Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Com a introdução do flúor como o principal agente anticariogênico e, talvez, um aumento do flúor na nossa cadeia alimentar, a fluorose dentária tornou-se um problema mundial. Os mecanismos que conduzem à formação do esmalte fluorótico são desconhecidos, mas devem envolver modificações nas reações físico-químicas básicas de desmineralização e remineralização do esmalte dentário. O aumento daquantidade de flúor no cristal apatita resulta no aumento dos parâmetros de rede. O objetivo deste trabalho é caracterizar o esmalte dentário humano saudável e fluorótico usando difração de raios X com luz síncrotron. Todos os perfis de espalhamento foram medidos na linha de difração de raios X (XRD1) do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron, Campinas SP. Os experimentos foram realizados usando amostras em pó e em lâminas polidas. As amostras em pó foram analisadas a fim de obter a caracterização do esmalte dentário saudável. As lâminas foram analisadas em áreas do esmalte específicas identificadas como fluoróticas. Todos os perfis foram comparados com amostras de esmalte de controle e também com a literatura. A evidente similaridade entre os perfis de difração mostraram a analogia entre as estruturas do esmalte dentário e a hidroxiapatita padrão. Fica evidente que os perfis de difração do esmalte dentário das amostras em lâmina são diferentes daqueles obtidos para o esmalte em pó. As diferenças encontradas incluem variação na cristalinidade e orientação preferencial. Os valores encontrados para as distâncias interplanares para o esmalte de controle e fluorótico das amostras em lâmina não apresentaram diferenças estatisticamente significativas. Isto pode ser explicado pelo fato que a hidroxiapatita e a fluoropatita formam cristais com a mesma estrutura hexagonal, mesmo grupo de simetria e têm parâmetros de rede muito próximos, os quais a habilidade do sistema não foi suficiente para resolver. Finalmente, este trabalho mostra que a difração de raios X usando radiação síncrotron é uma técnica poderosa para o estudo da cristalografia e microestrutura do esmalte dentário e, ainda, pode ser igualmente aplicada no estudo de outros tecidos biológicos duros e de biomateriais sintéticos. / With the introduction of fluoride as the main anticaries agent used in preventive dentistry, and perhaps an increase in fluoride in our food chain, dental fluorosis has become an increasing world-wide problem. The mechanisms that conduct the formation of fluorotic enamel are unknown, but should involve modifications in the basic physical-chemistry reactions of demineralisation and remineralisation of the enamel of the teeth. The increase of the amount of fluoride inside of the apatita will result in gradual increase of the lattice parameters. The aim of this work is to characterize the healthy and fluorotic enamel in human tooth using technique Synchrotron X-ray diffraction. All the scattering profile measurements were carried out at the X-ray diffraction beamline (XRD1) at the National Synchrotron Light Laboratory - LNLS, Campinas. X-ray diffraction experiments were performed both in powder samples and polished surfaces. The powder samples were analyzed to obtain the characterization of typical pattern healthy enamel. The polished surfaces were analyzed in specific areas that have been identified as fluorotic ones. X-ray diffraction data were obtained for all samples and these data were compared with the control samples and also with the literature data. The evident similarities of the diffraction patterns point out the analogy between the structures of the human enamel and standard hydroxyapatite (HAp). According to our analysis, it is clear that the X-ray diffractogram f r powder enamel for enamel in the flat samples are different. The differences found include varied crystallinity and crystal preferred orientation. The values found for the interplanar distances for the control and fluorotic enamel in the flat samples revealed no significant statistical differences. It can be explained because of hydroxyapatite and fluorapatite have the same hexagonal structures and lattice parameters too close, which the ability of the system cannot resolve. Finally, we have shown through this work that synchrotron X-ray diffraction is a powerful technique in the study of the crystallography and microstructure of dental enamel and it could be equally successful in the study of other biological hard tissues and in the study of synthetic biomaterials.

Orientador: Hugo Enrique Hernadez Figueroa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-25T04:08:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Baron_RafaelAntonio_M.pdf: 2527156 bytes, checksum: b044c223ca1a051a13e9264f599fe8c2 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Atualmente está em fase de projeto o novo acelerador de elétrons do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS). Este acelerador de partículas, denominado Sirius, é constituído por diversos sistemas de instrumentação, sendo um deles de particular interesse para o diagnóstico de posição do feixe de elétrons estocado no acelerador. Este sistema, denominado monitor de posição de feixe, é constituído por sua vez por outros subsistemas, dentre os quais uma eletrônica de RF, dedicado a fazer processamento analógico de sinais de Rádio Frequência advindos de sensores que interagem eletromagneticamente com o feixe de elétrons. Esta eletrônica de RF deve condicionar o sinal, fornecendo ganho, filtragem, linearidade e estabilidade necessárias na faixa de operação de potências de entrada para que o sinal possa ser digitalizado. Este trabalho tem por objetivo descrever a respeito do desenvolvimento desta eletrônica, abarcando o projeto do circuito de RF de alta linearidade e alta estabilidade, implementação em placa de circuito impresso e testes em bancada e no acelerador de elétrons UVX, do LNLS / Abstract: The new electron accelerator of the Brazilian Synchrotron Light Laboratory (LNLS) is being designed to provide users with more brilliant photon beams. This particle accelerator, called Sirius, is composed of hundreds of instrumentation systems that are responsible for the machine operation. The Beam Position Monitor System is dedicated to monitor the position of the electron beam stored inside the vacuum chamber of the machine. It is composed by a subsystem called RF Front-End, dedicated to the analog processing of the beam signals that is originated by the interaction between the ultra-relativistic electromagnetic field of the electron beam and sensors specially designed for it. The RF Front-End electronics have been designed to provide filtering and gain with high linearity and stability along all the input power range. This work presents the design of the electronics, its implementation in printed-circuit board and tests results that have been performed in the laboratory and with a real beam signal / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Theo Guenter Kiechbusch, Valdecir Luccas / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-04T03:57:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ruscheinsky_Nirse_M.pdf: 3490475 bytes, checksum: a3d71fd1888bc6fa91716d5adf97269d (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Este trabalho objetivou elucidar formas de cristalização da gordura de cupuaçu (Theobroma grandiflorum Shumann), assim como submeter essa gordura a um fracionamento térmico a seco para obter frações de estearina e oleína. No estudo do polimorfismo foram empregadas as técnicas de Microscopia de Luz Polarizada (MLP), Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC) e Difração de Raios X com Radiação Síncrotron (SR-XRD). A gordura de cupuaçu bruta foi neutralizada e analisada com relação à composição e propriedades físicas e químicas. Através da técnica de MLP constatou-se uma tendência de cristalização da gordura de cupuaçu na Forma 'beta¿. O estudo com DSC e SR-XRD evidenciou a existência de três formas cristalinas, 'gama¿, 'alfa¿ e 'beta¿.O fracionamento térmico a seco foi conduzido utilizando-se um planejamento fatorial completo '2 POT. 2¿, com três pontos centrais, sendo a temperatura de cristalização (Tc) e a velocidade de agitação (Va) as variáveis independentes. Como respostas foram avaliados: o rendimento em estearina (%est), o tempo de fracionamento (tf), a diferença entre os índices de iodo das frações estearina e oleína ('delta li¿), a diferença entre os pontos de fusão das frações estearina e oleína ('delta¿Pf) , o teor de sólidos da estearina a '25GRAUS¿C (Se25¿GRAUS¿C) e a diferença entre os teores de sólidos da estearina a '25GRAUS¿ e '35 GRAUS¿ ('delta¿se¿25¿GRAUS¿C '35 GRAUS¿ C). Do ponto de vista de custo operacional (%est e tf), a condição de temperatura na faixa de 29,2° a 29,5°C e velocidades na faixa de 25 a 30rpm é a melhor / Abstract: Natural cupuasu (Theobroma grandiflorum Shumann) fat was neutralized and its composition and physical/chemical properties were evaluated. The polimorphic crystallization behavior of the neutralized fat was investigated using Polarized Light Microscopy (PLM), Differential Thermal Analysis (DSC) and X-ray Diffraction using Synchrotron Radiation (SR-XRD). The PLM technique indicates a tendency of the cupuasu fat to crystallize in the 'beta¿-form. The study with the C and SRXRD confirmed the existence of three crystalline forms. The neutralized cupuasu fat was submitted to dry thermal fractionation procedures, following a '2 POT 2¿ complete factorial design' with three central points and crystallization temperature and rotational velocity to be the independent variables, in order to obtain stearin and olein fractions. The response factors were the yield in stearin (%est), the fractionation time (tf), the difference between the lodine Index of the stearin fraction and the olein fraction ('delta¿Ii), the difference in melting point of the stearin and the olein fractions ('dleta¿Pf), the solid content of the stearin at '25GRAUSC¿ (Se¿25GRAUS¿C) and the difference between the stearin solid content at '25GRAUS¿¿ and '35GRAUS¿C (Se¿25GRAUS¿C '35GRAUS¿C). The recommended optimal conditions from the operational cost point of view is a crystallization temperature range from '29,2GRAUS¿ to '29,5GRAUS¿C and a stirrer rotation speed between 25 and 30rpm. In terms of stearin quality, represented by the capacity of separation ('delta¿Ii and 'delta¿Pf) the best conditions are situated at a temperature range of 28 to '28,4GRAUS¿C and a rotation speed between 20 and 21,2rpm / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química

Neste trabalho foram avaliadas a distribuição dos elementos-traço, Ca, Fe, Cu e Zn em tecidos mamários normais e neoplásicos através da técnica de micro-fluorescência de raios X induzida por radiação síncrotron. Para tal estabelecemos uma metodologia de reconstrução espectral capaz de aferir, de maneira indireta, a composição do espectro de excitação de uma fonte de radiação síncrotron diretamente no plano da amostra. Este conhecimento é fundamental para a quantificação de elementos- traço a partir do modelo de parâmetros fundamentais, utilizado neste trabalho. Outro aspecto importante deste modelo é a composição da matriz biológica. Foram comparadas duas metodologias de preparação de amostras de tecido mamário para medidas de micro fluorescência de raios X, e suas influências sobre a matriz tecidual. A primeira metodologia utilizando amostras in natura crio- seccionadas e a segunda utilizando amostras incluídas em parafina. Os resultados mostraram que a inclusão de amostras em parafina é uma técnica viável para o estudo da distribuição de elementos- traço em tecidos mamários. Foram avaliados os aspectos histológicos da distribuição dos elementos-traço através da comparação entre os mapas de micro-fluorescência de raios X e lâminas histológicas. Os resultados mostraram que em tecidos normais, regiões glandulares possuem concentrações mais elevadas dos elementos Ca, Fe e Zn quando comparadas ao estroma conjuntivo, ao passo que o tecido tumoral apresenta maior concentração destes elementos em regiões de proliferação de células epiteliais. O elemento Cu apresenta uma distribuição mais uniforme que os demais elementos em ambos os tipos de tecido, não sendo possível distinguir tais regiões a partir de sua distribuição. Além disso, sua baixa concentração gera mapas com elevados níveis de ruído, que dificultam ou mesmo impossibilitam sua avaliação. Cores primárias foram utilizadas para avaliar a correlação espacial entre os elementos-traço. Os resultados apontam forte correlação entre os elementos Ca e Zn e uma menor correlação entre estes e o elemento Fe. O elemento Cu não mostra correlação espacial com os demais. Resultados macroscópicos mostraram correlação estatisticamente significativa entre Ca-Zn para tecidos normais, apontando para a presença regular de metaloproteinases de matriz (MMPs) nestes tecidos. Já tecidos tumorais mostraram correlação estatisticamente significativa entre os elementos Ca-Cu e Cu-Zn, apontando para a elevação do processo angiogênico e invasão tumoral / The distribution of the trace elements, Ca, Fe, Cu and Zn in normal and neoplastic mammary tissues was evaluated through the X-ray microfluorescence induced by synchrotron radiation. To this end, we created a methodology capable of indirectly measuring the composition of the excitation spectrum of a synchrotron radiation source directly in the sample plane. This knowledge is critical for the quantification of trace elements using the fundamental parameters model employed in this work. Another important aspect of this model is the composition of the biological matrix. Two sample preparation methodologies for X-ray microfluorescence measurements and their influence on the tissue matrix were compared. The first methodology used fresh samples cryo-sectioned, and the second used paraffin embedded samples. The results showed that paraffin embedded samples are feasible for the study of trace elements distribution in mammary tissues. The histological aspects of the trace element distribution were evaluated through the comparison between X-ray microfluorescence maps and histological slides. The results showed that in normal tissues, glandular regions have higher concentrations of the elements Ca, Fe and Zn than stromal tissue, whereas a higher concentration of these elements was observed in regions of proliferation of epithelial cells. Cu has a more uniform distribution than the other elements in both tissue types, and it is not possible to distinguish such regions from the Cu distribution. In addition, its low concentration generates maps with high noise levels making evaluation difficult or even impossible. Primary colors were used to evaluate the spatial correlation between trace elements. The results indicate a strong correlation between Ca and Zn and a lower correlation between these and Fe. Cu does not show spatial correlation with the others. Macroscopic results showed a statistically significant correlation between Ca- Zn for normal tissues, pointing to the regular presence of matrix metalloproteinases (MMPs) in these tissues. Tumor tissues showed a statistically significant correlation between the Ca-Cu and Cu-Zn elements, pointing to the elevation of the angiogenic process and tumor invasion

Neste trabalho foram avaliadas a distribuição dos elementos-traço, Ca, Fe, Cu e Zn em tecidos mamários normais e neoplásicos através da técnica de micro-fluorescência de raios X induzida por radiação síncrotron. Para tal estabelecemos uma metodologia de reconstrução espectral capaz de aferir, de maneira indireta, a composição do espectro de excitação de uma fonte de radiação síncrotron diretamente no plano da amostra. Este conhecimento é fundamental para a quantificação de elementos- traço a partir do modelo de parâmetros fundamentais, utilizado neste trabalho. Outro aspecto importante deste modelo é a composição da matriz biológica. Foram comparadas duas metodologias de preparação de amostras de tecido mamário para medidas de micro fluorescência de raios X, e suas influências sobre a matriz tecidual. A primeira metodologia utilizando amostras in natura crio- seccionadas e a segunda utilizando amostras incluídas em parafina. Os resultados mostraram que a inclusão de amostras em parafina é uma técnica viável para o estudo da distribuição de elementos- traço em tecidos mamários. Foram avaliados os aspectos histológicos da distribuição dos elementos-traço através da comparação entre os mapas de micro-fluorescência de raios X e lâminas histológicas. Os resultados mostraram que em tecidos normais, regiões glandulares possuem concentrações mais elevadas dos elementos Ca, Fe e Zn quando comparadas ao estroma conjuntivo, ao passo que o tecido tumoral apresenta maior concentração destes elementos em regiões de proliferação de células epiteliais. O elemento Cu apresenta uma distribuição mais uniforme que os demais elementos em ambos os tipos de tecido, não sendo possível distinguir tais regiões a partir de sua distribuição. Além disso, sua baixa concentração gera mapas com elevados níveis de ruído, que dificultam ou mesmo impossibilitam sua avaliação. Cores primárias foram utilizadas para avaliar a correlação espacial entre os elementos-traço. Os resultados apontam forte correlação entre os elementos Ca e Zn e uma menor correlação entre estes e o elemento Fe. O elemento Cu não mostra correlação espacial com os demais. Resultados macroscópicos mostraram correlação estatisticamente significativa entre Ca-Zn para tecidos normais, apontando para a presença regular de metaloproteinases de matriz (MMPs) nestes tecidos. Já tecidos tumorais mostraram correlação estatisticamente significativa entre os elementos Ca-Cu e Cu-Zn, apontando para a elevação do processo angiogênico e invasão tumoral / The distribution of the trace elements, Ca, Fe, Cu and Zn in normal and neoplastic mammary tissues was evaluated through the X-ray microfluorescence induced by synchrotron radiation. To this end, we created a methodology capable of indirectly measuring the composition of the excitation spectrum of a synchrotron radiation source directly in the sample plane. This knowledge is critical for the quantification of trace elements using the fundamental parameters model employed in this work. Another important aspect of this model is the composition of the biological matrix. Two sample preparation methodologies for X-ray microfluorescence measurements and their influence on the tissue matrix were compared. The first methodology used fresh samples cryo-sectioned, and the second used paraffin embedded samples. The results showed that paraffin embedded samples are feasible for the study of trace elements distribution in mammary tissues. The histological aspects of the trace element distribution were evaluated through the comparison between X-ray microfluorescence maps and histological slides. The results showed that in normal tissues, glandular regions have higher concentrations of the elements Ca, Fe and Zn than stromal tissue, whereas a higher concentration of these elements was observed in regions of proliferation of epithelial cells. Cu has a more uniform distribution than the other elements in both tissue types, and it is not possible to distinguish such regions from the Cu distribution. In addition, its low concentration generates maps with high noise levels making evaluation difficult or even impossible. Primary colors were used to evaluate the spatial correlation between trace elements. The results indicate a strong correlation between Ca and Zn and a lower correlation between these and Fe. Cu does not show spatial correlation with the others. Macroscopic results showed a statistically significant correlation between Ca- Zn for normal tissues, pointing to the regular presence of matrix metalloproteinases (MMPs) in these tissues. Tumor tissues showed a statistically significant correlation between the Ca-Cu and Cu-Zn elements, pointing to the elevation of the angiogenic process and tumor invasion

Orientador: Joel Mesa Hormaza / Resumo: A úlcera péptica é provocada pelo desequilíbrio entre fatores lesivos e protetores das mucosas gástrica e duodenal, em consequência a fatores endógenos ou exógenos aos tecidos. Para seu tratamento, algumas plantas são popularmente empregadas e demonstram eficácia semelhante ou superior aos fármacos geralmente utilizados, ocasionando menores efeitos adversos. Apesar de várias pesquisas na área, a compreensão do mecanismo gastroprotetor dos compostos fitoterápicos ainda não é completa. Assim, com o objetivo de contribuir para a compreensão da ação farmacológica dos extratos de três plantas medicinais (Alchornea glandulosa, Davilla elliptica e Davilla nitida), foi realizada uma análise da distribuição elementar dos constituintes das amostras de mucosas gástricas de ratos tratados com os extratos vegetais e que tiveram úlceras gástricas induzidas por álcool ou por droga anti-inflamatória não-esteroidal (DAINE). O experimento foi realizado no Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS) e permitiu a análise dos elementos Cl, Ca, Mn, Fe, Cu e Zn que contem relação com a formação ou neutralização das úlceras pépticas. De acordo com os mapas da distribuição dos elementos, foi possível detectar alta concentração de Fe, Cu e Zn no interior da lesão das amostras de úlcera induzida por DAINE, e de Cu, Zn e Cl no interior da lesão das amostras induzidas por álcool. Nas amostras de úlcera induzida por DAINE e tratadas com Alchornea glandulosa, as concentrações de Ca, Cu e Fe aumentaram. N... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The peptic ulcer is caused by the imbalance between harmful and protective factors of the gastric and duodenal mucosa, as a consequence of factors endogenous or exogenous to the tissues. For its treatment, some plants are popularly employed and demonstrate efficacy akin or superior to the drugs normally used, leading to less adverse effects. Although much research has been conducted in the field, the understanding of the gastroprotective mechanism of phytotherapic compounds is still not complete. Therefore, aiming to advance the understanding of the pharmacological action of the extracts of three medicinal plants (Alchornea glandulosa, Davilla elliptica e Davilla nitida), we conducted an analysis of the elemental distribution of constituents within samples of gastric mucosa from rats treated with phytoterapic extracts and affected with peptic ulcers induced by alcohol or nonsteroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs). The experiment was performed at the Brazilian Synchrotron Light Laboratory (LNLS) and allowed for the analysis of the elements Cl, Ca, Mn, Fe, Cu and Zn that are connected to peptic ulcers development or inhibition. According to the elemental distribution maps, it was possible to detect high concentrations of Fe, Cu and Zn inside the lesion from the NSAID-induced ulcer samples, and of Cu, Zn and Cl inside the lesion from the alcohol-induced ulcer samples. In NSAID-induced ulcer samples treated with Alchornea glandulosa, Ca, Cu and Fe concentrations were augmented... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A urolitíase é um problema de escala mundial, que ocorre em todas as regiões, culturas e grupos raciais. A incidência desta doença vem aumentando ao redor do mundo e dados mostram que no Brasil estima-se que são afetados 5% da população com uma taxa de recorrência de 2,5%. Conhecer a composição mineral e estrutura interna dos cálculos é um passo importante para tentar entender melhor a fisiopatologia desta doença. Quatro cálculos urinários infecciosos, íntegros de grande volume (diâmetro maior que 20 mm), sendo dois provenientes da bexiga e dois de rins, obtidos cirurgicamente no setor de urologia do Hospital Universitário Pedro Ernesto (HUPE/UERJ) foram analisados usando microtomografia (μCT) e difração de raios X por policristais (DRXP). As imagens microtomográficas foram obtidas usando tubo de raios X microfoco na estação TomoLab e radiação síncrotron (SR-μCT) na linha de Física Médica, ambos no Laboratório Síncrotron Elettra, Trieste, Itália. As medidas de DRXP foram realizadas na linha de Difração de Raios X do Laboratório Nacional de luz Síncrotron, Campinas, Brasil. Para os cálculos de bexiga foram encontradas quatro fases cristalinas: estruvita (STV), oxalato mono (COM) e dihidratado (COD) e hidroxiapatita (HAp). Nos cálculos renais foram encontrados STV e HAp, sendo predominante a primeira fase cristalina. A quantidade de material amorfo (não-cristalino) foi maior que 60% da composição das amostras. A técnica convencional utilizada foi eficaz para análise dos cálculos urinários inteiros e possibilitou a visualização de estruturas internas sem interferência de procedimentos prévios de preparação da amostra. As análises de DRXP com fonte síncrotron aliadas ao método Rietveld foram determinantes para identificação e quantificação dos minerais presentes nas varias camadas das amostras. Pode-se constatar a complementaridade entre a μCT e a DRXP para caracterização microestrutural e mineralógica de cálculos urinários humanos. / Urolithiasis is a worldwide problem that afflicts all regions, cultures and ethnics groups. The incidence is increasing around the world and related data about Brazil estimate that affect 5% population with 2.5% recurrence rate. Knowledge of the quantitative mineralogy of urinary calculi is of fundamental importance for optimization of nephrolithiasis therapy and to prevent potential risk of recurrence. The urinary stones used in the present study were made available to us via normal surgery from patients admitted to the Hospital Universitário Pedro Ernesto (HUPE/UERJ). Structural and microstructural characterizations of four urinary calculi samples (RJ100, RJ101, RJ102 e RJ104) were determined by means of X-ray microtomography and powder diffraction. Conventional (μCT) and synchrotron radiation microtomography (SR-μCT) experiments were performed at the TOMOLAB station and SYRMEP (SYnchrotron Radiation on MEdical Physics) beamline, both at the Elettra Synchrotron Light Laboratory in Trieste (Italy), respectively. Synchrotron X-ray powder diffraction (XRPD) data were collected at the X-ray powder diffraction beamline of the National Synchrotron Light Laboratory (LNLS) in Campinas, Brazil. For the bladder stones, RJ100 and RJ104, the identified phases were struvite (STV), calcium oxalate monohydrate (COM) and dihydrate (COD) and calcium hydroxyapatite (HAp). The kidney stones RJ101 and RJ102 can be considered pure struvite stones. Moreover, the Rietveld refinement indicates the presence of more than 60 wt% of amorphous phase of all samples. The use of μCT scanning technology not only improves knowledge of internal structures of intact urinary calculi, but also allowed us to investigate efficiently specimens that run a particular risk of deformation or destruction from conventional preparation. Synchrotron X-ray powder profile-fitting structure refinement using the Rietveld method has proved to be a powerful tool in identifying and estimating the quantitative crystalline phase abundances present in the samples. This work demonstrated the capabilities of a combination ofμCT and XRP analyses for structural and microstructural characterizations of human urinary calculi samples. Moreover, the XRD data demonstrate that STV is the major constituent phase in all samples, which seems to be a tendency in Rio de Janeiro population. Clearly, there is a need for more studies on stone disease from Rio de Janeiro in order to isolate the fundamental reasons for the observed features of the kidney stones distribution.

Orientador: Prof. Dr. Alexsandre Figueiredo Lago / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia/Química, 2015. / Neste trabalho original, sao apresentados os resultados inetidos de estudos sobre excitacao eletronica, fotoionizacao e dissociacao ionica em fase gasosa para a molecula de Tiazol (C3H3NS). Esta molecula se destaca por suas diversas aplicacoes em quimica, bioquimica, astrofisica e na industria. Observamos a escassez de informacoes relevantes para este sistema molecular na literatura, envolvendo estudos espectroscopicos e espectrometricos em fase gasosa. Assim, os resultados obtidos neste trabalho, sao considerados inetidos para este sistema molecular. Para realizacao de tais estudos, utilizou-se tecnicas de espectrometria de massas por tempo de voo (TOF-MS) em conjunto com as tecnicas espectroscopicas de coincidencia fotoeletron-fotoion(PEPICO), fotoeletron-fotoion-fotoion (PEPIPICO), producao total e parcial de ions. Para a ionizacao da amostra, empregou-se a Luz Sincrotron na regiao do ultravioleta de vacuo (UVV) e Raios-X. Os experimentos foram conduzidos nas linhas de Luz TGM, SGM e SXS do Laboratorio Nacional de Luz Sincrotron (LNLS) em Campinas, SP. Na faixa de energia de 9 a 21 eV, da interacao do fotons com com a amostra em fase gasosa e o progresso resultante da abertura de canais de fragmentacao ionica molecular. Foram propostas rotas reacionais de fotoionizacao e dissociacao ionica para a molecula e fragmentos, e determinacao dos rendimentos parciais ionicos (PIY). Com o aumento gradual da energia de interacao novas rotas de dissociacao se tornam energeticamente favoraveis, resultando no aparecimento de fragmentos com menor relacao massa/carga; isto, devido ao favorecimento na quebra das ligacoes quimicas, possibilitando rotas de dissociacao diversas. As principais rotas reacionais bem como principais fragmentos em destaque sao: C3H3NS + hv ¨ C3H3NS+ + e-; C3H3NS + hv ¨ C2H2S+ + HCN + e-; C3H3NS + hv ¨ CH2N + C2HS+ + e-. Os resultados deste trabalho para nivel de valencia, foram publicados na revista Journal of Mass Spectrometry. Os estudos relativo as camadas internas da molecula tambem foram realizados, em regioes com energias mais altas dos fotons, na regiao de Raio-X. Foram medidos espectros de rendimento total de ions (TIY) em energias cobrindo as bordas (camadas internas) dos elementos C 1s, N 1s, S 2p e S 1s; a partir dai foram propostas as transicoes eletronicas mais provaveis, originadas entre o estado fundamentcomo na regiao de UVV, rendimentos ionicos parciais (PIY) foram determinados nos estudos de camadas internas, utilizando a tecnica PEPIPICO, determinou-se qualitativamente os pares de ions mais importantes observados em coincidencias multiplas de reacoes de fotodissociacao em cada uma das bordas de absorcao estudadas. Para auxiliar nos resultados experimentais, e com o objetivo de obter parametros como estrutura eletronica, geometria dos estados fundamentais da molecula proposta e dos correspondentes cations obtidos por ionizacao e dissociacao, foram realizados calculos de quimica teorica usando metodos ab initio, utilizando o pacote de softwares GaussianR. / In this original project are presented novel results for the study of the electronic excitation, photoionization and ionic dissociation for the thiazole molecule in gas phase .This molecule stands out for its variety of different applications in chemistry, biochemistry, astrophysics and industries. We have noted a lack of relevant informations to this molecular system in the literature, involving spectroscopic and spectrometric studies in gas phase. Therefore, the results obtained from this work may be considered important new contributions to the field. In order to perform realize these studies, it we have used a was used mass spectrometry of time-of- flight (TOF-MS) together with the electron-ion coincidence techniques PEPICO, PEPIPICO, as well as total and partial ion yield techniques. As the ionizing source, the Synchrotron Light was used in the vacuum ultraviolet region (UVV) and X-ray ranges. The experiments were conducted at the on beam lines TGM, SGM and SXS in from the Brazilian Synchrotron Light Facility (LNLS), located in Campinas, SP. In the VUV range from 9 to 21 eV, it was observed the influence of the photon interaction on the gas phase sample and resulting progress on the opening of the molecular fragmentation channels. Reactional routes for the photoionization and ionic dissociation processes for the molecule and its fragments have been proposed, and the partial ion yields (PIY) determined. With the gradual increase of the photon energy, additional ion dissociation channels are energetically favorable, inducing chemical bonds rupture, and resulting in the appearence of fragments with lower mass/charge ratio. The photodissociation reaction observed from our spectra , as well as, the main ionic fragments in bold are: C3H3NS + hv ¨ C3H3NS+ + e-; C3H3NS + hv ¨ C2H2S+ + HCN + e-; C3H3NS + hv ¨ CH2N + C2HS+ + e-. from the valence studies for thiazole molecule have been recently published in the Journal of Mass Spectrometry. Inner shells studies have also been performed for this molecule at higher photon energies, in the soft and tender X-ray domains. We have recorded total ion yield spectra (TIY) covering the C 1s, N 1s, S 2p and S 1s edges, and based on the spectra we proposed the most likely electronic transitions related to the inner shells processes.The main electronic transitions found were: S 2p ¨ ¿�, we were able to determine and discuss, qualitatively, the most important pairs of ions generated in multiple coincidences from photodissociations reactions for each of the absorption edges studied. Ab initio calculations have been made in order to assist with the experimental data analysis and also aiming to obtain additional parameters such as: electronic structure, molecular neutral, ion, and fragments geometric structures, ionization energies, and so on. The theoretical studies were performed by using the GaussianR packages.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A urolitíase é um problema de escala mundial, que ocorre em todas as regiões, culturas e grupos raciais. A incidência desta doença vem aumentando ao redor do mundo e dados mostram que no Brasil estima-se que são afetados 5% da população com uma taxa de recorrência de 2,5%. Conhecer a composição mineral e estrutura interna dos cálculos é um passo importante para tentar entender melhor a fisiopatologia desta doença. Quatro cálculos urinários infecciosos, íntegros de grande volume (diâmetro maior que 20 mm), sendo dois provenientes da bexiga e dois de rins, obtidos cirurgicamente no setor de urologia do Hospital Universitário Pedro Ernesto (HUPE/UERJ) foram analisados usando microtomografia (μCT) e difração de raios X por policristais (DRXP). As imagens microtomográficas foram obtidas usando tubo de raios X microfoco na estação TomoLab e radiação síncrotron (SR-μCT) na linha de Física Médica, ambos no Laboratório Síncrotron Elettra, Trieste, Itália. As medidas de DRXP foram realizadas na linha de Difração de Raios X do Laboratório Nacional de luz Síncrotron, Campinas, Brasil. Para os cálculos de bexiga foram encontradas quatro fases cristalinas: estruvita (STV), oxalato mono (COM) e dihidratado (COD) e hidroxiapatita (HAp). Nos cálculos renais foram encontrados STV e HAp, sendo predominante a primeira fase cristalina. A quantidade de material amorfo (não-cristalino) foi maior que 60% da composição das amostras. A técnica convencional utilizada foi eficaz para análise dos cálculos urinários inteiros e possibilitou a visualização de estruturas internas sem interferência de procedimentos prévios de preparação da amostra. As análises de DRXP com fonte síncrotron aliadas ao método Rietveld foram determinantes para identificação e quantificação dos minerais presentes nas varias camadas das amostras. Pode-se constatar a complementaridade entre a μCT e a DRXP para caracterização microestrutural e mineralógica de cálculos urinários humanos. / Urolithiasis is a worldwide problem that afflicts all regions, cultures and ethnics groups. The incidence is increasing around the world and related data about Brazil estimate that affect 5% population with 2.5% recurrence rate. Knowledge of the quantitative mineralogy of urinary calculi is of fundamental importance for optimization of nephrolithiasis therapy and to prevent potential risk of recurrence. The urinary stones used in the present study were made available to us via normal surgery from patients admitted to the Hospital Universitário Pedro Ernesto (HUPE/UERJ). Structural and microstructural characterizations of four urinary calculi samples (RJ100, RJ101, RJ102 e RJ104) were determined by means of X-ray microtomography and powder diffraction. Conventional (μCT) and synchrotron radiation microtomography (SR-μCT) experiments were performed at the TOMOLAB station and SYRMEP (SYnchrotron Radiation on MEdical Physics) beamline, both at the Elettra Synchrotron Light Laboratory in Trieste (Italy), respectively. Synchrotron X-ray powder diffraction (XRPD) data were collected at the X-ray powder diffraction beamline of the National Synchrotron Light Laboratory (LNLS) in Campinas, Brazil. For the bladder stones, RJ100 and RJ104, the identified phases were struvite (STV), calcium oxalate monohydrate (COM) and dihydrate (COD) and calcium hydroxyapatite (HAp). The kidney stones RJ101 and RJ102 can be considered pure struvite stones. Moreover, the Rietveld refinement indicates the presence of more than 60 wt% of amorphous phase of all samples. The use of μCT scanning technology not only improves knowledge of internal structures of intact urinary calculi, but also allowed us to investigate efficiently specimens that run a particular risk of deformation or destruction from conventional preparation. Synchrotron X-ray powder profile-fitting structure refinement using the Rietveld method has proved to be a powerful tool in identifying and estimating the quantitative crystalline phase abundances present in the samples. This work demonstrated the capabilities of a combination ofμCT and XRP analyses for structural and microstructural characterizations of human urinary calculi samples. Moreover, the XRD data demonstrate that STV is the major constituent phase in all samples, which seems to be a tendency in Rio de Janeiro population. Clearly, there is a need for more studies on stone disease from Rio de Janeiro in order to isolate the fundamental reasons for the observed features of the kidney stones distribution.

Orientador: Carlos Manuel Giles Antunez de Mayolo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-19T11:26:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Souza_ThaisDiniz_M.pdf: 31446941 bytes, checksum: 75f1c0838febdfa063257bf308ddba57 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Esta dissertação de mestrado teve como objetivo realizar imagens por contraste de fase de amostras in vitro de articulações e cartilagens utilizando duas técnicas: a Imagem Realçada por Difração (IRD) e o Método da Propagação. O sistema para a IRD foi montado no Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (XRD2-LNLS), utilizando uma fonte de radiação síncrotron. O sistema para o Método da Propagação foi montado no Laboratório de Cristalografia Aplicada e Raios X (LCARX-UNICAMP), utilizando uma fonte de raios X microfoco, instalada dentro de uma cabana experimental blindada com chumbo. As amostras utilizadas foram corpos de provas e amostras de cartilagens e articulações fornecidos pelo grupo do Prof. Dr. William Dias Belangero da Faculdade de Ciências Médicas (FCM-UNICAMP). No Laboratório de Cristalografia foi realizado todo o processo de montagem e instalação da estação experimental com a fonte de raios X microfoco. Nessa estação foram realizadas imagens pelo método convencional e pelo método da propagação. No mesmo laboratório foi também realizado um estudo de caso em colaboração ao grupo da FCM, usando casos clínicos de implantes de próteses metálicas em articulações, estudou-se a regeneração do tecido ósseo após a lesão para fixação da prótese, utilizando amostras in vitro de patas lesionadas de ratos. Por último foram realizadas aquisições tomográficas no método convencional e de propagação de um joelho de rato e de um joelho de coelho. As imagens obtidas pelo método da propagação tanto dos corpos de prova quanto das amostras biológicas mostram que há uma melhor qualidade na imagem, com maior contraste nas bordas e visualização de estruturas que não são visíveis nas radiografias convencionais. O mesmo acontece com as reconstruções tomográficas, que mostram detalhes da anatomia da amostra, facilitando a visualização de danos em tecidos moles.Essa técnica é vantajosa por não precisar de nenhuma instrumentação ótica, sendo explorado somente o tamanho focal da fonte de raios X e a distância entre a amostra e o detector. No LNLS foi usada a linha XRD2 com 10,34 keV de energia para realizar imagens realçadas por difração usando o detector Pilatus. As imagens realçadas por difração obtidas no LNLS têm qualidade superior devido à utilização de um cristal analisador colocado após a amostra. Este cristal funciona como uma estreita fenda angular resultando em imagens com ganho de contraste em relação às imagens obtidas pelos métodos convencionais / Abstract: In this dissertation we have produced in vitro joint and cartilages images by two especific methods of phase contrast imaging: Diffraction enhanced imaging (DEI) method and Propagation method. The DEI setup was implemented at the XRD2 beamline of the Brazilian National Synchrotron Light Laboratory (LNLS) in Campinas. The propagation method setup was implemented at the X-ray applied Crystallography Laboratory (LCARX) using a microfocus source (5 µm), that was installed inside of an experimental hut shielded with lead. The samples used were test objects and specimens of joints and cartilages provided by the group of Dr. William Dias Belangero of School of Medical Sciences (FCM-UNICAMP). In the Crystallography Laboratory was built an experimental station to perform tomography with a microfocus source. At this station pictures were realized by the conventional method and the propagation method. At the same laboratory was realized a study in order to colaborate the FCM group, using clinical cases of metal implants in prosthetic joints, we studied the regeneration of bone tissue after the injury to fixation of the prosthesis, using in vitro samples of injured legs of rats. Finally, tomographic acquisitions of rat and rabbit knees were performed in the conventional method and propagation method. The images obtained by the propagation method of both test objects and biological samples show that there is a better image quality, with high contrast in the edges and visualization of structures that are not visible on conventional radiographs. The same happens with the tomographic reconstructions, showing details of the anatomy of the sample, facilitating the visualization of soft tissue damage. This technique has the advantage of not requiring any optical instrumentation, only exploring the focal size of the X-ray source and the distance between sample and detector. In the LNLS was used the XRD2 beamline with 10,34 keV of energy to perform diffraction enhanced images using the detector Pilatus. The diffraction enhanced images had higher quality because this system uses an analyzer crystal placed after the sample. This crystal serves as a narrow angular slit which resulted in images with gain in contrast as compared to the conventional images methods / Mestrado / Física / Mestra em Física