Neste trabalho, é investigado o efeito exercido por grupos alquiltio, sobre a basicidade de nitrilas alifáticas. Com esta finalidade, foi estudada uma extensa série de nitrilas alquiltio-substituídas em posição α, β, γ e δ, juntamente com nitrilas não substituídas, escolhidas para efeito de comparação. O conjunto de compostos investigados foi o seguinte: acetonitrila, propionitrila, butironitrila, valeronitrila, hexanonitrila, heptanonitrila, octanonitrila, isobutironitrila, 2-metilvaleronitrila, pivalonitrila, 2,2\'-dimetilvaleronitrila, metiltioacetonitrila, α-metiltiopropionitrila, etiltioacetonitrila, α-etiltiopropionitrila, α-etiltioisobutironitrila, terc-butiltioacetonitrila, β-etiltiopropionitrila, β-etiltiobutironitrila, γ-etiltiobutironitrila, δ-etiltiovaleronitrila e etilselenoacetonitrila. É apresentada inicialmente, uma revisão bibliográfica sobre vários aspectos eletrônicos e estruturais do ciano grupo, incluindo potenciais de ionização e participação de orbitais moleculares na formação de pontes de hidrogênio. são também apresentados métodos utilizados para a determinação de constantes de associação aceptor-doador pela ressonância magnética nuclear. São fornecidos os resultados de basicidade relativa das nitrilas não substituídas e α-alquiltio-nitrilas. Tais dados foram obtidos através de medidas dos deslocamentos químicos, na r.m.n., dos protons de doadores, fenol e p-clorofenol, em sistemas ternários nitrila-doador fenólico-tetracloreto de carbono. São apresentados também, valores de constantes de associação para os mesmos sistemas, determinados pelo emprego do método de Benesi e Hildebrand. São apresentados os dados de deslocamentos químicos e de constante de associação para as β-, γ- e δ-etiltionitrilas e nitrilas não substituídas correspondentes pelo estudo de sistemas ternários nitrila-doador fenólico-tetracloreto de carbono. São fornecidos os deslocamentos químicos do próton etinílico do fenilacetileno associado às nitrilas β-, γ- e δ-etiltio-substituídas e nitrilas não substituídas correspondentes, em sistema binário. São descritas as preparações de nove nitrilas a saber: butironitrila, octanonitrila, isobutironitrila, metiltioacetonitrila, α-etiltiopropionitrila, β-etiltiopropionitrila, β-etiltiobutironitrila, δ-etiltiovaleronitrila e etilselenoacetonitrila, das quais, três são compostos novos. Os resultados obtidos permitem concluir que: a) a associação com doador de protons, em α-alquiltionitrilas, ocorre no ciano grupo e não no enxofre; b) as nitrilas α-alquiltio-substituídas apresentam uma diminuição de basicidade com relação aos análogos não substituídos; c) as nitrilas β-etiltio-substituídas, estudadas nos sistemas ternários, apresentam basicidade ligeiramente menor do que as correspondentes não substituídas; d) a substituição de um grupo metilena em posições afastadas (γ e δ), em relação ao ciano grupo, por enxofre, não conduz a alteração de basicidade quando as medidas são efetuadas em sistemas ternários e provoca um aumento da basicidade quando se trabalha em sistemas binários. São discutidas as causas da diminuição de basicidade em α-alquiltio-nitrilas. A influência dos efeitos estérico e indutivo, como únicos determinantes desta diminuição, é excluída devido à diminuição de frequência de estiramento do ciano grupo nestes compostos e ao resultado de basicidade e frequência da etilselenoacetonitrila. Discute-se a divergência de resultados na série de nitrilas β-, γ- e δ-etiltio-substituídas, nos sistemas ternários e binários. É sugerida a hipótese da transferência de carga intra ou intermolecular, envolvendo o enxofre e o ciano grupo, em tais compostos. Finalmente, é proposta a interação entre enxofre e ciano grupo, como causa preponderante para a diminuição de basicidade em α-alquiltio-nitrilas. É também sugerido, que a pequena diminuição de basicidade, observada para as β-etiltio-nitrilas, em sistema ternário, seja devida ao efeito indutivo do enxofre. / The effects of alkylthio groups on the basicities of aliphatic nitriles have been investigated. A large number of unsubstituted and alkylthio-nitriles have been studied, including the following compounds: acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, valeronitrile, hexanenitrile, heptanenitrile, octanenitrile, isobutyronitrile, 2-methylvaleronitrile, trimethylacetonitrile, 2,2\'-dimethylvaleronitrile, methylthioacetonitrile, α-methylthiopropionitrile, ethylthioacetonitrile, α-ethylthiopropionitrile, α-ethylthioisobutyronitrile, tert-butylthioacetonitrile, β-ethylthiopropionitrile, β-ethyl thiobutyronitrile, δ-ethylthiovaleronitrile and ethylselenoacetonitrile. A literature review on several electronic and structural aspects of the cyano-group, in aliphatic nitriles, like its ionization potentials and its hydrogen bonding ability as measured by n.m.r. spectroscopy, is presented, as well as the methods of determination of association constants by n.m.r. spectroscopy. The relative basicities data measured from hydrogen chernical shifts of phenol and p-chlorofenol associated to the above nitriles, in ternary systems, using carbon tetrachloride as solvent, are reported. The association constants for the same systems, determined by Benesi-Hildebrand method are given. The relative basicities data of β-, γ- and δ-alkylthio-nitriles measured from chemical shifts of phenylacetylene, in binary systems, are presented. The syntheses of the following nitriles: butyro nitrile, octanenitrile, isobutyronitrile, methylthioacetonitrile, α-ethylthiopropionitrile, β-ethylthiopropionitrile, β-ethylthiobutyronitrile, δ-ethylthiovaleronitrile and ethylselenoacetonitrile, are described. The following conclusions and suggestions are presented: 1) in α-alkylthio-nitriles, the association with proton donors, takes place on the cyano group instead of on the sulphur; 2) the α-alkylthio-nitriles are weaker bases than the corresponding unsubstituted nitriles; 3) in ternary systems, β-alkylthio-nitriles are slightly less basic than the corresponding unsubstituted compounds; 4) in binary systems β-alkylthio-nitriles are stronger bases than the corresponding unsubstituted compound; 4) in ternary systems, γ- and δ-alkylthio-nitriles do not show any change in basicity in confront with unsubstituted compounds, but an increase in basicity is observed in binary systems. The hypothesis of the steric hindrance to proton donor association and the one of the inductive effect of the sulfur atom, as the only factors responsibles for the decrease of cyano-group basicity in α-alkylthio-nitriles, have been excluded. The divergency of the relative basicities of β-, γ- and δ-alkylthio-nitriles, obtained by measurements in ternary and binary systems is attributed to an intra- or intermolecular charge transfer involving the sulphur atom and the cyano-group. Lastly, an interaction between the cyano-group and the sulphur atom is suggested as responsible for the decrease of the basicity observed for the α-alkylthio-nitriles. The slight decrease of basicity observed for the β-derivatives in ternary systems, is attributed to the inductive effect of the sulphur atom.

A alimentação humana necessita de nutrientes essenciais em sua dieta de forma balanceada. A carne é uma perfeita fonte de proteína e suplemento de ferro, zinco e outros micronutrientes como as vitaminas. O consumo de carne deve ser cada vez maior, já que a produção mundial que em 2012 era de 302 milhões de toneladas, hoje é de aproximadamente 319 milhões. Concomitantes ao aumento no consumo mundial de carne surgem dois problemas. A carne e produtos cárneos induzem ao estress oxidativo, por meio do ferro catalizado na formação de espécies reativas ou por ingestão de hidroperóxidos orgânicos durante a digestão. Tais espécies podem acarretar deterioração do produto, afetando seu tempo de exposição em prateleira e comprometendo sua qualidade, interferindo em questões econômicas. Dentro de um contexto de saúde pública, estas espécies podem gerar desequilíbrio celular, mutações genéticas e danos cromossômicos, desencadeando doenças degenerativas no organismo humano. Uma dieta balanceada deve ser inspirada na natureza. Por meio da evolução as plantas desenvolveram, devido ao estress oxidativo, a capacidade de produzir compostos bioativos como xantinas e compostos fenólicos, como mecanismo de proteção. A Erva-mate, Ilex paraguariensis contém alta quantidade relativa destes compostos, que atuam como antioxidantes, os quais podem ser usados como aditivos na alimentação, com o objetivo de modificar o estado redox do organismo animal. Isto pode induzir mudanças no metabolismo, afetando a composição do tecido muscular e, consequentemente, a qualidade da carne. O presente trabalho se propôs a investigar as mudanças no perfil de composição dos metabólitos polares e seu impacto na estabilidade redox da carne de frangos de corte que tiveram suas dietas suplementadas com diferentes níveis de extrato de erva-mate na ração. A adição de tais extratos claramente promoveu uma mudança quantitativa na composição de metabólitos polares da carne como mostrado a partir de análises de 1H RMN e impactou positivamente na estabilidade redox segundo análises por spin-trapping RPE. Por fim, a adição de 0,075% m/m de extrato de erva-mate na alimentação de frangos de corte mostrou-se como o tratamento mais indicado, promovendo mudanças bioquímicas no metabolismo do animal, melhorando a estabilidade oxidativa da carne, seu tempo de exposição em prateleira e um produto de maior qualidade e segurança para o consumidor. / Human food needs to supply essential nutrients in balance. Meat is a perfect protein source and supplies iron and zinc and many micronutrients like vitamins. The consumption of meat would increase in the next years because the global production in 2012 was 302 millions of tons, and actually is 319 millions of tons, approximately. Concomitantly with the increasing of global consumption of meat, two problems arise. Meat and meat products also hold the risk of inducing oxidative stress through iron catalyzed formation of reactive species or by ingestion of organic hydro peroxides during digestion. These species can cause the deterioration of the product, affecting its shelf-life, compromising its quality and influencing economic aspects. In the context of the public health, these species can generate cellular imbalance, genetic mutations, and chromosome damages, resulting in degenerative diseases of the human organism. A balanced diet should be inspired by Nature. Through evolution, oxidative stress made plants to produce bioactive compounds like xanthines and phenolic compounds to protect against oxidative stress. Yerba-mate, Ilex paraguariensis, contains relative high amounts of these compounds that act as antioxidants, which may be use as a feeding additive in order to modify the redox status of the animal organism. This may induce change in the animal metabolism, affecting the muscle tissue composition and thus the meat quality. The present investigation aims to screen changes in the polar metabolites composition and its impact on the redox stability of meat from broilers fed with different levels of yerba-mate extract as feed additive. The addition of mate extract to broilers feed clearly provided a quantitative change in the polar metabolites of meat as shown by 1H NMR analysis and impacted positively in the redox stability of meat as probed by spin-trapping EPR analysis. In conclusion, addition of 0.075 % w/w of yerba-mate extract to the broilers feed shown up like the best treatment because it produced biochemical changes in the animal metabolism improving the oxidative stability meat which may positively increase the product shelf-life and a safer and higher quality product to the consumer.

Nesta dissertação apresentamos um estudo dos mecanismos de decoerência de sistemas quânticos de Ressonância Magnética Nuclear (RMN) e os seus efeitos sobre a evolução temporal das medidas de correlação não-clássica. Para tal, apresentaremos inicialmente uma revisão bibliográfica sobre alguns dos diversos quantificadores de discórdia quântica, tais como discórdia entrópica, geométrica e negatividade do caráter quântico. Para descrever os canais de atenuação de fase e de amplitude generalizada, que descrevem a relaxação de sistemas de RMN, utilizamos o formalismo de operações quânticas, através da descrição dos operadores de Kraus. As implementações experimentais foram realizadas a partir de sistemas de 2 q-bits descritos por sistemas de RMN de 2 spins 1/2 acoplados via acoplamento J e sistemas de spins 3/2 sujeitos ao acoplamento quadrupolar. Experimentalmente, observamos o surgimento do fenômeno de congelamento (freezing) da discórdia quântica para o sistema de 2 spins 1/2 e o fenômeno de duplo sudden-change em um sistema de spin 3/2. Além disso, propuzemos um método de medida direta para os elementos da matriz densidade de um sistema de 2 spins 1/2 acoplados via acoplamento J, que permite obter toda a informação necessária para o cálculo dos quantificadores de discórdia sem que seja preciso reconstruir completamente a matriz densidade, ou seja, sem empregar o dispendioso método de tomografia de estado quântico (TEQ). / We present a study of the decoherence processes in Nuclear Magnetic Resonance (NMR) quantum systems and their effects on the temporal evolution of non-classical correlations. For that, we review some quantum discord quantifiers, such as entropic and geometric discord as well as negativity of quantumness. To describe the relaxation of NMR systems, we use Kraus operators phase and generalized amplitude damping channels. The experimental demonstrations were achieved in 2 qubits systems implemented by J coupled spins 1/2 as well as spins 3/2 subject to quadrupolar interaction. We demonstrate the freezing phenomenon of quantum discord in a 2 spins 1/2 system, subject to phase and amplitude damping channel, and the phenomenon of double sudden-change in a spin 3/2 system, subject to amplitude damping channel. Furthermore, for spin 1/2 system, we introduce a method to selectively measure density matrix elements, that provide the necessary information to calculate discord quantifiers, without needing the full reconstruction provided by usual quantum state tomography.

A reação álcali-silica (RAS) ocorre entre certas formas de sílica, estruturalmente distorcidas ou amorfas, e soluções de hidróxido alcalino, como KOH e NaOH. O produto da RAS é um gel de silicato e álcalis, susceptível de expansão pela absorção de água. Quando a RAS ocorre nos agregados minerais utilizados no concreto, o processo de reação e expansão do gel compromete a resistência mecânica da estrutura. Neste trabalho, foram estudados os efeitos sobre o gel de dois processos propostos respectivamente para mitigar a expansão e prevenir a ocorrência da RAS: o tratamento do gel com LiNO3 e a aplicação de metiltrimetoxisilano (MTMS, Si(OCH3)3CH3). Também foi analisada a reatividade de minerais utilizados como agregados (basalto, granito e quartzito), simulando a RAS em condições de laboratório. Utilizando técnicas de ressonância Magnética Nuclear (RMN) de 29Si, 7Li, 23Na, 13C e 1H, foi analisada a estrutura do gel, dos minerais e dos produtos resultantes dos tratamentos e de ataques com soluções alcalinas. Os resultados mostram que a estrutura de silicatos no gel é lamelar formada principalmente por silicatos do tipo Q3 e a aplicação de soluções de LiNO3 provoca uma transformação para um silicato de tipo linear. Esta alteração, eliminado os espaços interlamelares capazes de absorver água e causar expansão coletiva da estrutura, explica o efeito observado de redução da expansão pelos tratamentos com Li. Por outro lado, após exposição ao MTMS não foi detectada interação dos silicatos pertencentes ao gel com os grupos SiCH3, indicando autocondensaçao dos silanos. Com relação ao ataque dos minerais reativos, foram detectadas mudanças na distribuição de espécie de silicatos Qn nas três rochas. No basalto e no granito existe um aumento da fração de espécies Q1 e Q4 com relação ao mineral original. No quartzito as diferenças são maiores em magnitude e dependem dos parâmetros do ataque: temperatura e tempo de ataque. O aumento da temperatura dissolve os silicatos amorfos de conectividade baixa e média (Q0, Q1 e Q2) e produz um silicato altamente conexo formado por espécies Q3 e Q4. O aumento do tempo de ataque à temperatura ambiente não produz transformações apreciáveis na parte amorfa, mas sim dissolução de silicatos Q4 pertencentes a grãos de quartzo de maior tamanho. / The alkali-silica reaction (ASR) occurs between structurally distorted or disordered silica and aqueous solutions of alkaline hydroxides, as KOH or NaOH. The product of the ASR is an alkali-silicate gel, which may expand upon water absorption. When the ASR occurs in mineral aggregate used in concrete, the process of reaction and expansion cause the decrease in the mechanical resistance of the structure. In this work, a structural study was carried out to analyze the effect on the gel of two processes proposed respectively to mitigate the expansion and prevent the ASR: the treatment with LiNO3 and the application of methyltrimethoxysilane (MTSM, Si(OCH3)3CH3). Also, the reactivity of three minerals (basalt, granite and quartzite) commonly used as aggregates was analyzed, simulating the ASR in laboratory conditions. Nuclear Magnetic Resonance (NMR) techniques of 29Si, 7Li, 23Na, 13C e 1H in the solid state were applied to analyze the structure of the gel, the minerals and the products resulting from treatments and the attack with alkaline solutions (KOH). The results show that the silicate network in the gel is a lamellar structure, composed mainly by Q3 silicates, which is transformed into a linear structure upon the treatment with LiNO3 solutions. This modification, eliminating the inter-lamellar spaces capable to host water and cause the collective expansion of the structure, explain the reduction in the expansion observed in mortar or concrete structures treated with Li. On the other hand, after exposing gel samples to MTMS aqueous solutions, no interaction of the silicate groups in the gel with SiCH3 groups were detected, indicating auto-condensation of silane in these samples. With respect to the attack of the reactive minerals, some changes were detected in the distribution of Qn silicate species in the three rocks. In attacked basalt and granite there is an increase in the fraction of Q1 and Q4with respect to the original minerals. In attacked quartzite the differences are mores strong and depend on the reaction parameters: temperature and time of attack. The increment in temperature dissolve the amorphous silicates of low and medium connectivity (Q0, Q1 and Q2) resulting in a highly connected silicate with Q3 and Q4. Conversely, no appreciable transformation in the amorphous silicates were observed during longer attack times at room temperature, but the dissolution of bigger silica particles with well defined Q4 species was observed.

O presente trabalho objetivou desenvolver e implementar, em escala laboratorial, uma rotina experimental com base em Imageamento por Ressonância Magnética Nuclear (IRMN) de modo a verificar seu potencial como metodologia não-destrutiva aplicável à inspeção quali- e quantitativa de água e hidrocarbonetos líquidos aprisionados no interior de células de núcleos-colméia utilizados na confecção de painéis-sanduíche compósitos estruturais de grau aeronáutico. Tentativas foram também realizadas no sentido de se observarem e caracterizarem danos por amassamento de núcleos-colméia, assim como de se detectar a presença de resina polimérica na forma sólida, visando, desta feita, verificar o uso do IRMN na inspeção de componentes previamente reparados e/ou contendo excesso de resina por falha do processo de manufatura. Concluiu-se que IRMN é uma poderosa ferramenta para a detecção e a quantificação de líquidos puros e compostos, ricos em hidrogênio, contidos nas células de núcleos de amostras extraídas de painéis-sanduíche compósitos. O potencial do IRMN na identificação, e, portanto, na discriminação entre os diversos fluidos se mostrou bastante promissor, desde que se empreguem ferramentas de processamento e análise computadorizada de imagens a partir de programas computacionais de reconhecimento de padrões via redes neurais artificiais e/ou sistemas com base em conhecimento. A técnica de IRMN utilizada neste estudo não permitiu a captura de imagens de resina polimérica sólida, nem mesmo quando à esta foram adicionadas cargas de elementos intensificadores de sinais de RMN, tais como ferro e gadolíneo. Danos no núcleo-colméia tão pequenos quanto 1,0 mm de profundidade e 1,8 mm de diâmetro foram clara e inequivocamente imageados e delineados pela técnica IRMN, desde que estivessem permeados por fluido hidrogenado (ex. água). A quantificação de líquidos nos núcleos-colméia por intermédio de ferramentas computacionais simples (processadores e analisadores de imagens) foi muito bem sucedida no caso dos líquidos com relativamente alto ponto de fulgor, pois as massas fluidas se mantiveram constantes por períodos de tempo significativamente longos no interior das células analisadas. / This work intended to develop and implement in laboratorial scale an experimental routine funded in Nuclear Magnetic Resonance Imaging (NMRI) in order to verify its potential as a non-destructive methodology for quali- and quantitative inspection of liquid water and hydrocarbons entrapped in honeycomb core cells utilized to build up aeronautical grade structural composite sandwich panels. Attempts were also carried out to observe and characterize crush damage of honeycomb core, as well as to detect solid polymer resin towards the use of NMRI to assess previously repaired components and/or containing in excess resin amount due to manufacturing process faults. It has been concluded that NMRI is a powerful tool in detecting and quantifying hydrogen-rich pure and compound liquids contained in core cells of composite sandwich samples. The NMRI potential in identifying and, therefore, discriminating several fluids has shown very promising as long as computed image processing and analysis tools are employed from pattern recognition software via artificial neural networks and/or knowledge-based systems. The utilized NMRI technique failed in imaging solid polymer resin, even when the latter was loaded with NMR-signal intensifier elements such as iron and gadolinium. Honeycomb core damages as small as 1.0 mm in depth and 1.8 mm in diameter were clearly and unambiguously imaged and delineated by the NMRI technique since they were permeated with hydrogenated fluid (ex., water). The quantification of liquids in honeycomb cores by means of simple computational tools (image processor and analyzer) was very successful in case of relatively high flash point fluids, insofar as their masses remained constant within the analyzed cells for significantly long periods of time.

O objetivo deste trabalho consistiu na caracterização das zeólitas Y e ZSM-5, usando a técnica de Espectroscopia de Alta resolução em sólidos por Ressonância Magnética Nuclear (RMN). Os espectros de alta resolução do 13C e 27Al foram obtidos usando, simultaneamente, as técnicas de desacoplamento em alta potência (DEC) e rotação da amostra em torno de ângulo mágico (MAS). Utilizamos os espectros de alta resolução dos núcleos de 27Al para analisarmos a coordenação e a quantificação dos alumínios estruturais e extra-estruturais em zeólitas Y e de 13C para analisarmos o posicionamento de moléculas direcionadas localizadas nos canais da ZSM-5 / The objective of this work consisted of the characterization of zeolites Y and ZSM-5, using Solid State High Resolution Nuclear Magnetic Resonance Spectrsocopy. The 13C and 27Al high resolution spectra were obtained using simultaneously, High Power Decoupling (DEC) and Magic Angle Spinning (MAS). The high resolution 27Al spectra were used to distinguish and quantify framework and non-framework aluminium in zeolites Y. The high resolution 13C spectra were used to probe the position and configuration of the guest organic molecules within the framework of the ZSM-5 zeolite

A osteocondrite dissecante (OCD) é uma das principais doenças que afetam os equinos jovens e uma das condições incluídas nas Doenças Ortopédicas do Desenvolvimento. Por se tratar de importante afecção articular, a OCD pode ser responsabilizada por perdas econômicas substanciais em decorrência da diminuição do desempenho atlético e reprodutivo dos animais acometidos. Sua etiologia é considerada multifatorial sendo associada a fatores nutricionais, endócrinos, genéticos e biomecânicos. A análise dos biomarcadores do líquido sinovial fornece dados fundamentais acerca das alterações representativas de inflamação e danos à cartilagem articular, por isso o monitoramento do ambiente articular caracteriza-se como uma importante ferramenta para o diagnóstico e acompanhamento da progressão da doença. A análise metabolômica por Ressonância Magnética Nuclear de prótons de hidrogênio (1H RMN) é um método de avaliação holístico, simultâneo e em tempo real, dos metabólitos de pequenas moléculas presente no líquido sinovial, capaz de fornecer dados a respeito da progressão da doença, da resposta a tratamentos e de determinar biomarcadores. No presente estudo objetivou-se estabelecer o perfil metabólico global do líquido sinovial de equinos acometidos por OCD, estudar a aplicabilidade da 1H RMN no diagnóstico da OCD e avaliar a possibilidade de distinção entre os líquidos sinoviais de articulações com OCD sintomática e assintomática. A determinação do perfil metabólico do líquido sinovial de equinos hígidos e acometidos por OCD assintomática e sintomática resultou em 32 metabólitos comuns às três condições articulares. Além destes, 2 compostos foram identificados somente nas articulações doentes, sendo eles o propilenoglicol e o composto aromático, porém, não foi possível diferenciar as articulações com OCD assintomática das articulações sintomáticas, pois ambos os grupos apresentavam metabólitos semelhantes e com intensidades similares.. Na comparação entre a intensidade dos espectros, observaram-se aumentos dos metabólitos glicose, glutamina, etanol, leucina, isoleucina, dimetilsulfona, creatina, creatinina, Nacetilglucosamina e N-acetilglutamina e -metil histidina e dos compostos propilenoglicol e composto aromático nas articulações com OCD com relação às hígidas. Dos metabólitos que apresentaram redução na intensidade dos espectros das articulações doentes têm-se o 3- hidroxibutirato e o acetato. Outros metabólitos demonstraram a mesma intensidade de sinal para os três tipos de articulação, sendo eles: piruvato, citrato, metionina, histidina, tirosina, valina, lactato, alanina, glicina, glicerol e fenilalanina. A análise estatística por PCA foi capaz de realizar o agrupamento dos espectros e atribuir a importância do composto aromático na diferenciação entre os animais hígidos e doentes. A análise metabolômica por 1H NMR mostrou-se técnica com alta reprodutibilidade entre as amostras e sensibilidade de detecção dos componentes do líquido sinovial, revelando claras diferenças entre os perfis bioquímicos de articulações hígidas e acometidas por OCD, indicativo das alterações metabólicas que ocorrem com a progressão desta doença, relacionadas principalmente com o processo de degradação cartilagínea. Este estudo salienta o potencial da análise metabolômica em fornecer uma nova perspectiva dos processos bioquímicos envolvidos na progressão da OCD. / Osteochondritis dissecans (OCD) is one of the most common diseases affecting young horses and one of the conditions classified as Developmental Orthopedic Diseases. As an important joint disorder, OCD is held responsible for substantial economic losses in consequence of the decrease in athletic and reproductive performance in affected horses. The condition presents a multifactorial ethiology, related to nutritional, endocrine, genetic and biomechanical factors, although its pathogeny is well established, associated with a disturbance of the process of endochondral ossification. Synovial fluid biomarkers analysis provide data regarding changes representative of inflammation and articular cartilage damage, which is why monitoring the joint cavity is an important tool for diagnosis and assessing disease progression. Proton Nuclear Magnetic Resonance spectroscopy is a holistic, simultaneous and real time approach, of the metabolites present in the synovial fluid, offering the potential to provide data regarding disease progression, response to treatment and to determine disease biomarkers. The aim of the present study was to establish the global metabolic profiling of normal and osteochondritic synovial fluid, to evaluate the applicability of the 1H RMN in the diagnosis of OCD, and to asses possible distinctions between symptomatic and asymptomatic horses. The metabolic profile determination resulted in 32 common metabolites to the three joint conditions. Moreover, 2 compounds were identified exclusively in the diseased joints, namely propylene glycol and aromatic compound, but we were unable to discern between asymptomatic and symptomatic individuals for both groups presented similarities in metabolites as well as their concentrations. When comparing spectral intensities, we observed marked increases in the metabolites glucose, glutamine, ethanol, leucine, isoleucine, dimethyl sulphone, creatine, creatinine, N-acetylglucosamine, N-acetylglutamine and -methyhistidine, besides the compounds propylene glycol and aromatic compound, in the affected joints compared to the healthy ones. Decrease in spectral intensities were related to the metabolites 3-hydroxybutirate and acetate in affected joints. Other metabolites showed no difference in intensities in all joint conditions, those being pyruvato, citrate, methionine, histidine, tyrosine, valine, lactate, alanine, glycine, glycerol and phenylalanine. PCA based statistical analysis was able to group spectra and to ascribe the importance of the aromatic compound in differentiating healthy from diseased joints. 1H RMN spectroscopy showed high reproductability between samples and sensitive in detecting synovial fluid compounds, unveiling clear diferences between the biochemical profiles of healthy and OCD affected joints, thus indicating metabolic alterations occuring with disease progression, related mainly with the cartilage degradation process. This study projects the potential of metabolomics analysis in providing a new perspective of the biochemical processes involved in OCD progression.

Orientador: Gabriela Castellano / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin. / Made available in DSpace on 2018-08-12T12:39:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CuellarBaena_SandraPatricia_M.pdf: 2971806 bytes, checksum: 993051b37ed11a93fc4c48a83e24003d (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Este trabalho visou o estudo e validação de técnicas de pre-processamento e quantificação de dados provenientes da técnica de Espectroscopia por Ressonância Magnética (MRS, do inglês Magnetic Resonance Spectroscopy), obtidos do cérebro humano in vivo, para a extração de informação que fosse clinicamente relevante para o estudo e diagnostico de tumores cerebrais. Para isso, foi feito o estudo da técnica com base na literatura, incluindo a revisão dos aspectos físicos envolvidos, estudando os métodos computacionais utilizados para o pre-processamento e quantificação dos dados, e os aspectos bioquímicos dos metabólicos de interesse presentes no cérebro humano, passiveis de serem quantificados através da técnica. Especificamente, foi estudado um método de quantificação de dados de MRS, o método. AMARES (Advanced Method for Accurate, Robust and Efficient Spectral fitting of MRS data), aplicado na quantificação de dados de MRS adquiridos de sujeitos controles e pacientes portadores de tumores cerebrais, provenientes de uma base de dados do Laboratório de Neuroimagem (LNI - Hospital das Clinicas - UNICAMP). Isso foi feito utilizando o software de domínio público jMRUI (http://sermn02.uab.es/mrui/)[1], que possui o método AMARES já implementado. Estes resultados foram comparados com resultados provenientes de uma quantificação manual desses mesmos dados, realizada previamente como parte do projeto de doutorado da Dra. Andréia Vasconcellos (atual docente do Depto. de Radiologia da FCM/UNICAMP)[2]. Foi verificada a concordância entre os dois métodos de quantificação, e também a viabilidade de usar os resultados da quantificação com o método automático para alem de diferenciar entre os grupos de pacientes e controles, realizar a separação dos Pacientes com tumores em diferentes grupos. Obteve-se que os resultados obtidos com o método automático foram mais precisos e consistentes que os obtidos com o método manual, e permitiram uma melhor classificação dos tipos de tumores. Adicionalmente, foram incluídos neste trabalho os resultados do estudo de perfis metabólicos ex vivo em tumores cerebrais pediátricos através da técnica HR-MAS (do inglês High Resolution Magic Angle Spinning). Este estudo adicional foi realizado no Laboratório de Imagem Molecular da Faculdade de Medicina da Universidade de Valencia (Espanha) através do Programa Santander de Mobilidade Internacional e financiado através de uma bolsa do Banco Santander-Banespa. / Abstract: The aim of this work was to study and validate techniques for pre-processing and quantificating Magnetic Resonance Spectroscopy data, obtained in vivo from the human brain, in order to get information clinically useful for the study and diagnosis of brain tumors. Therefore, a literature-based study of the technique was made, including a review of the Physics concepts involved, the data acquisition process in the scanner and the computational methods used to pre-process and quantificate the spectral data, as well as the biochemical aspects of the metabolites of interest in the human brain that can be detected by this technique. Special attention was given to the AMARES (Advanced Method for Accurate, Robust and Efficient Spectral fitting of MRS data) method for MRS data quantification, which was studied and applied to the quantification of data from control subjects and patients with brain tumors. The data came from a database of the Neuroimaging Laboratory (LNI - Hospital das Clinicas - UNICAMP). The quantification with AMARES was made through the jMRUI software (http://sermn02.uab.es/mrui/) [1], a public domain software for processing and quantification of MRS data. These results were compared to the results obtained with a manual quantification of the same data, previously done as part of the PhD thesis work of Dr. Andreia Vasconcellos (lecturer from the Radiology Department of the School of Medicine, UNICAMP) [2]. The agreement between the results from both quantification methods was verified, as well as the feasibility of using the automatic quantification results to differentiate among tumor types, besides differentiating between patients and controls. Results obtained by the automatic method were more accurate and consistent than those obtained by the manual method allowing a better classification. Additionally, in this work were included the results of the study of ex vivo and in vivo metabolic profiling in pediatric brain tumors using the HR-MAS (High Resolution Magic Angle Spinning) technique. This study was carried out in the Molecular Imaging Laboratory, School of Medicine at the University of Val¿encia (Spain), within the Santander-Banespa Bank International Exchange Program. / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Roberto Rittner Neto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-19T09:46:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cormanich_RodrigoAntonio_M.pdf: 17962045 bytes, checksum: e9b512f22b0c39e10dfff2d962a24647 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: São reportadas na presente dissertação as análises conformacionais dos aminoácidos da glicina, L-alanina, sarcosina e N,N-dimetilglicina e dos ésteres metílicos da L-valina, L-fenilalanina e L-tirosina, utilizando cálculos teóricos e espectroscopias de RMN de H e infravermelho. Todos os cálculos foram executados em nível B3LYP/aug-cc-pVDZ e comparados com os dados obtidos experimentalmente, para o caso dos ésteres metílicos da L-valina, L-fenilalanina e L-tirosina utilizando as espectroscopias de RMN de H e de infravermelho. Os valores de JHH em vários solventes forneceram informações importantes a respeito das variações populacionais com a mudança do meio para estes três sistemas moleculares. As populações relativas dos confôrmeros, obtidas em solventes com diferentes valores de constante dielétrica, foram também determinadas pela deconvolução da banda referente ao estiramento da ligação C=O dos espectros de infravermelho. Os resultados experimentais obtidos em cada solvente estão em boa concordância quando comparados com as estruturas obtidas utilizando cálculos teóricos de solvatação implícita IEFPCM (Integral Equation Formalism Polarized Continuum Model) e, portanto, validam estes últimos. Assim, em divergência aos dados da literatura, este trabalho sugere, baseado nas análises de orbitais naturais de ligação (NBO) e de teoria quântica de átomos em moléculas (QTAIM), que as preferências conformacionais destes importantes compostos são governados por efeitos estéricos e hiperconjugativos e não devido à possível formação de ligações de hidrogênio intramoleculares / Abstract: The conformational analysis of glycine, L-alanine, sarcosine and N,N-dimetilglycine aminoacids and L-valine, L-phenylalanine and L-tyrosine methyl esters, using theoretical calculations and H NMR and infrared spectroscopies, are reported in the present dissertation. All calculations were carried out at the B3LYP/aug-cc-pVDZ level of theory and compared with experimental data obtained for the L-valine, L-phenylanaline and L-tyrosine, using the H NMR and infrared spectroscopies. The JHH values in various solvents provided important informations about the populational variation with the environment changing to these three molecular systems. Conformer relative populations, obtained in solvents of different dieletric constant values, were also measured by the infrared spectra C=O stretching band deconvolution. The experimental results obtained in each solvent are in good agreement in comparison to the obtained structures using the implicit solvent model IEFPCM (Integral Equation Formalism Polarized Continuum Model) theoretical calculations and, therefore, validate the last ones. Indeed, in divergence with literature data, this work suggests, within the framework of natural bond orbital (NBO) and the quantum theory of atoms in molecules (QTAIM) analysis, that these important compounds conformational preferences are ruled by steric and hyperconjugative effects and not as due to possible intramolecular hydrogen bonding formation / Mestrado / Quimica Organica / Mestre em Química

Soluble guanylyl cyclase (sGC) is the receptor for nitric oxide and a highly sought-after therapeutic target for the management of cardiovascular diseases. New compounds that stimulate sGC show clinical promise, but where these stimulator compounds bind and how they function remains unknown. Here, using a photolyzable diazirine derivative of a novel stimulator compound, IWP-051, and MS analysis, we localized drug binding to the 1 heme domain of sGC proteins from the hawkmoth Manduca sexta and from human. Covalent attachments to the stimulator were also identified in bacterial homologs of the sGC heme domain, referred to as H-NOX domains, including those from Nostoc sp. PCC 7120, Shewanella oneidensis, Shewanella woodyi, and Clostridium botulinum, indicating that the binding site is highly conserved. The identification of photoaffinity-labeled peptides was aided by a signature MS fragmentation pattern of general applicability for unequivocal identification of covalently attached compounds. Using NMR, we also examined stimulator binding to sGC from M. sexta and bacterial H-NOX homologs. These data indicated that stimulators bind to a conserved cleft between two subdomains in the sGC heme domain. L12W/T48W substitutions within the binding pocket resulted in a 9-fold decrease in drug response, suggesting that the bulkier tryptophan residues directly block stimulator binding. The localization of stimulator binding to the sGC heme domain reported here resolves the longstanding question of where stimulators bind and provides a path forward for drug discovery.