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Item Imagem de fluorescência aplicada em doenças de citros(2016-10-21) Wetterich, Caio BrunoNos últimos anos, tem havido um crescente interesse na detecção precoce das doenças que afetam as culturas agrícolas a fim de evitar grandes perdas econômicas devido à contaminação de novas plantas. As principais doenças cítricas, cancro cítrico e greening, são uma séria ameaça à produção de citros em todo o mundo, incluindo regiões do Brasil e dos Estados Unidos. A disseminação rápida das doenças leva à redução do número de pomares cultivados, resultando em danos econômicos aos produtores e às indústrias relacionadas. O desenvolvimento de métodos para o diagnóstico precoce pode resultar em uma importante ferramenta para o controle e gestão dos citros. Algumas deficiências nutricionais como a de ferro e zinco apresentam sintomas visuais semelhantes com o greening, enquanto que o cancro cítrico pode ser confundido com a verrugose ou leprose dos citros, podendo levar ao diagnóstico incorreto. Atualmente, somente testes bioquímicos são capazes de detectar especificamente o cancro cítrico e o greening, e consequentemente diferenciá-los das demais doenças e deficiências de nutrientes. No presente trabalho, a técnica de espectroscopia por imagens de fluorescência em conjunto com os métodos de aprendizado e classificação, SVM (do inglês, Support Vector Machine) e ANN (do inglês, Artificial Neural Network), foram utilizadas a fim de identificar e discriminar as principais doenças que afetam a citricultura nos estados de São Paulo/Brasil e da Flórida/EUA. As amostras em estudo são cancro cítrico, verrugose, greening e deficiência de zinco. O objetivo principal é discriminar as doenças com sintomas visuais semelhantes, no caso, cancro cítrico de verrugose e greening de deficiência de zinco para as amostras do Brasil, e greening de deficiência de zinco para as amostras dos Estados Unidos. Os resultados mostram que é possível utilizar a técnica de espectroscopia por imagens de fluorescência em conjunto com os métodos de classificação na discriminação das doenças que apresentam sintomas visuais semelhantes. Ambos os classificadores apresentaram uma elevada precisão na classificação tanto das amostras do Brasil como dos Estados Unidos, destacando assim eficácia da técnica sob condições diferentes.Item Investigação do processo de transferência de elétrons por espectroscopia fotoacústica e de fluorescência(2014-09-04) Cornelio, Marinonio LopesA espectroscopia fotoacústica e de fluorescência foram empregadas no estudo de reação da transferência de elétrons entre um doador (Octaetil-porfirina) dois tipos de aceitadores [Diclorodiciano-benzoquinona (DDQ) e Duroquinona (DQ)] em um meio rígido [poli (metil-metacrilato)] . Foram preparados filmes nos quais a concentração de doador foi mantida constante e a de aceitador foi variada. Observou-se um aumento exponencial da amplitude do sinal fotoacústico do doador em 620 nm, com o aumento da concentração de aceitadores nos filmes. O modelo de Perrin para a supressão de fluorescência foi aplicado aos dados de fotoacústica e o raio da esfera de ação, que representa a distância crítica para a ocorrência da transferência de elétrons, foi determinado. Os resultados obtidos foram: para DDQ37 angstron e para aDQ 32 a 34angstron. Era esperado um raio maior para a DDQ devido a sua maior elétron afinidade. Também foi aplicado a estes dados o modelo de Kaneko, desenvolvido para a supressão de fluorescência. Dele se obtém a distribuição de moléculas aceitadoras incorporadas na esfera de ação. Para uma mesma concentração de aceitadores (2,8mmoldm-3) , a probabilidade de encontrar uma molécula de DDQ na esfera de ação foi 27%, enquanto que a probabilidade de encontrar uma molécula de DQ na esferade ação foi de 20%. Este resultado é, na verdade, equivalente ao encontrado no modelo de Perrin pois a probabilidade maior encontrada para a DDQ vem do fato do raio da sua esfera de ação ser maior. O valor encontrado para o raio crítico com os dados de fluorescência foi de 34 A para a DQ. Isto demonstra que as duas técnicas são complementares e que a espectroscopia fotoacústica pode ser usada para monitorar o processo de transferência de elétronsItem Diagnóstico de Huanglongbing (HLB) em citros utilizando técnicas fotônicas(2012-08-23) Cardinali, Marcelo Camponez do BrasilA laranja é uma das frutas mais produzidas e consumidas no mundo, sendo o Brasil o maior produtor e exportador do seu suco concentrado. Entretanto, pragas e doenças comprometem consideravelmente sua produção. Atualmente, a doença mais preocupante é o Greening, também conhecida mundialmente como Huanglongbing (HLB). A doença não possui cura, apresenta longa fase assintomática e não possui um método eficiente de controle. Além disso, não existem métodos de diagnóstico aplicáveis em larga escala. Neste trabalho são propostas as técnicas fotônicas de fluorescência induzida por laser e de infravermelho por transformada de Fourier para o diagnóstico do HLB. Para a realização das medidas, foram coletadas folhas de árvores saudáveis, doentes com HLB e doentes com a clorose variegada dos citros, sendo esta incluída nos estudos para verificar a capacidade de diferenciação entre as doenças. Foram coletadas quatro classes de folhas nessas plantas: sadia, HLB-sintomática, HLB-assintomática e CVC-sintomática. As folhas foram medidas em laboratório e seus espectros foram pré-processados para indução de um classificador via regressão por mínimos quadrados parciais. Além das folhas, foram medidas amostras dos seguintes metabólitos primários e secundários para entendimento espectral: amido, glicose, sacarose, hesperidina, naringina e umbeliferona. Taxas de acerto de superiores a 89% foram obtidas na classificação das folhas nas técnicas de fluorescência e infravermelho, sendo superior às taxas dos métodos de manejo empregados atualmente no campo. A fluorescência induzida por laser apresenta um grande potencial para uso em campo devido a possibilidade de miniaturização de seus componentes. Os espectros dos metabólitos secundários apresentam fortes indícios de que a alteração de suas concentrações podem contribuir na detecção de doenças pelas técnicas fotônicas.Item Estudo da estabilidade estrutural de uma proteína recombinante ligante de zinco e cálcio - Calgranulina C (S100A12) porcina(2007-05-02) Garcia, Assuero FariaS100A12 porcina é um membro da família das proteínas S100, um grupo de pequenas proteínas ligantes de cálcio caracterizado pela presença de dois motivos EF-hand . Estas proteínas estão envolvidas em diversos eventos celulares, como a regulação da fosforilação protéica, atividade enzimática, tamponamento de Ca+2, processos inflamatórios e a polimerização de filamentos intermediários. Adicionalmente, algumas dessas proteínas podem ligar Zn+2, o qual pode afetar a ligação do íon Ca+2, particularmente para as proteínas S100. Neste trabalho, a seqüência gênica que codifica a proteína S100A12 porcina foi obtida por meio da construção de um gene sintético usando códons preferenciais para E.coli, permitindo a produção recombinante de grandes quantidades da proteína. Um estudo termodinâmico da estabilidade estrutural foi realizado, assim como a interação da proteína recombinante com íons divalentes usando técnicas de dicroísmo circular (CD) e fluorescência extrínseca. A desnaturação e renaturação induzidas por uréia ou temperatura indicam que se trata de um processo reversível e que a ligação dos íons Zn+2 e ou Ca+2 à rS100A12 aumenta sua estabilidade. A interação da sonda ANS com a proteína na presença de seus ligantes expõe superfícies hidrofóbicas podendo assim facilitar sua interação com macromoléculas alvo. Analisados em conjunto, os resultados obtidos indicam que S100A12 porcina é capaz de assumir diferentes conformações as quais podem estar correlacionadas com sua função fisiológica.Item Detecção de cancro cítrico por imagem de fluorescência no campo(2015-12-10) Marcassa, Luis GustavoHá alguns anos esta sendo desenvolvido um projeto em conjunto entre o Laboratório de Interações Atômicas da USP-São Carlos e o Fundecitrus. Seu objetivo é a caracterização espectroscópica de plantas com cancro cítrico, em comparação com tecidos sadios e também expressando outras doenças, de forma a identificar possíveis características espectroscópicas únicas de uma planta com cancro cítrico. Nossos últimos resultados mostraram que a técnica de espectroscopia de fluorescência puntiforme é muito sensível embora apresente baixa especificidade na detecção do cancro cítrico. Concluímos que isso era devido a imprecisões no posicionamento da ponta de prova da fibra óptica. Utilizando uma câmera de hiperespectro obtivemos imagens de fluorescências em vários comprimentos de onda distintos, o que nos permitiu obter evidências de discriminação de diferentes doenças inclusive.Para testar o potencial desta técnica planejamos realizar imagens de fluorescência utilizando um sistema portátil envolvendo filtros ópticos diretamente no campo. Isto nos permitirá determinar a viabilidade de sua aplicação no campo.Item Imagem de fluorescência aplicada em doenças de citros no campo(2015-12-08) Marcassa, Luis GustavoNos últimos oito anos nosso laboratório tem desenvolvido em conjunto com o Fundecitrus um projeto de aplicação de tecnologia fotônica para detecção de doenças em citros. Iniciamos utilizando a técnica de fluorescência induzida a laser com um espectrômetro à fibra óptica. Concluímos que a definição do posicionamento da ponta de prova da fibra óptica ocasionava problemas de classificação das doenças. Por esta razão investimos na técnica de imagem de fluorescência utilizando led's de alta potência como fontes de excitação. Devido a complexidade na análise das imagens estabelecemos recentemente uma colaboração científica com o Prof. Reza Ehsani, do Citrus Research and Education Center da Universidade da Flórida, e o Prof. Cristian Dima do Robotics Institute da Universidade Carnegie Mellon.Apesar do potencial desta técnica, observamos duas limitações: i) Como usamos uma roda de filtros só pudemos investigar alguns comprimentos de onda de fluorescência; ii) Os led's de alta potência tem bandas de emissão, além da principal, que não permitem algumas imagens de fluorescência. Um exemplo é o led em 405 nm que apresenta uma banda de emissão em 590 nm. Estes fatores limitaram os parâmetros que podiam ser investigados. Neste novo projeto desejamos eliminar estes problemas construindo um novo sistema que utilizará um filtro variável e filtros específicos nos leds. Isto nos permitirá identificar se há bandas de fluorescências específicas para cada doença. Vistos os resultados do projeto anterior nos limitaremos as seguintes doenças: Cancro Cítrico, Verrugose, Greening, Gomose e Rubelose, além de deficiência de Zinco.