Drogas de abuso em águas naturais e residuárias urbanas: ocorrência, determinação e aplicações forenses

Drugs of abuse are commonly used outside medical or legal settings where their production, marketing and consumption are subject to legal summons and/or intervention. Classified as emerging contaminants, these substances have been recently detected in samples of environmental concern, such as waters and wastewaters. This review presents the state-of-the-art on the methodological approaches used in sample preparation, the main techniques applied in analytical determination at trace levels, as well as the use of information related to the drug or its metabolite concentration in sewage samples to empirically estimate the consumption of drugs of abuse in a city or region.

Explorando produtos naturais microbianos nas fronteiras da Química e da Biologia

The chemistry of natural products has been remarkably growing in the past few decades in Brazil. Aspects related to the isolation and identification of new natural products, as well as their biological activities, have been achieved in different laboratories working on this subject in the country. More recently, the introduction of new molecular biology tools has strongly influenced the research on natural products, mainly those produced by microorganisms, creating new possibilities to assess the chemical diversity of secondary metabolites. This paper describes some ideas on how the research on natural products can have a considerable input from molecular biology in the generation of chemical diversity. We also explore the role of microbial natural products in mediating interspecific interactions and their relevance to ecological studies. Examples of the generation of chemical diversity are highlighted by using genome mining, mutasynthesis, combinatorial biosynthesis, metagenomics, and synthetic biology, while some aspects of microbial ecology are also discussed. The idea to bring up this topic is linked to the remarkable development of molecular biology techniques to generate useful chemicals from different organisms. Here, we focus mainly on microorganisms, even though similar approaches have also been applied to the study of plants and other organisms. Investigations in the frontier of chemistry and biology require interactions between different areas, characterizing the interdisciplinarity of this research field. The necessity of a real integration of chemistry and biology is pivotal to finding correct answers to a number of biological phenomena. The use of molecular biology tools to generate chemical diversity and control biosynthetic pathways is largely explored in the production of important biologically active compounds. Finally, we briefly comment on the Brazilian organization of research in this area, the necessity of new strategies for the graduation programs, and the establishment of networks as a way of organization to overcome some of the problems faced in the area of natural products.

VALIDAÇÃO INTRALABORATORIAL DA DETERMINAÇÃO DE METILTESTOSTERONA EM ÁGUAS NATURAIS POR VOLTAMETRIA USANDO ELETRODO DE GOTA PENDENTE DE MERCÚRIO

17α-methyltestosterone (17α-MT) is a hormone used in medicine and aquaculture which can be found in natural waters. It is considered an emerging organic pollutant and its accurate and precise analysis is required. Therefore, this study presents the in-house validation of a new voltammetric methodology for 17α-MT analysis in natural waters. A hanging mercury drop electrode and NaOH 5.0×10-3 mol L-1 solution as the electrolyte were employed in the voltammetric determinations. To confirm the presence of 17α-MT in water samples quantitative analysis was performed by ESI-MS/MS. The methodology exhibited good selectivity, linearity, accuracy (recovery of between 100.4 and 108.8%) and precision (RSDs for repeatability of 2.85% and for intermediate precision of 14.10%, with n = 5, respectively). LOD and LOQ were 3.07 µg L-1 and 10.78 µg L-1, respectively. The methodology was suitable for determination of 17α-MT in natural waters due to low-cost, good performance and no sample pre-treatment required.

CÉLULAS SOLARES SENSIBILIZADAS POR CORANTES NATURAIS: UM EXPERIMENTO INTRODUTÓRIO SOBRE ENERGIA RENOVÁVEL PARA ALUNOS DE GRADUAÇÃO

An interesting practical experiment about the preparation of dye–sensitized solar cells (DSSC) using natural dyes were carried out by the undergraduate students in the chemistry course at UNICAMP . Natural dyes were extracted from blueberries (Vaccinium myrtillus L.), jabuticabas (Myrciaria cauliflora), raw and cooked beets (Beta vulgaris L.), and annattos (Bixa orellana L.), which were used to sensitize TiO2 films that composed the photoanode in the DSSC. A polymer electrolyte containing an iodide/triiodide redox couple was used in lieu of the use of liquid solutions to prevent any leakage in the devices. A maximum solar-to-electric energy conversion of 0.26 ± 0.02% was obtained for the solar cell prepared with annatto extracts. This experiment was an effective way to illustrate to the undergraduate students how to apply some of the chemical concepts that they learned during their chemistry course to produce electric energy from a clean and renewable energy source. Teachers could also exploit the basics of the electronic transitions in inorganic and organic compounds (e.g., metal-to-ligand charge transfer and ϖ-ϖ* transitions), thermodynamics (e.g., Gibbs free energy), acid–base reactions in the oxide solid surface and electrolyte, and band theory (i.e., the importance of the Fermi level energy).

Eclosão e mortalidade de Meloidogyne exigua em extratos e em produtos naturais

A eclosão e mortalidade de juvenis de segundo estádio (J2) de Meloidogyne exigua foram avaliadas em extratos aquosos de urucum-colorau (Bixa orellana), cravo-da-índia (Syzygium aromaticum), canela (Cinnamomum zeylanicum), pimenta-do-reino (Piper nigrum), gengibre (Zingiber officinale), salsa (Petroselium crispum), soro de leite, solução nutritiva hidropônica, solução aquosa de cloreto de sódio (NaCl) e açúcar (sacarose), fermento biológico e probiótico (Controlmix®). O soro de leite e os extratos de canela, fermento biológico e cloreto de sódio causaram 100% de mortalidade (P<0,05) após 24 h do contato dos J2 com os extratos. Mortalidade acima de 50% também ocorreu nos extratos de cravo-da-índia e no probiótico. Os demais materiais testados foram estatisticamente iguais à água (P<0,05). A eclosão foi avaliada durante 16 dias de imersão dos ovos de M. exigua nos extratos. Comparando os valores da área abaixo da curva de progresso da eclosão, observou-se que, exceto o açúcar e a solução hidropônica, todos os extratos e produtos testados inibiram a eclosão (P<0,01) dos J2 de M. exigua. Entre todos os extratos e produtos testados, maior inibição (P<0,01) da eclosão ocorreu no soro de leite, probiótico, canelaecravo-da-índia, destacando-se o soro de leite e o extrato de canela que assim como inibiram a eclosão também foram altamente tóxicos aos juvenis.

Dinâmica temporal da população do ácaro Brevipalpus phoenicis e da leprose dos citros sob condições naturais de epidemia

A densidade populacional do ácaro vetor de Citrus leprosis virus (CiLV), Brevipalpus phoenicis, num talhão, é o principal indicador para a tomada de decisão de medidas de controle da leprose dos citros. Há pouca informação sobre o crescimento da incidência de plantas com leprose dos citros isoladamente ou em conjunto com a população do ácaro. Este trabalho teve por objetivo caracterizar o progresso temporal da população de B. phoenicis e da incidência de leprose dos citros e a relação entre essas populações, sob condições naturais de epidemia. Dois talhões de laranja doce, cvs. Valência e Natal, foram monitorados de 2002 a 2004, em intervalos de 22 dias, em média. O crescimento da incidência da doença foi lento e estimativas da taxa de progresso da doença foram bastante baixas, variando de 0,0126 a 0,0448 para 'Valência' e de 0,0044 a 0,0525 para 'Natal'. A quantidade de inóculo inicial nos ramos cresceu significativamente de um ciclo para outro. Ao final do período, a incidência foi de 32% das plantas de 'Valência' e de 6,8% na cv. Natal. Apesar de não ser sistêmica, a leprose dos citros comporta-se como poliética com acúmulo de inóculo de ano para ano, especialmente nos ramos. A incidência não esteve correlacionada com a presença de ácaros na planta em levantamentos anteriores, mas apresentou correlação positiva significativa (P<0,001) com a própria incidência da doença registrada anteriormente. Isto indica que a presença de sintomas, e não somente a de ácaros, deve ser considerada em amostragens visando controle da doença.

Aplicação de corantes naturais no ensino médio

Corantes naturais obtidos de flores de quaresmeira (Tibouchina granulosa) e unha de vaca (Bahuinia variegata) e da casca de feijão preto (Phaseolus vulgaris), foram usados em experimentos de identificação de substâncias ácidas ou básicas, tais como, vinagres, sucos de fruta e detergentes. Esta aplicação foi feita em turmas de alunos oriundos de escolas públicas periféricas da cidade de Uberlândia, MG. Uma tabela, com os principais resultados é apresentada, na qual é feita uma comparação da utilização dos corantes naturais com um corante convencional, no tocante às cores obtidas. Uma das principais discussões, diz respeito ao conceito de indicador propriamente dito, não explorado na escola, conforme relatado pelos alunos. A prática teve excelente aceitação e se mostrou muito eficiente na demonstração de conceitos de acidez, basicidade e indicadores.

Avaliação bioquímica e ultraestrutural da interação de imunocomplexos de IgG com leucócitos polimorfonucleares: efeito de antioxidantes naturais

A produção de espécies reativas de oxigênio (EROs) por leucócitos polimorfonucleares (LPMNs) durante a fagocitose é essencial para a defesa do organismo contra microrganismos invasores. Entretanto, em algumas doenças ocorre a deposição de imunocomplexos, o que leva à produção e liberação excessiva dessas EROs, e conseqüente lesão nos tecidos hospedeiro. Neste trabalho avaliamos o efeito de substâncias naturais (quercetina e 7-aliloxicumarina) sobre a produção de EROs por LPMNs de coelho, estimulados com imunocomplexos de imunoglobulina G (ICIgG), empregando o ensaio de quimioluminescência (QL) dependente de luminol (QL lum) e de QL dependente de lucigenina (QL luc). A interação entre ICIgG e LPMNs, mediada pelo receptor de membrana Fcgama, foi observada por microscopia eletrônica de transmissão, pela intensa marcação dos ICIgG com partículas de ouro coloidal. Os resultados obtidos indicaram que as substâncias analisadas inibiram a QL lum e a QL luc e que tais efeitos não parecem estar relacionados com a inibição da fagocitose, conforme observado no ensaio por microscopia eletrônica.

Produtos naturais aplicados para manejo de Meloidogyne incognita em tomateiros

Este trabalho teve por objetivo avaliar o efeito de produtos naturais na expressão da resistência a Meloidogyne incognita em plantas de tomate produzidos organicamente. Os indutores Rocksil, Quitosana, Neemseto e Biopirol foram aplicados 5, 10 e 15 dias, em tratamentos independentes, antes da inoculação do patógeno através da pulverização foliar, utilizando-se duas dosagens para cada indutor. A inoculação do nematoide foi realizada 30 dias após o plantio, usando-se 5000 ovos/ planta. Avaliando-se o número de ovos e o fator de reprodução, 30 dias após a inoculação, observou-se que todos os tratamentos diferiram estatisticamente da testemunha, impedindo o aumento da população inicial do patógeno. Dentre os indutores, o indutor silicatado Rocksil foi o que apresentou os melhores resultados para o controle da meloidoginose em todas as épocas de aplicação e em todas as dosagens. Contudo, plantas tratadas com o produto apresentaram baixos pesos de parte aérea sugerindo que houve um custo adaptativo de resistência. Considerando-se o fator de reprodução não foram observadas diferenças estatísticas quando comparadas a dosagem e época de aplicação entre os indutores, com exceção da Quitosana aplicada aos 5 dias antes da inoculação e do Neemseto aplicado aos 15 dias antes da inoculação do nematóide.

Eficiência de produtos naturais no controle de Colletotrichum gloeosporioides em pimenta na pós colheita

O objetivo do trabalho foi avaliar o efeito de produtos naturais na expressão da resistência a Colletotrichum gloeosporioides agente etiológico da antracnose, em frutos pós-colheita de pimenta. Os produtos acadian®, biopirol®, neemseto®, quitosana e rocksil® foram aplicados em duas épocas, 48 e 72 horas antes da inoculação do patógeno, em tratamentos independentes, utilizando-se duas dosagens para cada indutor. Verificou-se uma diminuição no desenvolvimento do patógeno em todos os tratamentos, diferindo estatisticamente da testemunha. Na primeira época de aplicação (48h) os tratamentos com biopirol® seguidos do acadian® nas maiores dosagens, apresentaram menores lesões de antracnose em relação aos demais tratamentos desta época. Na segunda época de aplicação (72h) o produto acadian® foi o único que apresentou efeito significativo entre os demais tratamentos. Os resultados obtidos demonstram potencial dos indutores naturais no controle da antracnose em frutos de pimenta na pós-colheita.

Diagnóstico ambiental no contexto da paisagem de fragmentos florestais naturais "ipucas" no município de Lagoa da Confusão, Tocantins

Este estudo foi conduzido em uma área localizada no município de Lagoa da Confusão, Estado do Tocantins, com os objetivos de diagnosticar fragmentos florestais naturais, denominados regionalmente de "ipucas", e mapear as diferentes feições fisionômicas e o uso antrópico da área. Para realização deste estudo utilizou-se um sistema de informações geográficas, IDRISI 2.0. O principal resultado obtido foi o histórico de perturbação que se intensificou a partir da criação do Estado do Tocantins e da implantação do Projeto Rio Formoso para o cultivo de arroz irrigado; em relação à classificação fisionômica e ao uso antrópico foram individualizadas 73 "ipucas". A partir das variáveis consideradas verificou-se que, em relação à área, 56,16% dos fragmentos possuem áreas de até 5,00 ha e apenas quatro apresentaram áreas superiores a 100,00 ha. Aproximadamente 50% destas possuem formas alongadas, o que indica alta relação perímetro/área. Apenas três "ipucas" apresentaram índice de circularidade (C) próximo de 1. Foram identificadas oito feições circunvizinhas às "ipucas". Destas, cinco são ambientes naturais (varjão-sujo, varjão-limpo, pastagem natural, corpos d'água e afloramento rochoso) e as demais resultantes de ações antrópicas (área agrícola, pastagem plantada e rede viária).

Estrutura genética espacial de duas populações naturais de Myracrodruon urundeuva M. Allemão na região semi-árida, Brasil

Para determinar se a distribuição espacial dos genótipos é aleatória ou se está estruturada, utilizou-se a autocorrelação espacial dos genótipos para investigar dados alozímicos de duas populações naturais de Myracrodruon urundeuva do semi-árido brasileiro (Estação Ecológica do Seridó/RN, com 1.166,38/ha e Sítio Mata dos Alves/PB com 84/ha). A primeira população encontra-se em áreas mais preservadas, enquanto a segunda está em uma área fragmentada. O programa utilizado foi o "Autocorr". A autocorrelação estimada para os locos polimórficos foi realizada nos indivíduos adultos. Foram analisados dois alelos na Estação Ecológica do Seridó e quatro no Sítio Mata dos Alves. Utilizaram-se de três métodos para o pareamento de indivíduos a serem comparados: conexão de Gabriel (Ig), vizinho mais próximo (Ivmp) e comparações dentro de classes de distâncias preestabelecidas. Os resultados obtidos para Ig e Ivmp (Pgm-2: 0,032 e 0,236; Est-1: 0,263 e 0,242, respectivamente) na estação ecológica e Ig e Ivmp (Pgm-1: -0,349 e -0,288; Pgm-2: -0,341 e-0,278; Est-1: -0,349 e -0,284 e Mdh-1: -0,345 e 0,282, respectivamente) no sítio não mostraram a presença de estruturação genética espacial, o que possibilita pressupor que exista uma distribuição aleatória dos genótipos dentro delas. O mesmo foi detectado para as comparações dentro de classes de distâncias preestabelecidas. Os resultados mantiveram o mesmo padrão encontrado para algumas populações naturais de espécies arbóreas tropicais já estudadas.

Avaliação de resistência de clones de eucalipto às infecções naturais de Cryphonectria cubensis, com nova metodologia

Apresenta-se uma metodologia de avaliação de suscetibilidade ou resistência de clones de Eucalyptus grandis às infecções naturais da doença cancro, causado por Cryphonectria cubensis, no Estado do Amapá, com as árvores tendo cinco anos de idade. Os parâmetros usados relacionam-se, direta ou indiretamente, com a expressão dos mecanismos de defesa das árvores em nível de casca e lenho, quais sejam: a) freqüência de incidência da doença; b) freqüência de mortalidade por ela causada; e c) freqüência de lesões e de cancros, com os seus respectivos posicionamentos, se basais e altos, e os seus aprofundamentos ou superficialidades nos troncos, bem como os seus tamanhos, se pequenos ou grandes. Para cada genótipo calculou-se um índice de doença por infecções naturais (IDIN). Para facilitar as comparações entre os genótipos testados, o IDIN do clone mais suscetível foi dividido por um fator, de modo a deixá-lo igual a 100. Esse mesmo fator dividiu também os IDINs dos demais genótipos. Finalmente, os clones foram agrupados nas categorias AS (altamente suscetíveis), MS (moderadamente suscetíveis), MR (moderadamente suscetíveis) e AR (altamente resistentes ou imunes). Cada categoria agrupou genótipos cuja média de seus IDIN foi significativamente diferente da das demais, mediante o teste de contraste de médias.

Equações de volume de povoamento para fragmentos florestais naturais do município de Viçosa, Minas Gerais

Este trabalho teve por objetivos desenvolver equações de volume de povoamento em fragmentos florestais naturais no município de Viçosa, Minas Geras, utilizando-se a amostragem por pontos (Método de Bitterlich); caracterizar as famílias e as espécies arbóreas que ocorrem na região, fundamentadas em trabalhos científicos; e caracterizar os fragmentos florestais do município, quanto a tamanho, forma e parâmetros quantitativos. Para isso, foram amostrados 55 pontos, através da amostragem por pontos (Bitterlich), com um fator de área basal K=1. Após as análises, verificou-se que o município de Viçosa possui 480 espécies arbóreas, pertencentes a 189 gêneros e 62 famílias; e 289 fragmentos florestais recobrindo 22,77% de área, equivalentes a 6.832,58 ha. O modelo, cujos volumes por hectare e as variáveis independentes área basal por hectare e altura do povoamento (altura total média e altura média dos fustes) estavam linearizados, foi selecionado como o melhor para estimar o volume total com casca por hectare e o volume de fuste com casca por hectare.

Relação entre a altura de inundação, riqueza específica de plantas e o tamanho de clareiras naturais em uma floresta inundável de igapó, na Amazônia Central

Apesar do considerável número de estudos publicados sobre clareiras em regiões tropicais, nenhum deles foi publicado sobre a regeneração de espécies de plantas em clareiras naturais nas florestas inundadas da Amazônia. Essas florestas apresentam forte flutuação do nível dos rios, que pode variar em até 15 m, entre as estações de seca e cheia, inundando extensas áreas ao longo de rios e igarapés. O objetivo deste estudo foi determinar se diferenças na posição das clareiras no gradiente de inundação e conseqüentemente no tempo de inundação anual poderiam afetar os padrões de tamanho, riqueza e composição específica em clareiras naturais. Também, foram amostradas 10 clareiras naturais situadas em diferentes posições do gradiente de inundação do rio Tarumã-Mirim, um afluente do rio Negro, no Estado do Amazonas, Brasil. Houve aumento significativo na área das clareiras, variando de 101 a 1.001 m², em relação ao aumento do gradiente de inundação. Houve, ainda, incremento significativo no número total de espécies regenerando nas clareiras, variando de 14 a 51 espécies, em relação ao aumento do gradiente de inundação. A composição de espécies regenerando nas clareiras foi bastante relacionada com sua posição no gradiente de inundação, e clareiras situadas em regiões sujeitas a longos períodos de inundação são colonizadas principalmente por espécies com grande tolerância à inundação, enquanto as clareiras situadas em regiões submetidas a períodos curtos de inundação são, sobretudo, colonizadas por espécies pouco tolerantes à inundação. Concluindo, a área total, o número e a composição das espécies nas clareiras da floresta de igapó amostrada neste estudo foram relacionados com o gradiente de inundação, demonstrando que o tempo anual de inundação influiu nos parâmetros analisados.