Biotoxicity assays of quantum dots in in vitro cultures of Medicago sativa and Medicago truncatula

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Biotecnologia

The impact of CdSe/ZnS Quantum Dots in cells of Medicago sativa in suspension culture

Abstract Background: Nanotechnology has the potential to provide agriculture with new tools that may be used in the rapid detection and molecular treatment of diseases and enhancement of plant ability to absorb nutrients, among others. Data on nanoparticle toxicity in plants is largely heterogeneous with a diversity of physicochemical parameters reported, which difficult generalizations. Here a cell biology approach was used to evaluate the impact of Quantum Dots (QDs) nanocrystals on plant cells, including their effect on cell growth, cell viability, oxidative stress and ROS accumulation, besides their cytomobility. Results: A plant cell suspension culture of Medicago sativa was settled for the assessment of the impact of the addition of mercaptopropanoic acid coated CdSe/ZnS QDs. Cell growth was significantly reduced when 100 mM of mercaptopropanoic acid -QDs was added during the exponential growth phase, with less than 50% of the cells viable 72 hours after mercaptopropanoic acid -QDs addition. They were up taken by Medicago sativa cells and accumulated in the cytoplasm and nucleus as revealed by optical thin confocal imaging. As part of the cellular response to internalization, Medicago sativa cells were found to increase the production of Reactive Oxygen Species (ROS) in a dose and time dependent manner. Using the fluorescent dye H2DCFDA it was observable that mercaptopropanoic acid-QDs concentrations between 5-180 nM led to a progressive and linear increase of ROS accumulation. Conclusions: Our results showed that the extent of mercaptopropanoic acid coated CdSe/ZnS QDs cytotoxicity in plant cells is dependent upon a number of factors including QDs properties, dose and the environmental conditions of administration and that, for Medicago sativa cells, a safe range of 1-5 nM should not be exceeded for biological applications.

Quantum dots: synthesis, functionalization and bioconjugation for biological applications

Dissertation presented to obtain the Ph.D degree in Engineering Sciences and Technology

Al-doped ZnO ceramic sputtering targets based on nanocrystalline powders produced by emulsion detonation synthesis – deposition and application as a transparent conductive oxide material

Transparent conducting oxides (TCOs) have been largely used in the optoelectronic industry due to their singular combination of low electrical resistivity and high optical transmittance. They are usually deposited by magnetron sputtering systems being applied in several devices, specifically thin film solar cells (TFSCs). Sputtering targets are crucial components of the sputtering process, with many of the sputtered films properties dependent on the targets characteristics. The present thesis focuses on the development of high quality conductive Al-doped ZnO (AZO) ceramic sputtering targets based on nanostructured powders produced by emulsion detonation synthesis method (EDSM), and their application as a TCO. In this sense, the influence of several processing parameters was investigated from the targets raw-materials synthesis to the application of sputtered films in optoelectronic devices. The optimized manufactured AZO targets present a final density above 99 % with controlled grain size, an homogeneous microstructure with a well dispersed ZnAl2O4 spinel phase, and electrical resistivities of ~4 × 10-4 Ωcm independently on the Al-doping level among 0.5 and 2.0 wt. % Al2O3. Sintering conditions proved to have a great influence on the properties of the targets and their performance as a sputtering target. It was demonstrated that both deposition process and final properties of the films are related with the targets characteristics, which in turn depends on the initial powder properties. In parallel, the influence of several deposition parameters in the film´s properties sputtered from these targets was investigated. The sputtered AZO TCOs showed electrical properties at room temperature that are superior to simple oxides and comparable to a reference TCO – indium tin oxide (ITO), namely low electrical resistivity of 5.45 × 10-4 Ωcm, high carrier mobility (29.4 cm2V-1s-1), and high charge carrier concentration (3.97 × 1020 cm-3), and also average transmittance in the visible region > 80 %. These superior properties allowed their successful application in different optoelectronic devices.

Solution processed quantum dot photodetectors

To find sustainable solutions for the production of energy, it is necessary to create photovoltaic technologies that make every photon count. To pursue this necessity, in the present work photodetectors of zinc oxide embedded with nano-structured materials, that significantly raise the conversion of solar energy to electric energy, were developed. The novelty of this work is on the development of processing methodologies in which all steps are in solution: quantum dots synthesis, passivation of their surface and sol-gel deposition. The quantum dot solutions with different capping agents were characterized by UVvisible absorption spectroscopy, spectrofluorimetry, dynamic light scattering and transmission electron microscopy. The obtained quantum dots have dimensions between 2 and 3nm. These particles were suspended in zinc acetate solutions and used to produce doped zinc oxide films with embedded quantum dots, whose electric response was tested. The produced nano-structured zinc oxide materials have a superior performance than the bulk, in terms of the produced photo-current. This indicates that an intermediate band material should have been produced that acts as a photovoltaic medium for solar cells. The results are currently being compiled in a scientific article, that is being prepared for possible submission to Energy and Environmental Science or Nanoscale journals.

Effect of different dopant elements on the properties of ZnO thin films

Vacuum, Vol. 64

Influence of the deposition pressure on the properties of transparent and conductive ZnO: Ga thin-film produced by r.f. sputtering at room temperature

Thin Solid Films, vol. 427, nº 1-2

Fully transparent ZnO thin-film transistor produced at room temperature

Advanced Materials, Vol. 17, nº 5

A adaptação ao processo de mudança da forma de administração de Adalimumab 40 mg - perspectiva da enfermeira

Saúde e desenvolvimento

Desenvolvimento de películas à base de ZnO, condutoras e resistivas para aplicação em electrónica transparente

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia dos Materiais, pela Universidade Nova de Lisboa, Faculdade de Ciências e Tecnologia

O acesso ao tratamento em saúde Mental na microregião de Itajubá/MG-Brasil

RESUMO: A integração da saúde mental à atenção básica é a recomendação feita para facilitar o acesso ao tratamento. A pesquisa teve por objetivo mapear e analisar os facilitadores e as barreiras ao acesso ao tratamento em saúde mental da Microrregião de Itajubá, estado de Minas Gerais, Brasil, composta por 15 municípios. A metodologia pautou-se na triangulação dos métodos, combinando a abordagem quantitativa e qualitativa de pesquisa. Para tal foi feito o mapeamento da capacidade instalada dos recursos existentes e identificação das principais lacunas com base nos parâmetros da saúde pública, a partir de roteiros de entrevistas e grupos focais com os principais atores sociais implicados. Constatou-se que o maior facilitador ao acesso ao tratamento tem sido a atuação das equipes de PSF (Programa Saúde da Família), que atuam diretamente nas comunidades. Outros facilitadores foram: a atuação dos CRAS (Centro de Referência de Assistência Social); a existência de um CAPS (Centro de Atenção Psicossocial), embora não credenciado ao SUS (Sistema Único de Saúde); Colegiados de Saúde Mental que promovem discussões, informação, educação, e pressionam os municípios para a implantação de serviços de saúde mental. A falta de “vontade política”, isto é, uma intervenção mais clara da gestão pública da saúde, com estabelecimento de prioridades para prover a ampliação do acesso, foi identificada como a maior barreira a ser enfrentada na microrregião, especialmente por falta de organização e planejamento das ações em saúde mental. Serviços que trabalham de forma isolada, sem a construção de uma rede; pouca participação política dos usuários dos serviços de saúde mental; e falta de recursos humanos, e profissionais pouco preparados para a função compõem as outras barreiras de acesso. Vê-se que diante dos facilitadores e barreiras expostos é preciso que os municípios realizem um levantamento sistemático, a fim de criar um plano de ação em saúde mental para compartilhar informações, recursos, serviços, disponibilidade, disposição e ações em rede.-------------- ABSTRACT: Integrating mental health care in primary-care services is recommended in order to improve access to treatment. Access to mental health treatment has been a worldwide debated theme. In Brazil, with the Psychiatric Reform, there has been a change of paradigm in the way of treating persons with mental disorders. Various health devices were created, building a net of treatment and care that replaces the asylum system and where human rights are respected and defended and the offered treatment is the closest possible to their social space. The research aims to map and analyse the barriers and the facilitators to mental health treatment in the micro-region of Itajubá, state of Minas Gerais/Brazil, made up of 15 counties. The methodology was based on the triangulation of methods, combining quantitative and qualitative research. For that, a mapping of the installed capacity of the existent resource was carried out; identification of the main voids based on the parameters of public health through scripts of interviews and focus groups with the social actors involved. It was found that the main facilitator to treatment has been the performance of PSF, who act directly in the communities. Other facilitators also stand out: the work of CRAS; the existence of CAPS, although not accredited to SUS; Mental Health Collegiate, promoting discussions, information, education, and forcing pressure on the counties for the implantation of mental health services. The lack of political will was identified as the major barrier to be faced in the micro-region, especially due to lack of organization and planning in the actions towards mental health. The services working isolatedly, without a communication net, and the lack of human resources as well as poorly prepared professional, are the main difficulties faced by access to mental health treatment. Becomes clear that the counties need to undertake a systematic survey towards creating a plan of action in mental health, in order to share information, resources, services, availability, disposition and networking.

Carbon dots: nanopartículas de carbono fluorescentes para marcação e visualização de células

A imagiologia por fluorescência é uma técnica extremamente útil em investigação biomédica. Actualmente existe uma vasta gama de fluoróforos disponíveis para marcação por fluorescência. Contudo estes marcadores possuem limitações que condicionam a sua aplicação em sistemas biológicos. As nanopartículas de carbono fluorescentes (CNPs) constituem uma recente classe de marcadores fluorescentes com elevada biocompatibilidade. O objectivo deste trabalho consistiu em produzir de CNPs através de métodos simples, a sua caracterização e aplicação como marcadores celulares para visualização de células em microscopia de fluorescência. Inicialmente foram produzidas nanopartículas (NPs) seguindo métodos mencionados na literatura. Seguidamente foram produzidas CNPs a partir de PAA, por via hidrotérmica, e a partir da carbonização de grãos de cortiça para as quais foi feito um estudo do efeito da variável temperatura de carbonização. Das amostras produzidas, nove foram devidamente estudadas. A espectroscopia de absorção no UV-Vis revelou perfis de absorção característicos para este tipo de NPs. A emissão de fluorescência das CNPs caracterizadada por espectroscopia de fluorescência evidenciou comportamentos emissivos típicos destas NPs tais como dependência do máximo de emissão com o comprimento de onda de excitação. A intensidade da fluorescência das CNPs sintetizadas por via hidrotérmica é, em geral, maior com rendimentos quânticos de fluorescência a variar entre 4 e 11%. Os rendimentos quânticos das CNPs produzidas por carbonização variam entre 2 e 5%. As imagens de microscopia electrónica demonstram que as CNPs possuíam formas esféricas. Os tamanhos determinados por SEM, TEM e DLS revelaram que as dimensões das NPs caem entre os 2 e 150nm. Por DRX constatou-se que as CNPs possuem uma estrutura atómica desorganizada. A análise FTIR mostrou que as amostras de CNPs produzidas a partir de macromoléculas pelo método hidrotérmico possuíam uma grande quantidade de precursor não degradado. Para as restantes CNPs foi verificada a presença de grupos funcionais polares que lhes conferem solubilidade em meio aquoso. Com 1H-RMN verificou-se uma diminuição de grupos alifáticos e aumento de grupos aromáticos nas CNPs de cortiça carbonizada, com o aumento da temperatura de carbonização. O potencial ζ da amostra obtida com maior temperatura de carbonização foi -25,7mV. Nos estudos in vitro realizados apenas as NPs produzidas a partir de ácido cítrico e etilenodiamina por via hidrotérmica marcaram eficazmente as linhas celulares de osteoblastos e de fibroblastos. A eficiência da marcação aparenta ser dependente do tempo de incubação com CNPs.

Caracterização dos beneficiários do Programa De volta para casa de Belo Horizonte/MG/Brasil quanto à autonomia e comportamento social

RESUMO: INTRODUÇÃO E OBJETIVOS: Trata-se de estudo transversal descritivo, em etapa única, cujo objetivo foi traçar o perfil dos beneficiários do Programa De volta para casa (PVC), munícipes de Belo Horizonte / Minas Gerais / Brasil, quanto ás habilidades de vida independente (autonomia) e comportamento social. MÉTODO: O universo inicial de beneficiários era de 210, em julho de 2013, data de aprovação do protocolo. Por questões operacionais, o público-alvo considerado e estudado foi de 121 beneficiários. Foram utilizados como instrumentos as escalas Independent Living Skills Survey (ILSS) e Social Behavior Scale (SBS). Foi feita a análise estatística dos dados e os resultados foram analisados à luz do paradigma emergente de produção social da saúde. RESULTADOS: Considerando o total válido estudado de 121 beneficiários, os resultados revelaram que 82,4% apresentam diagnóstico de esquizofrenia e 62% eram do sexo masculino. Apresentaram média de idade de 57,9 anos e tempo médio de internação psiquiátrica antes de inserção no programa de 30,9 anos. Quanto à autonomia, os resultados da ILSS revelaram uma média global de 1,6 sendo que os melhores índices foram alcançados nos subitens Cuidados pessoais (2,69), Alimentação (2,53), Saúde (2,07) e os piores índices foram encontrados nos subitens Emprego (0,47), Lazer (0,86) e Preparo e armazenamento de alimentos (0,98). Quanto aos problemas no comportamento social, os resultados da SBS revelaram uma média global de 0,69 sendo que as áreas de maiores dificuldade foram: Rir ou falar sozinho (40,5%), Incoerência da fala (29%), Auto-cuidado precário e Pouca atividade (ambas com 25,6% cada). As áreas de menores dificuldades, ainda quanto à SBS, foram: Idéias suicidas 92,4%), Comportamento sexual inapropriado (7,4%) e Depressão (9,9%). CONCLUSÃO: Concluiu-se que o perfil dos beneficiários do PVC, quanto à autonomia e aos problemas de comportamento social, aponta para médias relativamente baixas. O desafio para o enfrentamento desta questão deverá considerar estratégias múltiplas de ação à luz do paradigma emergente de saúde e da reabilitação psicossocial que priorize o empoderamento e protagonismo do beneficiário. É necessário o desenvolvimento de outros estudos que ampliem o evidenciamento desta clientela no que tange às suas reais necessidades e potencialidades para que se possa efetivar o ajuste necessário para a legitimação do programa enquanto ação efetivo-eficaz de promoção de saúde.-------------ABSTRACT: descriptive cross-sectional study in a single stage was conducted to investigate independent living skills and social behavior profile of beneficiaries of Programa De Volta para casa (PVC) who live in Belo Horizonte/Minas Gerais/Brazil. METHODS: The target population included a total of 210 individuals in july 2013, when the study was approved by the ethics committees. Because of operational reasons only 121 individuals were evaluated. Data were collected using the Independent Living Skills Survey (ILSS) and the Social Behavior Scale (SBS). Statistical results were analyzed considering as a reference framework both the emerging paradigm of social health production. RESULTS: Considering a sample of 121 individuals, results revealed that 82.4% were diagnosed with schizophrenia, and 62% were male. The mean age was 57.9 years and the mean stay in the psychiatric hospital prior to PVC was 30.9 years. Independent living skills measured by ILSS revealed a global mean of 1.6, and the best scores were in the following subscales: personal care (2.69), feeding (2.53) and health (2.07). On the other hand, the worst scores were in the following subscales: employment (0.47), leisure (0.86) and food preparation (0.98). Impairment of social functioning measured by SBS revealed a global mean of 0.69, and the best scores were in the following subscales: laughing and talking by itself (40.5%), conversation: incoherence (29%), appearance and personal hygiene (25.6%), and idleness (25.6%). The worst scores were in the following subscales: suicidal ideations (92.4%), improper sexual behavior (7.4%), and depression (9.9%). CONCLUSION: It was concluded that the profile of PVC beneficiaries, regarding their autonomy and their problems of social behavior, points to a relatively low average. The challenge of facing this issue should consider multiple strategies of intervention that prioritizes the empowerment and leadership of the beneficiaries, based on the emerging paradigm of health and psychosocial rehabilitation as a reference framework. The development of other studies that expand the evidencing of this target population with respect to their real needs and capabilities in order to carry out the necessary adjustments for the legitimacy of the program as effective health promotion action is required.

Recuperação renovável de Mg a partir de MgO através da utilização concertada de laser solar e de concentrador solar

Apesar do elevado potencial do metal magnésio como material útil em várias áreas cien-tíficas e tecnológicas, os seus métodos de produção tradicionais têm um impacto fortemente prejudicial no ambiente e um custo elevado. Este facto é um incentivo à procura de novas so-luções, nomeadamente as que recorrem à utilização da radiação solar partindo do óxido de magnésio. Alguns estudos têm já sido feitos nesse sentido, utilizando laser solar ou radiação solar concentrada mas a utilização concertada dos dois não tinha sido feita até ao momento. Neste trabalho, a exequibilidade da utilização concertada destes dois métodos será avaliada e será estudado o comportamento do óxido de magnésio face à radiação que nele incide.

Control of a white organic light emitting diode’s emission parameters using a single doped RGB active layer

White Color tuning is an attractive feature that Organic Light Emitting Diodes (OLEDs) offer. Up until now, there hasn’t been any report that mix both color tuning abilities with device stability. In this work, White OLEDs (W-OLEDs) based on a single RGB blend composed of a blue emitting N,N′-Di(1-naphthyl)-N,N′-diphenyl-(1,1′-biphenyl)-4,4′-diamine (NPB) doped with a green emitting Coumarin-153 and a red emitting 4-(Dicyanomethylene)-2-methyl-6-(4-dimethylaminostyryl)-4H-pyran (DCM1) dyes were produced. The final device structure was ITO/Blend/Bathocuproine (BCP)/ Tris(8-hydroxyquinolinato)aluminium (Alq3)/Al with an emission area of 0.25 cm2. The effects of the changing in DCM1’s concentration (from 0.5% to 1% wt.) allowed a tuning in the final white color resulting in devices capable of emitting a wide range of tunes – from cool to warm – while also keeping a low device complexity and a high stabilitty. Moreover, an explanation on the optoelectrical behavior of the device is presented. The best electroluminescense (EL) points toward 160 cd/m2 of brightness and 1.1 cd/A of efficiency, both prompted to being enhanced. An Impedance Spectroscopy (IS) analysis allowed to study both the effects of BCP as a Hole Blocking Layer and as an aging probe of the device. Finally, as a proof of concept, the emission was increased 9 and 64 times proving this structure can be effectively applied for general lighting.