Nas abordagens biotecnológicas de propagação de plantas, os meios de cultura devem ter uma composição química adequada à essa finalidade permitindo a otimização da produção. Como a bananeira (Musa sp.) é exigente em potássio, a busca do nível adequado desse macronutriente envolve não somente o comprometimento com o nível dos outros nutrientes (balanço iônico), mas também a relação entre eles. Para acompanhar os efeitos fisiológicos das relações de vários teores de K com os outros macro e micronutrientes é que explantes caulinares dos cvs. Nanica e Prata Anã foram cultivados em meio MS modificado em presença de BAP, sacarose, vitaminas, agar, suplementado com 6 diferentes doses de K: 5, 10, 15, 20, 25 e 30 mM, sendo que a dose 20 mM corresponde à concentração de K existente no MS básico, que foi adotado como controle.Foram feitas análises de massa de matéria seca (MMS),macro e micronutrientes na parte aérea, raiz e plântulas inteiras. Ao final do experimento foi determinado o número de plântulas e calculado o valor das relações N/K, K/P, K/Ca, K/Mg, K/Ca+Mg, K/S, K/Cu, K/Fe, K/Mn, K/Zn.Foram também dosados os teores da diamina putrescina e de poliaminas, e calculada a relação K/putrescina. Todos os parâmetros foram analisados segundo um delineamento experimental inteiramente casualizado. As plântulas que se desenvolveram em baixas concentrações de K apresentaram sintomas visuais de deficiência, como clorose e necrose das folhas mais velhas. Os cultivares apresentaram diferenças quantitativas entre si tanto em relação aos valores de MMS como em número de plântulas, relacionados às doses de K presentes nos meios de cultura. Em ambos os cultivares foi observada uma relação direta entre o desenvolvimento das plântulas e as concentrações de K com otimização ao redor de K 15 a 20 mM. Os teores de putrescina e de poliaminas foram maiores nos níveis mais baixos de K, atingindo o máximo na dose de K 5 mM. Em K 20 mM ocorreram maiores valores de MMS e em K 15 mM maior número de plântulas regeneradas. O íon K em geral foi mais intensamente absorvido do que os outros macro e micronutrientes sendo que estes tiveram sua absorção diminuída devido provavelmente a um efeito de diluição de seus teores pelo crescimento das plântulas in vitro. Esses resultados, inclusive os obtidos nas demais relações entre K e os outros macro e micronutrientes, as quais sempre foram crescentes (de K 5 a 30 mM), corroboram a essencialidade desse nutriente para os cvs. Nanica e Prata Anã. / Potassium is required in high dosis by the banana plant (Musa sp.) and interacts with other macro and micronutrients present in the medium in which banana tissues are maintained in vitro condition,with consequent modifications in the plant cell metabolism, mainly in nitrogen compounds, such as proteins and amino acids. When K is present in concentrations lower than the required, diamines such as putrescine, and polyamines, such as spermidine and spermine are formed. In order to establish the best dosis of K and follow the physiological consequences of the relationships N/K, K/P, K/Ca, K/Mg, K/Ca+Mg, K/S, K/Cu, K/Fe, K/Mn, K/Zn and K/putrescine, shoot apex of two banana cvs. Nanica and Prata Anã were maintained in asseptic conditions in modified MS media in the presence of 6 different dosis of K: 5, 10, 15, 20, 25 and 30 mM, K 20 mM being the K concentration in basic MS medium, and then transferred to rooting media with the same different K dosis. Dry wt., macro and micronutrients were measured in the shoots, roots and the intire plantlet, and number of plantlets produced determined, the data being analysed estatistically. Putrescine and polyamines were also determined. Visual symptoms of K deficiency such as clorosis and necrosis in the older leaves of all plantlets under low dosis of K were observed. The levels of putrescine and polyamines increased as K decreased in the medium, reaching the maximum value at K 5 mM, both cultivars presenting similar bahavior in relation to the diamine in some K concentrations. Quantitative differences were obtained among the two cultivars pertained to dry wt. values, number of in vitro regenerated banana plantlets and K concentration with optimization around K 15 and 20 mM. In general K absorption was more intense than the other nutrients, the absorption of the later being decreased probably due to a dilution effect of their values as the banana plantlets developed in vitro. These results, including those pertained to the relationships between K and the other nutrients, which always were high (from K 5 to 30 mM), corroborate the importance of potassium ion to the banana cvs. Nanica and Prata Anã.

A banana tem sido comumente indicada como uma boa fonte de frutooligossacarídeos (FOS), que são considerados componentes funcionais de alimentos. Contudo, diferenças significantes em suas quantidades têm sido referidas na literatura. Portanto, uma parte do trabalho foi destinada à identificação e quantificação de FOS durante o amadurecimento de cultivares de bananas pertencentes aos grupos genômicos mais comumente cultivados no Brasil. Considerando as diferenças de cultivar, estágio do amadurecimento e metodologia usada para análise de FOS, os conteúdos dos açúcares foram analisados por cromatografia líquida de alta performance (HPAEC-PAD) e cromatografia a gás (CG-MS). Uma pesquisa inicial entre oito cultivares no estágio maduro, mostrou acúmulo de 1-cestose, primeiro membro da série de FOS, em todas elas (quantidades entre 297 e 1600 µg/g M.S). A nistose, o segundo membro, foi detectado somente na cultivar Prata. Com bases nestes dados, foram escolhidas cinco cultivares, para que fossem analisadas durante todo o amadurecimento. Os resultados mostraram uma forte correlação entre a chegada a um nível específico de sacarose (~200 mg/g M.S) e a síntese de 1-cestose. Em uma segunda fase, os níveis de sacarose e FOS total foram quantificados em diferentes fases de amadurecimento de banana Prata, armazenada em temperatura ambiente e em baixa temperatura. As supostas enzimas envolvidas em sua síntese também foram avaliadas. Para explorar a possibilidade da invertase ser responsável pela atividade de frutosiltransferase em banana, foi medido o efeito do inibidor Piridoxal HCl, os níveis de concentração do substrato e as atividades de hidrólise e transglicosilação, e o efeito do tempo no estudo cinético da enzima. A baixa temperatura atrasou todos os eventos analisados por 15 dias e os níveis de sacarose tiveram um pequeno aumento, porém constante, enquanto a banana estava armazenada ao frio, e uma rápida elevação no final do amadurecimento. Foi detectado FOS total desde o primeiro dia pós-colheita, enquanto que a 1-cestose permaneceu indetectável até os níveis de sacarose atingirem aproximadamente 200 mg/g M.S., em ambos os grupos. Os níveis de sacarose e FOS total foram ligeiramente maiores em bananas armazenadas em baixas temperaturas do que em frutos controle. Em ambas as amostras os níveis de FOS total foram maiores que de 1-cestose. Os perfis de carboidratos por HPLC e TLC sugeriram a presença de neocestose, 6-cestose e bifurcose. A enzima supostamente responsável pela atividade de transglicosilação em banana parece ser a invertase. Contudo, os altos níveis de sacarose encontrados em banana armazenadas em baixa temperatura, poderiam ser resultado de várias mudanças de enzimas degradativas e biossíntéticas, como sacarose-sintase (SuSy), sacarose-fosfato-sintase (SPS), invertase e outras, uma vez que a sacarose possui um papel central, direta ou indiretamente, em diversas vias do metabolismo de carboidrato em banana. Assim, na última parte do trabalho foram analisados o acúmulo de sacarose e a síntese e atividade de enzimas sintéticas, hidrolíticas e fosforolíticas, importantes no metabolismo de amido-sacarose, durante o amadurecimento de banana Prata nos dois tratamentos. A baixa temperatura não danificou os frutos, aumentando a vida de prateleira deles. As amostras do frio apresentaram pequeno aumento no nível de degradação de amido e um acréscimo de 20 % na sacarose acumulada durante o amadurecimento. Foi verificado o atraso na produção de etileno, CO2, e no início de degradação de amido durante o acondicionamento ao frio, concomitante ao atraso no pico de atividade de α-amilase. O atraso no climatério também manteve alta a atividade e síntese protéica de SuSy durante o armazenamento a frio, que declinaram após a retirada do frio, como no controle. As enzimas β-amilase, fosforilase (forma citosólica e plastidial) e SPS reagiram positivamente, sofrendo uma indução positiva na síntese e atividade enzimática durante o armazenamento ao frio, que poderia ser parte do mecanismo necessário para os maiores níveis de açúcares e para o processo de tolerância do fruto à baixa temperatura. / Banana has been currently indicated as a good source of fructooligosaccharides (FOS), which are considered to be functional components of foods. However, significant differences in their amounts in bananas have been observed in the literature. So, a part of this work aims to identify and quantify FOS during ripening in different banana cultivars belonging to the most common genomic groups cultivated in Brazil. Considering that these differences can be due to cultivar, stage of ripening, and the methodologies used for FOS analyses, sugar contents were analyzed by high performance anion exchange chromatography pulsed amperiometric detection (HPAEC-PAD) and gas chromatography- mass spectrometry (GC-MS). An initial screening of eight cultivars in a full-ripe stage showed that 1-Kestose, the first member of the FOS series (amounts between 297 and 1600 µg/g of D.M), was accumulated in all of them. Nystose, the second member, was detected only in Prata cultivar. Five of the cultivars were analyzed during ripening, and a strong correlation could be established with a specific sucrose level (~200 mg/g of D.M.), which seems to trigger the synthesis of 1-Kestose. In a second part of this work, the levels of sucrose and total-FOS were quantified in different phases of banana Prata ripening stored at ambient and low temperature. The supposed enzymes involved in their synthesis were also evaluated. To explore the possibility that invertase could be responsible for the fructosyltransferase activity in banana, we measured the effect of the inhibitor Pyridoxal HCl, the level of substrate concentration on both hydrolyze and transglycosylase activity in the same protein extract and the effect of time on kinetic study of the enzyme. The cold temperature delayed all the analyzed events for 15 days and sucrose levels increased low, but constantly, while banana were stored at low temperature and had a burst when it increased. Total-FOS were detected in the first days after harvest, while 1-kestose remained undetectable until the sucrose levels were around 200 mg.g (dry weight), in both groups. Total-FOS and sucrose levels were higher in banana stored at low temperature than in control. In both samples total-FOS levels were higher than 1-kestose. The carbohydrate profiles by HPLC and TLC suggest the presence of neokestose, 6-kestose and bifurcose. The enzyme supposed to be responsible for the transglycosilation activity in banana, seems to be an invertase. However, the higher sucrose levels found in banana stored at low temperature could be result of several changes in biosynthetic and degradative enzymes, such sucrose-synthase, sucrose-phosphate-synthase, invertase and others, once that sucrose plays a central role in a lot of direct and indirect carbohydrate pathways in banana fruits. So, in the last part of this work, we analyzed the sucrose accumulation and synthesis and activity of synthetic, hydrolytic and phosphorolytic enzymes that are important in the starch-sucrose metabolism during ripening of banana Prata stored at ambient and low temperature. The levels of starch degradation and sucrose accumulation (around 20% over) showed high levels in cold fruits as compared with control, during the ripening. The cold temperature delayed the ethylene and CO2 production, and the beginning of the starch degradation, concomitantly with a delay in the profile of α-amylase synthesis and activity. The late climateric also maintained the high synthesis and activity of SuSy during the cold storage that decreased just after ending the cold exposure. The β-amylase, phosphorylase (plastidial and citossolic forms) and the SPS enzymes showed a positive induction in the both activity and synthesis of protein during the cold storage. It could be important to the higher sugars levels showed at low temperature and that could contribute to the process of cold resistance in banana fruit.

Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / The development of polymers with the ability to transport and release drugs and bioactives has been growing rapidly because of their unique properties in protecting and enhancing solubilization of drugs in physiological media. In this work, polyesters derived from β-cyclodextrin were developed in two different systems: The former consisted of cyclodextrin cross-linked with citric acid and subsequently functionalized with glutamic acid. The latter was obtained from β-cyclodextrin esterified with gluthamic acid. The polyesters were characterized by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Solid-state Cross-Polarization Magic Angle Spinning Carbon-13 Nuclear Magnetic Resonance (CP/MAS 13C–NMR) and Thermogravimetric Analysis (TGA) for the confirmation of the formation of polymers and the esterification of glutamic acid with β-cyclodextrin molecules. The formation of inclusion complex of the polymers in solution with orange methyl was evaluated to verify the activation of β-cyclodextrin cavities. The polymers were used as reducer and stabilizer in the synthesis of silver nanoparticles (AgNPs). The characterization of the AgNPs was performed by UV-Vis spectroscopy, and bands between 350-500 nm evidenced of the obtainment of silver nanoparticles. Analyses by transmission electron microscopy revealed AgNPs with spherical morphology and diameter around ~ 5 to ~60 nm, corroborating with the results of UV-Vis. / O desenvolvimento de polímero com a capacidade de transportar e liberar fármacos e compostos bioativos vem crescendo rapidamente, devido suas propriedades únicas em proteger e aumentar a solubilização em meios fisiológicos. Neste trabalho, foram desenvolvidos poliésteres derivado de β-ciclodextrina em dois sistemas distintos. O primeiro sistema foi obtido a partir de β-ciclodextrina reticulado com ácido cítrico e posteriormente funcionalizado com ácido glutâmico. O segundo foi a partir de β-ciclodextrina esterificada com ácido glutâmico. Os poliésteres foram caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), ressonância magnética nuclear no estado sólido sob polarização cruzada e rotação com ângulo mágico (RMN 13C CP/MAS) e análise termogravimétrica (TG), para a confirmação da formação dos polímeros e a esterificação do ácido glutâmico com as moléculas de β-ciclodextrina. A formação de complexo de inclusão dos polímeros com o alaranjado de metila foi avaliada em solução, comprovando-se a ativação das cavidades de β-ciclodextrina. Os polímeros foram testados quanto a habilidade de promover a formação/estabilização de nanopartículas de prata (AgNPs) a partir de nitrato de prata em solução. A caracterização das AgNPs foi realizada por espectroscopia de UV-Vis, e as bandas observadas entre 350-500 nm são evidências da presença de nanopartículas de prata. As imagens de microscopia eletrônica de transmissão revelaram AgNPs de morfologia esférica com diâmetro em torno de ~5 a ~60 nm, corroborando com os resultados de UV-Vis. / São Cristóvão, SE

A banana é altamente susceptível a injúrias causadas pelo frio, mas o efeito da refrigeração nos atributos que caracterizam a qualidade do fruto maduro é ainda pouco explorado. Neste trabalho, alguns desses atributos foram analisados em duas cultivares de banana escolhidas por sua diferença em relação à susceptibilidade ao frio: Nanicão e Prata. As duas cultivares foram armazenadas a baixas temperaturas (cv. Nanicão a 13 ºC e cv. Prata a 13 ºC e 10 ºC) por 15 dias e o efeito do frio sobre os compostos voláteis responsáveis pelo aroma e sabor, índices de cor da casca, níveis de carotenoides, açúcares e amido foram analisados comparativamente durante a maturação dos frutos e o perfil de proteínas diferentemente abundantes foi analisado na cultivar Nanicão. Com o auxílio das ferramentas da estatística multivariada, verificou-se que a produção dos compostos voláteis é altamente sensível as baixas temperaturas. A cv. Prata apresentou uma maior resistência ao efeito negativo do armazenamento, mesmo armazenada a 10 ºC. Na cv. Nanicão, as amostras maduras do grupo frio (13 ºC) foram caracterizadas pela presença dos carotenoides majoritários devido ao fato de que as vias metabólicas que utilizam carotenoides terem sido afetadas pelo armazenamento em baixas temperaturas. Para a cv. Prata teve um efeito negativo com o armazenamento, com redução dos níveis de carotenoides tanto a 13 ºC quanto a 10 ºC. Em relação à cor da casca dos frutos não foi observado um efeito evidente nas amostras submetidas a baixas temperaturas. Pela análise proteômica, foi possível entender como o frio causou um impacto negativo na síntese de sacarose, uma vez que as proteínas mais afetadas foram associadas ao metabolismo de energia e de carboidratos. / Bananas are fruits highly susceptible to injuries caused by cold temperatures, but the effect of refrigeration on the attributes that characterize the quality of ripe fruit is still underexplored. In this work, some of these attributes were analyzed in two banana cultivars chosen for their difference in susceptibility to cold temperatures: Nanicão and Prata. Both cultivars were stored at low temperatures (cv. Nanicão at 13 ºC and cv. Prata at 13 °C and 10 °C) for 15 days and the effect of the cold on the volatile compounds responsible for aroma, skin color index, levels of carotenoids, sugars, and starch were comparatively analyzed during fruit maturation and different abundant protein profiles of the Nanicão cultivar were analyzed. By using multivariate statistic tools, it was found that the production of volatile compounds is highly susceptible to low temperatures. However, cv. Prata showed greater resistance to the negative effects of storage even when stored at 10 °C. For cv. Nanicão, ripe samples from the cold group kept at 13 ºC were characterized by the presence of majority carotenoids due to the fact that the metabolic pathways that use carotenoids were affected by the storage at such a low temperature. Conversely, cv. Prata experienced a negative effect with the storage, with reduced levels of carotenoids in both cold groups kept at 13 ºC and 10 ºC. In relation the skin color of the fruit, no effect on the samples held at low temperatures was observed. For proteomics analysis, it was possible to understand how the cold storage caused a negative impact on the synthesis of sucrose, since most of the affected proteins were associated with energy and carbohydrate metabolism.

A prata metálica é um conhecido agente antimicrobiano, e a sua aplicação na forma de nanopartículas de prata vem sendo apontada como uma alternativa para aplicação em dispositivos médico hospitalares. Vários métodos foram sugeridos para a prevenção da infecção relacionada ao acesso vascular, entre eles, os cateteres revestidos com nanopartículas de prata têm recebido atenção mais recentemente, por oferecerem desempenho superior em aspectos onde outros métodos falharam. Este trabalho propôs avaliar a ação de nanopartículas de prata (AgNPs) em linhagens hospitalares e sua aplicabilidade em cateteres intraluminais. Na primeira fase, 12 linhagens (3 linhagens de referência e 8 linhagens hospitalares) foram testadas frente a diferentes concentrações de nanopartículas de prata de 10 nm; e na segunda fase, duas linhagens de referência foram escolhidas para os testes com os cateteres impregnados com uma solução polimérica contendo nanopartículas de prata. Os resultados obtidos atestam que as nanopartículas de prata funcionam como uma opção para controle bactericida. / In recent years, there has been increased concern regarding the use of antimicrobials (antibiotics) in general practices and in hospital-medicine devices, a factor that may contribute for the development and selection of antibiotic-resistant strains. The metallic silver is a known antimicrobial agent. Currently, its application in the form of nanoparticles (nanosilver) has been suggested as an alternative for use in hospital medical devices. Central venous catheters (CVCs) are commonly used in critically ill patients to administer fluids, blood products and parenteral nutrition. The contamination of catheters introduced into the bloodstream and subsequent infection, severe sepsis and septic shock are associated with high morbidity and mortality. This is one of the greater challenges of treating critically ill patients. Various methods have been suggested for prevention of infection related to the vascular access, including, catheters coated with silver nanoparticles which have received attention more recently, since they offer higher performance in aspects in that other methods have failed. This alternative consists in associating nanoparticles of metallic silver to a polymeric material that coats the catheter inner and externally. The main characteristics of the coating that can potentially be ajusted are the intensity and spectrum of bactericidal activity, the rate of bactericidal releasing and resistance to biofilm formation. This work proposes to evaluate the effects of silver nanoparticles (AgNPs) in hospital strains and their applicability in intraluminal catheter. In the first stage, 12 strains (3 reference strains and 9 hospital strains) were tested against different concentrations of silver nanoparticles of 10 nm (SIGMA-Aldrich); and in the second phase, two reference strain (a Gram-positive and Gram-negative) were selected for the tests with catheters impregnated with a polymer solution containing silver nanoparticles of 10 nm (SIGMA-Aldrich). The results obtained in the first stage showed a high efficiency of nanoparticles on three reference strains - S. aureus IPT 246, P. aeruginosa IPT 322 and K. pneumoniae IPT 412-, and moderate efficiency on hospital strains - S. aureus S.a. 1 and S.a. 2; P. aeruginosa P.a. 1 and P.a.2 ; and A. baumannii Acb. 2, Acb. 4 and Acb. 8, indicating that silver nanoparticles work as an option for bacterial control. A preliminary search of silver resistance genes in the strains indicates the possibility that 5 of these strains have genes related to silver resistance similar to those described in the literature. The results obtained in the second phase show that the process of impregnation of the intraluminal catheter has reached the desired goal in both the coating device, and in reducing bioburden according the tests carried with the reference strains S. aureus 246 IPT and P. aeruginosa IPT 322.

Neste trabalho as propriedades físicas e químicas das nanopartículas (NPs) de prata de diferentes tamanhos e formatos são investigadas teoricamente utilizando cálculos de primeiros princípios dentro da Teoria do Funcional da Densidade (DFT), descrita em termos da Aproximação do Gradiente Generalizado (GGA), com o uso de Pseudopotenciais Ultrassuaves (USPP). Uma investigação sistemática das propriedades estruturais, energéticas, eletrônicas e vibracionais (faixa do infravermelho - IR) é realizada para as nanopartículas passivadas e não passivadas. Seguindo as observações experimentais construímos as nanopartículas livres utilizando o empacotamento cristalino FCC nas simetrias octaédrica, cubo-octaédrica, octaédrica truncada e esférica, e, também, na simetria icosaédrica não cristalina. Para avaliar a inuência da dimensão das nanopoartículas em suas propriedades, são investigadas diferentes NPs com diâmetros variando entre 0,3 e 2,9 nm (entre 6 e 561 átomos). No presente estudo, são identicados três regimes característicos associados às dimensões do nanopartículas: (i) inferior a 1,5 nm (até 100 átomos), apresentando forte característica molecular; (ii) entre 1,5 e 2,0 nm (100 e 300 átomos), onde o comportamento molecular é inuenciado pelo caroço cristalino; e (iii) acima de 2,0 nm (mais de 300 átomos), onde as propriedades do cristal são preponderantes, mas com modulação de superfície. Os efeitos da passivação são investigados considerando a adsorção dos radicais metil (CH3) e vinil (C2H3) em NPs menores que 2,0 nm. Nossos resultados sugerem que as propriedades físicas consideradas (energia de formação, comprimentos de ligação e espectros IR) estão fortemente correlacionadas com a coordenação do sítio adsorvido. Os nossos cálculos da energia total sugerem que as adsorções realizadas sobre os sítios de menor coordenação são mais propensas a passivação pelas moléculas dos surfactantes considerados. Outros modelos de simplicação possíveis para a simulação das nanopartículas, como um único átomo ou secções transversais em hemisférios, também são investigados. Os nossos cálculos sugerem que os modelos simplicados devem ser usados com certo cuidado, por não descreverem adequadamente todas as propriedades físicas analisadas. / In this work, physical and chemical properties of silver nanoparticles (NPs) of different sizes and shapes are investigated theoretically using rst principles calculations in the Density Functional Theory (DFT) framework, described in terms of the Generalized Gradient Approximation (GGA), and by using Ultra-Soft Pseudopotentials (USPP). A systematic investigation of energetics, structural, electronic and vibrational (infrared range, IR) properties of both the passivated and nonpassivated nanoparticles are performed. Following experimental observations, free NPs are constructed using the crystalline FCC packing in octahedral, cube-octahedral, truncated octahedral and spherical symmetries, and also in noncrystalline icosahedral symmetry. In order to evaluate the inuence of the nanoparticless size in its properties, different NPs with diameters ranging between 0.3 and 2.9 nm (corresponding to 6 to 561 atoms) are investigated. In this study we identied three characteristics regimes associated with the nanoparticles dimensions: (i) below 1.5 nm (100 atoms) where remarkably molecular aspects are observed; (ii) between 1.5 and 2.0 nm (100 and 300 atoms) where the molecular behavior is inuenced by the core crystallinity; and (iii) above 2.0 nm (more than 300 atoms) where the crystal properties are preponderant, but with surface modulation. Passivation effects are investigated considering the adsorption of the methyl (CH3) and vinyl (C2H3) radicals on NPs smaller than 2.0 nm. Our results suggests that the considered physical properties (formation energy, bond lengths, IR spectra) are strongly correlated to the adsorbed site coordination. Our total energy calculations suggest that lower coordinated adsorption sites are more likely to be passivated by the surfactant molecules considered. Other possible simplied models for simulating NPs, such as a single atom or polar cross sections are also investigated. Our calculations suggest that simplied models might be used with some care, as not all considered physical properties are well described by them.

A contaminação dos implantes e seus componentes protéticos por patógenos específicos, ainda é um problema a ser resolvido na Implantodontia. Nanoestruturas associadas à prata, aplicadas em superfície de titânio, têm sido investigadas e vêm demonstrando inibir significativamente a adesão, crescimento e colonização de uma vasta gama de microrganismos patogênicos, inclusive os resistentes a antibióticos. O objetivo deste experimento foi verificar a presença de toxicidade de nanoestruturas associadas à prata, aplicadas à superfície de titânio, frente a cultura de osteoblastos, visando desenvolver um material biocompatível, promissor na corrida pela prevenção da colonização bacteriana dos implantes. Discos de titânio comercialmente puro foram revestidos com três tipos diferentes filmes nanoestruturados. As amostras foram expostas a culturas de linhagens imortalizadas de osteoblastos (MC3T3-E1) e submetidas a ensaios de toxicidade direta (MTT), após 24h, 48h e 72h de incubação, a fim de determinar a taxa de proliferação e redução da viabilidade celular. Além disso, para verificar adesão e morfologia celular, foi realizada Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) após 24h de incubação. No ensaio de toxicidade celular MTT, após 48h de incubação, as superfícies nanoestruturadas, nomeadas TiAg, TiAA e SiO2, comportaram-se de maneira muito similar ao grupo controle de titânio puro (Ti) (p<0,05). O grupo SiO2 registrou maior absorbância em 24h, com diferença relevante em relação a todos os outros grupos (testes e controles). Em MEV foram verificadas uma morfologia celular compatível com viabilidade e presença de adesão dos osteoblastos em todas as superfícies testadas, similar aos grupos controles. Dessa forma, verificou-se que os três filmes nanoestruturados demonstraram biocompatibilidade a osteoblastos. / Contamination of implants and their prosthetic components by specific pathogens is still a problem to be solved in Implantology. Nanostructures associated to silver applied on titanium surface have been investigating, and have showing to inhibit significantly the adhesion, and growth of a broad range of pathogenic microorganisms, including antibiotic-resistant ones. The aim of this experiment was to verify the presence of toxicity in nanostructures associated to silver applied to titanium surface against osteoblast culture, in order to develop a biocompatible promising material in the race for prevention on implants bacterial colonization. Each commercially pure titanium disk received one of three different nanostructured films: SiO2, TiAg, and TiAA. Samples have exposed to cultures of immortalized lines osteoblasts (MC3T3-E1), and submitted to direct toxicity assay (MTT) after 24h, 48h and 72h of incubation to determine the proliferation rate and cell viability reduction. Furthermore, to verify adhesion and cell morphology, Scanning Electron Microscopy (SEM) has performed after 24h incubation. The 48h MTT cell toxicity assay showed similarity in results among test surfaces and pure titanium control group (Ti) (p <0.05). The SiO2 group registered higher absorbance in 24h, with significant difference regarding to all other groups (tests and controls). SEM exhibited cell morphology indicative of viability, and presence of osteoblast adhesion on all test surfaces, similar to control groups. Thus, it found of that three nanostructured films demonstrated osteoblasts compatibility.

Na primeira parte desta dissertação, nos concentramos na utilização de uma abordagem baseada na remoção oxidativa controlada de sementes/núcleos promovida pela adição de HCl na síntese poliol de nanofios de prata (Ag). Isto possibilitou um controle fino sobre a espessura dos nanofios gerados na faixa de de 65 a 765 nm, no qual as larguras obtidos apresentaram um aumento linear em função do aumento na concentração de HCl utilizado na reacção. Embora a largura também se mostrou dependente de outros parâmetros experimentais, tais como a concentração de AgNO3 e polivinilpirrolidona (PVP) e temperatura, remoção oxidativa promovida por HCl possibilitou o controle sobre uma faixa de tamanhos mais ampla. Também investigamos as propriedades ópticas dos nanofios de Ag em função do seu tamanho e sua aplicabilidade como substratos para detecção atraves do fenômeno de espalhamento Raman intensificado por superfície (SERS). Na segunda parte deste trabalho, nanotubos de Ag-Au, Ag-Pt e Ag-Pd contendo morfologias de superfície controladas foram obtidos através da reação de substituicão galvânica entre os nanofios de Ag e íons AuCl4-, PtCl62-, e PdCl42-, respectivamente. Nesse caso, superfícies lisas foram obtidas a 100 oC enquanto superfícies rugosas foram observadas a temperatura ambiente. Mostramos ainda que superfícies lisas também puderam ser obtidas usando-se uma solução saturada de NaCl como solvente durante a reação galvânica. Na terceira parte deste trabalho, investigamos o efeito da excitação da ressonância plasmônica de superfície (SPR) nos nanofios de Ag sobre a atividade catalítica frente a redução do 4-nitrofenol. Contudo, nossos resultados mostraram um queda da atividade catalítica pela excitação SPR, mostrando que a excitação do SPR também pode levar a efeitos detrimentais sobre a atividade catalítica dependendo do mecanismo de reação estudado e natureza de intermediários na etapa determinante da velocidade de reação. Como as propriedades de nanoestruturas metálicas são fortemente dependentes de tamanho, forma e composição, acreditamos que os resultados apresentados aqui relatados podem ter implicações importantes para o design de nanomateriais unidimensionais com características/propriedades desejadas para aplicações em diversas áreas, incluindo óptica e catalise. / In the first part of this thesis, we focused on the utilization of an approach based on controlled oxidative etching for the removal of seeds/nuclei promoted by the addition of HCl in the polyol synthesis of silver nanowires (Ag). This allowed a precise control over the width of the Ag nanowires in the 65-765 nm range. In this case, the widths showed a linear increase with the HCl concentration employed in the reaction. While the width was also dependent on other experimental parameters such as the concentration of AgNO3 and polyvinylpyrrolidone (PVP) as well as the temperature, oxidative etching promoted by HCl enabled the control over a wider range of sizes. We also investigated the optical properties of Ag nanowires as a function of their size and their applications as substrates for surface enhanced Raman scattering (SERS). In the second part of this work, Ag-Au, Ag-Pt, and Ag-Pd nanotubes displaying controlled surface morphologies were obtained by galvanic replacement reaction between the Ag nanowires and AuCl4-, PtCl62-, e PdCl42- ions, respectively. In this case, while smooth surfaces were obtained at 100 °C, rough surfaces were observed at room temperature. We also showed that smooth surfaces could be obtained by using a saturated solution of NaCl as the solvent during the galvanic reaction. Finally, in the third part of this study, we investigated the effect of surface plasmon resonance (SPR) excitation on Ag nanowires over the catalytic activity towards the 4-nitrophenol reduction. However, our results indicated a drop in catalytic activity with SPR excitation, showing that the SPR excitation can also lead to detrimental effects on the catalytic activity depending on the nature of the chemical reaction mechanism and intermediates in the rate-determining step of the reaction. As properties in metallic nanostructures are strongly dependent on size, shape and composition, we believe that the results reported here may have important implications for the design of one-dimensional nanomaterials design with desired features/properties for applications in various fields that include optics and catalysis.

Devido às características especiais as nanopartículas (10-9m) estão sendo utilizadas em uma ampla gama de produtos, porém é conhecido que a utilização dessas partículas podem causar efeitos biológicos adversos, aumentando a preocupação em relação à saúde e ao meio ambiente. Recentemente, as nanopartículas de prata (AgNPs) têm sido alvo de estudos genotóxicos e citotóxicos, sendo que ainda não existe um consenso acerca da relação entre tamanho e toxicidade dessas partículas. Assim, este trabalho avaliou a citotoxicidade e a genotoxicidade das AgNPs de 10 e 100 nm nas linhagens celulares CHO-K1 e CHO-XRS5, por meio do Ensaios de Viabilidade Celular, Sobrevivência Clonogênica, Teste do Micronúcleo, o Ensaio Cometa e Cinética do Ciclo Celular por Citometria de Fluxo. Em todos os ensaios, as células foram expostas por 24 h à diferentes concentrações de AgNPs (0,025 a 5,0 g/ml) e, as células não tratadas foram utilizadas como controle negativo. A concentração de 5,0 g/ml foi citotóxica nos ensaios de Viabilidade Celular e Sobrevivência Clonogênica, sendo excluída dos ensaios de genotoxicidade. De maneira geral, as células CHO-XRS5 apresentaram menor viabilidade e maior quantidade de danos no DNA do que as células CHO-K1. As AgNPs de 10 nm causaram maiores níveis de danos no DNA em ambas as linhagens e um aumento de células em subG1 logo após o tratamento na linhagem CHO-K1. Entretanto, no tempos 24 e 72 h após o tratamento foi verificada a maior toxicidade (células em subG1) das AgNPs de 100 nm quando comparadas com suas homólogas menores (10 nm). Assim, foi observado que as AgNPs de 10 nm apresentam efeito tóxico a curto prazo similar ou maior do que a mesma concentração de partículas de 100 nm. No entanto, os efeitos genotóxicos e citotóxicos de longo prazo das AgNPs de 100 nm foram maiores do que os da partículas de 10 nm para ambas as linhagens celulares, comprovando que a exposição às AgNPs maiores (100 nm) pode causar mais efeitos biológicos adversos do que suas homólogas menores (10 nm). / Due to their particular characteristics, nanoparticles (10-9m) are being used in a range of products. However, these particles can cause adverse biological effects and because of that, there is a great concern about the health and environmental risks related to the use of these particles. Recently, silver nanoparticles (AgNPs) have been used in a variety of cytotoxicity and genotoxicity studies, but there are still controversies regarding the association between the size and the toxicity of these particles. Thus, in this study, we aimed to evaluate the cytotoxicity and genotoxicity of AgNPS (10 and 100 nm) in two different cell lines, CHO-K1 and CHO-XRS5, by performing Cell Viability assay (XTT), Clonogenic assay, Micronucleus test, Comet assay, as well as by investigating the Cell Cycle kinetics using the flow cytometry. For all the different assays, the cell cultures were exposed for 24 hours to different concentrations of AgNPs (0.025 to 5.0 g/ml) and the untreated cells were used as the negative controls. Since results from the Viability and Clonogenic assays indicated that the concentration of 5.0 g/ml was cytotoxic for both cell lines, this concentration was not included in the genotoxic assays. Our results indicated that the CHO-XRS5 cells presented a lower viability and higher levels of DNA damage compared to the CHO-K1 cells. The 10 nm-AgNPs induced greater levels of DNA damage than the 100 nm-particles in both cell lines and the former also led to a subG1 arrest soon after the treatment only in the CHO-K1 cell line. In contrast, results from all the other assays indicated that greater levels of toxicity were induced by the 100 nm-AgNPs when compared to the 10 nm-particles, both 24 and 72 h after the treatment. Thus, at the same concentration, the short-term effects of the 10 nm-AgNPs were equal to or more toxic than those of the 100 nm-particles. Nevertheless, both long-term genotoxicity and cytotoxicity induced by the 100 nm-AgNPs were greater than those induced by the 10 nm-particles for both cell lines, which suggests that the exposure to greater size particles (100 nm) can cause more adverse biological effects than the exposure to the smaller particles(10 nm).

Contatos elétricos são aplicados na área de geração, manuseio e distribuição de energia elétrica, sendo fabricados em metais condutores como: cobre eletrolítico e suas ligas. Através de alguns métodos de brasagem, pastilhas com propriedades de condutividade, elétrica e térmica, mais apuradas são brasadas sobre estas bases condutoras. Em função da substituição do cádmio por um elemento menos nocivo ao homem e ao meio ambiente, o estanho vem se difundindo com rapidez, apoiado por iniciativas internacionais. O objetivo deste trabalho é avaliar a brasabilidade de um metal de adição na liga 40%Ag-21%Zn- 20%Cd-19%Cu, sobre metais de base em: cobre eletrolítico, latão (65%Cu-35%Zn), prata pura e prata-óxido de estanho (90%Ag-10%SnO2) através dos ensaios da gota séssil e da cunha. As amostras foram caracterizadas metalograficamente. Os resultados mostraram que a brasabilidade para todos os substratos empregados estava dentro de valores de ângulo de contato menores que 10o, com exceção do substrato prata-óxido de estanho. Para este material ocorreu o demolhamento, dificultando a caracterização da sua molhabilidade. / Electrical contacts are manufactured with conductive metals, like electrolytic copper and its alloys. These products are used in electric circuits to manage the electrical energy. Electrical contacts assemblies can be built up by brazing joining methods, which improves electrical and thermal conductivity in non-ferrous substrates. The cadmium oxide, present into electrical contact alloys, has been replaced by tin oxide due to environmental issues, to meet the actual internationals agreements. The objective of this work is to evaluate the brazeability of a filler metal 40%Ag-21%Zn-20%Cd-19%Cu, on non-ferrous substrates, like: electrolytic copper, brass (65%Cu-35%Zn), silver and silver tin-oxide (90%Ag- 10%SnO2) using sessile drop and edge tests. The results showed that the brazeability of all non-ferrous substrates depicted contact angles less than 10º, except for the silver-tin oxide substrate. For silver-tin oxide substrate dewetting took place and the measurement of contact angles was impossible.