Bathymetric trends of northeastern Brazilian snappers (Pisces, Lutjanidae): implications for the reef fishery dynamic

A distribuição batimétrica de cinco espécies de peixes do Nordeste Brasileiro foi examinada através da análise da composição da captura e e abundância relativa (CPUE) mostrou que, de uma maneira geral, o comprimento furcal aumentou com a profundidade e que algumas espécies dominaram a captura de acordo com a faixa de profundidade. A cioba, L. analis, a guaiúba, L. chrysurus, e o dentão, L. jocu foram principalmente pescados na zona intermediaria (20-80 m) enquanto ariocó, L. synagris e o pargo olho-de-vidro L. vivanus ocorreram respectivamente nas águas rasas e nas águas profundas. Cada tipo de embarcação do Nordeste do Brasil explota preferencialmente uma combinação particular de espécies e uma determinada amplitude de tamanho. A dinâmica da frota do nordeste do Brasil é tecnologicamente heterogênea e determina a composição da captura. A distribuição geográfica da pesca e a interação técnica entre as frotas e as artes de pesca devem ser consideradas pelo manejo destas espécies visando a manutenção dos estoques em bases sustentáveis e a garantia de continuidade do recurso.

Characterization of tetraethylene glycol passivated iron nanoparticles

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Factorial design and characterization studies for articaine hydrochloride loaded alginate/chitosan nanoparticles

Nowadays, articaine hydrochloride (ATC) is a local anesthetic widely used in dental procedures, but its side effects include paresthesia and nerve injury. Alginate/chitosan nanoparticles (AG/CSnano) can be used as carrier for drugs, overcoming the problems. The aim of this work was to evaluate the factors (Calcium/alginate [Ca2+:AG] and Chitosan/alginate [CS:AG] mass ratios) influence on the average size, polydispersity index, zeta potential and encapsulation efficiency of ATC. AG/CSnano containing ATC were prepared by ionic pregelation method. A three-level factorial design was carried out and the factors varied were Ca2+/AG mass ratio and CS/AG mass ratio. There were obtained nanoparticles with size range of 340–550 nm and polydispersity index between 0.2 and 0.5, zeta potential range –19 and –22 mV and encapsulation efficiency of ATC in AG/Csnano between 22 and 45%. According to the results, the average size, polydispersity index and encapsulation efficiency were significantly affected to the variation of Ca2+/AG and CS/AG mass ratio, but the zeta potential didn't change significantly with factor variations. The factorial design showed it was possible to identify formulations that presented better results for the parameters measured. The factor chosen for the suitable formulations was the encapsulation efficiency. Through this parameter, one formulation was chosen with highest encapsulation efficiency of ATC and presented good colloidal stability parameters aiming future clinical applications.

Screening of Conditions for the Preparation of Poly( -Caprolactone) Nanocapsules Containing the Local Anesthetic Articaine

The local anesthetic articaine (ATC) is widely used in dentistry; however, its side effects can include paresthesia and nerve injury. Polymeric nanocapsules (PN) can be used as carriers for drugs, and help to reduce undesirable symptoms. The objective of this study was to evaluate the influence of different factors on the average size, polydispersion, and encapsulation efficiency of PN containing ATC. Poly(ε-caprolactone) (PCL) nanocapsules containing ATC were prepared by the oil-in-water emulsion/solvent evaporation method. The final ATC concentration was 2%. The preparation conditions were optimized using a central composite blocked cube-star design to investigate the influence of two variables at five levels, with 22 factorial points (–1 and +1), two replicates of the central point, 2×2 axial points (–1.414 and +1.414), and an orthogonal distribution, resulting in 10 experiments. The factors varied were the PVA concentration and the sonication time. The nanocapsules showed a satisfactory size range, a polydispersivity index less than 0.2, and high encapsulation efficiency. The values of the factors had no significant influence on either average size or polydispersion, although the encapsulation efficiency was significantly influenced by the sonication time. Improved formulations were identified using the central composite design, which revealed that the main consideration in selecting a suitable formulation was the encapsulation efficiency. Two of the formulations showed both high encapsulation efficiency and colloidal characteristics appropriate for the route of administration.

Electrical properties of highly conducting Sno2:Sb nanocrystals synthesized using a nonaqueous sol gel method

This work describes the synthesis of highly conducting antimony-doped tin oxide (ATO) nanocrystals prepared via a nonaqueous sol–gel route in the size range of 4–6 nm and provides insights into its electrical properties. The antimony composition was varied from 1 to 18 mol% and the lowest resistivity (4.0 × 10−4Ω·cm) was observed at room temperature in the SnO2:8.8 mol% Sb composition. The samples were evaluated by X-ray diffraction, high-resolution transmission electron microscopy, energy-dispersive X-ray spectroscopy, and scanning electron microscope, and resistivity measurements were taken in the four-probe mode in the temperature range of 13–300 K. The results show highly crystalline nanoparticles in a monodisperse colloidal system, dependence on the shape of ATO nanoparticles as a function of Sb distribution, low resistivity, and semiconductor–metal transition.

Características Físico-Químicas, energéticas e desempenho da fibra de coco na sorção de óleo diesel e biodiesel

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Laser Optical Plankton Counter and Zooscan intercomparison in tropical and subtropical marine ecosystems

Two recently developed instruments, the Laser Optical Plankton Counter (LOPC) and the Zooscan, have been applied to study zooplankton biomass size spectra in tropical and subtropical marine ecosystems off Brazil. Both technologies rely on optical measurements of particles and may potentially be used in zooplankton monitoring programs. Vertical profiles of the LOPC installed in a 200 mu m ring net have been obtained from diverse environmental settings ranging from turbid and nearshore waters to oligotrophic open ocean conditions. Net samples were analyzed on the Zooscan and counted under a microscope. Particle biovolume in the study area estimated with the LOPC correlated with plankton displacement volume from the net samples, but there was no significant relationship between total areal zooplankton biomass determined with LOPC and the Zooscan. Apparently, normalized biomass size spectra (NBSS) of LOPC and Zooscan overlapped for particles in the size range of 500 to 1500 mu m in equivalent spherical diameter (ESD), especially at open ocean stations. However, the distribution of particles into five size classes was statistically different between both instruments at 24 of 28 stations. The disparities arise from unequal flow estimates, from different sampling efficiencies of LOPC tunnel and net for large and small particles, and possibly from the interference of non-zooplankton material in the LOPC signal. Ecosystem properties and technical differences therefore limit the direct comparability of the NBSS slopes obtained with both instruments during this study, and their results should be regarded as complementary.

Fog- and cloud-induced aerosol modification observed by the Aerosol Robotic Network (AERONET)

Large fine mode-dominated aerosols (submicron radius) in size distributions retrieved from the Aerosol Robotic Network (AERONET) have been observed after fog or low-altitude cloud dissipation events. These column-integrated size distributions have been obtained at several sites in many regions of the world, typically after evaporation of low-altitude cloud such as stratocumulus or fog. Retrievals with cloud-processed aerosol are sometimes bimodal in the accumulation mode with the larger-size mode often similar to 0.4-0.5 mu m radius (volume distribution); the smaller mode, typically similar to 0.12 to similar to 0.20 mu m, may be interstitial aerosol that were not modified by incorporation in droplets and/or aerosol that are less hygroscopic in nature. Bimodal accumulation mode size distributions have often been observed from in situ measurements of aerosols that have interacted with clouds, and AERONET size distribution retrievals made after dissipation of cloud or fog are in good agreement with particle sizes measured by in situ techniques for cloud-processed aerosols. Aerosols of this type and large size range (in lower concentrations) may also be formed by cloud processing in partly cloudy conditions and may contribute to the "shoulder" of larger-size particles in the accumulation mode retrievals, especially in regions where sulfate and other soluble aerosol are a significant component of the total aerosol composition. Observed trends of increasing aerosol optical depth (AOD) as fine mode radius increased suggests higher AOD in the near-cloud environment and higher overall AOD than typically obtained from remote sensing owing to bias toward sampling at low cloud fraction.

Predator-prey interactions: jaguar predation on caiman in a floodplain forest

Advances in the understanding of ecological factors determining predatorprey interactions have provided a strong theoretical background on diet preferences of predators. We examined patterns of jaguar predation on caiman in southern Pantanal, Brazil. We investigated factors affecting predation rates and vulnerability of caiman to predation by jaguars. We recorded 114 caiman mortality incidents. Predation accounted for 62.3% (n = 71) of all caiman found dead, while other causes of mortality (nonpredation) accounted for 37.7% (n = 43). We found that jaguars prey on a broad size range of caiman body and caiman predation was influenced by distance to forests. During dry seasons, 70% (n = 49) of deaths were due to predation, while 30% (n = 21) were due to nonpredation causes. However, we found no significant relationship between annual and monthly killings of caiman and rainfall totals by year and month (r = 0.130, r = -0.316). The annual flooding regime may be a more important factor influencing prey selection by jaguars. Although neotropical crocodilians are relatively well studied, their interactions with jaguars have been mostly ignored and should be prioritized in future studies.

New Aerosol Particle formation in Amazonia

Events of new particle formation (NPF) in tropical boundary layer followed by consecutive growth towards Aitken mode size range are sparse compared to mid- latitudes Kulmala et al. (2004). This is also the case for rainforest environment. More often short episodes of elevated ultrafine and Aitken mode aerosol particle concentrations are observed their origin and the processes governing these episodes do however remain unclear. Based on observations performed in the Amazonian rainforest environment combined with statistical analysis we present a mechanism explaining the erratic appearance of ultra-fine aerosol in tropical boundary layer of the rainforest.

Aspectos biológicos de Paromola cuvieri (Crustacea: Decapoda: Brachyura: Homolidae)

Máster en Gestión Sostenible de Recursos Pesqueros

Analytical challenges in the fields of Nanobioscience and Nanobiotecnology: integrated methods for separation and characterization

Nano(bio)science and nano(bio)technology play a growing and tremendous interest both on academic and industrial aspects. They are undergoing rapid developments on many fronts such as genomics, proteomics, system biology, and medical applications. However, the lack of characterization tools for nano(bio)systems is currently considered as a major limiting factor to the final establishment of nano(bio)technologies. Flow Field-Flow Fractionation (FlFFF) is a separation technique that is definitely emerging in the bioanalytical field, and the number of applications on nano(bio)analytes such as high molar-mass proteins and protein complexes, sub-cellular units, viruses, and functionalized nanoparticles is constantly increasing. This can be ascribed to the intrinsic advantages of FlFFF for the separation of nano(bio)analytes. FlFFF is ideally suited to separate particles over a broad size range (1 nm-1 μm) according to their hydrodynamic radius (rh). The fractionation is carried out in an empty channel by a flow stream of a mobile phase of any composition. For these reasons, fractionation is developed without surface interaction of the analyte with packing or gel media, and there is no stationary phase able to induce mechanical or shear stress on nanosized analytes, which are for these reasons kept in their native state. Characterization of nano(bio)analytes is made possible after fractionation by interfacing the FlFFF system with detection techniques for morphological, optical or mass characterization. For instance, FlFFF coupling with multi-angle light scattering (MALS) detection allows for absolute molecular weight and size determination, and mass spectrometry has made FlFFF enter the field of proteomics. Potentialities of FlFFF couplings with multi-detection systems are discussed in the first section of this dissertation. The second and the third sections are dedicated to new methods that have been developed for the analysis and characterization of different samples of interest in the fields of diagnostics, pharmaceutics, and nanomedicine. The second section focuses on biological samples such as protein complexes and protein aggregates. In particular it focuses on FlFFF methods developed to give new insights into: a) chemical composition and morphological features of blood serum lipoprotein classes, b) time-dependent aggregation pattern of the amyloid protein Aβ1-42, and c) aggregation state of antibody therapeutics in their formulation buffers. The third section is dedicated to the analysis and characterization of structured nanoparticles designed for nanomedicine applications. The discussed results indicate that FlFFF with on-line MALS and fluorescence detection (FD) may become the unparallel methodology for the analysis and characterization of new, structured, fluorescent nanomaterials.

Hygroskopische Eigenschaften atmosphärischer Partikel in kontinentalen Luftmassen

Die hygroskopischen Eigenschaften sind wichtige Parameter des atmosphärischen Aerosols. Sie beeinflussen sowohl direkt über den Strahlungsantrieb, als auch indirekt über die Wechselwirkung von Aerosol und Wolken die globale Strahlungsbilanz und somit das Klima. Auch die Sichtweiteveränderung ist von ihnen abhängig. Sie beeinflussen die Partikeldeposition in der Lunge und müssen zur Vermeidung von Artefaktbildung bei der Aerosolmessung berücksichtigt werden.
Die vorliegende Dissertation beinhaltet Messungen des wasserlöslichen Volumenanteils und des hygroskopischen Wachstumsfaktors des atmosphärischen Aerosols. Mit diesen Untersuchungen konnte der überwiegende Teil (50 nm bis 4 µm Partikeldurchmesser) des für atmosphärische Prozesse relevanten Größenbereichs gleichzeitig größenaufgelöst und detailliert erfasst werden. Messungen wurden in ruralen, semi-urbanen und frei-troposphärischen Luftmassen durchgeführt. Messverfahren sind die SoFA (Water-Soluble Fraction of Large and Giant Atmospheric Particles)-Methode und der HTDMA (Hygroscopic Tandem Differential Mobility Analyzer). Im Rahmen dieser Arbeit wurde die SoFA-Methode weiterentwickelt.
Ein umfangreiches Messprogramm zeigt, dass der mittlere lösliche Volumenanteil des Aerosols mit Werten von ca. 59 % geringe Variationen zwischen den Messstandorten aufweist, lediglich in frei-troposphärischen Luftmassen liegt er mit 66 % erwartungsgemäß höher. Betrachtet man die Daten größenaufgelöst, so zeigt sich, dass im Größenbereich zwischen 200 und 500 nm Partikeldurchmesser der lösliche Volumenanteil ein Maximum aufweist. Ein in semi-urbanem Aerosol gemessener Jahresgang weist, vor allem für Partikel kleiner 300 nm, im Sommer geringere Werte als im Winter auf. Unterhalb 300 nm Partikeldurchmesser treten üblicherweise zwei, oberhalb bis zu drei Partikeltypen unterschiedlicher Hygroskopizität auf: der fast unlösliche Partikeltyp mit löslichen Volumenanteilen bis 12 %, der wahrscheinlich aus Ruß, sekundärem organischem, mineralischem und biologischem Material besteht; der teilweise lösliche Partikeltyp (50 bis 75 %), der als Mischpartikel anzusprechen ist; schließlich der überwiegend lösliche Partikeltyp (ca. 90 %), der wahrscheinlich durch Wolkenprozessierung entsteht. Der Unterschied zwischen den Messstandorten ist auch hier gering. Üblicherweise dominieren die löslicheren Partikeltypen mit relativen Anteilen von 60 bis 95 %, wobei sich ein Minimum der Häufigkeit der löslicheren Partikel zwischen 1.5 und 2.5 µm zeigt. Abschließende größenaufgelöste Modellrechnungen zum Aerosol-Feuchtewachstum unterstreichen die Relevanz dieser Untersuchungen für Strahlungs- und Wolkenprozesse.

Flugzeuggestützte Messungen des atmosphärischen Aerosols

Flugzeuggestützte Messungen des atmosphärischen Aerosols: Saharastaub, stratosphärisches Hintergrundaerosol und nichtsichtbare Wolken in den Tropen Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurden flugzeuggestütze Messungen des atmosphärischen Aerosols durchgeführt. Das hierfür eingesetzten Meßinstrument (FSSP-300) mißt die Intensität des von einzelnen Aerosolpartikeln in Vorwärtsrichtung gestreuten Lichts. Der Meßbereich umfaßt Partikeldurchmesser von ca. 0,4 µm bis 20 µm. Das FSSP-300 wurde auf mehreren Flugzeugen eingesetzt, u. a. auch erstmals auf dem russischen Höhenforschungsflugzeug Geophysika. Bei der Meßkampagen ACE-2 wurden im Juli 1997 von Teneriffa aus zwei Schichten windgetragenen Sahara-Staubes beobachtet. Die tiefere Schicht reichte bis in 1500 m Höhe, die höhere Schicht bis in 6000 m bei einer Schichtdicke von über 3000 m. In einer Analyse der Wetterlage und von Rückwärtstrajektorien wird der Ursprung des Staubes dargestellt. Die mit dem FSSP-300 gemessenen Größenverteilungen werden durch Messungen anderer Partikel-Meßinstrumente ergänzt und mit Literaturdaten verglichen. Im Rahmen der Untersuchung des stratosphärischen Aerosols wurden Messungen aus zwei Perioden ohne vulkanischen Einfluß und aus der Zeit nach dem Ausbruch des Vulkans Pinatubo verglichen. Die beiden Perioden reinen Hintergrundaerosols lagen mit über fünf Jahren eine vergleichbare Zeitspanne nach großen Vulkanausbrüchen. Die Analyse der Aerosolmessungen umfaßt den zeitlichen Verlauf der Gesamtkonzentration als auch den Vergleich von Größenverteilungen aus den verschiedenen Perioden. Bei den Flügen über dem Indischen Ozean während der Meßkampagne APE-THESEO auf den Seychellen wurden verschiedene Schichten von Cirren im Bereich des Ausläufers eines Cumulonimbus und direkt an der Tropopause beobachtet. Letztere und auch einige Bereiche der ersteren waren nichtsichtbar, d. h. hatten eine optische Dicke von weniger als 0,03 im sichtbaren Licht. Die Partikelmessungen werden auch im Kontext der Ergebnisse anderer Meßinstrumente und einer meteorologischen Analyse der Wettersituation betrachtet. Die gemessenen Größenverteilungen sind eine wichtige Ergänzung der wenigen früheren Veröffentlichungen zu diesem Thema.

Ultrafeine Aerosolpartikel in der Stratosphäre

Ein neu konstruierter Kondensationskernzähler COPAS (COndensation PArticle counting System) für in-situ-Messungen der Konzentration von Aitken-Teilchen und ultrafeinen Aerosolpartikeln wurde im Rahmen dieser Arbeit erstmals erfolgreich bei Flugzeugmessungen eingesetzt. COPAS ist ein für flugzeuggestützte Messungen an Bord des Forschungsflugzeuges „Geophysica“ in der oberen Troposphäre und unteren Stratosphäre angepaßtes und voll automatisiertes System. Die Verfahrensweise, die Aerosolpartikel des Größenbereichs mit Durchmessern d < 100 nm zum Anwachsen zu bringen, um sie mittels optischer Detektion zu erfassen, ist im COPAS durch das Prinzip der thermischen Diffusion realisiert, wodurch eine kontinuierliche Messung der Aerosolkonzentration mit der untersten Nachweisgrenze für Partikeldurchmesser von d = 6 nm gewährleistet ist. Durch die Verwendung einer Aerosolheizung ist die Unterscheidung von volatilem und nichtvolatilem Anteil des Aerosols mit COPAS möglich. In umfassenden Laborversuchen wurde das COPAS-System hinsichtlich der unteren Nachweisgrenze in Abhängigkeit von der Betriebstemperatur und bei verschiedenen Druckbedingungen charakterisiert sowie die Effizienz der Aerosolheizung bestimmt. Flugzeuggestützte Messungen fanden in mittleren und polaren Breiten im Rahmen des EUPLEX-/ENVISAT-Validierungs–Projektes und in den Tropen während der TROCCINOX/ENVISAT-Kampagne statt. Die Messungen der vertikalen Konzentrationsverteilung des Aerosols ergaben in polaren Breiten eine Zunahme der Konzentration oberhalb von 17 km innerhalb des polaren Vortex mit hohem Anteil nichtvolatiler Partikel von bis zu 70 %. Als Ursache hierfür wird der Eintrag von meteoritischen Rauchpartikeln aus der Mesosphäre in die obere und mittlere Stratosphäre des Vortex angesehen. Ferner konnte in der unteren Stratosphäre des polaren Vortex der Einfluß troposphärischer Luft aus niedrigen Breiten festgestellt werden, die sich in einer hohen Variabilität der Aerosolpartikelkonzentration manifestiert. In tropischen Breiten wurde die Tropopausenregion untersucht. Dabei wurden Konzentrationen von bis zu 104 ultrafeiner Aerosolpartikel mit 6 nm < d < 14 nm pro cm-3 Luft gemessen, deren hoher volatiler Anteil einen sicheren Hinweis darauf gibt, daß die Partikel durch den Prozeß der homogenen Nukleation gebildet wurden. Damit konnte erstmals die Schlußfolgerungen von Brock et al. (1995) durch direkte Messungen der ultrafeinen Partikelkonzentration weitergehend belegt werden, daß in der tropischen Tropopausenregion die Neubildung von Aerosolpartikeln durch homogene Nukleation stattfindet. Die vertikalen Verteilungen der stratosphärischen Aerosolpartikelkonzentration mittlerer Breiten verdeutlichen die Ausbildung einer über 6 Jahre hinweg nahezu konstanten Hintergrundkonzentration des stratosphärischen Aerosols unter vulkanisch unbeeinflußten Bedingungen. Ferner gibt die vergleichende Untersuchung der stratosphärischen Aerosolpartikelkonzentration aus polaren, mittleren und tropischen Breiten Aufschluß über den Transport und die Prozessierung des stratosphärischen Aerosols und insbesondere über den Austausch von Luftmassen zwischen der Stratosphäre und der Troposphäre.