Protozoan parasites of the genus Plasmodium are the causative agent of malaria. The most severe form of human malaria is caused by P. falciparum, responsible for approximately three quarters of a million deaths each year. One major problem in the treatment of malaria is resistance to existing chemotherapies. Consequently, there is an urgent need to identify and validate novel drug targets. A possible recently identified drug target is the PfNitA protein of P. falciparum which contains orthologues in other Plasmodium species but is absent from humans. The gene is annotated as a putative formate-nitrite transporter and orthologues are found in a range of prokaryotes as well as the lower eukaryotes algae and fungi. To determine the biological function of the protein, pfnita was expressed in Escherichia coli strains lacking the endogenous formate and nitrite transporters. In order to analyse the essentiality of the gene a reverse genetics approach was taken and the data discussed. Results indicate that the PfNitA protein is located in the plasma membrane and digestive vacuole of intraerythrocytic parasites suggesting a role in the uptake or excretion of metabolites. A second complexity with regard to treatment is the lack of a vaccine. A problem in crating a vaccine is antigenic variation. The PIR family of proteins contain a so-called hypervariable domain that has led to the suggestion that the family may play a role in antigenic variation. The objective of the work carried out in this thesis was to investigate the topology and structure of the PcCir2 protein of Plasmodium chabaudi, using E. coli as the expression host. The topology of Cir2 has been examined by means of reporter fusions and overexpression/purification studies undertaken towards crystallisation. As the PcCir2 amino acid sequence does not show significant homology to other proteins, structural data may provide insights into potential functional or binding domains.

Master of Science / Food Science Institute / Elizabeth Boyle / Intrinsic factors impact Listeria monocytogenes growth in ready-to-eat poultry products. Sliced deli turkey was formulated with in-going concentrations of 1.5% NaCl or 0.75% NaCl/0.75% KCl, 0 ppm or 200 ppm NaNO[subscript]2, and using 10% or 45% pump for a total of 8 treatments. Turkey roasts were sliced and inoculated with a 5-strain L. monocytogenes cocktail or peptone water (control), vacuum packaged, and stored at 4[degree]C. Treatments were sampled on days 0, 7, 14, 21, 28, 42, 63, and 91 of storage to determine L. monocytogenes mean log growth and aerobic plate count (APC). The pH, water activity, residual nitrite concentration, and percent fat, moisture, protein, and sodium were measured using control treatments on each sampling day. There was a nitrite by day and a percent pump by day interaction (P<0.05) for L. monocytogenes and APC populations. Listeria monocytogenes populations in treatments containing 200 ppm NaNO[subscript]2 were 0.70 to 2.39 log CFU/cm[superscript]2 lower compared with products formulated with 0 ppm NaNO[subscript]2. Using 10% pump reduced L. monocytogenes populations by 0.62 to 1.50 log CFU/cm[superscript]2 on days 7 to 28 and at day 63 compared with 45% pump treatments. Incorporating 1.5% NaCl or 0.75% NaCl/0.75% KCl into formulations did not affect (P>0.05) L. monocytogenes populations during storage. On days 7 through 91, APC populations were 0.76 to 2.96 log CFU/cm[superscript]2 lower with inclusion of 200 ppm NaNO[subscript]2 compared to 0 ppm NaNO[subscript]2. There was a treatment by day interaction (P<0.05) for L. monocytogenes populations and APC. The initial inoculum level of L. monocytogenes averaged 2.21 log CFU/cm[superscript]2 and was similar (P>0.05) for all treatments on day 0. Listeria monocytogenes populations increased (P<0.05) from day 0 to 14 by 1.30 to 5.04 log CFU/cm[superscript]2. Overall, L. monocytogenes populations increased during storage and by day 91 L. monocytogenes populations were similar regardless of NaNO[subscript]2 level used except for treatments formulated with 0.75% NaCl/0.75% KCl and 10% pump. Listeria monocytogenes and APC populations were influenced by nitrite concentration and percent pump, while inclusion of NaCl or NaCl/KCl did not affect L. monocytogenes growth during refrigerated storage in vacuum packed sliced deli turkey.

A hipertensão acomete aproximadamente 1 bilhão de pessoas em todo o mundo, no entanto, a sua etiologia exata é em muitos casos indefinida e o mecanismo de ação molecular não foi elucidado completamente. O óxido nítrico ( ) é liberado de forma contínua nos vasos de resistência, contribuindo para o controle fisiológico da pressão arterial, sendo que a redução em sua biodisponibilidade está correlacionada com o desenvolvimento da hipertensão. Durante muito tempo, acreditava-se que o nitrato e o nitrito eram apenas metabólitos inertes da via do e somente em 1994 foi demonstrado que o nitrito, derivado do nitrato, era um substrato para a produção do no estômago, de modo que a administração de nitrito de sódio exerce efeitos anti-hipertensivos. De fato, há diversas evidências demonstrando os efeitos do nitrito sobre a pressão arterial, porém, não há um consenso sobre o seu mecanismo de ação. Trabalhos recentes sugerem que os efeitos antihipertensivo do nitrito se baseiam na geração de S-nitrosotióis no estômago e na capacidade destas moléculas em nitrosar proteínas da parede vascular, alterando a sua função. Há diversas proteínas da parede vascular com função crítica no controle do tônus vascular que podem ser alvos para a nitrosação. Neste trabalho, optamos por avaliar o processo de nitrosação na sinalização do receptor -adrenérgico em ratos hipertensos e normotensos tratados com nitrito de sódio ou veículo pela via oral por 7 dias. Também foi realizada a incubação de anéis de aorta com nitrito de sódio ou S-nitrosoglutationa na presença ou ausência de ascorbato. O tratamento com nitrito de sódio oral por 7 dias foi responsável por reduzir a pressão arterial sistólica dos animais hipertensos e aumentar as quantidades de nitrito e espécies nitrosadas no plasma. Também foi observado uma redução na reatividade aórtica à fenilefrina em animais tratados com nitrito, sendo que este efeito é abolido na presença de ascorbato. A incubação de anéis de aorta com nitrito de sódio não demonstrou causar efeitos sobre a reatividade vascular, porém, o pré-tratamento com S-nitrosoglutationa seguido da sua remoção foi responsável por reduzir a reatividade aórtica à fenilefrina e aumentar a quantidade de proteínas nitrosadas na aorta. Estes efeitos também foram abolidos pela incubação com ascorbato. Estes resultados nos sugerem que os S-nitrosotióis, e não o nitrito, exercem efeito anti-hipertensivo através da redução da reatividade vascular na aorta, modulando a sinalização do receptor -adrenérgico. Estes efeitos aparentam se basear na nitrosação de proteínas, visto que a incubação com ascorbato é responsável por abolir estes efeitos e há um aumento na quantidade de proteínas nitrosadas na aorta após a pré-incubação com S-nitrosoglutationa / Hypertension affects approximately 1 billion people worldwide, however, its exact etiology is in many cases indefinite and the mechanism of molecular action has not been elucidated completely. Nitric oxide ( ) is released continuously in resistance vessels, contributing to the physiological control of blood pressure, and the reduction in its bioavailability is correlated with the development of hypertension. For a long time, it was believed that nitrate and nitrite were only inert metabolites of the pathway, and it was only in 1994 that nitrite derived from nitrate was shown to be a substrate for the production of in the stomach, so that administration of sodium nitrite exerts antihypertensive effects. In fact, there is a lot of evidence demonstrating the effects of nitrite on blood pressure, but there is no consensus on its mechanism of action. Recent work has suggested that the antihypertensive effects of nitrite are based on the generation of S-nitrosothiols in the stomach and on the ability of these molecules to nitrosate proteins in the vascular wall, altering their function. There are several vascular wall proteins with critical function in vascular tone control that may be targets for nitrosation. In this work, we chose to evaluate the process of nitrosation in -adrenergic receptor signaling in hypertensive and normotensive rats treated with sodium nitrite or vehicle orally for 7 days. Aortic rings were also incubated with sodium nitrite or S-nitrosoglutathione in the presence or absence of ascorbate. Treatment with oral sodium nitrite for 7 days was responsible for reducing the systolic blood pressure of hypertensive animals and increasing the amounts of nitrite and nitrosated species in the plasma. A reduction in aortic reactivity to phenylephrine has also been observed in nitrite treated animals, and this effect is abolished in the presence of ascorbate. The incubation of aortic rings with sodium nitrite was not shown to have an effect on vascular reactivity, however, pre-treatment with S-nitrosoglutathione followed by its removal was responsible for reducing aortic reactivity to phenylephrine and increasing the amount of nitrosated proteins in the aorta. These effects were also abolished by incubation with ascorbate. These results suggest that S-nitrosothiols, not nitrite, exert an antihypertensive effect by reducing vascular reactivity in the aorta, modulating -adrenergic receptor signaling. These effects appear to be based on protein nitrosation, since incubation with ascorbate is responsible for abolishing these effects and there is an increase in the amount of nitrosated proteins in the aorta after preincubation with S-nitrosoglutathione

A química limpa tem como principal objetivo o desenvolvimento e a implementação de processos e produtos químicos para reduzir ou eliminar o uso ou a geração de substâncias nocivas à saúde humana e ao meio ambiente. Neste trabalho, foram desenvolvidos procedimentos analíticos limpos para a determinação de nitrato e nitrito em águas naturais e para o tratamento dos resíduos gerados na determinação espectrofotométrica de nitrito e fenóis. Para tanto, foram exploradas as principais estratégias empregadas em química limpa: substituição dos reagentes tóxicos, minimização do consumo dos reagentes e dos resíduos gerados e tratamento desses resíduos. O procedimento analítico limpo para a determinação de nitrato em águas naturais foi baseado em medidas diretas no ultravioleta, após separação de nitrato dos interferentes utilizando um sistema de análises em fluxo com coluna de resina aniônica. O método desenvolvido emprega um único reagente (HClO4) em quantidades mínimas (18 µL/determinação) e permite a determinação de nitrato entre 0,50 e 25,0 mg L-1, sem interferência de ácido húmico, NO2-, PO43-, Cl-, SO42- e ferro(III) nas quantidades usuais em águas naturais. A freqüência de amostragem e o coeficiente de variação (n = 20) foram estimados em 17 determinações h-1 e 0,7%, respectivamente. Os resultados obtidos para amostras de águas de diferentes procedências foram concordantes com o método de referência (redução a nitrito por limalhas de cádmio cobreado seguida por reação de diazo-acoplamento) a nível de confiança de 95%. O tratamento do resíduo gerado na determinação de nitrito, empregando irradiação (UV) na presença do reagente de Fenton (80 mmol/L H2O2 e 1 mmol/L Fe2+), promoveu completa descoloração do resíduo com diminuição de ca. 87% na concentração de carbono orgânico total. A fotodegradação também foi aplicada no tratamento do resíduo gerado na determinação de fenóis totais com 4-aminoantipirina. A degradação ocorreu na presença de H2O2 e irradiação (UV). A completa supressão da absorção de radiação pela 4-aminoantipirina foi observada após 30 min de recirculação da solução no foto-reator, à vazão de 4 mL/min. O procedimento analítico para a determinação de nitrito foi baseado em sistema de análises em fluxo com multicomutação empregando mini-bombas solenóides para o gerenciamento das soluções. O sistema foi acoplado a um foto-reator para a degradação em linha dos resíduos gerados. O método desenvolvido minimiza as quantidades de reagentes (0,6 mg sulfanilamida e 0,03 mg N-naftil-etilenodiamina por determinação) e permite a determinação de nitrito entre 0,10 e 1,00 mg L-1 (r = 0,998) com sensibilidade comparável à alcançada no procedimento com adição contínua de reagentes. O limite de detecção (99,7% de confiança), coeficiente de variação (n = 20) e freqüência de amostragem foram estimados em 17 µg L-1, 2,6% e 80 determinações h-1, respectivamente. / Green chemistry has as principal objective the development and implementation of chemical processes and products to minimize or eliminate the use or generation of harmful substances to the human health and the environment. In this work, clean analytical procedures for determination of nitrate and nitrite in natural waters and for the treatment of wastes generated in the spectrophotometric determination of nitrite and phenol were developed. The principal strategies employed in green chemistry were explored to achieve these goals: replacement of the toxic reagents, minimization of reagent consumption and waste generation and waste treatment. The clean analytical procedure for nitrate determination in natural waters was based on the direct spectrophotometric measurement in the ultraviolet, after separation of nitrate from interfering species in a flow-injection system with an anion-exchange resin. The developed method employ only one reagent (HClO4) in minimum amount (18 µL/determination) and can be applied for nitrate determination within 0.50 and 25.0 mg L-1, without interference of humic acid, NO2-, PO43-, Cl-, SO42- and iron(III) in concentrations typically found in natural waters. The sampling rate and the coefficient of variation (n = 20) were estimated as 17 determinations per hour and 0.7%, respectively. Results obtained for natural water samples of different origin were in agreement with the reference method (reduction to nitrite by copperized cadmium filings followed by a diazo-coupling reaction) at the 95% confidence level. The treatment of the waste generated in nitrite determination employing UV irradiation in the presence of Fenton reagent (80 mmol/L H2O2 and 1 mmol/L Fe2+) caused the complete discoloration of the waste and reduced the total organic carbon concentration in 87%. The photodegradation was also applied for the treatment of the waste generated in the determination of total phenols with 4-aminoantipyrine. The degradation occurred in the presence of H2O2 and UV irradiation. Radiation absorption by 4-aminoantipyrine was completely suppressed after 30 min of treatment of solution in the recirculation mode at 4mL/min. The analytical procedure for nitrite determination was based on a flow system with multicommutation employing solenoid micro-pumps for the solution handling. The developed method minimizes the reagent amounts (0.6 mg sulfanilamide and 0.03 mg N-(1-Naphthyl)-ethylene-diamine per determination) and can be applied for nitrite determination within 0.10 and 1.00 mg L-1 (r = 0.998) with sensitivity comparable to the achieved in the procedure with continuous reagent addition. The detection limit (99.7% of confidence), coefficient of variation (n = 20) and sampling rate were estimated as 17 µg L-1, 2.6% and 80 determinations per hour, respectively.

A presente pesquisa objetivou estudar a remoção de matéria orgânica e nitrogênio de lixiviados de aterro sanitário, através do processo biológico de nitritação/desnitritação, operando um reator de lodos ativados em bateladas sequenciais e pós-tratamento físico químico. O trabalho foi dividido em cinco etapas. Durante a primeira, buscou-se ajustar a duração das etapas anóxica e aerada e as condições operacionais, assim como avaliar a utilização da matéria orgânica presente no lixiviado como fonte de carbono. Ao longo de 16 ciclos de tratamento, os resultados da etapa anóxica indicaram que a duração desta não deveria ser maior que uma hora. A desnitritação ficou limitada ao baixo conteúdo de matéria orgânica de fácil biodegradação no lixiviado, o que levou a baixas taxas, entre 0,010 e 0,142 kg.N-NO2-/ m³.dia. Na segunda etapa, foi ajustada a duração da reação anóxica em uma hora, registrando taxa de desnitritação volumétrica média de 1,704 kg.N-NO2-/ m³.dia, assim como remoção de 80% da DBO e 47% de COT, o que indica que a maior parte da matéria orgânica biodegradável foi empregada pelos micro-organismos heterotróficos na desnitritação. Ao final da fase aeróbia, ao longo da primeira e segunda etapa, mantendo uma concentração de oxigênio dissolvido na massa de líquido do reator de 2,0 mg.O2/L, foi possível alcançar eficiências de remoção de N-NH3 de 98% com predominância do N-NO2-, evidenciado pela relação N-NO2-/(N-NO2-+ N-NO3-) próximo de 1. As taxas volumétrias de nitritação variaram na faixa de 0,095 e 0,199 kg.N-NH3/m³.dia. Como o sobrenadante do reator principal apresentava concentrações elevadas de N-NO2- ao final da fase aeróbia, o efluente foi aplicado em um reator de polimento adicionou-se etanol como fonte de carbono. O tratamento complementar ocorreu sem desequilíbrios, apesar do prolongado tempo de reação anóxica requerido para reduzir toda a massa de nitrito introduzida no sistema, fato que levou a registrar baixas taxas de desnitritação, entre 0,221 e 0,052 kg N-NO2-/kg SSV.dia. Durante a quarta etapa, foi avaliado em um segundo reator de lodo ativado em bateladas sequenciais o processo de nitritação/desnitritação, adicionando dentro do reator, ao início da fase anóxica, o etanol para a redução biológica de todo o nitrogênio oxidado a nitrogênio gasoso. Com concentrações de OD no conteúdo do reator de 2,0 mg.O2/L e valores de pH de 8,27±0,27, a relação N-NO2-/(N-NO2- + N-NO3-) não foi superior a 70% nos 9 ciclos estudados, indicando a presença de nitrato. A hipótese que melhor explica a situação refere-se à possibilidade de que a biomassa esteja se adaptando as novas condições operacionais e a probabilidade de que a adição do etanol durante a reação anóxica possa estar criando condições que favorecem a atividade das bactérias oxidantes de nitrito, assim como os menores diâmetros de floco. A quinta etapa compreendeu a aplicação de um pós-tratamento com redução do pH, adição de sais de ferro e carvão ativado em pó (CAP). Nestes testes, foram registradas remoções de COT e cor de de 93% e 98% respectivamente, mantendo pH em 3,0 e dosagens de 300 mg.Fe+³/L e 15 g.CAP/L. / This research aimed to study the removal of organic matter and nitrogen from landfill leachate through biological process of nitritation/denitritation, operating an activated sludge reactor in sequential batches, and physical- chemical post treatment. The work was divided into five stages. During the first stage, was tried to adjust the duration of the anoxic and aerated stages and operational conditions, and evaluate the use of organic matter present in the leachate as a carbon source. Over 16 cycles of treatment, the results of the anoxic stage indicated that this duration should not be greater than one hour. The denitritation was limited by the low organic matter rapidly biodegradable content into the leachate, which led to low rates between 0.010 and 0.142 kg.N-NO2-/ m³.day. During the second stage, was adjusted the duration of the anoxic reaction to one hour, and showed medium volumetric denitritation rate of 1.704 kg.N-NO2-/m³.day, as well as removal of 80% of BOD and 47% of TOC. These results indicate, most of the biodegradable organic matter was used for heterotrophic microorganisms for denitritation. At the end of aerobic phase, during the first and second stage, and maintaining a concentration of oxygen dissolved into the liquid mass of the reactor in 2.0 mg.O2/L, it was possible to achieve removal efficiencies of NH3-N to 98% with predominance of N-NO2- , that was evidenced by the ratio N-NO2-/(N-NO2-+ N-NO3-) close to 1. The volumetric nitritation rates varied from 0,095 to 0,199 kg.N-NH3/m³.day. The effluent from the principal reactor contained high concentrations of N-NO2- at the end of the aerobic phase, for that reason it was applied a polishing stage where was added ethanol as a carbon source. Complementary treatment transcurred without problems, just was required a prolonged anoxic reaction to reduce the entire mass of nitrite introduced into the system, fact that lead to register low rates of denitritation, between 0.221 and 0.052 kg N-NO2-/kg SSV.day. During the fourth stage, was evaluated in a second activated sludge sequential batch reactor; the nitritation/desnitritation process added ethanol inside the reactor, at the beginning of the anoxic phase, for the biological reduction from nitrogen oxidized to nitrogen gaseous. Maintained OD concentrations into the reactor of 2,0 mg.O2/L and pH values of 8.27± 0.27, the N-NO2-/(N-NO2- + N-NO3-) ratio was not higher than 70% during the 9 cycles studied, indicating the presence of nitrate. The best hypothesis which explains this situation, related to the possibility of the biomass was adapted to the new operating conditions, and the possibility to addition ethanol at the begging of anoxic reaction, may be created adequate conditions for oxidizer nitrite bacteria, as well as the small floc diameters. The fifth stage consisted to apply a physical-chemical post-treatment with pH and addition of iron salts and powdered activated carbon (PAC). During these tests, was removal 93% and 98% of TOC and color respectively, with pH to 3,0 and doses of 300 mg.Fe+³/L and 15 g.PAC/L.

Neste trabalho são apresentados resultados relacionados à determinação de nitrato, nitrito e amônio por técnicas eletroquímicas. Para a determinação de nitrato foi utilizada uma lâmina de cobre cuja superfície é renovada continuamente empregando um processo de ativação (oxidação do cobre e subseqüente redução de íons Cu(II)) com potencial controlado em sistema FIA. As condições ótimas foram alcançadas por meio de 60 s para a etapa de ativação, vazão do transportador 3,0 mL min-1 e volume de amostra 150 &#181;L. A repetibilidade foi estimada em 4,7% (n=9) com freqüência de amostragem de 60 amostras h-1. Trabalhando nas condições otimizadas um aumento na concentração de nitrato gerou um aumento proporcional na corrente, resultando em curva analítica em um intervalo de 0,1 2,5 mmol L-1 (-Ip (&#181;A) = 0,13 + 4,6 [NO3-] (mmol L-1), R2 = 0,9991). Os limites de detecção e quantificação foram estimados em 4,2 (S/N = 3) e 14 (S/N = 10) &#181;mol L-1, respectivamente. O mesmo sensor foi utilizado para determinações de nitrito por voltametria de pulso diferencial e a otimização dos parâmetros relativos ao processo de ativação (tempos de dissolução e redeposição) foi efetuada com o intuito de aumentar a sensibilidade. As condições ótimas foram de 30 s para a etapa de ativação, com uma repetibilidade de 1,9% (n=10), e o aumento nas concentrações de nitrito gerou um aumento proporcional na corrente, resultando em curva analítica em um intervalo de 50 &#181;mol L-1 - 1,44 mmol L-1 (-Ip (&#181;A) = -0,13 + 53,52 [NO2-] (mmol L-1 ), R2 = 0,9996). Os limites de detecção e quantificação foram estimados em 2,8 (S/N = 3) e 9,4 (S/N = 10) &#181;mol L-1, respectivamente. O estudo da morfologia da superfície do eletrodo de cobre durante o processo de ativação foi realizado por AFM com o objetivo de compreender o impacto das mudanças microestruturais no sinal de corrente para nitrato e nitrito. Os resultados indicam que após a ativação do eletrodo a superfície apresenta cristais com uma textura rugosa e ocorre aumento da área superficial, justificando o aumento de sinal de corrente. Para a determinação de amônio foram fabricados eletrodos íon seletivo (ISE) com membrana polimérica de forma tubular, os quais foram acoplados em um sistema de injeção em fluxo. A influência de parâmetros como vazão do transportador e alça de amostragem foi investigada e melhores resultados foram obtidos em 0,5 mL min-1 e 250 &#181;L, respectivamente. Nas condições otimizadas a repetibilidade das determinações foi de 1,3 % (n=10) com freqüência de amostragem de 13 amostras h-1. Tendo em conta as otimizações do sistema FIA, injeções sucessivas de soluções de amônio com concentrações crescentes permitiram obter uma reta com coeficiente angular de 51,2 mV (R2 = 0,9836) no intervalo de 0,2 5 mg L-1. Os limites de detecção foram calculados em 0,05 mg L-1, respectivamente. / This paper presents results related to the determination of nitrate, nitrite and ammonium by electrochemical techniques. A copper electrode whose surface is continuously renewed using an activation process with controlled potential in a FIA system was used for nitrate determinations. The optimum conditions were achieved by an activation step of 60 s, carrier stream of 3.0 mL min-1 and sample volume of 150 &#181;L. The repeatability was estimated as 4.7% (n = 9) with a sampling frequency of 60 samples h-1. At these optimized experimental conditions an increase in nitrate concentration caused a proportional increase in current, resulting in an analytical curve in the range from 0.1 to 2.5 mmol L-1 (-Ip (&#181;A) = 0.13 + 4.6 [NO3-] (mmol L-1), R2 = 0.9991). The limits of detection and quantification were estimated as 4.2 (S/N = 3) and 14 (S/N = 10) &#181;mol L-1, respectively. The same sensor was used for the determination of nitrite by differential pulse voltammetry and the optimization of the parameters involved in the activation process (dissolution and redeposition time) was performed in order to increase the sensitivity. Optimum conditions were established at 30 s for the activation step, with a repeatability of 1.9% (n = 10) and increased concentrations of nitrite generated a proportional increase in current, resulting in an analytical curve in the range from 50 &#181;mol L-1 to 1.44 mmol L-1 (-Ip (&#181;A) = -0.13 + 53.52 [NO2-] (mmol L-1), R2 = 0.9996). The limits of detection and quantification were estimated as 2.8 (S/N = 3) and 9.4 (S/N = 10) &#181;mol L-1, respectively. The study of the morphology of the copper electrode surface upon the activation process was performed by AFM in order to understand the influence of microstructural changes in the current signal for nitrate and nitrite. The results indicated that after the activation the electrode surface presented a rough texture with a concurrent increase in the surface area, justifying the current increase. Ion-selective eletrodes (ISE) with a polymeric membrane in a tubular shape were fabricated for the determination of ammonium in a flow injection system. The influence of parameters such as the carrier stream and the sample volume was investigated and best results were obtained at 0.5 mL min-1 and 250 mL, respectively. Under optimum conditions the repeatability of the determinations was 1.3% (n = 10) with a sampling frequency of 13 samples h-1. Taking into account the optimization of the FIA system, successive injections of solutions with increasing concentrations of ammonium yielded a straight line with slope of 51.2 mV (R2 = 0.9836) in the range 0.2 to 5 mg L-1. The limits of detection were calculated as 0.05 mg L-1, respectively

O óxido nítrico (NO) é o principal agente vasodilatador endógeno que regula o tônus e a homeostase vascular. Dentre os compostos doadores de NO, estão os complexos nitrosilos de rutênio. No presente estudo, o doador de NO estudado, RuBPY, não apresenta citotoxicidade para células do músculo liso vascular (MLV) ao contrário do NPS. O RuBPY apresenta eficácia semelhante ao NPS em relaxar o MLV de aorta de ratos, porém o NPS é mais potente. Ambos compostos liberam NO do tipo radicalar (NO) no meio intracelular, mas o NPS libera também íon nitroxil (NO-). O sequestrador da espécie NO (hidroxocobalamina) reduziu mais a resposta relaxante estimulada com RuBPY do que com o NPS. Nenhum dos dois compostos precisa ser reduzido quimicamente para liberar NO, uma vez que houve relaxamento quando utilizamos alta concentração de KCl como agente contrátil. Porém, este relaxamento foi inibido, o que mostra a importância dos canais para K+ no relaxamento induzido pelos doadores de NO. O bloqueador não seletivo de canais para K+ (TEA), inibiu somente o relaxamento ao RuBPY. A via NO-GCs-GK é ativada por ambos doadores de NO, para induzir relaxamento. A inibição da degradação do GMPc potencializou o relaxamento estimulado com RuBPY e NPS. O armazenamento de Ca+2 no retículo sarcoplasmático (RS) via ativação da SERCA é importante somente para o relaxamento induzido com RuBPY. O composto RuBPY inibiu a resposta contrátil estimulada com fenilefrina devido ao armazenamento de Ca+2 no RS e também por inibir o influxo capacitivo de Ca+2. A presença do endotélio vascular não alterou o relaxamento induzido pelo RuBPY, porém potencializou o relaxamento induzido pelo NPS. A análise da liberação de NO por amperometria demonstrou que o RuBPY libera NO somente em presença do tecido aórtico de ratos. Portanto, não houve liberação espontânea de NO, por fotólise pela luz visível ou por redução química. É necessária a presença de heme-proteínas como a guanilil-ciclase solúvel (GCs) inibida pelo ODQ, para haver a conversão do nitrito presente no RuBPY, a NO. Pela quantificação da fluorescência emitida pela sonda DAF-2DA, RuBPY liberou cerca de 3,5 vezes mais NO do que o NPS. Pela medida do potencial de membrana, demonstramos que o RuBPY induz hiperpolarização de membrana de células isoladas do MLV da aorta de rato. RuBPY tem efeito hipotensor dose-dependente, em ratos hipertensos renais, o que não ocorre em animais normotensos. A redução da pressão arterial em ratos hipertensos é maior do que nos normotensos. Em estudos iniciais de farmacocinética, verificamos que o composto RuBPY é absorvido por via oral e é distribuído entre alguns tecidos após ser administrado aos ratos, por gavagem. / Nitric oxide (NO) is the main endogenous vasodilator agent that regulates vascular tone. Among the compounds which are able of releasing NO, are the nitrosyl ruthenium complexes. The NO donor studied, RuBPY, does not present cytotoxicity in smooth muscle cells (SMC), in contrast to SNP. RuBPY has similar efficacy to SNP in inducing rat aorta relaxation, although SNP is more potent. Both compounds release intracellular radicalar NO (NO), and SNP also release ion nitroxyl (NO-). The NO scavenger (hydroxocobalamine) had greater effect on the relaxation induced by RuBPY than by SNP. Both compounds do not need to be chemically reduced to release NO, as demonstrated in aorta relaxation after pre-contraction with high concentrations of KCl. However, this relaxation was impaired, showing the importance of K+ channels to induce relaxation by NO released from these compounds. By using non-selective blocker for K+ channels (TEA), only the relaxation induced by RuBPY was inhibited. The NO-sGC-GK pathway is activated by NO donors to induce relaxation. Inhibition of cGMP degradation, potentiated the effect of RuBPY and SNP. Storage of Ca+2 in the sarcoplasmic reticulum (SR) via activation of SERCA is important only for the relaxation induced by RuBPY. The contractile response induced by phenylephrine was inhibited by RuBPY due to the storage of Ca+2 in RS and also by inhibiting the capacitive influx of Ca+2. The presence of endothelium had no effect on the relaxation induced by RuBPY, but it potentiated the relaxation induced by SNP. RuBPY released NO only in the presence of the rat aorta. The complex RuBPY did not spontaneously release NO, by photolysis by visible light, or by chemical reduction. RuBPY requires the presence of heme-protein such as guanylyl-cyclase, inhibited by ODQ, to convert nitrite to NO. The amount of NO released from RuBPY was about 3.5 times greater than that released from SNP. RuBPY induced membrane hyperpolarization of SMC. RuBPY has hypotensive effect in renal hypertensive rats in a dose-dependent way, which does not occur in normotensive rats. The decreased of blood pressure in hypertensive rats was greater than in normotensive rats. Initial studies of pharmacokinetics demonstrated that RuBPY is orally absorbed and it is also distributed in some tissues after being administered by gavage to rats.

A presente pesquisa propôs avaliar a remoção biológica do nitrogênio pela via simplificada (nitritação) utilizando fenol como fonte de carbono na etapa anóxica (desnitritação) em um sistema de lodos ativados com biomassa em suspensão. Para tanto operou-se um reator piloto (volume útil de 20 litros) em bateladas seqüenciais alimentado com 5 (cinco) litros de água residuária sintética. A investigação foi caracterizada pela utilização do fenol (1.000 mg C6H5OH/L) e pelo aumento gradual da concentração de nitrogênio amoniacal no despejo líquido sintético (200; 300 e 500 mg N/L) buscando as condições que permitissem a predominância do N-NO2 - ao final da fase aeróbia dos ciclos de tratamento e utilização do fenol pelos microrganismos heterotróficos para redução do nitrogênio oxidado durante a fase anóxica. Para a presente pesquisa as condições para predominância do N-NO2 - na massa líquida do reator ao final da etapa aeróbia foram: pH @ 8,3 associado à extensão do período aeróbio do ciclo de tratamento que garantisse uma concentração mínima de amônia livre (> 0,3 mg NH3/L) no conteúdo do reator piloto. Com estas condições, a relação N NO2 - / (N-NO2 - + N-NO3 -) variou entre 89 e 99%. Mantendo uma concentração de 1,0 mg O2/L no conteúdo do reator durante afase aeróbia e tempo de residência hidráulico de três dias, as eficiências de remoção de N-NH3 variaram entre: 89 e 98% com concentrações no afluente próximas a 200 mg N/L (nove ciclos de tratamento); 95 e 98% para concentrações no afluente da ordem de 300 mg N/L (cinco ciclos de remoção) e 95 e 97% com concentrações no afluente próximas a 500 mg N/L (três ciclos de tratamento). Para temperaturas entre 23,5 e 33°C e concentrações de sólidos em suspensão voláteis entre 3.420 e 2.175 mg SSV/L no conteúdo do reator, a taxa de nitrificação específica variou entre 0,01 e 0,05 kg N-NH3/ kg SSV. dia. Concentrações máximas de amônia livre da ordem de 16 mg NH3/L e de ácido nitroso livre entre 0,001 e 0,009 mg HNO2/L no conteúdo do reator piloto não inibiram a oxidação biológica do nitrogênio. Fenol, em concentrações no afluente próximas a 1.000 mg C6H5OH/L, mostrou-se adequado como única fonte de carbono para remoção de nitrogênio, via nitrito, para concentrações afluentes da ordem de 200 e 300 mg N/L. As eficiências de remoção do nitrogênio oxidado variaram entre 97 e 100%, utilizando taxas de aplicação volumétricas próximas a 0,03 kg fenol /m3.hora.. As taxas de "desnitritação" específicas variaram entre 0,01 e 0,05 kg N-NO2 - / kg SSV .dia; a relação alimento/microrganismo (A/M) esteve compreendida entre 0,06 e 0,13 kg fenol / kg SSV. dia; a relação fenol removido/N-NOx removido variou entre 2,1 e 3,2 g fenol removido / g NNOx removido e as eficiências de remoção do fenol, durante a etapa anóxica estiveram compreendidas entre 37 e 67%. Taxas de aplicação volumétricas da ordem de 0,07 kg fenol /m3.hora inibiram a "desnitritação" biológica. Os três ciclos de tratamento da etapa conduzida com concentração de 500 mg N/L no afluente, foram marcados pela inibição da "desnitritação" e acúmulo de fenol, causados pelas elevadas concentrações de N-NO2 - (@80 a 98 mg N-NO2 -/L) na massa líquida do reator. Ainda durante essa etapa, a coleta de amostra na fase anóxica dos ciclos de remoção para realização de ensaios exploratórios, associando cromatografia gasosa e espectrometria de massa, detectaram a formação de 2 e 4 - nitrofenol no conteúdo do reator piloto. / This research proposes to evaluate an activated sludge system with suspended biomass in a pilot scale aiming to remove nitrogen by a simplified way (nitritation) using phenol as the carbon source of the anoxic phase (denitritation). A pilot reactor of 20-liters volume was operated in sequence batch stages fed with 5-liters of a synthetic wastewater. The investigation was characterized by the use of phenol (1,000 mg C6H5OH/L) and the gradual increase of ammonium nitrogen concentration in the synthetic wastewater (200, 300 and 500 mg N/L) searching the conditions that allowed the prevalence of N-NO2 - in the end of the aerobic phase of the treatment cycles and the use of phenol for the heterotrophic microorganisms to reduce the oxidized nitrogen during the anoxic phase. To the present research, the conditions to N-NO2 - prevalence in the reactor liquid mass in the end of the aerobic phase were: pH @ 8.3 associated to the extension of the aerobic period of the treatment cycle which guarantees a minimum concentration of free ammonia (> 0.3 mg NH3/L) in the pilot reactor content. Considering these conditions, the relation N-NO2 - / (N-NO2 - + NNO3 -) varied between 91 and 99%. Maintaining a concentration of 1.0 mgO2/L in the reactor content and hydraulic residence time of three days, the removal efficiencies of N-NH3 vary between: 89 and 98% to influent concentrations near 200 mg N/L (nine treatment cycles); 95 and 98% to influent concentrations of the order of 300 mg N/L (five removal cycles) and 95 and 97% to influent concentrations near 500 mg N/L (three treatment cycles). To temperature between 23,5 and 33°C and volatile suspended solid concentrations between 3,420 and 2,175 mg SSV/L in the reactor, the specific nitrification rate varied between 0.01 and 0.05 kg N-NH3/ kg SSV.d-1. Maximum concentrations of free ammonia in the pilot reactor of the order of 16 mg NH3/L and nitrous acid between 0.001 and 0.009 mg HNO2/L didn?t inhibit the nitrogen biological oxidation. Influent phenol concentrations near 1,000 mg C6H5OH/L showed to be adequate as single carbonsource to nitrogen removal as nitrite to influent concentrations of the order of 200 and 300 mg N/L. The oxidized nitrogen removal efficiencies vary between 97 and 100%, using volumetric loading rates near 0.03 kg phenol/m3.hour. The specific denitritation rates vary between 0.01 and 0.05 kg N-NO2 - / kg SSV.d-1; the food / microorganism ratio (F/M) was between 0.06 and 0.13 kg phenol / kgSSV.d-1; phenolremoved/N-NOxremoved ratio varied between 2.1 and 3.2 g phenolremoved/ g N-NOxremoved and phenol removal efficiencies during the anoxic phase were between 37 and 67%. Volumetric loading rates of the order of 0.06 kg phenol / m3.hour inhibited the biological denitritation. The three treatment cycles of the phase conducted with influent concentration of 500 mg N/L showed denitritation inhibition and phenol accumulation caused by high concentrations of N-NO2 - (@80 to 98 mg N-NO2 -/L) in the reactor liquid mass. During this phase, the sampling of the anoxic phase of the removal cycles to the initial tests associating gas chromatography and mass spectrophotometer detected the formation of 2 and 4-nitrophenol in the pilot reactor content.

Neste trabalho são apresentados resultados relacionados à determinação de nitrato, nitrito e amônio por técnicas eletroquímicas. Para a determinação de nitrato foi utilizada uma lâmina de cobre cuja superfície é renovada continuamente empregando um processo de ativação (oxidação do cobre e subseqüente redução de íons Cu(II)) com potencial controlado em sistema FIA. As condições ótimas foram alcançadas por meio de 60 s para a etapa de ativação, vazão do transportador 3,0 mL min-1 e volume de amostra 150 &#181;L. A repetibilidade foi estimada em 4,7% (n=9) com freqüência de amostragem de 60 amostras h-1. Trabalhando nas condições otimizadas um aumento na concentração de nitrato gerou um aumento proporcional na corrente, resultando em curva analítica em um intervalo de 0,1 2,5 mmol L-1 (-Ip (&#181;A) = 0,13 + 4,6 [NO3-] (mmol L-1), R2 = 0,9991). Os limites de detecção e quantificação foram estimados em 4,2 (S/N = 3) e 14 (S/N = 10) &#181;mol L-1, respectivamente. O mesmo sensor foi utilizado para determinações de nitrito por voltametria de pulso diferencial e a otimização dos parâmetros relativos ao processo de ativação (tempos de dissolução e redeposição) foi efetuada com o intuito de aumentar a sensibilidade. As condições ótimas foram de 30 s para a etapa de ativação, com uma repetibilidade de 1,9% (n=10), e o aumento nas concentrações de nitrito gerou um aumento proporcional na corrente, resultando em curva analítica em um intervalo de 50 &#181;mol L-1 - 1,44 mmol L-1 (-Ip (&#181;A) = -0,13 + 53,52 [NO2-] (mmol L-1 ), R2 = 0,9996). Os limites de detecção e quantificação foram estimados em 2,8 (S/N = 3) e 9,4 (S/N = 10) &#181;mol L-1, respectivamente. O estudo da morfologia da superfície do eletrodo de cobre durante o processo de ativação foi realizado por AFM com o objetivo de compreender o impacto das mudanças microestruturais no sinal de corrente para nitrato e nitrito. Os resultados indicam que após a ativação do eletrodo a superfície apresenta cristais com uma textura rugosa e ocorre aumento da área superficial, justificando o aumento de sinal de corrente. Para a determinação de amônio foram fabricados eletrodos íon seletivo (ISE) com membrana polimérica de forma tubular, os quais foram acoplados em um sistema de injeção em fluxo. A influência de parâmetros como vazão do transportador e alça de amostragem foi investigada e melhores resultados foram obtidos em 0,5 mL min-1 e 250 &#181;L, respectivamente. Nas condições otimizadas a repetibilidade das determinações foi de 1,3 % (n=10) com freqüência de amostragem de 13 amostras h-1. Tendo em conta as otimizações do sistema FIA, injeções sucessivas de soluções de amônio com concentrações crescentes permitiram obter uma reta com coeficiente angular de 51,2 mV (R2 = 0,9836) no intervalo de 0,2 5 mg L-1. Os limites de detecção foram calculados em 0,05 mg L-1, respectivamente. / This paper presents results related to the determination of nitrate, nitrite and ammonium by electrochemical techniques. A copper electrode whose surface is continuously renewed using an activation process with controlled potential in a FIA system was used for nitrate determinations. The optimum conditions were achieved by an activation step of 60 s, carrier stream of 3.0 mL min-1 and sample volume of 150 &#181;L. The repeatability was estimated as 4.7% (n = 9) with a sampling frequency of 60 samples h-1. At these optimized experimental conditions an increase in nitrate concentration caused a proportional increase in current, resulting in an analytical curve in the range from 0.1 to 2.5 mmol L-1 (-Ip (&#181;A) = 0.13 + 4.6 [NO3-] (mmol L-1), R2 = 0.9991). The limits of detection and quantification were estimated as 4.2 (S/N = 3) and 14 (S/N = 10) &#181;mol L-1, respectively. The same sensor was used for the determination of nitrite by differential pulse voltammetry and the optimization of the parameters involved in the activation process (dissolution and redeposition time) was performed in order to increase the sensitivity. Optimum conditions were established at 30 s for the activation step, with a repeatability of 1.9% (n = 10) and increased concentrations of nitrite generated a proportional increase in current, resulting in an analytical curve in the range from 50 &#181;mol L-1 to 1.44 mmol L-1 (-Ip (&#181;A) = -0.13 + 53.52 [NO2-] (mmol L-1), R2 = 0.9996). The limits of detection and quantification were estimated as 2.8 (S/N = 3) and 9.4 (S/N = 10) &#181;mol L-1, respectively. The study of the morphology of the copper electrode surface upon the activation process was performed by AFM in order to understand the influence of microstructural changes in the current signal for nitrate and nitrite. The results indicated that after the activation the electrode surface presented a rough texture with a concurrent increase in the surface area, justifying the current increase. Ion-selective eletrodes (ISE) with a polymeric membrane in a tubular shape were fabricated for the determination of ammonium in a flow injection system. The influence of parameters such as the carrier stream and the sample volume was investigated and best results were obtained at 0.5 mL min-1 and 250 mL, respectively. Under optimum conditions the repeatability of the determinations was 1.3% (n = 10) with a sampling frequency of 13 samples h-1. Taking into account the optimization of the FIA system, successive injections of solutions with increasing concentrations of ammonium yielded a straight line with slope of 51.2 mV (R2 = 0.9836) in the range 0.2 to 5 mg L-1. The limits of detection were calculated as 0.05 mg L-1, respectively

Introdução: A disfunção respiratória é uma das complicações mais frequentes após operações cardíacas. Vários fatores contribuem para que as disfunções respiratórias ocorram, dentre eles está a disfunção da musculatura inspiratória que, por sua vez, pode ser multifatorial. Objetivo: O condicionamento da musculatura inspiratória no período pré-operatório poderia ajudar a reduzir a incidência de complicações respiratórias no pós-operatório de operações cardíacas. Métodos: No presente trabalho 21 pacientes voluntários, de ambos os sexos, com idade mínima de 50 anos, com fraqueza de musculatura inspiratória e candidatos à operação de revascularização cirúrgica do miocárdio e/ou operação valvar cardíaca no Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto-USP foram distribuídos aleatoriamente em 2 grupos. Em um grupo, 10 pacientes foram submetidos a um período mínimo de 9 dias de treinamento da musculatura inspiratória utilizando um incentivador respiratório marca Threshold® IMT (Respironics, Cedar Grove, NJ, EUA), com carga de 40, 60 e 80% da pressão inspiratória máxima. Os outros 11 pacientes receberam apenas orientações gerais, sem treinamento objetivo da musculatura respiratória. Comparamos os valores espirométricos antes e após o treinamento dentro de cada grupo. A evolução da pressão inspiratória máxima, da pressão expiratória máxima e da gasometria arterial de ambos os grupos, antes e após o treinamento, bem como a sua evolução temporal no pós-operatório, além dos valores de nitrito/nitrato no condensado do exalado pulmonar. Comparamos também a evolução clínica de ambos os grupos. Resultados: Observamos que o treinamento causou elevação significativa do pico de fluxo expiratório (p=0,028) e diminuição nos valores de nitrito/nitrato no condensado do exalado pulmonar (p=0,05) e redução das complicações pós operatórias (p=0,057), sendo as duas últimas não significativas. Todavia, não houve diferença na evolução gasométrica e nem da pressão inspiratória máxima ou da pressão expiratória máxima entre ambos os grupos. Conclusão: O treinamento da musculatura respiratória inspiratória em pacientes internados, além de factível e seguro, resulta em maior fortalecimento dessa musculatura, reduz a morbidade pós-operatória e os níveis de nitrito/nitrato no condensado do exalado pulmonar / Introduction: Respiratory dysfunction is one of the most common complications after cardiac operations. Several factors contribute to respiratory dysfunctions that occur among them is inspiratory muscle dysfunction that, in turn, may be multifactorial. Objective: The conditioning of inspiratory muscles on preoperative could help reduce the incidence of respiratory complications in the postoperative period of cardiac operations. Methods: In this study 21 patients volunteers of both sexes, aged 50 years, with weakness of inspiratory muscles and candidate operation of CABG and / or heart valve surgery at the Hospital of the Medical College of Ribeirão Preto-USP were randomized into 2 groups. In one group, 10 patients underwent a minimum of 9 days of inspiratory muscle training using an incentive spirometry \"Threshold® IMT\" (Respironics, Cedar Grove, NJ, USA) with a load of 40, 60 and 80% of maximal inspiratory pressure. The other 11 patients received only general guidelines without respiratory muscle training goal. We compared spirometric values before and after training within each group. The evolution of maximal inspiratory pressure, maximal expiratory pressure and arterial blood gas analysis of both groups before and after training, as well as its temporal evolution postoperatively, and the values of nitrite / nitrate in exhaled breath condensate. We also compared the clinical outcomes in both groups. Results: We observed that the training caused significant peak expiratory flow (p=0,028) and decrease in nitrite/nitrate in exhaled breath condensate (p=0,05) and reduction of postoperative complications (p=0,057), the last two being non-significant. However, there was no difference in blood gas evolution nor maximal inspiratory pressure and maximal expiratory pressure between both groups. Conclusion: The inspiratory muscle training in patients hospitalized, and feasible and safe, results in further strengthening these muscles, reduces postoperative morbidity and levels of nitrite / nitrate in exhaled breath condensate