Molecularly-Imprinted Materials for Potentiometric Transduction: Application to the Antibiotic Enrofloxacin

Enrofloxacin (ENR) is an antimicrobial used both in humans and in food producing species. Its control is required in farmed species and their surroundings in order to reduce the prevalence of antibiotic resistant bacteria. Thus, a new biomimetic sensor enrofloxacin is presented. An artificial host was imprinted in specific polymers. These were dispersed in 2-nitrophenyloctyl ether and entrapped in a poly(vinyl chloride) matrix. The potentiometric sensors exhibited a near-Nernstian response. Slopes expressing mV/Δlog([ENR]/M) varied within 48–63. The detection limits ranged from 0.28 to 1.01 µg mL−1. Sensors were independent from the pH of test solutions within 4–7. Good selectivity was observed toward potassium, calcium, barium, magnesium, glycine, ascorbic acid, creatinine, norfloxacin, ciprofloxacin, and tetracycline. In flowing media, the biomimetic sensors presented good reproducibility (RSD of ± 0.7%), fast response, good sensitivity (47 mV/Δlog([ENR]/M), wide linear range (1.0 × 10−5–1.0 × 10−3 M), low detection limit (0.9 µg mL−1), and a stable baseline for a 5 × 10−2 M acetate buffer (pH 4.7) carrier. The sensors were used to analyze fish samples. The method offered the advantages of simplicity, accuracy, and automation feasibility. The sensing membrane may contribute to the development of small devices allowing in vivo measurements of enrofloxacin or parent-drugs.

A novel antibody-like material for breast cancer antigen CA15-3, used to track breast cancer by potentiometric transduction

This work presents the development of a low cost sensor device for the diagnosis of breast cancer in point-of-care, made with new synthetic biomimetic materials inside plasticized poly(vinyl chloride), PVC, membranes, for subsequent potentiometric detection. This concept was applied to target a conventional biomarker in breast cancer: Breast Cancer Antigen (CA15-3). The new biomimetic material was obtained by molecularly-imprinted technology. In this, a plastic antibody was obtained by polymerizing around the biomarker that acted as an obstacle to the growth of the polymeric matrix. The imprinted polymer was specifically synthetized by electropolymerization on an FTO conductive glass, by using cyclic voltammetry, including 40 cycles within -0.2 and 1.0 V. The reaction used for the polymerization included monomer (pyrrol, 5.0×10-3 mol/L) and protein (CA15-3, 100U/mL), all prepared in phosphate buffer saline (PBS), with a pH of 7.2 and 1% of ethylene glycol. The biomarker was removed from the imprinted sites by proteolytic action of proteinase K. The biomimetic material was employed in the construction of potentiometric sensors and tested with regard to its affinity and selectivity for binding CA15-3, by checking the analytical performance of the obtained electrodes. For this purpose, the biomimetic material was dispersed in plasticized PVC membranes, including or not a lipophilic ionic additive, and applied on a solid conductive support of graphite. The analytical behaviour was evaluated in buffer and in synthetic serum, with regard to linear range, limit of detection, repeatability, and reproducibility. This antibody-like material was tested in synthetic serum, and good results were obtained. The best devices were able to detect 5 times less CA15-3 than that required in clinical use. Selectivity assays were also performed, showing that the various serum components did not interfere with this biomarker. Overall, the potentiometric-based methods showed several advantages compared to other methods reported in the literature. The analytical process was simple, providing fast responses for a reduced amount of analyte, with low cost and feasible miniaturization. It also allowed the detection of a wide range of concentrations, diminishing the required efforts in previous sample pre-treating stages.

Optimization of random amplified polymorphic DNA techniques for use in genetic studies of Cuban triatominae

Random amplified polymorphic DNA (RAPD) technique is a simple and reliable method to detect DNA polymorphism. Several factors can affect the amplification profiles, thereby causing false bands and non-reproducibility of assay. In this study, we analyzed the effect of changing the concentration of primer, magnesium chloride, template DNA and Taq DNA polymerase with the objective of determining their optimum concentration for the standardization of RAPD technique for genetic studies of Cuban Triatominae. Reproducible amplification patterns were obtained using 5 pmoL of primer, 2.5 mM of MgCl2, 25 ng of template DNA and 2 U of Taq DNA polymerase in 25 µL of the reaction. A panel of five random primers was used to evaluate the genetic variability of T. flavida. Three of these (OPA-1, OPA-2 and OPA-4) generated reproducible and distinguishable fingerprinting patterns of Triatominae. Numerical analysis of 52 RAPD amplified bands generated for all five primers was carried out with unweighted pair group method analysis (UPGMA). Jaccard's Similarity Coefficient data were used to construct a dendrogram. Two groups could be distinguished by RAPD data and these groups coincided with geographic origin, i.e. the populations captured in areas from east and west of Guanahacabibes, Pinar del Río. T. flavida present low interpopulation variability that could result in greater susceptibility to pesticides in control programs. The RAPD protocol and the selected primers are useful for molecular characterization of Cuban Triatominae.

Adverse Effect of Alcohol Drinking: The Role of Oxidative Stress

Atualmente, o álcool tem um papel importante na saúde pública e surge como um dos principais problemas sociais no mundo, dado que é a droga mais viciante aceite em encontros sociais. Provavelmente, por essa razão, os riscos do consumo abusivo do álcool são subestimados pelos jovens, mulheres grávidas e idosos. O álcool, quando ingerido em altas proporções, pode afetar todos os órgãos e desencadear inúmeras doenças, tais como a doença cardíaca coronariana, doença neurodegenerativa, as doenças crónicas e câncer. O álcool afeta ainda o estado psicológico, induzindo a violência, o estado antissocial e situações de risco de comportamentos. Por estas razões, o álcool tornou-se um foco principal da investigação, avaliando os seus efeitos sobre o corpo humano. Nesta pesquisa, foram suscitadas amostras de sangue de um grupo de pacientes em tratamento psicológico e/ou farmacêutico que serão analisadas com quatro métodos: Teste de Radicais Livres do Oxigénio (FORT), Defesa contra Radicais Livres do Oxigénio (FORD), cromatografia gasosa (GC) e cromatografia líquida de alta pressão (HPLC). Ambos os métodos FORT e FORD avaliam o stress oxidativo pela quantificação de radicais livres e a capacidade de antioxidantes em eliminar esses radicais livres, respetivamente. O stress oxidativo é o efeito do excesso de consumo de álcool, que é reduzido pela capacidade de ação dos antioxidantes. A boa reprodutibilidade, precisão e exatidão de ambos os métodos indicam que estes podem ser aplicados em rápidos diagnósticos. Para o método FORT e considerando o início do tratamento, os pacientes alcoólicos apresentaram uma média de 3,59±1.01mmol/LH2O2 e o grupo de controlo uma média de 1,42±0.53mmol/LH2O2, o que mostra uma diferença significativa entre os dois grupos (P=0,0006). Para o método FORD, pacientes alcoólicos apresentam uma média de 1,07±0.53mmol/LH2O2 e o grupo de controlo, uma média de 2,81±0.46mmol/LH2O2, mostrando também uma média significativa (P=0,0075). Após 15 dias de tratamento observou-se que há uma diferença entre os dois grupos de pacientes alcoólicos, mas não há nenhum melhoramento em relação ao grupo de pacientes em tratamento. No método FORT os grupos mostram uma diferença significativa (P=0,0073), tendo os pacientes sem tratamento farmacêutico melhores resultados (2.37±0.44mmol/LH2O2) do que os pacientes com tratamento (3.72±1,04mmol/LH2O2). O oposto ocorre no método FORD, os pacientes em tratamento farmacêutico presentam melhores resultados (1.16±0.65mmol/LH2O2) do que o outro grupo (0.75±0.22mmol/LH2O2), não sendo, no entanto, uma diferença significativa entre os dois grupos (P=0.16). Os resultados obtidos para a concentração de MDA pelo método de HPLC mostraram que o grupo de controlo tem valores mais baixos do que os pacientes alcoólicos, embora a diferença não seja muito significativa (P = 0,084), mas é ainda elevada. Além disso, os dois grupos de pacientes não apresentaram uma diferença significativa entre os seus resultados no início (P=0,77) e no fim (P=0,79) do tratamento. De acrescentar ainda que, os resultados da concentração de álcool no sangue determinados pelo método de CG mostraram que só alguns pacientes sem tratamento consumiram álcool durante o período de tratamento, o que influencia negativamente a conclusão sobre o efeito do tratamento. Contudo, outros fatores externos podem ainda influenciar os resultados finais, tais como o estado nutricional e estado psicológico dos pacientes, se o paciente continua a beber durante o tempo de tratamento ou até mesmo se o paciente é exposto a outros tipos de substâncias nocivas. Existe ainda a possibilidade de o tempo de aplicação do tratamento não ser suficiente para apresentar um efeito positivo em relação ao stress oxidativo e este é um outro fator que contribui para a impossibilidade de confirmar sobre o efeito, quer seja positivo ou negativo, do tratamento antioxidante.

Molecularly imprinted electrochemical sensor for ochratoxin A detection in food samples

A novel electrochemical sensor for ochratoxin A (OTA) detection was fabricated through the modification of a glassy carbon electrode (GCE) with multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) and a molecularly imprinted polymer (MIP). The MWCNTs dramatically promoted the sensitivity of the developed sensor, while polypyrrole (PPy) imprinted with OTA served as the selective recognition element. The imprinted PPy film was prepared by electropolymerization of pyrrole in the presence of OTA as a template molecule via cyclic voltammetry (CV). The electrochemical oxidation of OTA at the developed sensor was investigated by CV and differential pulse voltammetry (DPV). The developed MIP/MWCNT/GCE sensor showed a linear relationship, when using DPV, between peak current intensity and OTA concentration in the range between 0.050 and 1.0 μM, with limits of detection (LOD) and quantification of 0.0041 μM (1.7 μg/L) and 0.014 μM (5.7 μg/L) respectively. With the developed sensor precise results were obtained; relative standard deviations of 4.2% and 7.5% in the evaluation of the repeatability and reproducibility, respectively. The MIP/MWCNT/GCE sensor is simple to fabricate and easy to use and was successfully applied to the determination of OTA in spiked beer and wine samples, with recoveries between 84 and 104%, without the need of a sample pre-treatment step.

Molecularly imprinted sensor for voltammetric detection of norfloxacin

In this work, a norfloxacin selective modified glassy carbon electrode (GCE) based on a molecularly imprinted polymer (MIP) as electrochemical sensor was developed. A suspension of multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) was deposited on the electrode surface. Subsequently, a molecularly imprinted film was prepared by electropolymerization, via cyclic voltammetry of pyrrole (PPy) in the presence of norfloxacin (NFX) as the template molecule. A control electrode (NIP) was also prepared. Scanning electron microscopy (SEM) and cyclic voltammetry in a ferrocyanide solution were performed for morphological and electrochemical characterisation, respectively. Several experimental parameters were studied and optimised. For quantification purposes the MIP/MWCNT/GCE was immersed in NFX solutions for 10 min, and the detection was performed in voltammetric cell by square wave voltammetry. The proposed sensor presented a linear behaviour, between peak current intensity and logarithmic concentration of NFX between 1 × 10−7 and 8 × 10−6 M. The obtained results presented good precision, with a repeatability of 4.3% and reproducibility of 9% and the detection limit was 4.6 × 10−8 M (S/N = 3). The developed sensor displayed good selectivity and operational lifetime, is simple to fabricate and easy to operate and was successfully applied to the analysis of NFX in urine samples.

A Rat Model of Diabetic Wound Infection for the Evaluation of Topical Antimicrobial Therapies

Diabetes mellitus is an epidemic multisystemic chronic disease that frequently is complicated by complex wound infections. Innovative topical antimicrobial therapy agents are potentially useful for multimodal treatment of these infections. However, an appropriately standardized in vivo model is currently not available to facilitate the screening of these emerging products and their effect on wound healing. To develop such a model, we analyzed, tested, and modified published models of wound healing. We optimized various aspects of the model, including animal species, diabetes induction method, hair removal technique, splint and dressing methods, the control of unintentional bacterial infection, sampling methods for the evaluation of bacterial burden, and aspects of the microscopic and macroscopic assessment of wound healing, all while taking into consideration animal welfare and the '3Rs' principle. We thus developed a new wound infection model in rats that is optimized for testing topical antimicrobial therapy agents. This model accurately reproduces the pathophysiology of infected diabetic wound healing and includes the current standard treatment (that is, debridement). The numerous benefits of this model include the ready availability of necessary materials, simple techniques, high reproducibility, and practicality for experiments with large sample sizes. Furthermore, given its similarities to infected-wound healing and treatment in humans, our new model can serve as a valid alternative for applied research.

Aquisição por Visão Artificial e Medição Automática de Micro Dureza Vickers

O ensaio de dureza, e mais concretamente o ensaio de micro dureza Vickers, é no universo dos ensaios mecânicos um dos mais utilizados quer seja na indústria, no ensino ou na investigação e desenvolvimento de produto no âmbito das ciências dos materiais. Na grande maioria dos casos, a utilização deste ensaio tem como principal aplicação a caracterização ou controlo da qualidade de fabrico de materiais metálicos. Sendo um ensaio de relativa simplicidade de execução, rapidez e com resultados comparáveis e relacionáveis a outras grandezas físicas das propriedades dos materiais. Contudo, e tratando-se de um método de ensaio cuja intervenção humana é importante, na medição da indentação gerada por penetração mecânica através de um sistema ótico, não deixa de exibir algumas debilidades que daí advêm, como sendo o treino dos técnicos e respetivas acuidades visuais, fenómenos de fadiga visual que afetam os resultados ao longo de um turno de trabalho; ora estes fenómenos afetam a repetibilidade e reprodutibilidade dos resultados obtidos no ensaio. O CINFU possui um micro durómetro Vickers, cuja realização dos ensaios depende de um técnico treinado para a execução do mesmo, apresentando todas as debilidades já mencionadas e que o tornou elegível para o estudo e aplicação de uma solução alternativa. Assim, esta dissertação apresenta o desenvolvimento de uma solução alternativa ao método ótico convencional na medição de micro dureza Vickers. Utilizando programação em LabVIEW da National Instruments, juntamente com as ferramentas de visão computacional (NI Vision), o programa começa por solicitar ao técnico a seleção da câmara para aquisição da imagem digital acoplada ao micro durómetro, seleção do método de ensaio (Força de ensaio); posteriormente o programa efetua o tratamento da imagem (aplicação de filtros para eliminação do ruído de fundo da imagem original), segue-se, por indicação do operador, a zona de interesse (ROI) e por sua vez são identificadas automaticamente os vértices da calote e respetivas distâncias das diagonais geradas concluindo, após aceitação das mesmas, com o respetivo cálculo de micro dureza resultante. Para validação dos resultados foram utilizados blocos-padrão de dureza certificada (CRM), cujos resultados foram satisfatórios, tendo-se obtido um elevado nível de exatidão nas medições efetuadas. Por fim, desenvolveu-se uma folha de cálculo em Excel com a determinação da incerteza associada às medições de micro dureza Vickers. Foram então comparados os resultados nas duas metodologias possíveis, pelo método ótico convencional e pela utilização das ferramentas de visão computacional, tendo-se obtido bons resultados com a solução proposta.

Aglomeração de cortiça por compressão a quente

A diversificação do uso dos produtos de cortiça exige uma adaptação constante dos processos produtivos utilizados para a transformação deste produto. Este trabalho tem como principal intuito a idealização e investigação de um novo processo de fabrico adaptado a um tipo muito particular de produto, os aglomerados puros de cortiça. Estes, não recorrem a qualquer tipo de aglutinante para assegurar a sua ligação, apenas as resinas contidas na própria cortiça são utilizadas para esse efeito. Analisando os processos de fabrico atuais, verifica-se que, a conceção de geometrias complexas com aglomerados puros de cortiça, só é possível com recurso à maquinação. Este processo gera desperdício e tem uma série de processos que o antecedem, destacando-se a aglomeração prévia numa forma mais simples (bloco paralelepípedo ou cilindro) e o corte numa pré forma. A ideia de se executar uma peça complexa sem recurso à maquinação é o objetivo primordial deste trabalho. Para isso foi construído um molde, com todos os mecanismos auxiliares necessários, à semelhança do que já se faz noutro tipo de indústrias, nomeadamente, do vidro e do plástico. Esse mesmo molde foi submetido a uma série de ensaios para determinação dos parâmetros de enchimento e moldação, tendo-se chegado a uma formulação que garante características atrativas na peça final. A aglutinação do granulado de cortiça revelou-se bastante dependente de três parâmetros: a temperatura aplicada, a humidade do granulado e o grau de compactação aplicado. A industrialização do processo revelou-se também plausível de execução, sendo apenas necessários alguns melhoramentos. A utilização deste tipo de processo revela-se, portanto, atrativa para grandes séries de peças, conseguindo-se elevada reprodutibilidade das mesmas com apenas um processo, sem necessidade de procedimentos adicionais de acabamento.

Embracing transience and subjectivity in the conservation of complex contemporary artworks: contributions from ethnographic and psychological paradigms

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Conservação e Restauro, Perfil Ciências da Conservação Especialização em Arte Contemporânea

Thoracic Manifestations of Connective Tissue Diseases

Connective tissue diseases (CTDs) comprise several immunologic systemic disorders, each of which associated with a particular set of clinical manifestations and autoimmune profile. CTDs may cause numerous thoracic abnormalities, which vary in frequency and pattern according to the underlying disorder. The CTDs that most commonly involve the respiratory system are progressive systemic sclerosis, systemic lupus erythematosus, rheumatoid arthritis, Sjögren syndrome, polymyositis, dermatomyositis, and mixed connective tissue disease. Pulmonary abnormalities in this group of patients may result from CTD-related lung disease or treatment complications, namely drug toxicity and opportunistic infections. The most important thoracic manifestations of CTDs are interstitial lung disease and pulmonary arterial hypertension, with nonspecific interstitial pneumonia being the most common pattern of interstitial lung disease. High-resolution computed tomography is a valuable tool in the initial evaluation and follow-up of patients with CTDs. As such, general knowledge of the most common high-resolution computed tomographic features of CTD-related lung disease allows the radiologist to contribute to better patient management.

Conscious Sedation with Inhaled 50% Nitrous Oxide/Oxygen Premix in Photodynamic Therapy Sessions for Vulvar Lichen Sclerosus Treatment

Photodynamic therapy has been described as an effective therapeutic option in selected cases of anogenital lichen sclerosus that are refractory to first-line treatments. However, procedure-related pain is a limiting factor in patient adherence to treatment. The authors report the case of a 75-year-old woman with highly symptomatic vulvar lichen sclerosus, successfully treated with photodynamic therapy. An inhaled 50% nitrous oxide/oxygen premix was administered during sessions, producing a pain-relieving, anxiolytic, and sedative effect without loss of consciousness. This ready-to-use gas mixture may be a well-tolerated and accepted alternative to classical anesthetics in Photodynamic therapy, facilitating patients' adherence to illumination of pain-prone areas.

The Shading Sign: Is It Exclusive of Endometriomas?

OBJECTIVES: To investigate if the shading sign is an exclusive MRI feature of endometriomas or endometrioid tumors, and to analyze its different patterns. METHODS: Three hundred and fourty six women with adnexal masses who underwent 1.5/3-T MRI were included in this retrospective, board-approved study. The shading sign was found in 56 patients, but five cases were excluded due to lack of imaging follow-up or histological correlation. The final sample included 51 women. The type of tumor and the pattern of shading were recorded for each case. RESULTS: Thirty endometriomas and five endometrioid carcinomas were found. The remaining 16 cases corresponded to other benign and malignant tumors. The overall sensitivity, specificity, positive predictive value, and negative predictive value were 73%, 93%, 59%, and 96%, respectively. Restricting the analysis to cystic lesions without solid or fat component, sensitivity, specificity, positive predictive value, and negative predictive value were 73%, 96%, 94%, and 80%. Five shading patterns were identified: layering (15.7%), liquid-liquid level (11.8%), homogenous (45.1%), heterogeneous (11.8%), and focal/multifocal shading within a complex mass (19.6%). No significant correlation was found between these patterns and the type of tumor. CONCLUSIONS: The shading sign is not exclusive of endometriomas or endometrioid tumors. Homogenous shading was the most prevalent pattern in endometriomas and half of the cases with focal/multifocal shading within a complex mass were endometrioid carcinomas.

Porokeratosis Ptychotropica of the Scrotum: Dermoscopic Evaluation of an Atypical Presentation

Porokeratosis ptychotropica is a rare variant of porokeratosis that is classically located on the gluteal and perianal regions, seldom extending to the genitalia. The authors report an atypical presentation of porokeratosis ptychotropica and discuss the use of dermoscopy in evaluating this dermatosis. Dermoscopic findings, although not specific to this variant of porokeratosis, are helpful in the differential diagnosis of other genital disorders. Histopathology, through the visualization of multiple cornoid lamellae, prevails as the gold standard for the definite diagnosis of porokeratosis ptychotropica.

Métodos de avaliação da frequência de eventos adversos em contexto hospitalar : contributos de uma revisão sistemática

RESUMO - Os eventos adversos (EA) hospitalares constituem um problema sério dos cuidados de saúde com consequências clínicas, económicas e sociais para a Saúde Pública. Nas últimas décadas foram realizados diversos estudos com o objetivo de conhecer de forma mais pormenorizada esta realidade, nomeadamente no que diz respeito à frequência, tipologia, evitabilidade e impacte dos EA. De entre as diferentes metodologias que têm sido utilizadas parece existir algum consenso em torno da análise retrospetiva de processos clínicos como a que oferece maior garantia de fiabilidade e reprodutibilidade, não obstante as limitações conhecidas. Assim, propusemo-nos com este trabalho, analisar as vantagens e desvantagens dos métodos mais comummente utilizados para caraterizar a ocorrência de EA e, concomitantemente elaborar uma revisão sistemática (RS) dos estudos que aplicaram o método de revisão retrospetiva de processos clínicos na caraterização e avaliação dos EA em contexto hospitalar. Para definir a nossa amostra, realizámos uma pesquisa formal nas bases de dados MEDLINE e Web of Knowledge, e foi realizado um cruzamento manual de referências dos artigos elegíveis para identificar estudos adicionais relevantes. Os artigos selecionados foram revistos independentemente no que diz respeito à metodologia, aos critérios de elegibilidade e aos objetivos. Durante a fase de revisão e aplicação dos critérios de inclusão e exclusão foram selecionados os artigos que abordassem a frequência/incidência e a percentagem de evitabilidade dos EA hospitalares, através da aplicação do método de revisão retrospetiva de processos clínicos. Após a fase de pesquisa e revisão dos artigos, foram selecionados para a nossa amostra oito estudos que incluíram um total de 28.862 processos clínicos revistos. De entre os principais resultados encontrados destaca-se: i) A mediana de incidência de EA hospitalares de 9.5%; Universidade Nova de Lisboa – Escola Nacional de Saúde Pública ii) O valor de mediana de EA considerados evitáveis de 45.5%; iii) No que se refere ao impacte clínico dos EA, mais de metade dos doentes (56.3%) não experienciou incapacidade ou experienciou incapacidade menor; iv) Em 8% dos casos de EA ocorreu a morte dos doentes. v) Quanto ao impacte económico evidencia-se o facto de, nos doentes em que se confirmou EA, o período de internamento se ter prolongado, em média, por 7.1 dias com consequentes e previsíveis custos adicionais. Tendo em consideração as vantagens e desvantagens de cada método, os sistemas de informação existentes em Portugal e a realidade das instituições de saúde, parece-nos plausível destacar o método de revisão dos processos clínicos como o que melhor se adapta para caraterizar os EA no contexto hospitalar português.