Submitted by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-08-10T20:03:05Z No. of bitstreams: 1 DissVCZ.pdf: 2645955 bytes, checksum: 705c14ce02c3cbf785699b4d10919a28 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-08-10T20:03:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissVCZ.pdf: 2645955 bytes, checksum: 705c14ce02c3cbf785699b4d10919a28 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-08-10T20:03:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissVCZ.pdf: 2645955 bytes, checksum: 705c14ce02c3cbf785699b4d10919a28 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-10T20:03:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissVCZ.pdf: 2645955 bytes, checksum: 705c14ce02c3cbf785699b4d10919a28 (MD5) Previous issue date: 2017-01-23 / Não recebi financiamento / The aim of this paper is to develop a didactic sequence exploring practical activities that will help students in the teaching-learning process of the concepts of sequences, geometric progressions and logarithms, which are included in the school curriculum of the first year of high school. In this sequence we will propose practical activities in the teacher's lesson plan and will work on the mathematics contained in them. We will also report how the activities were applied, how the students participated, the concerns that arose and some considerations that can be made for improving the activity. Subsequently, we chose some questions that have appeared in the OBMEP and ENEM tests in previous years that involve content included in the activities and which may complement the activities. / O objetivo principal deste trabalho é desenvolver uma sequência didática explorando atividades práticas que auxilie os alunos no processo de ensino-aprendizagem dos conceitos de sequências, progressões geométricas e logaritmos, que constam no currículo da 1ª Série do Ensino Médio. Nesta sequência propomos atividades práticas em Fichas do Aluno e trabalhamos a matemática presente nelas. Relatamos como foi a aplicação das atividades, como foi a participação dos alunos, quais as dúvidas que surgiram e algumas considerações que podem ser feitas para aprimorar a atividade. Posteriormente selecionamos algumas questões que constam nas provas da OBMEP e do Enem nos anos anteriores que envolvem conteúdos que constam nas atividades e podem complementar as atividades.

O presente trabalho apresenta estudos de lesão em biomoléculas (DNA e 2\'-deoxiguanosina) induzida por Cu(III)/tetraglicina (Cu(III)/G4), radicais de óxidos de enxofre (SO3·-, SO4·-, SO5·-), HO· e HSO5-, espécies estas geradas durante a autoxidação de S(IV) na presença de Cu(II)/G4 ou Cu(II) (ausência de tetraglicina) e traços de um segundo íon metálico (Ni(II), Co(II) ou Mn(II)). A formação dos radicais SO3·- e HO· foi detectada pela técnica de ressonância paramagnética eletrônica (EPR). As técnicas de espectrofotometria e dicroísmo circular foram empregadas para avaliar a formação de Cu(III)/G4 em diferentes condições experimentais, na presença e ausência de S(IV), e a interação entre os complexos de cobre (II)/(III) e a molécula de DNA. A eficiência da formação de Cu(III) depende da acidez, concentração de S(IV) e dos tampões utilizados. A lesão no DNA plasmidial pUC19 foi verificada empregando-se a técnica de eletroforese em gel de agarose. A extensão da lesão no DNA depende da acidez, concentração de S(IV), tempo de incubação e da presença de um segundo íon metálico. Usando a técnica de cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) foi possível estudar a oxidação de 2\'-deoxiguanosina a 8-oxo-7,8-dihidro-2\'-deoxiguanosina na presença dos oxidantes fortes gerados durante a autoxidação de S(IV) catalisada por Cu(II)/G4. Um estudo comparativo do efeito de vários íons metálicos evidenciou o sinergismo de Cu(II) e traços de um segundo íon metálico (Ni(II), Co(II) ou Mn(II), complexados ou não com tetraglicina). / The present work presents studies related to biomolecules damage (DNA and 2\'-deoxyguanosine) induced by Cu(III)/tetraglycine (Cu(III)/G4), oxysulfur radicals (SO3·-, SO4·-, SO5·-) and HSO5-, species generated during S(IV) autoxidation in the presence of Cu(II)/G4 or Cu(II) (absence of tetraglycine) and trace level of a second metal ion (Ni(II), Co(II) or Mn(II)). The formation of SO3·- and HO· radicals was detected by electronic paramagnetic resonance technique (EPR). Spectrophotometric and circular dichroism techniques were used to evaluate the Cu(III)/G4 formation in different experimental conditions, in the presence and the absence of S(IV), and the interaction of copper (II)/(III) complexes and DNA molecule. The effectiveness of Cu(III) formation depends on the acidity, S(IV) concentration, and buffers used. The damage on pUC 19 plasmid DNA was verified by agarose gel electrophoresis. The extent on the DNA damage was related to acidity, S(IV) concentration, incubation time and to the presence of a second metal ion. Using the high performance liquid chromatography technique (HPLC) it was possible to study the oxidation of 2\'-deoxyguanosine to 8-oxo-7,8-dihydro-2\'-deoxyguanosine in the presence of strong oxidants generated during the S(IV) autoxidation catalyzed by Cu(II)/G4. A comparative study of the effect of several metal ions showed the synergism of Cu(II) and traces of a second metal ion (Ni(II), Co(II) or Mn(II), as tetraglycine complexes or not).

O objetivo desse trabalho foi avaliar a produção de \'H IND.2\' a partir da degradação de papel sulfite com a utilização de consórcio microbiano obtido do fluido ruminal, na presença e ausência da celulase. Para obtenção de consórcio de bactérias essencialmente produtoras de \' H IND.2\', fluido de rúmen in natura, utilizado como inóculo, foi submetido a tratamento ácido (pH 3 por 24 h), e posteriormente enriquecido em meio de cultura Del Nery modificado em diluições seriais. Nos ensaios de produção de \'H IND.2\' foi utilizado 10% (v/v) desse inóculo em reatores com diferentes concentrações de papel e celulase, e em reatores controle, nos quais não houve adição de celulase. Reator anaeróbio em batelada, em triplicata, com papel sulfite e meio Del Nery modificado, foi mantido a 37 ºC, pH inicial 7,0, com headspace preenchido com \'N IND.2\' (100%) para os seguintes ensaios: (1) 0,5 g papel/L e 4 mL celulase/L; (2) 2,0 g papel/L e 15 mL celulase/ L; (3) 4,0 g papel/L e 30 mL celulase/L; (CT 1) 0,5 g papel/L; (CT 2) 2,0 g papel/L; (CT 3) 4,0 g papel/L. Os rendimentos de \'H IND.2\' foram 42, 26,6 e 24 mmol\' H IND.2\'/g papel para os ensaios 1, 2 e 3, respectivamente. Não houve produção de \'H IND.2\' nos reatores controle. O consumo de substrato, avaliado como glicose, foi de 56%, 56,6% e 65,4% para os ensaios 1, 2 e 3, respectivamente. Nos reatores controle não foi detectado consumo de papel. Em todos os reatores com celulase foi detectado principalmente ácido butírico, além de ácido acético e álcoois. Nos reatores controle foram detectados principalmente ácido acético e ácido iso-butírico. Para os ensaios 1, 2, 3, CT 1, CT 2 e CT 3, os valores de pH final foram 4,6; 3,7; 3,5; 6,8; 6,6 e 6,5, respectivamente. Bacilos Gram positivos e formadores de endósporos foram predominantes em todos os reatores. A partir da análise de PCR/DGGE foi possível observar alteração de 78% entre a comunidade original do fluido de rúmen e a comunidade microbiana presente ao final dos ensaios. Por meio da clonagem e sequenciamento do gene RNAr 16S, verificou-se similaridade de 95% a 99% com Clostridium no consórcio bacteriano do reator com papel e celulase. A produção biológica de \'H IND.2\' nos reatores com celulase foi provavelmente devido as bactérias que estiveram presentes nas condições estudadas, identificadas, principalmente, como Clostridium sp., reconhecidas como produtoras de \'H IND.2\', ácidos voláteis e álcoois. A adição de celulase foi essencial para a hidrólise do papel em carboidratos solúveis, permitindo a produção de H2 pelas bactérias presentes no consórcio microbiano. / The aim of this study was to evaluate the production of \'H IND.2\' from office paper degradation by using a microbial consortium obtained from rumen fluid, in the presence and absence of cellulase. In order to obtain a microbial consortium consisting mainly of hydrogen producing bacteria, rumen fluid, used as inoculum, was subjected to acid pretreatment (pH 3 for 24 h), and subsequently enriched in the modified Del Nery medium in serial dilutions. In hydrogen production assays there was used 10% (v/v) of the pretreated inoculum in reactors with different concentrations of paper and cellulase, and in control reactors, without cellulase. Anaerobic batch reactor (5 L), in triplicate, with office paper and modificated Del Nery medium, was kept in 37 ºC and initial pH 7,0, with headspace filled with \'N IND.2\' (100%), for the following assays: (1) 0,5 g paper/L e 4mL cellulase/L; (2) 2,0 g paper/L e 15 mL cellulase/ L; (3) 4,0 g paper/L e 30 mL cellulase/L; (CT 1) 0,5 g paper/L; (CT 2) 2,0 g paper/L; (CT 3 ) 4,0 g paper/L. Hydrogen yields were 42, 26,6 and 24 mmol \'H IND.2\'/g paper for the assays 1, 2 and 3, respectively. Hydrogen production was not detected in the control reactors. Substrate consumption percentage, measured as glucose, was 56%, 56,6% and 65,4%, respectively for the assays 1, 2 and 3. Paper consumption was not detected in the control reactors. Butyric acid, low concentration of acetic acid, and alcohols were detected in the reactors with cellulase. In the control reactor it was observed mainly acetic and iso-butyric acids. Final pH values were 4,6; 3,7; 3,5; 6,8; 6,6 and 6,5 for the assays 1, 2, 3, CT 1, CT 2 and CT 3, respectively. It was observed a predominance of Gram positive endospore-forming rods. From PCR/DGGE analysis it was possible to observe an alteration of 78% between the original microbial community of the ruminal fluid and the microbial community present at the end of the assays. From cloning and sequencing analysis of RNAr 16S gene, there was verified similarity of 95-99% with Clostridium in the microbial consortium. The biological hydrogen production in the assays with cellulase was probably due to bacteria present in the conditions studied, mainly identified as Clostridium sp., known as producers of hydrogen, organic acids and alcohols. The addition of cellulase was essential to promote paper breakdown into soluble carbohydrates, which allowed hydrogen production by bacteria present in the consortium.

O presente trabalho teve como objetivo avaliar a fermentabilidade do hidrolisado enzimático do bagaço de cana pré-tratado com sulfito alcalino, visando a produção de etanol por leveduras. Inicialmente, o bagaço de cana foi pré-tratado com sulfito alcalino para remover parcialmente a lignina e alterar a estrutura da celulose e hemicelulose. Os efeitos deste pré-tratamento foram avaliados em termos da composição química dos materiais obtidos: um material lavado (BPL) e outro não lavado (BPNL) após tratamento. A digestibilidade enzimática dos materiais obtidos foi testada empregando dois extratos enzimáticos comercias e 3 cargas de enzimas, de acordo com um planejamento experimental 22. A partir destes resultados foi selecionado o extrato Cellubrix suplementado com ?-glicosidase na carga de 18 FPU/g de biomassa, e nesta condição os rendimentos de conversão de celulose e xilana foram cerca de 70% e 65%, respectivamente. Os hidrolisados enzimáticos do BPL e BPNL porém suplementados com nutrientes (2,0 g/L de (NH4)2SO4, 1,0 g/L de KH2PO4, 0,3 g/L de MgSO4.7H2O, 5,0 g/L de extrato de levedura), e avaliados quanto a produção de etanol por K. marxianus Y-6860 a 40°C. Os resultados mostraram que a levedura produziu etanol apenas a partir de glicose, e os parâmetros fermentativos obtidos com o hidrolisado BPNL QP = 3,7 g/L.h e YP/S = 0,40 g/g foram 20 e 5%, respectivamente superior ao BPL. O hidrolisado enzimático do BPNL foi então selecionado, para avaliar o efeito da suplementação nutricional nos parâmetros fermentativos da levedura K. marxianus Y-6860, em três temperaturas diferentes (30, 35 e 40°C) de acordo com um planejamento experimental 22. Para efeito de comparação, foi também avaliada a fermentabilidade do hidrolisado BPNL pelas leveduras S. cerevisiae PE-2 e S. stipitis Y-7124. Os resultados mostraram que para as três leveduras estudadas, os valores dos parâmetros fermentativos, foram favorecidos a 30 °C na presença nutrientes. Nesta condição, as leveduras apresentaram valores de YP/S similares (~ 0,48 g/g), em quanto que o QP foi de 3,25; 2,17 e 0,95 g/L.h para K. marxianus, S. cerevisiae e S. stipitis, respectivamente. Ressalta-se ainda que nesta condição, a S. stipitis Y-7124 foi a única levedura, capaz de consumir completamente ambos os açúcares (glicose + xilose) e produzir uma concentração de etanol 46% maior comparado as outras leveduras. Foi avaliado também a fermentabilidade das três leveduras no hidrolisado enzimático BPNL com alta concentração de glicose (100 g/L), nas condições anteriormente selecionadas. Os resultados mostraram que, as três leveduras apresentaram potencial para produção de etanol a partir da glicose, com uma eficiência de conversão de etanol superior a 70%, no entanto deveriam se implementar estratégias para estimular o consumo de xilose. Com os resultados do presente trabalho se pode concluir que o hidrolisado enzimático do bagaço de cana pré-tratado com sulfito alcalino suplementado com nutrientes, é um meio com grande potencial para a produção de etanol com características favoráveis para ser eficientemente fermentado por diferentes espécies de leveduras. / The present work had the objective to evaluate the fermentability of the enzymatic hydrolyzate of sugar cane bagasse pre-treated with alkali sulfite process, aiming the ethanol production by yeasts. Initially, sugarcane bagasse was pretreated with alkaline sulfite process to remove lignin partially. The effects of this pre-treatment, were evaluated in the chemical composition of the materials: one material washed after treatment (WB) and another unwashed material (UWB). The enzymatic digestibility of the obtained materials was tested using two commercial enzymatic extracts and three enzyme loads according to an experimental design 22. From these results, the Cellubrix extract supplemented with ?-glucosidase, was selected in the load of 18 FPU/g of biomass, in this condition the cellulose and xylan conversion yields were about 70% and 65%, respectively. The enzymatic hydrolysates of WB and UWB supplemented with nutrients (2,0 g/L (NH4)2 SO4, 1,0 g/L KH2 PO4, 0,3 g/L MgSO4 .7H2O, 5,0 g/L yeast extract), were evaluated for ethanol production by K. marxianus Y-6860 at 40°C. The results showed that the yeast produced ethanol only from glucose, and the fermentative parameters obtained with the UWB hydrolyzate QP= 3,7 g/L.h and YP/S= 0,40 g/g, were 20 and 5% respectively higher to WB. The UWB hydrolyzate, was selected to evaluate the effect of nutritional supplementation, in the fermentative parameters of K. marxianus, at three different temperatures (30, 35 and 40°C) according to an experimental design 22. For comparison, were also evaluated fermentability of S. cerevisiae PE-2 and S. stipitis Y-7124 in the hydrolyzate. In the three yeasts, the results showed that the values of the fermentative parameters, are favored when the hydrolyzate is supplemented with nutrients to 30°C. In this condition , yeasts showed similar YP/S value (~0,48 g/g), whereas the QP was of 3,25; 2,17 and 0,95 g/L.h for K. marxianus, S. cerevisiae and S. stipitis, respectively. It is also worth noting that in this condition S. stipitis was the only yeast able to completely consume both sugars (glucose+xylose) and produce a concentration of ethanol of 46% higher than other yeasts. In the previously selected condition, the fermentability of the hydrolyzate with high glucose concentration (100 g/L) was also evaluated. The results showed that the three yeasts presented potential for the production of ethanol from glucose, with an ethanol efficiency of over 70%, however strategies should be implemented to stimulate the consumption of xylose. With the results of the present work it can be concluded that the enzymatic hydrolyzate of sugar cane bagasse pretreated with alkaline sulfite process supplemented with nutrients is a medium with great potential for the production of ethanol with characteristics favorable to be efficiently fermented by different species of yeasts.

O presente trabalho apresenta estudos espectrofotométricos relacionados à autoxidação dos complexos de Cu(II), Ni(II) e Co(II)/tetraglicina induzida por sulfito. Nossos estudos verificaram que a autoxidação de Cu(II)/tetraglicina (1,0x10-3 mol L-1) em pH = 9,0 (tampão borato) é afetada pela presença de traços de Ni(II) ou Co(II). Na ausência de Ni(II) ou Co(II), a reação é muito ineficiente e lenta com períodos de indução longos (aproximadamente 4 h). Ni(II) ou Co( II) em concentrações baixas ( 10-5 - 10-6 mol L-1) afetam significativamente a cinética: o período de indução diminui drasticamente (a menos de 2 s) e a formação de Cu(III) é fortemente acelerada com simultâneo aumento da eficiência da reação. A atividade catalítica e o sinergismo positivo de Co(II) e Ni(II) podem ser explicados pela oxidação mais rápida de Co(II) ou Ni(II)/tetraglicina pelo oxigênio dissolvido. O processo eletroquímico relacionado aos sistemas Cu(II)/Cu(III)/tetraglicina e Ni(II)/Ni(III)/tetraglicina são reversíveis, possibilitando monitorá-los adequadamente mediante o uso da técnica de eletrodo rotativo disco-anel. Entretanto, o sistema Co(II)/Co(III)/tetraglicina é irreversível. Esses estudos mostraram que as espécies de Cu(III) e Ni(III) geradas no eletrodo disco são instáveis nas condições experimentais empregadas. O efeito sinérgico positivo na presença de Ni(II) (que permitiu aumentar a sensibilidade) foi aproveitado para desenvolvimento de método espectrofotométrico e amperométrico simples e sensível para a determinação indireta de sulfito em meio aquoso. O método espectrofotométrico está baseado na medida de absorbância do complexo de Cu(III)/tetraglicina (gerado na presença de sulfito e traços de Ni(II)) em 365 nm. O método amperométrico em análise por injeção em fluxo baseia-se na medida de corrente (0,1 V vs Ag/AgCl) em função da concentração de Cu(III)/tetraglicina gerado quimicamente, na presença de sulfito e traços de Ni(II). Os métodos desenvolvidos foram empregados para a determinação de S(IV), em vinhos e sucos, após a sua extração da amostra acidificada, os resultados obtidos concordaram com aqueles obtidos pelo método iodométrico. / The present work presents spectrophotometric studies related to the sulfite induced autoxidation of Cu(II), Ni(II) and Co(II)/tetraglycine complexes. The sulfite induced autoxidação of Cu(II)/tetraglycine (1.0x10-3 mol L-1) at pH = 9.0 (borate buffer) is affected by the presence of small quantities of the Ni(II) or Co(II). In the absence of added nickel (II) or cobalt (II), the reaction is very inefficient and slow with one large induction period (about 4 h). Trace amounts of Ni(II) or Co(II) (10-5 - 10-6 M) affect the kinetic significantly: the induction period drastically decreases (less than 2 s) and the formation of Cu(III) is strongly accelerated. The effectiveness of Cu(III) formation becomes much higher. The catalytic activity and the positive synergism of Co(II) and Ni(II) may be explained by the faster oxidation of Co(II) or Ni(II)/tetraglycine complexes by dissolved oxygen. The electrochemistry of Cu(II)/Cu(III)/tetraglycine and Ni(II)/Ni(III)/tetraglycine systems are reversible, such as it was possible to monitor them by using the rotating ring-disk electrode technique. However, the Co(II)/Co(III)/tetraglycine system is irreversible. Those studies showed that the Cu(III) and Ni(III) species generated on the disk electrode are unstable in the employed experimental conditions. The positive sinergistic effect in the presence of Ni(II) (which allowed to increase the sensibility) was taken in advantage for development of one simple and sensitive spectrophotometric and amperometric method for indirect determination of sulfite in aqueous medium. The spectrophotometric method is based on the absorbance measurement of the Cu(III)/tetraglicyne complex (generated in the presence of sulfite and small quantities of Ni(II)) at 365 nm. The amperometric method by flow injection analysis is based on the current measurement (0.1 V vs Ag/AgCl) as function of Cu(III)/tetraglycine concentration chemically generated, in the presence of sulfite and Ni(II). The methods were employed for the determination of S(IV), in wines and juices, after its extraction from acidified samples and the results were in agreement with those obtained by the iodometric procedure.

A new class of treatment processes called Advanced Reduction Processes (ARP) has been proposed. The ARPs combine activation methods and reducing agents to form highly reactive reducing radicals that degrade oxidized contaminants. Batch screening experiments were conducted to identify effective ARP by applying several combinations of activation methods (ultraviolet light, ultrasound, electron beam, microwaves) and reducing agents (dithionite, sulfite, ferrous iron, sulfide) to degradation of five target contaminants (perchlorate, nitrate, perfluorooctanoic acid, 2,4 dichlorophenol, 1,2 dichloroethane) at 3 pH levels (2.4, 7.0, 11.2). These experiments identified the combination of sulfite activated by ultraviolet light produced by a low pressure mercury vapor lamp as an effective ARP. More detailed kinetic experiments were conducted with nitrate and perchlorate as target compounds and nitrate was found to degrade more rapidly than perchlorate. The effects of pH, sulfite concentration, and light intensity on perchlorate and nitrate degradation were investigated. The effectiveness of the sulfite/UV-L treatment process improved with increasing pH for both perchlorate and nitrate.

Submitted by Edileide Reis (leyde-landy@hotmail.com) on 2013-04-23T12:23:58Z No. of bitstreams: 2 Josue Santos Parte 2.pdf: 931346 bytes, checksum: b1e5922db0717587a7942e5c09cc5b01 (MD5) Josue Santos Parte 1.pdf: 1888156 bytes, checksum: 5a369c2be9a8867bc37dbf7937760f92 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-04-23T12:23:58Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Josue Santos Parte 2.pdf: 931346 bytes, checksum: b1e5922db0717587a7942e5c09cc5b01 (MD5) Josue Santos Parte 1.pdf: 1888156 bytes, checksum: 5a369c2be9a8867bc37dbf7937760f92 (MD5) Previous issue date: 2004 / Neste trabalho foram avaliadas sete aminas aromáticas O e N-substituídas em condições reacionais otimizadas para a síntese de corantes fenotiazínicos (CFs) simétricos. Entre estas, o N,N-dimetil -p- fenilenodiamino (DMPD), N,N- dietil -p- fenilenodiamino (DEPD), p-fenilenodiamino (PPD), p-aminofenol (PAP) e o p-aminoanisol (PAA) , levando a rendimentos entre 10 e 43%, para diferentes oxidantes (Fe3+ ou ClO-), ácidos (H2SO4 ou HBF4) e contra-íons (ClO4 - ou BF4 -). O DMPD apresentou as menores variaçõesnos rendimentos calculados para as diferentes condições reacionais investigadas. A partir dos resultados obtidos com a síntese dos CFs foi avaliada de forma comparativa a potencialidade do DMPD, DEPD, PPD, PAP e do PAA para determinação espectrofotométrica de sulfeto em sistema de análise em fluxo. Preliminarmente, foram comparados os sinais analíticos gerados pelo espectrofotômetro, em sistema em fluxo, para os corantes fenotiazínicos produzidos a partir das cinco aminas, avaliadas nas mesmas condições. Por apresentarem uma melhor cinética de formação dos respectivos CFs, as aminas DMPD, DEPD e PPD foram selecionadas para investigações mais detalhadas. Os estudos foram realizados empregando planejamento fatorial composto central, visando à otimização das condições em sistema de análise em fluxo. Os parâmetros avaliados foram as concentrações da amina aromática, do oxidante (Fe3+) e do H2SO4 na solução da amina. Nas faixas de concentração avaliadas para as 3 variáveis, somente o DMPD pôde ser otimizado, apresentando, também, robustez para pequenas variações nas concentrações dos parâmetros investigados. Mesmo em condições não otimizadas, o DEPD (LD, 18,34 mg L-1) produziu o corante fenotiazínico com maior absortividade molar. Nas melhores condições para a determinação de sulfeto o PPD e o DMPD apresentaram limite de detecção de 60,1 mg L-1 e 71,46 mg L-1, respectivamente. Adicionalmente, foi investigado um procedimento de análise em fluxo para determinação indireta de sulfito. Este era levado a SO2 e reduzido em linha a H2S na presença de ácido e Znº com uma taxa de conversão estimada em 10,31%. Desta forma, foi desenvolvida uma unidade integradora de operações (UIO), na qual a amostra era preparada (HSO3 - Æ SO2), convertida a H2S, o qual permeava através de membrana de PTFE e reagia com a mistura DMPD e Fe3+ para formar azul de metileno. A membrana de PTFE foi seletiva a H2S frente ao SO2, em diferentes condições. Visando pré-concentrar o H2S produzido na conversão de sulfito, foi desenvolvido um circuito eletrônico para controlar as válvulas solenóides, visando a interrupção do fluxo da solução receptora. As variáveis do sistema foram otimizadas e a recepção em solução de NaOH mostrou-se mais sensível que em DMPD e Fe3+. A utilização de solução transportadora com álcool etílico 15% (v/v) nivelou o efeito do álcool presente nas soluções da amostras de vinho. Para o procedimento em fluxo proposto, o H2S foi interferente para concentrações > 0,5 mg L-1 em condições normais e > 10 mg L-1 se a amostra for tratada previamente com solução de acetato de zinco. O procedimento analítico em fluxo apresentou faixas de trabalho distintas para sulfito livre e total, apresentando limites de detecção (3s) inferiores a 0,35 e 1,2 mg L-1, respectivamente.A potencialidade do processo foi avaliada para a determinação dos teores de sulfito em amostras de sucos e vinhos. Os resultados obtidos foram comparados com aqueles obtidos empregando procedimento de referência e apresentaram boa concordância com 95% de confiança. / Salvador

O presente trabalho apresenta estudos espectrofotométricos relacionados à autoxidação dos complexos de Cu(II), Ni(II) e Co(II)/tetraglicina induzida por sulfito. Nossos estudos verificaram que a autoxidação de Cu(II)/tetraglicina (1,0x10-3 mol L-1) em pH = 9,0 (tampão borato) é afetada pela presença de traços de Ni(II) ou Co(II). Na ausência de Ni(II) ou Co(II), a reação é muito ineficiente e lenta com períodos de indução longos (aproximadamente 4 h). Ni(II) ou Co( II) em concentrações baixas ( 10-5 - 10-6 mol L-1) afetam significativamente a cinética: o período de indução diminui drasticamente (a menos de 2 s) e a formação de Cu(III) é fortemente acelerada com simultâneo aumento da eficiência da reação. A atividade catalítica e o sinergismo positivo de Co(II) e Ni(II) podem ser explicados pela oxidação mais rápida de Co(II) ou Ni(II)/tetraglicina pelo oxigênio dissolvido. O processo eletroquímico relacionado aos sistemas Cu(II)/Cu(III)/tetraglicina e Ni(II)/Ni(III)/tetraglicina são reversíveis, possibilitando monitorá-los adequadamente mediante o uso da técnica de eletrodo rotativo disco-anel. Entretanto, o sistema Co(II)/Co(III)/tetraglicina é irreversível. Esses estudos mostraram que as espécies de Cu(III) e Ni(III) geradas no eletrodo disco são instáveis nas condições experimentais empregadas. O efeito sinérgico positivo na presença de Ni(II) (que permitiu aumentar a sensibilidade) foi aproveitado para desenvolvimento de método espectrofotométrico e amperométrico simples e sensível para a determinação indireta de sulfito em meio aquoso. O método espectrofotométrico está baseado na medida de absorbância do complexo de Cu(III)/tetraglicina (gerado na presença de sulfito e traços de Ni(II)) em 365 nm. O método amperométrico em análise por injeção em fluxo baseia-se na medida de corrente (0,1 V vs Ag/AgCl) em função da concentração de Cu(III)/tetraglicina gerado quimicamente, na presença de sulfito e traços de Ni(II). Os métodos desenvolvidos foram empregados para a determinação de S(IV), em vinhos e sucos, após a sua extração da amostra acidificada, os resultados obtidos concordaram com aqueles obtidos pelo método iodométrico. / The present work presents spectrophotometric studies related to the sulfite induced autoxidation of Cu(II), Ni(II) and Co(II)/tetraglycine complexes. The sulfite induced autoxidação of Cu(II)/tetraglycine (1.0x10-3 mol L-1) at pH = 9.0 (borate buffer) is affected by the presence of small quantities of the Ni(II) or Co(II). In the absence of added nickel (II) or cobalt (II), the reaction is very inefficient and slow with one large induction period (about 4 h). Trace amounts of Ni(II) or Co(II) (10-5 - 10-6 M) affect the kinetic significantly: the induction period drastically decreases (less than 2 s) and the formation of Cu(III) is strongly accelerated. The effectiveness of Cu(III) formation becomes much higher. The catalytic activity and the positive synergism of Co(II) and Ni(II) may be explained by the faster oxidation of Co(II) or Ni(II)/tetraglycine complexes by dissolved oxygen. The electrochemistry of Cu(II)/Cu(III)/tetraglycine and Ni(II)/Ni(III)/tetraglycine systems are reversible, such as it was possible to monitor them by using the rotating ring-disk electrode technique. However, the Co(II)/Co(III)/tetraglycine system is irreversible. Those studies showed that the Cu(III) and Ni(III) species generated on the disk electrode are unstable in the employed experimental conditions. The positive sinergistic effect in the presence of Ni(II) (which allowed to increase the sensibility) was taken in advantage for development of one simple and sensitive spectrophotometric and amperometric method for indirect determination of sulfite in aqueous medium. The spectrophotometric method is based on the absorbance measurement of the Cu(III)/tetraglicyne complex (generated in the presence of sulfite and small quantities of Ni(II)) at 365 nm. The amperometric method by flow injection analysis is based on the current measurement (0.1 V vs Ag/AgCl) as function of Cu(III)/tetraglycine concentration chemically generated, in the presence of sulfite and Ni(II). The methods were employed for the determination of S(IV), in wines and juices, after its extraction from acidified samples and the results were in agreement with those obtained by the iodometric procedure.

In der vorliegenden Arbeit sind unterschiedliche Kopplungsstrategien des natürlichen Photosystems I (PSI) aus Cyanobakterium Thermosynechococcus elongatus mit verschiedenen Elektrodenoberflächen sowie Interaktion mit Nanomaterialien und Enzymen bearbeitet worden. Zum einen wurde gezeigt, dass die Immobilisierung des PSI auf modifizierten mehr-wandigen Kohlenstoffnanoröhrchen zur funktionalen Photobiohybridelektrode führt. Dabei wurde das PSI mit der Elektrode elektrisch mit Hilfe eines Redoxproteins, Cytochrom c (cyt c), verknüpft. Das System (PSI-cyt c) wurde auch auf eine dreidimensionale Elektrodenoberfläche des Metaloxids Indiumzinnoxid (eng. ITO) übertragen. Hierbei wurde zusätzlich die TransparenzEigenschaft solcher Oberflächen ausgenutzt. Die Präparation solcher transparenter Elektroden wurde optimiert, um höhere Photoströme zu generieren. Weiterhin wurde eine neue Methode der elektrischen Kontaktierung des PSI mit der Elektrode etabliert. Hierfür wurden Fullerene eingesetzt. Durch erhöhte molekulare Effizienz wurde gezeigt, dass Fullerene effektivere Elektronvermittler zwischen PSI und der Elektrode sind als das cyt c. Zusätzlich wurden im Rahmen dieser Doktorarbeit die photokatalytischen Eigenschaften von PSI mit den biokatalytischen Eigenschaften des Enzyms humane Sulphit Oxidase (hSOx) kombiniert. Hierbei wurde das Enzym als ein alternativer und effizienter Elektronzulieferer für PSI eingesetzt. Ein drittes Protein, das cyt c, fungierte als elektrisches Bindeglied und sicherte die elektrische Kommunikation zwischen den katalytischen Proteinen im System und der Elektrode. Die Komplexität des PSI sowie seine Kommunikation mit anorganischen Nanomaterialien und anderen komplexen Biomolekülen, wie z.B. Enzymen, zeigt ein großes Potential des Einsatzes von PSI-basierter Biohybriden in den Biotechnologien der Zukunft. / In this thesis, different strategies for coupling of the natural complex photosystem I from the cyanobacterium Thermosynechococcus elongatus with different electrode surfaces, and the interaction of PSI with nanomaterials and enzymes has been investigated. First, it was shown that immobilization of PSI on modified multi-walled carbon nanotubes (MWNT) leads to a functional photobiohybrid electrode. Here, PSI has been electrically wired to the electrode via a redox-active protein, cytochrome c (cyt c). The system (PSI-cyt c) has been scaled up to the three-dimensional surface of a metal-oxide, indium tin oxide (ITO). Here, additionally the high transparency property of this material has been exploited. The new preparation procedure of such transparent electrodes has been optimized in order to achieve high pohotocurrents. Furthermore, a new method of electric wiring of the PSI with the electrode has been established. Here, fullerenes have been employed. The high molecular efficiency of such a system proves that fullerenes are more effective wiring agents between the PSI and the electrode as compared to the cyt c. Additionally, in this thesis the photocatalytic property of the PSI has been combined with the biocatalytic property of the enzyme human sulphite oxidase, hSOx. Here, the enzyme has been employed as an alternative electron supplier for PSI. The third protein, cyt c, acted as an electric wiring agent and ensured electric communication between both catalytic proteins of the system and the electrode. The versatility of the PSI as well as its communication with anorganic nanomaterials and biological molecules, e.g. such as enzymes, shows a great potential for use of PSI-based biohybrids in the future biotechnological applications.

Tesis por compendio / El presente proyecto de investigación está enfocado al desarrollo de sensores químicos fluoro-cromogénicos, para la detección y determinación de especies químicas de interés biológico, industrial y medioambiental de forma selectiva y con alta sensibilidad. En forma general, se busca el diseñar nuevos sistemas sensores basados en compuestos (receptores) formados por dos unidades: una unidad coordinante que interacciona con el anión a determinar y una unidad generadora de señal que alerta del reconocimiento molecular efectuado. Durante este estudio se están preparando diversas moléculas receptoras funcionalizandas con grupos modificadores de estructura para evaluar su influencia sobre las capacidades de detección y selectividad como receptores de especies específicas en diferentes condiciones y medios. Las diferentes aproximaciones en prueba implican a su vez el diseño y síntesis molecular, así como el análisis de las diferentes señales ópticas producidas en el reconocimiento, con el fin de diseñar sistemas de alta eficacia y eficiencia, y con posibilidades reales de aplicación. / Santos Figueroa, LE. (2014). New approaches for the development of chromo-fluorogenic sensors for chemical species of biological, industrial and environmental interest [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/43216 / Premios Extraordinarios de tesis doctorales / Compendio