Orientador: Antonio Riul Júnior / Banca: Margarida Juri Saeki / Banca: Joelma Perez / Banca: Marystela Ferreira / Banca: Ana Flávia Nogueira / Resumo: As células a combustível de metanol direto (DMFCs) são promissoras devido à capacidade de geração de alta densidade de energia elétrica, no entanto, a alta permeabilidade da membrana de troca protônica ao combustível permite seu cruzamento do ânolo para o cátodo, que somado à lenta cinética de exidação do metanol, prejudicam a inserção destes dispositivos no mercado. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo a melhoria do desempenho de DMFCs utilizando a técnica de automontagem LbL (layer-by-layer) na modificação da membrana trocadora de prótons e construção de eletrodos para oxidação de metanol. Para a nanoesetruturação dos filmes, nanofolhas de óxido de grafeno (GO) e óxido de grafeno reduzido estabilizados em PSS (poly(4styrenesulfonic acid) sodium salt), denominado GPSS, foram sintetizdos e aplicados como suspensões carregadaos negativamente na fabricação dos filmes LbL. Quando depositados sobre membranas comerciais de Nafion 212, apresentaram redução na permeabilidade ao metanol de até 80% e condutividade protônica superior a membrana pura. Os testes em DMFCs indicaram maior potencial de circuito aberto quando se empregou a membrana de Nafion revestida com os filmes LbL e densidade de potência de 83,5 mW.cm-2 (à 70ºC), superior ao resultado com a membrana pura (63,1 mW.com-2), devido à redução do cruzamento de metanol. Em relação a capacidade catalítica para oxidação de metanol, nanopartículas de platina foram sintetizadas por diferentes rotas e empregadas na fabricação de filmes LbL com polieletrólitos e/ou nanofolhas de grafeno sendo que os testes eletroquímicos indicaram correntes de oxidação superiores quando as nanopartículas foram depositadas sobre as nanofolhas de óxido de grafeno reduzidos. Sendo assim, filmes ultrafinos compostos por nanofolhas de grafeno podem contribuir significativamente para o desenvolvimento da tecnologia de DMFCs / Abstract: The Direct Methanol fuel Cel (DMFC) are promising to clean and high energy density generation, however, the fuel permeability from anode to the cathode and slow methanol oxidation kinetics hinder its rising in market. Within this context, the aim here is inhance the DMFCs performance using the Layer-by-Layer (LbL) technique to modify the polymer electrolyte membrane and build up of electrodes for methanol oxidation. Graphene oxide nanosheets and reduced graphene oxide nanosheets stabilized in PSS (poly(4-styrenesulfonic acid) sodium salt) were synthesized and used as negatively suspensions in the LbL film fabrication. When deposited onto commercial Nafion 212 membranes it was observed a reducition of ~80% in the methanol permeability, and also higher proton conductivity than that of pristine Nafion. DMFC tests indicated a high open circuit voltage with the LbL modified membranes due to a decrease in the methanol crossover, and a power density of 83,5 mW.com-2, superior to the pristine Nafion, at 70ºC (63,1 mW.com-2). Regarding to the catalytic capacity for methanol oxidation, platinum nanoparticles were synthesized from different ways and self-assembled with polyelectrolyte and/or graphene nanosheets and the electrochemical analysis indicated that when supported onto reduce graphene oxide nanosheets, it was produced higher oxidation peak currents. Consequently, composite ultrathin films of graphene nanosheets can contribute significantly to the development of DMFCs / Doutor

Orientador: Fenelon Martininho Lima Pontes / Banca: Manoel Lima de Menezes / Banca: Cleocir José Dalmaschio / O Programa de Pós Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi / Resumo: Com o crescimento das aplicações dos nanomateriais, as metodologias de síntese têm se tornado importante para pesquisadores e investidores nesse ramo da ciência. A proposta de síntese rápida, com pouco gasto de energia e com reagentes de fácil acesso é o fator principal para pesquisas com nanopartículas. Neste trabalho foram sintetizadas nanoestruturas de ZrO2 utilizando como precursor o butóxido de zircônio pela rota hidrotérmica. Os materiais obtidos foram caracterizados por DRX, FT-Raman, FT-IR, BET, MEV, MET e TG. Os resultados das caracterizações mostraram que a rota de síntese utilizada foi eficiente na produção de nanoestruturas cristalinas de ZrO2 com morfologias diferentes de acordo com a alteração do pH. As amostras apresentaram grande área superficial, consequentemente, houve a formação de partículas muito pequenas, na ordem de 2 nm. A análise de FT-IR e TG mostraram que há uma pequena quantidade de material residual na superfície do material após o tratamento térmico, demonstrando que a técnica hidrotermal mostrou-se eficiente tanto na cristalinização e crescimento do ZrO2 com na eliminação do material orgânico proveniente da síntese. Os estudos de adsorção bem como os espectros de FT-IR mostraram que a rodamina B adsorve quimicamente sobre a superfície da zircônia através do grupo carbonila e do nitrogênio carregado positivamente / Abstract: With the growth of the applications of nanomaterials, synthesis methodologies have become important for researchers and investors in the science field. The proposed rapid synthesis, with little expenditure of energy and reagents easy access is the main factor for research on nanoparticles. In this study, we synthesized nanostructures using ZrO2 as the the precursor zirconium butoxide by hydrothermal route. The materials were characterized by XRD, FT-Raman, FTIR, BET, SEM, TEM and TG. The results of the characterizations showed that the synthesis route used was efficient in the production of crystalline ZrO2 nanostructures with different morphologies according to the pH change. Samples showed large surface area, therefore, there was the formation if very small particles, on the order of 2nm. Analysis of the FT-IR and TG showed that there is a small amount of residual material on the surface of the material after heat treatment, showing that the hydrothermal technique was effective in both the crystallization and growth of ZrO2 with the elimination of organic matrial from the synthesis. Adsorption studies as well as FT-IR spectra of rhodamine B showed that chemically adsorbed on the surface of the zirconia by the carbonyl group and the positively charged nitrogen / Mestre

Orientador: Leonardo Fernandes Fraceto / Resumo: O estudo de características e aplicações de estruturas em escala nanométrica passou a ter um grande interesse de pesquisadores das áreas médicas (humana e animal), ambiental e agrícola. Entre essas estruturas, destacam-se os nanocarreadores, que permitiram a melhoraria da biodisponibilidade de muitos compostos bioativos e a diminuição de possíveis efeitos toxicológicos. Além disso, evitar a ocorrência de altos prejuízos na agropecuária com o desenvolvimento de novos nanocarreadores voltados ao combate de endo e ectoparasitas causadores de grandes prejuízos aos pecuaristas. Fármacos como a Ivermectina e o Metopreno são utilizados no combate de ectoparasitas, no entanto, estes compostos possuem problemas relacionados à biodisponibilidade. Este trabalho teve como objetivo preparar e caracterizar sistemas carreadores lipídicos, como as Nanopartículas Lipídicas Sólidas e os Carreadores Lipídicos Nanoestruturados a fim de melhorar e produzir alternativas para o uso destes compostos visando aplicações em veterinária. Na primeira etapa do trabalho foram preparadas e caracterizadas as nanopartículas lipídicas sólidas e os carreadores lipídicos nanoestruturados contendo os fármacos ivermectina e metopreno. As propriedades físico-químicas das suspensões coloidais, como, diâmetro, polidispersão, potencial zeta, pH e eficiência de encapsulação foram avaliadas em função do tempo. A eficiência de encapsulação alcançada foi acima de 99% para ambos os fármacos, sendo que as suspensões coloidais apresentaram estabilidade durante o período investigado. Os resultados do ensaio de citotoxicidade e genotoxicidade demonstram que as nanopartículas testadas para a encapsulação possibilitaram um aumento na viabilidade celular das células testadas, onde as nanopartículas lipídicas sólidas apresentaram menor toxicidade do que os carreadores lipídicos nanoestruturados ... (Resumo completo,clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The study characteristics and structures of applications in nanoscale have a great interest of researchers in medical areas (human and animal), environment and agriculture. Among these, the nanocarriers stand out, that allowed improve the bioavailability of many bioactive compounds and the reduction of potential toxicological effects, and prevent the occurrence of high losses in agriculture with the development of new nanocarriers aimed at fighting and endo ectoparasites causing great harm to farmers. Drugs such as Ivermectin and Methoprene are used to combat ectoparasites, however, these compounds possess bioavailability problems related. This study aimed to prepare and characterize lipid carrier systems, such as Solid Lipid Nanoparticles and Nanostructured Lipid carriers to improve and produce alternatives to the use of these compounds targeting applications in veterinary. In the first stage of the work we have been prepared and characterized the solid lipid nanoparticles and nanostructured lipid carriers containing the drug ivermectin or methoprene. The physico-chemical properties of colloidal suspensions such as, diameter, polydispersity, Zeta potential, pH and encapsulation efficiency were measured as a function of time. The encapsulation efficiency was achieved above 99% for both drugs, and colloidal suspensions were stable during the period investigated. The results of the cytotoxicity and genotoxicity test demonstrate that the tested nanoparticles for encapsulating allowed an increase in cell viability of test cells, where the solid lipid nanoparticles had lower toxicity than the nanostructured lipid carriers. The solid lipid nanoparticles have an average size of 285,6 ± 15,8 nm and nanostructured lipid carriers 257,5 ± 7,4 nm. All the carriers had spherical morphology without forming aggregates and without morphological changes after encapsulation ... (Complete abstract electronic access below) / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:19Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-10-25Bitstream added on 2014-06-13T19:39:46Z : No. of bitstreams: 1 padovini_dss_me_bauru.pdf: 2151881 bytes, checksum: dbd269312a10cf8c0927305d92de00a1 (MD5) / Com o crescimento das aplicações dos nanomateriais, as metodologias de síntese têm se tornado importante para pesquisadores e investidores nesse ramo da ciência. A proposta de síntese rápida, com pouco gasto de energia e com reagentes de fácil acesso é o fator principal para pesquisas com nanopartículas. Neste trabalho foram sintetizadas nanoestruturas de ZrO2 utilizando como precursor o butóxido de zircônio pela rota hidrotérmica. Os materiais obtidos foram caracterizados por DRX, FT-Raman, FT-IR, BET, MEV, MET e TG. Os resultados das caracterizações mostraram que a rota de síntese utilizada foi eficiente na produção de nanoestruturas cristalinas de ZrO2 com morfologias diferentes de acordo com a alteração do pH. As amostras apresentaram grande área superficial, consequentemente, houve a formação de partículas muito pequenas, na ordem de 2 nm. A análise de FT-IR e TG mostraram que há uma pequena quantidade de material residual na superfície do material após o tratamento térmico, demonstrando que a técnica hidrotermal mostrou-se eficiente tanto na cristalinização e crescimento do ZrO2 com na eliminação do material orgânico proveniente da síntese. Os estudos de adsorção bem como os espectros de FT-IR mostraram que a rodamina B adsorve quimicamente sobre a superfície da zircônia através do grupo carbonila e do nitrogênio carregado positivamente / With the growth of the applications of nanomaterials, synthesis methodologies have become important for researchers and investors in the science field. The proposed rapid synthesis, with little expenditure of energy and reagents easy access is the main factor for research on nanoparticles. In this study, we synthesized nanostructures using ZrO2 as the the precursor zirconium butoxide by hydrothermal route. The materials were characterized by XRD, FT-Raman, FTIR, BET, SEM, TEM and TG. The results of the characterizations showed that the synthesis route used was efficient in the production of crystalline ZrO2 nanostructures with different morphologies according to the pH change. Samples showed large surface area, therefore, there was the formation if very small particles, on the order of 2nm. Analysis of the FT-IR and TG showed that there is a small amount of residual material on the surface of the material after heat treatment, showing that the hydrothermal technique was effective in both the crystallization and growth of ZrO2 with the elimination of organic matrial from the synthesis. Adsorption studies as well as FT-IR spectra of rhodamine B showed that chemically adsorbed on the surface of the zirconia by the carbonyl group and the positively charged nitrogen

O presente trabalho descreve a síntese de nanopartículas de prata estabilizadas em poliacrilamida (AgNP/PAM) e em polivinilpirrolidona (AgNP/PVP) por química assistida via micro-ondas, bem como a síntese de nanotubos de titânio (TiO2NT) através do mesmo método. As estruturas formadas foram caracterizadas por espectroscopia difusa no ultravioleta visível (DRS UV-Vis Vis – UV-Vis Diffuse Reflectance Spectroscopy), isotermas de adsorção/dessorção de nitrogênio, microscopia eletrônica de transmissão (MET) e de varredura (MEV), espectroscopia por energia dispersiva de raio-X (EDS – Energy Dispersive X-ray Spectroscopy), análise termo-gravimétrica (TGA – thermogravimetric analysis), difração de raios-X (DRX), espectroscopia de absorção no infravermelho (FTIR – Fourier Transform Infrared Spectroscopy) e espectroscopia de fotoelétrons de raios-X (XPS – X-Ray Photoelectron Spectroscopy). A formação de partículas com pequenos diâmetros foi obtida em ambos os sistemas de estabilização (distribuição bimodal com NPs maiores de 1,83 nm para PAM e uma distribuição multimodal para o PVP com diâmetros de 0,91 a 11,93 nm). Os espectros de XPS mostram a presença de prata elementar, bem como dos polímeros de estabilização. Para os TiO2NT, o diâmetro interno médio obtido foi cerca de 3,72 nm com espessura de parede de ~4,75 nm, com comprimentos bem variados. As nanoestruturas sintetizadas (TiO2NT e AgNP) foram combinadas para preparar fotocatalisadores e testes de degradação de um corante, alaranjado de metila, foram realizados, mostrando uma atividade maior dos TiO2NT quando em presença de AgNPs. Testes de atividade bacteriológica foram realizados com as AgNPs sintetizadas. Tanto as AgNP/PAM quanto as AgNP/PVP apresentam 100% de inibição de crescimento de colônias de Staphilococcus aureus e Escherichia coli resistentes à ampiciliana e >95% de inibição de crescimento de colônias de Escherichia coli, quando em concentrações de 1,25 ppm. As AgNPs também foram enxertadas em filmes de polissulfona (PSU) previamente tratados com radiação UV em presença de oxigênio e suas propriedades bactericidas foram estudadas. Nestes, não houve resultados conclusivos contra S. aureus, já contra E. coli houve uma inibição de crescimento de cerca de 83% para PSU/AgNP(PAM) e 67% para PSU/AgNP(PVP). O mesmo comportamento é observado contra as bactérias resistentes à ampicilina, havendo inibição de cerca de 74% PSU/AgNP(PAM) e 57% para PSU/AgNP(PVP). / The present work describes the synthesis of silver nanoparticles (NPs) stabilized with polyacrylamide (AgNP/PAM) and polyvinylpyrrolidone (AgNP/PVP) by microwave assisted chemistry, as well as the synthesis of titanium nanotubes (TiO2NT) by the same method. The formed structures were characterized by UV-Vis Diffuse Reflectance Spectroscopy (DRS UV-Vis), nitrogen adsorption/desorption isotherms, transmission (TEM) and scanning electron microscopies (SEM), X-ray energy dispersive spectroscopy (EDS), thermogravimetric analysis (TGA), X- ray diffraction (XRD), infrared absorption (FTIR) and photoelectron X-ray spectroscopy (XPS). Synthesized NPs showed small diameters in both methods (about 1.83 nm to PAM and a multimodal distribution for the PVP 0.91 – 11,93 nm). XPS spectra show the presence of elementary silver and the stabilization polymers. For TiO2NT, the internal average diameter obtained was about 3,72 nm with a wall thickness of ~ 4.75 nm and different lengths. AgNPs and TiO2NT were combined to prepare new photocatalysts for testing their dye photodegradation properties. The new photocatalysts showed higher activity than without the presence of AgNPs. The prepared AgNPs were tested to know their anti-bacteriological activities. AgNP/PAM and AgNP/PVP showed 100 % inhibition of colony growth of Staphylococcus aureus and ampicillin resistant Escherichia coli, and an inhibition of colony growth > 95 % of Escherichia coli, when the concentration was 1.25 ppm. Additionally, AgNPs grafted on the functionalized surface of polyssulfone (PSU) films. No conclusive results were obtained for S. aureus. On the contrary, in the case of E. coli there was an inhibition of growth of about 83 % for PSU/AgNP (PAM) and 67% for PSU/AgNP (PVP). The same behavior was observed with ampicillin-resistant bacteria, with inhibition of about 74% for PSU / AgNP (PAM) and 57% to PSU / AgNP (PVP).

O presente trabalho apresenta diversos líquidos iônicos para aplicação em processos de extração oxidativa de sulfurados e extração de compostos nitrogenados heterocíclicos e aromáticos. Os compostos contaminantes analisados foram dibenzotiofeno, benzotiofeno, 2,5-dimetiltiofeno, tiofeno, quinolina, metilquinolina, 7,8-benzoquinolina, benzeno e tolueno presentes em um modelo de combustível. Os líquidos iônicos aplicados demonstraram ser eficientes em condições reacionais brandas, obtendo 44-99% de remoção dos sulfurados, 48-99% dos nitrogenados e até 52% de remoção dos aromáticos. O processo ocorre em um sistema bifásico e pode-se inferir que a reação de oxidação ocorre preferencialmente na fase do líquido iônico, pois há a formação de um perácido como intermediário na reação. Percebe-se também que o grupo carboxílico ligado ao anel imidazólio aumenta a solubilidade, estabilidade e eficiência do peróxido de hidrogênio e solubilidade do sulfurado na fase iônica. Quanto aos compostos nitrogenados observa-se que a interação com os líquidos iônicos é através da ligação de hidrogênio entre o CH(imidazólico)¾N(heterociclo nitrogenado) sendo a extração controlada pelo pKa do composto imidazólico e basicidade do nitrogenado heterocíclico. Nos compostos aromáticos e sulfurados predominam as interações tipo CH---T e após a oxidação, no caso dos sulfurados, ocorre a interação por ligação de hidrogênio com a sulfona. A ordem de reatividade no processo de oxidessulfurização (ODS) com os LIs avaliados, de forma geral, foi dibenzotiofeno (DBT) > benzotiofeno (BT) > 2,5- dimetiltiofeno (2,5-DMT) > tiofeno (T), o oposto que é observado no processo de hidrodessulfurização catalítica (HDS), no qual os compostos com maior impedimento estéreo são mais resistentes ao serem submetidos a reação de redução. / This paper presents the use of various ionic liquids for oxidative desulfurization processes and extraction of nitrogen-containing and aromatics compounds. The analyzed compounds were dibenzothiophene, benzothiophene, 2,5-dimethylthiophene, thiophene, quinoline, methylquinoline, 7,8-benzoquinoline, benzene and toluene present in a model fuel. Ionic liquids applied have proven effective under mild reactions conditions, obtaining 44-99% removal of sulfur, 48- 99% removal of nitrogen and up to 52% removal of the aromatics. The process occurs in a biphasic system and can be inferred that the oxidation reaction occurs preferentially in the ionic liquid phase, probably through the formation of a peracetic acid-like intermediate, it is clear also that the carboxylic group attached to the imidazolium ring increases the solubility, stability and efficiency of hydrogen peroxide and solubility of sulfur compounds in the ionic phase. In the case of nitrogen heterocycles the interaction with ionic liquids occurs preferentially through N(heteroaromatic)-CH(imidazolium) hydrogen bonds and the extraction process is largely controlled by the basicity heterocycle amine and imidazolium pKa. In aromatic and sulphur compounds CH---p interactions are predominant, but after the oxidation, in the case of sulphur, the interaction occurs by hydrogen bonding with the sulfone. The order of reactivity in the process of oxidative desulfurization (ODS) with ILs were generally dibenzothiophene (DBT) > benzothiophene (BT) > 2,5- dimethylthiophene (2,5-DMT) > thiophene (T), which is the opposite observed in the process of catalytic hydrodesulfurization (HDS), in which the more sterically demanding substrates are reluctant to undergo the reduction reaction.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Pós-Graduação em Nanociências e Nanobiotecnologia, 2014. / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2014-11-13T17:36:35Z No. of bitstreams: 1 2014_RaphaelSeverinoBonadio.pdf: 1019534 bytes, checksum: 4151703aea9e28a2d016a232274697b0 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-11-14T11:24:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_RaphaelSeverinoBonadio.pdf: 1019534 bytes, checksum: 4151703aea9e28a2d016a232274697b0 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-14T11:24:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_RaphaelSeverinoBonadio.pdf: 1019534 bytes, checksum: 4151703aea9e28a2d016a232274697b0 (MD5) / Introdução: Diversos estudos reportam alterações na expressão gênica em resposta àexposição de células à nanomateriais, mas até o presente momento não há nenhumestudo sobre a toxicidade a nível epigenético causada por nanoestruturas e seus efeitosem sucessivas gerações celulares. Portanto, torna-se necessário estudar esses fenômenosa fim de contribuir no desenvolvimento de nanopartículas mais adequadas paraaplicações biológicas. Objetivo: Avaliar o perfil de metilação global de DNA emcélulas MCF-7 e MCF-10A em cultivo após a cessão da exposição de nanopartículas demaghemita funcionalizadas com citrato. Materiais e métodos: As NPM-citrato foramsintetizadas pelo método de coprecipitação de Fe (II) e Fe (III) e adição direta de ácidocítrico. As caracterizações das NPM-citrato foram realizadas por microscopia (MET,HRTEM, MEV e AFM) e por diâmetro hidrodinâmico e potencial zeta. Para detectar asconcentrações sub-letais IC-10 e IC-20, foram realizados a exclusão de viabilidade porcontagem de células coradas com Azul Tripan e o ensaio de citotoxicidade peladetecção da Lactato Desidrogenase (LDH). O ensaio de proliferação celular foirealizado no sistema xCELLigence™ (Roche/ACEA). A detecção de ferro intracelularfoi realizada pelo ensaio do Azul da Prússia. O perfil de metilação global de DNA foirealizado por ensaio colorimétrico. A expressão das DNMTs foi realizada por qRTPCR.Resultados: As NPM-citrato causaram efeito citostático em células MCF-7 eMCF-10A quando administradas nas concentrações 30 e 60μgFe/mL durante 24h. Apósa cessão da exposição das NPM-citrato, verificou-se que a proliferação das célulasMCF-7 tratadas foi maior que das células não tratadas. Além disso, foi constatado queas NPM-citrato encontravam-se no interior das células durante todo o experimento e quehavia uma dinâmica de metilação de DNA, mesmo após a exposição transiente dasNPM-citrato. Também foram identificadas diferenças entre o acúmulo de transcritos deDNA metiltransferases. Discussão: Os nanomateriais possuem um risco intrínseco emaplicações biológicas, mesmo quando administrados em concentrações consideradasnão-tóxicas por meio de técnicas convencionais. Isso porque seus efeitos em sistemasbiológicos podem se estender a múltiplas gerações, mesmo durante exposiçãotransiente. Conclusão: As NPM-citrato promovem alterações significativas no perfil demetilação global de DNA em células MCF-7 e não promovem em MCF-10A e essefenômeno pode ser explorado para aplicações biomédicas futuras. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Introduction: Several studies have reported changes in gene expression in response toexposure of cells to nanomaterials, but to date there is no study on the toxicity causedby nanostructures at epigenetic level and their effects in successive cell generations.Therefore, it becomes necessary to study these phenomena in order to contribute to thedevelopment of more appropriate nanoparticles for biological applications. Objective:To evaluate the profile of global DNA methylation in MCF-7 and MCF-10A cells inculture after cessation of exposure to maghemite nanoparticles functionalized with citricacid. Methods: The NPM-citrate were synthesized by coprecipitation of Fe (II) and Fe(III) method and direct addition of citric acid. The characterizations of NPM-citratewere performed by microscopy (TEM, HRTEM, SEM and AFM) and by analysis of thehydrodynamic diameter and zeta potential. To detect the sub-lethal concentrations IC-10and IC-20, we performed the counting of the cells stained with Trypan Blue andcytotoxicity assay for detection of lactate dehydrogenase (LDH). The cell proliferationassay was performed in xCELLigence ™ (Roche / ACEA) system. Detection ofintracellular iron assay was performed by Prussian Blue. The profile global DNAmethylation was performed by colorimetric assay. The expression of DNMTs wasperformed by qRT-PCR. Results: NPM-citrate caused cytostatic effect on MCF-7 andMCF-10A cells when given at concentrations of 30 and 60μgFe/ml for 24h. After thetransfer of the NPM-citrate exposure, it was found that the proliferation of MCF-7treated cells was higher than untreated cells. Furthermore, it was found that the NPMcitrateis found inside the cells throughout the experiment and had a dynamic DNAmethylation even after transient exposure of NPM-citrate. Differences between thetranscript accumulation of DNA methyltransferases were also identified. Discussion:The combination of nanotechnology and epigenetics is still poorly understood becausethese are frontier areas of knowledge. Thus, nanomaterials have an intrinsic risk inbiological applications, even when administered in non-toxic concentrations consideredby conventional techniques. This is because their effects on biological systems can beextended to multiple generations, even during transient exposure. Conclusion: TheNPM-citrate promote significant changes in global DNA methylation in MCF-7 cellsand do not promote in MCF-10A and this phenomenon can be exploited for futurebiomedical applications.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Animal, 2014. / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2014-11-24T17:46:13Z No. of bitstreams: 2 Luísa Helena Andrade da Silva.pdf: 7628021 bytes, checksum: a31f41f5e2db596b15e7495155ba2f09 (MD5) Luísa Helena Andrade da Silva.pdf: 7628021 bytes, checksum: a31f41f5e2db596b15e7495155ba2f09 (MD5) / Approved for entry into archive by Patrícia Nunes da Silva(patricia@bce.unb.br) on 2014-11-25T10:54:18Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Luísa Helena Andrade da Silva.pdf: 7628021 bytes, checksum: a31f41f5e2db596b15e7495155ba2f09 (MD5) Luísa Helena Andrade da Silva.pdf: 7628021 bytes, checksum: a31f41f5e2db596b15e7495155ba2f09 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-25T10:54:18Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Luísa Helena Andrade da Silva.pdf: 7628021 bytes, checksum: a31f41f5e2db596b15e7495155ba2f09 (MD5) Luísa Helena Andrade da Silva.pdf: 7628021 bytes, checksum: a31f41f5e2db596b15e7495155ba2f09 (MD5) / Introdução: A marcação e o rastreamento de células-tronco in vivo são técnicas não invasivas que permitem visualizar o deslocamento das células dentro do organismo e o quanto efetivamente elas migram para locais patologicamente afetados, a fim de aperfeiçoar terapias celulares. Alguns materiais comumente usados como marcadores de células-tronco são nanopartículas metálicas; entretanto, sabe-se que estes componentes podem ser prejudiciais para as células receptoras, tornando-se importante a realização de estudos preliminares de biocompatibilidade antes de marcar e rastreá-las in vivo. Objetivo: Verificar se nanopartículas de óxido de ferro e de ouro, ambas funcionalizadas com ácido 2,3-dimercaptosuccínico (DMSA), podem atuar como traçadores para células-tronco mesenquimais de polpa dental (pdCTMs), sem afetar sua fisiologia e, ao mesmo tempo, permitindo a visualização e rastreamento destas por microtomografia computadorizada em um modelo murino de fibrose pulmonar. Métodos: a) A toxicidade de ambas as nanopartículas sobre as pdCTMs foi avaliada através de ensaios de viabilidade celular com MTT e Azul de Tripan; das análises morfológicas das células marcadas em microscopia de luz; e da análise em microscopia eletrônica de transmissão (MET). b) A visualização e mensuração da interiorização das nanopartículas Fe-DMSA foi realizada por meio da técnica de coloração "Azul da Prússia" e pela dosagem colorimétrica deste corante, respectivamente. A visualização e quantificação do uptake das nanopartículas Au-DMSA foi realizada por análise em microscopia confocal e por espectrometria de emissão óptica com plasma acoplado indutivamente (ICP-OES), respectivamente. c) Verificou-se se houve alterações de parâmetros fisiológicos como: diferenciação osteogênica e adipogênica; taxas de proliferação; e supressão linfocitária nas pdCTMs marcadas com as nanopartículas. d) Empregou-se o modelo murino de fibrose pulmonar, induzida por bleomicina, para dar suporte teórico sobre a migração das pdCTMs marcadas quando inoculadas por duas vias de administração: intravenosa e intranasal. e) Testou-se o uso da Fe-DMSA e da Au-DMSA como traçadores de pdCTMs, verificando a eficiência de detecção destas, em microtomografia computadorizada. Após a inoculação de 5x10? células marcadas em camundongos, estes foram analisados diariamente no equipamento. Resultados: Não houve redução estatisticamente significativa da viabilidade das pdCTMs e não foram detectados, em microscopia de luz, sinais característicos de morte celular na presença do Fe-DMSA e Au-DMSA, em todas as concentrações testadas. Fotos obtidas por MET comprovaram a presença destas nanopartículas no citoplasma celular: observou-se as Au-DMSA e as Fe-DMSA associadas a algumas organelas, principalmente mitocôndrias, provocando alterações ultraestruturais nestas. Assim, estas imagens sugerem toxicidade mitocondrial e formação de corpos apoptóticos, principalmente nas pdCTMs expostas ao Fe-DMSA. Os testes de mensuração de interiorização indicaram uma quantidade média de 17 picogramas (pg) de Fe-DMSA em cada célula e4pg de Au-DMSA/célula. Também não houve alterações significativas das taxas de adipogênese e osteogênese; das curvas de crescimento e da inibição de proliferação linfocitária entre pdCTMs marcadas e nãomarcadas. Apesar da biocompatibilidade entre as nanopartículas e as células, tanto o Au- DMSA quanto o Fe-DMSA não puderam ser detectados no microtomógrafo, após serem incorporados pelas pdCTMs. Conclusões: Embora assegurado, em termos de biocompatibilidade, o uso de Fe-DMSA e Au-DMSA como marcadores de pdCTMs, estas nanopartículas metálicas mostraram não ser adequadas para visualização e rastreamento in vivo das células por microtomografia, tendo em vista que não foram detectadas pelo equipamento, nas concentrações testadas. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Introduction: Labeling and Tracking stem cells in vivo are noninvasive techniques that allow visualizing the movement of cells within the body and how effectively they migrate to pathologically affected sites, in order to improve cellular therapies. Some materials commonly used as stem cells markers are metallic nanoparticles; however, it is known that these components can be prejudicial to receptor cells, hence it is important to perform preliminary biocompatibility studies before label and track them in vivo. Objective: Assess if iron oxide and gold nanoparticles, both functionalized with 2,3-dimercaptosuccinic (DMSA) acid, can act as tracers for mesenchymal stem cells from dental pulp (dpMSCs), without affecting their physiology and, at the same time, allowing the visualization and tracking of these in a computed microtomography apparatus, based on an experimental model of pulmonary fibrosis. Methodology: a) The toxicity of both nanoparticles on dpMSCs was assessed by MTT and Trypan Blue viability assays; by morphological analysis of labeled cells under light microscopy; and by analysis in transmission electron microscopy (TEM). b) The visualization and measurement of nanoparticles Fe-DMSA uptake were performed by "Prussian Blue" staining technique and by colorimetric dosage of this dye, respectively. Visualization and uptake quantification of Au-DMSA nanoparticles were performed by confocal microscopy and analysis by optical emission spectrometry with inductively coupled plasma (ICP-OES), respectively. c) Changes in physiological parameters, such as osteogenic and adipogenic differentiation; proliferation rates; and lymphocyte suppression, were checked in labeled dpMSCs. d) A murine model of pulmonary fibrosis, induced by bleomycin, was employed to give theoretical support about the labeled dpMSCs’ migration when inoculated by two routes of administration: intravenous and intranasal. e) After inoculation of 5x10 ⁵ labeled cells in mice, these were analyzed daily in the microtomograph in order to detect uptaken Fe-DMSA and Au-DMSA, checking their efficiency as tracers of dpMSCs. Results: There was no statistically significant reduction in the dpMSCs viability and characteristic signs of cell death were not detected by light microscopy analysis, after Fe-DMSA and Au-DMSA uptake, at all concentrations tested. Photos obtained by TEM confirmed the presence of these nanoparticles in the cytoplasm: Fe-DMSA and Au-DMSA were observed associated to some organelles, especially mitochondria, causing structural changes there. Hence mitochondrial toxicity and formation of apoptotic bodies was observed, especially in dpMSCs exposed to Fe DMSA. The uptake measurement tests indicated an average amount of 17 picograms (pg) of Fe-DMSA per cell and 4 pg of Au-DMSA per cell. There were also no significant changes in adipogenesis and osteogenesis; growth curves and inhibition of lymphocyte proliferation between labeled and unlabeled dpMSCs. Although the biocompatibility between both nanoparticles and cells was proved, Fe-DMSA as well as Au-DMSA could not be detected in microtomograph after being incorporated by dpMSCs. Conclusions: In terms of biocompatibility, the use of Fe-DMSA and Au-DMSA as tracers for dpMSCs was assured. However, these metal nanoparticles shown to be not suitable for visualization and tracking of these cells in vivo by computed microtomography, considering that they were not detected by the equipment, at the concentrations tested.

Dissertação (mestrado)–Universidade de Brasília, Faculdade UnB de Planaltina, Programa de Pós-Graduação em Ciências de Materiais, 2014. / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2014-11-26T18:28:11Z No. of bitstreams: 1 2014_WebertCostadeMedeiros.pdf: 2911880 bytes, checksum: 21b57c81f3176f8d6e90d143cbfe3ead (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-11-27T15:03:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_WebertCostadeMedeiros.pdf: 2911880 bytes, checksum: 21b57c81f3176f8d6e90d143cbfe3ead (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-27T15:03:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_WebertCostadeMedeiros.pdf: 2911880 bytes, checksum: 21b57c81f3176f8d6e90d143cbfe3ead (MD5) / Nos coloides magnéticos, a densidade superficial de carga das nanopartículas cumpre um papel fundamental não somente na estabilidade coloidal, mas também em diversas aplicações como na absorção celular, entrega de drogas e remoção de poluentes em ambientes aquáticos. A chamada carga estrutural das nanopartículas decorre de um mecanismo de transferência de prótons entre sítios superficiais ativos e o seio da dispersão coloidal, que pode ser controlado pelo pH do meio. Na literatura são conhecidas fundamentalmente apenas duas estratégias para a determinação da densidade superficial de carga estrutural: o Método Potenciométrico Indireto (MPI) e o Método Potenciométrico-Condutimétrico (MPC). Nesse contexto, a presente dissertação teve como objetivo geral a comparação desses dois métodos empregando parâmetros QuEChERS, que avaliam os quesitos rapidez, facilidade, economia, efetividade, robustez e segurança. Para isso, foram determinadas as densidades superficiais de carga estrutural em amostras de coloides magnéticos aquosos à base de nanopartículas core-shell do tipo CoFe2O4@ Fe2O3 com tamanho médio de 13,8 nm. Ainda, foi investigada a pH-dependência da carga estrutural com os dois métodos. Nos aspectos rapidez, facilidade e economia, o MPC mostrou-se mais vantajoso que o MPI. Com relação à efetividade, ambos são concordantes na determinação do valor de saturação da carga estrutural, porém o MPI mostra-se mais realístico para descrever a variação da concentração dos sítios superficiais carregados com o pH. Finalmente, quanto à robustez e à segurança ambos os métodos se equivalem. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / In magnetic colloids, the surface charge density of the nanoparticles plays a key role not only in colloidal stability, but also in many applications such as cellular uptake, drug delivery and removal of pollutants in water environments. The structural surface charge density of nanoparticles arises from a proton transfer mechanism between the active surface sites and the bulk dispersion, which can be controlled by the pH. In the current literature are known basically only two strategies for determining the structural surface charge density: the Indirect Potentiometric Method (IPM) and Potentiometric-Conductimetric Method (PCM). In this context, the main goal of the present work was to compare these two methods using QuEChERS parameters: Quick, Easy, Cheap, Effective, Rugged and Safe. For this purpose, we have determined the structural surface charge density of aqueous magnetic colloids samples based on CoFe2O4@Fe2O3 core-shell nanoparticles with 13.8 nm of mean diameter. Moreover, it has been investigated the pH-dependence of the structural charge with both methods. Concerning the parameters Quick, Easy and Cheap, the MPC proved to be more useful than the MPI. With respect to the effectiveness, both methods were consistent in determining the saturation value of the structural charge, but MPI seems to be more accurate to describe the pH-dependence of the concentration of the charged surface sites. Finally, considering the parameters Rugged and Safe both methods are equivalent.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Nanociência e Nanobiotecnologia, 2014. / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2014-12-01T17:14:06Z No. of bitstreams: 1 2014_AryanaDiasdeAbreu.pdf: 3642603 bytes, checksum: a30042e06dc63d97939caacfa7bcefbd (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-12-02T12:16:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_AryanaDiasdeAbreu.pdf: 3642603 bytes, checksum: a30042e06dc63d97939caacfa7bcefbd (MD5) / Made available in DSpace on 2014-12-02T12:16:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_AryanaDiasdeAbreu.pdf: 3642603 bytes, checksum: a30042e06dc63d97939caacfa7bcefbd (MD5) / A superestimulação ovariana em bovinos é uma técnica caracterizada pelo aumento do número de folículos ovarianos que continuam o seu crescimento até à ovulação. Essa técnica consiste na administração de múltiplas injeções de hormônios gonadotrópico para manter o crescimento folicular, e com a finalidade de buscar novas formas de aplicações para diminuição do custo e do manejo dos animais o estudo in vitro apresenta-se como o passo inicial. A produção in vitro (PIV) de embriões bovinos compreende de três etapas, a maturação dos oócitos, a fecundação e o cultivo embrionário, sendo muito utilizada para fins econômicos e de pesquisa. O presente estudo visa ao desenvolvimento de micro e nanopartículas poliméricas para entrega sustentada, em sistemas de PIV, de hormônios adeno-hipofisários com o intuito de testar as suas atividades na expansão das células do cumulus. Após análise de produtos comerciais que oferecem atividade de FSH, por meio de espectrometria de massa MALDI TOF/TOF, a proteína precursora do hormônio adrenocorticotrópico (ACTH) foi identificada em algumas frações. Portanto, foi realizada sua síntese manualmente, pelo método da fase sólida, e purificação em sistema de cromatografia líquida de alta eficiência em fase reversa (RP-HPLC) e, em uma etapa subsequente foi realizada uma avaliação do papel do ACTH não encapsulado na maturação in vitro de oócitos bovinos. Posteriormente, foram formuladas nanopartículas (NPs) de quitosana pelo método de geleificação iônica para encapsular o ACTH e hormônio folículo estimulante (FSH). As NPs apresentaram diâmetro hidrodinâmico médio de 85 nm (ACTH) e de 159 nm (FSH), potencial Zeta de 51,83±1,67 mV (ACTH) e 48,5±5,41 mV (FSH) onde se obteve eficiência de encapsulamento de 30% (ACTH) e 60% (FSH). A microscopia de forma atômica (MFA) possibilitou uma avaliação qualitativa no que diz respeito à morfologia das NPs, onde as contendo ACTH apresentaram formatos variados e pequenos aglomerados, enquanto que as contendo FSH, formato aproximadamente esférico sem aglomerados. As NPs contendo FSH apresentaram atividade semelhante ao hormônio livre mesmo com 40% a menos do ativo, enquanto as ACTH-NPs não foram ativas sobre a maturação in vitro de oócitos bovinos. No que se refere à fecundação, a taxa de clivagem e de produção de blastocistos foi satisfatória apenas com as FSH-NPs. Conclui-se que as NPs contendo FSH são efetivas no processo de PIV de embriões bovinos, provendo a expansão das células do cumulus e a produção de blastocistos. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The ovarian superstimulation in bovine is a technique characterized by an increase in the number of ovarian follicles which continue their growth until ovulation. This technique consists of administering multiple injections of gonadotropin hormones to maintain follicular growth, and in order to pursue new forms of applications to decrease the cost and handling of animals the in vitro study is presented as an initial step. In vitro production (PIV) of bovine embryos comprises three steps, oocyte maturation, fertilization and embryo culture, commonly used for economic and research purposes. This study aims at the development polymeric micro-and nanoparticles for sustained delivery in vitro production systems, hormones of the pituitary in order to test their activities in the expansion of cumulus cells. After analyzing the commercial product Folltropin-V that provides FSH activity through of MALDI TOF/TOF mass spectrometry, the adrenocorticotropic hormone (ACTH) was identified in some fractions. Therefore, its synthesis was performed manually by the solid phase method and following purification by reverse-phase high performance liquid chromatography (RP-HPLC), and in a subsequent evaluation step it was investigated the role of ACTH unencapsulated on bovine oocytes maturation in vitro. Subsequently, chitosan NPs were formulated by the ionic gelation method in order to encapsulate both adrenocorticotropic hormone (ACTH) and follicle stimulating hormone (FSH). The NPs presented a mean hydrodynamic diameter of 85 nm (ACTH) and 159 nm (FSH), Zeta potential of 51,83±1,67 mV (ACTH) and 48,5±5,41 mV (FSH) in which was obtained encapsulation efficiency of 30% (ACTH) and 60% (FSH). The atomic form microscopy (AFM) allowed a qualitative assessment with regard to the morphology of NPs where the ACTH containing showed various shapes and small agglomerates, whereas FSH, shape approximately spherical without agglomerates. NPs containing FSH showed similar activity to that of the free hormone with 40% less active, whereas ACTH-NPs were not active on the in vitro maturation of bovine oocytes. With regard to fertilization, cleavage rate and blastocyst production were satisfactory only in the case of FSH-NPs. We conclude that NPs which contained FSH are effective in the PIV bovine embryos, providing the expansion of the cumulus cells and producing blastocysts.