Técnicas de caracterização para investigar interações no nível molecular em filmes de Langmuir e Langmuir-Blodgett (LB)

This paper discusses fundamental concepts for the characterization of Langmuir monolayers and Langmuir-Blodgett (LB) films, with emphasis on investigations of material properties at the molecular level. By way of illustration, results for phospholipid monolayers interacting with the drug dipyridamole are highlighted. These results were obtained with several techniques, including in situ grazing incidence X-ray diffraction, Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy, fluorescence microscopy, in addition to surface pressure and surface potential isotherms. Also mentioned are the difficulties in producing Langmuir and LB films from macromolecules, and how molecular-level interactions in mixed polymer LB films can be exploited in sensors.

Vibrio fluvialis attachs to but does not enter Hela cell monolayers

Considering the possibility that invasiveness could be a neglected factor of virulence in Vibrio fluvialis-linked enteritis, since a dysenteric form of the disease was seen in Bangladesh, we studied 12 Brazilian strains of the organism, six clinical and six environmental, to determine whether they might be able to enter into HeLa cell monolayers or would carry plasmids incidentally involved in invasiveness. Four human and two environmental isolates attached to but did not enter into the cells. Though five strains harbored plasmids,no relationship was found between the carriage of these genetic elements and adhesiveness.

Standardization of bovine macrophage monolayers and isolation and culture of trypanosomes

We describe a method for culturing over 90% pure bovine macrophages from peripheral blood mononuclear cells separated with Nycoprep. The cells were cultured for 12 days and then stained with esterase and with anti CD14 to test for purity. The method is reproducible and ensures an adequate number of cells for immunological research. Additionally, we report the unexpected finding of Trypanosoma trypomastigotes in our macrophage cultures from bovines belonging to a geographic area from which no bovine trypanosomes had been reported before.

Capacidade máxima de adsorção de fósforo e constante de energia em Latossolo Bruno em razão de diferentes ajustes do modelo Langmuir

A capacidade máxima de adsorção de fósforo (CMAP) é um parâmetro bastante útil para caracterizar a capacidade de adsorção de fósforo (P) do solo e, por isso, o modelo de Langmuir, que possibilita essa estimativa, é bastante difundido. Porém, se o ajuste da equação for realizado por modelos não lineares ou linearizados, ou se forem escolhidos modelos de região única ou múltiplas, nem sempre os valores estimados da CMAP e da constante de energia de ligação (k) são semelhantes. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito do uso de diferentes métodos de ajuste do modelo de Langmuir sobre os valores estimados de CMAP e k. Para isso, utilizouse um único solo de alta capacidade de adsorção de P, o qual foi misturado a quantidades crescentes de areia lavada, construindo-se sistemas com capacidades de sorção crescentes, mas com a fase sólida constituída da mesma mineralogia. Foi utilizado solo do horizonte B de um Latossolo Bruno com 800 g kg-1 de argila, o qual foi misturado com areia em quantidades para obterem-se solos artificiais com 0, 200, 400, 600 e 800 g kg-1 de argila. Esses solos artificiais foram incubados por 30 dias com calcário para elevar o pH(H2O) até 6,0 e, após, foram secos em estufa e peneirados. Foram realizadas as isotermas de adsorção e os dados ajustados pelo modelo de Langmuir, usando os seguintes métodos: NLin - não linear com região única; L-1R - linearização com região única; L-2RG - linearização com duas regiões, ajuste gráfico; L-3RG - linearização com três regiões, ajuste gráfico; L-2RE linerização com duas regiões, ajuste estatístico. Os resultados evidenciaram que todos os métodos utilizados estimaram valores de CMAP proporcionais ao teor de argila dos solos e poderiam ser usados para caracterizar os solos. Contudo, quando utilizados ajustes com mais de uma região de adsorção, os valores da CMAP para a última região foram sensivelmente superiores àqueles observados após a incubação do solo com doses de P em um teste adicional. Isso indica que a CMAP da última região deve ser evitada como caracterizadora da capacidade de adsorção do solo. Conforme era esperado, os valores de k foram proporcionais aos teores de argila do solo na primeira (ou única) região dos modelos linearizados; contudo, não seguiram essa tendência no modelo não linear, recomendando-se cautela na interpretação da constante k ajustada por modelos não lineares.

Irving langmuir: o milagre da ciência

Irving Langmuir received the Nobel Prize in Chemistry in 1932 "...for his outstanding discoveries and investigations within the field of surface chemistry", according to the Swedish Academy. However, few people know that his work comprises other very important contributions, and not only for chemistry, such as the discovery of plasma, the atomic hydrogen, the pure thermoionic phenomenon, the development of the cloud seeding technique for weather modification, among many others. This paper summarizes Langmuir's most important discoveries and theories, with an especial mention for his practical inventions and his work on the atomic theory.

Electrical parameters and water permeability properties of monolayers formed by T84 cells cultured on permeable supports

T84 is an established cell line expressing an enterocyte phenotype whose permeability properties have been widely explored. Osmotic permeability (P OSM), hydraulic permeability (P HYDR) and transport-associated net water fluxes (J W-transp), as well as short-circuit current (I SC), transepithelial resistance (R T), and potential difference (deltaV T) were measured in T84 monolayers with the following results: P OSM 1.3 ± 0.1 cm.s-1 x 10-3; P HYDR 0.27 ± 0.02 cm.s-1; R T 2426 ± 109 omega.cm², and deltaV T 1.31 ± 0.38 mV. The effect of 50 µM 5,6-dichloro-1-ethyl-1,3-dihydro-2H-benzimidazol-2-one (DCEBIO), a "net Cl- secretory agent", on T84 cells was also studied. We confirm the reported important increase in I SC induced by DCEBIO which was associated here with a modest secretory deltaJ W-transp. The present results were compared with those reported using the same experimental approach applied to established cell lines originating from intestinal and renal epithelial cells (Caco-2, LLC-PK1 and RCCD-1). No clear association between P HYDR and R T could be demonstrated and high P HYDR values were observed in an electrically tight epithelium, supporting the view that a "water leaky" barrier is not necessarily an "electrically leaky" one. Furthermore, the modest secretory deltaJ W-transp was not consistent with previous results obtained with RCCD-1 cells stimulated with vasopressin (absorptive fluxes) or with T84 cells secreting water under the action of Escherichia coli heat stable enterotoxin. We conclude that, while the presence of aquaporins is necessary to dissipate an external osmotic gradient, coupling between water and ion transport cannot be explained by a simple and common underlying mechanism.

OBTENTION OF RABIES ANTIGEN THROUGH BHK21 CELLS ADHERED TO MICROCARRIERS

Four rabies antigen batches were produced from virus suspensions resulting from BHK21 cells adhered to microcarriers (Cytodex 1), inoculated and cultured in a bioreactor. In parallel the methodology of production of rabies virus through cultures of BHK21 cells in monolayers in bottles was used. The results obtained showed that infecting titles were 106.69 DL50/mL and 107.28 DL50/mL for suspensions cultured in bottles and in the bioreactor, respectively. The viral suspension volumes collected were on average 11,900 per batch from the bioreactor and 800mL per bottle. Ten horses were immunized with the antigen produced in the bioreactor. The means of antirabies antibody titers found were 240 and 212 IU/mL after the initial and the first booster doses, respectively. Rabies antigen with satisfactory infecting titers can be obtained on a large scale by culturing in a bioreactor inoculated BHK21 cells adhered to microcarriers.

Rat hepatocyte invasion by Listeria monocytogenes and analysis of TNF-alpha role in apoptosis

Listeria monocytogenes, etiological agent of severe human foodborne infection, uses sophisticated mechanisms of entry into host cytoplasm and manipulation of the cellular cytoskeleton, resulting in cell death. The host cells and bacteria interaction may result in cytokine production as Tumor Necrosis Factor (TNF) alpha. Hepatocytes have potential to produce pro-inflammatory cytokines as TNF-alpha when invaded by bacteria. In the present work we showed the behavior of hepatocytes invaded by L. monocytogenes by microscopic analysis, determination of TNF-alpha production by bioassay and analysis of the apoptosis through TUNEL technique. The presence of bacterium, in ratios that ranged from 5 to 50,000 bacteria per cell, induced the rupture of cellular monolayers. We observed the presence of internalized bacteria in the first hour of incubation by electronic microscopy. The levels of TNF-alpha increased from first hour of incubation to sixth hour, ranging from 0 to 3749 pg/mL. After seven and eight hours of incubation non-significant TNF-alpha levels decrease occurred, indicating possible saturation of cellular receptors. Thus, the quantity of TNF-alpha produced by hepatocytes was dependent of the incubation time, as well as of the proportion between bacteria and cells. The apoptosis rate increased in direct form with the incubation time (1 h to 8 + 24 h), ranging from 0 to 43%, as well as with the bacteria : cells ratio. These results show the ability of hepatocyte invasion by non-hemolytic L. monocytogenes, and the main consequences of this phenomenon were the release of TNF-alpha by hepatocytes and the induction of apoptosis. We speculate that hepatocytes use apoptosis induced by TNF-alpha for release bacteria to extracellular medium. This phenomenon may facilitate the bacteria destruction by the immune system.

Role of iron in the nitric oxide-mediated fungicidal mechanism of IFN-gamma-activated murine macrophages against Paracoccidioides brasiliensis conidia

Iron is an essential growth element of virtually all microorganisms and its restriction is one of the mechanisms used by macrophages to control microbial multiplication. Paracoccidioides brasiliensis, the agent of paracoccidioidomycosis, an important systemic mycosis in Latin America, is inhibited in its conidia-to-yeast conversion in the absence of iron. We studied the participation of iron in the nitric oxide (NO)-mediated fungicidal mechanism against conidia. Peritoneal murine macrophages activated with 50U/mL of IFN-gamma or treated with 35 µM Deferoxamine (DEX) and infected with P. brasiliensis conidia, were co-cultured and incubated for 96 h in the presence of different concentrations of holotransferrin (HOLO) and FeS0(4). The supernatants were withdrawn in order to assess NO2 production by the Griess method. The monolayers were fixed, stained and observed microscopically. The percentage of the conidia-to-yeast transition was estimated by counting 200 intracellular propagules. IFN-gamma-activated or DEX-treated Mthetas presented marked inhibition of the conidia-to-yeast conversion (19 and 56%, respectively) in comparison with non-activated or untreated Mthetas (80%). IFN-gamma-activated macrophages produced high NO levels in comparison with the controls. Additionally, when the activated or treated-macrophages were supplemented with iron donors (HOLO or FeSO4), the inhibitory action was reversed, although NO production remained intact. These results suggest that the NO-mediated fungicidal mechanism exerted by IFN-gamma-activated macrophages against P. brasiliensis conidia, is dependent of an iron interaction.

Características de adsorção de fósforo em alguns solos da Amazônia Central

Com o objetivo de determinar as características de adsorção de fósforo utilizando-se a isoterma de Langmuir, e suas relações com algumas propriedades físicas e químicas de solos, foi desenvolvido um estudo no Laboratório de Solos do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia (INPA), com amostras da camada superficial (0 - 20 cm) de oito solos do Estado do Amazonas. Grande variação na capacidade máxima de adsorção (CMAP), energia de adsorção e fator capacidade de P máximo (FCPmáx) foi observado. O Plintossolo Argilúvico alumínico (FTa) foi o solo que apresentou os maiores valores de CMAP e FCPmáx e o Latossolo Amarelo1 (LAx -1) apresentou o maior valor de energia de adsorção. A CMAP variou de 0,297 a 0,888 mg P g-1 de solo, a energia de adsorção ficou na faixa de 0,230 a 0,730 L mg-1, e o FCPmáx variou de 137 a 593 mL g-1. O parâmetro FCPmáx obedeceu à seguinte ordem decrescente: Plintossolo Argilúvico alumínico > Latossolo Amarelo 1 > Latossolo Amarelo 3 > Latossolo Amarelo 6 > Latossolo Amarelo 2 > Latossolo Amarelo 4 > Argissolo Amarelo distrófico > Latossolo Amarelo 5. A CMAP e o FCPmáx correlacionaram-se positivamente com o conteúdo de argila (r = 0,948** e r = 0,962** ) e alumínio trocável (r = 0,688* e r = 0,666* ), e negativamente com a saturação de bases (r = - 0,667* e r = - 0,761*), respectivamente. A energia de adsorção apresentou correlação positiva com o conteúdo de argila (r = 0,783*) e negativa com a saturação de bases (r = - 0,775*).

Adsorção de cromo (VI) por carvão ativado granular de soluções diluídas utilizando um sistema batelada sob pH controlado

Na Amazônia o cromo é empregado principalmente na indústria de couro e de madeira, sendo responsável por vários problemas de saúde porque é tóxico para os seres vivos. A remoção de cromo de efluentes industriais é feita por meio de diversos processos como a adsorção. Este trabalho mostra os resultados da adsorção de Cr(VI) por carvão ativado granular comercial (CAG) como adsorvente de soluções diluídas empregando um sistema de adsorção batelada com controle de pH. Os grupos funcionais da superfície do CAG foram determinados pelo método de Boehm. Além disso, o efeito do pH na adsorção de Cr(VI), o equilíbrio e a cinética de adsorção foram estudados nas condições experimentais (pH = 6, MA = 6g, tempo de adsorção 90min.). Na superfície do CAG, os grupos carboxílicos foram determinados em maior concentração (MAS=0,43 mmol/gCAG), estes, presentes em concentrações elevadas aumentam a adsorção do metal, principalmente em valores de pH ácidos. A capacidade de adsorção é dependente do pH da solução, devido a sua influência nas propriedades de superfície do CAG e nas diferentes formas iônicas das soluções de Cr(VI). Os dados de equilíbrio da adsorção foram ajustados satisfatoriamente pela isoterma de Langmuir (R²=0,988), tipo favorável. A partir da cinética de adsorção a 5mg/L e 20mg/L, os resultados obtidos foram compatíveis com o valor limite preconizado na legislação nacional (Res. nº 357/05). Portanto, para o sistema experimental utilizando CAG foi eficiente na remoção de Cr(VI) a partir de correntes líquidas contendo baixas concentrações do metal.

Obtenção e caracterização de carvão ativado de caroço de buriti (Mauritia flexuosa L. f.) para a avaliação do processo de adsorção de cobre (II)

Na região amazônica, algumas indústrias despejam cobre nos corpos receptores que, em elevadas concentrações, é tóxico para os seres vivos. A remoção de cobre de efluentes industriais é realizada por diversos processos como a adsorção. Neste trabalho mostrou-se o resultado da adsorção de cobre (II) em carvão ativado de caroço de buriti carbonizado a 400 °C e ativado a 900 °C. O carvão ativado foi caracterizado em termos de área específica, tamanho dos poros, densidades aparente e real, porosidade, microscopia eletrônica de varredura, conteúdo de cinzas, pH, umidade, carbono fixo e grupos funcionais de superfície. O estudo de equilíbrio de adsorção avaliou a influência do diâmetro das partículas do carvão, do tempo de contato adsorvente/adsorbato, do pH e da concentração inicial da solução de cobre (II) sobre a remoção de cobre (II). Com base nos resultados, concluiu-se que há uma maior eficiência de remoção de cobre (II) para diâmetro < 0,595 mm, tempo de contato de 300 minutos, pH 4,0 e concentrações iniciais de cobre (II) de 50 e 80 mg L-1. O modelo matemático de Langmuir foi o que melhor se ajustou aos dados de equilíbrio de adsorção. A partir do tempo de contato de 15 minutos todas as concentrações de equilíbrio ficaram abaixo do máximo permitido de 1,0 mg L-1 previsto pela legislação vigente para lançamento de efluentes em corpos receptores.

Fixação de fósforo por um latossolo do estado de Minas Gerais

Foi estudada a adsorção do fósforo por amostras de três horizontes, A1 (0-22cm), A3 (22-56cm) e B22 (155-200cm), de um Latossolo do Estado de Minas Gerais por meio da isoterma de Langmuir. Os valores de adsorção máxima (b) e da constante de seletividade (K) calculados a partir da forma linear da equação de Langmuir foram correlacionados com algumas características físicas e químicas apresentadas pelos citados horizontes. Os resultados encontrados permitiram concluir que: a - As isotermas de adsorção mostraram duas regiões distintas: aquela em que o fosfato é fortemente retido foi convenientemente descrita pela equação de Langmuir. b - Em virtude da diversidade das características físicas e químicas dos horizontes houve grande variação nos valores de adsorção máxima (b) e da constante de seletividade (K).

Effect of interferon on the development of Trypanosoma cruzi in tissue culture "Vero" cells

Results are presented on the effects of interferon on the intracellular stages of T. cruzi in tissue culture "Vero" cells. Interferon was obtained by infecting monolayers of human amniotic cells with inactivated Newcastle disease virus. Interferon has not affected the cell infection by T. cruzi culture infective stages and neither has it prevented the transformation of amastigote into trypomastigote stages.

Interactions between Leishmania mexicana mexicana promastigotes and amastigotes and murine peritoneal macrophages in vitro

Unstimulated adherent mouse peritoneal cells were cultured in vitro and infected with equal numbers of a single strain of Leishmania m. mexicana amastigotes (AM), virulent promastigotes (VP), avirulent promastigotes (AVP) and fixed promastigotes (FP). Duplicate May-Grünwald-Giemsa stained coverslips were examined at time intervals up to 13 days. By 3 hr post infection, the number of macrophages containing parasites varied between 60.5% (VP) and 84% (AM) for macrophages exposed to living parasites, compared to 6.5% for macrophages exposed for FP. However, variable numbers of parasites showed degenerative changes by 3 hr, and the number of macrophages containing morphologically intact parasites varied significantly between cells infected with AM (84%) and those infected with VP (42%) or AVP(40%). The mean number on intacte parasites/macrophage also differed significantly between AM-infected cells and living or fixed promastigotes-infected cells. Quantitation of intact and degenerated parasites indicated parasite multiplication, as well as destruction, in VP-infected cells and parasite survival and multiplication in AM-infecte monolayers; in contrast no evidence of parasite multiplication was seen in AVP-infected cells. Changes in the mono layer itself (cell loss and macrophage vacuolization) were also evaluated. These results suggest that crucial events determining the outcome of infection occur in the host-parasite relationship during the fist 24 hours of infection. These events are apparently influenced not only by parasite or host strain but by environmentally induced variation within a given strain.