Evaluación fotoquímica y microbiológica de extractos de Carya illinoensis y Juglans mollis y su incorporación en nanopartículas poliméricas para su potencial aplicación como agente antituberculoso.

Tesis (Doctor en Ciencias con Acentuación en Química de Productos Naturales) UANL, 2012.

Uma aproximação ao uso de 8-metoxipsoraleno na toxicidade fotoquímica quando activado por UVB banda estreita (311nm) no Saccharomyces cerevisiae

Foi usado um modelo Saccharomyces cerevisiae para avaliar a toxicidade fotoquímica do 8-metoxipsoraleno expressa como a percentagem da inibição de crescimento usando duas concentrações diferentes, 0,4mM e 0,05mM, e UVB banda estreita (311nm) para a fotoactivação. Os resultados preliminares sugerem que a concentração de 8- metoxipsoraleno desempenha um papel na toxicidade fotoquímica, mas não, com as concentrações usadas, na toxicidade química.

Efeitos da aplicação de herbicidas sobre a eficiência fotoquímica em plantas de soja convencional e geneticamente modificada

Objetivou-se, neste trabalho, avaliar o efeito da aplicação de herbicidas em pós-emergência sobre a eficiência fotoquímica de duas cultivares de soja (M-SOY 7908 RR e M-SOY 8001). O delineamento experimental utilizado foi em blocos ao acaso, com quatro repetições. Os tratamentos constaram da aplicação de herbicidas isolados e em misturas: lactofen, glyphosate, lactofen + chlorimuron-ethyl, chlorimuron-ethyl + imazethapyr, chlorimuron-ethyl + bentazon, glyphosate + imazethapyr, lactofen + chlorimuron-ethyl + imazethapyr e lactofen + chlorimuron-ethyl + imazethapyr/haloxyfop-methyl. Além disso, foram mantidas duas testemunhas sem aplicação de herbicida. As avaliações foram realizadas aos 4; 11; 18; 25 e 32 dias após aplicação dos herbicidas (DAA) no primeiro ano, e aos 6, 14, 21, 28 e 35 DAA, no segundo. A cultivar M-SOY 8001 foi suscetível à aplicação dos herbicidas, principalmente às misturas contendo lactofen + chlorimuron-ethyl e lactofen + chlorimuron-ethyl + imazethapyr + haloxifop-methyl, os quais provocaram redução no rendimento quântico máximo do PSII (Fv/Fm). As duas cultivares apresentaram suscetibilidade aos herbicidas quando tratados com lactofen aplicado isolado e nas misturas lactofen + chlorimuron-ethyl, chlorimuron-ethyl + imazethapyr, lactofen + chlorimuron-ethyl + imazethapyr e lactofen + chlorimuron-ethyl + imazethapyr + haloxifop-methyl com redução nos teores de clorofila, estimados pelo Medidor Portátil de Clorofilas. Os danos foram reversíveis, desaparecendo gradativamente com a idade das plantas.

Degradação fotoquímica de hidrocarbonetos da gasolina em efluentes aquosos

Photo-oxidation processes of toxic organic compounds have been widely studied. This work seeks the application of the photo-Fenton process for the degradation of hydrocarbons in water. The gasoline found in the refinery, without additives and alcohol, was used as the model pollutant. The effects of the concentration of the following substances have been properly evaluated: hydrogen peroxide (100-200 mM), iron ions (0.5-1 mM) and sodium chloride (200 2000 ppm). The experiments were accomplished in reactor with UV lamp and in a falling film solar reactor. The photo-oxidation process was monitored by measurements of the absorption spectra, total organic carbon (TOC) and chemical oxygen demand (COD). Experimental results demonstrated that the photo-Fenton process is feasible for the treatment of wastewaters containing aliphatic hydrocarbons, inclusive in the presence of salts. These conditions are similar to the water produced by the petroleum fields, generated in the extraction and production of petroleum. A neural network model of process correlated well the observed data for the photooxidation process of hydrocarbons

Degradação fotoquímica de efluentes industriais contendo polipropileno e isoniazida

One of the main impacts to the environment is the water pollution, where the industrial sector is one of the main sources of this problem. In order to search for a solution, the industrial sector is looking forward to new technologies to treat its wastewaters with the goal to reuse the water in the own process. In this mode, the treatment presents a reduction in its costs with the water suply. One of these technologies that are getting more and more applications is the advanced oxidative processes (AOP´s). In this work two industrial wastewaters have been studied, i.e., containing polymers and pharmacus. In the case of the wastewaters with polymers the UV/H2O2 process has been applied with a systematic series of experiments, using irradiation from a mercury lamp and also solar. The following variables of the UV/H2O2 process for the polymers wastewaters have been studied systematically with the lamp reactor: mode of addition of hydrogen peroxide, temperature, time of reaction, hydrogen peroxide concentration and power of the lamp (80, 125, 250 and 400W). The results demonstrated to be satisfactory, obtaining rates of organic charge removal of 100% in 120 minutes of reaction. The studied variables for the experiments with solar irradiation using polymers wastewaters were only the time of reaction, the mode of addition and concentration of the hydrogen peroxide. The results with the solar irradiation demonstrated to be not satisfactory, reaching maximum of 22% of TOC removal in 240 minutes of reaction. This is in accordance with the fact that the solar source has only 5% of low UV irradiation. With respect to the photodegradation of the pharmacus wastewaters, the process UV/H2O2 and photo-Fenton have been applied. As a source of photons, in this case, a mercury UV lamp of 80 W has been used. The studied variables for the experiments with artificial irradiation with the pharmacus wastewaters were: initial concentration of the pollutant, concentration of Fe2+ and time of reaction. The results demonstrated a degree of degradation fairly satisfactory, showing a maximum conversion value of 46% in 120 minutes

Avaliação da degradação fotoquímica de corante alimentício e lixiviação de corantes têxteis de fibras de algodão expostos a suor sintético por método cromatográficos

Pós-graduação em Química - IQ

Trocas gasosas e eficiência fotoquímica de cultivares de algodoeiro herbáceo sob aplicação de silício foliar

The objective of this study was to evaluate gas exchange and photochemical efficiency of cotton cultivars under leaf application of silicon. Therefore, the experiment was conducted in a completely randomized in a factorial 3 x 5, three cotton cultivars ('BRS Topazio', 'BRS Safira' and 'BRS Rubi'), five silicon concentrations (0, 50, 100, 150, 200 mg L-1) and four replications. Gas exchange and photochemical efficiency were determined by measuring the rate of CO2 assimilation, transpiration, stomatal conductance, internal CO2 concentration, instantaneous efficiency in water use, instantaneous carboxylation efficiency, initial fluorescence, maximum quantum efficiency of the variable and photosystem II (PSII). The data variables were subjected to analysis of variance and regression test comparison of means. There were significant differences in gas exchange and photochemical efficiency in response to concentrations of silicon. There were also significant differences among cotton cultivars evaluated. In cultivar 'BRS Top zio', the application of silicon increased CO2 assimilation rate and quantum efficiency of PSII. In 'BRS Safira' silicon reduced the rate of assimilation and internal CO2 concentration. In 'BRS Rubi' element increased the fluorescence of chlorophyll 'a' and quantum efficiency of photosystem II, and reduced the rate of assimilation and internal CO2 concentration and stomatal conductance. Silicate fertilization provided 'BRS Topazio' to express better photosynthetic rate in relation to 'BRS Safira' and 'BRS Rubi'. No damage occurred in PSII when 'BRS Top zio', 'BRS Safira' and 'BRS Rubi' cultivars received silicon as supplementary nutrition.

Degradação química e fotoquímica do organofosforado paraoxona

Pós-graduação em Química - IBILCE

Síntesis fotoquímica de derivados ácidos de fósforo y sus esteres a partir de fósforo elemental blanco

La aplicación consiste en un proceso reactivo fotoquímico solar que usa radiación en el rango del visible para en un solo paso, alto rendimiento y pureza, sintetizar derivados ácidos de fósforo o los ésteres de dichos ácidos a partir del alótropo blanco (P4) del fósforo elemental.

Mecanismos fisiológicos de respuesta de la cebada al impacto de la sequía y el elevado CO2 : adaptación al cambio climático

251 p. : il., col.

Exploring new labelling strategies for boronated compounds: towards fast development and efficient assessment of BNCT drug candidates

208 p.

Avaliação da indução de lesões no DNA por lasers terapêuticos de baixa potência

Na medicina regenerativa há uma crescente utilização de lasers de baixa intensidade em protocolos terapêuticos para tratamento de doenças em tecidos moles e no tecido ósseo. Lasers emitem feixes de luz com características específicas, nas quais o comprimento de onda, a frequência, potência e modo de missão são propriedades determinantes para as respostas fotofísica, fotoquímica e fotobiológica. Entretanto, sugere-se que lasers de baixa potência induzem a produção de radicais livres, que podem reagir com biomoléculas importantes, como o DNA. Essas reações podem causar lesões e induzir mecanismos de reparo do DNA para preservar a integridade do código genético e homeostase celular. Portanto, o objetivo deste trabalho foi avaliar lesões no DNA de células do sangue periférico de ratos Wistar e a expressão dos genes ERCC1 e ERCC2 em tecidos biológicos expostos a lasers de baixa intensidade em comprimentos de onda, fluências, potências e modos de emissão utilizados em protocolos terapêuticos. Para tal, amostras de sangue periférico foram expostas ao laser vermelho (660 nm) e infravermelho (808 nm) em diferentes fluências, potências e modos de emissão, e a indução de lesões no DNA foi avaliada através do ensaio cometa. Em outros experimentos, lesões no DNA foram analisadas através do ensaio cometa modificado, utilizando as enzimas de reparo: formamidopirimidina DNA glicosilase (FPG) e endonuclease III. Pele e músculo de ratos Wistar foram expostos aos lasers e amostras desses tecidos foram retiradas para extração de RNA, síntese de cDNA e avaliação da expressão dos genes por PCR quantitativo em tempo real. Os dados obtidos neste estudo sugeriram que a exposição aos lasers induz lesões no DNA dependendo da fluência, potência e modo de emissão, e que essas lesões são alvos da FPG e endonuclease III. A expressão relativa do RNAm de ERCC1 e de ERCC2 foi alterada nos tecidos expostos dependendo do comprimento de onda e fluência utilizada. Os resultados obtidos neste estudo sugerem que danos oxidativos no DNA poderiam ser considerados para segurança do paciente e eficácia terapêutica, bem como alterações na expressão dos genes de reparo do DNA participariam dos efeitos de bioestimulação que justificam as aplicações terapêutica de lasers de baixa potência.

Contribution of biomass combustion to air pollutant emissions

In Portugal, it was estimated that around 1.95 Mton/year of wood is used in residential wood burning for heating and cooking. Additionally, in the last decades, burnt forest area has also been increasing. These combustions result in high levels of toxic air pollutants and a large perturbation of atmospheric chemistry, interfere with climate and have adverse effects on health. Accurate quantification of the amounts of trace gases and particulate matter emitted from residential wood burning, agriculture and garden waste burning and forest fires on a regional and global basis is essential for various purposes, including: the investigation of several atmospheric processes, the reporting of greenhouse gas emissions, and quantification of the air pollution sources that affect human health at regional scales. In Southern Europe, data on detailed emission factors from biomass burning are rather inexistent. Emission inventories and source apportionment, photochemical and climate change models use default values obtained for US and Northern Europe biofuels. Thus, it is desirable to use more specific locally available data. The objective of this study is to characterise and quantify the contribution of biomass combustion sources to atmospheric trace gases and aerosol concentrations more representative of the national reality. Laboratory (residential wood combustion) and field (agriculture/garden waste burning and experimental wildland fires) sampling experiments were carried out. In the laboratory, after the selection of the most representative wood species and combustion equipment in Portugal, a sampling program to determine gaseous and particulate matter emission rates was set up, including organic and inorganic aerosol composition. In the field, the smoke plumes from agriculture/garden waste and experimental wildland fires were sampled. The results of this study show that the combustion equipment and biofuel type used have an important role in the emission levels and composition. Significant differences between the use of traditional combustion equipment versus modern equipments were also observed. These differences are due to higher combustion efficiency of modern equipment, reflecting the smallest amount of particulate matter, organic carbon and carbon monoxide released. With regard to experimental wildland fires in shrub dominated areas, it was observed that the largest organic fraction in the samples studied was mainly composed by vegetation pyrolysis products. The major organic components in the smoke samples were pyrolysates of vegetation cuticles, mainly comprising steradienes and sterol derivatives, carbohydrates from the breakdown of cellulose, aliphatic lipids from vegetation waxes and methoxyphenols from the lignin thermal degradation. Despite being a banned practice in our country, agriculture/garden waste burning is actually quite common. To assess the particulate matter composition, the smoke from three different agriculture/garden residues have been sampled into 3 different size fractions (PM2.5, PM2.5-10 and PM>10). Despite distribution patterns of organic compounds in particulate matter varied among residues, the amounts of phenolics (polyphenol and guaiacyl derivatives) and organic acids were always predominant over other organic compounds in the organosoluble fraction of smoke. Among biomarkers, levoglucosan, β-sitosterol and phytol were detected in appreciable amounts in the smoke of all agriculture/garden residues. In addition, inositol may be considered as an eventual tracer for the smoke from potato haulm burning. It was shown that the prevailing ambient conditions (such as high humidity in the atmosphere) likely contributed to atmospheric processes (e.g. coagulation and hygroscopic growth), which influenced the particle size characteristics of the smoke tracers, shifting their distribution to larger diameters. An assessment of household biomass consumption was also made through a national scale survey. The information obtained with the survey combined with the databases on emission factors from the laboratory and field tests allowed us to estimate the pollutant amounts emitted in each Portuguese district. In addition to a likely contribution to the improvement of emission inventories, emission factors obtained for tracer compounds in this study can be applied in receptor models to assess the contribution of biomass burning to the levels of atmospheric aerosols and their constituents obtained in monitoring campaigns in Mediterranean Europe.

Effect of light on ex situ production of symbiotic corals

The increasing interest in coral culture for biotechnological applications, to supply the marine aquarium trade, or for reef restoration programs, has prompted researchers to optimize coral culture protocols, with emphasis to ex situ production. When cultured ex situ, the growth performance of corals can be influenced by several physical, chemical and biological parameters. For corals harbouring zooxanthellae, light is one of such key factors, as it can influence the photosynthetic performance of these endosymbionts, as well as coral physiology, survival and growth. The economic feasibility of ex situ coral aquaculture is strongly dependent on production costs, namely those associated with the energetic needs directly resulting from the use of artificial lighting systems. In the present study we developed a versatile modular culture system for experimental coral production ex situ, assembled solely using materials and equipment readily available from suppliers all over the world; this approach allows researchers from different institutions to perform truly replicated experimental set-ups, with the possibility to directly compare experimental results. Afterwards, we aimed to evaluate the effect of contrasting Photosynthetically Active Radiation (PAR) levels, and light spectra emission on zooxanthellae photochemical performance, through the evaluation of the maximum quantum yield of PSII (Fv/Fm) (monitored non-invasively and non-destructively through Pulse Amplitude Modulation fluorometry, PAM), chlorophyll a content (also determined non-destructively by using the spectral reflectance index Normalized Difference Vegetation Index, NDVI), photosynthetic and accessory pigments, number of zooxanthellae, coral survival and growth. We studied two soft coral species, Sarcophyton cf. glaucum and Sinularia flexibilis, as they are good representatives of two of the most specious genera in family Alcyoniidae, which include several species with interest for biotechnological applications, as well as for the marine aquarium trade; we also studied two commercially important scleractinian corals: Acropora formosa and Stylophora pistillata. We used different light sources: hydrargyrum quartz iodide (HQI) lamps with different light color temperatures, T5 fluorescent lamps, Light Emitting Plasma (LEP) and Light Emitting Diode (LED). The results achieved revealed that keeping S. flexibilis fragments under the same light conditions as their mother colonies seems to be photobiologically acceptable for a short-term husbandry, notwithstanding the fact that they can be successfully stocked at lower PAR intensities. We also proved that low PAR intensities are suitable to support the ex situ culture S. cf. glaucum in captivity at lower production costs, since the survival recorded during the experiment was 100%, the physiological wellness of coral fragments was evidenced, and we did not detect significant differences in coral growth. Finally, we concluded that blue light sources, such as LED lighting, allow a higher growth for A. formosa and S. pistillata, and promote significant differences on microstructure organization and macrostructure morphometry in coral skeletons; these findings may have potential applications as bone graft substitutes for veterinary and/or other medical uses. Thus, LED technology seems to be a promising option for scleractinian corals aquaculture ex situ.

Hydrological and photochemical influence on dynamics of estuarine bacteria

Os estuários são ecossistemas complexos, onde os processos físicos, químicos e biológicos estão intimamente ligados. A dinâmica bacteriana num estuário reflete a interação e a elevada variação temporal e espacial desses processos. Este trabalho teve como objetivo elucidar as interações entre os processos físicos, fotoquímicos e microbiológicos no sistema estuarino da Ria de Aveiro (Portugal). Para tal, foi realizada uma abordagem inicial no campo, durante a qual as comunidades bacterianas na coluna de água foram caracterizadas em termos de abundância e atividade ao longo de 2 anos. O estudo foi realizado em dois locais distintos, escolhidos por tipificarem as características marinhas e salobras do estuário. Estes locais possuem diferentes hidrodinâmicas, influências fluviais e, quantidade e composição de matéria orgânica. Numa perspectiva mecanicista, foram realizadas simulações laboratoriais no sentido de elucidar a resposta das bactérias à matéria orgânica foto-transformada. As comunidades bacterianas no estuário adaptam-se a diferentes regimes de água doce, desenvolvendo padrões de abundância e atividade distintos nas zonas marinha e salobra. Os elevados caudais dos rios induzem estratificação vertical na zona marinha, promovendo o fluxo de fitoplâncton do mar para o estuário, do bacterioplâncton do estuário para o mar, e estimulam a importação de bactérias aderentes a partículas na zona salobra. O transporte advectivo e os processos de ressuspensão contribuem para aumentar 3 vezes o número de bactérias aderentes a partículas durante os períodos de intensas descargas fluviais. Adicionalmente, a atividade bacteriana no estuário é controlada pela concentração de azoto inerente à variações de água doce. O fornecimento de azoto em associação com a fonte dos substratos bacterianos induzem alterações significativas na produtividade. O padrão de variação vertical de comunidades bacterianas foi distinto nas duas zonas do estuário. Na zona marinha, as bactérias na microcamada superficial (SML) apresentaram taxas de hidrólise mais elevadas, mas menores taxas de incorporação de monómeros e produção de biomassa que na água subjacente (UW), enquanto na zona salobra, as taxas de hidrólise e incorporação foram similares nos dois compartimentos, mas a produtividade foi significativamente mais elevada na SML. Apesar da abundância bacteriana ter sido semelhante na SML e UW, a fração de células aderentes a partículas foi significativamente maior na SML (2-3 vezes), em ambas as zonas do estuário. A integração dos resultados microbiológicos com as variáveis ambientais e hidrológicos mostraram que fortes correntes na zona marinha promovem a mistura vertical, inibindo o estabelecimento de uma comunidade bacteriana na SML distinta da UW. Em contraste, na zona de água salobra, a menor velocidades das correntes fornece as condições adequadas ao aumento da atividade bacteriana na SML. Características específicas do local, tais como a hidrodinâmica e as fontes e composição da matéria orgânica, conduzem também a diferentes graus de enriquecimento superficial de matéria orgânica e inorgânica, influenciando a sua transformação. Em geral, o ambiente da SML estuarina favorece a hidrólise de polímeros, mas inibe a utilização de monómeros, comparativamente com água subjacente. No entanto, as diferenças entre as duas comunidades tendem a atenuar-se com o aumento da atividade heterotrófica na zona salobra. A matéria orgânica dissolvida cromófora (CDOM) das duas zonas do estuário possui diferentes características espectrais, com maior aromaticidade e peso molecular médio (HMW) na zona de água salobra, em comparação com a zona marinha. Nesta zona, a abundância bacteriana correlacionou-se com a350 e a254, sugerindo uma contribuição indireta das bactéria para HMW CDOM. A irradiação do DOM resultou numa diminuição dos valores de a254 e a350, e, em um aumento do declive S275-295 e dos rácios E2:E3 (a250/a365) e SR. No entanto, a extensão de transformações foto-induzidas e as respostas microbianas são dependentes das características iniciais CDOM, inferidas a partir das suas propriedades ópticas. A dinâmica estuarina influencia claramente as atividades heterotróficas e a distribuição dos microorganismos na coluna de água. A entrada de água doce influencia a dinâmica e os principais reguladores das comunidades bacterianas no estuário. Os processos fotoquímicos e microbianos produzem alterações nas propriedades ópticas da CDOM e a combinação desses processos determina o resultado global e o destino da CDOM nos sistemas estuarinos com influência na produtividade nas áreas costeiras adjacente.