was investigated by cyclic voltammetry and chronoamperometry. The electrochemical activity at constant potential exhibited a volcano-like dependency with the crystallite size, with a maximum catalytic activity for particles presenting crystallite sizes of 7.5 nm / Mestre

Orientador : Maria Palmira Daflon Gremião / Coorientador: Beatriz Stringhetti Ferreira Cury / Banca: Marcos Luciano Bruschi / Banca: Sergio Paulo Campana Filho / Banca: Marlus Chorilli / Banca: Marco Vinícius Chaud / Resumo: A zidovudina (AZT) é o fármaco mais utilizado isoladamente ou em associação para o tratamento da Síndrome da Imunodeficiência Adquirida (AIDS), causada pelo vírus HIV. A baixa biodisponibilidade do AZT é o grande desafio a ser vencido para otimizar seu desempenho na terapêutica por via oral, já que sua elevada taxa de metabolização e baixa permeabilidade resultam na necessidade de administração de elevadas doses do fármaco. Além disto, este fármaco ainda é substrato do mecanismo de efluxo mediado pela glicoproteína-P no intestino, o que diminui ainda mais sua biodisponibiidade. Desta forma, dispersões sólidas (DS) e nanopartículas poliméricas (NP) foram desenvolvidas por complexação polieletrolítica com diferentes proporções entre o fármaco e os polímeros quitosana (QS) e ftalato de hidroxipropilmetilcelulose (HP). O teor de incorporação de fármaco nas DSs (em torno de 98%) foi maior que nas NPs (cerca de 65%). Os ensaios de liberação in vitro realizados em HCl 0,1 mol/l (pH 1,2) demonstraram que a complexação entre os polímeros e compartimentalização do fármaco reduziu as taxas de liberação do AZT tanto para as DSs (26 a 50%) quanto nas NPs (aproximadamente 60%) e, em tampão fosfato 50 m mol/l (pH 7,4), ambos sistemas de liberação prolongaram a liberação do fármaco por até 240 minutos. A determinação da granulometria confirmou a obtenção de sistemas micro (até 100 μm) e nanoparticulados (até 400 nm) e o potencial zeta evidenciou a carga superficial negativa das DSs e positiva das NPs. Os dados de DSC e DRX mostraram que o AZT estava molecularmente disperso em ambos os sistemas e que as DSs apresentaram estrutura amorfa, enquanto as NPs apresentaram estrutura predominantemente cristalina.A espectroscopia na região do infravermelho mostrou a formação de ligações entre a QS e o HP tanto nas DSs quanto nas NPs, sem alterar a... / Abstract: Zidovudine (AZT) is the most widely used drug alone or in combination with other antiretroviral agents for the treatment of AIDS, caused by the HIV virus. The low AZT bioavailability is the great challenge to be overcome to optimize its performance in oral therapy, since its high rate of hepatic metabolism and low permeability results in the need for high doses of the drug. In addition, this drug is substrate of the efflux mechanism mediated by P-glycoprotein in the gut, which further decreases its bioavailability. Thus, solid dispersions (SD) and polymeric nanoparticles (NP) were developed by complexation polyelectrolyte with different ratios between the drug and the polymers chitosan (CS) and hydroxypropyl methylcellulose phthalate (HP). The drug content in the SDs (around 98%) was higher than in NPs (about 65%). The in vitro release assays performed in HCl 0.1 mol/l (pH 1.2) showed that polymeric complexation and drug entrapment reduced the AZT rates release in both SDs (26 to 50%) and NPs (around 60%), and in phosphate buffer 50 m mol/l (pH 7.4), both modified the drug release until 240 minutes. The particle size determination confirmed obtaining micro systems (around 100 micron) and nanoparticles (around 400 nm) and zeta potential showed the negative surface of SDs and the positive charge of NPs. DSC and XRD data showed that AZT remained molecularly dispersed in both systems and the DSs had an amorphous structure, while the NPs showed structure crystalline predominantly. The IR spectroscopy showed in both SDs and NPs the formation of bonds between CS and the HP without changing the structure of AZT. The NPs showed higher liquid absorption capacity (until 260%) relative to SDs (until 160%) in different pH values, while SDs presented higher mucin adsorption capacity. The SDs and NPs mucin adsorption occurs according to the mechanism of Freundlich and Langmuir, respectively. Intestinal permeability assay showed the influence of SD to ... / Doutor

A lipoproteína de baixa densidade eletronegativa (LDL-) é um importante antígeno envolvido na patogênese da aterosclerose. A LDL(-) provoca resposta inflamatória e imunológica, levando à produção de autoanticorpos anti-LDL(-) e a formação subsequente de imunocomplexos (IC-LDL-), os quais também contribuem com o processo aterosclerótico. Diante disso, este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento e validação de imunoensaios para quantificação plasmática de LDL(-), anti-LDL(-) e IC-LDL(-), assim como o desenvolvimento de ferramentas aplicáveis em um biossensor para LDL(-). Após a padronização de cada ELISA, foram avaliadas as características de desempenho dos métodos: limites de detecção (LD) e quantificação (LQ), precisão intra e inter-ensaios, exatidão, linearidade de diluição e interferentes. Os LD e LQ do ELISA para LDL(-) foram 0,423 mg/L e 0,517 mg/L de LDL(-), respectivamente. As concentrações plasmáticas de LDL(-) apresentaram linearidade quando os plasmas foram diluídos 1:1000, 1:2000, 1:4000 e 1:8000. Os LD e LQ do ELISA para anti-LDL(-) foram 0,0028 mg/L e 0,0032 mg/L de anti-LDL(-), respectivamente. Os plasmas apresentaram linearidade na diluição quando diluídos 1:100, 1:200, 1:400 e 1:800. Os LD e LQ do ELISA para IC-LDL(-) foram 0,023 g/L e 0,034 g/L de IC-LDL(-), respectivamente. Os plasmas apresentaram linearidade quando diluídos 1:12,5, 1:25, 1:50 e 1:100. Os três ELISAs apresentaram precisão intra e inter-ensaios e recuperação dentro dos limites requeridos para imunoensaios. Para o desenvolvimento de um biossensor para LDL(-), uma proteína recombinante, denominada GFP5-scFv, foi expressa em bactérias Escherichia coli da linhagem BL21(DE3). Para obtenção dessa proteína foi realizada a inserção da sequência de DNA de um fragmento variável de cadeia única (scFv) anti-LDL(-) em um vetor bacteriano com a sequência de DNA da proteína verde fluorescente (GFP5). Dessa forma, a GFP5-scFv é fluorescente e tem afinidade pela LDL(-). Também foram sintetizadas nanopartículas de ouro, as quais podem ser eficientemente utilizadas na supressão da emissão da fluorescência de GFP5-scFv. Portanto, os imunoensaios validados e os aplicativos desenvolvidos para o biossensor são ferramentas que tem potencial para serem utilizadas na avaliação da patogênese da aterosclerose. / The electronegative low-density lipoprotein (LDL) is an important antigen involved in the pathogenesis of atherosclerosis. The LDL(-) causes inflammatory and immune response, leading to production of autoantibodies anti-LDL(-) and the subsequent formation of immune complexes (IC-LDL), which also contribute to the atherosclerotic process. Thus, this study aimed to develop and validate immunoassays for quantification of plasma LDL(-), anti-LDL(-) and LDL-IC(-) as well as developing tools applicable to a biosensor for LDL(-). After the standardization of each ELISA, were evaluated the performance characteristics of methods: limits of detection (LD) and quantification (LQ), intra- and inter-assays precision, accuracy, linearity of dilution and interferences. The LD and LQ of LDL(-) ELISA were 0.423 mg/L and 0.517 mg/L of LDL(-), respectively. Plasmas showed linearity when diluted 1:1000, 1:2000, 1:4000 and 1:8000. The LD and LQ of anti-LDL(-) ELISA were 0.0028 mg/L and 0.0032 mg/L of anti-LDL(-), respectively. Plasmas showed linearity when diluted 1:100, 1:200, 1:400 and 1:800. The LD and LQ of IC-LDL(-) ELISA were 0.023 g/L and 0.034 g/L of LDL-IC(-), respectively. Plasma showed linearity when diluted 1:12.5, 1:25, 1:50 and 1:100. The three ELISAs showed good intra- and inter-assays precision and recovery within the limits required for immunoassays. To develop a biosensor for LDL(-), a recombinant protein, called GFP5-scFv was expressed in Escherichia coli BL21(DE3) strain. The obtainment of this protein was performed inserting the DNA sequence of an anti-LDL(-) single chain variable fragment (scFv) in a bacterial vector with a DNA sequence of green fluorescent protein (GFP5). Thus, the scFv-GFP5 is fluorescent and has affinity for LDL(-). Were also synthesized gold nanoparticles, which can be efficiently used for quenching the fluorescence emission of GFP5-scFv. Therefore, immunoassays validated and developed applications for the biosensor are tools that have potential to be used in evaluating the pathogenesis of atherosclerosis.