Use of multivariate experimental designs for optimizing the reductive degradation of an azo dye in the presence of redox mediators

The optimization of the anaerobic degradation of the azo dye Remazol golden yellow RNL was performed according to multivariate experimental designs: a 2² full-factorial design and a central composite design (CCD). The CCD revealed that the best incubation conditions (90% color removal) for the degradation of the azo dye (50 mg L- 1) were achieved with 350 mg L- 1 of yeast extract and 45 mL of anaerobic supernatant (free cell extract) produced from the incubation of 650 mg L- 1 of anaerobic microorganisms and 250 mg L- 1 of glucose. A first-order kinetics model best fit the experimental data (k = 0.0837 h- 1, R² = 0.9263).

Use of experimental design in the optimisation of a solid phase preconcentration system for Cobalt determination by GFAAS

In this work is proposed a solid phase preconcentration system of Co2+ ions and its posterior determination by GFAAS in which fractional factorial design and response surface methodology (RSM) were used for optimization of the variables associated with preconcentration system performance. The method is based on cobalt extraction as a complex Co2+-PAN (1:2) in a mini-column of polyurethane foam (PUF) impregnated with 1-(2-pyridylazo)-naphthol (PAN) followed by elution with HCl solution and its determination by GFAAS. The chemical and flow variables studied were pH, buffer concentration, eluent concentration and preconcentration and elution flow rates. Results obtained from fractional factorial design 2(5-1) showed that only the variables pH, buffer concentration and interaction (pH X buffer concentration) based on analysis of variance (ANOVA) were statistically significant at 95% confidence level. Under optimised conditions, the method provided an enrichment factor of 11.6 fold with limit of detection and quantification of 38 and 130 ng L-1, respectively, and linear range varying from 0.13 to 10 µg L-1. The precision (n = 9) assessed by relative standard deviation (RSD) was respectively 5.18 and 2.87% for 0.3 and 3.0 µg L-1 cobalt concentrations.

Exposure to psychosocial risk factors in the context of work: a systematic review

ABSTRACT OBJECTIVE To analyze the scientific literature about the effects of exposure to psychosocial risk factors in work contexts. METHODS A systematic review was performed using the terms “psychosocial factors” AND “COPSOQ” in the databases PubMed, Medline, and Scopus. The period analyzed was from January 1, 2004 to June 30, 2012. We have included articles that used the Copenhagen Psychosocial Questionnaire (COPSOQ) as a measuring instrument of the psychosocial factors and the presentation of quantitative or qualitative results. German articles, psychometric studies or studies that did not analyze individual or work factors were excluded. RESULTS We included 22 articles in the analysis. Individual factors, such as gender, age, and socioeconomic status, were analyzed along with work-related factors such as labor demands, work organization and content, social relationships and leadership, work-individual interface, workplace values, justice and respect, personality, health and well-being, and offensive behaviors. We analyzed the sample type and the applied experimental designs. Some population groups, such as young people and migrants, are more vulnerable. The deteriorated working psychosocial environment is associated with physical health indicators and weak mental health. This environment is also a risk factor for the development of moderate to severe clinical conditions, predicting absenteeism or intention of leaving the job. CONCLUSIONS The literature shows the contribution of exposure to psychosocial risk factors in work environments and their impact on mental health and well-being of workers. It allows the design of practical interventions in the work context to be based on scientific evidences. Investigations in specific populations, such as industry, and studies with more robust designs are lacking.

Genetic parameters for drought-tolerance in cassava

The objective of this work was to evaluate the effect of drought on genetic parameters and breeding values of cassava. The experiments were carried out in a completely randomized block design with three replicates, under field conditions with (WD) or without (FI) water deficit. Yield of storage roots (RoY), shoot (ShY), and starch (StY), as well as the number of roots (NR), and root dry matter content (DMC) were evaluated in 47 cassava accessions. Significant differences were observed among accessions; according to heritability, these differences had mostly a genetic nature. Heritability estimates for genotypic effects () ranged from 0.25±0.12 (NR) to 0.60±0.18 (DMC), and from 0.51±0.17 (NR) to 0.80±0.21 (RoY and StY) for WD and FI, respectively, as a consequence of greater environmental influence on WD. Selective accuracy was lower in WD, and ranged from 0.71 (NR) to 0.89 (RoY, DMC, and StY). However, genetic gains were quite high and ranged from 24.43% (DMC) to 113.41% (StY), in WD, and from 8.5% (DMC) to 75.70% (StY) in FI. These genetic parameters may be useful for defining which selection strategies, breeding methods, and experimental designs are more suitable to obtain cassava genetic gains for tolerance to drought.

Quimiometria II: planilhas eletrônicas para cálculos de planejamentos experimentais, um tutorial

This work describes, through examples, a simple way to carry out experimental design calculations applying an spreadsheets. The aim of this tutorial is to introduce an alternative to sophisticated commercial programs that normally are too complex in data input and output. An overview of the principal methods is also briefly presented. The spreadsheets are suitable to handle different types of computations such as screening procedures applying factorial design and the optimization procedure based on response surface methodology. Furthermore, the spreadsheets are sufficiently versatile to be adapted to specific experimental designs.

Estudo da degradação fotocatalítica de dimetil dissulfeto: avaliação estatistica do efeito do pH da temperatura e concentração do contaminante orgânico

This work aimed to assess the photocatalytic degradation of a model odor compound (dimethyl disulfide, DMDS), found in liquid and gaseous wastes of plants for processing poultry byproducts. The effect of pH and temperature on adsorption and photocatalytic degradation was evaluated through factorial experimental designs. The results suggest the presence of an optimum region for adsorption, at 45.0 ºC and pH 4.0. In the photocatalytic runs an optimum for temperature and pH was also observed. At 45 ºC and pH 4.0 the removal of DMDS was 99% after 60 min of irradiation.

Determinação simultânea de As, Cd e Pb em amostras de água purificada para hemodiálise por espectrometria de absorção atômica com forno de grafite, após otimização multivariada baseada no uso de planejamento experimental

This paper reports the development of a methodology for simultaneously determining As, Cd and Pb, employing GF AAS with polarized Zeeman-effect background correction. In order to make the procedure applicable, the influence of pyrolysis and atomization temperatures and the amount of chemical modifiers were studied. Factorial and central composite designs were used to optimize these variables. Precision and accuracy of the method were investigated using Natural Water Reference material, Nist SRM 1640. Results are in agreement with certified values at the 95% confidence limit when the Student t-test is used. This methodology was used for quality control of purified water for hemodialysis.

Extração de bifenilas policloradas de amostras de leite materno: otimização univariada versus planejamento experimental

The convenience of the multivariate optimization of SPME procedures through ANOVA calculated using Doehlert designs has been demonstrated for twelve PCBs in the complex matrix of milk. For this study, the main parameters of the extraction were selected and valued through univariate and multivariate optimization. In addition, the analysis of variance allowed identification of the statistically significant variables in this model: high temperature (95 ºC) and ionic strength (36% m/v) proved significant for all the PCBs while intermediate time (70 min) and low methanol concentration (5% v/v) also contributed to the extraction of the majority of these PCBs.

Experimental alternatives for evaluation of progenies and clones in eucalyptus breeding programs

The feasibility of using augmented block designs and spatial analysis methods for early stage selection in eucalyptus breeding programs was tested. A total of 113 half-sib progenies of Eucalyptus urophylla and eight clones were evaluated in an 11 x 11 triple lattice experiment at two locations: Posto da Mata (Bahia, Brazil) and São Mateus (Minas Gerais, Brazil). Four checks were randomly allocated within each block. Plots consisted of 15 m long rows containing 6 plants spaced 3 m apart. The girth at breast height (cm/plant) was evaluated at 19 and 26 months of age. Variance analyses were performed according to the following methods: lattice design, randomized complete block design, augmented block design, Papadakis method, moving means method, and check plots. Comparisons among different methods were based on the magnitude of experimental errors and precision of the estimates of genetic and phenotypic parameters. General results indicated that augmented block design is useful to evaluate progenies and clones in early selection in eucalyptus breeding programs using moderate and low selection intensities. However, this design is not suitable for estimating genetic and phenotypic parameters due to its low precision. Check plots, nearest neighbour, Papadakis (1937), and moving means methods were efficient in removing the heterogeneity within blocks. These efficiencies were compared to that in lattice analysis for estimation of genetic and phenotypic parameters.

Histologia da camada superficial da lâmina própria da prega vocal ao se aplicar retalho pediculado de mucosa: estudo experimental em cães

Os resultados conseguidos até hoje para a correção de sulcos vocais e lesões cicatriciais não são universalmente aceitos. A Técnica do Retalho Pediculado de Mucosa de Prega Vocal consiste na colocação de um retalho de mucosa de prega vocal com pedículo anterior na camada superficial da lâmina própria, abaixo da borda livre. OBJETIVO: Descrever os achados histológicos pós-operatórios ocorridos na camada superficial da lâmina própria de cães ao se aplicar a técnica em questão, tomando-se como parâmetro a variação dos colágenos total, tipo I, tipo III e número de núcleos celulares. FORMA DE ESTUDO: experimental. MATERIAL E MÉTODO: Foram utilizados 15 cães. Numa das pregas foi realizada a intervenção e a contralateral foi deixada como controle. Cada grupo de três cães foi sacrificado em 10, 30, 90, 180 e 360 dias após a cirurgia. As colorações utilizadas foram: H.E. e Syrius Red. RESULTADOS: Os níveis de colágeno total e tipo I apresentaram uma tendência a aumento nos grupos de intervenção nos 90º e 180º dias de pós-operatório, contudo só houve significância estatística no 180º dia (p<0,05). A área do colágeno tipo III alcançou níveis inferiores ao do grupo controle no 180º dia (p<0,05). O número de núcleos atingiu maiores níveis no grupo teste no 10º dia de pós-operatório, seguido de decréscimo após o 30º dia. DISCUSSÃO: Os resultados encontrados quanto ao colágeno total, tipo I e tipo III e número de núcleos sugerem semelhanças ao processo cicatricial pós-operatório em laringe encontrado em outros estudos experimentais. Os presentes achados deverão ser complementados por experimentos.

Achados otomicroscópicos e histológicos da miringoesclerose induzida em ratos: estudo crítico de um modelo experimental

A miringoesclerose é caracterizada por hialinização da lâmina própria da membrana timpânica. Trabalhos experimentais têm utilizado a otomicroscopia ou a histologia para estudar a miringoesclerose em animais, porém sem correlacionar precisamente estes dois métodos de avaliação. OBJETIVO: Este estudo procura avaliar a acurácia da otomicroscopia no diagnóstico de miringoesclerose em modelo experimental com ratos. FORMA DE ESTUDO: experimental. MATERIAL E MÉTODO: Foi induzida miringoesclerose por inoculação transtimpânica de Streptococcus pneumoniae em 25 ratos Wistar, que foram examinados quinzenalmente por otomicroscopia e sacrificados após oito semanas, tendo suas membranas timpânicas examinadas por histologia. RESULTADOS: Da confrontação das alterações otomicroscópicas com os achados histológicos, houve uma sensibilidade de 80% e especificidade de 75%. CONCLUSÃO: Pelos resultados obtidos neste estudo, a otomicroscopia não representou um bom método para avaliar a miringoesclerose neste modelo experimental.

Estudo experimental comparativo entre o butil-2-cianoacrilato, a mistura gelatina-resorcina-formaldeído e sutura na estabilização de enxertos de cartilagem em coelhos

Os enxertos de cartilagem constituem-se em boa opção técnica para aprimoramento das rinoplastias. Procura-se um material para sua fixação que seja de simples manuseio, e que provoque mínima reação tecidual. OBJETIVO: Comparar o uso do butil-2-cianoacrilato, mistura gelatina-resorcina-formaldeído (GRF) e sutura na estabilização de enxertos de cartilagem em coelhos. FORMA DE ESTUDO: Experimental. MATERIAL E MÉTODO: Utilizaram-se 15 coelhos adultos da raça Nova Zelândia machos, de cujas orelhas foram ressecados 6 enxertos de cartilagem, fixados no periósteo da calvária e unidos dois a dois com sutura, GRF e cianoacrilato. Após 2, 6 e 12 semanas, grupos de 5 coelhos foram sacrificados e realizou-se avaliação da distância de deslocamento do enxerto e análise histológica do processo inflamatório tecidual e da adesão/deformidade das cartilagens. RESULTADOS: Houve deslocamento menor nas fixadas com GRF do que com cianoacrilato e sutura. O processo inflamatório foi maior nos animais de 2 semanas, decaindo até restar pequeno grau de fibrose em 12 semanas, de modo semelhante nas 3 fixações. Não houve descolamento nem deformidade em nenhuma dupla de cartilagens fixada com sutura e o maior número de cartilagens descoladas e deformadas se deu com o cianoacrilato. O número de cartilagens deformadas foi diretamente proporcional ao número de descoladas. Os dados foram significativos estatisticamente (p<0,05). CONCLUSÃO: A mistura gelatina-resorcina-formaldeído mostrou ser um método de estabilização de enxertos de cartilagem em coelhos superior ao butil-2-cianoacrilato em todas as fixações, e à sutura na fixação cartilagem-osso.

Hidropsia endolinfática experimental sob ação de inibidor da óxido nítrico sintase tipo II: avaliação com emissões otoacústicas e eletrococleografia

No modelo experimental de hidropsia endolinfática há redução na amplitude das emissões otoacústicas produtos de distorção (EOAPD) e elevação nos limiares eletrofisiológicos na eletrococleografia. Estudos mostraram que há expressão da óxido nítrico sintase tipo II (ONS II) na cóclea com hidropsia, sugerindo a participação do óxido nítrico (ON) na patogênese desta doença. O objetivo deste trabalho foi avaliar a ação de um inibidor da ONS II nas EOAPD e eletrococleografia em cobaias com hidropisia endolinfática experimental. MATERIAL E MÉTODOS: Foram estudadas 16 cobaias nas quais se induziu hidropsia endolinfática experimental por obliteração do ducto e saco endolinfático na orelha direita durante 16 semanas, divididas em dois grupos: oito cobaias recebendo um inibidor da ONS II, a aminoguanidina, por via oral e um grupo de oito cobaias como controle. Comparamos as amplitudes das EOAPD nas médias geométricas de freqüências de 1062, 2187, 4375 e 7000Hz, os limiares eletrofisiológicos nas freqüências de 1000, 2000, 4000 e 6000Hz e a relação entre os potenciais de somação e de ação (PS/PA) entre os grupos. RESULTADOS: Não houve diferença significante nas EOAPD e na relação PS/PA entre os grupos. O grupo que recebeu a aminoguanidina apresentou menor elevação nos limiares eletrofisiológicos nas freqüências de 2000 (p<0,05) e 6000 Hz (p<0,05) na 12ª semana e nas freqüências de 1000 (p<0,05), 2000 (p<0,001), 4000 (p<0,001) e 6000Hz (p<0,001) na 16ª semana. CONCLUSÕES: O inibidor da ONS II reduziu a elevação dos limiares eletrofisiológicos na eletrococleografia na hidropsia endolinfática experimental.

Modelo experimental comportamental e histológico da regeneração do nervo facial em ratos

O estabelecimento de modelos experimentais é o passo inicial para estudos de regeneração neural. OBJETIVO: Estabelecer modelo experimental de regeneração do nervo facial. MATERIAIS E MÉTODOS: Ratos Wistar com secção completa e sutura do tronco do nervo facial extratemporal, com análise comportamental e histológica até 9 semanas. FORMA DE ESTUDO: Estudo prospectivo experimental. RESULTADOS: Progressiva recuperação clínica e histológica dos animais. CONCLUSÃO: Estabelecemos um método aceitável para o estudo de regeneração do nervo facial em ratos.

Cicatrização da membrana timpânica na timpanocentese com laser de argônio comparado à técnica com microlanceta: estudo experimental em ratos

Otite média secretora (OMS) e otite média aguda recorrente (OMAR) podem necessitar tratamento cirúrgico para adequada ventilação da orelha média. A abertura clássica do tímpano (timpanocentese) requer incisão por microlanceta sob controle de microscópio cirúrgico e mantém-se patente por alguns dias. Estudos recentes sugerem que a timpanocentese feita por diferentes lasers pode permanecer permeável por maior tempo, o que possibilitaria a normalização da otite média. MATERIAL E MÉTODOS: Neste estudo experimental 34 ratos linhagem Wistar, albinos, machos adultos pesando cerca de 300g, foram anestesiados com cetamina 27 mg/kg e xilazina 2,7 mg/kg. A seguir, foram submetidos à timpanocentese incisional com microlanceta no ouvido direito (ML-OD), e à timpanocentese mediada por laser de argônio no ouvido esquerdo (LA-OE). RESULTADOS: Não houve diferença significativa no tempo de cicatrização das timpanocenteses feitas com laser de argônio ou microlanceta. Todas as timpanocenteses cicatrizaram em 10 dias. CONCLUSÃO: A timpanocentese com laser de argônio apresentou patência e cicatrização semelhantes à técnica clássica com microlanceta realizada em ratos Wistar sem enfermidades de orelha média.