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Dissertações |
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Luiz Phelipe Medeiros Cunha
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Uso de Sensores Virtuais MCR-ALS/PLS e Modelagem Fenomenológica na Copolimerização de Metacrilato de Metila e Pivalato de Vinila em Miniemulsão
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Orientador : FABRICIO MACHADO SILVA
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MEMBROS DA BANCA :
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FABRICIO MACHADO SILVA
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JOSE JOAQUIN LINARES LEON
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ROSSANO GAMBETTA
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TARCISIO SILVA DE ALMEIDA
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Data: 24/03/2023
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A possibilidade de acompanhar as reações em linha e em tempo real tem despertado o interesse em diversos segmentos tecnológicos. Técnicas vibracionais têm se destacado pela facilidade de aquisição de dados e capacidade de gerar uma vasta gama de informações de processo em curtos espaços de tempo. Desta forma, este trabalho vislumbra aplicar técnicas de modelagem para descrição do comportamento da reação de copolimerização em miniemulsão entre o metacrilato de metila (MMA) e o pivalato de vinila (PVi), aliadas ao monitoramento em tempo real com a utilização de uma sonda de FT-IR para inferência da conversão dos monômeros em polímero e da composição da cadeia polimérica. Abordagens Quimiométricas foram utilizadas para o desenvolvimento de modelos de calibração e posterior validação, utilizando-se duas abordagens distintas, Resolução de Curva Multivariada (MCR – do Inglês Multivariate Curve Resolution) e Mínimos Quadrados Parciais (PLS – do Inglês Partial Least Squares). A partir da composição do copolímero obtido de 1H-RMN, empregou-se o modelo terminal proposto por Mayo-Lewis para determinação da as razões de reatividade do par monomérico MMA e PVi (rMMA = 18,24 ± 2,76 e rPVi = 0,0663 ± 0,0549, com r2 = 0,9722). Com as equações de balanço de massa das reações, foi possível determinar os fatores de correção para as constantes de propagação (kp’MMA = kpMMA + 0,59024*χ² + 35,843*χ – 535,29 e kp’PVi = kpPVi*1,83463) e juntamente às razões de reatividade, construir um modelo teórico capaz de explicar o comportamento experimental. Os modelos de predição desenvolvidos, quimiométricos (MCR-ALS e PLS) e fenomenológico, descreveram de forma satisfatória os perfis de conversão, prevendo de forma acurada o comportamento dinâmico da reação.
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The possibility of in-line reaction monitoring raised the attention of several technological fields. Vibrational techniques have been growing in these applications due to the ease of data acquisition and simple handling, beyond getting a huge amount of data in a short time window. In this way, this work is intended to apply modeling techniques to describe the behavior of miniemulsion methyl methacrylate (MMA) and vinyl pivalate (VPi) copolymerization associated with real time monitoring, by using a FT-IR in situ probe to infer the conversion of monomers into copolymers and copolymer chain composition. Chemometrics methods have been applied for the development of calibrations and subsequent validation methods, using two different approaches, MCR (Multivariate Curve Resolution) and PLS (Partial Least Squares). Firstly, using copolymer composition data obtained by 1H-NMR measurements, Mayo-Lewis’ terminal unit effect model was applied to determine the monomer reactivity ratios (rMMA = 18,24 ± 2,76 and rVPi = 0,0663 ± 0,0549 with r2 = 0,9722). In use of mass balance model, it was possible to determine the real propagation constant for both homopolymerizations, by a correction factor calculation (kp’MMA = kpMMA + 0,59024*χ² + 35,843*χ – 535,29 and kp’VPi = kpVPi*1,83463) and along with the reactivity ratios, a theoretical prediction model was built to explain experimental data behavior. The prediction models developed, chemometrics (MCR-ALS and PLS) and phenomenological, successfully described the conversion profiles and consequently reaction dynamic behavior.
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Pedro Guilherme Feitoza Melo
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SÍNTESE DE POLI(L-ÁCIDO LÁTICO) POR PROCESSO DE POLICONDENSAÇÃO DIRETA ASSISTIDA POR COMPLEXOS DE METAIS.
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Orientador : PAULO ANSELMO ZIANI SUAREZ
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MEMBROS DA BANCA :
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PAULO ANSELMO ZIANI SUAREZ
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FABIO MOREIRA DA SILVA
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JOSE JOAQUIN LINARES LEON
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MARCELO RODRIGUES DOS SANTOS
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Data: 27/03/2023
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Polímeros biodegradáveis sintetizados a partir de matéria prima renovável têm se tornado bastante atrativos, devido ao crescente número de descartes de materiais com elevado tempo de degradação de maneira inapropriada. Nesse aspecto, o poli(ácido lático) surge como um dos materiais mais promissores, sendo um produto baseado em matéria prima renovável, biodegradável com propriedades similares aos polímeros baseados em matéria prima fóssil, podendo assim substituí-los em diversos tipos de aplicações. O presente trabalho, tem por objetivo a síntese do poli(L-ácido lático) a partir de um processo de policondensação direta do ácido lático, avaliando os produtos obtidos no processo com a utilização de catalisadores organometálicos. As análises dos polímeros obtidos foram feitas através do índice de acidez, espectroscopia de infravermelho, viscosidade, termogravimetria (TGA) e calorimetria diferencial de varredura (DSC) e os resultados obtidos evidenciaram que houve o processo de poliesterificação dos monômeros, obtendo diferentes tipos de produtos em cada reação.
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Biodegradable polymers synthesized from renewable raw materials have become very attractive, due to the increasing number of inappropriately discarded materials with high degradation time. This way, poly(lactic acid) emerges as one of the most promising materials, being a product based on renewable raw material, biodegradable with properties similar to polymers based on fossil raw material, thus being able to replace them in different types of applications. This work aims at the synthesis of poly(L-lactic acid) from a process of direct polycondensation of lactic acid, evaluating the products obtained in the process with the use of organometallic catalysts. The analyzes of the obtained polymers were made through the acid index, infrared spectroscopy, viscosity, thermogravimetry (TGA) and differential scanning calorimetry (DSC) and the obtained results showed that there was a process of polyesterification of the monomers, obtaining different types of products in each reaction.
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Diogo Silva de Oliveira
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Desenvolvimento de catalisadores heterogêneos derivados de glicose para produção de biodiesel
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Orientador : JULIO LEMOS DE MACEDO
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MEMBROS DA BANCA :
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JULIO LEMOS DE MACEDO
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CLAUDIA CRISTINA GATTO
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PATRICIA REGINA SOBRAL BRAGA
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VALDEILSON SOUZA BRAGA
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Data: 05/04/2023
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Nas últimas décadas, a sociedade vem enfrentando diversos desafios, como problemas ambientais, aquecimento global, crise energética e esgotamento do petróleo. Esse cenário estimulou o desenvolvimento de pesquisas que visam o aumento da produção e do consumo de combustíveis derivados de fontes renováveis de energia. Nesse contexto, o biodiesel se tornou o principal combustível renovável ao longo dos anos, devido a sua menor emissão de poluentes, quando comparado ao diesel mineral, além de poder ser usado como óleo de aquecimento, lubrificante, plastificante, absorvente e solventes. No Brasil, a produção atual de biodiesel utiliza a transesterificação alcalina de óleos vegetais refinados com metanol, o que apresenta as desvantagens intrínsecas da catálise homogênea. Atrelado a esse fator, os catalisadores heterogêneos vêm sendo comumente utilizados na indústria química e são de grande importância para inúmeros processos comerciais. Neste trabalho, estudou-se a síntese e caracterização de catalisadores heterogêneos ácidos derivados da pirólise e sulfonação da glicose para produção de biodiesel por meio das reações de transesterificação de óleo vegetal ou esterificação de ácido graxo. As temperaturas de pirólise da glicose foram 200 e 300 oC. e os materiais resultantes foram sulfonados com H2SO4 para gerar os catalisadores GS200 e GS300, respectivamente. A caracterização foi realizada utilizando as técnicas de DRX, FRX/EDX, CHN, FTIR e análises térmicas (TG/DTG/DTA). A presença de enxofre nas amostras sulfonadas foi confirmada por FRX/EDX, onde o sinal relativo ao enxofre foi identificado para ambas as amostras. A amostra GS200 apresentou 5,76 mmol g-1 de sítios ácidos, enquanto a amostra GS300 apresentou 9,46 mmol g-1. A conversão em biodiesel na reação de esterificação do ácido oleico foi de 93,4 e 95,0% para as amostras GS200 e GS300, respectivamente. Já a conversão em biodiesel nas reações de transesterificação do óleo de soja refinado apresentaram valores de 84,5 e 84,3%, respectivamente para as amostras GS200 e GS300. Atrelados aos princípios de química verde, os resultados mostram que os materiais obtidos apresentam potencial para aplicação como catalisadores heterogêneos na produção do biodiesel.
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In the last decades, society has been facing several challenges, such as, environmental problems, global warming, energy crisis and oil depletion. This scenario stimulated the development of research groups associated with the production and consumption of fuels derived from renewable energy sources. In this context, biodiesel has become the main renewable fuel over the past years, due to its lower emission of pollutants when compared to mineral diesel, as well as being able to be used as heating oil, lubricant, plasticizer, absorbent and solvent. In Brazil, the current biodiesel production uses alkaline transesterification of refined vegetable oils with methanol, which has the intrinsic disadvantages of homogeneous catalysis. On the other hand, heterogeneous catalysts have been commonly used in the chemical industry and are of great importance for numerous commercial processes. In this work, heterogeneous acid catalysts derived from the pyrolysis and sulfonation of glucose were used in biodiesel production by transesterification of vegetable oil or esterification of fatty acids. The glucose was pyrolized at 200 and 300 °C and the resulting materials were sulfonated with H2SO4 to generate GS200 and GS300 catalysts, respectively. The characterization was performed using XRD, XRF/EDX, CHN, FTIR and thermal analysis (TGA/DTG/DTA). The presence of sulfur in the sulfonated samples was confirmed by FRX/EDX, where the sulfur signal was identified for both samples. GS200 showed 5.76 mmol g-1 of acid sites, while GS300 showed 9.46 mmol g-1. The biodiesel conversion in the oleic acid esterification was 93.4 and 95.0% for the GS200 and GS300, respectively. The conversion into biodiesel using the transesterification of refined soybean oil showed values of 84.5 and 84.3% for the GS200 and GS300, respectively. These results showed that the materials obtained have potential for application as heterogeneous catalysts in the production of biodiesel, which is associated to the principles of green chemistry.
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JULIANA FERNANDES DE SOUSA
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IDENTIFICAÇÃO DA AUTENTICIDADE DE EDULCORANTES NATURAIS COMERCIAIS ATRAVÉS DA ESPECTROSCOPIA NO INFRAVERMELHO PRÓXIMO E MÉDIO E MODELAGEM DD-SIMCA
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Orientador : ANA CRISTI BASILE DIAS
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MEMBROS DA BANCA :
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ANA CRISTI BASILE DIAS
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TARCISIO SILVA DE ALMEIDA
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VALERIA REGINA BELLOTTO
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MARCIO TALHAVINI
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Data: 22/05/2023
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A preocupação com a saúde leva muitos consumidores, especialmente diabéticos e portadores de outras comorbidades, a substituir o açúcar por adoçantes naturais. Entre estes destacam-se stévia e os polióis xilitol e eritritol pelos seus benefícios tais como, propriedades cariostáticas, prolongamento de saciedade e ação antioxidante. Diante da alta demanda e alto valor agregado, esses produtos podem ser alvos de adulteração, com adição indevida de substâncias de baixo custo como os adoçantes sintéticos. Nesse sentido, esse projeto de pesquisa tem como objetivo a determinação dos adoçantes naturais em produtos comerciais utilizando-se espectroscopia de infravermelho médio e próximo combinada a um modelo de classificação DD-SIMCA a fim de verificar a autenticidade dos produtos vendidos. Os resultados revelaram que o modelo foi capaz de classificar corretamente grande parte das amostras de validação (adoçantes naturais), contendo, amostras de outras classes e adulteradas com sacarose, acessulfame-K e sacarina. A taxa de eficiência do modelo de classificação DD-SIMCA foi acima de 90% para a maioria das matrizes de treinamento. O uso da espectroscopia no infravermelho aliada ao algoritmo DD-SIMCA forneceu uma aplicação promissora para verificar a autenticidade de eritritol, stévia e xilitol.
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Concerns regarding personal health have been taking consumers (especially those with diabetes and other disease comorbidities that depend of dietary) to replace sugar with natural sweeteners. Among this group, stevia along with the polyols xylitol and erythritol stands on for its benefits such as cariostatic properties, satiety prolongation and antioxidant properties. With the increased demand and high market prices, these products are easy targets for adulteration, by illicit addition of low-cost artificial sweeteners in the product. Thus, the aim of this project is to determine natural sweeteners in tabletop commercial samples using near and mid infrared spectroscopy and a DD-SIMCA classification model in order to attest the authenticity of the products. The results showed the model was capable of classify correctly most of the validation samples (natural sweeteners), among these were samples of other classes and samples adulterated with saccharin, sucrose and acesulfame. The efficiency rate of the DD-SIMCA model reached 90% for most of training sets. The use of infrared spectroscopy combined with the DD-SIMCA algorithm provides a promising alternative to verification of authenticity of erythritol, stevia and xylitol.
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Izabella Fernanda Ferreira Domingues
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Extração de cafeína por Polímero Molecularmente Impresso para clean-up de amostras de catinonas sintéticas
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Orientador : ANA CRISTI BASILE DIAS
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MEMBROS DA BANCA :
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ANA CRISTI BASILE DIAS
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ALEXANDRE FONSECA
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JEZ WILLIAN BATISTA BRAGA
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Lilian Rodrigues Braga
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Data: 05/06/2023
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As catinonas sintéticas (CSs) são um grupo de novas substâncias psicoativas que apresentam efeitos psicoativos similares à metanfetamina. Essas drogas são, em sua maioria, adulteradas com cafeína (CAF) visto que essa mistura potencializa o efeito psicoativo das CSs. Entretanto, esse adulterante pode prejudicar na análise de identificação de novas catinonas devido à sua alta concentração nos comprimidos. Nesse trabalho, um método extração em fase sólida molecularmente impressa (MISPE) foi desenvolvido para extrair CAF de comprimidos de CSs apreendidos pela Polícia Civil do Distrito Federal. As condições da MISPE foram definidas por meio da aplicação de um planejamento fatorial completo de dois níveis e quatro fatores: pH da amostra; pH da solução de condicionamento; solvente de condicionamento e ordem de condicionamento. A MISPE foi aplicada em medicamentos contendo CAF como prova de conceito e validada por meio da aplicação nos comprimidos de CSs. Foram obtidos valores de retenção de até 89% em padrões e 75% nos medicamentos. Para as amostras de catinonas sintéticas apreendidas a concentração de CAF ficou abaixo do limite de detecção do CG-MS, resultando em um clean-up eficiente para a identificação de novas catinonas.
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Synthetic cathinones (SCs) are a group of new psychoactive substances that exhibit psychoactive effects similar to methamphetamine. These drugs are mostly adulterated with caffeine (CAF) as this mixture enhance their psychoactive effect. However, this adulterant can damage the analysis in a GC-MS for new catinones identification, due to its high concentration in the tablets. In this study, a molecularly imprinted solid phase extraction (MISPE) method was developed to extract CAF in SC tablets confiscated by the Civil Police of Federal District, Brazil. The optimal conditions for the MISPE were established by application of a two-level full factorial experimental design with four factors: sample pH; pH of conditioning solution; conditioning solvent and order of conditioning solutions. The method was performed in over-the-counter medication as proof of concept and was validated by applying it in the confiscated SCs tablets. The MISPE provided retention values up to 89% in standards and 75% in over-the-counter drugs. The MISPE application in confiscated SC tablets resulted in CAF concentration below of the GC-MS detection limit, showing an efficient clean-up method for new catinones identification.
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Dênis Omael Silva Pereira
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DETERMINAÇÃO DE ALUMÍNIO EM ANTITRANSPIRANTES EMPREGANDO DISPOSITIVOS DE PAPEL COM DETECÇÃO FLUORIMÉTRICA POR IMAGENS DIGITAIS
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Orientador : ALEXANDRE FONSECA
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MEMBROS DA BANCA :
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ALEXANDRE FONSECA
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CYRO LUCAS SILVA CHAGAS
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TARCISIO SILVA DE ALMEIDA
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ERISLENE SILVA DE ALMEIDA
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Data: 06/06/2023
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Dispositivos de papel (PAD) são simples, de baixo custo e utilizam pequenas quantidades de reagente, o uso de imagens digitais para realizar determinações nesse meio é geralmente feito por meio de colorimetria, requerendo múltiplos passos entre a aquisição do sinal e resultados. Cloridróxido de alumínio é um ingrediente ativo da maioria dos antitranspirantes comercialmente disponíveis, sendo a determinação do alumínio uma maneira de realizar o controle de qualidade desses produtos, visto que o analito é potencialmente prejudicial à saúde humana. Para esse fim, foi desenvolvido um fluorímeto capaz de realizar determinações por fluorescência de maneira ágil utilizando PAD e imagens digitais, com o controle e leitura feito por smartphone, utilizando um app desenvolvido para este fim. Foram realizadas determinações de cloridróxido de alumínio em amostras de antitranspirantes comerciais usando o instrumento proposto, os resultados obtidos foram então comparados com um método de referência. O método desenvolvido para determinações de alumínio foi eficaz na determinação das amostras com erros menores que 8,2% e sem diferença ao nível de 95% de confiança para oito amostras se comparado com o método de referência.
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Paper devices (PAD) are simple, low cost and use small amounts of reagent, the use of digital imaging to perform determinations in this medium is usually done through colorimetry, requiring multiple steps between signal acquisition and results. Aluminium chlorohydrate is an active ingredient of most commercially available antiperspirants, and the determination of aluminum is one way to perform quality control of these products, since the analyte is potentially harmful to human health. For this purpose, a fluorimeter capable of performing fluorescence determinations in an agile manner using PAD and digital images, with control and reading done by smartphone, using an app developed for this purpose, was developed. Aluminium chlorohydrate determinations were performed in commercial antiperspirant samples using the proposed instrument, and the results obtained were then compared with a reference method. The developed method for aluminum determinations was effective in determining the samples with errors less than 8.2% and no difference at the 95% confidence level for eight samples compared to the reference method.
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DIEGO COELHO BARROSO DOS SANTOS
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Cromatografia liquida de alta eficiência e Química verde na determinação de losartana em associação com hidroclorotiazida em medicamentos
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Orientador : CARLOS MARTIN INFANTE CORDOVA
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MEMBROS DA BANCA :
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JORGE CESAR MASINI
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CARLOS MARTIN INFANTE CORDOVA
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MARLY EIKO OSUGI
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MONICA VALERO DA SILVA
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Data: 07/06/2023
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Por exigência da agencia nacional de vigilância sanitária (ANVISA), e para salvaguarda da saúde da população, todo medicamento tem que passar por um rigoroso controle de qualidade antes de ser colocado no mercado. A determinação de losartana (LOR) em associação com hidroclorotiazida (HDCL) em comprimidos não está presente na farmacopeia brasileira, mas pode ser feito por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE), segundo a farmacopeia americana. Neste trabalho mostramos que é possível a substituição da acetonitrila (ACN) pelo etanol (EtOH) no doseamento de comprimidos de anti-hipertensivos contendo LOR em associação com HDCL. Foi feito o desenvolvimento e otimização do método variando a composição da fase movel (Etanol e tampão fosfato) no modo gradiente variando, a porcentagem do etanol (5% a 69%), pH da fase móvel (7,0) pH da amostra (2,5), vazão da corrida cromatográfica (1,0), temperatura (35ºC) e coluna cromatográfica (C18). A validação do método proporciona respostas adequadas para limite de detecção (0,89 mgL-1 para a HDCL e 2,21 mgL-1 para a LOR), limite de quantificação (2,69 mgL-1 para a HDCL e 6,71 mgL-1 para a LOR). A quantidade dos resíduos gerados foi menor no método usando etanol, quando em comparação ao método empregando acetonitrila (cerca de 50% a menos), se tornando, definitivamente, menos tóxicos ao eliminar a utilização de acetonitrila.
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As required by the national health surveillance agency (ANVISA), and to safeguard the health of the population, every medication must undergo rigorous quality control before being placed on the market. Losartan heroin (LOR) in association with hydrochlorothiazide (HDCL) in tablets is not present in the Brazilian pharmacopoeia, but can be made by high performance liquid chromatography (HPLC) according to the American pharmacopoeia. In this work, we show that it is possible to replace acetonitrile (ACN) with ethanol (EtOH) in the dosage of antihypertensive pills containing LOR in association with HDCL. The method was developed and optimized by varying the composition of the mobile phase (Ethanol and approved phosphate) in gradient mode, varying the percentage of ethanol (5% to 69%), pH of the mobile phase (7.0) pH of the sample (2.5), chromatographic run flow rate (1.0), temperature (35ºC) and chromatographic column (C18). Method validation provides responses met for detection limit (0.89 mgL-1 for HDCL and 2.21 mgL-1 for LOR), quantification limit (2.69 mgL-1 for HDCL and 6.71 mgL-1 for LOR). The amount of waste generated was lower in the method using ethanol, when compared to the method using acetonitrile (about 50% less), becoming definitely less toxic when eliminating the use of acetonitrile.
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JOÃO BUENO NUNES
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Desenho racional de peptídeos análogos ao Hs02 com ampliação de seletividade como agentes antimicrobianos
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Orientador : GUILHERME DOTTO BRAND
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MEMBROS DA BANCA :
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GUILHERME DOTTO BRAND
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ANGELO HENRIQUE DE LIRA MACHADO
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GABRIEL SILVA VIGNOLI MUNIZ
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KARIN DO AMARAL RISKE
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Data: 29/08/2023
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Peptídeos membrano-ativos (MAPs) possuem amplo potencial biotecnológico, tanto como alternativas a fármacos convencionais no combate a microrganismos multirresistentes (MDR), quanto como carreadores de fármacos conjugados. Contudo, sua aplicação depende da seletividade com que essas moléculas reconhecem seus alvos, as membranas procarióticas, em relação às membranas dos hospedeiros. Peptídeos antimicrobianos (AMPs) e peptídeos intragênicos antimicrobianos (IAPs), esses últimos encontrados na estrutura primária de proteínas diversas, são frequentemente pouco seletivos, sendo tanto antimicrobianos quanto citotóxicos. O peptídeo Hs02 é um exemplo de IAP, com 16 resíduos de aminoácidos, carga líquida positiva e que se estrutura em αhélice ao adsorver em membranas. Contudo, embora o Hs02 seja um amplo e potente agente antimicrobiano, apresenta seletividade moderada em relação a células eucarióticas. Com o objetivo de melhorar a seletividade desse IAP, duas gerações de análogos do Hs02 foram sintetizadas, purificadas e caracterizadas. Em uma dessas séries, foram sintetizados três análogos de tamanho reduzido e posteriormente outros três com mutações pontuais em sítios críticos. A avaliação de suas estruturas foi feita por meio de espectroscopia de Dicroísmo Circular, na presença de vesículas unilamelares grandes (LUVs) com cargas neutras e negativas, bem como do lipopolissacarídeo (LPS). Posteriormente, as atividades antimicrobianas foram testadas contra bactérias Gram-positivas e Gram-negativas, e as citotoxicidades foram medidas por ensaios de viabilidade celular com MTT utilizando células micróglia BV-2 como modelo. Os resultados obtidos demonstraram um aumento significativo no índice terapêutico (TI) de todos os análogos da segunda geração contra as bactérias Gram-negativas testadas, especialmente no caso do 16.3. No caso das bactérias Gram-positivas, os análogos desenvolvidos apresentaram uma diminuição em seu TI, sugerindo que a composição da parede celular dessas bactérias pode dificultar a travessia de peptídeos antimicrobianos catiônicos. Apesar dessa redução, o 16.3 apresentou um aumento de quase 5 vezes no Índice Terapêutico contra E. coli e P. aeruginosa, decorrente da redução da citotoxicidade e da manutenção da atividade antimicrobiana em relação ao peptídeo original. Os achados desse estudo indicam que o equilíbrio entre a cationicidade e hidrofobicidade mínima do Hs02 foi otimizado e que esses alteraram significativamente o TI desse MAP.
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Membrane-active peptides (MAPs) exhibit a broad biotechnological potential, both as alternatives to conventional drugs in combating multidrug-resistant microorganisms (MDR), and as carriers of conjugated drugs. However, their application relies on the selectivity with which these molecules recognize their targets, prokaryotic membranes, in relation to host membranes. Antimicrobial peptides (AMPs) and intragenic antimicrobial peptides (IAPs), the last-mentioned found in the primary structure of various proteins, are often poorly selective, being both antimicrobial and cytotoxic. The peptide Hs02 is an example of an IAP, consisting of 16 amino acid residues, a positive net charge, and an α-helix structure when adsorbed onto membranes. Nonetheless, while Hs02 is a potent and broad-spectrum antimicrobial agent, it exhibits moderate selectivity towards eukaryotic cells. With the purpose of enhancing this IAP’s selectivity, two generations of Hs02 analogs were synthesized, purified, and characterized. In one of these series, three shortened analogs were synthesized, followed by three others with point mutations at critical sites. The evaluation of their structures was carried out through Circular Dichroism spectroscopy, in the presence of large unilamellar vesicles (LUVs) with neutral and negative charges, as well as lipopolysaccharides (LPS). Furthermore, antimicrobial activities were tested against Gram-positive and Gram-negative bacteria, and cytotoxicities were measured using MTT cell viability assays with BV-2 microglial cells as a model. The obtained results demonstrated a significant increase in the therapeutic index (TI) of all second-generation analogs against the tested Gram-negative bacteria, particularly in the case of 16.3. Regarding Gram-positive bacteria, the developed analogs exhibited a decrease in their TI, suggesting that the cell wall composition of these bacteria might hinder the passage of cationic antimicrobial peptides. Despite this reduction, 16.3 showed an almost 5-fold increase in the Therapeutic Index against E. coli and P. aeruginosa, attributed to reduced cytotoxicity and maintained antimicrobial activity compared to the original peptide. The findings of this study indicate that the balance between Hs02's cationicity and minimal hydrophobicity was optimized, significantly altering the TI of this MAP.
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Fernanda Lopes de Mesquita Vieira
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CARACTERIZAÇÃO E DIFERENCIAÇÃO DO ÓLEO ESSENCIAL DE PAU ROSA (Aniba rosiodora) PELA TÉCNICA DE RESSONÂNCIA MAGNÉTICA NUCLEAR ASSOCIADA À QUIMIOMETRIA
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Orientador : ALINE LIMA DE OLIVEIRA PATERNO
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MEMBROS DA BANCA :
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ADRIANO OTAVIO MALDANER
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ALINE LIMA DE OLIVEIRA PATERNO
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ANGELO HENRIQUE DE LIRA MACHADO
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DIVINO ETERNO TEIXEIRA
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Data: 05/09/2023
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Mostrar Resumo
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Este trabalho estudou o óleo essencial (OE) da espécie Aniba rosiodora, mais conhecido com OE de pau-rosa, amplamente usado na indústria de cosméticos devido ao seu bouquet de substâncias que imprime uma fragrância característica. Seu composto majoritário é o linalol que é um fixador muito utilizado em perfumes. Pelo alto valor agregado ao OE de pau-rosa e sua exploração desordenada ao longo dos anos, seu comércio e exploração tiveram que ser regulamentados. Como se trata de um produto natural e de alto valor, a sua adulteração é recorrente e tem como objetivo aumentar o rendimento e obter um maior lucro. A adulteração do OE, além de prejudicar a economia local e causar uma concorrência desleal, expõe o consumidor a produtos não autênticos e que não exprimem segurança da composição. Por isso, se faz necessário um controle de autenticidade dos óleos essenciais de pau-rosa comercializados. A presente pesquisa propõe a técnica de Ressonância Magnética Nucelar (RMN) associada à métodos Quimiométricos de análise de dados univariada e multivariada (PCA, HCA e PLS-DA). O uso dessas técnicas associadas apresenta resultados com muita relevância nas pesquisas de produtos naturais e metabolômica, para identificação de marcadores, classificação por origem, determinação da autenticidade de diversos produtos, inclusive no caso de OE de pau-rosa. O método proposto foi aplicado a 135 amostras extraídas ou adquiridas pelo Laboratório de Produtos Florestais (LPF) e permitiu a discriminação desses óleos em autênticos e não autênticos por meio das análises quimiométricas associadas a quantificação de componentes por meio da RMNq. Assim, pela razão das áreas dos sinais de linalol e benzoato de benzila, um composto minoritário dos OE de pau-rosa, combinada com a condição de que teor de linalol seja acima de 54%, foi possível diferenciar as amostras em autênticas e não autênticas.
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Mostrar Abstract
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This study focuses on the essential oil (EO) of Aniba rosaeodora, commonly known as rosewood EO, which is widely used in the cosmetics industry for its distinctive fragrance. The major component of this EO is linalool, a fixative commonly employed in perfumes. Due to the high value of rosewood EO and its unsustainable exploitation over the years, regulations have been introduced to control its trade and usage. Given the natural and valuable nature of rosewood EO, it is frequently subjected to adulteration to increase yield and profits. However, such adulteration not only harms the local economy and creates unfair competition but also exposes consumers to unsafe and non-authentic products. To ensure the authenticity of rosewood essential oils in the market, this research proposes the use of Nuclear Magnetic Resonance (NMR) technique in conjunction with chemometric methods, including univariate and multivariate data analysis (PCA, HCA, and PLS-DA). These combined techniques have shown promising results in research related to natural products and metabolomics, enabling the identification of markers, classification by origin, and verification of product authenticity, including rosewood EO. The proposed method was applied to 135 samples extracted or acquired by the Laboratory of Forest Products and allowed the discrimination of these oils into authentic and non-authentic through chemometric analyzes associated with the quantification of components through NMRq. Thus, by reason of the signal areas of linalool and benzyl benzoate, a minor compound in rosewood EO, combined with the condition that the linalool content is above 54%, it was possible to differentiate the samples into authentic and non-authentic ones.
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STEFANE COSTA TAVARES DA SILVA
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SÍNTESE DE NOVOS CARBAISOFLAVONÓIDES VIA REAÇÃO DE ALFA-ARILAÇÃO
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Orientador : TALITA DE ALMEIDA FERNANDES CORREIA
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MEMBROS DA BANCA :
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JOSE FELICIANO BRANGO VANEGAS
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MARIA LUCILIA DOS SANTOS
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TALITA DE ALMEIDA FERNANDES CORREIA
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WENDER ALVES DA SILVA
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Data: 22/09/2023
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Nessa dissertação de Mestrado descreve-se a síntese de novos carbaisoflavonóides pela reação entre um brometo de arila e uma tetralona, com aprimoramento do método de α-arilação de tetralonas constituído por sistema catalítico de paládio e um ligante volumoso, uma base forte, e solvente para a concepção de uma nova ligação (sp²―sp³) entre grupos arila e a posição α de tetralonas. Foi utilizado o aquecimento assistido por micro-ondas para diminuir o tempo reacional para 25 e 30 minutos. Esta é uma estratégia simples e eficiente para a formação de compostos α-aril carbonílicos. Através desse trabalho, foi possível obter 10 substâncias inéditas com rendimentos variados (30-84%). Uma síntese de carbapterocarpenos a partir dos produtos de α-arilação de tetralonas foi alcançada através do método de ciclização promovida por BBr3. Os resultados foram animadores por ser uma reação rápida e prática para obtenção dos produtos desejados. As substâncias preparadas nesse trabalho foram espectroscopicamente caracterizadas por RMN ¹H, RMN ¹³C, RMN bidimensional, EM e IV(FTIR).
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In this master’s thesis, the synthesis of novel carba-isoflavonoids is described. They were formed through the reaction between an aryl bromide and a tetralone, enhancing the α-arylation method of tetralones using a palladium catalytic system with a bulky ligand, a strong base, and a solvent to establish a new (sp²―sp³) bond between aryl groups and the α position of tetralones. Microwave-assisted heating was employed to reduce the reaction time to 25 and 30 minutes. This represents a simple and efficient strategy for the formation of α-aryl carbonyl compounds. Through this work, 10 previously unreported compounds were obtained with varying yields (30-84%). A synthesis of carba-pterocarpens from the products of α-arylation of tetralones was achieved using the BBr3-promoted cyclization method. The results were promising as it proved to be a rapid and practical reaction for obtaining the desired products. The substances prepared in this study were spectroscopically characterized using ¹H NMR, ¹³C NMR, 2D-NMR, MS and IV (FTIR).
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MARINA LÔBO LEAL
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Uma Nova Rota para Síntese de Niobatos de Sódio Nanoestruturados e Intermediários Tipo Peneiras Moleculares
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Orientador : JOSE ALVES DIAS
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MEMBROS DA BANCA :
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ANNE GABRIELLA DIAS SANTOS
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VINICIUS PATRÍCIO DA SILVA CALDEIRA
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JOSE ALVES DIAS
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MARCELLO MOREIRA SANTOS
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Data: 11/10/2023
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A evolução técnica-industrial acelerada é uma característica dos tempos vividos atualmente, o que implica a importância do desenvolvimento de novos materiais capazes de atender às demandas geradas por essa evolução e de se desvendar os detalhes e condições ótimas de suas rotas sintéticas. Os materiais do tipo perovskita e do tipo Sandia Octahedron Molecular Sieves (SOMS) se destacam por suas características físicas, químicas e eletrônicas distintas e possuem grande potencial de aplicabilidade em áreas que têm despertado interesse crescente, como tratamento de resíduos via catálise e desenvolvimento de baterias elétricas mais eficientes. No entanto, eles ainda são pouco explorados e possuem rotas sintéticas caras, que consomem muita energia e envolvem muitas operações, o que inviabiliza sua aplicação real. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo estudar uma rota sintética hidrotérmica de baixo custo para a produção de uma família desses materiais, o niobato de sódio e seus intermediários de síntese tipo peneira, visando obter características personalizadas que permitam alcançar a melhor performance em cada aplicação; e contribuir para o entendimento dos mecanismos e condições reacionais que direcionam características específicas obtidas. Essa abordagem busca superar as limitações das rotas sintéticas convencionais, oferecendo alternativas mais acessíveis e sustentáveis.
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The accelerating technical-industrial evolution is a characteristic of the current times and that is what makes so important to develop new materials capable of meeting the demands generated by this evolution and unraveling the details and optimal conditions of their synthetic routes. Perovskite and Sandia Octahedron Molecular Sieves (SOMS) materials stand out for their distinct physical, chemical, and electronic characteristics. They have great potential for application in areas that have been attracting increasing interest, such as waste treatment through catalysis and the development of more efficient electric batteries. However, they are still underexplored and have expensive synthetic routes that consume a lot of energy and involve multiple operations, making their practical application unfeasible. In this context, this work aims to study a low-cost hydrothermal synthetic route to produce a family of these materials, based on niobium and sodium, with the goal of obtaining customized characteristics that allow for the best performance in each application. Additionally, it aims to contribute to the understanding of the mechanisms and reaction conditions that drive specific characteristics. This approach seeks to overcome the limitations of conventional synthetic routes by offering more accessible and sustainable alternatives.
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Carolina Medeiros Romera
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Material inovador para coleta, transporte e disponibilização sustentável de resíduos alimentares
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Orientador : FLORIANO PASTORE JUNIOR
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MEMBROS DA BANCA :
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FABIO MOREIRA DA SILVA
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FLORIANO PASTORE JUNIOR
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MARCELO RODRIGUES DOS SANTOS
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PAULO CELSO DOS REIS GOMES
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Data: 18/12/2023
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Sabe-se que a utilização de sacolas plásticas possibilitou mais praticidade para o deslocamento de mercadorias, bem como o armazenamento, porém o polietileno é obtido a partir de petróleo, combustível fóssil e finito. A utilização da sacola plástica para coletar lixos de pia não permite que a matéria orgânica se decomponha da forma correta, acarretando um aumento de resíduos, além da poluição já causada pelo descarte indevido do plástico. Uma proposta de alternativa, possivelmente viável é a utilização do papel kraft, que é rico em celulose e resistente, revestido com uma camada de látex, composto principalmente de borracha natural (cis-1,4-poliisopreno) e água, estabilizado com um anticoagulante, preferencialmente natural, como o caso do tanino, que possibilite a impermeabilização temporária do recipiente, permitindo que a sacola receba os descartes orgânicos domésticos, seja armazenada por tempo limitado, e possa ser descartada para compostagem junto com o descarte alimentar em seu interior. Foram realizados testes para determinar o tratamento mais adequado que permitisse a melhor repelência da água com a superfície, mas que mantivesse a característica temporária da impermeabilização. Em seguida, determinou-se a capacidade de retenção de maiores quantidades de água nos tratamentos de melhores resultados. Por fim, foi analisada a resposta do papel kraft temporariamente impermeabilizado à umidade e material orgânico e sua destrutibilidade em um ambiente de degradação. Dos tratamentos realizados, o melhor resultado foi com papel kraft revestido com duas camadas de látex-tanino 1%.
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It is known that the use of plastic bags has made it more practical for moving goods, as well as storage, but polyethylene is obtained from petroleum, fossil and finite source. The use of plastic bags to collect domestic sink garbage does not allow organic matter to decompose correctly, leading to an increase in waste, in addition to the pollution already caused by the improper disposal of plastic. A possibly viable alternative proposal is the use of kraft paper, which is rich in cellulose and resistant, coated with a layer of latex, composed mainly of natural rubber (polyisoprene) and water and stabilized with an anticoagulant, preferably natural, such as tannin, which allows the temporary waterproofing of the container, allowing the bag to receive domestic organic waste, be stored for a limited time, and be disposed of for composting along with the food waste inside. Tests were carried out to determine the most adequate treatment, which would allow the best water repellency with the surface, but which would maintain the temporary characteristic of waterproofing. Then, it was determined the capacity to retain larger amounts of water of the treatments with the best results of water repellency. The temporarily waterproofed kraft paper was tested also for its possibility to develop microorganisms under appropriate conditions in petri dishes. Finally, the latex-tannin protected kraft paper samples were submitted to destructibility in a degrading environment based on ground earth with earthworms. Of the various treatments performed, the best result was kraft paper coated with two layers of 1% latex-tannin.
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Cassius Marcellus Costa Carvalho
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Desenvolvimento e avaliação de estratégias para a determinação acurada de propriedades espectroscópicas rovibracionais: um estudo via Monte Carlo Quântico e Coupled Cluster
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Orientador : JOSE ROBERTO DOS SANTOS POLITI
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MEMBROS DA BANCA :
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ROGÉRIO CUSTODIO
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ATAUALPA ALBERT CARMO BRAGA
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DANIEL FRANCISCO SCALABRINI MACHADO
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JOSE ROBERTO DOS SANTOS POLITI
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LUCIANO RIBEIRO
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Data: 13/01/2023
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Este trabalho consistiu no desenvolvimento e avaliação de estratégias para a determinação acurada de propriedades espectroscópicas rovibracionais para sistemas de diferentes complexidades. Cada estratégia metodológica é baseada na aplicação de um método benchmark de cálculo de estrutura eletrônica, para produção de uma PEC de alta qualidade, associado a uma análise detalhada da função de ajuste a ser implementada, empregando-se ainda, abordagens confiáveis de determinação de propriedades espectroscópicas rovibracionais. A primeira estratégia foi utilizada para os sistemas diatômicos, em que se empregou o método Monte Carlo de Difusão (DMC) para produzir curvas de energia potencial (PECs) de alta qualidade. Os sistemas escolhidos foram: H2+ (1 elétron), HeH+ (2 elétrons), LiH (4 elétrons), Li2 (6 elétrons) e CO (14 elétrons). As funções de onda tentativa para o DMC foram obtidas dos métodos Hartree-Fock (HF) e MCSCF (com a utilização de determinantes do método CI). Para os sistemas com correlação, empregou-se o fator Jastrow, que insere a correlação eletrônica explicitamente. A segunda estratégia consistiu na geração de PECs via CCSD(T) (all-electrons) com correção counterpoise (CP) para erro de superposição de conjunto de bases (BSSE) e extrapolação para o limite do conjunto de base completo (CBS), a partir de funções de bases de Dunning: aug-cc-pVXZ, com X= D, T, Q e 5. Utilizaram-se os seguintes complexos de metano: CH4...CH4, (20 elétrons), CH4...N2 (24 elétrons) e CH4...Ar (28 elétrons). Não se encontraram na literatura cálculos para esses sistemas com abordagem all-electrons. Para as duas abordagens metodológicas, testaram-se diversas funções de ajustes de PECs, considerando as peculiaridades de cada sistema. Se implementou, também, uma nova função de ajuste de PEC, para o sistema CO, gerando resultados acurados para esse sistema. Para ambos os casos, utilizaram-se o método Dunham e a metodologia da Representação da Variável Discreta (DVR) para a determinação das constantes espectroscópicas rovibracionais. Para a primeira abordagem, os resultados gerados a partir do DMC foram superiores aos demais métodos comparativos (CCSD(T) e MCSCF), tanto se utilizando Dunham quanto DVR. A combinação DMC-DVR foi superior à combinação DMC-Dunham para a maioria dos casos, alcançando resultados no mesmo patamar de resultados experimentais. Em relação à segunda abordagem, produziram-se resultados inéditos na literatura (propriedades espectroscópicas e tempo de vida) para os complexos trabalhados. Para o sistema CH4...Ar, considerando o ajuste via Improved Lennard-Jones (ILJ), conseguiu-se encontrar resultados satisfatórios em relação ao parâmetro de ajuste β, se comparado aos valores experimentais. Para todos os casos, a utilização adequada da função de ajuste, considerando cada sistema, foi relevante para qualidade dos resultados.
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This work consisted in the development and evaluation of strategies for the accurate determination of rovibrational spectroscopic properties for systems of different complexities. Each methodological strategy is based on the application of a benchmark method of electronic structure calculation, to produce a high quality PEC, associated with a detailed analysis of the fit function to be implemented, employing also reliable approaches for the determination of rovibrational spectroscopic properties. The first strategy was used for diatomic systems, where the Diffusion Monte Carlo (DMC) method was employed to produce high quality potential energy curves (PECs). The chosen systems were: H2+ (1 electron), HeH+ (2 electrons), LiH (4 electrons), Li2 (6 electrons) and CO (14 electrons). The trial wave functions for the DMC were obtained from the Hartree-Fock (HF) and MCSCF methods (using determinants from the CI method). For the systems with correlation, the Jastrow factor, which inserts the electronic correlation explicitly, was employed. The second strategy consisted in generating PECs via CCSD(T) (all-electrons) with counterpoise correction (CP) for basis set superposition error (BSSE) and extrapolation to the complete basis set (CBS) limit, from Dunning’s basis sets: aug-cc-pVXZ, with X= D, T, Q and 5. The following methane complexes were used: CH4...CH4, (20 electrons), CH4...N2 (24 electrons) and CH4...Ar (28 electrons). No calculations for these systems with an all-electron approach were found in the literature. For both methodological approaches, several PEC fitting functions were tested, considering the peculiarities of each system. A new PEC fitting function was also implemented for the CO system, generating accurate results for this system. For both cases, the Dunham method and the Discrete Variable Representation (DVR) methodology were used to determine the rovibrational spectroscopic constants. For the first approach, whether using Dunham or DVR, the results generated from the DMC were superior to the other comparative methods (CCSD(T) and MCSCF). The DMC-DVR combination was superior to the DMC-Dunham combination for most cases, achieving results at the same level as experimental results. Regarding the second approach, unprecedented results were produced in the literature (spectroscopic properties and lifetime) for the complexes used. For the CH4...Ar system, considering the fit via Improved Lennard-Jones (ILJ), it was possible to find satisfactory results in relation to the adjustment parameter β, when compared to the experimental values. For all cases, the appropriate use of the fitting function, considering each system, was relevant for the quality of the results.
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CASSIA DE QUEIROZ OLIVEIRA CAVALCANTE
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COMPLEXOS DE COBRE(II) E NÍQUEL(II) DERIVADOS DE DITIOCARBAZATOS: SÍNTESE, ELUCIDAÇÃO ESTRUTURAL E AVALIAÇÃO DA ATIVIDADE ANTITUMORAL IN VITRO
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Orientador : CLAUDIA CRISTINA GATTO
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MEMBROS DA BANCA :
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VINER SOUSA LIMA
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CLAUDIA CRISTINA GATTO
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ELON FERREIRA DE FREITAS
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JOSE ALVES DIAS
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KATIA MARA DE OLIVEIRA
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Data: 03/03/2023
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O presente trabalho relata a síntese de quatro agentes complexantes da classe dos ditiocarbazatos (HL1, HL2 H2L3 e H2L4), sendo os dois últimos inéditos; e oito novos complexos metálicos, sendo quatro complexos de cobre(II) derivados da 2-acetilpiridina [Cu(L1)Cl] (1), [Cu(L1)Br] (2), [Cu(L2)Cl] (3) e [Cu(L2)Br] (4), e quatro complexos de níquel(II) derivados da 1,1,1-trifluoro-2,4-pentanodiona, [Ni(L3)PPh3] (5), [Ni(L3)Py] (6), [Ni(L4)PPh3] (7) e [Ni(L4)Py] (8). As estruturas cristalinas dos complexos de Cu(II) foram elucidadas pela difração de raios X de monocristal, a qual mostrou uma geometria quadrada distorcida para os centros metálicos, em que os ligantes se coordenaram pelo sistema NNS e um halogênio (Cl- ou Br-) completa a esfera de coordenação. Os dados de espectrometria de massas indicaram a presença de [Cu(L1)(DMF)]+ e [Cu(L2)(DMF)]+ e fragmentações características dos compostos. O método composto da Teoria do Funcional da Densidade (DFT) B97-3c foi empregado para otimizar as geometrias dos ligantes e complexos revelando boa concordância com os dados experimentais. Ligações de hidrogênio e interações do tipo empilhamento π×××π foram observadas pela análise da Superfície de Hirshfeld, com as principais interações atribuídas aos contatos H×××H. Ademais, os compostos foram caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho e na região do ultravioleta visível, com boa concordância com as estruturas propostas. A atividade biológica dos compostos foi avaliada frente a células de glioblastoma humano (U251) e os resultados revelaram que os ditiocarbazatos livres apresentam alta atividade antitumoral in vitro, que é aumentada após a complexação com o cobre. A medição da citotoxicidade dos compostos mostrou ainda atividade em uma faixa de baixa concentração, o que indica alta eficiência dos complexos como potenciais fármacos. Na segunda parte deste trabalho são descritas as estruturas cristalinas do ligante (H2L3) e dos complexos (5)-(8), as quais também foram elucidadas por difração de raios X de monocristal, além disso, todos os compostos foram caracterizados por um conjunto de técnicas que corroboram as estruturas propostas. Em suma, os resultados revelaram que os complexos apresentam geometria quadrada, na qual o ditiocarbazato se coordena ao átomo de Ni(II) de forma tridentada, e uma molécula de trifenilfosfina ou piridina atuam como coligante. Os dados da espectrometria de massas mostraram a presença em solução dos íons moleculares [M+H]+ para todos os compostos, além de fragmentações características, o que sugere boa concordância dos resultados em estados sólido e em solução. Os ligantes livres e os complexos nesta seção foram testados frente a quatro linhagens celulares (MDA-MB-231 - câncer de mama; U251 – glioma; NALM-6 e 697 – leucemia), além de um estudo de docking molecular para avaliar o modo de ligação predominante de cada composto com proteínas de estruturas tridimensionais conhecidas.
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The current work reports the synthesis and investigation by physical-chemistry and spectroscopic methods of four dithiocarbazates HL1, HL2 H2L3 and H2L4 and eight novel metal complexes, which four complexes are derived from 2-acetylpyridine [Cu(L1)Cl] (1), [Cu(L1)Br] (2), [Cu(L2)Cl] (3) and [Cu(L2)Br] (4), explored in detail in section 1; and four complexes are derived from 1,1,1-trifluoro-2,4-pentanedione, [Ni(L3)PPh3] (5), [Ni(L3)Py] (6), [Ni(L4)PPh3] (7) and [Ni(L4)Py] (8), explored in detail in section 2. The crystal structures of Cu(II) complexes were elucidated by single crystal X-ray diffraction, which showed distorted square planar geometry to the metal centers, which tridentate ligands coordinated by NNS system and an additional halogen (Cl- or Br-) complete the coordination sphere. Mass spectrometry data indicated the presence of [Cu(L1)(DMF)]+ and [Cu(L2)(DMF)]+ and characteristic fragmentation of the compounds. The Density Functional Theory (DFT) B97-3c method was used to optimize the geometries, and indicated that the results are in agreement with the experimental data. Hydrogen bonds and π-π stacking interactions were observed by the Hirshfeld surface, and the main interactions are attributed to the H---H contacts. In addition, the compounds were characterized by FT-IR and by ultraviolet–visible spectroscopy, which showed good agreement with the proposed structures. The biological activity of the compounds was evaluated against human glioma cells (U251) and the results revealed that free dithiocarbazates present high antitumor activity in vitro, which is increased after complexation with copper. The measurement of the cytotoxicity of the compounds also showed activity in a low concentration range, which indicates the high efficiency of the complexes as potential drugs. In section 2, the crystal structures of the H2L3 and the (5)-(8) complexes are described after being elucidated by single crystal X-ray diffraction. Additionally, all compounds were characterized by a set of techniques that corroborate the proposed structures. In general, the results showed square planar geometry to the metal centers, which dithiocarbazates tridentate and a triphenylphosphine or pyridine molecule as coligand. The mass spectrometry data indicated the presence of the molecular ions [M+ H]+ and characteristic fragmentations of the compounds, which indicated the same behavior of the compounds as a solid and in solution. The ligands and complexes in this section were tested against four cell lines (MDA-MB-231 - breast cancer; U251 - glioma; NALM-6 and 697 - leukemia), furthermore, a molecular docking study was made to evaluate the predominant mode of binding of each compound with proteins of known 3D structures.
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THIAGO VIANA DE FREITAS
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Desenho Racional de Peptídeos Membrano-ativos Liberadores de Fragmentos Imunomodulatórios por Proteólise Direcionada pela Membrana
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Orientador : GUILHERME DOTTO BRAND
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MEMBROS DA BANCA :
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RODRIGO MOREIRA VERLY
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NUNO FERNANDO DUARTE CORDEIRO CORREIA DOS SANTOS
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ANGELO HENRIQUE DE LIRA MACHADO
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GUILHERME DOTTO BRAND
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MAURO VICENTINI CORREIA
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Data: 31/03/2023
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Peptídeos com características anfifílicas e catiônicas podem ser usados para o carreamento de fármacos conjugados para regiões acometidas por infecções bacterianas ação antibiótica direta. Contudo, tão importante quanto esta ação, é também, a modulação da resposta imune do organismo hospedeiro frente o processo infeccioso nes trabalho, o peptídeo Chim2 (estrutura primária: KWAVKIIRKFIKGFISGGKRWKYM-NH2 ) foi idealizado como uma quimera peptídica formada por um domínio que membranas de células procarióticas (Chim2a), um sítio de hidrólise enzimática (Chim2b) e um domínio agonista do receptor de formil peptídeos 2 (FPR2), chamado d foi desenhado para adsorver preferencialmente em membranas de procariotos carreando uma porção capaz de ativar o sistema imune após hidrólise da molécula parent local. Chim2 foi sintetizado e purificado. Sua estrutura foi investigada e determinada por dicroísmo circular (CD) e ressonância magnética nuclear (RMN). A hidrólise membranas modelo foi analisada por espectrometria de massa (MS) e cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). Além disso, foram conduzidos ensaios de ativa murinos (BMDM) e de produção de ROS em neutrófilos humanos para verificação do potencial imunomodulador tanto de Chim2, quanto de seu fragmento, Chim2c. O antimicrobiano e interage preferencialmente com vesículas de carga negativa estruturando-se em hélice-α de Ala3 a Phe14, expondo o restante de sua cadeia como um a hidrólise por enzimas e a liberação do fragmento agonista de FPR2. Este fragmento demonstrou induzir o acúmulo de corpúsculos lipídicos em macrófagos de camun imunomoduladoras. Estes dados indicam a viabilidade da estratégia do uso da adsorção em membranas como forma de indução de proteólise seletiva em peptídeos e p desenho racional de fármacos que utilizem estratégia similar, demostrando que peptídeos com atividades antimicrobianas e imunomoduladoras podem ser grandes alia medicamentos.
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Peptides with amphiphilic and cationic characteristics can be used to carry conjugated drugs to regions affected by bacterial infections in order to enhance their direct a modulation of the immune response of the host organism against the infectious process in this microenvironment is also important. In this work, the Chim2 peptide (pr KWAVKIIRKFIKGFISGGKRWKYM-NH2 ) was idealized as a chimeric peptide composed of a domain which binds itself preferably to procaryotic cell membranes (C (Chim2b); and an agonist peptide of the formyl peptide receptor 2 (FPR2), denominated Chim2c. Thus, Chim2 is designed to adsorb preferentially on prokaryotes’ me of activating the immune system after its hydrolysis by the local enzymatic arsenal. Chim2 was synthetized and purified, and its structure was determined by circular d resonance (NMR). In addition, murine peritoneal macrophage activation (BMDM) and ROS production in human neutrophils assays were conducted to verify the imm Chim2 and its fragment, Chim2c. Data demonstrate that Chim2 is antimicrobial and preferentially interacts with negatively charged vesicles, forming an α-helix from A chain as an unstructured tail, directing hydrolysis by enzymes and the release of the agonist fragment of FPR2. This fragment induced the accumulation of lipid drople release of immunomodulatory interleukins. These data indicate the viability of the strategy of using membranes adsorption as a way of inducing selective proteolysis in about the rational design of drugs that use a similar strategy, demonstrating that peptides with antimicrobial and immunomodulatory activities could be great allies on t
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Antônio Martins de Freitas Júnior
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Síntese de catalisadores a base de molibdênio suportado sobre carbono e seu emprego na produção de biocombustíveis hidrocarbônicos por meio do hidroprocessamento de precursores lipídicos
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Orientador : MARCOS JULIANO PRAUCHNER
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MEMBROS DA BANCA :
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SÉRGIO BOTELHO DE OLIVEIRA
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JOSE ALVES DIAS
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MARCELO RODRIGUES DOS SANTOS
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MARCOS JULIANO PRAUCHNER
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SARAH SILVA BRUM
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Data: 27/04/2023
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O presente trabalho diz respeito a estudos pioneiros sobre a preparação de catalisadores à base de molibdênio suportado em carbono e seu emprego na produção de biocombustíveis hidrocarbônicos por meio do hidroprocessamento de precursores lipídicos. Como material de partida foi usado um carbono ativado (CA) mesoporoso produzido a partir da ativação química com H3PO4 de casca de coco seca. Este CA foi usado como preparado ou após ser tratado com HNO3 ou sob atmosfera de H2 a elevadas temperaturas, o que permitiu aumentar ou reduzir a quantidade de grupos superficiais ácidos, respectivamente. As condições de preparação foram avaliadas de maneira a otimizar a atividade dos catalisadores obtidos para a hidrodesoxigenação (HDO) de precursores lipídicos. Os testes de HDO foram conduzidos em batelada tendo ácido dodecanoico (um composto modelo) e óleo de coco como substrato. Catalisadores com elevada eficiência foram obtidos, os quais permitiram uma completa desoxigenação dos precursores. Os melhores resultados foram verificados para o catalisador preparado usando o CA não modificado como suporte, adicionando Ni como agente ativante, e depositando Mo e Ni sucessivamente, a partir de soluções individuais, pelo método da impregnação a úmido. É válido destacar que os catalisadores preparados apresentaram boa estabilidade em sucessivos ciclos de HDO. Devido à baixa acidez do suporte de carbono, a ocorrência de reações de isomerização não foi significativa, de forma que os biocombustíveis obtidos foram constituídos basicamente por n-alcanos. O biocombustível produzido apresenta grande potencial para ser usado como substitutos drop-in sustentáveis de derivados de petróleo como o óleo diesel e a gasolina de aviação.
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The present work concerns pioneer studies about the preparation of carbon-supported Mo-based catalysts and their use in the production of hydrocarbon biofuels through the hydroprocessing of lipidic feedstocks. A starting mesopore-rich activated carbon (AC) was prepared by chemical activation of dried coconut shell with H3PO4. This AC was used as obtained or after being treated with HNO3 or under an H2 atmosphere at elevated temperature, which permitted to increase or reduce the content of surface acidic groups, respectively. Preparation conditions were searched in order to give rise to catalysts with improved activity for the hydodeoxygenation (HDO) of lipidic feedstocks. HDO tests were carried out in a batch system having dodecanoic acid (a model compound) or coconut oil as substrate. Efficient catalysts were obtained, which promoted complete feedstock deoxygenation. The best results were verified for the catalyst prepared using the unmodified AC as support, adding Ni as activating agent, and depositing Mo and Ni successively from individual solutions by wet impregnation. It is valid to highlight that the prepared catalysts presented good stability in successive HDO cycles. Due to the low acidity of the carbon supports, the occurrence of isomerization reactions was not significant, so that the obtained biofuels were basically constituted by n-alkanes. The produced biofuels present a great potential to be used as drop-in substitutes for fossil fuels like diesel and jet fuel.
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Ruana Domingos Brandao
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Síntese de catalisadores de Pt/C visando à produção de biocombustíveis hidrocarbônicos por meio da rota HEFA: influência do procedimento de impregnação e da composição da superfície do suporte de carbono
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Orientador : MARCOS JULIANO PRAUCHNER
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MEMBROS DA BANCA :
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ANDRESSA REGINA VASQUES MENDONCA
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FABIO MOREIRA DA SILVA
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MARCOS JULIANO PRAUCHNER
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SÉRGIO BOTELHO DE OLIVEIRA
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VIANNEY OLIVEIRA DOS SANTOS JÚNIOR
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Data: 28/04/2023
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Este trabalho diz respeito a estudos pioneiros sobre a preparação de catalisadores de Pt/C e sua aplicação na produção de biocombustíveis hidrocarbônicos por meio do Hidroprocessamento de Ésteres e Àcidos Graxos (rota HEFA). Como material de partida foi usado um carbono ativado (CA) mesoporoso produzido a partir da ativação química com H3PO4 de casca de coco seca. Este CA foi usado como preparado ou após ser tratado com HNO3 ou sob atmosfera de H2 a elevadas temperaturas, o que permitiu aumentar ou reduzir a quantidade de grupos superficiais ácidos, respectivamente. As condições de preparação foram avaliadas de maneira a otimizar a atividade dos catalisadores obtidos para a hidrodesoxigenação (HDO) de precursores lipídicos. Os testes de HDO foram conduzidos em batelada tendo ácido dodecanoico (um composto modelo) e óleo de coco como substrato. Catalisadores com elevada eficiência foram obtidos, os quais permitiram uma completa desoxigenação dos precursores, resultando em biocombustíveis constituídos basicamente por alcanos. Os melhores resultados foram verificados para o catalisador preparado usando o CA reduzido sob atmosfera de H2 e depositando a Pt pelo método da impregnação a úmido a partir de uma solução de H2PtCl6 aditivada com HCl. Este catalisador correspondeu àquele com a dispersão da Pt mais elevada. A redução do suporte permitiu aumentar a disponibilidade de grupos básicos, os quais são susceptíveis a serem protonados e, desta forma, estabelecer interações eletrostáticas fortes com as espécies negativamente carregadas contendo Pt presentes na solução impregnante. Devido à baixa acidez dos suportes de carbono, a ocorrência de reações de isomerização não foi significativa, de forma que os biocombustíveis obtidos foram constituídos basicamente por n-alcanos. A adição de HCl à solução impregnante foi benéfica porque favoreceu a etapa de protonação dos grupos superficiais básicos. O biocombustível produzido apresenta grande potencial para ser usado como substitutos drop-in sustentáveis de derivados de petróleo como o óleo diesel e a gasolina de aviação.
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Mostrar Abstract
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This work concerns the preparation of Pt/C catalysts and their application in the production of hydrocarbon biofuels through the Hydroprocessing of Ester and Fatty Acids (HEFA route). A starting mesopore-rich activated carbon (AC) was prepared by chemical activation of dried coconut shell with H3PO4. This AC was used as obtained or after being treated with HNO3 or under an H2 atmosphere at elevated temperature, which permitted to increase or reduce the content of surface acidic groups, respectively. Preparation conditions were searched to obtain catalysts with improved activity for the hydrodeoxygenation (HDO) of lipidic feedstocks. HDO tests were carried out in a batch system having dodecanoic acid and coconut oil as substrate. Efficient catalysts were obtained, which promoted a complete feedstock deoxygenation and rendered products constituted basically by C11 and C12 n-alkanes The best results were verified for the catalyst prepared using the AC reduced under a H2 atmosphere and depositing the Pt by wet impregnation from a H2PtCl6 solution added with HCl. This catalyst corresponded to that with the highest Pt dispersion. The support reduction permitted to enhance the availability of basic groups that are prompted to be protonated and, therefore, to establish strong electrostatic interactions with the negatively charged Pt species present in the impregnating solution. The addition of HCl to the impregnating solution was beneficial because it favored the protonation of the basic surface groups. The produced biofuels present a great potential to be used as drop-in substitutes for fossil fuels like diesel and jet fuel.
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Thiago Sampaio Castro
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Magnetoquímica dos Rearranjos de Cope e Claisen
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Orientador : DAVI ALEXSANDRO CARDOSO FERREIRA
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MEMBROS DA BANCA :
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ATAUALPA ALBERT CARMO BRAGA
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DAVI ALEXSANDRO CARDOSO FERREIRA
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JOSE ROBERTO DOS SANTOS POLITI
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SILVIA CLAUDIA LOUREIRO DIAS
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TATIANE LUCIANO BALLIANO
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Data: 28/06/2023
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Os rearranjos do tipo Cope e tipo Claisen (RCC) são rearranjos sigmatrópicos[3,3] termicamente ativados, que ocorrem por meio de estados de transição cíclicos de seis membros. Embora extensivamente investigado por décadas, a magnetoquímica desses rearranjos ainda suscita dúvidas. Diante disso, foi realizado uma investigação, baseada em modelos químico-computacionais, dos aspectos mecanísticos e magnetoquímicos do RCC por meio de métodos baseados na Teoria do Funcional da Densidade, CBS-QB3, Teoria de Átomos em Moléculas, Ordem de Ligação Multicêntrica, NCI, GIAO e GIMIC. Foi verificado que os mecanismos RCC são concertados e ocorrem via estados de transição cíclicos de 6 membros aromáticos. Verificou-se que os sinais de suscetibilidade molar e anisotrópica (𝜒), NICS(1) e NICSzz apresentam boa correlação com J(nA.T-1), porém, esses descritores mostraram-se insuficientes para estimar o caráter aromático desses estados de transição. Dentre os descritores magnéticos e topológicos aplicados neste trabalho, a densidade de corrente induzida magneticamente (J) mostrou-se uma excelente estratégia para estimar o caráter aromático dos estados de transição envolvidos nos rearranjos investigados. Na comparação entre os rearranjos do tipo Cope (RCO) e tipo Claisen (RCL), ambos na conformação em cadeira, observa-se que o maior caráter aromático está associado à cinética menos favorecida. Para as conformações em cadeiras, o RCL (TS2) apresenta 𝐽=8,63 nA.T-1 enquanto RCO (TS4) apresenta 𝐽=10,43 nA.T-1. A partir do índice J(nA.T-1) foi possível estabelecer a seguinte ordem TS4 > TS2 > TS3 > TS1 do caráter aromático para estruturas analisadas, com as conformações em barco apresentando altas correntes paramagnéticas, que reduzem a corrente total no anel. Esse resultado sugere que não é possível correlacionar diretamente o caráter aromático e a termodinâmica no RCO e RCL, uma vez que os estados de transição mais estáveis não são necessariamente os mais aromáticos.
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Cope and Claisen rearrangements are thermally activated [3,3] sigmatropic rearrangements that occur through cyclic six-membered transition states. Despite extensive investigation over the years, the magnetochemistry of these rearrangements still poses questions. In light of this, an investigation was conducted based on chemical-computational models to unravel the mechanistic and magnetochemical aspects of Cope and Claisen rearrangements using Density Functional Theory (DFT), CBS-QB3, Atoms in Molecules (AIM) theory, Multicenter Bond Order, Noncovalent Interaction (NCI), GIAO, and GIMIC methods. It was found that the Cope and Claisen rearrangements proceed via concerted mechanisms and cyclic six-membered aromatic transition states. The molar and anisotropic susceptibility (𝜒), NICS(1), and NICSzz exhibited a good correlation with J(nA.T-1), yet these descriptors proved insufficient to estimate the aromatic character of these transition states. Among the magnetic and topological descriptors employed in this study, magnetically induced current density (J) emerged as an excellent strategy for estimating the aromatic character of the transition states involved in the investigated rearrangements. Comparing the chair conformations of Cope rearrangement (RCO) and Claisen rearrangement (RCL), it was observed that greater aromatic character is associated with less-favored kinetics. For the chair conformations, RCL (TS2) exhibited 𝐽=8.63 nA.T-1, while RCO (TS4) showed 𝐽=10.43 nA.T-1. By utilizing the J(nA.T-1) index, the following aromatic character order was established: TS4 > TS2 > TS3 > TS1 for the analyzed structures, with boat conformations displaying high paramagnetic currents, which decrease the overall current in the ring. This result suggests that the aromatic character and thermodynamics in RCO and RCL cannot be directly correlated since the most stable transition states are not necessarily the most aromatic ones.
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Fernanda Favero
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Avaliação da atividade modulatória de diferentes classes químicas frente a expressão de fenótipos de Quorum Sensing de uma cepa de Chromobacterium.
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Orientador : ANGELO HENRIQUE DE LIRA MACHADO
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MEMBROS DA BANCA :
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MARCELO HENRIQUE SOLLER RAMADA
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ANGELO DE FATIMA
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ANGELO HENRIQUE DE LIRA MACHADO
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CYNTHIA MARIA KYAW
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TALITA DE ALMEIDA FERNANDES CORREIA
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Data: 30/06/2023
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O crescente número de cepas bacteriana resistentes à antibióticos impulsiona a descoberta de terapias alternativas que não ofereçam pressão evolutiva sobre os micro-organismo. Compostos capazes de amenizar a virulência de uma doença se mostram como uma opção ao uso de antibióticos convencionais. Já é sabido que a virulência em muitos micro-organismo é controlada pelo Quorum Sensing (QS) microbiano. QS é uma forma de comunicação microbiana que ocorre pelo uso de moléculas sinalizadoras e permite que a bactéria se comporte de forma multicelular. Este trabalho visou o estabelecimento de um fluxo de trabalho que permite a otimização racional de inibidores de QS da Chromobacterium violaceum. Em meio às atividades propostas, foi desenvolvimento de um teste em fase líquida capaz de quantificar a produção de violaceína em C. violaceum. Este teste biológico se mostrou robusto e teve sua eficiência balizada pela comparação entre os resultados obtidos para moléculas novas aqueles para um inibidor previamente na literatura. Uma nova classe de moléculas derivadas de morfolina foram sintetizadas com rendimentos que variaram de 30 a 90%. Os resultados dos testes biológicos mostraram algumas moléculas promissoras como a 76 e a 80, com inibições de 65% e 80%, respectivamente, na concentração de 625 μM. Estudos de ancoragem molecular foram realizados para entender se as moléculas testadas têm interação com o sítio de ligação da proteína receptora e como se dá esta interação. O entendimento de que fatores estruturais maximizam as interações entre os inibidores e a enzima receptora CviR e a quantificação (utilizando RT-qPCR) dos genes expresso por QS estão sendo utilizados para entender como ocorre a inibição em nível molecular.
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The growing number of bacterial strains resistant to antibiotics drives the discovery of alternative therapies that do not offer evolutionary pressure on microorganisms. Compounds capable of mitigating the virulence of disease are shown as an option to the use of conventional antibiotics. It is well known that virulence in many microorganisms is controlled by microbial Quorum Sensing (QS). QS is a form of bacteria communication that occurs through the use of signaling molecules and allows the bacteria to behave in a multicellular way. This work aimed to establish a workflow that allows the rational optimization of Chromobacterium violaceum QS inhibitors. During the proposed activities, a liquid phase test was developed to quantify the production of violacein in C. violaceum. This biological test proved to be robust and its efficiency was based on the comparison between the results obtained for new molecules and those for an inhibitor previously in the literature. A new class of molecules derived from morpholine has been synthesized with yields ranging from 30 to 90%. The results of biological tests showed some promising molecules such as 76 and 80, with 65% and 80% inhibitions, respectively, at the concentration of 625 μM. Molecular docking studies were carried out to understand whether the tested molecules interact with the receptor protein binding site and how this interaction occurs. The understanding that structural factors maximize the interactions between inhibitors and the receptor enzyme (CviR) and the quantification of genes expressed by QS (using RT-qPCR) are being used to understand how inhibition occurs at the molecular level.
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Camila de Oliveira Santos
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Bioimageamento in vitro e in vivo com um Sensor Fluorescente Derivado do Núcleo Benzotiadiazola Seletivo para Hidrazina
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Orientador : BRENNO AMARO DA SILVEIRA NETO
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MEMBROS DA BANCA :
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BEATRIZ FUZINATO DOS SANTOS
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ALEXANDRE FONSECA
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BRENNO AMARO DA SILVEIRA NETO
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MARCOS NOGUEIRA EBERLIN
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RAFAEL OLIVEIRA ROCHA
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Data: 28/07/2023
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A síntese de novos marcadores fluorescentes seletivos, com propriedades fotofísicas e biológicas específicas, é altamente desejável, e essa área vem crescendo cada vez mais. Nesse sentido, este trabalho apresenta a síntese de um derivado fluorescente denominado BTD-CHO, com o objetivo de ser utilizado em bioimageamento celular. A arquitetura do derivado foi planejada para obter um marcador capaz de detectar seletivamente hidrazina. A caracterização do composto demonstrou que a síntese ocorreu de forma efetiva. Estudos fotofísicos mostraram amplos deslocamentos de Stokes e boa estabilidade no estado excitado. A adição de hidrazina mostrou um deslocamento da fluorescência da região verde para a azul, evidenciando uma marcação efetiva e seletiva, mesmo na presença de outros íons. Os estudos biológicos mostraram que a utilização da BTD-CHO pode ser realizada tanto em células vivas como em células fixadas, além de ter sido empregada com sucesso em modelos multicelulares, como C. elegans e peixe-zebra. O bioimageamento revelou que o derivado foi capaz de atravessar a membrana celular e marcar corpos lipídicos de forma seletiva, apresentando surpreendente intensidade de fluorescência, superior à obtida com o marcador comercial Bodipy®, e ainda especificidade por lipídeos que não são marcados pelo marcador comercial. Além disso, o derivado mostrou-se superior ao marcador comercial em relação à citotoxicidade e à solubilidade em meio aquoso. Tais resultados demonstram e consolidam o núcleo BTD como uma excelente e promissora alternativa para aplicações em bioimageamento celular.
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The synthesis of new selective fluorescent markers, with specific photophysical and biological properties, is highly desirable, and this area is growing more and more. In this sense, this work presents the synthesis of a fluorescent derivative called BTD-CHO, with the objective of being used in cellular bioimaging. The architecture of the derivative was intuitive to obtain a marker capable of selectively detecting hydrazine. The characterization of the compound controlled that the systemic occurred effectively. Photophysical studies appreciate large Stokes shifts and good stability in the excited state. The addition of hydrazine showed a shift in fluorescence from the green to the blue region, evidencing effective and selective labeling, even in the presence of other ions. Biological studies approved that the use of BTD-CHO can be performed both in living cells and in fixed cells, in addition to having been successfully employed in multicellular models, such as C. elegans and Zebrafish. Bioimaging revealed that the derivative was able to cross the cell membrane and selectively mark lipid bodies, showing strong fluorescence intensity, higher than that observed with the commercial marker Bodipy®, and also specificity for lipids that are not marked by the commercial marker. Furthermore, the derivative was superior to the commercial marker in terms of cytotoxicity and solubility in aqueous media. Such results demonstrate and consolidate the BTD core as an excellent and promising alternative for cellular bioimaging applications.
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Lucio Paulo Lima Logrado
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ANÁLISE DE EXPLOSIVOS E RESÍDUOS PÓS-EXPLOSÃO: PERFIL QUÍMICO, INTERFERENTES E ESTABILIDADE POR CROMATOGRAFIA IÔNICA, CROMATOGRAFIA GASOSA COM DETECÇÃO POR ESPECTROMETRIA DE MASSAS E QUIMIOMETRIA
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Orientador : JEZ WILLIAN BATISTA BRAGA
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MEMBROS DA BANCA :
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DIEGO MENDES DE SOUZA
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INGRID TAVORA WEBER
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JEZ WILLIAN BATISTA BRAGA
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LEANDRO FERNADES MACHADO
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TARCISIO SILVA DE ALMEIDA
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Data: 14/11/2023
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A análise de explosivos e resíduos pós-explosão é de grande importância na química forense, pois pode ajudar a elucidar aspectos cruciais de certos crimes. Porém, muitas vezes envolve diversos desafios. Este trabalho visa contribuir para o aprimoramento da análise de resíduos pós-explosão a partir de dificuldades reais enfrentadas na rotina de análises do Instituto Nacional de Criminalística. Inicialmente, é apresentada uma contextualização na análise química de resíduos pós-explosão por meio de uma revisão de literatura e observações práticas da química forense. Casos reais de Laudos Periciais são utilizados para ilustrar cada situação, com destaque para as dificuldades mais significantes. Após essa contextualização, um estudo retrospectivo de casos de pós-explosão apresenta o primeiro perfil dos tipos de explosivos mais utilizados em ações criminosas no Brasil. Este estudo demonstra que misturas a base de cloratos e/ou percloratos, pólvora negra e emulsão explosiva são amplamente utilizados nessas atividades criminosas. Este levantamento serviu de suporte à conceptualização e ao desenho experimental desenvolvido neste trabalho e poderá também servir de apoio a estudos futuros nesta área. Posteriormente é apresentado um estudo visando a avaliação de uma das matrizes mais complicadas nesta área: cédulas. Essa matriz apresentou analitos de interesse em quantidades relevantes, tornando a interpretação visual dos resultados difícil ou mesmo inviável. Análises de PCA foram realizadas e os resultados foram promissores na discriminação entre amostras provenientes de uma cena de crime e cédulas de uso diário. Ainda com relação a possíveis fontes de interferência, o estudo seguinte avaliou materiais de laboratório na análise de resíduos pós-explosão, principalmente relacionados à emulsão explosiva/ANFO por GC/MS. Foi demonstrado que materiais como êmbolos de seringas, luvas e filmes plásticos possuem potencial de contaminação com consequências indesejáveis nos resultados e conclusões, como resultados inconclusivos ou falsos negativos/positivos. Finalmente, foi conduzido um estudo de avaliação da viabilidade de manter contraprovas de extratos aquosos e orgânicos de resíduos de misturas explosivas comuns. Os resultados indicam que é possível manter os extratos aquosos por pelo menos 24 meses (para todos os explosivos estudados) e por pelo menos 12 meses para o extrato orgânico (para emulsão explosiva) em baixas temperaturas (4,5 ºC ou menos).
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The analysis of explosives and post-explosion residues is of great importance in forensic chemistry as it can help elucidate crucial aspects of certain crimes. However, this field often presents several challenges. This work aims to contribute to the improvement of post-explosion residue analysis based on real difficulties encountered in routine analyses at the National Institute of Criminalistics. Initially, a contextualization of the chemical analysis of post-explosion residues is presented through a review of the literature and observations from forensic chemistry practice. Real cases from Forensic Reports are used to illustrate each situation, highlighting the most significant challenges faced. Following this contextualization, a retrospective study of post-explosion cases presents the first profile of the most commonly used types of explosives in criminal actions in Brazil. The study demonstrates that chlorates and/or perchlorates mixtures, black powder, and explosive emulsions are widely employed in these criminal activities. This survey supported the conceptualization and experimental design developed in this work and may also serve as valuable support for future studies in this area. Subsequently, a study is presented aiming to evaluate one of the most challenging matrices in this field: banknotes. This matrix has been found to contain significant background levels of target analytes, making visual interpretation of the results difficult or even unfeasible. PCA analyses were performed, and the results showed promise in discriminating samples obtained from a crime scene from banknotes in daily use. Still related to possible sources of interference, the next study evaluates sampling materials in the analysis of post-explosion residues, specifically focusing on the explosive emulsion/ANFO analyzed by GC/MS. It has been demonstrated that materials such as syringe plungers, gloves and plastics film have potential for contamination with undesirable consequences on the results and conclusions as inconclusive results or false negatives/positives. Finally, an evaluation study of the viability of keeping long-term storage samples of aqueous and organic extracts of commonly fuel-oxidizer explosive mixtures residues was carried out. The results indicate that it is possible to keep the aqueous extracts for at least 24 months (for all explosives studied) and the organic extract (specifically for emulsion explosive) for at least 12 months at low temperatures (4.5 ºC or lower).
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Aline Marcelino Arouca
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POLYCYCLIC AROMATIC HYDROCARBONS IN FIREFIGHTERS: ATTITUDES, DEPOSITION AND DECONTAMINATION OF PROXIMITY FIREFIGHTING PROTECTIVE CLOTHING
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Orientador : INGRID TAVORA WEBER
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MEMBROS DA BANCA :
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INGRID TAVORA WEBER
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ALEXANDRE FONSECA
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GEORGE CAJATY BARBOSA BRAGA
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MARCELLA AUXILIADORA DE MELO LUCENA
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PAULO ROBERTO RODRIGUES DE MATOS
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Data: 29/11/2023
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Tese escrita integralmente em inglês.
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The presence of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in firefighters' personal protective equipment is a concern. PAHs are compounds that have two or more condensed aromatic rings and are considered carcinogenic, mutagenic, and teratogenic. Several studies have shown that occupational exposure of these professionals to toxic compounds increases the risk of developing lung cancer, trachea, and leukemia, in addition to cardiovascular diseases. Some habits, such as adequate storage, washing method and washing frequency, can reduce this risk. With that in mind, we developed a form to assess attitudes and working practices of firefighters from Distrito Federal and Pernambucorelated to the presence of these pollutants in personal protective equipment. [iW1] The results show good awareness level from firefighters related to health attitudes, but, on the other hand, it was evidenced the lack of structure inside fire departments, making more difficult to adopt good habits that could reduce the exposure to carcinogenic compounds.
Besides that, we also evaluated the presence of PAHs deposited in firefighters' personal protective equipment during training exercise. To the best of our knowledge, this is the first study regarding the theme performed with Brazilian firefighters. Samples were collected after a firefighting training exercise and analysis were done with gas chromatography coupled to mass spectrometry. A set of 16 target compounds were searched and 8 were found in samples that were collected on the sleeve, chest, shoulder, and glove of firefighters’ suits. The highest concentration and variety of pollutants was found at an instructor, very probably due to the higher exposure frequency compared to those firefighters who carry out one-off combats.
Finally, we in we have evaluated some methods to decontaminating firefighters' fire-fighting suits. It is important to quote that it is mandatory that decontamination remove PAHs while maintaining the integrity of the suits. Photolysis with an ultraviolet and white lamp were evaluated, as well as the addition of an oxidizing agent (H2O2) to oxidize two probe PAHs. Regarding the fibers, damage was verified by scanning electron microscopy, optical microscopy and attenuated total reflection Fourier transform infrared spectroscopy. In addition, a tear resistance test (ASTM D2261) was performed on the outer layer fabric of the jacket, before and after treatment.
Best result was achieved using white lamp photolysis (WLP), when it was possible to remove more than 83% of the pyrene and 9-methylanthracene previously deposited on the fabric outer layer firefighting suit. The WLP was compared with the most used techniques (washing in a washing machine and brushing with soap and water) and showed better results. The experiment was also carried out on real samples, with the three layers of the fabric. Photolysis presented a superior result to the other techniques, removing 73% of PAHs, while washing and brushing promoted a reduction of 44% and 32%, respectively.
With this, it was possible to develop a simple and inexpensive method of decontamination based on an advanced oxidative process, photolysis, which is effective in the degradation of PAHs, in addition to maintaining the integrity of Kevlar® and Nomex® fibers.
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