Submitted by Carolina Tatiani Alves Ferreira null (carolinatatiani@hotmail.com) on 2016-10-11T17:47:48Z No. of bitstreams: 1 dissertacao_final.pdf: 2971956 bytes, checksum: ff2c42bfe3830597c9ccad5a4c364c97 (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-10-18T17:04:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ferreira_cta_me_sjrp.pdf: 2971956 bytes, checksum: ff2c42bfe3830597c9ccad5a4c364c97 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-18T17:04:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ferreira_cta_me_sjrp.pdf: 2971956 bytes, checksum: ff2c42bfe3830597c9ccad5a4c364c97 (MD5) Previous issue date: 2016-08-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Estudos recentes têm explorado o comportamento de macromoléculas em solução e a implicação das mudanças conformacionais. Apesar da importância deste assunto, há um número limitado de técnicas para observar as alterações nestes sistemas. Isto se deve a complexidade e aos altos custos envolvidos. Uma técnica que apresenta vantagens com relação aos tamanhos das proteínas estudadas e baixos custos em comparação à outras similares é o espalhamento de raios-X à baixo ângulo , ou SAXS - do inglês small angle X-ray scattering. Entretanto, os resultados possuem uma baixa resolução, pois consiste apenas no "envelope" da partícula e não possui nenhuma informação sobre as estruturas secundárias, terciárias ou quaternárias. O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de uma ferramenta capaz de descrever teoricamente estruturas terciárias em solução, baseado no conhecimento das estruturas secundárias e do perfil de espalhamento de SAXS. As simulações geram novas conformações por um algoritmo de pivot. O critério de Metropolis minimiza a energia potencial formada pela energia de Lennard-Jones e um termo associado à similaridade entre os perfis de espalhamento teórico e experimental. Esta ferramenta obteve resultados iniciais satisfatórios e, após uma fase de calibração, estará disponível online à comunidade científica, no site: http://oliveira.df.ibilce.unesp.br/. / Recent studies have been exploring the dynamical behavior of macromolecules in solution and the implication of conformational changes. Despite all the importance revolving this subject, there are a limited number of techniques to observe these system variations. This is due to the complexity and costs involved. One interesting technique that presents no protein size limitations and has relatively low costs is the Small Angle X-ray Scattering (SAXS). However, it provides low-resolution results, consisting only of the particle’s “envelope” that does not provide any accuracy on secondary, tertiary or quaternary structures. This work aims the development of a tool to provide theoretical structural description of representative conformations in solution based only on the secondary structure informations and the experimental scattering profile. The simulations generates new conformations by a pivot algorithm. The Metropolis criteria minimizes the potential energy composed by a Lennard-Jones term and an energetic term related to the similarity of the experimental and theoretical scattering profiles. The software achieved some satisfactory initial results and it will be available online to the scientific community, after a calibration phase, at http://oliveira.df.ibilce.unesp.br/.

Orientador: Carlos Alberto Luengo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-20T08:54:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RestrepoArteta_JuanManuel_M.pdf: 2754803 bytes, checksum: 3b4fd1850713269584e6a61f694bcb7a (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Os Nanotubos de Carbono (CNTs) tiveram sua origem numa das grandes descobertas da história científica recente, a dos fulerenos e outras estruturas complexas de carbono. Os CNTs se destacam pelas suas propriedades físicas que podem ter diferentes aplicações. Neste trabalho é apresentada uma introdução na produção deste material através do método de arco elétrico, assim como a construção do equipamento e seu funcionamento. Logo, a fuligem obtida em diferentes lugares do reator é caracterizada utilizando-se Microscopia Eletrônica de Varredura e Microscopia de força atômica, equipamentos que ajudam a dar uma imagem a resoluções muito pequenas e ter uma ideia das formas e os tamanhos das partículas. Entanto, os princípios do espalhamento de raios x a baixo ângulo são tratados para ajudar a caracterizar quantitativamente as amostras. Parâmetros como o tamanho da fuligem, forma, dimensão fractal e porosidade são analisados. Resumindo, nesta tese apresentamos os detalhes da preparação e caracterização estrutural de partículas de carbono obtidas pela descarga por arco / Abstract: Carbon nanotubes (CNT) had their origin in one of the greatest scientific discoveries of recent history: the fullerenes and other complex carbon structures. The CNTs have remarkable physical properties and are being studied for different practical applications. This work presents an introduction to their production using the electric arc method, the construction of the instrumentation and details of sample preparation.. Subsequently, the soot obtained in different places of the reactor was characterized using scanning electron microscopy and atomic force microscopy, experiments that allowed the registration of images with mícron size resolution and gave an idea of shapes and sizes of the particles. Also, the principles of small angle x-ray scattering were applied to characterize the samples. Parameters such as the size of the soot particles, shape, fractal dimension and porosity were analyzed. Summarizing, the main objective of this thesis was to describe the preparation and structural characterization of the carbon particles obtained by arc discharge / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Iris Concepcion Lineares de Torriani / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica "Gleb Wataghin" / Made available in DSpace on 2018-08-04T15:02:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_CristianoLuisPintode_D.pdf: 31759545 bytes, checksum: a92d80aac97e4e41bdf268c343cbd43e (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Apresentamos nesta tese estudos relacionados à obtenção de parâmetros estruturais e modelagem ab initio para macromoléculas biológicas e sistemas densos de partículas elipsoidais a partir de dados de espalhamento de raios X a baixos ângulos. Aspectos teóricos e experimentais são discutidos, complementados por simulações computacionais e pela apresentação de resultados experimentais que exemplificam a aplicação dos métodos de cálculo revelando assim os alcances e limites da técnica. Progressos recentes em biologia molecular estrutural revelam que a correlação entre a forma e a função de macromoléculas biológicas é crucial para a compreensão dos processos biológicos. Além disso, diversos estudos associam várias doenças a defeitos estruturais em proteínas, aumentando ainda mais o interesse na determinação das estruturas protéicas. A técnica de espalhamento de raios X a baixos ângulos permite a obtenção de parâmetros estruturais de proteínas, apresentando diversas vantagens sobre a cristalografia de proteínas e a ressonância magnética nuclear, mesmo não atingindo alta resolução. Trataremos, portanto, dois assuntos principais: estudos de sistemas diluídos e estudos de sistemas densos. Para o estudo de sistemas diluídos o enfoque principal será na modelagem estrutural de proteínas em solução, onde são apresentados e discutidos diversos métodos de simulação tanto da estrutura das macromoléculas quanto de seus parâmetros hidrodinâmicos. Estes métodos foram aplicados ao estudo de diversos problemas, tais como: (i) as estruturas das hemoglobinas extracelulares de Biomphalaria glabrata e Glossoscolex paulistus, proteínas gigantes com elevada cooperatividade funcional entre suas subunidades; (ii) as diferenças estruturais entre as formas livres e ligadas a lipídeos da proteína básica de mielina, uma das proteínas principais do axônio nervoso e cujo mal funcionamento leva a doenças neuronais; (iii) a interação entre proteínas e polímeros, tema relevante para processos de cristalização e construção de sistemas bio-poliméricos; e (iv) a estrutura da proteína precursora amilóide, proteína transmembrana que, apesar de diversas funções conhecidas, é uma das precursoras principais do Mal de Alzheimer. Já no estudo de sistemas densos é apresentada uma nova metodologia baseada em simulações de Monte Carlo para elipsóides de revolução. Como elipsóides podem servir de sistemas modelos para diversos sistemas reais, simulações de propriedades de soluções concentradas destes sistemas são de grande interesse. Com base nestas simulações, funções de espalhamento e funções de correlação puderam ser calculadas para um grande intervalo de anisotropias e concentrações, permitindo a obtenção de funções numéricas que podem ser utilizadas no estudo de sistemas reais uma vez que não existem expressões analíticas para este tipo de sistema. Como aplicação, este método foi utilizado no estudo de nanopartículas de ferro em matriz de silício, fornecendo parâmetros estruturais do sistema. / Abstract: In this dissertation, theoretical and experimental aspects of the calculation of structural parameters and ab-initio modeling for biological macromolecules and condensed particle systems are being discussed. Two main applications will be presented, complemented by computational simulations and many experimental results. For dilute systems the focus will be on the structural modeling of several proteins in solutions, including the calculation of hydrodynamic parameters. Recent developments in structural molecular biology reveal that knowledge about the correlation existing between the structure and function of biological macromolecules is crucial for the understanding of biological processes. Many studies have proved that structural defects detected in certain proteins are responsible for serious diseases. Small angle X-ray scattering has proved to be very useful in the determination of the low resolution structure of macromolecules in solution. This technique offers clear advantages with respect to other techniques, like singlecrystal X-ray crystallography and nuclear magnetic resonance. The low resolution structural studies of proteins included: (i) the 3D solution structure of the extracellular hemoglobin from the species Biomphalaria glabrata and Glossoscolex paulistus, giant proteins with high functional cooperativity between their subunits; (ii) the determination of the structural differences between the lipid free and lipid bound forms of myelin basic protein (MBP), one of the most important proteins of the axon sheath whose bad functioning leads to neural diseases; (iii) the study of protein-polymer interactions, relevant subject for crystallization processes and development of bio-polymeric systems; (iv) the 3D solution structure of the amyloid precursor protein, APP, transmembrane protein which is related to the Alzheimer disease. For the study of dense systems, a Monte Carlo based method for the simulation of a system of hard ellipsoids of revolution was developed. Ellipsoidal particles can be used as model systems for many real problems and simulations of the properties of concentrated solutions are of great interest. As a result of these simulations, scattering functions and correlation functions could be derived for a wide interval of anisotropies, permitting the calculation of numerical functions that can be used in real systems. As an example, this method was used for the study of iron nanoparticles in a silica matrix, leading to the determination of mean radius and size distribution of the particles. / Doutorado / Física da Matéria Condensada / Doutor em Ciências

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Gegenstand des Vorhabens im Rahmen der WTZ mit Russland ist die Versprödung des Reaktordruckbehälters infolge der Strahlenbelastung mit schnellen Neutronen im kernnahen Bereich. Um den Einfluss von bestrahlungsinduzierten Gitterdefekten auf die mechanischen Eigenschaften zu ermitteln, wurden analytische Berechnungen zum Einfluss von Hindernissen auf die Beweglichkeit von Versetzungen und damit auf die Ausbildung einer plastischen Zone an der Rissspitze durchgeführt. Es wird demonstriert, dass sich die an der Rissspitze entstehenden Versetzungen an dem Hindernis (bestrahlungsinduzierte Punktdefekte) aufstauen. In Abhängigkeit der Rissbelastung KI und der Entfernung des Hindernisses von der Rissspitze werden die Versetzungsdichte und das durch den Versetzungsstau verursachte Spannungsfeld berechnet. Mit Hilfe von Experimenten zur Neutronenkleinwinkelstreuung (SANS - small angle neutron scattering) an verschiedenen WWER-Stählen und Modelllegierungen wurden Größenverteilungen und die Volumenanteile der strahleninduzierten Defekte für verschiedene Bestrahlungszustände (Fluenzen, Bestrahlungstemperaturen) ermittelt. Es wurde gezeigt, dass sich die strahleninduzierte Werkstoffschädigung durch Wärmebehandlung weitgehend wieder ausheilen lässt. Nach der thermischen Ausheilung ist der Werkstoff bei erneuter Bestrahlung weniger anfällig für strahleninduzierte Defekte. Die Ergebnisse der SANS-Untersuchungen wurden mit der Änderung der mechanischen Eigenschaften (Härte, Streckgrenze und Sprödbruchübergangstemperatur) korreliert. Mit der kinetischen Gitter-Monte-Carlo-Methode wurden numerische Sensitivitätsstudien zum Einfluss des Cu-Gehalts auf die Stabilität von Defekt-Clustern durchgeführt. Die Berechnungen zeigen, dass die Anwesenheit von Cu-Atomen zur Bildung von langlebigen Defekten führt. Dabei werden Leerstellen in Cu/Leerstellen-Cluster eingefangen. Leerstellen in reinem Eisen sind bei Bestrahlungstemperaturen von 270 °C dagegen nicht stabil, die Lebensdauer liegt zwischen 0.01 s und 1 s. Die kritische Cu-Konzentration, ab welcher stabile Defekte entstehen, beträgt ca. 0.1 Masseprozent.

京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(工学) / 甲第21124号 / 工博第4488号 / 新制||工||1697(附属図書館) / 京都大学大学院工学研究科高分子化学専攻 / (主査)教授 辻井 敬亘, 教授 山子 茂, 教授 竹中 幹人 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Philosophy (Engineering) / Kyoto University / DFAM

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Abstract There has been great interest in microgels as drug carriers within the pharmaceutical industry. This includes the use of amphiphilic drugs for treating conditions such as depression, allergies, and cancer. By loading adiphenine (ADP), pavatrine (PVT), and diphenhydramine (DPH) into macrogels and observing the release, this study seeks to investigate how amphiphilic drugs can be released from microgels. There is also an interest in how aggregation behavior may vary depending on the structural components. This study utilized small angle x-ray scattering (SAXS) along with UV analysis and the measuring of the binding isotherm to investigate micelle aggregation and aggregation number. Two of the drugs adiphenine and pavatrine, have similar structures with only one bond that differentiated them. The difference in rigidity provided different results in SAXS. Adiphenine has an aggregation number of 12, diphenhydramine has a number of 13, and pavatrine has a number of 37. In contrast to pavatrine, which did not exhibit a correlation peak, adiphenine and diphenhydramine showed correlation peaks. This indicates that none of them had an ordered phase structure but pavatrine displayed an even more disordered phase structure. Nevertheless, all three drugs were in equilibrium, and so a difference between adiphenine and pavatrine could be clearly distinguished. There were significant divergences between pavatrine and adiphenine despite not being able to determine binding isotherms for all three drugs. Based on this, they should be less stable than diphenhydramine. They have an ester linkage, while diphenhydramine doesn't. As a result, it was not possible to confirm how self-aggregation of adiphenine, pavatrine, and diphenhydramine impacts drug release. Despite this, differences in the rigidity of the structural form may lead amphiphilic drugs to exhibit different behaviour in gels. Keywords: Amphiphilic drugs, small angle x-ray scattering, macrogels, binding isotherm, CMC, self-aggregation, phase structure, micelles.