Orientador: Jean Leandro dos Santos / Banca: Cíntia Duarte de Freitas Milagre / Banca: Fernando Rogério Pavan / Resumo: O Mycobacterium tuberculosis (MTB), principal agente da tuberculose (TB), é responsável pela morte anual de 1,5 milhões de pessoas no mundo. Atualmente, uma das grandes preocupações mundiais é o aumento do número de casos de TB multirresistente a fármacos (MDR-TB) e TB extensivamente resistente a fármacos (XDR-TB) devido à elevada taxa de mortalidade, dificuldade de tratamento e os altos custos envolvidos nessas condições. A bedaquilina foi o último fármaco aprovado pela agência norte americana - Food and Drug Administration (FDA) - para tratamento da MDR-TB e XDR-TB, após um intervalo de mais de 50 anos sem novos fármacos. Todos estes fatos justificam a descoberta de fármacos mais seguros e efetivos contra formas sensíveis e resistentes do MTB. Entre os fármacos utilizados no tratamento da tuberculose, a isoniazida (INH) é um dos principais representantes da primeira linha de tratamento. Além disso, compostos contendo a função N-óxido como os furoxanos e as quinoxalinas têm sido descritos como protótipos para descoberta de novos fármacos anti-TB. O objetivo deste trabalho foi o planejamento, síntese e avaliação antituberculose de novas moléculas híbridas entre furoxanos e INH (série 1) e quinoxalinas e INH (série 2). Nesse contexto, sintetizamos e caracterizamos onze moléculas híbridas finais da série 1 e sete derivados quinoxalínicos da série 2 e avaliamos a atividade anti-TB contra cepas de MTB H37Rv e isolados clínicos multirresistentes. As moléculas apresentaram valores de concentração inibitória mínima (CIM) entre 1,03 - 101 µM. Quatro moléculas da série 1 se mostraram promissoras e foram avaliadas quanto a sua citotoxicidade (IC50) em células MRC- 5 e J774A.1. As moléculas da série 2 não foram consideradas promissoras devido aos baixos valores de índice de seletividade (IS). O índice de... / Abstract: Mycobacterium tuberculosis, the main agent of tuberculosis, is responsible for the annual death of 1.5 million people worldwide. Currently, one of the major global concerns is the increasing number of cases of multi drug-resistant tuberculosis (MDR-TB) and extensively drug resistant tuberculosis (XDR-TB) due to the high mortality rate, difficulty of treatment and the high costs involved. Bedaquiline was the last drug approved by the north american agency - Food and Drug Administration - to treat MDR-TB and XDR-TB after a gap of more 50 years without new drugs. All these facts justify the need for discovery of new drugs for treatment. Isoniazid is one of the main first line drugs used to treat tuberculosis. Compounds containing the N-oxide functions, such as furoxans and quinoxalines, have been described as prototypes for discovery novel anti-TB drugs. The aim of this work was the planning, synthesis and biological evaluation of novel hybrid molecules between furoxan and INH (Series 1) and quinoxaline and INH (Series 2). In this context, we have synthesized and characterized eleven hybrid molecules of series 1 and seven molecules of series 2. Moreover, we have evaluated the anti-TB activity of these molecules against MTB H37Rv strains and multidrug-resistant clinical isolates. The compounds exhibited minimum inhibitory concentration ranging from 1,03 to 101 µM. Four molecules from series 1 have shown promising antitubercular activity and were evaluated regarding their cytotoxicity against J774A.1 and MRC-5 cells. The molecules of series 2 were not considered promising due to their low selectivity index values. The selectivity index of these four molecules ranged from 3.78 to 52.74 in MRC-5 cells and 1,25 - 34,78 in J774A.1 cells. Furthermore, the molecules have shown activity against several multidrug-resistant strains, with MIC values ... / Mestre

Orientador: Lucia Maria Xavier Lopes / Co-orientador: Isabele Rodrigues Nascimento / Banca: Lourdes Campaner dos Santos / Banca: Antonio Laverde Junior / Resumo: Este trabalho descreve o estudo fitoquímico do extrato etanólico de Paspalum atratum Swalen (Poaceae). O gênero Paspalum é o mais importante das gramíneas no Brasil e possui características compatíveis com a utilização no pastejo. Fenilpropanoides foram isolados por métodos cromatográficos (CC, CLAE) pela primeira vez neste gênero. Estes fenilpropanoides foram identificados como: (R)-ácido rosmarínico, (AR, 1), ácido 3-O-cafeoilquínico (2), fenilalanina (3), ácidos cis- e trans-coumaroilquínico (4 e 5), ácido 5-O-cafeoilquínico (6), ácido 4-O-cafeoilquínico (7) e ácido cafeico (8) pela análise de seus dados de EM, RMN de 1H e de 13C, incluindo COSY, HMBC, HSQC, TOCSY-1D e DOSY, e pela comparação destes dados com aqueles descritos na literatura para estas substâncias. A substância majoritária no extrato etanólico foi o AR (4,4%). Esta foi usada como padrão em análises qualitativas e quantitativas do extrato. Um método eficiente em CLAE-DAD para determinação de AR no extrato foi estabelecido (r2 = 0,9979). O limite de detecção (LD) e limite de quantificação (LQ) foram 4,00 e 12,13 μg/mL respectivamente, e a faixa de linearidade foi 12,1-100,0 μg/mL. As precisões intradia e interdia do método foram avaliadas pela análise das soluções de padrão AR. O desvio padrão da área do pico do analito foi utilizado como parâmetro de avaliação da precisão intradia, compreendendo o intervalo de 1,57-2,06%. A precisão interdia (7 dias) do método compreendeu o intervalo de 0,54-1,69%. A recuperação, avaliada pela adição do padrão AR, foi satisfatória (75-78%. / Abstract: This work describes the phytochemical study on ethanol extract from aerial parts of Paspalum atratum Swalen (Poaceae). The Paspalum genus is one of the most important grasses in Brazil and has characteristics compatible with its utilization in pastures for cattle. Phenylpropanoids were isolated by chromatographic methods (CC and HPLC) for the first time in this genus. These phenylpropanoids were identified as (R)-rosmarinic acid (RA, 1), 3-O-caffeoylquinic acid (2), phenylalanine (3), cis- and trans-3-O-coumaroylquinic acids (4 and 5), 5-O-caffeoylquinic acid (6, chlorogenic acid), 4-O-caffeoylquinic acid (7), and caffeic acid (8) by analyses of their MS, 1H and 13C NMR data, including COSY, HMBC, HSQC and DOSY, and comparison of these data with those reported in the literature for these type of compounds. The major compound isolated from the ethanol extract was RA (4.4%). It was used as standard for qualitative and quantitative analyses of extract. An efficient HPLC-DAD method for determination of RA in extract was established (r2 = 0.9979). The limit of detection (LOD) and limit of quantification (LOQ) were 4.00 and 12.13 μg/mL, respectively, and the validated range was 12.1-100.0 μg/mL. The intra-day and inter-day precisions of the method were evaluated by analyzing the blank solution spiked by RA. The standard deviation (SD) as evaluation parameter for the intra-day precision of peak area of target analyte was in the range of 1.57-2.06%. The inter-day precision (7 days) of the method was in the range of 0.54-1.69%. Satisfactory recovery (75-78%), evaluated by standard additions method, was achieved. / Mestre

Medidas de magnetização (MAG) e de ressonância ferromagnética (FMR) foram usadas para estudar a interação de troca entre a camada antiferromagnética (AFM) de IrMn e a ferromagnética (FM) de Co no sistema IrMn/Cu/Co em função da espessura do Cu. Parâmetros importantes extraídos destas medidas foram comparados com os respectivos valores obtidos dos ajustes dos dados experimentais através de um modelo fenomenológico. Foi observada uma concordância muito boa entre os dados experimentais e os simulados numericamente. Os valores dos campos de anisotropia e de interação, obtidos pelas duas técnicas, MAG e FMR, foram comparados. Observou-se que, apesar das variações angulares experimentais dos campos de Exchange Bias coincidirem para todas as amostras, a intensidade de acoplamento J e os campos de anisotropia das camadas de Co (obtidos via simulação numérica) HU , são diferentes. Para todas as espessuras de Cu, vimos que J FMR > J MAG e FMR U H < MAG U H . Outro resultado importante é que J diminui exponencialmente com o aumento da espessura do espaçador, resultado de uma interação de curto alcance mediada por pinholes. Todas estas características foram explicadas através de um modelo que considera camadas magnéticas policristalinas com distribuições de eixos fáceis independentes, tomando em conta a anisotropia rodável. Conhecer o papel dos grãos AFM com diferentes tamanhos e diferentes estabilidades magnéticas também é essencial para entender as propriedades deste sistema. Os fatos dos HEB observados serem iguais (diferentemente dos resultados até agora conhecidos) e as interações assim como as anisotropias uniaxiais serem diferentes foram atribuídos ao fato de que as duas técnicas detectam processos diferentes. A medição estática, MAG, prioriza a amostra como um todo, enquanto a FMR (a qual depende da freqüência de oscilação da magnetização) detecta somente os momentos magnéticos cujos tempos de relaxação são menores do que o tempo de excitação da microonda. Quando não existe mais contato entre as camadas de IrMn e Co (e consequentemente, a interação), as diferenças entre as medidas não são mais observadas. / Magnetization (MAG) and ferromagnetic resonance (FMR) measurements were used to study the exchange interaction between the IrMn (antiferromagnetic, AFM) and Co (ferromagnetic, FM) layers in an IrMn/Cu/Co system as a function of the Cu spacer thickness. Important parameters, extracted from these measurements, were compared with the respective values obtained from the experimental data fittings through a phenomenological model, and a very good agreement between experiment and model was observed. The comparison between the anisotropy and interaction fields obtained from both techniques, MAG and FMR, showed that although the experimental angular variations of the exchange-bias fields, FMR eb H and MAG eb H coincide, the coupling strengths, J and the Co layers' anisotropy fields, U H , obtained via numerical simulations, are different. For all Cu thicknesses, it was estimated that J FMR > J MAG e FMR U H < MAG . U H Another important result is that J decreases exponentially with the spacer thickness and is a short-range interaction mediated by pinholes. All these characteristics were explained in the framework of a model considering polycrystalline magnetic layers with independent easy axis distributions and taking into account the rotatable anisotropy. The role of antiferromagnetic grains at the interface with different sizes and different magnetic stability is essential for understanding the behavior of this exchange-biased system. The facts that the observed FMR eb H and MAG eb H are equal (differently from all results known till now) and that the interactions as well as the uniaxial anisotropies are different were attributed to the different processes detected by the techniques. While the static MAG measurement ‘senses’ the sample as a whole, the FMR (which depends on the frequency of the oscillation of the magnetization) detects only the magnetic moments with relaxation times less than the period of the microwave excitation. There are no differences observed between the measurements when there is no contact (and consequently, the interaction) between the IrMn and Co layers.

Neste trabalho apresentamos e comparamos diferentes técnicas de tomografia bidimensional por RMN implementados num sistema de tomografia de campo magnético ultra-baixo (O.05T). A partir da seqüência convencional \"Spin Echo\" (SE), utilizada rotineiramente, implementamos a seqüência \"Gradient Recalled Echo\" (GRE) e duas seqüências que utilizam o principio de Steady-State Free Precession (SSFP), sendo \"Fast Low Angle Shot\" (FLASH) e \"Fast Acquisition Double Echo\" (FADE). Com as seqüências de SSFP conseguimos diminuir drasticamente a duração de um exame de tomografia convencional (seqüência SE). A seqüência FADE ainda permite adquirir duas imagens com contrastes claramente diferentes sem aumentar significativamente a duração do exame. Desenvolvemos procedimentos de calibração indispensáveis para as técnicas de SSFP que também melhoraram a relação sinal ruído de 15 por cento na técnica SE . Analisamos teórica e experimentalmente o comportamento do contraste das seqüências apresentadas. Fizemos ainda uma serie de imagens de um phantom e da cabeça de um voluntário com as diferentes seqüências e sugerimos algumas combinações dos parâmetros (protocolos) como tempo de repetição, tempo ao eco e angulo de excitação. Um destes protocolos esta sendo testado em casos clínicos para comparar a utilidade das seqüências apresentadas no diagnóstico medico. Com este trabalho ganhamos uma experiência na utilização de técnicas rápidas indispensáveis para a elaboração de uma metodologia para obter imagens tridimensionais / In this work we present and compare different techniques for bidimensional tomography in NMR which were implemented on a ultra low magnetic field (O.05T) tomographic system. Based on the conventional spin echo pulse sequence (SE), which is routinely used, we implemented the gradient recalled echo (GRE) pulse sequence and two sequences that use the principle of Steady-State Free Precession (SSFP) being \"Fast Low Angle Shot\" (FLASH) and \"Fast Acquisition Double Echo\" (FADE). With the SSFP sequences we shorten drastically the duration of the conventional SE tomography sequence. Besides this the FADE sequence gives two images with clearly different contrast without extending significantly the duration of the experiment. Needed for the SSFP techniques, we developed calibration procedures, which improved as well the SE sequence signal to noise ratio of about 15 percent. We analyzed theoretically and experimentally the behavior of the contrast of the presented sequences. Moreover we acquired various images of a phantom and the human brain of a normal volunteer using the different sequences and proposed some combinations of the parameters (protocols) repetition time, time to echo and flip angle. One of these protocols is being tested in clinical cases to compare the usefulness of the presented techniques for medical diagnostic. With this work we gained a wide experience in using SSFP techniques that will be indispensable in the elaboration of three-dimensional tomography methodologies

Apresentamos um estudo e a implementação de três técnicas destinadas a seleção de múltiplos planos, com objetivo de otimizar a tomografia por RMN. A primeira utiliza a excitação simultânea de múltiplos planos, sendo cada plano codificado com uma fase pré-determinada e a informação destes decodificada a posteriori através da combinação linear dos dados de n experimentos realizados. A segunda utiliza-se da excitação simultânea de múltiplos planos, como na técnica anterior, porém esses planos são adquiridos na presença de um gradiente de leitura oblíquo, que permite a obtenção simultânea dos sinais destes planos sem necessidade de pós-processamento. A terceira técnica usa a multiplexação de freqüências de excitação no tempo, isto é, diferentemente das teorias anteriores, excitam-se diferentes planos sucessivamente, durante o tempo de repetição de uma seqüência de aquisição, permitindo a aquisição de vários planos ao tempo de um único. A construção e o uso de um phantom destinado a caracterização do equipamento também é discutida. Esse phantom possibilita por exemplo: a determinação da largura do plano selecionado, o espaçamento entre os planos e o perfil destes, entre outros. Abordamos também, vários aspectos técnicos necessários a uma melhor performance do tomógrafo, tais como: circuitos de recepção e ressoadores. Apresentamos finalmente, uma discussão introdutória e os primeiros resultados experimentais já obtidos com a técnica de excitação adiabática com gradiente modulado (GMAX), utilizando bobinas de superfície / We present the study and the implementation of three techniques HIS for the selection of multi-slice, aiming the optimization of the NMR tomography . The first technique uses the simultaneous excitation of multiple slices, being each plane encoded with a pre determined phase for a latter decodification of the information by the linear combination of n experiments. The second one makes use of the multi-slice simultaneous excitation, like the first one, but the slices are acquired in the presence of an oblique reading gradient , which provides us the multi-slice signal without any further computer processing. The third technique uses frequency multiplexed excitation, that is, different slices are successively excited during the repetition time of an acquisition sequence, making possible multi-slice acquisition at the same time of a single slice The construction and the use of a phantom for the equipment characterizations are discussed too. With this phantom we can determine the thickness of the selected slice, the spacing between the slices and the their shapes. Many technical aspects necessary for an improvement of the tomography performance, like reception circuits and resonators, are discussed. At last, we present a brief introduction to the gradient modulated adiabatic excitation (GMAX) technique and the first results ever obtained with it, using surface coils

Neste trabalho são apresentados o desenvolvimento e construção de um sistema de microondas para espectroscopia paramagnética eletrônica em baixa freqüência (bandas L e S). Basicamente o sistema é composto de um oscilador que opera na faixa de 1,0 a 2,0 GHZ, uma cavidade do tipo Bridged Loop-Gap, acopladores direcionais, circuladores, atenuadores, detetor, sistemas de controle automático de freqüência CAF e pré-amplificador. Todo o arranjo compõe uma ponte de microondas que é acoplada à unidade de processamento e registro do espectrômetro VARIAN (E-109) do Laboratório do grupo de biofísica do IFQSC. No sistema apresentado os estágios de amplificação de baixo ruído, circuito de CAF, pré-amplificador e sistema ressonante foram desenvolvidos e implantados localmente. A conveniência em se utilizar um espectrômetro de RPE em baixa freqüência é permitir o estudo de amostras que apresentam características espectrais vindas das interações hiperfinas e superhiperfinas parcialmente resolvidas em freqüências mais altas. Também é possível obter-se parâmetros de energia de campo zero de sistemas de spin com S &#62 1 se o sistema puder ser tratado por métodos aproximativos em banda X. Um exemplo utilizando o íon Cr3+ no garnet CGGG é mostrado neste trabalho / In this work a microwave bridge for electron paramagnetic resonance spectroscopy hás been developed. The system is suitable for operation at low frequency, basically L and S-band. It is composed of an oscilator with a 1.0 to 2.0 GHz bandwith, a Bridged loop-gap resonator, directional couplers, circulators, attenuators, reverse diode detector, AFC sub-system and a pré-amplifier. All these modules are assembled to a constitute a microwave bridge, which is coupled to the processing and register unit of the VARIAN E-109 EPR spectometer of the Biophysics Laboratory at IFQSC. The low-noise amplifier, AFC sub-system, pre-amplifier and the Bridged Loop-Gap resonator have been entirely developed in this work. The advantage in the use of the low frequency EPR spectometer is that it allows the study of samples which present paramagnetics structures that are obscured by g-strain at high frequency (X, Q band). These structures come out from hiperfine and superhiperfine poorly resolved in the high frequency range that could be conventienly resolved at low frequency. It is also possible, to obtain the zero field splitting parameters in spin systems with S &#62 1, if a perturbative approximation is useful, comparing the spectre in X and L band. One example of this new approad using Cr3+ as impurity in the CGGG garnet is presented.

Sem resumo / Sem abstract

A emissão amplificada de radiação de ciclotron eletrônica com freqüência próxima da fundamental provinda de uma lãmina de plasma inomogêneo e anisotrópico é investigada por meio de MN teoria linear. Os efeitos de polarização do plasma são consistentemente incluídos. São desenvolvidas expressões na aproximação WKB, para emissão nos modos ordinário e extraordinário, para propagação perpendicular ao campo magnético. São dados resultados numéri cos para o modo extraordinário, que apresenta efeitos mais acentuados. Para o caso de uma distribuição de momentum dos elétrons do tipo cone de perda, mostra-se que a amplificação depende sensi velmente da razão entre as temperaturas paralela e perpendicular e de inomogeneidades no campo magnético. Estende-se a análise da dependência entre a amplificação e a função distribuição pela su perposiçào de componentes tipo cone de perda e Maxwelliana. Mostra-se que a presença de uma componente Maxwelliana em geral reduz a emissão em relação ao caso puramente do tipo cone de perda, ocorrendo situações em que uma camada da lâmina absorve muito efi cazmente toda a radiação amplificada no restante do plasma. Discute-se um comportamento peculiar do índice de refração, o qual ocor re na transiçao entre o caso cone de perda e o caso Maxwelliano. / The amplified emission of electron cyclotron radiation near the fundamental frequency from an inhomogeneous, anisotropic plasma slab is investigated in a linear theory. Plasma polarization effects are consistently included. Expressions are developed in the WKB approximation for emission in the ordinary and the extraordinary modes, for propagation perpendicular to the magnetic field. Numerical results are given for the extraordinary mode,for which effects are strongest. For the case of a loss-cone-type electron momentum distribution, it is shown that the amplification is sensitively dependent on the ratio of parallel-to-perpendicular temperature and on inhomogeneities in the magnetic field. The dependence of the amplification on the distribution is further investigated by considering superpositions of loss-cone and Maxwellian components. It is shown that the presence of a Maxwellian component in general reduces the emission relative to the pure loss-cone case, and situations occur in which a layer in the slab very effectively absorbs all the radiation amplified elsewhere. A peculiar behaviour of the refractive index, which occurs in the transition from the pure loss-cone to the pure Maxwellian case, is discussed.

Medidas de magnetização (MAG) e de ressonância ferromagnética (FMR) foram usadas para estudar a interação de troca entre a camada antiferromagnética (AFM) de IrMn e a ferromagnética (FM) de Co no sistema IrMn/Cu/Co em função da espessura do Cu. Parâmetros importantes extraídos destas medidas foram comparados com os respectivos valores obtidos dos ajustes dos dados experimentais através de um modelo fenomenológico. Foi observada uma concordância muito boa entre os dados experimentais e os simulados numericamente. Os valores dos campos de anisotropia e de interação, obtidos pelas duas técnicas, MAG e FMR, foram comparados. Observou-se que, apesar das variações angulares experimentais dos campos de Exchange Bias coincidirem para todas as amostras, a intensidade de acoplamento J e os campos de anisotropia das camadas de Co (obtidos via simulação numérica) HU , são diferentes. Para todas as espessuras de Cu, vimos que J FMR > J MAG e FMR U H < MAG U H . Outro resultado importante é que J diminui exponencialmente com o aumento da espessura do espaçador, resultado de uma interação de curto alcance mediada por pinholes. Todas estas características foram explicadas através de um modelo que considera camadas magnéticas policristalinas com distribuições de eixos fáceis independentes, tomando em conta a anisotropia rodável. Conhecer o papel dos grãos AFM com diferentes tamanhos e diferentes estabilidades magnéticas também é essencial para entender as propriedades deste sistema. Os fatos dos HEB observados serem iguais (diferentemente dos resultados até agora conhecidos) e as interações assim como as anisotropias uniaxiais serem diferentes foram atribuídos ao fato de que as duas técnicas detectam processos diferentes. A medição estática, MAG, prioriza a amostra como um todo, enquanto a FMR (a qual depende da freqüência de oscilação da magnetização) detecta somente os momentos magnéticos cujos tempos de relaxação são menores do que o tempo de excitação da microonda. Quando não existe mais contato entre as camadas de IrMn e Co (e consequentemente, a interação), as diferenças entre as medidas não são mais observadas. / Magnetization (MAG) and ferromagnetic resonance (FMR) measurements were used to study the exchange interaction between the IrMn (antiferromagnetic, AFM) and Co (ferromagnetic, FM) layers in an IrMn/Cu/Co system as a function of the Cu spacer thickness. Important parameters, extracted from these measurements, were compared with the respective values obtained from the experimental data fittings through a phenomenological model, and a very good agreement between experiment and model was observed. The comparison between the anisotropy and interaction fields obtained from both techniques, MAG and FMR, showed that although the experimental angular variations of the exchange-bias fields, FMR eb H and MAG eb H coincide, the coupling strengths, J and the Co layers' anisotropy fields, U H , obtained via numerical simulations, are different. For all Cu thicknesses, it was estimated that J FMR > J MAG e FMR U H < MAG . U H Another important result is that J decreases exponentially with the spacer thickness and is a short-range interaction mediated by pinholes. All these characteristics were explained in the framework of a model considering polycrystalline magnetic layers with independent easy axis distributions and taking into account the rotatable anisotropy. The role of antiferromagnetic grains at the interface with different sizes and different magnetic stability is essential for understanding the behavior of this exchange-biased system. The facts that the observed FMR eb H and MAG eb H are equal (differently from all results known till now) and that the interactions as well as the uniaxial anisotropies are different were attributed to the different processes detected by the techniques. While the static MAG measurement ‘senses’ the sample as a whole, the FMR (which depends on the frequency of the oscillation of the magnetization) detects only the magnetic moments with relaxation times less than the period of the microwave excitation. There are no differences observed between the measurements when there is no contact (and consequently, the interaction) between the IrMn and Co layers.

[pt] Neste trabalho são analisados os campos modais em guias circulares contendo em seu eixo um carregamento cilíndrico dielétrico uniforme ou corrugado, identificando propriedades destes campos úteis a aplicações no projeto de ressoadores, filtros e alimentadores. Com o objetivo de apresentar uma aplicação da análise dos guias circulares com carregamento dielétrico, é feita a análise de um ressoador dielétrico cilíndrico apresentando- se sua carta modal relacionando suas freqüências de ressonância com o carregamento dielétrico. / [en] In this work the modal fields for circular waveguides with uniform or corrugated dieletric loads are analysed, and useful properties of these fields to applications such as ressonators, filters and antenna feeders are ecamined. As an application of the analysis of dieletric loaded circular waveguides, an algorithm is developed for the determination of ressonant frequencies of dieletric loaded ressonators, and the modal chart, relating ressonant frequencies to ressonator dimensions, is evaluated.