Teses e Dissertações (BDTD USP - IFSC)
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Item Interações moleculares no mecanismo de ação da galectina-4 humana(2016-06-15) Kumagai, Patricia SuemyA galectina-4 humana (HGal-4), pertencente à família das galectinas, possui dois domínios de reconhecimento de carboidratos (CRDs) com alta afinidade para β-galactosídeos e se encontra amplamente distribuída em células normais e neoplásicas de diferentes organismos. Suas funções snglobam uma grande variedade de eventos celulares, tais como processos inflamatórios, neoplásicos, progressão tumoral e metástase. Entretanto, muitas perguntas sobre suas interações com diferentes carboidratos, a especificidade destas interações e o papel específico das galectinas permanecem ainda sem resposta. No presente trabalho, propomos a investigação das interações galectina-glicano da galectina-4 humana e de seus domínios CRDs independentes (CRD-I e CRD-II) através de um conjunto de métodos biofísicos. Através do método de dicroísmo circular (CD), usando várias regiões espectrais, e fluorescência fomos capazes de entender mudanças ocorrentes na estrutura secundária e terciária das protéinas quando da interação com lactose/sacarose. Estes dados, juntamente com testes de hemaglutinação, mostraram que a glectina-4 e os CRDs respondem de forma distinta à ligação com açúcar. Por diferentes técnicas (fluorescência, ITC e MST) determinamos as constantes de dissociação para os domínios CRDs (Kd ~0,5 mM) e para HGal-4 e, de forma qualitativa, os valores obtidos indicaram possíveis estados oligoméricos dessas proteínas. A investigação da interação proteína-membrana da HGal-4 foi feita, primeiramente, com miméticos de membranas e monitorada pela técnica de RPE em crescente complexidade de composição de tais miméticos, indo desde composições mais simples, passando por lipid rafts na presença de diferentes glicolipídeos (GM1, LPS) e chegando-se à interação com células tumorais (U87MG, T98G e HT-29). Tais experimentos mostraram que galectina-4 reconhece e se liga naqueles modelos onde existem glicanos complexos na superfície. Investigamos também a participação de HGal-4 endógena e exógena no tratamento quimioterápico de células tumorais e verificamos um papel importante de HGal-4 para células HT-29. Finalizando esta tese, apresentamos o trabalho realizado em um ano de estágio na University of Oxford, durante o qual, investigamos a estrutura da região C-terminal de um receptor da família GPCR, qual seja o receptor de neurotensina NTS1. Aqui, mais uma vez, foi empregada a técnica de RPE que aliada à produção/marcação de mutantes do receptor, permitiu determinar que a hélice H8 se estabiliza quando em proteolipossomos.Item Estudo do melhoramento do solo utilizando resíduos gerados na cadeia produtiva da cana-de-açúcar: uma avaliação da matéria orgânica do solo empregando técnicas espectroscópicas(2015-07-22) Carvalho, Camila MirandaEm face ao bom desempenho da agricultura brasileira, cresce também a responsabilidade por uma produção sustentável. Particularmente, o sistema produtivo da cana-de-açúcar vem se adaptando a uma produção sem queima, e busca formas alternativas de manejo dos resíduos da produção que sejam sustentáveis tanto economicamente, quanto ambientalmente. Neste trabalho apresentamos resultados dos tratamentos de solo agriculturável com resíduos de i) cinzas de bagaço de cana aplicado em cobertura e ii) torta de filtro na entrelinha da cultura, em diferentes doses. Avaliamos o impacto desses tratamentos no conteúdo de carbono e na matéria orgânica do solo. Para determinar se os tratamentos podem ser considerados sequestradores de carbono e ambientalmente sustentáveis nos detemos na preservação seletiva como mecanismo de retenção da matéria orgânica do solo, a qual leva a acumulação de componentes orgânicos químicos mais recalcitrantes. Utilizamos as técnicas espectroscópicas de fluorescência de luz UV-Visível, espectroscopia de fluorescência matriz excitação-emissão para avaliar a fração de ácido húmico do solo e o aumento da recalcitrância química, a fluorescência induzida por laser (FIL) para observar a matéria orgânica como um todo e a espectroscopia de emissão ótica com plasma induzido por laser (LIBS) utilizada como uma nova ferramenta para avaliar o conteúdo de carbono do solo. No tratamento de solo com adição de cinza de bagaço de cana tivemos potencial de estoque de carbono na dose 40 t/ha. Quanto a torta de filtro, o carbono total do solo aumenta menos significativamente que na cinza, mas não houve potencial de estoque de carbono. Na fração ácido húmico não observamos modificação do grau de humificação do solo com os tratamentos, mesmo a torta sendo um produto rico em matéria orgânica, porém houve um aumento de grupos carbonílicos, que estão associados ao aumento das interações intermoleculares favorecendo por exemplo a complexação do ácido húmico com metais. Nossos resultados de fluorescência induzida por laser apontam que a cinza possivelmente ofereceu melhora nas condições de crescimento da cultura havendo aumento de grupos alifáticos na MOS. Concluímos portanto, que não houve impacto negativo para o estoque de carbono no solo e qualidade da matéria sob tratamento de adição de cinza de bagaço de cana e torta de filtro.Item Estudo espectroscópico de vidros fluoretos e óxidos dopados com Er3+:Yb3+ e Tm3+:Ho3+(2014-03-11) Sousa, Dione Fagundes deNeste trabalho foram estudadas duas composições vítreas, a saber: 30PbF2 - 15InF3 - 20GaF3 - 15ZnF2 - 20CaF2, chamada fluoroindogalato e 41,5Al2O3 - 47,4CaO - 7SiO2 - 4,1MgO, chamada LSCA ( do inglês Low Silica content Calcium Aluminate). A matriz de fluoroindogalato foi dopada com dois conjuntos de íons terras-raras: Tm3+ + Ho3+ e Er3++Yb3+, enquanto que a matriz LSCA foi dopada apenas com os íons Er3+:Yb3+. O objetivo do trabalho foi a caracterização destas matrizes como possíveis meios ativos para laser de estado sólido nas regiões de 2,0 µm (Ho3+) e 2,8µm (Er3+). Neste sentido, foram realizados os experimentos de absorção óptica, fotoluminescência e tempo de vida. A partir dos dados obtidos, foram calculados os parâmetros de intensidade de Judd-Ofelt, os microparâmetros de transferência de energia e o coeficiente de ganho óptico das transições eletrônicas 5I7→ 5I8 (Ho3+) e 4I11/2→ 4I13/2 (Er3+). A contribuição deste trabalho a espectroscopia de terras-raras em vidros está na caracterização destes íons em termos dos parâmetros de transferência de energia via os modelos de Dexter e Yokota e Tanimoto. Haja vista que tais dados não se encontram disponíveis na literatura especializada. Os resultados mostraram que ocorrem processos de transferência de energia de ordem mais alta que dipolo-dipolo nas interações Tm3+→ Tm3+ e Tm3+→ Ho3+. A transição 5I7 → 5I8 do Ho3+ apresenta coeficiente de ganho óptico positivo a partir da densidade de excitação de 1,2 kW/cm2. Os processos de transferência de energia Er3+→ Er3+ e Er3+→ Yb3+ ocorrem via mecanismo de dipolo-dipolo e a transição 4I11/2→ 4I13/2 do Er3+ não é auto-terminada na matriz de fluoroindogalato. O coeficiente de ganho óptico para esta transição é sempre positivo para qualquer densidade de excitação. . A matriz LSCA apresenta auto-terminação da transição 4I11/2→ 4I13/2 do Er3+, sendo portanto, necessária a inserção dos mecanismos de upconversion para a observação de ganho óptico nesta transição eletrônicaItem Estudo espectroscópico dos vidros sódio aluminofosfatos: matrizes não dopadas e dopadas com Eu3+ e Nd3+(2014-02-18) Rocco, Daniel LeandroNo presente trabalho, fizemos um estudo espectroscópico do vidro sódio aluminofosfato, cuja composição é (100-x) (NaPO3)3 - xAI(NaPO3)3visando utilizar a referida matriz como possível meio ativo para laser. Para isso, caracterizamos matrizes vítreas não dopadas e dopadas com o íon terra-rara Eu3+ e Nd3+. Nas matrizes não dopadas, procurou-se avaliar como algumas propriedades ópticas, como por exemplo, transmissão e alguns parâmetros estruturais (energia de fônon) se comportavam mediante a substituição sistemática do (NaPO3)3 pelo AI(PO3)3. O uso do Nd3+ como íon opticamente ativo nesta matriz vítrea, se deve ás suas excelentes características como elemento de prova. Para a caracterização destas amostras utilizamos diferentes técnicas, como por exemplo, excitação, luminescência sob excitação seletiva, absorção luminescência e tempo de vida. Os resultados obtidos, mostraram que com o aumento do alumínio a energia de fônon do vidro aumenta, o tempo de vida do nível 5D0 diminui e as bandas de emissão se alargam, o que indica que o alumínio causa uma desordem estrutural. O íon Nd3+, por ser um dos mais eficientes íons laseres, teve suas emissões avaliadas em função da composição, buscando uma matriz que otimizasse os parâmetros referentes à emissão laser. Devido a presença do grupo OH- na estrutura do vidro, o tempo de vida do nível laser 4F3/2 era menor que o calculado pela teoria de Judd¬-Ofelt, provocando então, uma baixa eficiência quântica de emissão (da ordem de 0.75). Então, a fim de evitar a presença dos referidos grupos, preparamos algumas amostras em atmosfera de nitrogênio (N2) dopadas com Nd3+, conseguindo assim, aumentar a eficiência quântica de emissão para 0.98Item Espectroscopia optica de vidros dopados com Er+3 e Yb+3(2014-02-18) Zonetti, Luiz Fernando da CostaEste trabalho consiste na caracterização óptica de vidros fluoretos (fluoreto de gálio e chumbo) e de vidros óxidos (aluminato de cálcio), dopados com os íons terras raras Er+3 visando à aplicação destas matrizes como meios ativos para lasers nas regiões do infravermelho e visível. Para isto foram utilizadas as técnicas espectroscópicas de absorção óptica, luminescência, tempo de decaimento e conversão ascendente de luz. O estudo é baseado nas seguintes emissões do Er+3: 4I11/2→ 4I13/2 (2800nm), 4I13/2 →4I15/2(1550nm) e 4S3/2→4I15/2(550nm). As melhores amostras óxidas para as três emissões foram aquelas codopadas com Er+3 e Yb+3. No caso dos vidros fluoretos, as amostras codopadas são mais eficientes para emissão no visível (conversão ascendente de luz) e as amostras dopadas apenas com Er+3 se mostram mais eficientes para as emissões no infravermelho. Os vidros fluoretos apresentam as maiores eficiências quânticas para as emissões de interesse devido os mesmos possuírem maior transparência e menor energia de fônons que os vidros óxidos. Porém, estes últimos apresentam maior resistência mecânica, maior condutividade e difusividade térmica o que os tornam interessantes para aplicações de alta potência. .Item Caracterização espectroscópica de vidros fluoroindogalato dopados com Nd3+ e com Nd3+ e Yb3+(2014-02-18) Batalioto, FernandoO presente trabalho consiste em uma caracterização ótica de vidros fluoretos dopados com Nd3+ e com Yb3+ dando ênfase ao estudo dos processos de transferência de energia entre estes íons. Também são abordadas possíveis aplicações que os referidos vidros dopados com Nd3+ e codopados com Nd3+ e Yb3+ possam encontrar. Algumas destas aplicações são em meio ativo para laseres no infravermelho e em células solares. Para tal caracterização foram realizadas medidas de absorção, de tempo de vida, de luminescência no infravermelho e no visível e de luminescência resolvida no tempo. Também encontram-se neste trabalho cálculos sobre as probabilidades de transição radiativa dos níveis 4F3/2 do Nd3+ e 2F5/2 do Yb3+ além de um estudo sobre os processos de transferência de energia entre estes íons. Das medidas mencionadas acima foi encontrado que a concentração de neodímio para a qual se observa a emissão mais intensa é de ≅ 1,5% mol Nd F3 e que a eficiência quântica de emissão do nível 4F3/2 deste íon, no vidro fluoroindogalato, é alta (0,96). Nas amostras codopadas com Nd3+ e Yb3+ o máximo da emissão ocorre para a amostra com 1% NdF3 e 2% YbF3. Sobre os processos de transferência de energia, os parâmetros que caracterizam a transferência entre os íons Nd3+ e entre Nd3+ e Yb3+, foram calculados pelo modelo de Dexter e obtidos experimentalmente através das curvas de decaimento da luminescência. Os valores conseguidos das duas maneiras estão em boa concordância entre siItem Espectroscopia optica dos ions terras raras Er+3 e Gd+3 em vidros fluoroindatos(2014-02-19) Ribeiro, Cristina Tereza MonteiroEste trabalho consiste na caracterização óptica dos íons terras raras Er+3, Yb+3 e Gd+3 quando em vidros fluoroindatos. As técnicas utilizadas foram: absorção óptica, luminescência e tempo de vida. Foram realizadas medidas de upconversion em vidros dopados com os íons Er+3 e Yb+3 nas concentrações de 2% mol de ErF3 e concentrações de 0, 2 e 8% mol de Yb+3 com excitação em 0.8 e 0.98μm observando as transições 2H11/2 → 4I15/2 4S3/2 → 4I15/2 (verde) e 4F9/2 → 4I15/2 (vermelho). Como resultado verificou-se que o Yb+3 aumenta a eficiência da emissão por upconversion no vermelho. Através de medidas espectroscópicas nos vidros fluoroindatos com Gd+3 não foi verificado tendência a cristalização destes vidros, mesmo para altas concentrações de Gd+3 Para o íon Gd+3em vidros fluoroindatos foram determinados os parâmetros de Judd-Ofelt, através dos quais determinamos as propriedades ópticas do íon e comparamos com os dados obtidos experimentalmente. Estes resultados se encontram em boa concordânciaItem Desenvolvimento da técnica de desacoplamento heteronuclear em banda larga para espectroscopia de alta resolução por ressonância magnética nuclear(2013-11-22) Silva, Eduardo Gomes daO objetivo deste trabalho foi implementar a técnica de dupla ressonância denominada Desacoplamento Heteronuclear em Banda Larga. Tal técnica consiste em eliminar a interação dipolar magnética nuclear existente entre núcleos atômicos raros que desejamos observar (13C, por exemplo) e núcleos atômicos abundantes que existem em sua vizinhança (1H, por exemplo). Para implementar algumas das técnicas de Desacoplamento Heteronuclear em Banda Larga (DBL), foi desenvolvido o instrumental eletrônico necessário, que consistiu em projeto e construção de moduladores de pulsos de radiofreqüência com controle de fase, em programação de seqüências especiais de pulsos para DBL e em sistemas de controle digital. As técnicas de DBL implementadas foram: \"Noise Modulation\", \"Squarewave modulation\", \"MLEV-64\" e \"WALTZ-16\". Avaliamos o desempenho destas técnicas através de resultados experimentais obtidos utilizando o composto ADAMANTANO (Cl10H16). Todos os equipamentos desenvolvidos foram incorporados ao espectrômetro de alta resolução por ressonância magnética nuclear existente no Laboratório de Espectroscopia de Alta Resolução (LEAR), do Departamento de Física e Informática, Instituto de Física de São Carlos, USP, e estão sendo utilizados rotineiramente nos experimentos de espectroscopia de alta resoluçãoItem Quantificação óptica de carboidratos e etanol em mosto cervejeiro(2012-12-20) Estracanholli, Éverton SérgioNeste estudo realizamos uma prova de conceito através da combinação de três técnicas com a finalidade de monitorar a mosturação e fermentação da cerveja durante o processo de fabricação. O princípio deste trabalho é baseado em uma análise espectral, utilizando um equipamento de absorção na região do infravermelho médio por transformada de Fourier (FTIR - Fourier Transform Infrared) de amostras coletadas durante a fabricação da cerveja. Combinado com técnicas de processamento de Análise de Componentes Principais e Redes Neurais Artificiais é possível quantificar a concentração dos principais carboidratos e etanol presentes nestas amostras. Estas medidas físicas e químicas irão permitir a redução de erros durante a produção de cerveja além de optimizar as reações enzimáticas intrínsecas de suas principais etapas de análise. As técnicas ópticas de absorção, juntamente com o processamento neural, apresentam grandes vantagens, principalmente devido ao fato de serem facilmente adaptáveis aos equipamentos industriais, fornecendo respostas em curtos intervalos de tempo com alta sensibilidade e especificidade.Item Determinação do intervalo pós-morte por espectroscopia de fluorescência(2011-05-06) Estracanholli, Éverton SérgioNeste trabalho estamos propondo um novo método para a determinação do intervalo pós-morte, tendo em vista a necessidade de métodos que forneçam resultados em um curto período de tempo de análise e, ao mesmo tempo, tenha uma precisão semelhante à dos métodos utilizados atualmente. Além disso, é muito importante que sua aquisição seja viável para as instituições interessadas em tal análise, seja para fins como perícia criminal, instituições de pesquisa, instituto médico-legal ou para re-implante de órgãos amputados. Com estas motivações, o objetivo do trabalho é verificar se a técnica de espectroscopia de fluorescência apresenta sensibilidade suficiente para diferenciar os tecidos que estão em diferentes estágios de decomposição, uma vez que a técnica já tem sido muito utilizada para caracterização de tecidos biológicos com outras aplicações. Durante a realização do trabalho e análise dos dados obtidos (espectros de fluorescência), consideradas as dificuldades encontradas para a caracterização temporal das informações, são propostas formas de análise pertinentes. Dentre as análises realizadas, é apresentado o cálculo de análise em componentes principais, onde a diagonalização de matrizes de covariância permite identificar os padrões nos espectros obtidos. Uma interpretação dos dados obtidos de um primeiro grupo de animais utilizados (ratos da raça Wistar) foi feita, criando modelos matemáticos que descrevam as variações observadas em função do tempo, e logo a seguir foi realizado o processo de validação, onde o modelo matemático é posto à prova através da determinação do intervalo pós-morte de outro grupo de animais, cujos valores são conhecidos - estes dados, porém, não foram utilizados para a criação do modelo. A seguir, os resultados obtidos neste trabalho foram comparados com alguns resultados encontrados na literatura obtida, de onde foi possível concluir que o trabalho respondeu positivamente às expectativas.