Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Toxoplasma gondii is an intracellular parasite that infects virtually all warm-blooded animals, including humans. In human beings, the infection is usually asymptomatic in immunocompetent individuals, but can cause severe clinical manifestations in immunocompromised individuals and in cases of congenital toxoplasmosis. The diagnosis of this infection is usually performed by serological methods that detect IgG, IgM and IgA antibodies in biological samples. The conventional serological assays currently available detect only the exposure to parasite, and there is no serological techniques to accurately estimate the source of infection (oocyst or cyst), which hinders the implementation of prevention and control procedures of this infection. In addition, the serological differentiation between recent and chronic phases of the infection is difficult to achieve in the laboratory routine, making difficult the correct diagnosis of toxoplasmosis, mainly in immunocompromised individuals and pregnant women. In the present study, two recombinant proteins (CCp5A and OWP1) from oocyst/sporozoite of T. gondii were evaluated in serological tests to differentiate infections occurring by ingestion of oocysts or tissue cysts. The reactivity of these two recombinant proteins was assessed, in parallel with soluble Toxoplasma antigen (STAg), against panels of serum samples from animals (chickens, pigs and mice) naturally or experimentally infected by different infective stages of the parasite. Also, we tested sera from humans who have been infected by oocyst during a well-characterized toxoplasmosis outbreak, as well as sera from pregnant women tested IgM+/IgG+ for T. gondii, which source of infection was unknown. Only the sporozoite-specific CCp5A protein was able to differentiate the parasite stage that infected chickens, pigs and mice, with specific reactivity for sera from oocyst-infected animals. Furthermore, this protein showed a preferential reactivity for recent infection by oocyst/sporozoite in pigs and mice. In humans, CCp5A showed higher reactivity with serum samples from the outbreak, compared with serum from pregnant women. Altogether, these findings demonstrate the usefulness of the CCp5A protein as a new tool to identify the parasite stage of T. gondii responsible for the infection (oocyst or tissue cyst). Also, in order to evaluate an alternative antigenic preparation to differentiate the phases of T. gondii infection, whether acute or chronic, a synthetic peptide from the microneme 8 protein (pMIC8) was tested, in parallel with STAg in immunoassays, using serum samples from individuals in different infection phases. Initially, this peptide was used to evaluate the kinetics of IgG antibodies in mice experimentally infected with T. gondii. After, immunoassays using pMIC8 and STAg were conducted to detect IgM, IgA and IgG antibodies in 124 human serum samples divided into five groups, according to the phase of T. gondii infection: Group I (up to 4 months of infection); Group II (5 to 8 months of infection); Group III (9 to 12 months of infection); Group IV (over 12 months of infection); and Group V (seronegative individuals). In the murine model, pMIC8 showed to be a potential marker of recent infection with strong detection of IgG antibodies in the early phase of infection. In humans, IgM and IgA to pMIC8 showed better characterization of the time of T. gondii infection in serum samples from recent phase (up to 12 months of infection), when compared to those tested against STAg. The percentage of IgG detection to pMIC8 was higher in sera from Group I (early acute phase) and lower in sera from Group IV (chronic phase). This pattern was the opposite of those observed to STAg, that showed lower detection percentage in Group I). To underline the differences in IgG detection using pMIC8 and STAg, it was determined a ratio between the ELISA index obtained from both antigenic preparations (STAg/pMIC8), which showed an accurate parameter to differencialte the phases of infection. Overall, these findings suggest that pMIC8 could be a valuable tool to differentiate recent from chronic T. gondii infection. / Toxoplasma gondii é um parasito intracelular que infecta virtualmente todos os animais de sangue quente, incluindo a espécie humana. Nestes hospedeiros, a infecção geralmente é assintomática em indivíduos imunocompetentes, mas em indivíduos imunocomprometidos e em casos de toxoplasmose congênita, as manifestações podem ser graves. O diagnóstico da toxoplasmose é usualmente realizado por métodos sorológicos, com detecção das imunoglobulinas IgG, IgM e IgA em amostras biológicas. As técnicas sorológicas atuais detectam a exposição ao parasito, mas não apresentam capacidade de diferenciar as vias de infecção, as quais podem ocorrer por ingestão de oocistos ou de cistos teciduais, dificultando a implementação de medidas preventivas para controlar e reduzir a infecção por T. gondii. Além disso, tais técnicas sorológicas não apresentam a possibilidade de diferenciar infecção aguda de infecção crônica, o que limita a determinação da fase da infecção, principalmente em indivíduos imunocomprometidos e em gestantes, além dos casos de toxoplasmose congênita. No presente trabalho, as proteínas recombinantes CCp5A e OWP1 de oocistos/esporozoítos de T. gondii foram utilizadas em testes sorológicos com o objetivo de diferenciar infecções via ingestão de oocistos ou cistos teciduais do parasito em amostras de soros de animais e humanos. A reatividade destas proteínas foi analisada, em paralelo com o antígeno solúvel de Toxoplasma (STAg), utilizando-se de um painel de amostras de soros de animais (galinhas, porcos e camundongos) infectados naturalmente ou por meio de protocolos de infecção experimental, a partir de diferentes estágios infecciosos do parasito. Em adição, estas proteínas foram testadas em amostras de soros de pessoas infectadas por via hídrica (via oocisto) em um surto de toxoplasmose e de gestantes soropositivas (IgM+/IgG+) para T. gondii, cuja via de infecção era desconhecida. Em animais, somente a proteína CCp5A foi capaz de diferenciar o estágio infeccioso de T. gondii responsável pela infecção, com reatividade específica para soros de indivíduos infectados por oocistos. Além disso, esta proteína também apresentou maior reatividade em amostras de soros na fase recente de infecção em porcos e camundongos. Em humanos, CCp5A apresentou reatividade preferencial com soros do surto de toxoplasmose, em comparação com soros das gestantes. Esses resultados indicam que a proteína CCp5A pode ser uma nova ferramenta para identificar o estágio infeccioso de T. gondii responsável pela infecção (oocisto ou cisto tecidual). Em uma segunda parte deste trabalho, com o intuito de avaliar outras preparações antigênicas visando a determinação das fases da infecção por T. gondii, se infecção aguda ou crônica, o peptídeo sintético pMIC8 foi testado, em paralelo com STAg, em imunoensaios utilizando-se amostras de soros de indivíduos em diferentes fases da infecção. Inicialmente, tal peptídeo foi utilizado para avaliar a cinética de anticorpos IgG em camundongos experimentalmente infectados com T. gondii. Posteriormente, imunoensaios utilizando pMIC8 e STAg foram realizados para a detecção de anticorpos IgM, IgA e IgG em 124 amostras de soros humanos divididos em 5 grupos, de acordo com a fase da infecção por T. gondii: Grupo I (infecção até 4 meses); Grupo II (infecção entre 5 e 8 meses); Grupo III (infecção entre 9 e 12 meses); Grupo IV (infecção acima de 12 meses); e Grupo V (indivíduos soronegativos). No modelo murino, pMIC8 mostrou-se como um marcador em potencial para a caracterização da infecção recente, demonstrando forte reação com anticorpos IgG na fase precoce da infecção. Em humanos, anticorpos IgM e IgA contra pMIC8 apresentaram melhor caracterização do tempo de infecção em amostras de soros de fase aguda (até 12 meses de infecção), quando comparados aos anticorpos dirigidos contra STAg. Por outro lado, a porcentagem de detecção de IgG contra pMIC8 foi maior nas amostras de soros do Grupo I (fase aguda precoce) e menor nas do grupo IV (fase crônica). Este padrão foi inverso ao observado com STAg, que apresentou menor porcentagem de detecção de IgG no grupo I. Visando caracterizar as diferenças quanto a detecção de IgG quando são utilizadas as preparações antigênicas STAg e pMIC8, foi calculada a razão entre os valores dos Índices ELISA de IgG obtidos nas reações com estes dois antígenos (Razão STAg/pMIC8), que demonstrou ser um parâmetro importante na diferenciação sorológica da fase da infecção. Em síntese, os resultados obtidos neste estudo sugerem que pMIC8 pode ser uma ferramenta relevante na diferenciação entre infecção recente e infecção distante na infecção por T. gondii. / Doutor em Imunologia e Parasitologia Aplicadas

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Chapter I - Toxoplasmosis is a zoonosis caused by the intracellular parasite Toxoplasma gondii, which infects a range of hosts, including about one-third of the world\'s human population. One of the most severe manifestations of this infection in humans corresponds to congenital toxoplasmosis, which occurs when there is placental transmission of the parasite to the fetus in cases of primary maternal infection during pregnancy. Congenital infection may cause abortions or fetal losses, as well as severe ocular and/or cerebral sequelae in newborns. The serological screening of pregnant women and newborns is mainly based on the detection of IgG and IgM antibodies to T. gondii and constitutes an important measure to be adopted in programs to control this infection, despite the limitations in the antibody detection and interpretation of results. Chapter II - A total of 173 pairs of serum samples from mothers with suspected primary toxoplasmosis during pregnancy and their newborns, obtained from the Department of Pediatrics and Neonatology of Clinical Hospital of the Federal University of Uberlândia (HC-UFU) from 2006 to June 2014, was analyzed by ELISA for the detection of IgG, IgM and IgA anti-T. gondii, and the results were correlated with clinical data obtained from research in the clinical records of each patient. It was concluded that (i) prenatal serological screening is very important for the identification of pregnant women exposed to toxoplasmosis during pregnancy; (ii) maternal treatment reduces congenital transmission of T. gondii; (iii) neonatal serologic screening, associated with analysis of clinical parameters, allows the identification of vertically infected newborns, mainly through simultaneous detection of IgM and IgA antibodies; and (iv) serological follow-up of newborns is important in clarifying doubtful situations, especially in cases of asymptomatic newborns that present suggestive serology of congenital infection. Chapter III - Different antigenic fractions derived from soluble antigen of tachyzoites of T. gondii (STAg) were obtained from sequential precipitation with increasing concentrations of ammonium sulfate and used in immunoblotting technique to detect IgG antibodies and its subclasses (IgG1, IgG2, IgG3 and IgG4) present in paired serum samples from mothers with presumptive serology of recent toxoplasmosis during pregnancy and their newborns. It was concluded that the use of antigenic fractions obtained from STAg precipitation in the diagnosis of human toxoplasmosis proved to be interesting to detect IgG and its subclasses, allowing differentiation between positive and negative samples, but it was not a good alternative for the diagnosis of congenital toxoplasmosis, presenting results considered inferior to the STAg, due to the lower frequency of recognized antigenic bands and the absence of differential recognition of antigens by sera of newborns. Chapter IV - The amino acid sequences of sixteen immunodominant antigens of T. gondii were used to perform B cell linear epitope prediction using a software-based approach. A total of 22 epitopes of antigens from surface (SRS), rhoptries (ROP), micronemes (MIC) and dense granules (GRA) of T. gondii were identified, and 15 residues from their amino acid sequences were used to synthesize peptides chemically linked to bovine serum albumin backbone, and the diagnostic performance of these synthetic peptides was evaluated in ELISA to detect specific IgG antibodies in sera of patients with suspected acute toxoplasmosis (G1) or chronic (G2). It was concluded that synthetic peptides designed from B cell linear epitope prediction constitute promising antigens in serological assays to diagnose toxoplasmosis and differentiate acute from chronic phases of toxoplasmosis, representing an alternative to the use of native or recombinant antigens. / Capítulo I - Toxoplasmose é uma zoonose causada pelo parasita intracelular Toxoplasma gondii, que infecta diferentes hospedeiros, incluindo cerca de um terço da população humana mundial. Uma das manifestações mais graves da infecção por este parasita em humanos corresponde à toxoplasmose congênita, quando há transmissão placentária do parasita para o feto durante infecção materna primária na gestação. A infecção congênita pode causar abortos ou perdas fetais, além de sequelas graves em recém-nascidos (RNs), principalmente oculares e/ou cerebrais. A triagem sorológica de gestantes e RNs, baseada principalmente na detecção de anticorpos IgG e IgM anti-T. gondii constitui-se em importante medida a ser adotada em programas de controle desta infecção, apesar das limitações na detecção dos anticorpos e na interpretação dos resultados. Capítulo II - Um total de 173 pares de amostras de soros de mães com suspeita de toxoplasmose primária na gestação e seus respectivos RNs, provenientes do Setor de Pediatria e Neonatologia do Hospital de Clínicas da Universidade Federal de Uberlândia (HC-UFU) no período de 2006 a junho de 2014, foi analisado por ELISA para a detecção de anticorpos IgG, IgM e IgA anti-T. gondii, e os resultados obtidos foram correlacionados com dados clínicos obtidos a partir de pesquisa nos prontuários clínicos de cada paciente. Concluiu-se que (i) a triagem sorológica pré-natal é de grande relevância na identificação de gestantes expostas à toxoplasmose durante a gestação; (ii) o tratamento materno reduz a transmissão congênita de T. gondii; (iii) a triagem sorológica neonatal, aliada à análise de parâmetros clínicos permite identificar RNs verticalmente infectados, principalmente por meio da detecção conjunta de anticorpos IgM e IgA; e (iv) o acompanhamento sorológico de RNs é importante no esclarecimento de situações duvidosas, principalmente em casos de RNs assintomáticos, mas com sorologia sugestiva de infecção congênita. Capítulo III - Diferentes frações antigênicas derivadas do antígeno solúvel de taquizoítas de T. gondii (STAg) foram obtidas a partir de precipitação sequencial em concentrações crescentes de sulfato de amônio e utilizadas na técnica de immunoblotting para a detecção de anticorpos IgG total e suas subclasses (IgG1, IgG2, IgG3 e IgG4) presentes em amostras pareadas de soros de mães com sorologia presuntiva de toxoplasmose recente na gestação e seus respectivos RNs. Concluiu-se que a utilização destas frações antigênicas de STAg no diagnóstico da toxoplasmose humana se mostrou interessante na detecção de anticorpos IgG e suas subclasses, permitindo diferenciação entre amostras positivas e negativas, mas não se mostrou uma boa alternativa no diagnóstico da toxoplasmose congênita, com resultados inferiores aos do STAg, em função da menor frequência de bandas antigênicas reconhecidas e da ausência de reconhecimento diferencial de antígenos pelos soros dos RNs, em relação aos soros maternos. Capítulo IV - As sequências de aminoácidos de 16 antígenos imunodominantes de T. gondii foram usadas para a predição de epítopos lineares de células B usando ferramentas de bioinformática. Um total de 22 epítopos de antígenos de superfície (SRS), roptrias (ROP), micronemas (MIC) e grânulos densos (GRA) de T. gondii foram identificados e utilizados para a síntese de peptídeos com 15 resíduos de aminoácidos, os quais foram quimicamente conjugados ao esqueleto proteico da albumina sérica bovina (BSA), e o desempenho diagnóstico destes peptídeos sintéticos foi avaliado por ELISA para a detecção de anticorpos IgG em soros de pacientes com suspeita de toxoplasmose aguda (G1) ou crônica (G2). Concluiu-se que peptídeos sintéticos obtidos a partir da predição de epítopos lineares de células B constituem antígenos promissores em ensaios sorológicos para o diagnóstico da toxoplasmose e para a diferenciação das fases aguda e crônica da infecção, representando uma alternativa ao uso de antígenos nativos ou recombinantes. / Doutor em Imunologia e Parasitologia Aplicadas

Leishmaniose e doença de Chagas são parasitoses endêmicas causadas, respectivamente, pelos protozoários Leishmania spp. e Trypanosoma cruzi. Ante à escassez de quimioterápicos, à elevada toxicidade dos fármacos disponíveis e à baixa eficácia destes no combate às formas intracelulares, replicantes, dos parasitos há necessidade de buscar novas alternativas quimioterápicas. A atividade tripanomicida do hidroximetilnitrofural, base de Mannich do nitrofural, já era conhecida. O presente trabalho mostra que este derivado também apresenta atividade leishmanicida, quando ensaiado em formas promastigotas de L. amazonensis, L. chagasi e L. baziliensis. Com o objetivo de obter pró-fármacos potencialmente ativos em doença de Chagas e leishmanioses visceral e mucocutânea, planejaram-se e foram sintetizados derivados hidrossolúveis de hidroximetilnitrofural e quitosana, polissacarídeo que apresenta, também, atividade imunomoduladora. Para a aplicação tópica em leishmaniose cutânea sintetizaram-se membranas de quitosana ligada ao hidroximetilnitrofural. Membranas de quitosana copolimerizadas com enxertos de ácido acrílico e metacrilato de hidroxietila foram sintetizadas e avaliadas quanto à biocompatibilidade - trombogenicidade, citotoxicidade e potencial hemolítico. Aquelas com maior teor em metacrilato de hidroxietila não se mostraram citotóxicas, tampouco hemolíticas; aquelas com maior proporção em ácido acrílico, por sua vez, apresentaram excelentes características de intumescimento, mas certo grau de citotoxicidade e hemólise, possivelmente devido à presença de monômeros que não reagiram no material. A ligação do hidroximetilnitrofural à quitosana, por meio de espaçante succínico, produziu prófármaco com propriedades filmogênicas para a aplicação tópica. Os derivados obtidos pró-fármacos e transportadores (quitosanas modificadas) - foram analisados no infravermelho, por ressonância magnética nuclear (RMN 1H e RMN 13C) e por análise térmica - OMTA, TG, OSC. Ensaios de atividade tripanomicida e leishmanicida dos pró-fármacos poliméricos e membranas serão posteriormente efetuados. / Leishmaniasis and Chagas\' disease are endemic parasitosis provoked by the protozoa Leishmania spp and Trypanosoma cruzi, respectively. Due to the scarce chemotherapy, to the high toxicity of the available drugs and to their low effectiveness, mainly in the treatment of intracellular replicant forms of those parasites, the search for new chemotherapeutic alternatives is extremely important. Hydroxymethylnitrofurazone, a nitrofurazone Mannich basis, has proven to be active against trypanomicide before and its activity in cultures of L. amazonensis, L. chagasi and L. braziliensis promastigotes was determined in this work. With the purpose of obtaining prodrugs potentially active in Chagas\' disease and visceral and mucocutaneous leishmaniases, hydrosoluble hydroxymethylnitrofurazone prodrugs have been designed and synthesized using chitosan, a polysaccharide showing immunomudulatory activity, as the carrier. Membranes from chitosan linked with hydroxymethylnitrofurazone have been synthesized for topical administration in cutaneous leishmaniasis. Membranes were obtained by graft copolymerization of hydroxyethy/methacrylate and acrylic acid onto chitosan and their biocompatibility - trombogenicity, citotoxicity and hemolysis potential - was evaluated. Those membranes with higher content of hydroxyethylmethacrylate showed to be neither cytotoxic nor hemolytic; those with higher content of acrylic acid showed good swelling properties, although a certain level of cytotoxicity and haemolysis has been detected, due to the presence of non-reacted monomers. The linkage of hydroxymethylnitrofurazone to chitosan by a succinyl spacer group led to a prodrug with filmogenic properties for topic administration. The derivatives obtained - prodrugs and carriers (modified chitosans) - were analyzed by infrared, nuclear magnetic resonance (1H NMR and 13C NMR) and by thermal analysis - DMTA, TG and DSC. Tests of trypanomicide and leishmanicide activity with polymer prodrugs and membranes will be further developed.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:07:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bruno Moreira dos Santos.pdf: 1247355 bytes, checksum: 0185960f0c501c39a8a1fe75c03cd92b (MD5) Previous issue date: 2010-03-01 / The development of Brazilian aviculture leads to increasingly higher rates of production and quality, with genetics and management studies. The growing and post-laying phases are decisive for the development and productivity of the adult hen and nutrition studies aim at finding the ideal relation among nutrient offer productivity, cost and sustainability. This study had as objective to determine the relationship between the level of crude protein and supplementation of synthetic amino acid L-lysine-HCl, ensuring perfect development of the pullet, production efficiency of the chicken and reduction of nitrogenous products excretion in the environment. The Dekalb White chicks were acquired at one day of age and subjected to growth phase in a commercial farm. The experiment comprised the period between the 11 th and 19 th weeks of age. The weights of the pullets were determined until the appearance of the first egg (19 weeks) and the data about the egg quality 32 weeks of age. Ration supply and egg production were weekly and daily calculated, respectively. The experimental design was completely randomized in a 2x4 factorial design with the following factors: crude protein levels (14% and 16%) and lysine levels (0.484, 0.584, 0.684 and 0.784 mg / kg diet); with eight treatments and four replications, with 10 birds per plot, totaling 320 birds. For the digestibility trial, 64 birds were housed in the same shed, and divided into four birds per treatment. The study showed interaction for feed intake in the 13 th, 15 th, 17 th, 19 th and 20 th weeks, feed conversion in the 11 th and 15 th weeks, weight gain in the 11 th, 15 th and 17 th weeks and for the relation protein-weight gain in the total period, effect of lysine levels on lysine intake in the 15 th, 16 th, 20 th weeks, total period and the relation between lysine intake and weight gain. There was interaction between the levels on feed intake and lysine intake for the 13th, 17 th and 19 th weeks of energy consumption and the 17 th and 19 th weeks. The study showed effects of lysine levels for weight of the oviduct (%), abdominal fat and intestine weight (g), and a significant interaction for oviduct weight (g), wattle weight, ovary weight, and liver weight. No significant effects for age at first egg, 50% of production and serum biochemical values. There was significant interaction in the 12 th week for produced excreta, ingestion, balance and digestibility of ether extract. In the 14 th week there was interaction for feed intake, dry matter ingestion, nitrogen balance and intake, and ether extract balance and digestibility. The experiment showed interaction protein and lysine in the metabolic trial in the 16 th week for nitrogen excreta, excreta produced, nitrogen balance (g e %) and dry matter digestibility (%) and ether extract digestibility. The different levels of crude protein and lysine affected the production variables but they did not affect the quality parameters of eggs, suggesting that the level of 14% of crude protein and 0.484 mg / kg feed of lysine. satisfactorily meet the requirements of the laying hen without compromising their development and production. / O desenvolvimento da avicultura brasileira leva as aves a índices de produção e qualidade cada vez mais eficientes, com estudos na área genética e manejo. A fase de recria e pré-postura é decisiva para o desenvolvimento e produtividade da galinha adulta e os estudos de nutrição buscam o ideal entre nutrientes fornecidos, produtividade, custo e sustentabilidade. Com o presente estudo, busca-se determinar a relação entre o nível de proteína bruta e a suplementação do aminoácido sintético L-lisina-HCl, garantindo o perfeito desenvolvimento da franga, a eficiência produtiva da galinha e a menor excreção de produtos nitrogenados na natureza. As aves, da linhagem Dekalb White, adquiridas com um dia de idade foram submetidas à fase de cria em granja comercial. A fase experimental compreendeu o período entre a 11ª e 19ª semanas de idade. Foram determinados os pesos das aves até o aparecimento do primeiro ovo (19 semanas) e os dados de qualidade de ovos até as 32 semanas de idade. O fornecimento de ração foi calculado semanalmente e a produção de ovos diariamente. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado em esquema fatorial 2x4 com os fatores: níveis de proteína bruta (14% e 16%) e níveis de lisina digestível (0,484, 0,584, 0,684 e 0,784 mg/kg de ração) com oito tratamentos e quatro repetições, 10 aves por parcela, totalizando 320 aves. Para o ensaio de digestibilidade 64 aves foram alojadas no mesmo galpão, e divididas em quatro aves por tratamento. Houve interação para consumo de ração na 13ª, 15ª, 17ª, 19ª e 20ª semanas, conversão alimentar as 11ª e 15ª semanas, ganho de peso as 11ª, 15ª e 17ª semanas e para relação proteína ganho de peso no período total, efeito dos níveis de lisina digestível para consumo lisina as 15, 16, 20 semanas, período total e relação entre consumo de lisina e ganho de peso. Houve interação entre os níveis para consumo de ração e consumo de lisina para as 13ª, 17ª e 19 semanas e consumo de energia as 17ª e 19ª semanas. Efeito dos níveis de lisina digestível para peso do oviduto (%), gordura abdominal e peso do intestino (g) e interação significativa para peso de oviduto (g), peso de barbela, peso de ovário, e peso de fígado. Não houve efeito significativo para idade ao primeiro ovo e 50% de produção e para os valores bioquímicos séricos. Houve interação significativa as 12 semanas para excreta produzida, ingestão, balanço e digestibilidade do extrato etéreo. As 14 semanas observou-se interação para consumo de ração, matéria seca ingerida, balanço e ingestão de nitrogênio,balanço e digestibiildade de extrato etéreo. Interação proteína e lisina digestível no ensaio metabólico às 16 semanas para nitrogênio da excreta, excretas produzida, balanço de nitrogênio (g e %) e digestibilidade da matéria seca (%) e do extrato etereo. Os diferentes níveis de proteína bruta e lisina digestível influenciaram as variáveis de produção porém não houve efeito dos mesmo quanto aos parametros de qualidade de ovos, sugerindo que o nível de 14% de proteína bruta e 0,484 mg/kg de ração de lisina digestível atendem satisfatoriamente as exigências da franga de postura sem comprometer seu desenvolvimento e produção.

O emprego de novas tecnologias, como a transgenia, associadas ao melhoramento convencional de cana-de-açúcar apresenta grande potencial no combate a pragas e desenvolvimento de novas variedades. Entretanto, a falta de especificidade na expressão temporal e/ou local dos genes introduzidos tem se mostrado um fator limitante para o sucesso de produtos derivados da transgenia. Os promotores das metalotioneínas, por exemplo, podem representar uma alternativa ao uso de promotores constitutivos, particularmente, aqueles de metalotioneínas do tipo 1 (MT1) por apresentarem níveis elevados de expressão, em diferentes tecidos/órgãos e serem responsivos a estresses bióticos e abióticos. O uso de promotores sintéticos, contendo apenas elementos-cis, como GCG-like, W boxes e JERE, tem sido relevante por induzirem a expressão gênica local em resposta ao ataque de agentes bióticos. Este trabalho teve por objetivo a caracterização funcional de promotores de genes de metalotioneínas de cana-de-açúcar e o uso de elementos regulatórios sintéticos e, em paralelo, avaliou-se o uso de promotores sintéticos no controle da expressão gênica em cana-de-açúcar. Após as análises de expressão transiente, verificou-se que o promotor SoMT1b apresentou atividade GUS e GFP em epitélios de cebola e os promotores sintéticos, 4X Wbox, 4X GCC-like, 4X JERE e 4xW 4xS-box, e o promotor SoMT1b foram capazes de dirigir a expressão do gene repórter uidA (GUS) em calos embriogênicos de cana-de-açúcar. Em análise de expressão estável, o promotor SoMT1b foi capaz de dirigir a expressão do gene GUS para os frutos e sementes de tomate \'Micro-Tom\', mas não foi responsivo a estresse por herbivoria, cádmio e cobre. Também foi realizada a transformação de plantas de cana-de-açúcar, as quais ainda estão sendo analisadas. Os resultados obtidos demonstram a funcionalidade do promotor SoMT1b / New technologies, like genetic transformation, associated with conventional breeding of sugarcane have a large potential in developing new varieties tolerant to biotic and abiotic stress. However, the lack of specificity in the spatial and/or temporal expression of the introduced genes has been a limited factor for the success of products derived from transgeny. Metallothionein promoters, for instance, can represent an alternative to the use of constitutive promoters, particularly those from metallothionein type 1 (MT1) because they present high expression levels in different tissues / organs and are responsive to biotic and abiotic stress. Another alternative is the use of synthetic promoters which contain only cis elements, as GCG-like, W-box and JERE, which induces local gene expression in response to pathogen attack. In this work, we aimed to make the functional characterization of sugarcane metallothionein promoters and synthetic regulatory elements, in parallel, we evaluated the use of synthetic promoters in the control of gene expression in sugarcane. After transient expression analyzis, it was found that SoMT1b promoter was able to control the expression of the reporter genes to GUS and GFP in onion epithelium and GUS in sugarcane embryogenic calli. Additionally, synthetic promoters 4X Wbox, 4X GCC-like, 4X JERE and 4xW 4xS-box were able to direct the expression of the gene uidA (GUS) in embryogenic calli of sugarcane. In stable transformation analysis, SoMT1b promoter was capable of directing uidA expression in fruits and seeds of tomato cv. \'Micro-Tom\', but it was not responsive to herbivory, cadmium and copper stress. It was also carried out the transformation of sugarcane plants with the construction containing the SoMT1b promoter, but these are still being analyzed. The results demonstrate the functionality of the SoMT1b promoter in sugarcane and tomato

Este projeto visa à obtenção do megazol e de seus derivados, que possam ser comparados quanto a sua atividade biológica, no intuito de produzir um análogo mais potente e menos tóxico. O megazol, estrutura de interesse do trabalho proposto, foi sintetizado inicialmente em 1968 por Asato e Berkelhammer utilizando o 5-nitroirnidazol como material de partida. Nos anos 80, pesquisadores brasileiros da Fundação Instituto Oswaldo Cruz e do Centro René Rachou, devido a grande incidência da doença de Chagas no Brasil, relacionaram um grande número de substâncias químicas até então indicadas como ativas contra o Trypanosoma cruzi. Dentre estas substâncias, o megazol foi o que apresentou um grande interesse, pois em testes \"in vivo\" em ratos mostrou um efeito curativo significativo, em dose única. A partir daí, estudos desta molécula e análogos tornaram-se imprescindíveis, no intuito de determinar o mecanismo de ação desta estrutura e seus potenciais efeitos tóxicos. A rota de síntese utilizada como enfoque foi a descrita por Albuquerque em 1995 e otimizada por Moretto em 2001. No presente trabalho, obtiveram-se seis derivados do megazol a partir da modificação da função amina ligada ao anel 1,3,4 tiadiazólico. Uma destas modificações foi realizada pela sua reação com cloretos ou anidridos de ácidos, outra foi a partir da diazotação e substituição pelo átomo de cloro, e a substituição do cloro pelo metoxi. Os derivados obtidos foram testados em culturas de células Vero infectadas com Trypanosoma cruzi e analisados em relação ao índice de infecção do parasita. Até o presente momento três compostos mostraram-se tão ativos quanto ao megazol. Os dados obtidos serão empregados para ampliar não só O estudo de novos fármacos anti-chagásicos, mas também para uma melhor compreensão dos processos químicos envolvidos na síntese de intermediários do tipo 5-nitroirnidazóis. / This project aims the synthesis of megazol and some derivatives, with more powerful and better biological activity. Megazol, the chemical structure of interest in this work, was synthesized initially in 1968 for Asato and Berkelhammer using 5-nitroimidazol as a starting material. In years 80, Brazilian researchers of the Oswaldo Cruz Institute Foundation and René Rachou Center, had related a great number of chemical substances active against the Trypanosoma cruzi, illness very common in Brazil One of these substances, the megazol, presented a great interest, as the tests \"in vivo\" in rats showed significant curative effect, in only one dose. As a result of this biological test, more accurate studies of the analogous molecules had become essential, in intention to determine the mechanism of action of this structure and its potential toxic effect. The synthesis route was that described by Albuquerque in 1995, and optimized by Moretto in 2001. In the present work, six derivatives of megazol resulted from the chemical modification from the amine of 1,3,4 thiadiazolic ring. One of these modifications was made by the reaction with anhydrides, chlorides or acids; another one was from the diazotation and substitution by the chlorine atom, and the substitution of chlorine by the methoxy group. The gotten derivatives had been tested in cultures of Vero cells infected with Trypanosoma cruzi and analyzed in relation to the parasite infection index. Until now three compounds presented a higher activity than megazol. The gotten data will be used not only for extend the study of new drugs against the Trypanosoma cruzi, but also for better understanding of the involved chemical processes in the 5-nitroimidazoles intermediate synthesis.

É sabido que: (i) as sínteses individual e múltipla (manual e automática), bem como a construção de bibliotecas e micro-arranjos de peptídeos sintéticos empregam a metodologia da fase sólida (SPFS); (ii) apesar do desenvolvimento atual desta metodologia sintética, os químicos de peptídeos continuam se deparando com problemas e limitações inerentes a ela; (iii) muitos trabalhos relatam a sua agilização pelo uso de altas temperaturas, mas poucos revelam preocupação com a integridade quiral dos peptídeos-alvo. Portanto, o presente trabalho objetivou dar continuidade à nossa investigação pioneira das: 1) incidência da enantiomerização dos aminoácidos e/ou de outras reações secundárias nas SPFS passo a passo de peptídeos a 60 °C; 2) viabilidade de realização de todas as etapas da síntese convergente em fase sólida (SCPFS) a 60 °C. Em relação ao tópico 1, os peptídeos-alvo escolhidos tinham tamanho e sequência variáveis que incluiam os aminoácidos trifuncionais problemáticos Cys, Ser, His, Met e Trp. Todos eles foram obtidos por SPFS passo a passo convencional e a 60 °C usando aquecimento convencional e micro-ondas. A identificação e a quantificação dos isômeros contaminantes foram feitas com a ajuda de padrões resultantes da SPFS passo a passo convencional e de métodos analíticos (RP-HPLC, LC-ESI/MS, CE e análise quiral de aminoácidos) em condições estabelecidas por nós. Foi constatado que: (i) as nossas condições de acoplamento são mais econômicas que as usuais, pois empregam menor concentração e excesso molar de N-acil-aminoácidos; (ii) nelas, a SPFS a 60 °C usando o aquecimento convencional é simples, prática, de custo relativamente baixo, demanda ½ do tempo da SPFS convenciona e não compromete significativamente a integridade quiral dos aminoácidos; (iii) nas condições similares, a SPFS passo a passo a 60 °C assistida por micro-ondas é mais rápida (realizada em ¼ do tempo gasto na SPFS convencional), porém mais cara e acompanhada de aumento significativo da enantiomerização da Cys; (iv) a mistura 25% DMSO/tolueno, nunca antes utilizada na SPFS assistida por micro-ondas, favoreceu a formação de contaminantes contendo Met oxidadas a sulfóxidos durante as sínteses do fragmento CCK24-33NS, mas o mesmo ocorreu quando DMF foi usado nas sínteses da CCK-33 NS; (v) outras reações secundárias típicas da SPFS passo a passo não foram intensificadas significativamente nas nossas condições sintéticas a 60 °C. Quanto ao tópico 2, foi escolhida a CCK-33 NS como modelo peptídico. Foi constatado que: (i) a etapa de obtenção dos fragmentos peptídicos protegidos que atuariam como doadores de acila (D.A.) e aceptor de acila (A.A.) de partida pode ser ágil e bem sucedida pela SPFS passo a passo a 60 °C nas nossas condições experimentais usando o aquecimento convencional; (ii) DMF, NMP e 25% DMSO/Tolueno foram adequados à solubilização dos fragmentos D.A. e dos reagentes necessários à sua ativação a 60 °C; (iii) a 60 °C, tais solventes também intumesceram satisfatoriamente a CCK24-33NS-resina Rink amida, A.A. de partica; (iv) o aquecimento convencional permitiu que algumas reações de acoplamento entre os D.A. e A.A. escolhidos fossem realizadas com sucesso; na maioria dos casos em que isso não ocorreu, o uso combinado das micro-ondas e agitação sob atmosfera inerte mediaram a formação do produto desejado; (v) a natureza dos fragmentos D.A. e A.A. é fator limitante na SCPFS, mesmo a 60 °C e usando o aquecimento convencional ou as micro-ondas, e, portanto, ele precisa ser melhor estudado. / It is well known that: (i) individual and multiple peptide syntheses (manual and automatic) as well as construction of synthetic peptide libraries and micro-arrays are all based on solid phase chemistry (SPPS); (ii) despite the current development of such synthetic methodology, peptide chemists are still facing its problems and inherent limitations; (iii) many previous works employed high temperatures to accelerate stepwise SPPS, but only a few showed concern about the preservation of the chiral integrity of the target peptide. Therefore, the main goal of the present work was to continue our pioneering investigation of: 1) the incidence of amino acids enantiomerization and/or other side-reactions in the stepwise SPPS at 60°C, 2) the viability of performing all steps of the convergent synthesis on a solid support (CSPPS) at 60°C. With regard to the topic 1, the peptides chosen as targets had variable size and sequence, which included the tricky trifunctional amino acids Cys, Ser, His, Met and Trp. The peptides were synthesized by conventional stepwise SPFS and at 60 °C using conventional or microwave heating. Identification and quantification of the contaminant isomers was done with the aid of standards resultant from conventional stepwise SPPS and of analytical methods (RP-HPLC, LC-ESI/MS, CE and chiral amino acids analysis) in conditions established in our laboratory. It was shown that: (i) our coupling conditions are cheaper than the usual ones as they employ lower concentration and excess of N-acyl-amino acids; (ii) under them, stepwise SPPS at 60 °C using the conventional heating is simple, practical, relatively low-cost, demands half of the time required by conventional stepwise SPPS and does not cause the enhancement of amino acids enantiomerization; (iii) under similar conditions, microwave-assisted stepwise SPPS at 60 °C is faster (it demands only one-fourth of the time spent in the conventional stepwise SPPS), but it is more expensive and causes significant damage specially to the chiral integrity of Cys; (iv) the binary mixture 25% DMSO/toluene, never used earlier in microwave-assisted stepwise SPPS, led to the formation of contaminants with Met oxidized to its sulfoxides during the synthesis of CCK24-33NS; however, it also occurred when DMF was used in the synthesis of CCK-33 NS; (v) other side reactions typical of stepwise SPPS were not significantly intensified under our conditions at 60 °C. Concerning to the topic 2, CCK-33 NS was chosen as the model peptide. It was shown that: (i) the synthesis of the protected peptides that would act as acyl donor (A.D.) or as the starting acyl aceptor (A.A.) can be fast and successfully achieved at 60 °C under our experimental conditions using conventional heating; (ii) DMF, NMP and 25% DMSO/toluene dissolved all A.D. and the reagents required for their activation at 60 °C; (iii) at this temperature, such solvents were also able to properly swell CCK24-33NS-Rink amide resin, the starting A.A.; (iv) the conventional heating allowed for some coupling reactions between A.D. and A.A., but in most cases in which it did not occur, the combined use of microwaves and stirring under inert atmosphere mediated the formation of the desired products; (v) the nature of fragments A.D. and A.A. is a limiting factor in the CSPPS even at 60 °C and using the conventional or microwave heating; therefore, it should be further studied.

[ES] El aumento constante en la demanda de combustibles sumado a la crisis energética actual derivada de una escasez global de combustibles, y agravada por la suma de consecuencias de la pandemia COVID-19, la guerra de Ucrania y la crisis del gas, ha provocado una creciente búsqueda de nuevas alternativas para la obtención de combustibles. En este contexto, las refinerías se enfrentan al reto tanto de satisfacer la demanda de combustibles líquidos, como de cumplir con los requerimientos de calidad y medioambientales, cada vez más estrictos. El proceso de oligomerización de olefinas ligeras representa una ruta catalítica de gran interés para la obtención de productos de composición y calidad adecuadas para su posterior incorporación a los "pools" de gasolina, combustible de aviación y de diésel. Además de su versatilidad hacia la producción de un producto u otro en función de las condiciones de reacción y del tipo de catalizador empleado, permite el aprovechamiento de corrientes excedentes de refinería o procedentes de fuentes renovables ricas en olefinas. En este proceso los catalizadores ácidos, y entre ellos las zeolitas, han demostrado ser los más adecuados para la obtención de destilados medios de alta calidad. Sin embargo, los catalizadores basados en zeolitas presentan problemas difusionales que provocan su rápida desactivación. Por todo ello, la presente tesis se ha centrado en la mejora del proceso de oligomerización de penteno mediante el empleo de zeolitas nanocristalinas como catalizadores, con el fin de minimizar estas restricciones difusionales y de aumentar su tiempo de vida útil. Para la primera parte de la tesis se ha seleccionado la zeolita de poro grande beta (BEA) como catalizador de oligomerización y se ha preparado una serie de betas nanocristalinas con diferentes relaciones Si/Al en medio fluoruro y en medio OH. Se ha estudiado el efecto de la reducción del su tamaño de cristal y de la densidad de centros ácidos Brönsted en su comportamiento catalítico, y se ha caracterizado los catalizadores desactivados para estudiar el tipo de especies carbonosas formadas, responsables de la pérdida de actividad, y su posible regeneración. La segunda parte de la tesis se centra en el estudio del comportamiento catalítico de la zeolita multiporo ferrierita (FER). Así pues, se ha sintetizado una serie de zeolitas ferrieritas nanocristalinas con distintos tamaños de cristal y propiedades texturales y ácidas y se han evaluado como catalizadores en la oligomerización de penteno. La mejor de las nanoferrieritas, según los resultados obtenidos en oligomerización, se ha estudiado como catalizador en la isomerización de butenos a isobuteno, proceso que usa ferrierita a escala comercial. Su comportamiento catalítico se ha comparado con el de una ferrierita comercial, una ferrierita jerarquizada, una ITQ-6 deslaminada y una nanoferrierita parcialmente calcinada. Con esta última se ha estudiado el papel del coque en la mejora de la selectividad a isobuteno con el tiempo de reacción. Los resultados obtenidos en la reacción de oligomerización indican que la reducción en el tamaño de cristal de catalizadores basados en zeolitas es determinante para aumentar el tiempo de vida del catalizador. En el caso de las betas se ha visto que, incluso en el rango de los nanocristales, disminuir las dimensiones de 30-40 nm a 10-15 nm supone una mejora muy importante. En el caso de las ferrieritas se ha demostrado que es imprescindible que la reducción del cristal sea en la dirección en la que circulan los canales de 10 MR, que son los que participan en la reacción. En cuanto a la reacción de isomerización de buteno se ha conseguido aumentar la selectividad a isobuteno a valores superiores al 87 %, desde tiempos iniciales de reacción, para conversiones de buteno del 49 %, constantes durante al menos 50 h, mediante el empleo de una nanoferrierita parcialmente calcinada, en la que solo están presentes los centros activos en los canales de 10 MR. / [CA] L'augment constant en la demanda de combustibles sumat a la crisi energètica actual derivada d'una escassetat global de combustibles i agreujada per la suma de conseqüències de la pandèmia COVID-19, la guerra d'Ucraïna i la crisi del gas, ha provocat una recerca creixent de noves alternatives per obtindre combustibles. En aquest context, les refineries s'enfronten al repte tant de satisfer la demanda de combustibles líquids com de complir amb els requeriments de qualitat i mediambientals cada cop més estrictes. El procés d'oligomerització d'olefines lleugeres representa una ruta catalítica de gran interès per a l'obtenció de productes de composició i qualitat adequades per incorporar-los posteriorment als "pools" de gasolina, de combustible d'aviació i de dièsel. A més de la seua versatilitat cap a la producció d'un producte o altre en funció de les condicions de reacció i del tipus de catalitzador emprat, permet aprofitar corrents excedents de refineria o procedents de fonts renovables riques en olefines. En aquest procés, els catalitzadors àcids, i entre ells les zeolites, han demostrat ser els més adequats per a l'obtenció de destil·lats mitjans d'alta qualitat. Tot i això, els catalitzadors basats en zeolites presenten problemes difusionals que provoquen la seua ràpida desactivació. Per tot això, aquesta tesi s'ha centrat en la millora del procés d'oligomerització de pentè mitjançant l'ús de zeolites nanocristal·lines com a catalitzadors, per tal de minimitzar aquestes restriccions difusionals i augmentar-ne el temps de vida útil. Per a la primera part de la tesi s'ha seleccionat la zeolita de porus gran beta (BEA) com a catalitzador d'oligomerització i s'ha preparat una sèrie de betes nanocristalines amb diferents relacions Si/Al en medi fluorur i en medi OH. S'ha estudiat l'efecte de la reducció de la grandària de cristall i de la densitat de centres àcids Brönsted en el seu comportament catalític, i s'han caracteritzat els catalitzadors desactivats per estudiar el tipus d'espècies carbonoses formades, responsables de la pèrdua d'activitat, i la seua possible regeneració. La segona part de la tesi es centra a l'estudi del comportament catalític de la zeolita multiporus ferrierita (FER). Així, s'han sintetitzat una sèrie de ferrierites nanocristal·lines amb diferents grandàries de cristall i propietats texturals i àcides. D'una banda, s'han avaluat com a catalitzadors per a l'oligomerització del pente. D'altra banda, la millor nanoferrierita segons els resultats obtinguts en oligomerització s'ha estudiat com a catalitzador per a la isomerització estructural de butens a isobutè, ja que la ferrierita s'utilitza com a catalitzador al procés industrial d'isomerització. El seu comportament catalític s'ha comparat amb el d'una ferrierita comercial, una ferrierita jeràrquica, una ITQ-6 delaminada i una nanoferrierita parcialment calcinada. Aquest últim ha estat utilitzat per estudiar el paper que juga el coc en la millora de la selectivitat d'isobutè amb el temps en corrent. Els resultats obtinguts en la reacció d'oligomerització indiquen que la reducció en la grandària de cristall de catalitzadors basats en zeolites és determinant per augmentar el temps de vida del catalitzador. En el cas de les betes s'ha vist que, fins i tot en el rang dels nanocristalls, disminuir les dimensions de 30-40 nm a 10-15 nm suposa una millora molt important. En el cas de les ferrietes s'ha demostrat que és imprescindible que la reducció del vidre siga en la direcció on circulen els canals de 10 MR, que són els que participen a la reacció. Pel que fa a la reacció d'isomerització de butè, s'ha aconseguit augmentar la selectivitat a isobutè a valors superiors al 87 %, des de temps inicials de reacció, per a conversions de butè de 49 %, constants durant almenys 50 h mitjançant l'ús de una nanoferrierita parcialment calcinada, on només hi són presents els centres actius als canals de 10 MR. / [EN] The constant increase in the demands of fuels, together with the present energy crisis derived from the global fuels' shortage caused by the COVID-19 pandemic, the Ukraine war and the gas crisis, has forced refiners to search for alternative routes for fuels production. Thus, refineries face the challenge of satisfying both, the demand for liquid fuels and the quality and environmental requirements, increasingly strict. Light olefin oligomerization represents a catalytic route of high interest for the production of liquid fuels with the desired composition and quality to be incorporated to the gasoline, jet fuel or diesel pools. Besides its versatility in terms of product selectivity as a function of reaction conditions and catalyst employed, it allows the revalorization of low value refinery or bio-derived olefin-rich streams. Acid catalyst and, in particular, zeolites have proved to be the most suitable catalysts for the production of high quality distillates. However, zeolite-based catalysts present diffusional problems that lead to fast deactivation rates. Taking all this into account, the present thesis focuses on the improvement of the pentene oligomerization process by means of using nanocrystalline zeolites as catalysts, aiming to minimize diffusional restrictions and to increase their catalyst life. In the first part of the thesis, the large pore beta zeolite (BEA) has been selected as oligomerization catalyst, and a series of nanocristalline betas with different Si/Al ratios have been prepared in fluoride and in OH media. The influence of crystal size reduction and Brönsted acid site density on their catalytic performance has been studied and the spent catalysts have been characterized in order to study the type of carbon species formed, responsible for the activity loss, and their possible regeneration. The second part of the thesis focuses on the study of the catalytic performance of the multipore ferrierite. Thus, a series of nanocrystalline zeolites has been synthesized with different crystal sizes and textural and acidic properties. On the one hand, they have been evaluated as catalysts for the pentene oligomerization. On the other, the best nanoferrierite according to the results obtained in oligomerization has been studied as catalyst for the structural isomerization of butenes to isobutene, as ferrierita is used as catalyst in the industrial isomerization process. Its catalytic performance has been compared with that of a commercial ferrierita, a hierarchical ferrierite, a delaminated ITQ-6 and a nanoferrierite partially calcined. The latter has been used to study the role played by coke in the improvement with time on stream of the isobutene selectivity. The results obtained in the oligomerization reaction indicate that crystal size reduction in zeolite-based catalysts is key for increasing the catalysts life. In case of the beta zeolites it has been proved that decreasing the nanocrystals size from 30-40 nm to 10-15 nm leads to a very significant improvement in catalyst life. In the case of ferrierites it has been demonstrated that it is essential to reduce the crystal size in the direction parallel to the 10 MR channels, which are those involved in the oligomerization reaction. When used as catalysts for butenes isomerization, the use of partially calcined nanoferrierites, with active sites present only in the 10 MR, has led to isobutene selectivities above 87 % since very short times on stream, for butene conversion of 49 %, constant for at least 50 h. / Díaz Rey, MDR. (2023). Optimización de procesos de revalorización de olefinas ligeras mediante el empleo de catalizadores basados en zeolitas nanocristalinas [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/192869

Um polieletrólito catiônico (poliamina), com baixo peso molecular e elevada densidade de carga, normalmente aplicado como agente coagulante do lixo aniônico, foi usado para estudos de retenção e drenagem na fabricação de papel. O uso do carboximentil celulose de sódio para simulação do teor de lixo aniônico e seu efeito na retenção de cargas minerais foi uma característica importante para este trabalho. Pode ser observado que o aumento da dosagem do polímero catiônico tanto melhora a retenção de cargas minerais, avaliada pela turbidez do filtrado, quanto melhora a drenagem do sistema, avaliada pela velocidade de escoamento. Entretanto, elevadas dosagens deste polímero comprometeram os resultados destes parâmetros devido à inversão de carga do sistema. Pode também ser confirmado que forças de cisalhamento excessivas prejudicam a retenção de cargas minerais. Ademais, um polianfótero, com peso molecular e densidade de carga elevados, contendo grupos positivo (N-[3-(N,N-dimetilamino)propil]acrilamida), negativo (ácido metileno butanodióico) e nulo (acrilamida) na mesma cadeia, foi testado como agente de resistência a seco do papel. Todos os estudos em nível molecular sobre o comportamento do polianfótero em solução e o seu comportamento de adsorção sobre superfícies modelos carregadas, em diferentes condições de pH e de força iônica, foram importantes para explicar tanto dos fenômenos de adsorção, envolvendo fibras celulósicas e polianfótero, quanto o seu efeito na resistência mecânica do papel. Foi observado que a solubilidade do polímero aumenta à medida que o pH se distancia do seu ponto isoelétrico, pHPIE 7,3, e reduz para valores de pH próximos ao pHPIE. O tamanho das estruturas do polianfótero depende do pH do meio de dispersão. As características de tamanho do polianfótero tanto sob a forma de cadeias individuais ou quanto sob a forma de agregados, foram medidas através da técnica de espalhamento dinâmico de luz. As propriedades viscoelásticas das camadas adsorvidas e a quantidade de polímero adsorvida foram medidas através da técnica da balança microgravimétrica com dissipação de energia. Estas duas determinações, associadas às imagens no microscópio de força atômica, foram importantes para o entendimento dos resultados práticos do uso do polianfótero como agente de resistência a seco do papel. Maiores resultados de resistência do papel, avaliada através da resistência à tração, foram alcançados para valores de pH próximos ao ponto isoelétrico onde foram encontrados o seguinte: (1) maiores tamanhos para as estruturas do polímero em solução, (2) maior quantidade de massa nas camadas adsorvidas e (3) a formação de camadas mais viscoelásticas. O fenômeno de separação de fases, associado à mudança da solubilidade do polímero em solução devido ao balanço dos grupos positivos e negativos ionizados ao longo da faixa de pH estudada, foi considerado o principal aspecto para a variação em tamanho dos agregados. Embora este polímero tenha apresentado comportamento antipolieletrólito devido à expansão da sua cadeia e ao aumento da densidade de carga com o aumento da força iônica, considerando o efeito da força iônica para pH 4,3, o comportamento de adsorção do polianfótero foi avaliado como o comportamento de um polieletrólito monocarregado de alta densidade de carga. Maiores e menores quantidades de massas adsorvidas foram encontradas para valores intermediários e extremos de força iônica, respectivamente. As interações eletrostáticas foram consideradas as principais responsáveis pela adsorção do polímero sobre superfícies carregadas. Entretanto, a blindagem de cargas foi considerada a explicação para os baixos valores de massa adsorvida para valores mais elevados de força iônica. / A cationic polyelectrolyte (polyamine), with low molecular weight and high charge density, usually applied as anionic trash coagulant, was used for the retention and drainage studies in the papermaking. The use of sodium carboxymethyl cellulose to simulate the anionic trash content and its effect on the filler retention was an important feature of the work. It could be noted that the increasing of the cationic polymer dosage improves both the filler retention, evaluated by the turbidity of the filtrate, and the system drainage, evaluated by the flow speed. However, high dosages of this polymer compromised the results of these parameters due to the reversal of the system charge. It can also be confirmed that excessive shear forces affect the filler retention. Furthermore, a polyampholyte, with high molecular weight and charge density, containing positive (N-[3-(N,N- dimethylamino)propyl]acrylamide), negative (methylene butanedioic acid), and neutral (acrylamide) groups in the same chain, was tested as a dry strength agent. All of the studies at molecular level concerning to the polyampholyte behavior in the solution and its adsorption behavior on charged model surfaces at different conditions of pH and ionic strength, were important to explain both the adsorption phenomena, involving cellulosic fibers and polyampholyte, and its impact on the paper strength. It was observed that the polymer solubility increases as the pH moves away from its isoelectric point, pHIEP 7.3, and decreases when the pH approaches close to pHIEP. The sizes of the structures of the polyampholytes depend on the pH of the dispersion medium. Also the size characteristics of polyampholyte, both in individual and aggregated forms, were measured by dynamic light scattering technique. The viscoelastic properties of adsorbed layers, as well as the amount of the adsorbed polymer, were measured by quartz crystal microbalance technique with energy dissipation. These two measurements, associated with the atomic force microscopy images, were important to understand the practical results of polyampholyte usage as a dry strength agent. Best results of paper strength, evaluated by paper strength index, were achieved at pH close to the isoelectric point on which one were found the following features: (1) larger sizes of the polymer structures in solution, (2) higher amount of mass in the adsorbed layers, and (3) the formation of more viscoelastic layers. The phase separation phenomenon, associated with the change in the solubility of the polymer due to the balance of the positive and negative groups throughout the studied pH range, was considered the main aspect for the variation in size of the aggregates. Although this polymer shows antipolyelectrolyte behavior due to the expansion of the its chain and the increasing in charge density with the ionic strength, considering the effect of ionic strength at pH 4.3, the adsorption behavior of polyampholyte was evaluated as a monocharged polyelectrolyte behavior with high charge density. Major and minor amounts of adsorbed masses were found for intermediates and extremes values of ionic strength, respectively. The electrostatic interactions were considered the main cause of the adsorption on charged surfaces. However, the electrostatic screening was considered the explanation for the low values of adsorbed mass at higher values of ionic strength.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:06:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5287.pdf: 3924606 bytes, checksum: 935b5a09df26eb1b41df901a189a6e2a (MD5) Previous issue date: 2013-05-29 / Universidade Federal de Sao Carlos / Geographic information systems with the aid of spatial databases store and manage crisp spatial data (or exact spatial data), whose shapes (boundaries) are well defined and have a precise location in space. However, several spatial data do not have precisely known boundaries or have an uncertain location in space, which are called vague spatial data. The boundaries of a given vague spatial data may shrink or extend, therefore, may have a minimum and maximum extension. Clouds of pollution, deforestation, fire outbreaks, route of an airplane, habitats of plants and animals are examples of vague spatial data. In the literature, there are currently vague spatial data models, such as Egg-Yolk, QMM and VASA. However, according to our knowledge, they focus only on the formal aspect of the model definition. Thus, real or synthetic vague spatial data is not available for use. The main objective of this master thesis is the development of algorithms for the generation of synthetic vague spatial data based on the crisp models of spatial data vague Egg-Yolk, QMM and VASA. It was also implemented a tool, called VagueDataGeneration, to assist in the process of generation such data. For both the algorithms and the tool, the user is able to set the properties related to the data type of model, such as size, shape, volume, complexity, location and spatial distribution. By using the proposed algorithms and the VagueDataGeneration tool, researchers can generate large samples of vague spatial data, enabling new research, such as testing indexes for vague spatial data or evaluating query processing over data warehouses that store vague spatial data. The validation of the vague spatial data generation was conducted using a case study with data from vague rural phenomena. / Sistemas de informação geográfica com o auxílio de bancos de dados espaciais armazenam e gerenciam dados espaciais exatos, cujas formas (fronteiras) são bem definidas e que possuem uma localização exata no espaço. Entretanto, vários dados espaciais reais não possuem os seus limites precisamente conhecidos ou possuem uma localização incerta no espaço, os quais são denominados dados espaciais vagos. Os limites de um dado espacial vago podem encolher ou estender, portanto, podem ter uma extensão mínima e máxima. Nuvens de poluição, desmatamentos, focos de incêndios, rota de um avião, habitats de plantas e de animais são exemplos de dados espaciais vagos. Na literatura, atualmente existem modelos de dados espaciais vagos, tais como Egg-Yolk, QMM e VASA. No entanto, segundo o nosso conhecimento, estes enfocam apenas no aspecto formal da definição do modelo. Com isso, dados espaciais vagos reais ou sintéticos não estão disponíveis para uso. O principal objetivo deste trabalho de mestrado consiste no desenvolvimento de algoritmos para a geração de dados espaciais vagos sintéticos baseados nos modelos exatos de dados espaciais vagos Egg-Yolk, QMM e VASA. Também foi implementada uma ferramenta, chamada VagueDataGeneration, para auxiliar no processo de geração desses dados. Nos algoritmos propostos e na ferramenta desenvolvida, o usuário define as propriedades referentes ao tipo de dado de um modelo, tais como tamanho, formato, volume, complexidade, localização e distribuição espacial dos dados espaciais vagos a serem gerados. Por meio do uso dos algoritmos propostos e da ferramenta VagueDataGeneration, os pesquisadores podem gerar grandes amostras de dados espaciais vagos, possibilitando novas pesquisas, como exemplo, testar índices para dados espaciais vagos ou testar técnicas de processamento de consultas em Data Warehouses que armazenam dados espaciais vagos. A validação da geração de dados espaciais vagos foi efetuada usando um estudo de caso com dados de fenômenos rurais vagos.