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Ação do ácido pirolenhoso de Eucalyptus na síntese ecologicamente correta de nanopartículas de prata
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-03-31) Medeiros, Lúcio César Dantas de; Gasparotto, Luiz Henrique da Silva; https://orcid.org/0000-0002-4711-393X; http://lattes.cnpq.br/2649423643904707; https://orcid.org/0000-0002-4072-3516; http://lattes.cnpq.br/8011911595430450; Fonseca, José Luís Cardozo; http://lattes.cnpq.br/8143800826985556; Siqueira Júnior, José Roberto; Caseli, Luciano; Medeiros, Rodolfo Luiz Bezerra de Araújo
O interesse por produtos decorrentes de recursos naturais renováveis tem crescido substancialmente nos últimos anos. Em nanotecnologia, almeja-se o emprego de reagentes químicos de baixa toxicidade advindos de processos ambientalmente corretos. No presente estudo, demonstramos pela primeira vez que o ácido pirolenhoso (AP), um insumo obtido pela condensação das emissões gasosas poluentes geradas durante a pirólise da biomassa, age concomitantemente como agente redutor e estabilizador na síntese de nanopartículas de prata (AgNPs). Adicionalmente, foi proposta uma nova rota sintética para confecção de um produto constituído por AgNPs ancoradas em nanocristais de celulose (AgNPs/NC). Por meio de análises cromatográficas (CG-EM) e espectroscopia Raman, mostrou-se que, em meio alcalino, espécies oxigenadas contidas no AP reduziram os íons prata à sua forma metálica. Paralelamente, o ácido acético, abundantemente presente no AP, adsorveu-se na superfície das AgNPs conferindo-as estabilização eletrostática. As AgNPs, esféricas e de tamanho médio de 16,42 ± 4,62 nanômetros, permaneceram estáveis por pelo menos 150 dias (potencial zeta = -56 mV). Na produção das AgNPs/NC, observou-se que o tempo para a estabilização total das AgNPs foi reduzido drasticamente, assim como o tamanho médio das partículas (5,12 ± 1,59 nanômetros). Também foi demonstrando por termogravimetria que a eficiência de impregnação das AgNPs nos nanocristais de celulose foi superior a 95 %. Por fim, foi demonstrado que o AP apresentou atividade contra as bactérias Escherichia coli e Staphylococcus aureus apenas quando empregado no seu pH original (pH ~ 2,8). Porém, quando neutralizado (pH = 7,5), não se observou qualquer atividade bactericida. Com base nesse fato, foi proposta uma nova interpretação para a ação antimicrobiana do AP, baseada na acidez do meio gerada principalmente pelo ácido acético. Quando aplicadas em pH neutro, as AgNPs e AgNPs/NC apresentaram atividade bacteriostática semelhante às relatadas na literatura. Com base nessas informações, conclui-se que o uso do AP na síntese de nanomateriais de prata é uma abordagem interessante e promissora.
Alquilação de tolueno com propeno, através de complexo ferro (II) ᵦ- diimina homogêneo e heterogeneizado em MCM-41, Al-MCM-41 e SBA-15
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2014-09-25) Pinheiro, Carlos Antônio de Albuquerque; Pergher, Sibele Berenice Castella; Gusmão, Katia Bernardo; ; http://lattes.cnpq.br/8664708384378316; ; http://lattes.cnpq.br/5249001430287414; ; http://lattes.cnpq.br/4133612172850458; Gasparotto, Luiz Henrique da Silva; ; http://lattes.cnpq.br/2649423643904707; Braga, Tiago Pinheiro; ; http://lattes.cnpq.br/9170391410490804; Santos, Eduardo Nicolau dos; ; http://lattes.cnpq.br/9246600674685393
Este trabalho descreve a síntese e aplicação de catalisadores de ferro homogêneos e heterogeneizados na reação de alquilação do tolueno com propeno, empregando planejamento de experimentos. O complexo homogêneo foi obtido através da síntese do ligante orgânico seguida da complexação de cloreto de ferro(II). Quanto aos complexos heterogeneizados, inicialmente foram sintetizados suportes inorgânicos (SBA-15, MCM-41 e Al-MCM41). Em seguida sintetizou-se novamente o ligante orgânico, que através de funcionalização com o cloropropiltrimetoxisilano (CPTMS), foi ancorado ao suporte previamente calcinado. A estes ligantes ancorados, foi complexado cloreto de ferro(II), previamente solubilizado em tetrahidrofurano (THF). A caracterização do ligante orgânico foi realizada através de ressonância magnética nuclear (RMN) e espectroscopia na região do infravermelho (IV). Os suportes foram caracterizados por difração de raios-x (DRX), análises texturais por adsorção/dessorção de nitrogênio (antes e depois do ancoramento), análise de termogravimetria (TG) e espectroscopia na região do infravermelho (IV). A quantidade de metal foi quantificado através de espectrofotometria de absorção atômica (AAS). Os complexos foram testados em reações catalíticas empregando-se sesquicloreto de etilalumí- nio (EASC) como co-catalisador, responsável pela ativação do complexo catalítico, em reator de aço, sob agitação mecânica. As condições reacionais variaram entre 4 e 36 ◦C, para diversas razões alumínio/ferro, sempre sob 6 atmosferas de pressão de propeno e com 30 minutos de tempo reacional. Os produtos das reações catalíticas foram analisados através de cromatografia gasosa (CG). Os catalisadores se mostraram ativos tanto em meio homogêneo como heterogeneizados nos suportes. O complexo catalítico homogêneo apresentou frequência de rotação (FR) de até 8,63 ×103 · h −1 , enquanto que, em algumas condições, os complexos ancorados apresentaram melhores resultados, com FR de até 8,08 ×103 · h −1 . Adicionalmente, foi possível determinar uma equação, para o sistema homogêneo, que relaciona a quantidade de produto em função da temperatura reacional e da razão alumínio/ferro.
Biological evaluations of nanocarriers to improve the effectiveness of colorectal cancer treatment
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2022-03-24) Oliveira, Ana Luiza Cabral de Sá Leitão; Araújo Júnior, Raimundo Fernandes de; http://lattes.cnpq.br/1903940945895093; http://lattes.cnpq.br/6353685475398176; Gasparotto, Luiz Henrique da Silva; https://orcid.org/0000-0002-4711-393X; http://lattes.cnpq.br/2649423643904707; Cruz, Luis J.; Geus-oei, Lioe-fee de; Leitão, Renata Ferreira de Carvalho
Um dos desafios da nanotecnologia é melhorar a eficácia dos tratamentos de doenças, a fim de reduzir as taxas de morbimortalidade. Seguindo essa linha de estudo, fizemos uma formulação de nanopartículas com tamanho pequeno, superfícies uniformes e coeficiente de encapsulamento satisfatório como alvo para células de câncer colorretal. Os resultados de ligação e absorção provam que o uso do sistema alvo com ácido fólico funciona: Usando este sistema, a citotoxicidade e a morte celular são aumentadas quando comparadas ao uso de oxaliplatina livre. Os dados mostram que o sistema maximizou a eficiência da oxaliplatina na modulação da progressão tumoral, aumentando a apoptose e diminuindo a resistência à droga. Assim, pela primeira vez, nossos achados sugerem que o PLGA-PEG-FA aumenta a eficácia antitumoral da oxaliplatina ao funcionar como um facilitador da liberação de drogas no câncer colorretal.
Blenda contendo cimento Portland Classe G e resíduo da produção de argamassa para cimentação de poços petrolíferos de altas temperaturas
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-03-14) Santiago, Rodrigo César; Freitas, Júlio Cézar de Oliveira; https://orcid.org/0000-0003-1324-9705; http://lattes.cnpq.br/2357217530716519; http://lattes.cnpq.br/6823966481089536; Martinelli, Antonio Eduardo; https://orcid.org/0000-0003-3885-9104; http://lattes.cnpq.br/0022988322449627; Gasparotto, Luiz Henrique da Silva; https://orcid.org/0000-0002-4711-393X; http://lattes.cnpq.br/2649423643904707; Araújo, Edson de Andrade; http://lattes.cnpq.br/8650473508622190; Aum, Pedro Tupã Pandava; https://orcid.org/0000-0002-2339-9865; http://lattes.cnpq.br/7515419219571335
A exploração por novos campos de petróleo continua sendo fortemente uma busca constante, bem como o incremento de produção dos campos considerados maduros, para aumento das reservas e atendimento energético global crescente. Para isso, necessita-se de otimizações que contribuam para a redução de custos operacionais na perfuração de poços e que sejam mais sustentáveis, de modo a conciliar utilização de novas tecnologias ao mesmo tempo em que se garanta maior integridade dos poços construídos e menores impactos ambientais. Com os adventos tecnológicos, já é comum atingir cenários de reservatórios de petróleo e gás mais agressivos quando se trata principalmente em parâmetros como alta temperatura e alta pressão. Entretanto, nessas condições há maiores desafios a serem considerados, especialmente em relação ao projeto de cimentação, uma vez que em temperaturas superiores a 110 °C o cimento sofre modificações em sua hidratação, as quais tendem a favorecer a formação de fases com maior permeabilidade e provocando a retrogressão da sua resistência mecânica, tornando o cimento vulnerável ao isolamento hidráulico do poço e comprometendo a sua integridade. De outro lado, o setor industrial, de uma maneira geral, gera uma quantidade significativa de resíduos, muitos destes sem aplicações ou destinações adequadas. Como exemplo, a indústria de produção de argamassas gera um subproduto até então descartado e o objetivo desse trabalho é aplicar esse rejeito em pastas de cimento sujeitas às altas temperaturas e pressões dos poços de petróleo e gás no intuito de agregar valor através do desenvolvimento de uma blenda comercial a ser potencialmente utilizada na cimentação de poços como produto tecnologicamente eficiente e que proporcione a redução significativa do uso de cimento sem perdas nas propriedades exigidas, o que contribui também para a redução de custos e impactos ambientais. Os estudos foram conduzidos com a caracterização do resíduo utilizando as técnicas de difração de raios-X, análise granulométrica e análise de composição química, e as pastas foram formuladas com diferentes proporções da blenda resíduo + cimento em cenários de cura em condições de alta e baixa temperatura e pressão com posterior caraterização das fases formadas e ensaios tecnológicos de resistência à compressão, comparando os dados obtidos com os dados de pastas-padrão. Os resultados preliminares demonstram a potencialidade do uso da blenda de cimento com resíduo da argamassa em substituição aos produtos atualmente comercializados, favorecendo impactos positivos, sendo considerado um produto sustentável, conferindo propriedades mecânicas adequadas às solicitações operacionais e com um apelo ambiental que, ainda, pode gerar redução de custos na fabricação das pastas, facilitando a viabilidade de operações em diversos campos, com condições de alta temperatura e onde serão aplicadas técnicas de recuperação térmica.
Complexos interpolieletrolíticos de quitosana e poli (4-estireno sulfonato de sódio): preparação, caracterização e aplicação na adsorção de fármacos
(2016-06-23) Lima, Camila Renata Machado de; Fonseca, José Luis Cardozo; ; ; Vasconcelos, Cláudio Lopes de; ; Gasparotto, Luiz Henrique da Silva; ; Pedrosa, Matheus de Freitas Fernandes; ; Paula, Regina Celia Monteiro de;
Polieletrólitos carregados opostamente interagem eletrostaticamente para formar os denominados complexos interpolieletrolíticos (IPEC’s). Ao combinar diferentes tipos de polieletrólitos, estruturas distintas podem ser formadas, o que torna necessário a devida caracterização físico-química desses complexos interpolieletrolíticos. Dessa forma, neste trabalho, inicialmente, foram obtidos complexos interpolieletrolíticos entre quitosana e poli (4-estireno sulfonato de sódio) a diferentes razões molares, rSA (sulfonato/amínio), através da simples mistura das soluções desses polieletrólitos em meio ácido: sendo a quitosana o policátion e o poli (4-estireno sulfonato de sódio) o poliânion. Posteriormente, esses IPEC’s foram caracterizados por medidas de viscosidade, turbidez, condutividade, potencial zeta, além das técnicas de espalhamento dinâmico da luz (DLS) e espalhamento de raios-X a baixo ângulo (SAXS). A ampla faixa de dezessete razões molares, rSA (0,01; 0,03; 0,05; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 1,4; 1,7; 2,0; 2,5; 3,3; 5,0 e 10), investigada neste trabalho gerou partículas coloidais de natureza liofílica e liofóbica. As medidas de turbidez e condutividade apresentaram um aumento drástico quando a razão molar teve seu valor igual a 1. O potencial zeta nesta região de rSA = 1 foi de 0, confirmando a neutralidade de carga e uma estequiometria 1:1 entre os polieletrólitos. A partir dos parâmetros obtidos pelo DLS e SAXS foi possível caracterizar o processo de formação dos IPEC’s. As partículas sólidas de IPEC’s obtidas foram caracterizadas por TG, DRX e FTIR, indicando que a complexação interpolieletrolítica inibiu a ocorrência de regiões cristalinas. Posteriormente, foram realizados experimentos a fim de monitorar e caracterizar o processo de adsorção de dois fármacos, tetraciclina e cromoglicato, em partículas sólidas de IPEC’s obtidas a partir de duas razões molares diferentes, rSA = 0,7 e 1,43. Isotermas de adsorção e um modelo cinético foram utilizados nos dados experimentais para descrever o processo de adsorção. As partículas de IPEC’s obtidas a partir da rSA = 0,7 e rSA = 1,43 mostraram ser bons adsorventes para a tetraciclina. Entretanto, nenhum processo de adsorção do cromoglicato em partículas obtidas a partir da rSA = 1,43 foi observado.
Desenvolvimento de pastas leves contendo nanossílica para aplicação em poços petrolíferos de alta temperatura com baixo gradiente de fratura
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-02-28) Dantas, Carlos Augusto Leal; Freitas, Júlio Cézar de Oliveira; Gasparotto, Luiz Henrique da Silva; https://orcid.org/0000-0002-4711-393X; http://lattes.cnpq.br/2649423643904707; http://lattes.cnpq.br/9441310314387152; Aum, Pedro Tupã Pandava; Santiago, Rodrigo César
O cimento utilizado na operação de perfuração de poços de petróleo de alta temperatura precisa ser aditivado com sílica para evitar o processo de retrogressão da resistência mecânica da matriz cimentícia que ocorre a partir de 110 ºC, por formar produtos de hidratação deletérios ao cimento. Em poços com baixo gradiente de fratura, se faz necessário a utilização de pastas leves de cimento para evitar a ruptura da formação rochosa. Para isso utilizam-se aditivos estendedores, como a bentonita sódica, porém, sua utilização implica na redução da resistência à compressão do cimento. Nos últimos anos a adição da nanossílica em pastas de cimento tem sido amplamente estudada. Resultados promissores tais como aumento dos parâmetros reológicos, redução da porosidade e da permeabilidade e aumento da resistência à compressão tem sido publicados na literatura. Com base no exposto, este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de pastas leves contendo nanossílica para aplicação em poços petrolíferos de alta temperatura e baixo gradiente de fratura. Para isso, foram formuladas pastas de densidade 12,5; 13,0 e 13,5 lb/gal, variando a concentração de nanossílica, e pastas de referência com bentonita sódica, contendo 40% de sílica cristalina em todas as composições. As pastas foram caracterizadas por ensaios reológicos, estabilidade, resistência à compressão, Difração de Raios-X (DRX), Termogravimetria (TG) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Os sistemas considerados estáveis foram selecionados e submetidos à 41 °C e 14,7 Psi por 24 horas e 28 dias e, também, sob a condição de 180 ºC e 3000 Psi por 28 dias. Baseado nos resultados obtidos de reologia pôde-se constatar aumento nos valores dos parâmetros reológicos com o incremento da concentração de nanossílica. Nos testes de estabilidade e resistência à compressão verificou-se melhorias dos parâmetros com o incremento da concentração de nanossílica. Por fim, a nanossílica apresentou resultados promissores para aplicação como aditivo estendedor em cimentação de poços de petróleo de alta temperatura e baixo gradiente de fratura.
Discriminação de respostas metabólicas de Staphylococcus aureus submetidas a nanopartículas de prata
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2017-12-06) Lima, Rayane Pereira de; Gasparotto, Luiz Henrique da Silva; Heloiza Fernanda Oliveira Silva; Pergher, Sibele Berenice Castella; Rigoti, Eduardo
A resistência bacteriana é uma das problemáticas enfrentadas pela indústria farmacêutica. Dados da literatura mostram resultados promissores na aplicação de nanopartículas de prata (NanoAg) para combater a resistência bacteriana, além da possibilidade de realizar sua combinação com fármacos. Nesse estudo, as NanoAg foram sintetizadas por meio de uma rota de baixo impacto ambiental. Essas nanopartículas e seu combinado com hiclato de doxiciclina (DO) foram caracterizadas por microscopia eletrônica de transmissão (MET) e espectroscopia na região do ultravioleta e visível (UV-Vis). A espectroscopia na região do UV-Vis mostrou a formação de bandas características das NanoAg (401 nm), DO (273 nm e 346 nm). Após a adição de DO à solução de NanoAg, a banda de DO apresentou um deslocamento na segunda banda, agora sendo apresentada em 355 nm, remetendo à uma possível interação. As micrografias de MET mostraram que a forma das NanoAg foi conservada após a adição de DO, bem como que promoveu uma mudança no tamanho médio das partículas de 5,32 nm ± 1,02 nm para 4,32 nm ± 1,02 nm (p < 0,05). Posteriormente, as bactérias foram ativadas, semeadas, incubadas e expostas aos agentes antimicrobianos (NanoAg, DO, NanoAg + DO), seguido da aquisição de seus respectivos espectros de FTIR-ATR. A Análise de Componentes Principais (ACP) foi aplicada ao grupo de espectros mostrando um padrão de diferenciação entre as classes.
Efeitos anti-inflamatório, antitumoral e analgésico de nanopartículas de ouro e antibacteriano de nanopartículas de prata
(2019-11-29) Athayde, Heloiza Fernanda Oliveira da Silva; Gasparotto, Luiz Henrique da Silva; ; ; Delmonte, Mauricio Roberto Bomio; ; Silva Júnior, Arnóbio Antonio da; ; Fechine, Pierre Basilio Almeida; ; Lemos, Sherlan Guimarães;
A neoplasia e a resistência bacteriana estão entre os principais desafios na área biomédica atualmente, cenário este que demanda estudo e desenvolvimento de tratamentos alternativos. Nanopartículas metálicas tem se mostrado promissoras em aplicações dessa natureza. Esta tese apresenta aplicações de nanopartículas de ouro e prata (NanoAu e NanoAg, respectivamente) a sistemas biológicos. NanoAu são consideradas como potenciais plataformas para drug delivery. Entretanto, é essencial o entendimento da interação dessas partículas com os organismos vivos antes da sua utilização como nanocarreadores. Assim, o primeiro estudo apresenta a síntese e caracterização de NanoAu e a investigação dos efeitos anti-inflamatório, analgésico e antitumoral, além da biodistribuição das mesmas e o seu efeito sobre vários tipos de tecidos. As NanoAu foram sintetizadas por meio de uma rota de baixo impacto ambiental e caracterizadas com microscopia eletrônica de transmissão (TEM) e espectroscopia na região do UV-Visível (UV-vis). Posteriormente, células HT-29 foram expostas às NanoAu e avaliou-se a apoptose por meio da atividade da caspase-3. Em relação a ensaios in vivo, NanoAu foram administradas a camundongos Swiss fêmeas e ratos machos para posterior avaliação das suas propriedades anti-inflamatórias e analgésicas. A biodistribuição das NanoAu e seu impacto sobre os tecidos foram estudados por espectroscopia de UV-Vis e análise histopatológica, respectivamente. A apoptose das células foi dependente da dose para concentrações de NanoAu entre 40 g ml-1 e 80 g ml-1 (p < 0,05). A melhor atividade anti-inflamatória foi observada na dose de 1500 g kg-1 , o que ocasionou uma redução de 49,3% na migração de leucócitos. NanoAu mostraram analgesia periférica na dose de 1500 g kg-1 e foram encontradas no fígado, baço, rim e pulmão dos camundongos Swiss. O exame histopatológico revelou extravasamento de hemácias no pulmão. Já o segundo estudo, aborda a investigação do efeito sinérgico metabólico das NanoAg combinadas ao hiclato de doxiciclina. Para isso foi utilizada a bioespectroscopia ATR-FTIR de amostras bacterianas de Staphylococcus aureus. A PCA foi aplicada ao grupo de espectros mostrando um padrão de diferenciação entre as classes. Devido à complexidade dos dados obtidos (apresentarem bandas de sobreposição e bastante variância dentro da mesma classe), foi necessário o emprego da ferramenta de seleção de variáveis PLS-DA. Foram identificados que todos os antimicrobianos desse estudo interferem na síntese protéica. Valores de sensibilidade de 75%, 100% e 75 % para Controle, NanoAg e hiclato de doxiciclina respectivamente. Ainda foi determinado se havia ou não diferença estatística nos valores médios de absorbância, isso permitiu apontar em quais casos os biomarcadores eram mais expressos o que sugeriu a possível causa da sinergia do efeito antibacteriano das NanoAu combinadas com hiclato de doxiciclina. Os resultados obtidos nos dois estudos confirmam a potencialidade das nanopartículas sintetizadas em nosso grupo de pesquisa como possíveis nanocarreadores.
Estudo da adsorção de tensoativos não-iônicos na interface líquido-gás e a sua relação com a estabilidade de espumas líquidas
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2020-12-10) Felix, Juliana Rodrigues; Wanderley Neto, Alcides de Oliveira; Dennys Correia da Silva; Wanderley Neto, Alcides de Oliveira; Fonseca, José Luís Cardozo; Gasparotto, Luiz Henrique da Silva
Os tensoativos apresentam grande destaque nas indústrias devido a sua estrutura e propriedades que os tornam tão importantes. Dentre eles, o nonilfenol etoxilado que é muito utilizado devido ao seu baixo custo e alta eficiência. O presente trabalho realiza estudos do Nonilfenol etoxilado em três variações, sendo eles o Nonylphenol 11EO, Nonylphenol 40EO e o Nonylphenol 100EO, de modo a averiguar o comportamento de cada surfactante. Foi realizado a análise de infravermelho com a finalidade de investigar as propriedades químicas presentes nos três tensoativos utilizados. Além do estudo da saturação na interface líquido-gás que foi realizada pelo método de pressão máxima de bolhas, no qual os resultados revelaram que os valores de CMC, tensão superficial, área e a adsorção de Gibbs são influenciados pela estrutura da molécula e mudança de temperatura. Com os resultados do experimento da interface líquido-gás foi possível estimar a quantidade de tensoativos na interface das bolhas de forma a conseguir espumas mais estáveis. Os resultados obtidos mostraram que a concentração dos tensoativos e a temperatura exercem influência na estabilidade das espumas variando de acordo com a quantidade de grupo etóxi do tensoativo.
Estudo de um derivado quinoxalínico do ácido ascórbico na síntese de nanopartículas de prata com potencial aplicação na detecção de L-cisteína
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2017-12-11) Pinheiro, Nayara de Araújo; Menezes, Fabrício Gava; Renata Mendonça Araújo; Gasparotto, Luiz Henrique da Silva; Silva, Francisco Ordelei Nascimento da
A síntese de nanopartículas de prata (AgNPs) tem se mostrado muito relevante e promissora devido às propriedades relevantes destes materiais, as quais permitem diversas aplicações, incluindo áreas biológicas e tecnológicas. Este trabalho descreve a síntese de AgNPs a partir de um derivado quinoxalínico do ácido L-ascórbico, N-(2-aminofenil)-3-((1S,2S)-1,2,3-trihidroxipropil)quinoxalina-2 carboxamida (AAQX), por meio de sua capacidade de atuar tanto como redutor quanto como estabilizante. As AgNPs foram caracterizadas por análise colorimétrica e por espectroscopia UV-Vis. Os resultados revelam que a melhor condição de síntese foi quando a proporção de Ag+ em relação ao AAQX foi de 1:8. Foi nesta condição que houve a menor alteração da banda de LSPR com o passar dos dias. Foi proposto um mecanismo de formação das AgNPs no qual o AAQX provavelmente se liga aos átomos metálicos pelos átomos de Oxigênio ou Nitrogênio presentes em sua composição. Foi realizado um estudo preliminar de detecção de L-cisteína (Cys) por meio das nanopartículas obtidas, no qual verificou-se uma possível seletividade para Cys frente a outros aminoácidos. Verificou-se, ainda, a influência da concentração de Cys e do tempo nesta detecção do referido aminoácido. Os resultados preliminares obtidos no presente trabalho podem fomentar o desenvolvimento de novos sistemas sensitivos ao aminoácido Cys e outros analitos, o que se mostra relevante para a química e também para áreas biológicas e tecnológicas.
Functionalization of gold nanoparticles with two aminoalcohol-based quinoxaline derivatives for targeting phosphoinositide 3-kinases (PI3Kα)
(Royal Society of Chemistry (RSC), 2018-12-17) Silva, Janine de Araújo; Menezes, Fabrício Gava; Athayde, Heloiza Fernanda Oliveira da Silva; Vieira, Davi Serradella; Silva, Sérgio Ruschi Bergamachi; Bortoluzzi, Adailton J.; Sant’Anna, Celso; Eugenio, Mateus; Neri, Jannyely Moreira; Gasparotto, Luiz Henrique da Silva
Quinoxaline derivatives have attracted considerable attention due to their vast range of applications that includes electroluminescence and biomedicine. Concerning the latter, the literature has shown that compounds with a quinoxaline motif bind quite efficiently to phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate 3-kinases (PI3Ks), which are enzymes found to be overexpressed in some types of neoplasms. In the present study, gold nanoparticles (AuNPs) were easily functionalized with 2,3-diethanolminoquinoxaline (DEQX) and 2-(2,3-dihydro-[1,4]oxazino[2,3-b]quinoxalin-4-yl)ethanol (OAQX). We made use of glycerol in alkaline media as reducing agent and the quinoxalines served as capping ligands to stabilize the AuNPs. This is the first report on the modification of a nanostructure with quinoxalines. Functionalization confers nanoparticles the required specificity to target only cancer cells, which opens possibilities for phototherapy since the modified AuNPs would concentrate in the tumor tissue as a consequence of PI3Kα overexpression. Molecular dynamics simulations have shown that DEQX and OAQX are potential inhibitors of PI3Kα since they bind to the active site of the enzyme in a way similar to other known inhibitors.
Índice de aromaticidade baseado na densidade, deslocalização e degenerescência(D3BIA) para aromáticos e homoaromáticos
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2013-10-04) Costa, Tamires Ferreira da; Firme, Caio Lima; ; http://lattes.cnpq.br/6586639715910129; ; http://lattes.cnpq.br/6359883699339218; Gasparotto, Luiz Henrique da Silva; ; http://lattes.cnpq.br/2649423643904707; Maciel, Maria Aparecida Medeiros; ; http://lattes.cnpq.br/5360188002708095; Esteves, Pierre Mothé; ; http://lattes.cnpq.br/6207084434110255
O estudo de moléculas aromáticas a partir de índices de aromaticidade é comum na literatura. Esta dissertação consiste em novas aplicações do índice de aromaticidade desenvolvido pelo professor Caio Lima Firme, chamado D3BIA (índice de aromaticidade baseado na densidade, deslocalização e degenerescência). Foi investigada uma possível correlação com outros índices de aromaticidade conhecidos, como modelo de oscilador harmônico para aromaticidade (HOMA), deslocamento químico independente do núcleo (NICS), índice de para-deslocalização (PDI), susceptibilidade magnética (), e fator energético no estudo da aromaticidade dos acenos e de espécies homoaromáticas baseado na gaiola bisnoradamantenila, com o objetivo de validar o D3BIA. Foi utilizado a teoria do funcional da densidade (DFT) para os cálculos de otimização da geometria e obtenção dos fatores energéticos associados à aromaticidade e dos índices HOMA e NICS. A partir da teoria quântica de átomos em moléculas (QTAIM) foram obtidos os índices D3BIA, PDI e . Para os acenos, quando aplicados os referidos índices de aromaticidade, foi observado que a melhor correlação linear (R2=0,752) ocorreu entre os resultados do D3BIA e do HOMA. No caso do dicátion bisnoradamantenila e seus derivados, foi obtida uma boa correlação entre D3BIA e NICS. Além disso, foi avaliado isoladamente um dos fatores usados no cálculo do D3BIA, o grau de uniformidade da deslocalização eletrônica (DIU) de modo a investigar sua possível influência na estabilidade de espécies químicas. Para isso, o DIU foi comparado com a energia de Gibbs de formação (ΔGf) de alguns pares de carbocátions, isômeros ou não, que apresentavam pequena diferença de simetria pontual e nenhuma diferença entre os fatores de estabilidade até então conhecidos. Com os resultados obtidos, pudemos comprovar que o DIU é um novo fator de estabilidade associado aos carbocátions, ou seja, quanto mais uniforme a deslocalização da densidade eletrônica, maior é a estabilidade do carbocátion. Os resultados dessa dissertação validam o índice D3BIA e mostram sua importância no conceito da aromaticidade, indicando que a aromaticidade pode ser entendida a partir da degenerescência dos átomos do sítio aromático, da densidade eletrônica no sítio aromático e do grau de uniformidade da deslocalização eletrônica
Influência da Poliuretana nos aspectos reológicos e filtração estática em pastas de cimento para migração de gás
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021) Costa, Leticia Naara Silveira; Freitas, Júlio Cézar de Oliveira; Batista, Willame Gomes da Silva; http://lattes.cnpq.br/0592299905652957; https://orcid.org/0000-0003-1324-9705; http://lattes.cnpq.br/2357217530716519; http://lattes.cnpq.br/3593333962263166; Freitas, Júlio Cézar de Oliveira; https://orcid.org/0000-0003-1324-9705; http://lattes.cnpq.br/2357217530716519; Gasparotto, Luiz Henrique da Silva; https://orcid.org/0000-0002-4711-393X; http://lattes.cnpq.br/2649423643904707; Batista, Willame Gomes da Silva; http://lattes.cnpq.br/0592299905652957
A avaliação de pastas de cimento para uso em poços de petróleo quanto a sua resistência à migração de gás é feita por testes em simuladores em escala de laboratório e/ou pela medida de propriedades individuais da pasta. Com o intuito de adaptar o cimento Portland para poço, a aplicação de aditivos de natureza polimérica pode ser uma forma de melhorar seu comportamento reológico e de filtração. Desta forma, este trabalho tem como objetivo estudar a influência da adição da Poliuretana (PU) em diferentes concentrações, como aditivo alternativo, em sistemas de pastas de cimento para combate à migração de gás. Foram realizados testes de reologia e filtrado API para avaliar os parâmetros reológicos e de filtração de pastas de cimento com adição de PU, contendo concentrações de 0 até 1,5% gpc, e controlador de filtrado variando de 0 até 0,3 bwoc. Os resultados mostraram que as formulações aditivadas somente com PU tiveram pouca eficiência, mas associadas ao controlador de filtrado, apresentaram excelentes resultados no controle de filtrado e em seu comportamento reológico.
Innovative methodologies in the concept of biorefinery for the analysis and derivatization of lignocellulose
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-10-16) Moura, Heloise Oliveira Medeiros de Araújo; Santos, Luciene da Silva; https://orcid.org/0000-0003-1132-5751; http://lattes.cnpq.br/1743478795941955; Rodríguez-Castellón, Enrique; Goicoechea, Hector Casimiro; Campos, Leila Maria Aguilera; Gasparotto, Luiz Henrique da Silva; https://orcid.org/0000-0002-4711-393X; http://lattes.cnpq.br/2649423643904707; Araújo, Renata Mendonça
A biorrefinaria de lignocelulose é considerada uma indústria análoga à refinaria de petróleo, com potencial para atender a demanda por combustíveis, produtos químicos e materiais renováveis em um futuro próximo. No entanto, processos de caracterização composicional de potenciais fontes lignocelulósicas, além do tratamento e da conversão heterogênea da celulose extraída, são algumas das principais limitações para ampliar a diversidade de produtos que podem ser obtidos com alta eficiência em biorrefinarias. Neste trabalho, uma série de metodologias inovadoras foi desenvolvida com foco na otimização dos processos desta indústria. Um novo método de caracterização da composição via deconvolução de picos de curvas termogravimétricas derivadas (DTG) foi aplicado à biomassa in natura e celuloses de sabugo de milho (CC) e bagaço de cana-de-açúcar (SB), em comparação com o método padrão, com altas precisão (desvio padrão <1,58%) e exatidão (erro padrão <5,74x10-2 , R2>0,9993 e F>750.926). Além disso, o novo método possibilitou avaliar a eficiência do tratamento e a reatividade da celulose. Em seguida, a otimização da síntese heterogênea de carboximetilcelulose (CMC), um dos derivados de celulose mais importantes comercialmente, foi realizada a partir dessas celuloses residuais por meio de um planejamento experimental DOptimal com 28 experimentos. Os resultados da análise de variância (ANOVA) e da metodologia de superfície de resposta (RSM) provaram com alta precisão (F=67,27; pvalor<0,0001; R2=0,928; desvio padrão=7,0x10-4) e exatidão (baixos resíduos de regressão) que as celuloses residuais extraídas são promissoras para produzir CMC em condições mais amenas em comparação com a literatura, rendendo cerca de 279% (m CMC/m celulose) de CMC solúvel em água. Finalmente, um hidrato salino de zinco foi usado como solvente e sistema reacional para a carboximetilação one-pot de celulose em meio homogêneo, em um processo novo, mais eficiente e ambientalmente amigável. A carboximetilação foi comprovada após apenas 30 min de reação por testes de solubilidade e análises espectroscópicas, bem como a complexação de Zn2+ pelos grupos carboxilato. A difração de raios X e os resultados microscópicos comprovaram que se trata de um nanomaterial (10-36 nm) organizado em uma microestrutura cúbica formada pela agregação de nanopartículas. Assim, a nanoZnCMC é o primeiro biopolímero de coordenação baseado em celulose relatado na literatura. Este material apresenta potencial para aplicações de alta tecnologia, abrindo assim um novo capítulo para estudos na síntese homogênea de materiais inovadores de fontes renováveis.
Investigação do efeito de pré-tratamentos na estrutura de biomassas lignocelulósicas para o isolamento de celuloses de alta reatividade
(2019-07-12) Moura, Heloise Oliveira Medeiros de Araújo; Santos, Luciene da Silva; ; ; Campos, Leila Maria Aguilera; ; Gasparotto, Luiz Henrique da Silva; ; Balaban, Rosângela de Carvalho;
A biomassa lignocelulósica é composta de celulose, hemicelulose e lignina fortemente ligadas entre si, e se destaca como uma matéria-prima altamente disponível e promissora para processos de conversão. A celulose tem sido amplamente estudada na literatura como fonte renovável para a produção de plataformas químicas, moléculas de suma importância para a indústria de biorrefinaria, capazes de serem convertidas nos mais diversos compostos químicos usados na sociedade atual. Entretanto, a separação eficiente da celulose ainda é desafiadora, devido a natureza recalcitrante da biomassa. Assim, este trabalho visa avaliar a eficiência do pré-tratamento combinado ácido/peróxido-alcalino (APA), da cavitação ultrassom (US) e da associação destes dois métodos (USA + PA) em diferentes condições, quanto ao aumento da acessibilidade da lignocelulose de biomassas residuais comuns do Nordeste brasileiro: bagaço de cana-de-açúcar (Saccharum officinarum), sabugo de milho (Zea mays) e pseudocaule de palma forrageira gigante (Opuntia ficus-indica L. Mill.), bem como na mudança de cristalinidade das celuloses isoladas. Para isso, os resultados da deconvolução dos picos presentes nos difratogramas de raios X (DRX) foram comparados às bandas de absorção geradas pela análise de espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) das amostras para avaliar a efetividade do tratamento APA em condições já encontradas na literatura e em uma nova metodologia com etapa ácida assistida por ultrassom. A cavitação possibilitou a produção de uma biomassa mais acessível em condições mais brandas de tratamento ácido (30 min, 90 °C) para a remoção da hemicelulose e com menor tempo (60 min) da etapa de deslignificação (peróxido-alcalino) para as amostras de bagaço de cana e pseudocaule de palma. As microscopias eletrônicas de varredura (MEV) comprovaram a modificação da morfologia das biomassas após os prétratamentos através da formação de fissuras, poros e de uma parede celular estratificada, reduzindo sua recalcitrância e permitindo o isolamento de celuloses de baixa cristalinidade após o branqueamento. A metodologia de deconvolução foi também aplicada às curvas termogravimétricas derivadas (DTG), permitindo a separação dos eventos de perda mássica, sobrepostos, e a determinação do conteúdo mássico das frações lignocelulósicas a partir da área das curvas associadas a cada evento, com precisão e exatidão comparáveis ao método padrão de caracterização para estas biomassas.
Nanocristais de celulose de resíduo de algodão e aplicação em pastas de cimento para poços de petróleo
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2021-09-20) Lima, Mailon Aguimar de; Freitas, Júlio Cézar de Oliveira; Nascimento, José Heriberto Oliveira do; https://orcid.org/0000-0003-1324-9705; http://lattes.cnpq.br/2357217530716519; http://lattes.cnpq.br/8744834803961014; Nóbrega, Andreza Kelly Costa; Gasparotto, Luiz Henrique da Silva; https://orcid.org/0000-0002-4711-393X; http://lattes.cnpq.br/2649423643904707; Bezerra, Ulisses Targino
Há 3 (três) características primordiais para uma boa durabilidade da bainha de cimento oriunda da cimentação primária: baixa porosidade, baixa permeabilidade e alta resistência mecânica. Nanocristais de celulose (NC) vêm sendo amplamente aplicados como material de reforço em matrizes de cimento, pois pequenas quantidades desse nanomaterial aprimora de forma considerável essas 3 propriedades. Por esta razão, o objetivo desta pesquisa foi de realizar a obtenção de nanocristais a partir de um resíduo de algodão e avaliar a influência de sua adição, em diferentes concentrações, na resistência à compressão, porosidade e permeabilidade de pastas de cimento Portland Casse G. Os nanocristais de celulose foram obtidos a partir de um resíduo de fibra de algodão oriundo do processo de lixamento, por meio de hidrólise ácida (H2SO4 65% m/m). A estabilidade da suspensão resultante foi aferida pelo potencial zeta, além disso a caracterização dos NC foi feita por microscopia eletrônica de transmissão (MET), TGA and DRX. Foram avaliadas as concentrações de 0 a 0,3% de NC na resistência à compressão, porosidade e permeabilidade dos corpos de prova. Os resultados mostram que a suspensão de nanocristais resultante estava bem dispersa, com nanocristais em forma de agulha (nanowhiskers) com diâmetro e comprimento de aproximadamente 17 e 175 nm respectivamente. Os ensaios mecânicos apontam um rápido ganho de resistência à compressão (após 24 horas de cura), com ganho de 45% de resistência para a formulação, contendo 0,2% de NC. Mesmo após 28 dias de cura, as pastas reforçadas com NC ainda apresentam melhores resultados quando comparadas com a padrão, com ganho superior a 30%, também para a formulação 0,2%. Os ensaios de porosidade e permeabilidade mostram que mesmo as pastas padrão (sem adição de NC), apresentam baixa permeabilidade. Ainda assim, a adição dos nanocristais reduziu em aproximadamente 27% a porosidade e 25% da permeabilidade das pastas após adição de quaisquer concentrações de NC. Os resultados idicam que há um grande potencial no uso de NC para o aprimoramento da resistência mecânica do cimento destinado a cimentação de poços, bem como redução de sua porosidade e permeabilidade, possibilitando assim uma vedação mais eficaz do espaço anular, impedindo a migração de gás pela bainha de cimento e, consequentemente, melhorando integridade do poço.
Nanoestrutura plasmônica de ouro e sua aplicação em nanobiotecnologia têxtil: avaliação antimicrobiana e de citotoxicidade
(2017-03-17) Silva, Iris Oliveira da; Ladchumananandasivam, Rasiah; ; http://lattes.cnpq.br/8553209522282182; ; http://lattes.cnpq.br/3890585112132451; Oliveira, Fernando Ribeiro; ; http://lattes.cnpq.br/8756490682656905; Nascimento, José Heriberto Oliveira do; ; http://lattes.cnpq.br/7033735079037677; Gasparotto, Luiz Henrique da Silva; ; http://lattes.cnpq.br/2649423643904707; Souto, Antonio Pedro Garcia de Valadares; ; http://lattes.cnpq.br/7025802105799500; Formiga, Fábio Rocha; ; http://lattes.cnpq.br/9356882101653526
Vários estudos têm direcionado esforços para o desenvolvimento de materiais têxteis funcionais utilizando nanopartículas metálicas. Estas partículas apresentam elevada reatividade e propriedades características de materiais na escala nanométrica. A principal caracteristica das nanopartículas de ouro (NPAu) é o efeito da ressonância de plasmon, que é um fenômeno que ocorre em consequência do tamanho e morfologia nos nanomateriais. Neste trabalho, foi desenvolvido um material têxtil funcional de fibras biodegradáveis de soja e bambu, modificado com quitosana e funcionalizado com NPAu em várias concentrações. O objetivo foi conferir aos substratos propriedades bioativas, como ação antimicrobiana, e verificar o grau de citotoxicidade em fibroblastos in vitro. Inicialmente, as malhas de soja e bambu foram alvejadas e posteriormente modificadas com quitosana em várias concentrações com o objetivo de se obter o melhor resultado de esgotamento das NPAu nos substratos, através de resultado de K/S (Kubelka-Munk). Posteriormente, as NPAu foram incorporadas nos têxteis através de um planejamento experimental 23, visando obter a maior concentração dos nanomateriais nas malhas. As NPAu sintetizadas foram caracterizadas através de espectroscopia UV/Vis, potencial zeta, DLS, MET e AFM, técnicas que demonstraram pico característico de absorbância, tamanho médio, morfologia e carga superficial das nanopartículas de ouro. Os tecidos bioativos foram avaliados através das técnicas de MEV/EDS, TG e FRX, que determinam a incorporação das NPAu na superfície dos materiais têxteis em estudo. Além disso, foi estudada a isoterma de adsorção das NPAu nos substratos, bem como, a influência da solidez a lavagem (ΔE) e os colorimétricos (L*a*b*) afim de se verificar as variações de cor e croma das malhas antes e após as sucessivas lavagens. Adicionalmente, foi verificada as propriedades bioativas dos têxteis, através de análise antimicrobiana quantitativa e qualitativa para as bactérias gram-positivas (Staphylococcus aureus) e gram-negativas (Klebsiella pneumoniae), medindo a inibição quantitativa imediata e/ou por contato (0 hora) de 89,38% e inibição ao longo do tempo (24 horas) de 98,22% para S. Aureus e de 74,14% de inibição (0 hora) e 96,45% de inibição (24 horas) para K. Pneumoniae. Por fim, foi analisada a viabilidade celular através de análise de citotoxicidade das NPAu na concentração de 115 μg/ml, onde verificou-se uma redução não significativa na viabilidade dos fibroblastos (12,55%). Conforme análises desenvolvidas, pode-se comprovar que os tecidos funcionais desenvolvidos, possuem grande potencial de aplicação tecnológica e biomédica.
Nanopartículas de prata conjugadas com hiclato de doxiciclina: síntese, caracterização e avaliação da atividade antimicrobiana contra Escherichia coli
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2015-07-20) Silva, Heloiza Fernanda Oliveira da; Gasparotto, Luiz Henrique da Silva; http://lattes.cnpq.br/6928918856031880; Lima, Kassio Michell Gomes de; ; ; http://lattes.cnpq.br/2649423643904707; ; http://lattes.cnpq.br/0712008594845418; Fonseca, José Luis Cardozo; ; http://lattes.cnpq.br/8143800826985556; Alves Júnior, Severino; ; http://lattes.cnpq.br/9563158536061549
Nanopartículas de prata, NPsAg têm sido utilizadas no combate à resistência bacteriana. A abordagem de se associar um fármaco ao agente estabilizador é completamente nova. É uma tônica na área de nanomateriais a necessidade de se remover o agente estabilizador da superfície da partícula porque o mesmo consome sítios ativos para outras adsorções. No entanto, no presente trabalho, mostraremos que a presença do agente estabilizante é extremamente benéfica, como observado nos resultados antimicrobianos. O objetivo deste trabalho foi combinar Hiclato de Doxiciclina às NPsAg e avaliar o efeito antimicrobiano. A Espectroscopia na região do UV-Vis mostrou deslocamento batocrômico na banda de absorção das NPsAg livre para as NPsAg-HDOX evidenciando a possível existência de espécie diferente das demais. A Espectroscopia de Fluorescência forneceu a informação que o HDOX atuava como um supressor da emissão das NPsAg, a partir desses dados determinou-se a relação de Stern-Volmer que indicou a presença de HDOX na esfera de ação, ou seja, muito próximo da partícula. A Espectroscopia de Fluorescência Resolvida no Tempo evidenciou que o HDOX não interagiu com a superfície da partícula. A Espectroscopia de Infravermelho por Reflectância Atenuada Total, FTIR-ATR mostrou um deslocamento da banda de estiramento da carbonila de amida de 1680 cm-1 para 1672 cm-1, mostrando que há uma interação entre o HDOX e as NPsAg estabilizadas pelo PVP. As curvas de Espalhamento de Raios-X em baixo ângulo, SAXS mostraram que nas primeiras 3 horas após a adição do HDOX às NPsAg não houve desestabilização das mesmas, já a Microscopia Eletrônica de Transmissão indicou que após 72 horas as partículas sofriam um aumento na distribuição de tamanho. Fornecendo assim, uma base a respeito do envelhecimento do combinado. A avaliação do efeito antimicrobiano foi realizado utilizando o Método de Difusão (variação poço). Os inóculos utilizados foram amostras padrão de Escherichia coli e a Staphylococcus aureus. Os resultados indicaram que todos os combinados NPsAg-HDOX apresentaram efeito antimicrobiano. Entretanto o diferencial foi o efeito contra E. coli que foi maior do que para HDOX livre.
Nanopartículas de prata estabilizadas por ácido ricinoléico e seu epóxido aplicadas como sensor de cisteína e agente antimicrobiano
(2019-12-02) Viana, Anderson Dias; Gasparotto, Luiz Henrique da Silva; Menezes, Fabricio Gava; ; ; ; Fonseca, José Luis Cardozo; ; Fernandes, Rafael da Silva; ; Siqueira Júnior, José Roberto; ; Alves Júnior, Severino;
A produção de materiais em nanoescala consquistou lugar de destaque na ciência moderna. Novas sínteses com uso de produtos naturais vêm sendo utilizadas por tornar o processo mais ambientalmente amigável. Entretanto, o uso do produto natural bruto requer altas temperaturas ou um longo tempo de síntese. Neste trabalho utilizamos o ácido ricinoléico extraído do óleo de mamona por sua biodegrabilidade, maior solubilidade em água e disponibilidade, pois é uma planta característica do nordeste brasileiro. No ácido ricinoléico foi feito o processo de epoxidação para aumentar a capacidade redutora dessa substância. Neste trabalho foi otimizada a síntese de nanopartículas de prata com o tensoativo do ácido ricinoléico (AgSAR) e com sua forma epoxidada (AgSEAR) para serem aplicados como sensores de cisteína e agentes antibacterianos. Obtiveram-se absorbâncias máximas de UV-Vis de 420 nm para AgSAR e de 405 nm para AgSEAR, indicando formação de nanopartículas. Pelo planejamento de experimentos obteve-se como ponto ótimo da síntese a concentração de 0,5 mmol∙L-1 de Ag+ e de 20 mmol∙L -1 do tensoativo na síntese de AgSAR e de 0,3 mmol∙L-1 de Ag+ e de 20 mmol∙L-1 do tensoativo na síntese de AgSEAR. Há uma redução do tempo de síntese de 10 dias do AgSAR para 6 h no AgSEAR. Na MET obteve-se o tamanho médio da nanopartículas 16,70 nm para AgSAR e de 17,80 nm para AgSEAR, enquanto que no EDL obteve-se 75,42 nm para AgSAR e 82,10 nm para AgSEAR. Essa diferença de tamanho indica que os tensoativos se encontram como micela em torno da nanopartícula. As nanopartículas foram seletivas a cisteína apresentando limite de detecção de 3,49 μmol∙L-1 para AgSAR e de 16,67 μmol∙L-1 para AgSEAR. Na aplicação antibacteriana, houve inibição total de crescimento na concentração de 18 mg/L para o AgSAR e de 11 mg/L para AgSEAR.
Novas metodologias espectroscópicas e eletroquímica aplicando classificação multivariada em sistemas biológicos
(2018-03-16) Lima, Leomir Aires Silva de; Lima, Kassio Michell Gomes de; Gasparotto, Luiz Henrique da Silva; ; ; ; Menezes, Fabricio Gava; ; Gama, Renata Antonaci; ; Silva, Edvan Cirino da; ; Lemos, Sherlan Guimarães;
Esta tese demonstra o desenvolvimento de novas metodologias instrumentais como: espectroscopias no infravermelho próximo e médio, de fluorescência molecular e voltametria de pulso diferencial, combinadas a técnicas de classificação multivariada e seleção de variáveis, aplicadas a sistema biológico como tecido, larvas de mosca e plasma sanguíneo. Em um primeiro estudo, a espectroscopia NIR foi utilizada para obtenção de espectros de crânio de rato saudáveis e com defeito crítico. Modelos multivariados de classificação foram construídos, visando uma metodologia alternativa para estimar a taxa de sucesso do reparo ósseo através dos tratamentos com laser de baixa intensidade e colágeno. Os algoritmos PCA- LDA, SPA-LDA e GA-LDA foram aplicados como ferramentas de classificação e seus desempenhos comparados. De maneira geral, os modelos foram capazes de classificar o grupo controle dos demais mostrando eficiência na avaliação da cicatrização de feridas em defeito craniano de rato. Em um segundo estudo, a espectroscopia ATR-FTIR foi utilizada para obtenção de espectros de plasmas sanguíneos de idosos saudáveis e portadores de sarcopenia. Modelos multivariados de classificação foram construídos, visando uma metodologia de diagnóstico para triagem de idosos sarcopênicos. Os algoritmos PCA-LDA, SPA-LDA e GALDA foram aplicados como ferramentas de classificação e seus desempenhos comparados. De maneira geral, os resultados obtidos através do algoritmo de seleção de variáveis SPA-LDA e GA-LDA foram os mais satisfatórios alcançando sensibilidade de 86,7%, pois puderam ser relacionadas a grupos funcionais pertencentes a diferentes biomoléculas e possíveis biomarcadores. Em um terceiro estudo, a voltametria de pulso diferencial e matrizes de excitação/emissão de fluorescência molecular foram obtidas para extratos de larvas de mosca controle e contendo o fármaco flunitrazepam. Foi avaliado o desempenho dos algoritmos de classificação com métodos de seleção de variáveis e funções discriminante linear (sensibilidade de 90%) e quadrática (sensibilidade de 100%) para os voltamogramas e o algoritmo 2D-LDA (sensibilidade de 100%) comparado ao PARAFAC-LDA (sensibilidade de 40%) para classificação entre os grupos investigado. Os resultados sugerem que métodos espectroscópicos e eletroquímicos somados à análise multivariada são capazes de minerar informações relevantes a cerca do entendimento da dinâmica biológica de diversos organismos, como também contribuir com o sistema de saúde pública na identificação de sarcopenia em idosos e classificar insetos contendo drogas.

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