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Dissertações |
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MARTA ANGELO DOS SANTOS
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Avaliação da atividade coagulante do extrato das sementes da Chia (Salvia Hispânica L.) no leite bovino
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Orientador : FRANCIS SOARES GOMES
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MEMBROS DA BANCA :
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CLAUDIO WILIAN VICTOR DOS SANTOS
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FRANCIS SOARES GOMES
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HUGO JUAREZ VIEIRA PEREIRA
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Data: 28/02/2023
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É possível observar o aumento na produção e consumo de queijos em todo o mundo, advindo do crescimento populacional. No entanto, devido a fatores como disponibilidade limitada da matéria bruta, o custo elevado do coalho, dieta vegetariana, alimentos geneticamente modificados e questões religiosas, houve a necessidade de pesquisas que identifique novas fontes de matérias destinadas à produção de queijo, em diversas regiões do planeta. Como alternativa inovadora, proteases de origem vegetal vem ganhando destaque no processo de coagulação de leite. A chia (Salvia hispanica L.) é uma planta herbácea que pertence à família Lamiaceae. Suas sementes são fontes naturais de ácidos graxos, ômega-3, fibras e proteínas, além de outros componentes importantes, como os antioxidantes. Nesse contexto, este trabalho objetivou a aquisição de enzimas proteolíticas, com a capacidade de promoverem a coagulação do leite bovino a partir de uma preparação proteica obtida das sementes da Salvia hispanica L. Para tanto foram preparados extratos das sementes de Salvia hispanica L. em tampão Tris-HCl, 50 mM pH 8,0. Posteriormente, foi avaliado efeito da concentração do extrato bruto na hidrólise do substrato azocaseína, A enzima apresentou temperatura ótima de 70 °C e pH ótimo de 4, e teve sua atividade melhorada na presença dos ions Ca2+, Mg2+ e K+ . O teste de inibição enzimática indicou a presença de cisteína e serina proteases. A amostra exibiu uma elevada atividade coagulante do leite 66,67 UAC/mL, e essa atividade foi mais eficiente a temperatura de 50ºC. Através do teste de coagulação do leite com o EB das sementes da Salvia hispanica L. foi possível a obtenção de um novo coagulante de leite.
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It`s possible to observe the increase in the production and consumption of cheese around the world, arising from population growth. However, due to factors such as limited availability of raw material, the high cost of rennet, vegetarian diet, genetically modified foods, and religious issues, there has been a need for research to identify new sources of materials for cheese production in various regions of the planet. As an innovative alternative, proteases of vegetable origin have been gaining prominence in the milk coagulation process. Chia (Salvia hispanica L.) is an herbaceous plant that belongs to the Lamiaceae family. Its seeds are natural sources of fatty acids, omega-3, fiber and protein, besides other important components, such as antioxidants. In this context, this work aimed the acquisition of proteolytic enzymes with the capacity of promoting the coagulation of bovine milk from a proteinic preparation obtained from the seeds of Salvia hispanica L. For this, extracts of Salvia hispanica L. seeds were prepared in a buffer of Tris-HCl, 50 mM pH 8.0. Subsequently, the effect of the concentration of the crude extract on the hydrolysis of the substrate azocasein was evaluated. The enzyme had an optimum temperature of 70 °C and an optimum pH of 4, and its activity was enhanced in the presence of ions Ca2+, Mg2+ and K+ . The enzyme inhibition test indicated the presence of cysteine and serine proteases. The sample exhibited a high milk coagulation activity 66,67 UAC/mL, and this activity was most efficient at a temperature of 50°C. Through the milk coagulation test with EB from the seeds of Salvia hispanica L., a new milk coagulant was obtained.
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DAYANE MELO SANTOS
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Filmes produzidos com nanocelulose e substâncias húmicas: perspectivas de aplicação para remediação ambiental
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Orientador : WANDER GUSTAVO BOTERO
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MEMBROS DA BANCA :
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JOSUE CARINHANHA CALDAS SANTOS
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RUSIENE MONTEIRO DE ALMEIDA
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WANDER GUSTAVO BOTERO
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Data: 28/02/2023
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O complexo estuarino lagunar Mundaú-Manguaba (CELMM) está passando por um acelerado processo de degradação ambiental devido à deterioração das ações humanas como: descarte de esgoto doméstico; coleta e disposição inadequada de resíduos sólidos; assoreamento; inundações; lançamento de efluentes industriais não tratados; exploração indiscriminada de recursos naturais; ocupação desordenada e urbanização não consolidada de áreas de risco e práticas agrícolas e pesqueiras inadequadas. Essas ações têm comprometido a saúde pública por doenças de veiculação hídrica e o turismo para os principais atrativos da região. A pesca tem consequências socioeconômicas, como a redução das oportunidades de emprego no CELMM e prejudica o desenvolvimento local sustentável e seu entorno. A celulose responde isoladamente por aproximadamente 40% de toda reserva de carbono disponível na biosfera. Está presente em todas as plantas, desde árvores altamente desenvolvidas até o mais primitivo dos organismos; seu conteúdo nestas espécies pode variar entre 20 e 99%. A nanocelulose representa um novo conjunto de nanomateriais, que apresenta uma ampla gama de aplicações tecnológicas nos mais variados contextos científicos. Características desejáveis como rigidez, baixo peso, hidrofilicidade, biocompatibilidade e propriedades ópticas favorecem a utilização desse material em aplicações inovadoras. Os filmes de nanocelulose (FN) foram preparados segundo a técnica de
casting, que consiste no preparo de uma solução filmogênica, utilizando água destilada como solvente. Nesse sentido, o presente trabalho tem como objetivo de estudo desenvolver, caracterizar e avaliar a aplicação de filmes produzidos a partir de nanocelulose e diferentes concentrações de substâncias húmicas na remediação de águas contaminadas com metais potencialmente tóxicos Cd (II) e Pb (II) presentes no complexo estuarino lagunar Mundaú - Manguaba, e propor estratégias para minimizar os impactos gerados no ambiente, com a utilização de materiais adsorventes ecologicamente corretos de baixo custo e ambientalmente favoráveis. Os resultados apresentados neste estudo mostram que a Nano + substâncias húmicas (SH) em diferentes teores (0,5; 1,0; 2,0 e 5,0 mg/g) provocam alterações no mecanismo de complexação dos metais misturados com matéria orgânica presente nas substâncias húmicas. Os íons Cd (II) e Pb (II) mostraram fortes interações com Nano + SH. Com base nessas observações, a Nano + SH (2,0 mg/g) teve a maior adsorção de cádmio e chumbo com tempo de contado de 1 hora atingindo uma capacidade de adsorção em 10 mg/g do FN em uma solução de cádmio de 10 mg L-1 e uma eficiência de remoção de cádmio de 92,31% (representa uma remoção de 0,769 mg L-1 de cádmio) e 97,02% (representa uma remoção de 0,298 mg L-1, essas condições foram definidas para realizar os experimentos do estudo das isotermas de adsorção.
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The Mundaú-Manguaba lagoon estuarine complex (CELMM) is undergoing an accelerated process of environmental degradation due to the deterioration of human actions such as: disposal of domestic sewage; improper collection and disposal of solid waste; silting up; floods; release of untreated industrial effluents; indiscriminate exploitation of natural resources; disorderly occupation and unconsolidated urbanization of risk areas and inadequate agricultural and fishing practices. These actions have compromised public health due to waterborne diseases and tourism to the region's main attractions. Fishing has socioeconomic consequences, such as reducing job opportunities in CELMM and harming sustainable local development and its surroundings. Cellulose alone accounts for approximately 40% of all carbon available in the biosphere. It is present in all plants, from highly developed trees to the most primitive of organisms; its content in these species can vary between 20 and 99%. Nanocellulose represents a new set of nanomaterials, which have a wide range of technological applications in the most varied scientific contexts. Characteristics desirable features such as rigidity, low weight, hydrophilicity, biocompatibility and optical properties favor the
use of this material in innovative applications. The nanocellulose (FN) films were prepared according to the casting technique, which consists of preparing a filmogenic solution using distilled water as a solvent. In this sense, the present work aims to study to develop, characterize and evaluate the application of films produced from nanocellulose and different concentrations of humic substances in the remediation of water contaminated with potentially toxic metals Cd (II) and Pb (II) present in the lagoon estuarine complex Mundaú - Manguaba, and to propose strategies to minimize the impacts generated in the environment, with the use of ecologically correct adsorbent materials of low cost and environmentally friendly. The results presented in this study show that Nano + humic substances (SH) at different levels (0.5; 1.0; 2.0 and 5.0 mg/g) cause changes in the complexation mechanism of metals mixed with organic matter present in humic substances. Cd(II) and Pb(II) ions showed strong interactions with Nano + SH. Based on these observations, Nano + SH (2.0 mg/g) had the highest adsorption of cadmium and lead with a counting time of 1 hour, reaching an adsorption capacity of 10 mg/g of FN in a cadmium solution of 10 mg L-1 and a cadmium removal efficiency of 92.31% (represents a removal of 0.769 mg L-1 of cadmium) and 97.02% (represents a removal of 0.298 mg L-1, these conditions were defined to carry out the experiments of the study of the adsorption isotherms.
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MARCONE GOMES DOS SANTOS ALCANTARA
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Desenvolvimento de kit colorimétrico e fluorimétrico para identificação fosfatase ácida em fluidos provindos de crimes sexuais
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Orientador : JOSUE CARINHANHA CALDAS SANTOS
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MEMBROS DA BANCA :
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DANIELA SANTOS ANUNCIACAO
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DIMAS JOSE DA PAZ LIMA
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JADRIANE DE ALMEIDA XAVIER
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JOSUE CARINHANHA CALDAS SANTOS
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MAREK HENRYQUE FERREIRA EKERT
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Data: 01/03/2023
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Nos últimos anos, os crimes sexuais contra a mulher vêm aumentando exponencialmente, com mais de 250 mil casos desde o ano de 2017. A busca por fluidos biológicos na cena do crime pode ser crucial na análise preliminar, no entanto, os métodos atualmente disponíveis demonstram-se pouco práticos e ultrapassados, o que consome tempo até a solução desses crimes. Afim de mudar essa realidade, este projeto visa o desenvolvimento de um kit colorimétrico e fluorescente para identificação de sêmen em fluidos biológicos, A partir de uma reação de fosforilação utilizando o agente clorofosfato de dietila seguida da desalquilação dos grupos etila utilizando o agente Iodo-TMSi, visa a síntese de sondas colorimétricas e fluorescentes derivadas dos corantes Resorufina e azo. O mecanismo de detecção será baseado na reação enzimática da fosfatase ácida com as sondas, resultando em uma mudança de cor e na emissão de fluorescência quando em contato com amostras biológicas forenses. A rota sintética utilizada foi efetiva para a síntese das sondas propostas, com rendimentos variáveis de 60% a 65%. A primeira sonda sintetizada, derivada do corante resorufina, demonstrou resultados promissores nos testes preliminares com a enzima fosfatase ácida, agindo de forma colorimétrica e emitindo fluorescência no comprimento de onda de 580 nm em pH 8, atuando através de um mecanismo off-on, a sonda 3 também foi capaz de identificar amostras reais de sêmen através de uma mudança colorimétrica. As inovações alcançadas neste projeto envolvem o desenvolvimento de um novo método para detecção de sêmen, a partir de um dispositivo portátil e de simples manuseio, permitindo a obtenção de resultados confiáveis, rápidos, seletivos e seguros, que servirão de prova adicional para a elucidação de crimes de cunho sexual contra mulheres, crianças e adolescentes.
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In recent years, sexual crimes against women have been increasing exponentially, with more than 250,000 cases since 2017. The search for biological fluids at the crime scene can be crucial in the preliminary analysis, however, the methods currently available demonstrate it if impractical and outdated, which consumes time until the solution of these crimes. In order to change this reality, this project aims to develop a colorimetric and fluorescent kit for identifying semen in biological fluids, based on a phosphorylation reaction using the agent diethyl chlorophosphate followed by the dealkylation of the ethyl groups using the agent Iodine-TMSi, aims at the synthesis of colorimetric and fluorescent probes derived from Resorufin and azo dyes. The detection mechanism will be based on the enzymatic reaction of acid phosphatase with the probes, resulting in a color change and fluorescence emission when in contact with forensic biological samples. The synthetic route used was effective for the synthesis of the proposed probes, with variable yields from 60% to 65%. The first synthesized probe, derived from the resorufin dye, showed promising results in preliminary tests with the acid phosphatase enzyme, acting in a colorimetric way and emitting fluorescence at a wavelength of 580 nm at pH 8, acting through an off-on mechanism, the probe 3 was also able to identify real semen samples through a colorimetric change. The innovations achieved in this project involve the development of a new method for detecting semen, using a portable and simple-to-use device, allowing reliable, fast, selective and safe results to be obtained, which will serve as additional evidence for the elucidation of crimes of a sexual nature against women, children and adolescents.
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ALICE DE BARROS FERRO
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Tratamento do efluente contendo hexametilfosforamida oriundo do processo de produção de feromônios
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Orientador : CARMEM LUCIA DE PAIVA E SILVA ZANTA
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MEMBROS DA BANCA :
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CARMEM LUCIA DE PAIVA E SILVA ZANTA
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JOSE LEANDRO DA SILVA DUARTE
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JULIO COSME SANTOS DA SILVA
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LEONARDO MENDONCA TENORIO DE MAGALHAES OLIVEIRA
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VANDERSON BARBOSA BERNARDO
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Data: 09/03/2023
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Com o aumento populacional, cresceu a necessidade da produção de alimentos de forma mais eficiente por hectare plantado. Para tal, houve o desenvolvimento de diversos defensivos agrícolas, com o intuito de prevenir e combater pragas que prejudicam a produção dos cultivos. Mas o uso destes produtos de forma indiscriminada ocasionou danos ao meio ambiente, seja por contaminação do solo e lençóis freáticos, como danos à saúde do homem, tanto o trabalhador agrícola, quanto o que consome o alimento contaminado. Na intenção de obter uma produção agrícola sustentável, surgiram várias pesquisas objetivando a redução da aplicação de agrotóxicos. Uma dessas linhas de pesquisa foi o isolamento e utilização dos feromônios das pragas, visando controlar as pragas reduzir a aplicação de substâncias tóxicas nas plantações. Após identificação destes feromônios, é necessário desenvolver um método de síntese para a produção em larga escala. Infelizmente, muitos destes processos utilizam como matérias primas, substâncias altamente toxicas, como por exemplo o hexametilfosforamida (HMPA), que muitas vezes são persistentes e são encontrados no efluente final do processo de produção. Dentro deste contexto, este trabalho visou avaliar a eficiência dos tratamentos, químico com hipoclorito de um efluente contendo HMPA e eletroquímico tanto na degradação de um efluente sintético quanto de um efluente real contendo HMPA. O processo químico mostrou ser pouco eficiente no tratamento do efluente, tendo sido observada grande quantidade do poluente sem reagir e a formação de alguns produtos mesmo após 96 horas de reação com o hipoclorito concentrado. Já no processo eletroquímico do efluente sintético de HMPA com NaCl como eletrólito, obteve-se a degradação total do poluente e a formação de alguns produtos, após apenas 2h de reação. Para o efluente real, após 2 horas de reação eletroquímica ainda se observou a presença do poluente inicial, já após 6 horas de reação obteve-se a redução de aproximadamente 90% do poluente. Os resultados indicam que o processo eletroquímico é uma tecnologia promissora para a degradação do efluente, oriundo do processo de síntese de feromônios contendo HPMA, necessitando apenas otimizar as condições experimentais, como tempo de reação.
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With the population increase, the need to produce food more efficiently per hectare planted grew. To this end, several agricultural pesticides were developed, with the aim of preventing and combating pests that harm crop production. But the indiscriminate use of these products has caused damage to the environment, either by contaminating the soil and groundwater, or by damaging human health, both the agricultural worker and the person who consumes the contaminated food. With the intention of obtaining a sustainable agricultural production, several researches appeared aiming at the reduction of the application of pesticides. One of these lines of research was the isolation and use of pest pheromones, aiming to control pests and reduce the application of toxic substances in plantations. After identifying these pheromones, it is necessary to develop a synthesis method for large-scale production. Unfortunately, many of these processes use highly toxic substances as raw materials, such as hexamethylphosphoramide (HMPA), which are often persistent and are found in the final effluent of the production process. Within this context, this work aimed to evaluate the efficiency of treatments, chemical with hypochlorite of an effluent containing HMPA and electrochemical both in the degradation of a synthetic effluent and a real effluent containing HMPA. The chemical process proved to be inefficient in treating the effluent, with a large amount of unreacted pollutant having been observed and the formation of some products even after 96 hours of reaction with concentrated hypochlorite. In the electrochemical process of the synthetic HMPA effluent with NaCl as electrolyte, the total degradation of the pollutant and the formation of some products was obtained after only 2 hours of reaction. For the real effluent, after 2 hours of electrochemical reaction, the presence of the initial pollutant was still observed, and after 6 hours of reaction, a reduction of approximately 90% of the pollutant was obtained. The results indicate that the electrochemical process is a promising technology for the degradation of the effluent, coming from the synthesis process of pheromones containing HPMA, only needing to optimize the experimental conditions, such as reaction time.
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MESSIAS DE OLIVEIRA SILVA
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Avaliação do potencial antiglicante, antioxidante e fotoprotetor de extratos etanólicos de diferentes partes do jenipapo (Genipa americana L.)
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Orientador : JADRIANE DE ALMEIDA XAVIER
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MEMBROS DA BANCA :
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JADRIANE DE ALMEIDA XAVIER
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FRANCIS SOARES GOMES
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JOSUE CARINHANHA CALDAS SANTOS
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MARILIA OLIVEIRA FONSECA GOULART
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IARA BARROS VALENTIM
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Data: 20/03/2023
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Um crescente corpo de evidências tem revelado o papel patogênico das espécies reativas e da glicação não enzimática de biomoléculas no desenvolvimento e progressão de várias doenças, incluindo diabetes, insuficiência renal crônica, doenças neurodegenerativas e cardiovasculares. A exposição crônica ao sol, aliada à falta de proteção solar, leva a formação de espécies reativas e representa um dos maiores riscos para o envelhecimento precoce da pele e até o desenvolvimento de câncer. O presente trabalho visou avaliar o potencial antiglicante, antioxidante e fotoprotetor de extratos etanólicos de diferentes partes do jenipapo. O potencial antioxidante foi avaliado pelos ensaios do DPPH• , FRAP, O2 •˗ e HOCl, o potencial Antiglicante foi avaliado nos sistemas BSA/glicose+frutose e Hemoglobina/glicose+frutose, avaliou-se também alterações na banda de Soret e fibrilação da hemoglobina, o potencial fotoprotetor foi avaliado pelo método de Mansur. Os resultados apresentaram atividade antioxidante nos métodos empregados para os extratos, o extrato da polpa apresentou baixa proteção à alterações na banda de Soret e formação de fibrilas amilóides da hemoglobina submetida à glicação, para o sistema utilizando BSA todos os extratos apresentaram fluorescência na região de formação de AGEs impossibilitando a determinação do IC50, para a análise da viabilidade celular o extrato não reduziu a viabilidade celular e apresentou efeito fotoprotetor com FPS > 6 tanto para os extratos, quanto para as formulações contendo apenas os extratos e as formulações incorporadas com benzofenona-3.
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A growing body of evidence has revealed the pathogenic role of reactive species and non-glycation enzymatic action of biomolecules in the development and progression of various diseases, including diabetes, chronic kidney disease, neurodegenerative and cardiovascular diseases. Chronic exposure to the sun, combined with a lack of sun protection, leads to the formation of reactive species and represents one of the greatest risks for aging premature aging of the skin and even the development of cancer. The present work aimed to evaluate the antiglicante potential, antioxidant and photoprotective properties of ethanolic extracts from different parts of genipap. The antioxidant potential was evaluated by DPPH tests• , FRAP, O2 •˗ and HOCl, the Antiglycant potential was evaluated in the systems BSA/glucose+fructose and Hemoglobin/glucose+fructose, alterations in the Soret band and fibrillation were also evaluated of hemoglobin, the photoprotective potential was evaluated by the Mansur method. The results showed activity antioxidant in the methods used for the extracts, the pulp extract showed low protection against changes in Soret's band and formation of amyloid fibrils from hemoglobin subjected to glycation, for the system using BSA all extracts showed fluorescence in the region of AGE formation making it impossible to determine IC50, for the analysis of cell viability, the extract did not reduce cell viability and showed an effect sunscreen with SPF > 6 both for extracts and for formulations containing only extracts and formulations incorporated with benzophenone-3.
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ISIS LINS DE CARVALHO PERALTA
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Produção de embalagem para camarões a base de biocompósitos (xantana de X. campestris/alginato de sódio/montmorilonita) e extrato aquoso de orégano (Origanum vulgare L.)
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Orientador : ANA MARIA QUEIJEIRO LOPEZ
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MEMBROS DA BANCA :
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ADRIANA SANTOS RIBEIRO
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AMANDA LYS DOS SANTOS SILVA
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ANA MARIA QUEIJEIRO LOPEZ
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JOHNNATAN DUARTE DE FREITAS
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Data: 24/03/2023
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Os sistemas de “embalagem ativa” para alimentos baseiam-se na incorporação de componentes com propriedades que auxiliem no processo de controle das variações indesejáveis, como antioxidantes, antimicrobianos etc., além de agregar valor ambiental (biodegradabilidade, utilização de matérias-primas residuais, baixa toxicidade). Este trabalho visou elaborar biocompósitos com xantana de Xanthomonas campestris, alginato de sódio e montmorilonita (MML) na forma de filmes ativos incorporados com extrato aquoso de folhas desidratadas de Orégano (EAO), para embalar filés de camarão. Após testar várias formulações com soluções de goma xantana, alginato de sódio e MML, a melhor combinação foi incorporada com diferentes alíquotas de EAO (mg/mL): 0,083; 0,0207; 0,0249; 0,0332; 0,0415; 0,622; 0,083; 0,012 e 0,016. A capacidade antioxidante, o conteúdo de fenólicos totais e a atividade antimicrobiana foram testados no EAO e nos diferentes biofilmes. Também foram efetuadas análises de coloração, espessura e das propriedades mecânicas desses filmes [elasticidade (E), tensão máxima (𝜎_𝑀𝐴𝑋), tesão de ruptura (ơ_RU) e deformação (D_MA)], além de sua caracterização molecular por espectrofotometria no infravermelho (FTIR). O EAO e os biofilmes incorporados com diferentes alíquotas dele apresentaram capacidade antioxidante frente ao radical DPPH (respectivamente de 62% e cerca de 45-85,5%), além de conteúdo fenólico justificando tal ação, porém, não se mostraram antimicrobianos a P. aeuruginosa, E. coli e S. aureus. A análise da cor (L*) revelou tendência a cores claras, tendo o biofilme controle (alginato de sódio/xantana) tonalidades amareladas. Os valores de absorbância em FTIR foram (cm-1 ): 3422-3340, 2972,1602, 1600 ,1413, 1029, 950 e 81, confirmando os grupamentos químicos característicos dos polímeros utilizados e as interações químicas dos componentes. A espessura média dos filmes foi de 0,1 mm, sendo a tensão da ruptura (𝜎_𝑅𝑈) alterada conforme a concentração de EAO incorporada. Resultados preliminares indicam que os biocompósitos desenvolvidos neste trabalho possuem comportamentos e funções que lhe permitirão utilização como embalagem ativa de alimentos.
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("Active packaging" systems for food are based on the incorporation of components with properties that help in the process of controlling undesirable variations, such as antioxidants, antimicrobials, etc., in addition to adding environmental value (biodegradability, use of raw materials, residual raw materials, low toxicity). This work aimed to elaborate biocomposites with Xanthomonas campestris xanthan, sodium alginate and montmorillonite (MML) in the form of active films incorporated with aqueous extract of dehydrated oregano leaves (EAO), to package shrimp fillets. After testing various formulations with solutions of xanthan gum, sodium alginate and MML, the best combination was incorporated with different aliquots of EAO (mg/mL): 0.083; 0.0207; 0.0249; 0.0332; 0.0415; 0.622; 0.083; 0.012 and 0.016. The antioxidant capacity, the total phenolic content and the antimicrobial activity were tested in the EAO and in the different biofilms. Analyzes of color, thickness and mechanical properties of these films were also performed [elasticity (E), maximum stress (𝜎_𝑀𝐴𝑋), rupture stress (𝜎_𝑅𝑈) and deformation (D_MA)], in addition to their molecular characterization by infrared spectrophotometry (FTIR). The EAO and the biofilms incorporated with different aliquots of it showed antioxidant capacity against the DPPH radical (respectively 62% and about 45-85.5%), in addition to phenolic content justifying such action, however, they were not antimicrobial to P. aeuruginosa, E. coli and S. aureus. Color analysis (L*) revealed a tendency towards light colors, with the control biofilm (sodium alginate/xanthan) having yellowish tones. The FTIR absorbance values were (cm-1 ): 3422-3340, 2972, 1602, 1600, 1413, 1029, 950 and 81, confirming the chemical groups characteristic of the polymers used and the chemical interactions of the components. The average thickness of the films was 0.1 mm, and the tensile strength (𝜎_𝑅𝑈) changed according to the concentration of EAO incorporated. Preliminary results indicate that the biocomposites developed in this work have behaviors and functions that will allow them to be used as active food packaging.)
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ANDREZA HELOIZA DA SILVA GONÇALVES
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TRATAMENTO DE ÁGUA PRODUZIDA DE PETRÓLEO POR FUNGOS FILAMENTOSOS E MICROALGA
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Orientador : JOSEALDO TONHOLO
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MEMBROS DA BANCA :
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JOSEALDO TONHOLO
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DIMAS JOSE DA PAZ LIMA
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CARLOS EDUARDO DE FARIAS SILVA
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RENATA MARIA ROSAS GARCIA ALMEIDA
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Data: 31/03/2023
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O principal efluente gerado pela exploração de petróleo é a água produzida, que possui alta quantidade de óleo e graxas, demanda química de oxigênio (DQO) e outros compostos como surfactantes, nitrogenados, fosfatos e etc. Com isso, o trabalho se propõe a verifica, a potencialidade de tratamento da água produzida de petróleo, utilizando o tratamento combinando de fungos e microalgas. Nessa simbiose, o fungo consome o carboidrato fotossintético fornecido pela alga como açúcares e outros nutrientes/fatores de crescimento, além dos hidrocarbonetos presentes no efluente, e em retorno, o fungo fornece proteção para à alga, retendo água e servindo como uma maior área de captura de nutrientes minerais, principalmente componentes nitrogenados e fósforo presentes no efluente. Diante do que foi exposto, o objetivo do estudo é avaliar os efeitos das concentrações do contaminante (óleo) entre 100-2000 mg/L e da salinidade 5-50 g/L, utilizando efluente sintético e real, associado a microalga Tetradesmus obliquus e os fungos filamentosos Aspergillus niger, Penicillium oxalicum e Cunninghamella echinulata. Através dos experimentos executados, foi possível verificar a remoção 98% teor de óleos e graxas (TOG), utilizando o fungo Cunninghamella echinulata (com ou sem microalga) e uma produção de biomassa em torno de 250 e 550 mg L-1 quando realizado sem e com o co-cultivo, respectivamente. Mostrou-se a necessidade do controle de pH, quando o fungo for cultivado em combinação com a microalga. Além do fungo Cunninghamella apresenta alta tolerância a salinidade, entre 5-50g/L.
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The main effluent generated by oil exploration is produced water, which has a high amount of oil and grease, chemical oxygen demand (COD) and other compounds such as surfactants, nitrogenous compounds, phosphates, etc. With this, the work proposes to verify, the potentiality of treatment of the oil produced water, using the combined treatment of fungi and microalgae. In this symbiosis, the fungus consumes the photosynthetic carbohydrate provided by the alga as sugars and other nutrients/growth factors, in addition to the hydrocarbons present in the effluent, and in return, the fungus provides protection for the alga, retaining water and serving as a larger area of capture of mineral nutrients, mainly nitrogenous components and phosphorus present in the effluent. In view of the above, the objective of the study is to evaluate the effects of concentrations of the contaminant (oil) between 100-2000 mg/L and salinity 5- 50 g/L, using synthetic and real effluent, associated with the microalgae Tetradesmus obliquus and the filamentous fungi Aspergillus niger, Penicillium oxalicum and Cunninghamella echinulata. Through the experiments carried out, it was possible to verify the removal of 98% oil and grease content (TOG), using the fungus Cunninghamella echinulata (with or without microalgae) and a biomass production of around 250 and 550 mg L-1 when performed without and with co- cultivation, respectively. The need for pH control was shown when the fungus is cultivated in combination with the microalgae. In addition to the Cunninghamella fungus, it has a high salinity tolerance, between 5-50g/L.
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JÉSSICA ALVES NUNES
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Planejamento Racional de Novas Cumarinas como Potenciais Inibidores de Cisteíno Proteases do Trypanosoma cruzi e Trypanosoma brucei.
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Orientador : EDEILDO FERREIRA DA SILVA JUNIOR
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MEMBROS DA BANCA :
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EDEILDO FERREIRA DA SILVA JUNIOR
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JOSUE CARINHANHA CALDAS SANTOS
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SILVIA HELENA CARDOSO
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TICIANO GOMES DO NASCIMENTO
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Data: 20/06/2023
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As doenças negligenciadas são responsáveis por causar morbidade e mortalidade em todo o mundo, sendo prevalentes em países tropicais e subtropicais. Dentre essas enfermidades, a doença de Chagas, causada pelo Trypanosoma cruzi, e a tripanossomíase humana africana, causada por T. brucei gambiense ou T. brucei rhodesiense, configuram problemas de saúde pública, principalmente em países da América Latina e da África Subsaariana, respectivamente. As terapias farmacológicas atualmente empregadas no tratamento de tais doenças apresentam problemas de eficácia, toxicidade e/ou resistência. Nesse contexto, torna-se necessário investir na descoberta de fármacos mais eficazes contra essas doenças. A cruzaína (CRZ) do T. cruzi e uma enzima tipo catepsina L (TbrCATL) do T. brucei são cisteíno proteases consideradas como alvos promissores para o desenvolvimento de novos compostos com atividade tripanocida, uma vez que desempenham funções vitais nestes parasitos. Análogos cumarínicos têm sido reportados como agentes tripanocidas promissores. Diante disso, este estudo tem como objetivo desenvolver cumarinas racionalmente planejadas visando a inibição dessas cisteíno proteases dos protozoários T. cruzi e T. brucei. Assim, com o intuito de descobrir potenciais inibidores de tais alvos, foi aplicada inicialmente a técnica de vFBDD, que possibilitou na obtenção de um derivado cumarina- tiossemicarbazona (FN-27), como a molécula mais ativa frente tais proteases, CRZ (IC50: 14,4 μM ± 0,02) e TbrCATL (IC50: 2,0 μM ± 0,6), além de exibir atividade efetiva contra células infectadas por amastigotas de T. cruzi (EC50: 11,7μM). Paralelamente, obteve-se ainda um análogo cumarina-chalcona (FN-10) com atividade promissora contra tripomastigotas de T. brucei (EC50: 4,8 μM ± 0,15), porém não demonstrou atividade contra CRZ ou TbrCATL. Adicionalmente, de estudos de docking molecular, em que se considerou a FN-27 como sendo um controle positivo, uma série de novas cumarinas foi planejada com modificações estruturais e posterior avaliação biológica. Por fim, espera-se, ao final deste trabalho, produzir moléculas potencialmente ativas contra os parasitos T. cruzi e T. brucei, mediante inibição enzimática, bem como auxiliar no desenvolvimento de futuros protótipos de fármaco
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Neglected diseases are responsible for causing morbidity and mortality worldwide, being prevalent in tropical and subtropical countries. Among these diseases, Chagas disease, caused by Trypanosoma cruzi, and Human African Trypanosomiasis, caused by T. brucei gambiense or T. brucei rhodesiense, constitute public health problems, mainly in countries in Latin America and sub-Saharan Africa, respectively. Pharmacological therapies currently employed in the treatment of such diseases have problems of efficacy, toxicity, and/or resistance. In this context, it is necessary to invest in the discovery of more effective drugs against these diseases. Cruzain (CRZ) from T. cruzi and a cathepsin L- like enzyme (TbrCATL) from T. brucei are cysteine proteases considered promising targets for the development of new compounds with trypanocidal activity, since they play vital roles in these parasites. Coumarin analogs have been reported as promising trypanocidal agents. Therefore, this study aims to develop rationally designed coumarins aimed at inhibiting these cysteine proteases from the T. cruzi and T. brucei protozoa. Thus, to discover potential inhibitors of such targets, the vFBDD technique was initially applied, which made it possible to obtain a coumarin- thiosemicarbazone derivative (FN-27), as the most active molecule against such proteases, CRZ (IC50: 14.4 μM ± 0.02) and TbrCATL (IC50: 2.0 μM ± 0.6), in addition to exhibiting effective activity against cells infected by T. cruzi amastigotes (EC50: 11.7 μM). At the same time, a coumarin-chalcone analog (FN-10) with promising activity against T. brucei trypomastigotes (EC50: 4.8 μM ± 0.15) was also obtained, but it did not demonstrate activity against CRZ or TbrCATL. Additionally, from molecular docking studies, in which FN-27 was considered as a positive control, a series of new coumarins was planned, structural modifications, and subsequent biological evaluation. Finally, it is expected, at the end of this work, to produce potentially active molecules against the T. cruzi and T. brucei parasites, through enzymatic inhibition, as well as to help in the development of future drug prototypes
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ADRIELLE FIRMINO DA SILVA
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PLANEJAMENTO E SÍNTESE DE CINAMAMIDAS PARA AVALIAÇÃO DA ATIVIDADE LARVICIDA FRENTE AO VETOR Aedes aegypti
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Orientador : DIMAS JOSE DA PAZ LIMA
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MEMBROS DA BANCA :
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ANA MARIA QUEIJEIRO LOPEZ
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CENIRA MONTEIRO DE CARVALHO
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DIMAS JOSE DA PAZ LIMA
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JADRIANE DE ALMEIDA XAVIER
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Verônica Diniz da Silva
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Data: 20/06/2023
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Aedes aegypti é um vetor que tem causado grande preocupação na sociedade nos últimos anos, devido à disseminação de epidemias por arbovírus ocasionada por ele. Atualmente, seu controle populacional vem ocorrendo por meio da aplicação de inseticidas, os quais, entretanto, não vêm apresentando eficácia devido à resistência generalizada entre as populações desse vetor. Diante disso, o presente estudo teve como objetivo o planejamento in silico e síntese de cinamamidas. Para essa abordagem foi utilizado o método target fishing, seguido de uma triagem virtual, posteriormente os compostos foram sintetizados via reação de Steglich e devidamente caracterizados usando as técnicas de RMN 1H, DEPTQ e FTIR. Em relação ao estudo in silico os resultados foram validados e demostraram que essa quimioteca pode ser uma boa candidata à larvicida, por apresentar uma estrutura que está dentro das normas previstas para um inseticida seletivo e ambientalmente seguro. Além disso, apresentaram afinidade pronunciada frente à quitinase (O17411), 3-hidroxiquinurenina transaminase (6MFB) e acetilcolinesterase (Q6A2E2) presentes na larva do vetor. No que se refere à síntese, as moléculas sintetizadas apresentaram rendimentos entre 47-72%. No que tange a atividade larvicida dois compostos da quimioteca mostraram-se ativos sendo eles (AF09) e (AF15), três compostos parcialmente ativos (AF07, AF17 e AF18), um composto fracamente ativo (AF08), e cinco compostos inativos. Em estudo de relação estrutura-atividade verificou-se que as propriedades farmacocinéticas em destaque, o número de ligações rotativas e o coeficiente de partição foram cruciais para a atividade larvicida. Morfologicamente as larvas expostas ao composto mas ativo, AF09, apresentaram redução de massa, deformidade no intestino médio, e também deformações na região do sifão e papilas anais. O que supõe que os alvos biológicos que possam estar envolvidos sejam enzimas digestivas. Contudo, estudos de inibição enzimática são imprescindíveis para elucidação do mecanismo de ação. Ademais, estudo quantitativo precisa ser realizado para determinar a CL50 dos compostos ativos, seguido de teste de ecotoxicidade para avaliar o grau de toxicidade.
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Aedes aegypti is a vector that has caused great concern in society in recent years, due to the spread of arbovirus epidemics caused by it. Currently, its population control has been occurring through the application of insecticides, which, however, have not been effective due to generalized resistance among populations of this vector. Therefore, the present study aimed at the in silico design and synthesis of cinnamamides. For this approach, the target fishing method was used, followed by a virtual screening, later the compounds were synthesized via the Steglich reaction and properly characterized using the 1H NMR, DEPTQ, and FTIR techniques. Regarding the in silico study, the results were validated and demonstrated that this chemotherapeutic can be a good candidate for larvicide, as it presents a structure that is within the norms foreseen for a selective and environmentally safe insecticide. In addition, they showed a pronounced affinity for chitinase (O17411), 3-hydroxykynurenine transaminase (6MFB), and acetylcholinesterase (Q6A2E2) present in the vector larvae. Concerning the synthesis, the synthesized molecules presented yields between 47-72%. Regarding larvicidal activity, two compounds from the chemotheque were active, namely (AF09) and (AF15), three partially active compounds (AF07, AF17, and AF18), a weakly active compound (AF08), and five inactive compounds. In a structure-activity relationship study, it was found that the highlighted pharmacokinetic properties, the number of rotating bonds, and the partition coefficient were crucial for larvicidal activity. Morphologically, the larvae exposed to the most active compound, AF09, showed a mass reduction, midgut deformity, and also deformations in the siphon region and anal papillae. Which assumes that the biological targets that may be involved are digestive enzymes. However, enzymatic inhibition studies are essential to elucidate the mechanism of action. Furthermore, a quantitative study needs to be carried out to determine the LC50 of the active compounds, followed by an ecotoxicity test to assess the degree of toxicity
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IGOR MATHEUS DE AMORIM SILVA
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Estudo das propriedades estruturais, superficiais e fotocatalíticas de SnO2, CuO e hetejunções SnO2/CuO
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Orientador : SIMONI MARGARETI PLENTZ MENEGHETTI
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MEMBROS DA BANCA :
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MARIO ROBERTO MENEGHETTI
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SIMONI MARGARETI PLENTZ MENEGHETTI
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THATIANE VERISSIMO DOS SANTOS MARTINS
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WANDER GUSTAVO BOTERO
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Data: 22/06/2023
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Nos últimos anos tem crescido o interesse científico na síntese de heterojunções do tipo p-n para aplicações fotocatalíticas e um bom candidato a fotocatalisador é o SnO2 por ser estável, atóxico e economicamente viável. No entanto, o óxido de estanho quando usado de forma individual em reações fotocatalíticas pode apresentar recombinações internas e essas recombinações não são favoráveis pois impedem o prosseguimento das reações. O SnO2 quando combinado com óxidos de menor energia de bandgap tendem a formar heterojunções semicondutoras, as quais possuem a habilidade de estreitar o bandgap do óxido de estanho e possivelmente diminuir as taxas de recombinações internas, culminando numa melhora no desempenho reacional. A literatura tem relatado a preparação de heterojunções SnO2/CuO que possuem potencial de ativação energética pela luz visível. O objetivo deste trabalho foi inserir de íons Cu2+ na estrutura do SnO2, criando heterojunções pn e monitorar as propriedades cristalinas, eletrônicas, superficiais e fotocatalíticas dos materiais. Os óxidos SnO2 e CuO puros foram obtidos por pelo metodo se precipitação, as heterojunções foram obtidas pelo método de coprecipitação com 5, 15 e 25% de Cu2+ e caracterizadas por diversas técnicas a fim de conhecer suas características físico-químicas. O DRX revelou que à inserção de cobre a estrutura do SnO2 altera a cristalinidade da amostra, pois ao aumentar o teor de cátions Cu2+ em 5, 15 e 25% é detectado a diminuição do tamanho de cristalito de 9,23, 7,45 e 7,13, respectivamente. O aumento dos defeitos estruturais causa a diminuição de cristalinidade dos materiais, essa dmiminuição está correlacionada com o aumento da área superficial determinadas pela análise de fisissorção de N2 pelo método B.E.T. Depreendeu-se através da espetroscopia de refletância difusa que a inserção de Cu2+ ao SnO2 cria níveis adicionais de energia no bandgap das heterojunções, pois notou-se o surgimento de uma nova banda de absorção situada em 750 nm, acompanhada de um deslocamento para região vermelha do espectro, os valores estimados de bandgap apresentaram diminuição com o aumento do teor de cobre chegando a 2,3; 2,0 e 1,5 eV para as heterojunções SnO2/CuO 5%, SnO2/CuO 15%, SnO2/CuO 25%, respectivamente. Os fotocatalisadores sintetizados neste trabalho foram aplicados na fotodegradação de azul de metileno (corante catiônico), e eosina Y (corante aniônico). Os resultados reacionais obtidos revelam que a cristalinidade é um fator determinante na atividade fotocatalítica deste sistema, pois os mais materiais com maior grau de cristalinidade, SnO2 e SnO2/CuO 5%, obtiveram maior eficiência reacional frente a fotodegradação de azul de metileno, 55 e 53%, quando comparados a 37, 37, 17% dos materiais SnO2/CuO 15%, SnO2/CuO 25% e CuO, respectivamente. Os materiais SnO2 e SnO2/CuO 5% também apresentaram maior eficiencia reacional na fotodegradação de eosina Y, 77 e 69%, comparados a 51, 38 e 30% dos materiais SnO2/CuO 15%, SnO2/CuO 25% e CuO, respectivamente. Contudo, os resultados deste trabalho mostram que investigar as propriedades fotocatalíticas de SnO2, CuO e heterojunções p-n SnO2/CuO podem influenciar positivamente na projeção de materiais eficientes para a fotocatálise heterogênea induzida pela luz visível.
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In recent years, scientific interest has grown in the synthesis of p-n heterojunctions for photocatalytic applications and a good candidate for photocatalyst is SnO2 because it is stable, non-toxic and economically viable. However, tin oxide when used individually in reactions photocatalytic plants may present internal recombinations and these recombinations are not favorable because they prevent the reaction from proceeding. SnO2 when combined with oxides of lower bandgap energy tend to form semiconductor heterojunctions, which have the ability to narrow the tin oxide bandgap and possibly decrease recombination rates internal processes, culminating in an improvement in reaction performance. The literature has reported the preparation of SnO2/CuO heterojunctions that have potential for energetic activation by visible light. The objective of this work was to insert Cu2+ ions into the SnO2 structure, creating p-n heterojunctions and to monitor the crystalline, electronic, surface and photocatalytic properties of the materials. The pure SnO2 and CuO oxides were obtained by the precipitation method, the heterojunctions were obtained by the coprecipitation method with 5, 15 and 25% of Cu2+ and characterized by several techniques in order to know their physicochemical characteristics. XRD revealed that the insertion of copper changes the structure of SnO2 to the crystallinity of the sample, since when increasing the content of Cu2+ cations by 5, 15 and 25%, a decrease in the crystallite size of 9.23, 7.45 and 7.13, respectively. The increase in structural defects causes a decrease in the crystallinity of the materials, this decrease is correlated with the increase in the surface area determined by the N2 physisorption analysis by the B.E.T method. It was inferred through diffuse reflectance spectroscopy that the insertion of Cu2+ to SnO2 creates additional levels of energy in the bandgap of heterojunctions, as it was noted the emergence of a new absorption band located at 750 nm, accompanied by a shift to the red region of the spectrum, the estimated bandgap values decreased with increasing copper content, reaching 2.3; 2.0 and 1.5 eV for the heterojunctions SnO2/CuO 5%, SnO2/CuO 15%, SnO2/CuO 25%, respectively. The photocatalysts synthesized in this work were applied in the photodegradation of methylene blue (cationic dye) and eosin Y (anionic dye). The reaction results obtained reveal that crystallinity is a determining factor in the photocatalytic activity of this system, as the materials with the highest degree of crystallinity, SnO2 and SnO2/CuO 5%, obtained greater reaction efficiency against the photodegradation of methylene blue, 55 and 53%, when compared to 37, 37, 17% of the SnO2/CuO 15%, SnO2/CuO 25% and CuO materials, respectively. The SnO2 and SnO2/CuO 5% materials also showed greater reaction efficiency in the photodegradation of eosin Y, 77 and 69%, compared to 51, 38 and 30% of the SnO2/CuO 15%, SnO2/CuO 25% and CuO materials, respectively. However, the results of this work show that investigating the photocatalytic properties of SnO2, CuO and p-n SnO2/CuO heterojunctions can positively influence the design of efficient materials for heterogeneous photocatalysis induced by visible light
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MARCOS VINICIUS DOS SANTOS SALES
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Efeitos da exposição ao mercúrio e derivados sob a bioenergética mitocondrial e estresse oxidativo na hipertensão
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Orientador : ANA CATARINA REZENDE LEITE
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MEMBROS DA BANCA :
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ALICE VALENÇA ARAÚJO
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ANA CATARINA REZENDE LEITE
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JOSUE CARINHANHA CALDAS SANTOS
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MARILIA OLIVEIRA FONSECA GOULART
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Data: 19/07/2023
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A hipertensão é uma doença sistêmica que afeta grande parte da população mundial e seu desenvolvimento não tem um único fator que sirva de “causa”. Fatores ambientais como exposição a espécies de mercúrio podem ser um dos motivos que desencadeiam essa condição. Neste contexto, a mitocôndria tem função central no desenvolvimento da hipertensão devido ao estresse oxidativo que é gerado principalmente por tal organela e isso pode ser potencializado na presença do mercúrio. O Timerosal (TM) é um derivado do mercúrio presente em vacinas e formulações dermatológicas como conservante, que em meio aquoso libera o etilmercúrio. Assim, avaliamos o efeito do TM nos parâmetros bioenergéticos mitocondriais em ratos espontaneamente hipertensos (SHR) em dois órgãos, fígado e cérebro. Os animais foram distribuídos em dois grupos; ambos foram tratados por 24 h com TM (0,5 mg kg-1) ou solução salina (controle) na água. A cadeia transportadora de elétrons (CTE) das mitocôndrias isoladas do fígado e do cérebro foram avaliadas usando um eletrodo de oxigênio. A integridade mitocondrial do fígado e cérebro foram analisadas por inchamento e potencial de membrana. O estresse oxidativo e nitrosativo mitocondrial foram analisados utilizando DCF (EROs inespecífico), Amplex-red (H2O2) e DAF-FM (•NO). Por fim, foram quantificados também marcadores de estresse oxidativo como atividade de enzimas antioxidantes (SOD e CAT), conteúdo de grupos sulfidrilas (SH), malondialdeído (MDA) e razão GSH/GSSG. O projeto foi aprovado pelo CEUA (23/2021). Os experimentos de respiração mitocondrial mostraram que usando o complexo I como substrato, o controle respiratório (CR) do grupo exposto ao TM para o fígado apresentou uma diminuição de 40%, e para o cérebro uma diminuição de 23%, quando comparados ao grupo controle, porém nos estados de repouso e desacoplado no grupo tratado para o fígado demonstraram desempenho superior em relação ao grupo controle (65 e 48%, respectivamente). Por outro lado, para o cérebro, esses resultados não demonstraram diferença significativa. Ao avaliar a integridade mitocondrial, potencial de membrana e inchamento, no fígado não encontramos diferenças entre os grupos. Na mesma linha, no fígado a geração de ROS e de •NO mitocondrial não apresentaram diferença estatística entre os grupos para 95% de confiança. A atividade da SOD no fígado demonstrou uma diminuição de 59% em sua atividade para o grupo exposto quando comparado com o grupo controle; por outro lado os demais marcadores não apresentaram diferença entre os grupos. No cérebro, não foram encontradas diferenças significativas na integridade mitocondrial (potencial de membrana e inchamento) entre os grupos, bem como também entre a geração mitocondrial de EROs e de •NO. Por outro lado, ainda no cérebro, a atividade das enzimas antioxidantes SOD e CAT apresentaram um aumento de 100% e 83% para o grupo tratado, respectivamente, entretanto outros marcadores de estresse como SH e MDA apresentaram uma diminuição de 46% e 41%, respectivamente, quando comparamos os tratados com os controle. Nossos achados sugerem que a exposição aguda ao Timerosal contribui negativamente para os danos no estado redox e funcionalidade da mitocôndria sendo responsável pelo desacoplamento da CTE.
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Hypertension is a systemic disease that affects a large part of the world's population and its development does not have a single factor that serves as a “cause”. Environmental factors such as exposure to mercury species may be one of the reasons that trigger this condition. In this context, the mitochondria has a central role in the development of hypertension due to the oxidative stress that is mainly generated by it and this can be potentiated in the presence of mercury. Thimerosal (TM) is a mercury derivative present in vaccines and dermatological formulations as a preservative, which in an aqueous medium releases ethylmercury. Thus, we evaluated the effect of TM on mitochondrial bioenergetic parameters in spontaneously hypertensive rats (SHR) in two organs, liver and brain. The animals were divided into two groups; both were exposed for 24 h to TM (0.5 mg kg-1) or saline solution (control) in water. The electron transport chain (ETC) of isolated liver and brain mitochondria were evaluated using an oxygen electrode (Hansatech). Liver and brain mitochondrial integrity were analyzed by swelling and membrane potential. Mitochondrial oxidative and nitrosative stress were analyzed using DCF (nonspecific ROS), Amplex-red (H2O2) and DAF-FM (•NO). Finally, oxidative stress markers such as antioxidant enzyme activity (SOD and CAT), sulfhydryl content groups (SH), malondialdehyde content (MDA) and GSH/GSSG ratio were also quantified. The project was approved by CEUA (23/2021). Mitochondrial respiration experiments showed that using complex I as a substrate, the respiratory control (CR) of the exposed group to TM for the liver showed a decrease of 40% and for the brain a decrease of 23% when compared to the control group, however in the resting and uncoupled states, the treated group, for the liver, showed a better performance when compared to the control group (65 and 48%, respectively). On the other hand, for the brain, these results showed no significant difference. When evaluating mitochondrial integrity, liver membrane potential and swelling, were found no differences between groups. In the same line, in the liver, mitochondrial ROS generation and •NO showed no statistical difference between the groups. Liver SOD activity demonstrated a 59% decrease in its activity for the treated group when compared to the control group; on the other side, the other markers showed no difference between the groups. In the brain, no significant differences were found in mitochondrial integrity (membrane potential and swelling) between groups, as well as between mitochondrial ROS and •NO generation. Additionally, still in the brain, the activity of antioxidant enzymes SOD and CAT showed an increase of 100% and 83% for the treated group, respectively, however other stress markers such as SH and MDA showed a decrease of 46% and 41% , respectively, when comparing the treated to the controls. Our findings suggest that acute Thimerosal exposure negatively contributes to damage of mitochondrial integrity and functionality, being responsible for ETC uncoupling.
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TAUANE DOS SANTOS ROCHA
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AGREGAÇÃO DE PROTEÍNAS COMO CONSEQUÊNCIA DA GLICAÇÃO NÃO ENZIMÁTICA: INVESTIGAÇÃO IN VITRO DA MITIGAÇÃO DE SEUS EFEITOS POR PICEATANOL
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Orientador : MARILIA OLIVEIRA FONSECA GOULART
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MEMBROS DA BANCA :
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MARILIA OLIVEIRA FONSECA GOULART
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JADRIANE DE ALMEIDA XAVIER
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JOSUE CARINHANHA CALDAS SANTOS
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JULIO COSME SANTOS DA SILVA
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IARA BARROS VALENTIM
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Data: 25/07/2023
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A glicação, também conhecida como reação de Maillard é uma reação não enzimática, que se dá no meio biológico ou em alimentos, e que ocorre entre açúcares e grupos nucleofílicos de biomoléculas. Uma das consequências da glicação é a formação de AGEs pode alterar permanentemente a estrutura e função de proteínas através de modificações pós-traducionais que podem levar ao dobramento inadequado, acumulação e finalmente a formação de agregados amilóides. Esses agregados, por sua vez, estão relacionados a doenças neurodegenerativas entre elas Alzheimer, Prion e Parkinson, é a alteração permanentes da estrutura tridimensional das proteínas e consequentemente de função e por isso a glicação está relacionada a inúmeras doenças, entre elas a diabetes, sendo a porcentagem glicada do sangue utilizada para avaliar a concentração média de glicose sérica dos últimos 3 a 4 meses. A hemoglobina é uma proteína heme cuja principal função é fornecer oxigênio para vários tecidos do corpo, a glicação, no entanto pode comprometer sua principal função. Este trabalho visou avaliar a progressão da glicação da hemoglobina, através da formação de AGEs, alterações estruturais na banda de Soret e a formação de agregados proteicos (fibrilas amiloides), a partir da interação com a sonda tioflavina T (ThT) e com a sonda Congo red, tendo em vista o uso de glicose e frutose como açúcares redutores no processo de glicação da hemoglobina. A partir desses estudos é possível notar que tais alterações ocorreram de tal forma que foi possível perceber que o sistema em que hemoglobina foi glicada por frutose apresentou maior formação de AGEs, visto que a frutose é um açúcar redutor bem mais reativo que a glicose. E no sistema tratado com o piceatanol foi possível observar seu efeito protetor na hemoglobina das alterações causadas pelos açúcares redutores em sua estrutura, bem como capacidade de inibição dos AGEs de 88,99% na concentração de 300 µM. O presente estudo visa a avaliação de composto fenólico puro como inibidor da glicação da hemoglobina e manutenção da sua estrutura nativa.
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Glycation, also known as the Maillard reaction, is a non-enzymatic reaction that occurs in the biological environment or in foods between sugars and nucleophilic groups of biomolecules. One of the consequences of glycation is the formation of AGEs that can permanently alter the structure and function of proteins through post-translational modifications that can lead to misfolding, accumulation and finally the formation of amyloid aggregates. These aggregates, in turn, are related to neurodegenerative diseases including Alzheimer's, Prion and Parkinson's. the percentage of glycated blood used to assess the average serum glucose concentration over the last 3 to 4 months. Hemoglobin is a heme protein whose main function is to provide oxygen to various body tissues, glycation, however, can compromise its main function. The objective of this study was to evaluate the progression of hemoglobin (Hb) glycation through the formation of advanced glycation end products (AGEs), structural changes in the Soret band, and the formation of Hb aggregates, from the interaction with the thioflavin T probe (ThT) and with the Congo red probe, considering using glucose and fructose as the reducing sugars in the glycation process of Hb. From these studies, it is possible to notice that such alterations occurred in such a way that it was possible to perceive that the system in which hemoglobin was glycated by fructose presented greater formation of AGEs, since fructose is a much more reactive reducing sugar than glucose. And in the system treated with piceathanol, it was possible to observe its protective effect on hemoglobin from alterations caused by reducing sugars in its structure, as well as an AGE inhibition capacity of 88.99% at a concentration of 300 µM. The present study aims to evaluate a pure phenolic compound as an inhibitor of hemoglobin glycation and maintenance of its native structure.
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LARISSA THAIS OMENA DOS SANTOS
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Qualidade do Leite Humano no município de Maceió e desenvolvimento de aplicativo móvel para captação de doadoras
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Orientador : ANA MARIA QUEIJEIRO LOPEZ
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MEMBROS DA BANCA :
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ANA MARIA QUEIJEIRO LOPEZ
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DANIELA SANTOS ANUNCIACAO
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AMANDA LYS DOS SANTOS SILVA
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Data: 25/07/2023
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Sendo o leite humano ordenhado (LHO) um alimento para neonatos vulneráveis, especialmente os internados em unidades de terapia intensiva (UTIs), é importante que se assegure sua qualidade. A resolução 171/2006 da ANVISA (Agência Nacional de Vigilância Sanitária) estabelece as normas de coleta do Leite Humano (LH) doado e de referência de seus parâmetros físico-químicos (sujidades, off-flavor, cor, acidez em graus Dornic e crematócrito) e microbiológicos (coliformes totais presentes/ausentes), para sua aprovação antes e após pasteurização. A ANVISA também preconiza que todos os dados das doadoras das amostras de LHO e respectivos resultados de análises devem ser depositados num sistema de informação seguro. No entanto, além da presença de contaminantes coliformes, outros grupos de bactérias podem se fazer presentes e deteriorar o LHO. Assim, o propósito deste estudo foi primeiro co-relacionar as condições das coletas do LHO com a qualidade físico-química e microbiológica do mesmo (cru e pasteurizado), para então gerar um aplicativo que vise aperfeiçoar a logística de coleta e transporte do leite para o Banco de Leite Humano (BLH). Tratou-se inicialmente de um estudo prospectivo, quantitativo e transversal, conduzido no BLH do Hospital Universitário “Professor Alberto Antunes” da Universidade Federal de Alagoas (HUPAA/UFAL) e no “Laboratório de Bioquímica do Parasitismo e Microbiologia Ambiental” (LBPMA) do Instituto de Química e Biotecnologia (IQB) da mesma universidade, envolvendo 32 doadoras. Para tal, houve análise das situações de coleta através de entrevistas registradas, mediante um formulário de condições de saúde e coleta, contendo também a “Escala de Depressão de Edimburgo” (EDPS) e elaborado conforme a “Rede Global de Leite Humano”. Além disso, efetuou-se o isolamento e quantificação de bactérias heterotróficas (mesófilas, termófilas, psicrofilas) e termodúricas das amostras de LHO previamente aprovadas nos testes físico-químicos. Do questionário extraiu-se que 28,13% das doadoras apresentaram aumento significativo (p<0,001) da frequência de indisposição semanal no pós-parto, 68,75% descreveram diminuição significativa (p<0,001) de tempo de sono em relação ao período pré-gestacional, 56,25% relataram algum problema com a amamentação, 21,88% manifestaram sinais considerados depressivos e 60% não desprezaram as primeiras gotas de leite antes da coleta. Das análises, constatou-se que o crematócrito não variou significativamente com relação a dados obtidos nas entrevistas das doadoras, como o IMC (índice de massa corporal) pré-gestacional, a idade da doadora e a idade e classificação do recém nascido. Todas as amostras foram aprovadas no teste de coliformes totais, e não houve diferença significativa entre as amostras de doadoras domiciliares ou não (e suas repetições) no tocante às baixas contagens de bactérias mesófilas e termófilas. Diante desses resultados cruzados, formulou-se um aplicativo móvel batizado de Lactababy-Maceió, para a captação de possíveis doadoras, o registro de dados da coleta domiciliar ou não, a orientação de teleconsultas, o registro e previsão do transporte, processamento e distribuição do LHO que foi considerado adequado pelos avaliadores obtendo-se 80% no grau de concordância.
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As expressed human milk (EHM) is a food for vulnerable neonates, especially those admitted to intensive care units (ICUs), it is important to ensure its quality. Resolution 171/2006 of ANVISA (National Health Surveillance Agency) establishes the norms for the collection of donated Human Milk (HM) and the reference of its physical-chemical parameters (dirtiness, off-flavor, color, acidity in Dornic degrees and crematocrit ) and microbiological (total coliforms present/absent), for approval before and after pasteurization. ANVISA also recommends that all data from donors of EHM samples and the respective analysis results must be deposited in a secure information system. However, in addition to the presence of coliform contaminants, other groups of bacteria can be present and deteriorate the EHM. Thus, the purpose of this study was first to correlate the conditions of EHM collection with its physical-chemical and microbiological quality (raw and pasteurized), in order to then generate an application that aims to improve the logistics of collecting and transporting milk to the Human Milk Bank (HMB). It was initially a prospective, quantitative and cross-sectional study, conducted at the HMB of the University Hospital “Professor Alberto Antunes” at the Federal University of Alagoas (HUPAA/UFAL) and at the “Laboratório de Bioquímica do Parasitism and Microbiologia Ambiental” (LBPMA) at the Institute of Chemistry and Biotechnology (IQB) at the same university, involving 32 donors. To this end, there was an analysis of the collection situations through recorded interviews, using a form of health conditions and collection, also containing the "Edinburgh Depression Scale" (EDPS) and prepared according to the "Global Human Milk Network". In addition, the isolation and quantification of heterotrophic bacteria (mesophilic, thermophilic, psychrophilic) and thermoduric bacteria from the EHM samples previously approved in the physical-chemical tests were carried out. From the questionnaire, it was extracted that 28.13% of the donors presented a significant increase (p<0.001) in the frequency of weekly postpartum indisposition, 68.75% described a significant decrease (p<0.001) in sleep time in relation to the period pre-pregnancy, 56.25% reported some problem with breastfeeding, 21.88% showed signs considered depressive and 60% did not discard the first drops of milk before collection. From the analyses, it was found that the crematocrit did not vary significantly in relation to data obtained in the interviews with the donors, such as the pre-gestational BMI (body mass index), the donor's age and the age and classification of the newborn. All samples passed the total coliform test, and there was no significant difference between samples from domestic and non-domestic donors (and their replications) in terms of low counts of mesophilic and thermophilic bacteria. In view of these cross results, a mobile application called Lactababy-Maceió was formulated, to attract potential donors, record data from collections at home or not, guide teleconsultations, record and forecast transport, processing and distribution of the LHO that was considered adequate by the evaluators, obtaining 80% in the degree of agreement.
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BEATRIZ DO NASCIMENTO OLIVEIRA
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Desenvolvimento de método colorimétrico para detecção da fosfatase ácida visando aplicações forenses.
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Orientador : JOSUE CARINHANHA CALDAS SANTOS
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MEMBROS DA BANCA :
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JOSÉ LUIZ DA COSTA
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CINTYA D'ANGELES DO ESPIRITO SANTO BARBOSA
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JOSUE CARINHANHA CALDAS SANTOS
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Data: 27/07/2023
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Crimes sexuais são aqueles que atentam contra a dignidade e liberdade sexual, caracterizados como uma forma de violência de maior incidência ao gênero feminino. Desta forma, a identificação de fluidos biológicos como sangue, saliva e sêmen constitui uma das etapas cruciais na análise de cenas de crime ou em amostras para perícia. A presença de fluido seminal (sêmen) na vítima ou em roupas, por exemplo, pode constituir uma evidência criminal. O sêmen possui uma composição complexa, contudo, a enzima fosfatase ácida (AP) pode ser empregada como um marcador, uma vez que possui concentrações no líquido seminal até 400 vezes maior comparada a outros fluidos corporais. Neste sentido, o objetivo é desenvolver uma metodologia com detecção colorimétrica da AP utilizando uma pequena quantidade de amostra, sendo passível de ser usada em campo, com resposta rápida e seletiva, assim, auxiliando na confirmação de evidências de crimes sexuais. O método proposto se baseia na detecção da AP empregando como substrato o ácido ascórbico 2- fosfato (AAP), o qual, na presença da enzima libera fosfato inorgânico e o ácido ascórbico reduzido (AAr) em pH 5,0, sendo este, usado para detectar a enzima no meio. Neste caso, o AAr reage com os íons Fe(III) levando a formação de Fe(II) e ácido ascórbico oxidado (AAo). Portanto, foi explorada a reação dos íons Fe(II) gerados in situ com K3[Fe(CN)6] em meio ácido levando a formação do azul da Prússia (PB) (Fe4[Fe(CN)6]3), um coloide azul escuro (λ = 710 nm). O uso do PB como sonda colorimétrica com λmax > 500 nm evita possíveis interferências espectrais em função da composição de amostras complexas. Inicialmente, os principais parâmetros reacionais foram otimizados empregando AAr, nas condições de melhor performance analítica usou-se Fe(III) a 1,5 µM e K3Fe(CN)6 a 1,5 mM, ambos em HNO3 0,45 M. Para melhorar a estabilidade do PB gerado empregou-se a polivinilpirrolidona (PVP) 0,20% (m/v). Em seguida, aplicou-se as condições otimizadas na detecção de AP, usando AAP (0,75 mM) como substrato a pH 5,0 (HAc/NaAc, 100 mM). Nestas condições, se obteve uma curva analítica para AP, com faixa linear de 0,50 a 3,0 U L -1 , correspondente a equação A710 nm = 0,32×CAP + 0,016 (n = 8, r = 0,9964) e LOD = 0,004 U L-1 , aguardando um tempo de 45 minutos. Como prova de conceito, o método foi aplicado com êxito em uma amostra de sêmen real (CAAE: 58121322.7.0000.5013) para uma avaliação qualitativa após diluição do sêmen em solução, aplicado na superfície de um tecido (algodão), swab e no dispositivo analítico baseado em papel (PAD), entre as análises o PAD apresentou melhor condição uma vez que foi possível monitorar a intensidade da cor utilizando o volume de 0,5 µL da amostra. Além disso, o método foi avaliado com os possíveis interferentes como saliva, sangue, urina, lubrificante, clara de ovo, molho de tomate, suco de abacaxi e leite, para esse teste o molho de tomate apresentou os valores mais próximos da amostra seminal, devido ao tomate ser rico em ácido ascórbico. Por fim, o método proposto mostrou-se passível de ser aplicado em diferentes situações, incluindo uma dupla resposta do sistema em relação a enzima de fosfatase ácida bem como o ácido ascórbico reduzido, sendo uma alternativa viável para aplicações em campo, e contribuindo para uma tomada rápida de decisão quando necessário.
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Sexual crimes are those that threaten sexual dignity and freedom, characterized as a form of violence with a higher incidence of female gender. In this way, the identification of biological fluids such as blood, saliva and semen is one of the crucial steps in the analysis of crime scenes or samples for forensics. The presence of seminal fluid (semen) on the victim or on clothing, for example, may constitute criminal evidence. Semen has a complex composition, however, the enzyme acid phosphatase (AP) can be used as a marker, since it has concentrations in seminal fluid up to 400 times higher compared to other body fluids. In this sense, the objective is to develop a methodology with colorimetric detection of AP using a small amount of sample, being able to be used in the field, with a quick and selective response, thus helping to confirm evidence of sexual crimes. The proposed method is based on the detection of AP using ascorbic acid 2-phosphate (AAP) as substrate, which, in the presence of the enzyme, releases inorganic phosphate and reduced ascorbic acid (AAr) at pH 5.0, which is used to detect the enzyme in the medium. In this case, AAr reacts with Fe(III) ions leading to the formation of Fe(II) and oxidized ascorbic acid (AAo). Therefore, the reaction of Fe(II) ions generated in situ with K3[Fe(CN)6] in acid medium was explored, leading to the formation of Prussian blue (PB) (Fe4[Fe(CN)6]3), a dark blue colloid (λ = 710 nm). The use of PB as a colorimetric probe with λmax > 500 nm avoids possible spectral interference due to the composition of complex samples. Initially, the main reaction parameters were optimized using AAr, under the best analytical performance conditions Fe(III) at 1.5 µM and K3Fe(CN)6 at 1.5 mM were used, both in 0.45 M HNO3. to improve the stability of the PB generated, polyvinylpyrrolidone (PVP) 0.20% (w/v) was used. Then, the optimized conditions in the detection of AP were applied, using AAP (0.75 mM) as substrate at pH 5.0 (HAc/NaAc, 100 mM). Under these conditions, an analytical curve for AP was obtained, with a linear range from 0.50 to 3.0 U L-1 , corresponding to the equation A710 nm = 0.32×CAP + 0.016 (n = 8, r = 0.9964) and LOD = 0.004 U L - 1 , waiting for a time of 45 minutes. As a proof of concept, the method was successfully applied on a real semen sample (CAAE: 58121322.7.0000.5013) for a qualitative evaluation after semen dilution in solution, applied on the surface of a tissue (cotton), swab and on the analytical device paper-based (PAD), among the analyzes the PAD presented better condition since it was possible to monitor the intensity of the color using the volume of 0.5 µL of the sample. In addition, the method was evaluated with possible interferences such as saliva, blood, urine, lubricant, egg white, tomato sauce, pineapple juice and milk, for this test the tomato sauce presented the values closest to the seminal sample, due to tomatoes being rich in ascorbic acid. Finally, the proposed method proved to be applicable in different situations, including a double response of the system in relation to acid phosphatase enzyme as well as reduced ascorbic acid, being an alternative to use in field applications, and contributing to a quick decision making when necessary.
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MARIANA GOMES TAVARES
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REVELAÇÃO DE IMPRESSÃO DIGITAL LATENTE EM SUPERFÍCIE METÁLICA APARTIRDAELETRODEPOSIÇÃODOPOLIPIRROLDOPADOCOMALARANJADODEMETILAEÍNDIGOCARMIM
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Orientador : ADRIANA SANTOS RIBEIRO
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MEMBROS DA BANCA :
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ADRIANA SANTOS RIBEIRO
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JOHNNATAN DUARTE DE FREITAS
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JULIO COSME SANTOS DA SILVA
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Data: 27/07/2023
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Osperitoscriminaisbuscamatravésdasrepresentaçõesdeimpressõesdigitais(palmareseplantares)encontradas em uma cena do crime auxiliar a justiça na elucidação de casos. Na maioria das vezes aimpressão digital encontrada em uma cena do crime é latente e necessita de revelação, diversas técnicas sãodesenvolvidas para revelar uma impressão digital latente como técnica do pó, ninidrina, cianocrilato de etilae vapor de iodo. Porém, esses métodos apresentam um alto custo, reagentes de alta toxicidade para oanalista, e limitações quanto ao envelhecimento da impressão digital, além disso não são eficientes emsubstratos metálicos, Sendo assim esse trabalho utilizou polímeros conjugados para revelar impressõesdigitais em superfície metálica, neste método o material sebáceo presente na impressão digital forma umamáscara isolante na superfície de aço, e o polímero deposita entre as cristas gerando um uma imagemnegativa, possibilitando a sua revelação. O polímero utilizado foi o polipirrol e a polimerização ocorreuusando os métodos de cronoamperometria e cronopotenciometria, visando deixar o processo mais barato eaumentar o contraste das impressões reveladas foram utilizados os corantes alaranjado de metila e índigocarmim comodopantedo polipirrol.
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Forensic experts seek through representations of fingerprints (palm and sole) found at a crime scene to help justice inthe elucidation of cases. Most of the time the fingerprint found at a crime scene is latent and needs development,several techniques are developed to reveal a latent fingerprint such as the powder, ninhydrin, ethyl cyanoacrylate andiodine vapor technique.However,thesemethodshaveahigh cost,highlytoxicreagentsfor the analyst,andlimitations regarding the aging of the fingerprint, in addition, they are not efficient on metallic substrates. Therefore,this work used conjugated polymers to reveal fingerprints on a metallic surface, In this method, the sebaceousmaterial present in the fingerprint forms an insulating mask on the steel surface, and the polymer deposits betweenthe ridges, generating a negative image, enabling its development. The polymer used was polypyrrole and thepolymerizationoccurredusingthemethodsofchronoamperometryandchronopotentiometry.
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ELEINE BATINGA RODRIGUES DOS SANTOS
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Abordagem Química da Aplicação dos Conhecimentos em Ciências Forenses na Sociedade: Você quer ser um CSI?
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Orientador : ADRIANA SANTOS RIBEIRO
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MEMBROS DA BANCA :
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ADRIANA SANTOS RIBEIRO
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FRED AUGUSTO RIBEIRO NOGUEIRA
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JADRIANE DE ALMEIDA XAVIER
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JOHNNATAN DUARTE DE FREITAS
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MONIQUE GABRIELLA ANGELO DA SILVA
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Data: 31/07/2023
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A ciência forense abrange diferentes áreas de conhecimento, dentre elas, destacamos e abordaremos, especificamente a química. O crescente interesse pela ciência forense deve-se a séries televisivas que exploram as etapas do processo investigativo através do trabalho de peritos criminais que utilizam ferramentas e demonstram a realização de análises que colaboram para elucidação de crimes. Com o estado de pandemia nos últimos anos observou-se que o processo ensino -aprendizagem foi bastante afetado visto que, o fechamento de unidades educacionais e, consequentemente, a suspenção de todas as atividades escolares, dificultam o acesso à universidade para estudantes dos anos finais do ensino médio. É comum o debate acadêmico acerca de abordagens metodológicas que contribuam para o ensino aprendizagem de química, sendo assim, é viável explorar a curiosidade em torno da ciência forense para apresentar esses estudantes ao cotidiano acadêmico por meio da pesquisa científica, demonstrando na prática as etapas de desenvolvimento de materiais que podem trazer benefícios para sociedade relacionando a conteúdos, previamente, discutidos nas aulas de química, proporcionando o acesso a diferentes técnicas de análise e equipamentos modernos que não são de fácil acesso como o microscópio eletrônico de varredura (MEV). Além de conhecer a funcionalidade deste, através do MEV os estudantes podem visualizar as minúcias do trabalho realizado. Este trabalho tem buscado desenvolver um revelador de impressões digitais latentes alternativo aos reveladores comerciais existentes, utilizando-os também em aulas experimentais de química da educação básica de ensino. Os pós selecionados passaram por processo de padronização e posterior caracterização, após as análises ficou constatado o potencial desses materiais como reveladores nas diferentes superfícies testadas. Após está primeira etapa, realizou-se uma exposição para alunos do ensino médio da rede pública de ensino de Alagoas com a execução de experimentos de revelação de impressões digitais latentes. Nesse momento de interação com os estudantes foi exposta uma situação problema do cotidiano, através da qual discutiu-se as interações químicas que ocorrem no processo de revelação de impressões digitais, relacionando teoria e prática. Dessa forma, além de produzir material revelador de baixo custo e toxidade também será possível contribuir com o processo de ensino aprendizagem de química utilizando a pesquisa, experimentação e a ciência forense como abordagem metodológica.
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Forensic science covers different areas of knowledge, among which we highlight and will address specifically chemistry. The growing interest in forensic science is due to television series that explore the stages of the investigative process through the work of criminal experts who use tools and demonstrate the performance of analyzes that collaborate to elucidate crimes. With the state of the pandemic in recent years, it has been observed that the teaching-learning process has been greatly affected, since the closure of educational units and, consequently, the suspension of all school activities, make it difficult for students in their final years to access university. from highschool. The academic debate about methodological approaches that contribute to the teaching and learning of chemistry is common, therefore, it is feasible to explore the curiosity around forensic science to introduce these students to the academic daily life through scientific research, demonstrating in practice the steps of development of materials that can bring benefits to society relating to contents previously discussed in chemistry classes, providing access to different analysis techniques and modern equipment that are not easily accessible, such as the scanning electron microscope (SEM). In addition to knowing its functionality, through the MEV students can visualize the minutiae of the work carried out. This work has sought to develop an alternative latent fingerprint developer to existing commercial developers, also using them in experimental chemistry classes in basic education. The selected powders went through a process of standardization and subsequent characterization, after the analyzes it was verified the potential of these materials as developers on the different surfaces tested. After this first stage, an exhibition was held for high school students from public schools in Alagoas with the execution of latent fingerprint development experiments. In this moment of interaction with the students, a daily problem situation was exposed, through which the chemical interactions that occur in the process of developing fingerprints were discussed, relating theory and practice. Thus, in addition to producing low-cost and toxic revealing material, it will also be possible to contribute to the teaching-learning process of chemistry using research, experimentation and forensic science as a methodological approach.
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ELLEN DOS SANTOS SILVA BARROS
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Avaliação da influência da contaminação ambiental da Laguna Mundaú (Maceió, AL): determinação de antimônio e mercúrio em amostras ambientais e biológicas.
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Orientador : JOSUE CARINHANHA CALDAS SANTOS
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MEMBROS DA BANCA :
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FRANCISCO ANTÔNIO DA SILVA CUNHA
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JOSUE CARINHANHA CALDAS SANTOS
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LETÍCIA MALTA COSTA
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WANDER GUSTAVO BOTERO
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Data: 04/08/2023
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A Laguna Mundaú (Maceió - AL) está inserida no complexo estuarino lagunar Mundaú- Manguaba (CELMM) e é considerado um ambiente de relevância socioeconômica devido à pesca do bivalve local, o sururu (Mytella charruana). Nesse cenário, os elementos com elevados potenciais toxicológicos, como mercúrio e antimônio, estão relacionados ao processo de degradação ambiental e podem ocasionar diversos danos à saúde. Assim, o presente trabalho determinou as concentrações de Hg e Sb em matrizes ambientais e biológicas derivadas da Laguna Mundaú. Para determinação do Hg nas diferentes matrizes foi empregue a espectrometria de fluorescência atômica de vapor frio (CV AFS), enquanto a espectrometria de fluorescência atômica com geração de hidreto (HG AFS) e a espectrometria de absorção atômica com forno de grafite (GF AAS) foram utilizadas para especiação redox do Sb em água estuarina e a determinação do SbTOTAL nas demais amostras, respectivamente. Os dados preliminares para 11 pontos de amostras de água mostram que a concentração média de HgTOTAL e HgINO, respectivamente, foram: amostragem 1 (1,97 e 0,37 g L-1), amostragem 2 (2,31 e 0,42 g L-1), amostragem 3 (0,63 e 0,07 g L-1), amostragem 4 (concentrações abaixo do limite de detecção) e amostragem 5 (0,03 e 0,01 g L-1). De acordo com o CONAMA 430/2005, as concentrações médias de Hg encontram-se acima do permitido, exceto na amostragem 4 e 5 que foi antecedida por fortes chuvas na cidade de Maceió - AL. A determinação da especiação redox do Sb em água começou a ser realizar a partir da amostragem 4, sendo obtidos os valores médios de concentração para o SbTOTAL e Sb(III), respectivamente, corresponde a 0,32 e 0,12 g L-1, enquanto que para amostragem 5 foi 0,69 e 0,10 g L-1, observando assim que todas as concentrações médias estão dentro do permitia pela legislação. Além disso, foi realizada a quantificação desses elementos no sururu, para Hg a concentração média para as amostragens 1 e 2 foi de 0,29 e 0,22 mg kg-1, enquanto para Sb foram 0,22 e 0,44 mg kg-1. Os resultados iniciais relacionados aos níveis de Hg em sangue foram de 7,07 g L-1 para os pescadores do CELMM (n = 7) e de 2,26 g L-1 para grupo controle (n = 6). Com isso, o monitoramento do Hg e do Sb em diferentes amostram ajuda a compreender a dinâmica do ecossistema estudo e comparar com os níveis de concentração estabelecidos pela legislação.
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Laguna Mundaú (Maceió - AL) is part of the Mundaú-Manguaba lagoon estuarine complex (CELMM) and is considered an environment of socioeconomic relevance due to the fishing of the local bivalve, the sururu (Mytella charruana). In this social context, the inappropriate disposal of domestic and industrial waste increases the rate of environmental degradation in this ecosystem, including possible contamination by potentially toxic species, such as mercury. Thus, the present work aimed to determine Hg in environmental matrices (water and sururu from this Lagoon) and biological matrices (blood and urine of local fishermen). To determine Hg concentrations in the different types of samples, cold vapor atomic fluorescence spectrometry (CV AFS) was used. It is noteworthy that in the water samples the concentrations of total, dissolved and inorganic mercury were determined, while in the other samples only the concentrations of total mercury were determined. Preliminary data show that the average concentration of HgDISOLVED and HgINO , respectively, were: sampling 1 (1.97 g L-1 and 0.37 g L-1 ), sampling 2 (2.31 g L-1 and 0.42 g L-1 ) and sampling 3 (0.63 g L-1 and 0.07 g L-1 ), sampling 4 (concentrations below the limit of quantification), sampling 5 (0, 03 g L-1 and 0.01 g L-1) and sampling 6 (0.24 g L-1and <LOQ). According to CONAMA 430/2005, the average concentrations of Hg are above the permitted, except in sample 4 which was preceded by heavy rains in the city of Maceió - AL. In addition, the quantification of these elements in sururu was carried out, for Hg the average concentration for samples 1 and 2 was 0.29 and 0.22 mg kg-1 . The initial results related to blood Hg levels were 4.68 g L-1 for CELMM fishermen (n= 20) and 2.06 g L-1 for the control group (n=20). With this, the monitoring of Hg and Sb in different samples helps to understand the dynamics of the studied ecosystem and compare it with the concentration levels established by legislation.
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RENATO LUIS TERTULIANO DE GOIS
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Caracterização de matéria orgânica de cupinzeiros do Agreste Alagoano: perspectivas de aplicação agrícola
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Orientador : WANDER GUSTAVO BOTERO
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MEMBROS DA BANCA :
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DANIELLE GOVEIA
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DIOGENES MENESES DOS SANTOS
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WANDER GUSTAVO BOTERO
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Data: 11/09/2023
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Cupinzeiros, considerados como pragas em algumas sociedades, podem representar fonte de nutrientes para aplicação agrícola, devido a presença de matéria orgânica derivada da ação dos organismos decompositores. O solo, tipo de vegetação e organismos influenciam diretamente nas características desse material. Nesse sentido, o presente trabalho teve como objetivo extrair e caracterizar a matéria orgânica presentes em montículos de cupinzeiros de pastagem em duas cidades do agreste de Alagoas, São Sebastião e Feira Grande. Realizou-se estudos da composição fisico-química do solo que compõe os montículos dos cupinzeiros. As análises consistiram na determinação de pH em água, matéria orgânica das amostras foi determinada pelo método de calcinação. O teor de matéria orgânica foi expressivo em todas as amostras, destacando os solos de cupinzeiros de São Sebastião (12,8 %) e o cupinzeiro de Feira Grande (9,15%), que apresentaram teor médio de matéria orgânica superior quando comparado com as demais amostras de solos. que influenciou diretamente no aumento da capacidade de troca catiônica. Os micros, macronutrientes e espécies metálicas foram determinados nas amostras de solos por espectroscopia de emissão atômica com plasma induzido por microondas (MP-AES) e atributos físicos (textura do solo, densidade do solo, densidade de partículas, porosidade total) e a extração das substâncias húmicas ocorreu pelo método adotado pela Sociedade Internacional de Substâncias Húmicas (IHSS). A caracterização das amostras de substâncias húmicas realizou-se por espectroscopia ultravioleta na região visível e Espectroscopia na Região do Infravermelho com Transformada de Fourier – FTIR. Foram feitas leituras de absorvância a 270nm, 407nm, 465nm e 665nm, por meio da razão E4/E6, a razão E2/E4. Evidenciou que as substâncias húmicas apresentaram humificação características aromáticas, a razão E2/E4, indicou presença de estruturas porfirínicas nas amostras de substâncias húmicas estudadas.. Portanto, a presente pesquisa torna-se relevante para que se obtenha um conhecimento mais aprofundado sobre a matéria orgânica de montículos de cupinzeiros de pastagens no agreste de Alagoas para aplicação agrícola, principalmente em regiões sujeitas a desertificação como o agreste Alagoano.
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Termites, considered pests in some societies, may represent a source of nutrients for agricultural application, due to the presence of organic matter derived from the action of organisms decomposers. The soil, type of vegetation and organisms directly influence the characteristics of this material. In this sense, the present work aimed to extract and characterize the organic matter
present in mounds of pasture termite mounds in two cities in the rural area of Alagoas, São Sebastião and Great Fair. Studies were carried out on the physical-chemical composition of the soil that makes up the mounds of the termite mounds. The analyzes consisted of determining the pH in water, the organic matter of the samples was determined by the calcination method. The organic matter content was significant in all samples, highlighting the termite mound soils of São Sebastião (12.8%) and the termite mound of Feira Grande (9.15%), which showed higher average organic matter content when compared to the other soil samples. What directly influenced the increase in cation exchange capacity. The micro, macronutrients and species Metallic concentrations were determined in soil samples by plasma atomic emission spectroscopy. microwave induced (MP-AES) and physical attributes (soil texture, soil bulk density, particles, total porosity) and the extraction of humic substances occurred by the method adopted by International Society of Humic Substances (IHSS). The characterization of samples of substances humic samples was carried out by ultraviolet spectroscopy in the visible region and spectroscopy in the Fourier Transform Infrared – FTIR. Absorbance readings were taken at 270nm, 407nm, 465nm and 665nm, through the E4/E6 ratio, the E2/E4 ratio. It showed that humic substances showed humification aromatic characteristics, the E2/E4 ratio indicated the presence of structures porphyrins in the samples of humic substances studied. Therefore, the present research becomes relevant in order to obtain a more in-depth knowledge about the organic matter of mounds of termite mounds in pastures in the wild of Alagoas for agricultural application, mainly in regions subject to desertification like the Alagoas wild.
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EMESON FARIAS ARAUJO SANTOS
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Avaliação de derivados de curcumina visando aplicações biotecnológicas: inibição de enzimas digestivas de carboidratos, capacidade antioxidante, estudos téoricos e biofísicos
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Orientador : JOSUE CARINHANHA CALDAS SANTOS
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MEMBROS DA BANCA :
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JADRIANE DE ALMEIDA XAVIER
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JOSUE CARINHANHA CALDAS SANTOS
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LUZIA VALENTINA MODOLO
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Data: 20/11/2023
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A utilização de inibidores de enzimas digestivas é uma das alternativas aplicadas tanto como alvo-terapêutico no tratamento do diabetes mellitus e agentes antivirais, bem como aplicações agrícolas tendo como exemplo o controle de pragas. O potencial inibitório de derivados da curcumina (produto natural) na ação de enzimas como a α-amilase e α-glicosidase foram reportadas, tornando importante a avaliação de novos compostos. Diante disso, onze compostos derivados da curcumina foram caracterizados em relação sua ação como inibidor α-amilase e α-glicosidase. A determinação de inibição da atividade da αamilase foi realizada pelo método de determinação de açúcares redutores com o ácido 3,5-dinitrosalicílico (DNS), utilizando a acarbose como controle positivo. Já a determinação de inibição da atividade da α-glicosidase foi realizada pelo método de Tanruean et al. (2019). Foram executados estudos de atividade antioxidante dos compostos utilizando como procedimento experimental o ensaio do sequestro do radical DPPH• e o ensaio do sequestro do radical ABTS•+ . Além disso, foram investigados os estudos de interação proteína-ligante empregando a metodologia de fluorescência molecular e UV-vis. A utilização do tampão Tris-HCl com CaCl2 (pH 7) acarretou em uma menor concentração da AC para inibir 50% da atividade da enzima (IC50), equivalente a 19,1 µM, enquanto que em tampão fosfato (pH 7) obteve-se IC50 = 29,8 µM. Além disso, o aumento da temperatura durante o tempo de incubação da enzima e amido levou valores menores de IC50. Um ensaio screening empregando 120 µM para todos os compostos foi realizado, a fim de verificar o potencial destes para inibir da α-amilase. Neste ensaio, apenas quatro derivados apresentaram inibição superior a 50% e destes, apenas o 6 teve potencial inibitório semelhante a AC. No ensaio screening da atividade da α-glicosidase aplicando dose única de 250 µM do composto frente à concentração de 0,02 U mL-1 da enzima, foi possível verificar que apenas seis compostos expressaram atividade inibitória acima de 50%, a qual os compostos 1, 4, 6, 7, 8 e 10 foram obtidos os seguintes valores de IC50 37,37 (± 1,12), 24,53(± 1,39), 24,93 (± 0,73), 17,67 (± 0,58), 19,21( ± 0,43), 27,59 (± 0,38) µM enquanto o padrão foi 328 (± 6) µM. A partir dos estudos de cinética clássica foi possível caracterizar o tipo de inibidor aplicados nas enzimas, obtendo como resultado inibição mista, utilizando o composto 6 na α-amilase e o composto 7 na αglicosidase. Para os estudos clássicos de interação proteína-ligante empregando a metodologia de fluorescência molecular foi utilizando o composto 6. Diante disso, com o aumento da temperatura (22 a 38ºC) versus os valores inversamente proporcionais de KSV (7,75 a 5,35×104 M-1 ) caracteriza um perfil indicativo do processo de quenching estático. No qual foi confirmado a partir dos valores da constante da taxa de extinção biomolecular (Kq) com os valores (5,35 a 7,75 × 1012 M-1 s -1 ), sendo que valores superiores a constante da taxa de difusão limitante de biomoléculas 2,0×1010 M-1 s -1 é indicativo de quenching estático. Além dos parâmetros de ligação, foram investigados os parâmetros termodinâmicos a fim de compreender as principais formas intermoleculares presente no complexo α-amilase com o composto 6. As principais interações intermoleculares presente entre a α-amilase com o composto 6 são por ligações de hidrogênios e forças de Van der Waals. Além disso, foi possível verificar que o processo de interação entre a enzima e o ligante foi termodinamicamente espontâneo tendo vista que os valores de G < 0. A partir da avaliação de mudanças conformacionais da α-amilase por meio da fluorescência tridimensional, pode-se verificar que houve mudança na sua estrutura tridimensional. Isto porque a adição do composto 6 acarretou alterações no microambiente nos aminoácidos aromáticos, tendo em vista que houve a redução do sinal de fluorescência no pico 2 e 3. O mecanismo de quenching é preferencialmente o estático foi confirmado monitorando o estado fundamental da proteína por meio do UV-vis, à qual o valor da absorbância do complexo for diferente do somatório a absorção da enzima mais o composto. Por fim, o composto 6 demonstrou ser uma molécula com potencial ação inibitória das enzimas digestivas de carboidratos.
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The use of digestive enzyme inhibitors is one of the alternatives applied both as a therapeutic target in treating diabetes mellitus and antiviral agents, as well as agricultural applications in pest control. The inhibitory potential of curcumin derivatives (natural products) on the action of enzymes such as α-amylase and α-glucosidase has been reported, making it important to evaluate new compounds. Therefore, eleven compounds derived from curcumin were characterized by their action as α-amylase and αglucosidase inhibitors. The determination of inhibition of α-amylase activity was performed by the determination of reducing sugars with 3,5-dinitrosalicylic acid (DNS), using acarbose as a positive control. The inhibition of α-glucosidase activity was determined using the method by Tanruean et al. (2019). Antioxidant activity studies of the compounds were carried out using the DPPH• radical scavenging assay and the ABTS•+ radical scavenging assay as experimental procedures. In addition, protein-ligand interaction studies using molecular fluorescence and UV-vis methodology were investigated. The use of Tris-HCl buffer with CaCl2 (pH 7) resulted in a low AC concentration to inhibit 50% of the enzyme activity (IC50), equivalent to 19.1 µM, while in phosphate buffer (pH 7) it obtained if IC50 = 29.8 µM. Furthermore, increasing the temperature during the enzyme and starch incubation time led to lower IC50 values. A screening assay using 120 µM for all compounds was performed to verify their potential to inhibit α-amylase. In this assay, only four derivatives showed inhibition greater than 50%, and of these, only 6 had an inhibitory potential similar to AC. In the α-glucosidase activity screening assay, applying a single dose of 250 µM of the compound against a concentration of 0.02 U mL-1 of the enzyme, it was possible to verify that only six compounds expressed inhibitory activity above 50%, which compounds 1, 4, 6, 7, 8 and 10 obtained the following IC50 values 37.37 (± 1.12), 24.53(± 1.39), 24.93 (± 0.73), 17.67 ( ± 0.58), 19.21( ± 0.43), 27.59 (± 0.38) while the standard expressed 328 (± 6) µM. Based on classical kinetics studies, it was possible to characterize the type of inhibitor applied to the enzymes, obtaining mixed inhibition as a result, using compound 6 on α-amylase and compound 7 on α-glucosidase. For classical studies of protein-ligand interaction using molecular fluorescence methodology, compound 6 was used. Therefore, increasing temperature (22 to 38ºC) versus inversely proportional values of KSV (7.75 to 5.35×104 M-1 ) characterizes an indicative profile of the static quenching process. In which it was confirmed from the values of the biomolecular extinction rate constant (Kq) with the values (5.35 to 7.75×1012 M-1 s -1 ), with values greater than the limiting diffusion rate constant of biomolecules 2.0×1010 M-1 s - 1 is indicative of static quenching. In addition to the binding parameters, thermodynamic parameters were investigated in order to understand the main intermolecular forms present in the α-amylase complex with compound 6. The main intermolecular interactions between α-amylase and compound 6 are hydrogen bonds and Van der Waals forces. In addition, it was possible to verify that the interaction process between the enzyme and the ligand was thermodynamically spontaneous, considering that the G < 0. From the evaluation of conformational changes of αamylase through three-dimensional fluorescence, there was a change in its three-dimensional structure. This is because the addition of compound 6 led to changes in the microenvironment of aromatic amino acids, given that there was a reduction in the fluorescence signal in peaks 2 and 3. Finally, the quenching mechanism, preferably the static one, was confirmed by monitoring the ground state of the protein through UV-vis, at which the absorbance value of the complex is different from the sum of the absorption of the enzyme plus the compound.
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ARTUR VIEIRA DA SILVA
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SÍNTESE E AVALIAÇÃO DAS ATIVIDADES ANSIOLÍTICA E ANTIOXIDANTE DE COMPLEXOS BENZODIAZEPÍNICOS DE PALÁDIO(II) E PLATINA(II)
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Orientador : MARIO ROBERTO MENEGHETTI
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MEMBROS DA BANCA :
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EDEILDO FERREIRA DA SILVA JUNIOR
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ISIS MARTINS FIGUEIREDO
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MARCELO DUZZIONI
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MARIO ROBERTO MENEGHETTI
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OLAGIDE WAGNER DE CASTRO
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Data: 10/01/2023
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O planejamento de compostos candidatos a fármacos se configura como uma importante estratégia da Química Medicinal para a descoberta de fontes alternativas no tratamento de diversas patologias, dentre estas, tem-se os transtornos de ansiedade (TA). Os problemas relacionados aos TA acometem milhares de pessoas no mundo todo, sendo que os benzodiazepínicos se destacam como fármacos de primeira escolha para o tratamento. Esses fatos inspiraram como elaboração deste trabalho de pesquisa, tendo como objetivos: sintetizar complexos de paládio(II) e platina(II) contendo ligantes benzodiazepínicos – Diazepam (DZP), Bromazepam (BMZ), Alprazolam (APZ) –, a fim de avaliar as atividades biológicas dos mesmos no combate à ansiedade e ao estresse oxidativo. Foram sintetizados dezessete complexos metálicos, a maioria organometálicos, derivados de compostos benzodiazepínicos com rendimentos considerados de moderados a bons. Alguns dos complexos foram obtidos a partir de outros complexos benzodiazepínicos, geralmente diméricos, empregando reações, como por exemplo, de substituição e adição de ligantes e de inserção de alcinos em complexos contendo ligação Pd-C. Usando essas estratégias, foram preparados compostos com dois ligantes bioativos (híbridos). Por exemplo, foram preparados complexos de Pd(II) a partir do dímero [(DZP)PdOAc]2 contendo, além do grupo farmacofórico benzodiazepínico, os ligantes derivados dos ácidos isonicotínico (AI) e nicotínico (AN). Os complexos metálicos isolados foram bem caracterizados por técnicas espectroscópicas, exceto aqueles modificados por reações de inserção de alcinos na ligação metal-carbono, os quais, apesar de puros, necessitam de mais caracterizações para a determinação adequada de sua estrutura. Os testes para verificação da capacidade antioxidante dos complexos obtidos demonstraram resultados promissores, com destaque ao complexo [(BMZ)PdCl2]. Vale destacar que os estudos para avaliação da atividade antioxidante destes compostos são importantes, visto que em casos de TA, elevados graus de estresse oxidativo podem estar associados. Os estudos de avaliação ansiolítica do complexo [(DZP)PdCl]2 demonstrou um efeito ansiolítico na dose de 0,15 mg/kg (0,176 µmol/kg), para o teste de labirinto em cruz elevado (LCE), não promovendo alterações na atividade locomotora e nem efeito amnésico nessa dose administrada. Por fim, os resultados obtidos no LCE demonstram que o efeito do tipo ansiolítico promovido pelo complexo é mediado via receptor GABAA.
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The planning of drug candidate compounds is an important strategy of Medicinal Chemistry for the discovery of alternative sources in the treatment of several pathologies, such as anxiety disorders (TA). Problems related to TA affect thousands of people worldwide and benzodiazepines stand out as drugs of first choice for treatment. These facts inspired the elaboration of this research work, with the following objectives: to synthesize palladium(II) and platinum(II) complexes containing benzodiazepine ligands – Diazepam (DZP), Bromazepam (BMZ), Alprazolam (APZ) –, in order to evaluate how their biological activities are combating anxiety and oxidative stress. Seventeen metal complexes have been synthesized, most of them organometallic derived from benzodiazepine compounds with yields considered moderate to good. Some of the complexes were obtained from other benzodiazepine complexes, generally dimeric, employing reactions such as substitution and addition of ligands and insertion of alkynes in complexes containing Pd-C bond. Using these strategies, compounds with two bioactive ligands (hybrids) were prepared. For example, Pd(II) complexes were prepared from the [(DZP)PdOAc]2 dimer containing, in addition to the benzodiazepine pharmacophoric group, the ligands derived from isonicotinic (AI) and nicotinic (AN) acids. The isolated metal complexes were well characterized by spectroscopic techniques, except those modified by reactions of insertion of alkynes in the metal-carbon bond, which although pure need further characterization for the proper determination of their structure. Tests to verify the antioxidant capacity of the obtained complexes demonstrated promising results, with emphasis on the [(BMZ)PdCl2] complex. It is worth mentioning that studies to assess the antioxidant activity of these compounds are important, since in cases of TA high levels of oxidative stress may be associated. The anxiolytic evaluation studies of the [(DZP)PdCl]2 complex showed an anxiolytic effect at a dose of 0.15 mg/kg (0.176 µmol/kg), for the elevated plus maze test (EPM), not promoting changes in the locomotor activity and no amnesic effect at this administered dose. Finally, the results obtained in the EPM demonstrate that the anxiolytic-like effect promoted by the complex is mediated via the GABAA receptor.
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LARISSA CAVALCANTE DOS SANTOS GILÓ
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“ESTUDO DE METODOLOGIAS DE SÍNTESE DE FEROMÔNIOS PARA O CONTROLE DE INSETOS- PRAGA”
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Orientador : ANTONIO EUZEBIO GOULART SANTANA
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MEMBROS DA BANCA :
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ANTONIO EUZEBIO GOULART SANTANA
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ARACELIS JOSE PAMPHILE ADRIAN
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CARLA FERNANDA FÁVARO
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HENRIQUE FONSECA GOULART
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ISIS MARTINS FIGUEIREDO
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SIMONI MARGARETI PLENTZ MENEGHETTI
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Data: 15/02/2023
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O cultivo de alimentos de forma eficiente e sustentável é um assunto de grande relevância e deenorme repercussão na sociedade. Uma estratégia atual no controle de pragas na lavoura é o uso de feromônios sintéticos baseado em uma abordagem de gestão ambiental segura. O presente trabalho consistena síntese dos feromônios sexuais e de moléculas candidatas a ferômonios dos principais insetos-praga das culturas da soja (Chrysodeixis includens), caju (Anacampsis phytomiella), maçã (Bonagota salubricola), café (Leucoptera coffeella) e açaí (Ozopherus muricatus). São propostas metodologias de síntese econômicas e promissoras para a obtenção desses feromônios. O acetato de (Z)-7-dodecenila (C. includens) e o 5,9-dimetilpentadecano (L. coffeella) foram obtidos com rendimentos globais de 54% e 15%, respectivamente. Na síntese do acetato de (3E,5Z)-dodecadienila (B. salubricola) foi obtido o intermediário chave, (Z)-5-dodecen-3-in-1-ol, com 53% de rendimento global. Os estudos relacionados à identificação de semioquímicos de A. phytomiella e O. muricatus foram realizados pelo grupo de pesquisa, LPqRN, indicando moléculas candidatas a feromônios dessas pragas, os acetatos de (Z)-7,9-decadienila e de (Z)- 9,11-dodecadienila, indicado para A. phytomiella foram sintetizados com rendimentos de 39% e 42%. Parao O. muricatus as moléculas sugeridas, 3-nonanona e 3-metil-heptano, foram obtidas com rendimentos de 79% e 59%, respectivamente.
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Growing food efficiently and sustainably is a matter of great relevance and enormous repercussion in society. A current crop pest control strategy is using synthetic pheromones based on a safe environmental management approach. The present work consists of the synthesis of sex pheromones and candidate molecules for pheromones of the main insect pests of soybean (Chrysodeixis includens), cashew (Anacampsis phytomiella), apple (Bonagota salubricola), coffee (Leucoptera coffeella) and açaí (Ozopherus muricatus). Economic and promising synthesis methodologies are proposed to obtain these pheromones. The (Z)-7-dodecenyl acetate (C. includens) and 5,9-dimethylpentadecane (L. coffeella) were obtained with overall yields of 54% and 15%, respectively. In the synthesis of (3E,5Z)-dodecadienyl acetate (B. salubricola) the key intermediate, (Z)-5-dodecen-3-yn-1-ol, was obtained in 53% overall yield. Studies related to the identification of semiochemicals from A. phytomiella and O. muricatus were carried out by the research group, LPqRN, indicating candidate molecules for pheromones from these pests, the (Z)-7,9- decadienyl and (Z)-9,11-dodecadienyl acetates, indicated for A. phytomiella were synthesized with yields of 39% and 42%. For O. muricatus the suggested molecules, 3-nonanone and 3-methylheptane, were obtained with yields of 79% and 59%, respectively.
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THAMILLA MARIA SILVA MACIEL
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MAPEAMENTO DE INTERAÇÕES ENTRE COMPOSTOS BIOLOGICAMENTE ATIVOS COM UREASE: DESENVOLVIMENTO DE INIBODORES DE UREASE COM POTENCIAL APLICAÇÃO CLÍNICA E AGRÍCOLA.
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Orientador : JOSUE CARINHANHA CALDAS SANTOS
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MEMBROS DA BANCA :
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CLEITON MOREIRA DA SILVA
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FRANCISCO ANTÔNIO DA SILVA CUNHA
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HUGO JUAREZ VIEIRA PEREIRA
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JADRIANE DE ALMEIDA XAVIER
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JOSUE CARINHANHA CALDAS SANTOS
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Data: 27/02/2023
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A inibição da atividade da urease pode ser explorada em diversas áreas, e principalmente no contexto clínico e agrícola. Assim, tem-se buscado desenvolver inibidores eficazes para este fim. Dessa forma, esse trabalho propõe avaliar a atividade dos derivados de julolidinas e de aminoácidos (com núcleo da tioureia), como inibidores da urease in vitro. Estudos de inibição enzimática indicaram que o derivado RS12-J2 da classe das julolidinas atuou como inibidor competitivo, enquanto os outros derivados como inibidores mistos. Por fluorescência molecular foi verificado que os valores de Kb (constante de ligação) obtidos indicam força de ligação de intermediária a forte, sendo os derivados RS12 (J1 e J2) os que apresentaram maiores valores de Kb (0,10 - 7,33×106 M-1). O mecanismo de quenching deste processo foi preferencialmente estático. As interações hidrofóbicas foram as forças predominantes na estabilização do complexo enzima-ligante para os derivados de RS11 (ΔH > 0 e ΔS > 0), e forças de van der Waals e ligações de hidrogênio (ΔH < 0 e ΔS < 0) para os derivados de RS12. Empregando o derivado RS12-J2 como modelo verificou-se nos estudos de fluorescência 3D, UV-vis e fluorescência sincronizada que no processo de interação levou a alteração na estrutura nativa da enzima e a microrregião próxima ao resíduo de Tir (sítio ativo) foi mais afetada, corroborando com o estudo de interação com cátions de Ni(II) por espectroscopia de absorção molecular (formação de complexo). Por estudos de competição comprovou-se que o derivado RS12-J2 atua no sítio ativo da enzima. O estudo de transferência de energia ressonante (FRET), indicou que houve transferência de energia não-radiativa. A avaliação do potencial inibitório dos compostos RS12-J1 e RS12-J2 nas ureases do solo demonstrou que o derivado RS12-J2 apresentou eficiência equiparada ao NBPT (inibidor comercial) para os solos S1 e S4, os quais apresentam elevado teor de matéria orgânica. Por fim, nos estudos empregando docking molecular observou-se que a orientação do anel diidrofurano desempenha um papel essencial na coordenação envolvendo o par de elétrons livres do átomo de oxigênio do anel de diidrofurano e os íons Ni(II). Para os derivados de aminoácidos inicialmente foram determinados os valores da concentração inibitória (IC50) para avaliar o potencial destes compostos em inibir a atividade da urease de Jack bean (modelo), sendo obtidos valores entre 0,37 - 0,74 µM, contudo, não foi verificada influência da enantiosseletividade, e da matéria orgânica uma vez que os valores não diferiram estatisticamente a um nível de confiança de 95%, esta tendência também foi obtida nos estudos de interação para os valores de Kb. Os parâmetros termodinâmicos indicaram processo espontâneo. As possíveis interações intermoleculares envolvidas no processo de interação entre urease e os derivados 110-L, 110-D, 110 acL, 110 ac-D e 116 foram as forças de van der Waals e ligações de hidrogênio e parara os derivados 106 ac-L e 106 ac-D foram as interações hidrofóbicas. Ademais, observou-se a ocorrência de quenching estático, e que não houve influência da força iônica no processo de interação a um nível de confiança de 95%, com exceção do composto 110-L. Os estudos por fluorescência 3D e UVvis indicaram mudanças na estrutura secundária da após o processo de interação, no qual houve transferência de energia nãoradiativa. O estudo por fluorescência sincronizada indicou que os derivados 110 ac-L, 110 ac-D e 116 ligam-se à microrregião próxima ao resíduo de Tir. Já os derivados 110-L e 110-D interagem próximo aos resíduos de Trp. O estudo de competição indicou que os derivados de aminoácidos competiram pelo sítio ativo, na presença dos inibidores clássicos, corroborando com o estudo de interação com cátions de Ni(II) por espectroscopia de absorção molecular. Nos ensaios empregando amostras de solo, foi observado que para todos os solos, os derivados foram mais potentes quando comparado ao NBPT. Dessa forma, derivados de julolidinas e derivados de aminoácidos apresentaram inibição da atividade da urease in vitro, e em amostras de solo, sendo possíveis inibidores potentes de urease.
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The inhibition of urease activity can be explored in several areas, and mainly in the clinical and agricultural context. Thus, efforts have been made to develop effective inhibitors for this purpose. Thus, this work proposes to evaluate the activity of julolidine and amino acid derivatives (with thiourea nucleus) as in vitro urease inhibitors. Enzyme inhibition studies indicated that the RS12-J2 derivative of the julolidine class acted as a competitive inhibitor, while the other derivatives as mixed inhibitors. By molecular fluorescence, it was verified that the Kb values (binding constant) obtained indicate an intermediate to strong binding force, with the RS12 derivatives (J1 and J2) showing the highest Kb values (0.10 - 7.33× 106 M-1). The quenching mechanism of this process was preferably static. Hydrophobic interactions were the predominant forces in the stabilization of the enzyme-ligand complex for the RS11 derivatives (ΔH > 0 and ΔS > 0), and van der Waals forces and hydrogen bonds (ΔH < 0 and ΔS < 0) for the RS12 derivatives. Using the RS12-J2 derivative as a model, it was verified in the 3D fluorescence, UV-vis and synchronized fluorescence studies that the interaction process led to alteration in the native structure of the enzyme and the microregion close to the Tyr residue (active site) was more affected, corroborating with the study of interaction with Ni(II) cations by molecular absorption spectroscopy (complex formation). Through competition studies, it was proved that the RS12-J2 derivative acts in the active site of the enzyme. The study of resonant energy transfer (FRET) indicated that there was non-radiative energy transfer. The evaluation of the inhibitory potential of the RS12-J1 and RS12-J2 compounds on soil ureases showed that the RS12-J2 derivative showed equivalent efficiency to the NBPT (commercial inhibitor) for soils S1 and S4, which have a high content of organic matter. Finally, in studies using molecular docking, it was observed that the orientation of the dihydrofuran ring plays an essential role in the coordination involving the free electron pair of the oxygen atom of the dihydrofuran ring and the Ni(II) ions. For the amino acid derivatives, the values of the inhibitory concentration (IC50) were initially determined to evaluate the potential of these compounds to inhibit the activity of Jack bean urease (model), obtaining values between 0.37 - 0.74 µM, however, the influence of enantioselectivity was not verified, and of the organic matter since the values did not differ statistically at a confidence level of 95%, this trend was also obtained in the interaction studies for the Kb values. Thermodynamic parameters indicated a spontaneous process. The possible intermolecular interactions involved in the process of interaction between urease and the derivatives 110-L, 110-D, 110 ac-L, 110 ac-D and 116 were van der Waals forces and hydrogen bonds, for the derivatives 106 ac -L and 106 ac-D were the hydrophobic interactions. Furthermore, the occurrence of static quenching was observed, and that there was no influence of ionic strength on the interaction process at a confidence level of 95%, with the exception of compound 110-L. The 3D fluorescence and UV-vis studies indicated changes in the secondary structure after the interaction process, in which there was non-radiative energy transfer. The study by synchronized fluorescence indicated that derivatives 110 ac-L, 110 ac-D and 116 bind to the microregion close to the Tyr residue. Derivatives 110-L and 110-D interact close to Trp residues. The competition study indicated that amino acid derivatives competed for the active site, in the presence of classical inhibitors, corroborating the study of interaction with Ni(II) cations by molecular absorption spectroscopy. In tests using soil samples, it was observed that for all soils, derivatives were more potent when compared to NBPT. Thus, derivatives of julolidines and derivatives of amino acids showed inhibition of urease activity in vitro, and in soil samples, being possible potent urease inhibitors.
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LUCAS NATA DE MELO
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Estudo do processo de interesterificação química de óleos vegetais, com foco na autointeresterificação do óleo de mamona, e avaliação do potencial uso de seus produtos de reação
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Orientador : JANAINA HEBERLE BORTOLUZZI
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MEMBROS DA BANCA :
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IZABEL CRISTINA RIEGEL VIDOTTI MIYATA
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JANAINA HEBERLE BORTOLUZZI
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MARIO ROBERTO MENEGHETTI
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SIMONI MARGARETI PLENTZ MENEGHETTI
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WAGNER ALVES CARVALHO
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WANDER GUSTAVO BOTERO
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Data: 10/07/2023
Ata de defesa assinada:
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Neste trabalho estão reportados os resultados e as discussões parciais dos estudos realizados sobre a transesterificação de misturas binárias entre os óleos de mamona (OM), soja (OS) e coco (OC) em presença de metanol e NaOH antes e após a interesterificação das misturas, neste último caso, na presença de CH3OK como catalisador, pois não se observava relatos na literatura comparando reações de transesterificação de misturas de diferentes fontes de triacilgliceróis (TAGs) mas com a mesma composição em ácidos graxos. Para os casos em que o OM não está presente, os estudos mostraram que a redistribuição aleatória dos fragmentos graxos nos TAGs não afeta significativamente o comportamento cinético da reação de transesterificação. Por outro lado, misturas binárias contendo OM, antes e após a interesterificação, mostraram perfis cinéticos diferenciados. Em outras palavras, a cinética da reação de transesterificação não depende apenas da composição em ácidos graxos dos óleos empregados quando utiliza-se OM como fonte de TAGs. A partir dos resultados obtidos até o momento, verificou-se que durante a interesterificação das misturas contendo este óleo, ocorre uma reação paralela de transesterificação, pois confirmou-se que o grupo hidroxila presente no 12º carbono da porção ricinoleica do OM age com agente de transesterifiação nas condições de interesterificação adotadas neste trabalho. Nestes casos, foram observados aumentos de viscosidade (de 14 a 93%) em relação às misturas físicas contendo OM e picos de altos tempos de retenção em análises por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC). Análises de ressonância magnética nuclear de carbono-13 (RMN 13C) confirmaram que durante a reação de interesterificação, na presença de OM, ocorre a formação de estolides de acilgliceróis, cujas presenças explicam as menores taxas de transesterificação para misturas interesterificadas. Esta é a primeira vez que a produção de estolides, oligômeros de ésteres de ácidos graxos, é reportada em condições de interesterificação de TAGs. Estudos quantitativos por RMN 13C apontaram elevados graus de esterificação (72-97%) para as misturas OS:OM interesterificadas em diferentes proporções destes óleos. Para entender melhor o processo reacional em estudo, foram realizadas as mesmas reações com OM puro. Após a reação de interesterificação do OM, observou-se a formação de estolides de acilgliceróis, como também a formação de di- e monoacilgliceróis, além de glicerol. Verificou-se também o aumento do grau de oligomerização e da viscosidade do material obtido com o aumento do tempo e da temperatura reacional. A amostra com maior viscosidade cinemática a 40 °C apresentou aumento de 146% em relação ao OM. Caracterizações por espectroscopia no infravermelho auxiliaram na confirmação da formação de estolides a partir da redução gradual da banda referente à ligação O-H. Devido as características do material obtido após a interesterificação, o potencial de aplicação do mesmo como lubrificantes foi investigada. Em relação aos estolides reportados na literatura e lubrificantes comerciais de viscosidades semelhantes, os produtos obtidos no presente trabalho apresentaram vantagens quanto ao processo de produção e à maioria das propriedades físicas avaliadas, atestando o potencial de aplicação industrial destes materiais. Como continuidade deste trabalho, pretende-se estudar cineticamente a formação de estolides de acilgliceróis sob as condições adotadas, além de dar sequência à caracterização físicoquímica das amostras.
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In this work, the results and partial discussions of studies on the transesterification of binary mixtures between castor (OM), soybean (OS) and coconut (OC) oils in the presence of methanol and NaOH, before and after interesterification, in the latter case in the presence of CH3OK as a catalyst, are reported considering that there are no reports in the literature comparing transesterification reactions of mixtures of different sources of triacylglycerols (TAGs) with the same fatty acid composition. For cases in which OM is not present, studies have shown that random redistribution of fatty fragments in TAGs does not significantly affect the kinetic behavior of the transesterification reaction. On the other hand, binary mixtures containing OM, before and after interesterification, showed different kinetic profiles. In other words, the kinetics of the transesterification reaction does not depend only on the fatty acid composition of the oils used when utilizing OM as a source of TAGs. From the results obtained so far, it was found that during interesterification of the mixtures containing this oil, a parallel transesterification reaction occurs. It was confirmed that the hydroxyl group present on the 12th carbon of the ricinoleic portion of the OM acts as a transesterification agent in the interesterification conditions adopted in this work. In these cases, increases in viscosity in relation to physical mixtures containing OM (from 14 to 93%) and peaks of high retention times in high performance liquid chromatography (HPLC) determinations were observed. Carbon-13 nuclear magnetic resonance (NMR 13C) analyzes confirmed that during the interesterification reaction in the presence of OM, acylglycerol estolides are formed, which explains the lower transesterification rates for interesterified mixtures. This is the first time that the production of estolides, fatty acid ester oligomers, has been reported under TAG interesterification conditions. Quantitative 13C NMR studies indicated high degrees of esterification (72-97%) for the samples produced. In order to better understand the reaction process under study, the same reactions were performed with raw OM. After OM interesterification reaction, the formation of acylglycerol estolides was observed, as well as the formation of di- and monoacylglycerols, in addition to glycerol. There was also an increase in the degree of oligomerization and viscosity of the material obtained with increasing reaction time and temperature. The sample with the highest kinematic viscosity at 40 °C showed an increase of 146% compared to OM. Infrared spectroscopy characterizations helped to confirm the formation of estolides from the gradual reduction of the band related to the O-H bond. Due to the characteristics of the material obtained after interesterification, its potential application as lubricants was investigated. In relation to the estolides reported in the literature and commercial lubricants with similar viscosities, the products obtained in this work presented advantages regarding the production process and most of the physical properties evaluated, attesting to the potential of industrial application of these materials. As a continuation of this work, it is intended to study kinetically the formation of acylglycerol estolides under the adopted conditions and to proceed with the physico-chemical characterization of the products.
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JAELSON SILVA SANTOS
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Desenvolvimento de metodologias analíticas para determinação
de espécies de interesse clínico e biológico
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Orientador : JOSUE CARINHANHA CALDAS SANTOS
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MEMBROS DA BANCA :
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FRANCISCO ANTÔNIO DA SILVA CUNHA
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ISIS MARTINS FIGUEIREDO
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JANAINA HEBERLE BORTOLUZZI
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JOSUE CARINHANHA CALDAS SANTOS
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RODOLFO DE MELO MAGALHÃES SANTANA
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Data: 30/08/2023
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O desenvolvimento de novas metodologias analíticas para determinação de espécies de interesse clinico e biológico são demandas constantes. Sendo assim, este trabalho descreve um método para determinação de timerosal (TM) em vacinas usando dispositivos analíticos baseados em papel (µPADs) como uma plataforma analítica com detecção colorimétrica. O TM é um composto orgânico de mercúrio que é convertido quantitativamente em Hg(II) após oxidação por KMnO4 em meio ácido, e este reage com a ditizona para gerar um complexo colorido. O método proposto apresentou limite de detecção de 0,5 mg L-1 e faixa linear de 1,5 - 11 mg L-1 com desvio padrão relativo (RSD) < 3,6%, sendo seletivo para quantificação de timerosal na presença de espécies comumente encontrados em vacinas como Al(III), Na+ , K+ , Cl- , sulfato e sais de fosfato. O método foi aplicado para determinar TM em diferentes vacinas, com 89 a 112% de recuperação. Os resultados obtidos foram estatisticamente concordantes com o procedimento de referência baseado na digestão por micro-ondas e na determinação de mercúrio total por espectroscopia de fluorescência atômica a vapor frio (CV AFS). O método proposto para determinar TM como mercúrio inorgânico total foi simples, rápido, de baixo custo, preciso e ambientalmente correto (verde); por proporcionar baixa geração de resíduos, além disso, é passível de aplicação no controle de qualidade de vacinas. Nesse outro trabalho, foi desenvolvido um método simples, rápido e preciso para determinação de proteínas totais, em função da concentração de albumina do soro humano (HSA)
em amostras biológicas empregando uma sonda fluorescente derivada de cianina heptametina (SHP) baseada no mecanismo off-on com emissão no infravermelho próximo (NIR). O método proposto foi baseado na ausência de fluorescência da sonda livre (SHP), no entanto, o complexo formado com a proteína (HSA-SHP) apresenta elevada emissão no NIR (λex = 580 nm / λem = 674 nm), nas condições otimizadas (pH 8,0 em tampão PIPES a 10 mM). A estequiometria do complexo HSA-SHP foi definida como 1:1 aplicando o método de Job. A faixa linear do método foi de 0,05 a 6,0 μM (equivalente a 3,4 - 408 mg L-1 ) com limite de detecção de 0,014 µM (0,95 mg L-1 ) e RSD < 3,6%, sendo seletivo para quantificação de HSA na presença de espécies comumente encontradas em amostras biológicas como íons metálicos, ácidos graxos, glicose e aminoácidos. Por fim, a metodologia desenvolvida foi aplicada para determinação de HSA em amostras de plasma e de urina, com recuperações de 91 a 118%, sendo os resultados obtidos foram concordantes estatisticamente ( = 0,05) com o método de Bradford (método de referência). Dessa forma, o método proposto para a determinação de proteínas totais em função de HSA, mostrou- se versátil e passível de aplicação na determinação de proteínas totais.
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The development of new analytical methodologies for the determination of species of clinical and biological interest are constant demands. Therefore, this work describes a method for determining thimerosal (TM) in vaccines using paper-based analytical devices (PADs) as an analytical platform with colorimetric detection. TM is an organic mercury compound that is quantitatively converted to Hg(II) after oxidation by KMnO4 in an acidic medium, and this reacts with dithizone to generate a colored complex. The proposed method presented a limit of detection of 0.5 mg L -1 and a linear range of 1.5 - 11 mg L-1 with a relative standard deviation (RSD) < 3.6%, being selective for quantification of thimerosal in the presence of species commonly found in vaccines such as Al(III), Na+ , K+ , Cl- , and sulfate, and phosphate salts. The method was applied to determine TM in different vaccines, with 89 to 112% recoveries. The results obtained were statistically in agreement with the reference procedure based on microwave digestion and the determination of total mercury by cold vapor atomic fluorescence spectroscopy (CV AFS). The proposed method for determining TM as total inorganic mercury was simple, fast, low- cost, accurate, and environmentally friendly (green); due to providing low reduced waste generation, besides, is amenable to application in vaccine quality control. In this other work, a simple, fast and precise method was developed for the
determination of total proteins, as a function of the concentration of human serum albumin (HSA) in biological samples, using a fluorescent probe derived from heptamethine cyanine (SHP) based on the off- on with near infrared (NIR) emission. The proposed method was based on the absence of free probe fluorescence (SHP), however, the complex formed with the protein (HSA-SHP) shows high emission in NIR (λex = 580 nm / λem = 674 nm) under optimized conditions (pH 8.0 in 10 mM PIPES buffer). The stoichiometry of the HSA-SHP complex was defined as 1:1 applying Job's method. The linear range of the method was 0.05 to 6.0 µM (equivalent to 3.4 - 408 mg L-1 ) with a detection limit of 0.014 µM (0.95 mg L-1 ) and RSD < 3.6 %, being selective for quantification of HSA in the presence of species commonly found in biological samples such as metal ions, fatty acids, glucose, and amino acids. Finally, the methodology developed was applied to determine SAH in plasma and urine samples, with recoveries from 91 to 118%, and the results obtained were statistically in agreement (α = 0.05) with the Bradford method (method of reference). Thus, the proposed method for the determination of total proteins as a function of HSA, proved to be versatile and amenable to application in the determination of total proteins.
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JOSÉ GUIMARÃES FERREIRA DE LIMA JÚNIOR
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DESENVOLVIMENTO DE METODOLOGIAS BASEADAS EM SISTEMAS MINIATURIZADOS COM APLICAÇÕES EM QUÍMICA ANALÍTICA
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Orientador : DIOGENES MENESES DOS SANTOS
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MEMBROS DA BANCA :
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BRUNO GABRIEL LUCCA
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DIOGENES MENESES DOS SANTOS
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FABIANE CAXICO DE ABREU GALDINO
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PHABYANNO RODRIGUES LIMA
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WANDER GUSTAVO BOTERO
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Data: 28/09/2023
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Sistemas miniaturizados possuem características únicas que possibilitam suas aplicações nos mais diversos campos do conhecimento. O baixo custo por análise, a portabilidade e as possibilidades de hifenação das mais diversas técnicas analíticas são atributos que vem chamando a atenção da comunidade científica desde os anos 1990. Neste trabalho, duas metodologias distintas utilizando sistemas miniaturizados são apresentadas. A primeira metodologia utiliza dispositivos analíticos baseados em papel (PADs) para determininação colorimétrica de ranitidina através da reação do analito com a sonda 4-Cloro-7-nitrobenzofurazan (NBD-Cl). A ranitidina é um antagonista do receptor H2 da histamina empregado no tratamento de úlcera gastroduodenal e doenças relacionadas, como refluxo gastroesofágico e síndrome de Zollinger-Ellison. Sua principal função é inibir a superprodução de ácido gástrico devido ao seu efeito na secreção de ácido gástrico e, assim, reduzir a dor. Listada pela Organização Mundial de Saúde (OMS) como um dos medicamentos essenciais para uso no sistema básico de saúde, a ranitidina tem mercado global e está disponível comercialmente com a marca Zantac e outras. Vários métodos analíticos foram relatados para a determinação de ranitidina, incluindo eletroquímicos, espectofotométricos, fluorescência e quimioluminescência. Embora esses métodos sejam adequados para a determinação de ranitidina em diferentes amostras, eles apresentam grandes desvantagens, incluindo alto custo e consumo de reagente, operação trabalhosa, equipamentos complexos e pessoal treinado. Parâmetros analíticos como pH, tipo de tampão, concentração dos reagentes e temperatura foram otimizados para a metodologia proposta. Além disso, essa metodologia mostrou-se adequada para aplicação em amostras farmacêuticas e é uma alternativa simples, barata e rápida para a determinação de ranitidina. A segunda metodologia desenvolvida nesse trabalho utilizou um sistema de microchip eletroforese com detecção eletroquímica (ME-EC) para a separação e determinação de tióis biológicos (glutationa e cisteína) e ácido ascórbico. Essas espécies possuem papel fundamental dentro da fisiologia humana e protegem as células das espécies reativas de oxigênio e nitrogênio, sendo fundamentais para a homeostase celular. As concentrações dessas espécies nos seres humanos indicam os níveis de estresse oxidativo e podem sugerir a necessidade de tratamento para doenças como diabetes e câncer. Utilizando um microchip híbrido PDMS/vidro, a metodologia foi baseada na reação dos tióis com a menadiona, sendo o produto desta reação analisado via ME-EC. Parâmetros como composição do tampão, uso de surfactantes e ciclodextrinas foram otimizados, além da construção de curvas analíticas para cada uma das espécies analisadas. As principais vantagens da metodologia proposta estão no baixo potencial de detecção, facilidade na execução das etapas experimentais e viabilidade para análise de amostras complexas como plasma e eritrócitos humanos.
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Miniaturized systems have unique characteristics that enable their applications in the most diverse fields of knowledge. The low cost per analysis, portability and the possibilities of hyphenating the most diverse analytical techniques are attributes that have been attracting the attention of the scientific community since the 1990s. In this work, two different methodologies using miniaturized systems are presented. The first methodology uses paper-based analytical devices (PADs) for colorimetric determination of ranitidine through the reaction of the analyte with the probe 4-Chloro-7-nitrobenzofurazan (NBD-Cl). Ranitidine is a histamine H2 receptor antagonist used in the treatment of gastroduodenal ulcers and related diseases, such as gastroesophageal reflux and Zollinger-Ellison syndrome. Its main function is to inhibit the overproduction of gastric acid due to its effect on gastric acid secretion and thus reduce pain. listed by the World Health Organization (WHO) as one of the essential medicines for use in the basic healthcare system, ranitidine has a global market and is commercially available under the brand name Zantac and others. Various analytical methods have been reported for the determination of ranitidine, including electrochemical, spectrophotometric, fluorescence, and chemiluminescence. Although these methods are suitable for the determination of ranitidine in different samples, they have major disadvantages including high cost and reagent consumption, laborious operation, complex equipment, and trained personnel. Analytical parameters such as pH, type of buffer, concentration of reagents and temperature were optimized for the proposed methodology. Furthermore, this methodology proved to be suitable for application in pharmaceutical samples and is a simple, cheap, and quick alternative for the determination of ranitidine. The second methodology developed in this work used an electrophoresis microchip system with electrochemical detection (ME-EC) for the separation and determination of biological thiols (glutathione and cysteine) and ascorbic acid. These species play a fundamental role in human physiology and protect cells from reactive oxygen and nitrogen species, being fundamental for cellular homeostasis. The concentrations of these species in humans indicate levels of oxidative stress and may suggest the need for treatment for diseases such as diabetes and cancer. Using a PDMS/glass hybrid microchip, the methodology was based on the reaction of thiols with menadione, being the product of this reaction analyzed via ME-EC. Parameters such as buffer composition, use of surfactants and cyclodextrins were optimized, in addition to the construction of analytical curves for each of the species analyzed. The main advantages of the proposed methodology are the low detection potential, ease in carrying out the experimental steps and feasibility for analyzing complex samples such as human plasma and erythrocytes.
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MONIZY DA COSTA SILVA
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PRODUÇÃO, PURIFICAÇÃO, CARACTERIZAÇÃO E APLICAÇÕES DE UMA NOVA PROTEASE E UMA ENDOGLUCANASE DO FUNGO Pleurotus djamor PLO13
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Orientador : HUGO JUAREZ VIEIRA PEREIRA
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MEMBROS DA BANCA :
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HUGO JUAREZ VIEIRA PEREIRA
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FRANCIS SOARES GOMES
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RUTH RUFINO DO NASCIMENTO
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TICIANO GOMES DO NASCIMENTO
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ALDENIR FEITOSA DOS SANTOS
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Data: 30/10/2023
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A agricultura brasileira, impulsionada por avanços tecnológicos e preocupações ambientais, está se tornando um importante motor de desenvolvimento. Pesquisas estão sendo realizadas para aproveitar matérias-primas não comerciais, como biomassa lignocelulósica, para produzir enzimas úteis por meio da fermentação em estado sólido (FES) com fungos, como o Pleurotus djamor PLO13. Duas dessas enzimas, proteases e endoglucanases, têm aplicações em diversas indústrias e são amplamente produzidas globalmente. Diante disso, a presente pesquisa tem como objetivo produzir, purificar, caracterizar e avaliar possíveis aplicações biotecnológicas das enzimas protease e endoglucanase oriunda do processo de fermentação de estado sólido com o fungo P. djamor PLO13. Inicialmente, foi realizado um screening de quatro resíduos agroindustriais (BCA, FC, CA e FT) como suporte para o crescimento do fungo, e o FT demonstrou ser o mais eficiente após 120 horas de cultivo. Posteriormente, foram realizados ensaios enzimáticos para analisar a presença de protease e endoglucanase no extrato, e ambas foram detectadas. O extrato enzimático bruto alcançou sua máxima atividade caseinolítica após 120 horas de cultivo. A especificidade da protease foi analisada em relação aos substratos testados e sua inibição na presença de inibidores específicos, o que permitiu classificá-la como uma serinoprotease semelhante à elastase-2-like dependente de íons metálicos, com uma atividade específica de 3.976 U.mg−1. Essa enzima demonstrou alta eficiência na coagulação do leite integral pasteurizado e desnatado reconstituído, tanto na presença quanto na ausência de cálcio, mesmo em temperatura ambiente. O processo de coagulação foi influenciado por fatores como temperatura, tempo e concentração de cálcio, que foram minuciosamente analisados. Quanto à endoglucanase presente no extrato bruto, ela foi classificada como halotolerante e halofílica e apresentou temperatura e pH ótimo de 50 °C e de 5,0, respectivamente. Além disso, manteve-se estável nas condições de 40 a 60 °C e pH 4,0 a 10,0, bem como na presença de agentes surfactantes, como SDS, triton X-100, Tween 40 e Tween 80. Sua atividade enzimática foi ativada na presença de EDTA, Na + , etanol, propanona, diclorometano, dinitrometano, ureia e β-mercaptoetanol, enquanto Mg2+, Ca2+ e Cu2+, metanol e heptano a reduziram ou inativaram. Para a purificação da endoglucanase, empregou-se um processo de fracionamento orgânico seguido de cromatografia de troca aniônica. Durante esse processo, foi purificado uma enzima com massa molecular de aproximadamente 26 kDa e que apresentou uma notável recuperação de 110%. A endoglucanase pura apresentou um ótimo desempenho em termos de temperatura e pH, com valores ótimos de 50 °C e 5,0, respectivamente. Além disso, ela mostrou-se estável em uma ampla faixa de temperatura, variando de 30 a 70 °C, e pH, variando de 3,0 a 10,0. Essa notável estabilidade em condições variáveis a torna especialmente valiosa em processos industriais e foi classificada como halotolerante e halofílica. Ademais, a atividade enzimática foi ativada pela presença de EDTA e Mn2+, enquanto a presença de Mg2+ inibiu sua atividade. Em termos de cinética enzimática, a enzima exibiu um Km de 0,0997 ± 0,0063 mg/ml e um Vmax de 0,1122 ± 0,00109 mol/min/mL, indicando sua eficácia na hidrólise de substratos específicos. Esses resultados indicam um alto potencial de aplicação industrial para essas enzimas, especialmente nos setores de laticínios, produção de etanol de segunda geração e fabricação de detergentes, devido à sua estabilidade sob uma ampla gama de condições.
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Mostrar Abstract
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Brazilian agriculture, driven by technological advances and environmental concerns, is becoming an important engine of development. Research is being carried out to harness non-commercial raw materials such as lignocellulosic biomass to produce useful enzymes through solid-state fermentation (FES) with fungi such as Pleurotus djamor PLO13. Two of these enzymes, proteases and endoglucanases, have applications in diverse industries and are widely produced globally. Therefore, the present research aims to produce, purify, characterize and evaluate possible biotechnological applications of the protease and endoglucanase enzymes from the solid state fermentation process with the fungus P. djamor PLO13. Initially, a screening of four agro-industrial residues (BCA, FC, CA and FT) was carried out as support for the growth of the fungus, and FT proved to be the most efficient after 120 hours of cultivation. Subsequently, enzymatic assays were carried out to analyze the presence of protease and endoglucanase in the extract, and both were detected. The crude enzyme extract reached its maximum caseinolytic activity after 120 hours of cultivation. The specificity of the protease was analyzed in relation to the substrates tested and its inhibition in the presence of specific inhibitors, which allowed it to be classified as a serine protease similar to metal iondependent elastase-2-like, with a specific activity of 3,976 U.mg −1. This enzyme demonstrated high efficiency in the coagulation of pasteurized whole and reconstituted skimmed milk, both in the presence and absence of calcium, even at room temperature. The coagulation process was influenced by factors such as temperature, time and calcium concentration, which were thoroughly analyzed. As for the endoglucanase present in the crude extract, it was classified as halotolerant and halophilic and had an optimum temperature and pH of 50 °C and 5.0, respectively. Furthermore, it remained stable under conditions of 40 to 60 °C and pH 4.0 to 10.0, as well as in the presence of surfactant agents, such as SDS, triton X-100, Tween 40 and Tween 80. Its enzymatic activity it was activated in the presence of EDTA, Na+, ethanol, propanone, dichloromethane, dinitromethane, urea and β-mercaptoethanol, while Mg2+, Ca2+ and Cu2+, methanol and heptane reduced or inactivated it. For the purification of endoglucanase, an organic fractionation process followed by anion exchange chromatography was used. During this process, an enzyme with a molecular mass of approximately 26 kDa was purified and showed a remarkable recovery of 110%. Pure endoglucanase showed excellent performance in terms of temperature and pH, with optimum values of 50 °C and 5.0, respectively. Furthermore, it was stable over a wide range of temperatures, ranging from 30 to 70 °C, and pH, ranging from 3.0 to 10.0. This remarkable stability under varying conditions makes it especially valuable in industrial processes and it has been classified as halotolerant and halophilic. Furthermore, the enzymatic activity was activated by the presence of EDTA and Mn2+, while the presence of Mg2+ inhibited its activity. In terms of enzymatic kinetics, the enzyme exhibited a Km of 0.0997 ± 0.0063 mg/ml and a Vmax of 0.1122 ± 0.00109 mol/min/mL, indicating its effectiveness in the hydrolysis of specific substrates. These results indicate a high potential for industrial application for these enzymes, especially in the dairy, second-generation ethanol production and detergent manufacturing sectors, due to their stability under a wide range of conditions.
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