Controlo e Aquisição de Dados no aparelho Posch ToF-SIMS

A espectrometria de massa de iões secundários por tempo-de-voo, ToF-SIMS, é umas das mais importantes e versáteis técnicas de análise de superfícies. As suas características únicas tais como excelente resolução em massa, alta sensibilidade, elevada resolução lateral e em profundidade e ausência de limite da massa superior, justificam a sua adopção como técnica favorita em campos tão diversos como a análise de metais, semicondutores, isoladores e compostos orgânicos. A técnica SIMS com feixe primário duplo (dual beam SIMS) é uma técnica extremamente poderosa para uma variedade de aplicações de análise em profundidade. A utilização de feixes de iões separados para a erosão e análise de uma amostra permite a variação independente de diferentes parâmetros experimentais. Desenvolveram-se duas aplicações em LabVIEWTM que permitem efectuar análises de superfícies com as técnicas SIMS estático, SIMS Imagem e dual beam SIMS. As aplicações desenvolvidas permitiram optimizar o controlo do espectrómetro de massa do tipo ToF-SIMS do laboratório de ciências de superfície do Grupo de Ciências de Superfície e Tecnologia de Vácuo do CEFITEC, a conversão e aquisição de dados e a sua representação e armazenamento. O trabalho efectuado constitui uma grande inovação no sistema de aquisição de dados e no controlo do espectrómetro de ToF-SIMS. As versões actuais das aplicações desenvolvidas estão aptas a responder, com fiabilidade, às necessidades do utilizador.

Compositional Data in Biomedical Research

Modern methods of compositional data analysis are not well known in biomedical research.Moreover, there appear to be few mathematical and statistical researchersworking on compositional biomedical problems. Like the earth and environmental sciences,biomedicine has many problems in which the relevant scienti c information isencoded in the relative abundance of key species or categories. I introduce three problemsin cancer research in which analysis of compositions plays an important role. Theproblems involve 1) the classi cation of serum proteomic pro les for early detection oflung cancer, 2) inference of the relative amounts of di erent tissue types in a diagnostictumor biopsy, and 3) the subcellular localization of the BRCA1 protein, and it'srole in breast cancer patient prognosis. For each of these problems I outline a partialsolution. However, none of these problems is \solved". I attempt to identify areas inwhich additional statistical development is needed with the hope of encouraging morecompositional data analysts to become involved in biomedical research

Qualidade da Água potável consumida nas cidades da Praia e Assomada

A água é um elemento imprescindível para a sustentação da vida na Terra. A garantia de consumo humano de água segundo padrões de qualidade adequados é uma questão relevante para a saúde pública. O presente trabalho tem como finalidade analisar a qualidade da água potável abastecida às populações das cidades da Praia e da Assomada. Para tal, foram realizadas análises dos parâmetros Organolépticos, físicos e químicos. Os métodos e técnicas utilizados durante a monitorização das análises foram as titulações, electrometria, turbidimetria, espectrometria e cálculos. Os resultados das análises das 20 amostras de águas colectadas nos principais reservatórios, furos de exploração e chafarizes de abastecimento às populações foram comparados com os valores máximos permissíveis para o consumo humano de acordo com os padrões da Organização Mundial de Saúde e da União Europeia. Com os últimos resultados das análises efectuadas em Dezembro de 2006 a uma amostra de água colectada no furo FBE 117 - Bolanha, na cidade de Assomada, detectou-se que os parâmetros físico-químicos analisados não atenderam os valores legais: Mineralização - 1.570; Condutividade - 1.851; Salinidade - 0,9; Magnésio - 1.261; Cloretos - 2.485. Com os registos frequentes de casos de doenças por Malária, Febre Tifóide, e Doenças Diarreicas a evidenciar uma possível contaminação da água potável, é necessário ampliar o período de estudo das análises de água abastecida para consumo, assim como a análise bacteriológica.

Efeito do óleo essencial de Tagetes patula L. (Asteraceae) sobre Sitophilus zeamais Motschulsky (Coleoptera, Curculionidae)

Resistência de pragas a inseticidas, danos ao ambiente em função da poluição do solo e de recursos hídricos vem sendo observados pelo uso de inseticidas químicos no controle de pragas em grãos armazenados. Com o intuito de minimizar estes problemas, estão sendo estudadas alternativas como o uso de inseticidas botânicos. Este trabalho foi realizado com o objetivo de avaliar o efeito do óleo essencial de Tagetes patula L. sobre, Sitophilus zeamais Motschulsky, 1855 em milho sob condições de laboratório. O óleo essencial de T. patula foi obtido através de arraste a vapor com aparelho clevenger. A caracterização química dos compostos encontrados no óleo essencial de T. patula foi realizada através de cromatografia gasosa acoplado a espectrometria de massas, sendo observados: limoneno (37,05%), terpinoleno (32,61%), piperitone (14,40%), eofitadieno (5,91%), sabineno (2,88%), trans-ocimeno (2,02%), beta-cariofileno (1,98%), farnesol (1,84%) e alfa-pineno (1,30%). Os insetos utilizados nos bioensaios foram mantidos em temperatura e umidade relativa controlada. Foram avaliados os efeitos do óleo essencial de T. patula sobre o comportamento (atratividade e/ou repelência) e atividade inseticida sobre adultos de S. zeamais através de dois bioensaios. Pelos resultados pode-se observar o efeito repelente e inseticida do óleo essencial de T. patula sobre S. zeamais, na concentração de 10 µL (p<0,0001 e p=0,02) sendo portanto, eficaz no controle de adultos de S. zeamais.

Estudi de la interacció de tres complexos de Pt amb proteïnes i oligonucleòtids mitjançant ESI-MS

En aquest treball s’investiga la reactivitat de tres complexos de Pt, cisplatí, complex 1, [Pt(dmba)(aza-N1)(dmso)], complex 2, i [Pt(dmba)(N9-9AA)(PPh3)]+, complex 3; els quals presenten activitat antitumoral, amb diferents proteïnes i oligonucleòtids mitjançant espectrometria de masses (ESI-TOF MS). ). L’estudi del cisplatí, 1, droga molt coneguda i emprada avui en dia pel tractament de molts tipus de càncer, permet comparar la reactivitat dels nous complexos d’estudi, 2 i 3, els quals presenten un IC50 més baix que el cisplatí en algunes línies de cèl·lules tumorals.

Caracterização da matéria orgânica e micromorfologia de solos sob Campos de Altitude no parque estadual da Serra do Brigadeiro (MG)

O Parque Estadual da Serra do Brigadeiro (MG) engloba uma área de Mata Atlântica em uma parte da Serra da Mantiqueira. Nas porções mais elevadas da serra (acima de 1.600 m), encontram-se os Campos de Altitude, caracterizados por uma composição florística ímpar, elevado grau de endemismo e pela presença de várias espécies ameaçadas de extinção. Foram amostrados, na área do Campos de Altitude, um Neossolo Litólico, um Espodossolo Ferrocárbico, um Cambissolo Húmico e, na área de Mata Atlântica, um Latossolo Vermelho-Amarelo. Todos os solos estudados apresentaram-se álicos, com baixo pH e baixa capacidade de troca catiônica efetiva, além de acúmulo de matéria orgânica humificada. Os solos estão estreitamente relacionados com a cobertura vegetal, observando-se uma vegetação de menor biomassa sobre materiais mais oligotróficos. Análises micromorfológicas indicaram feições relacionadas com processos de podzolização. A interpretação das formas identificadas nas lâminas de solo permitiu inferências sobre os processos de gênese dos solos, não identificados pelas análises químicas. As substâncias húmicas foram fracionadas, indicando elevado teor de ácidos fúlvicos. Os teores dessa fração orgânica estiveram associados a formas pouco cristalinas de Fe e Al, extraídas pelo oxalato, indicando o papel da matéria orgânica na mobilidade desses elementos. Análises espectroscópicas das substâncias húmicas, como espectrometria no infravermelho e de ressonância paramagnética eletrônica, indicaram alta aromaticidade das substâncias húmicas produzidas sob vegetação de Campos de Altitude, em relação às substâncias húmicas produzidas sob vegetação florestal. Esta maior aromaticidade pode estar relacionada com o efeito do fogo ou com a própria constituição fisiológica da cobertura vegetal. A associação entre os solos em processo de podzolização e a vegetação de Campos de Altitude revela maior eficiência da matéria orgânica formada nesses ambientes nos processos de queluviação e intemperismo da fração mineral. Esta hipótese é sustentada pela caracterização das substâncias húmicas extraídas deste pedoambiente.

Mineralogia das frações areia, silte e argila de sedimentos do grupo barreiras no município de Aracruz, estado do Espírito Santo

Dada a extensa área ocupada pelos sedimentos do Grupo Barreiras, é importante conhecer detalhadamente a mineralogia de suas frações. Com este propósito, coletaram-se 11amostras, até 14m de profundidade, em um pacote de sedimentos do Grupo Barreiras no município de Aracruz, estado do Espírito Santo, exposto pela construção de um canal adutor de água. As frações areia, silte e argila foram estudadas por difração de raios-X, análise termodiferencial, análise termogravimétrica diferencial e microscopia eletrônica. Os teores totais de Fe das frações argila e silte e Ti e Zr da fração silte foram determinados por espectrometria por emissão por plasma, após digestão da amostra com ácido fluorídrico concentrado. Para caracterizar e quantificar os minerais, amostras das frações argila e silte foram submetidas a extrações seqüenciais e seletivas dos minerais. A fração areia apresentou mineralogia uniforme, composta quase que exclusivamente por quartzo, com pequena presença de mica, anatásio e agregados de caulinita e ferro. Nas profundidades de 2,1; 4,2 e 7,7m, verificou-se a ocorrência de concreções ferruginosas de coloração vermelho-escura. Na fração silte, também com predomínio de quartzo, verificou-se a presença de caulinita, na forma de agregados estáveis e hematita. A caulinita é o principal mineral da fração argila, atingindo 953gkg-1 a 14m de profundidade. Os baixos teores de Fe dos sedimentos e as condições úmidas dos Tabuleiros Costeiros favoreceram a concentração de caulinita e a remoção de minerais, principalmente óxidos de Fe. Os teores de goethita, principal óxido de ferro dos sedimentos, diminuíram consistentemente em profundidade. Em decorrência do elevado grau de alteração dos sedimentos, a quantidade de material de baixa cristalinidade na fração argila foi pequena, variando de 3,2 a 24,0gkg-1, para extração com oxalato de amônio, e de 0,6 a 3,5gkg-1, para extração com NaOH 0,5molL-1 fervente. Pelo mesmo motivo, os teores de mica nas frações argila e silte foram inferiores a 5,0gkg-1. Como observado para a caulinita, os teores de mica na fração argila aumentaram em profundidade.

Propriedades químicas e cristalográficas da caulinita e dos óxidos de ferro em sedimentos do grupo barreiras no município de Aracruz, estado do Espírito Santo

As propriedades químicas e cristalográficas detalhadas da caulinita (Ct) e dos óxidos de ferro do solo e dos sedimentos do Grupo Barreiras são pouco conhecidas. Para estudar as características desses minerais em profundidade, coletaram-se 11 amostras (0,7; 1,4; 2,1; 2,8; 3,5; 4,2; 4,9; 5,6; 7,7; 10,5 e 14m) nos horizontes Bt, BC e C de um Argissolo Amarelo no município de Aracruz (ES). As frações argila e silte foram estudadas por difração de raios-X (DRX), análise termo-diferencial (ATD) e microscopia eletrônica. Os teores totais de Fe e outros microelementos (Cr, Mn, Ni, Pb, Ti e Zn) da fração argila foram determinados por espectrometria por emissão por plasma, após digestão da amostra com HF concentrado. Nos extratos resultantes das extrações com oxalato de amônio (OA) e ditionito-citrato-bicarbonato (DCB), determinaram-se os teores de Fe, Al, Si, Cr, Mn, Ni, Pb, Ti e Zn. A composição química da Ct das frações argila (amostra desferrificada) e silte (amostra natural) foi determinada pelo tratamento com NaOH 5molL-1 e pela combinação de aquecimento e extração com NaOH 0,5molL-1 fervente, respectivamente. O teor médio de Fe2O3 da Ct da fração argila (20,7gkg-1) foi superior ao obtido para a fração silte (5,2gkg-1), verificando-se, na menor fração, aumento nos teores de Fe2O3 com a profundidade. Graças ao maior raio iônico, a presença do Fe3+ na estrutura promoveu aumento no espaço interplanar do mineral, sobretudo na direção b. O tamanho das partículas de Ct foi semelhante entre os horizontes amostrados. A Ct apresentou grau semelhante de cristalinidade com a profundidade do solo, com exceção dos horizontes mais superficiais, os quais apresentaram menores valores de índice de cristalinidade, provavelmente por interferências com compostos orgânicos. A redução dos teores de Fe2O3 extraídos pelo DCB e da participação dos teores de FeOA mais FeDCB no Fe total da fração argila com a profundidade foi atribuída à dissolução dos óxidos de ferro, provocada pela umidade nas camadas inferiores dos sedimentos. A substituição isomórfica (SI) de Fe por Al na goethita (Gt) foi cerca de três vezes superior à da hematita (Hm), com maiores valores nos horizontes mais superficiais. A Hm apresentou menor valor de superfície específica (SE) que a Gt, refletindo os maiores valores de diâmetro médio do cristal para a Hm. Baixos valores de cristalinidade e menor tamanho de partículas estão associados à maior atividade e à influência da Ct e dos óxidos de ferro sobre as propriedades físico-químicas do solo. Os óxidos de ferro apresentaram baixa associação com microelementos, sobretudo com Ni, Pb e Ti.

Pedogeoquímica em perfis de alteração na região de Lavras (MG). I- elementos maiores - óxidos constituintes

Na região de Lavras (MG), realizou-se a investigação do comportamento geoquímico ao longo dos processos de alteração e evolução pedológica em perfis de solos com horizonteB textural, discriminados pelo material de origem, individualizados em composição geoquímica ácida, intermediária e básica. Ao longo de cada perfil, realizaram-se análises geoquímicas de elementos maiores - óxidos constituintes, avaliando perdas e ganhos mediante o cálculo do balanço químico de massa. As interpretações dos dados geoquímicos nos três perfis estudados revelaram perda moderada de SiO2, lixiviação de bases e enriquecimento relativo discreto do Al, Fe e Ti, além de possibilitar o estabelecimento da ordem de perda desses constituintes.

Pedogeoquímica em perfis de alteração na região de Lavras (MG). II - elementos menores e elementos das terras raras

Na região de Lavras, MG, analisou-se o comportamento geoquímico dos elementos menores (EM) e elementos das terras raras (ETR) ao longo da evolução pedogenética em perfis de solos com horizonteB textural, individualizados a partir de rochas de composição ácida, intermediária e básica do substrato. Nos perfis, realizaram-se análises químicas de EM e ETR, avaliando perdas e ganhos pelo balanço químico de massa. O estudo possibilitou o grupamento dos EM em duas classes: (a)mobilidade moderada a alta: perda da rocha fresca até o sólum; (b)mobilidade moderada: enriquecimento relativo e eventualmente real no sólum. O comportamento dos ETR revelou grande mobilidade ao longo da evolução dos perfis de alteração.

Sorção-dessorção do fungicida clorotalonil em solos com diferentes teores de matéria orgânica

A cinética e a sorção de pesticidas em solos permitem predizer a velocidade com que esta reação atinge o equilíbrio e investigar os possíveis mecanismos envolvidos durante a reação. Portanto, esses processos são fundamentais para que se possa compreender o destino dos pesticidas no solo. Este trabalho teve por objetivo estudar a sorção e a cinética do fungicida clorotalonil em cinco solos com diferentes teores de matéria orgânica do estado de São Paulo: Neossolo Quartzarênico órtico (RQo), Latossolo Vermelho distroférrico (LVdf-1 e LVdf-2), Latossolo Vermelho perférrico (LVj) e Gleissolo (G). Nestes estudos, foi utilizado traçador radioativo, ou seja, 14C-clorotalonil, e a radioatividade foi detectada por espectrometria de cintilação líquida. Os ensaios foram realizados em sala climatizada (25±2ºC), em ambiente escuro. O ensaio de cinética constou de oito períodos de equilíbrio: 0; 0,5; 1,0; 2,0; 4,0; 8,0; 12,0 e 24,0h; sendo que nas amostras que atingiram equilíbrio (24h) foram realizados os testes de dessorção, em quatro etapas subseqüentes. Nos estudos de isotermas de sorção, as concentrações de clorotalonil empregadas situaram-se entre 0,05 e 0,76µgmL-1. O modelo matemático de Elovich foi ajustado aos resultados do estudo de cinética e o modelo de Freundlich foi ajustado aos resultados do estudo de isoterma de sorção. Observou-se elevada sorção de clorotalonil nos solos estudados, exceto no solo arenoso com baixo teor de matéria orgânica (RQo). A sorção do clorotalonil relacionou-se positivamente com a matéria orgânica do solo. A cinética de sorção desse fungicida envolveu duas fases, uma imediata, de maior relevância quantitativa, e outra mais lenta. Esses resultados mostram que uma pequena fração do clorotalonil aplicado ao solo estaria disponível para ser lixiviado ao lençol freático, mas atenção especial é necessária quando ele é aplicado em solos arenosos com baixo teor de matéria orgânica. Além do que, a fração do fungicida sorvida na fase lenta também pode ser facilmente dessorvida à solução do solo.

Características estruturais de ácidos húmicos isolados de solos com adição de resíduos orgânicos de origem urbana: composição elementar, análise de RMN 13C e Pi-CG/EM

Foram avaliadas as alterações nas características estruturais de ácidos húmicos (AH) decorrentes da adição de matéria orgânica de resíduos urbanos. Os AH foram extraídos da camada superficial (0-20 cm) de um Argissolo Vermelho-Amarelo (Seropédica, RJ) e de um Latossolo Vermelho Amarelo (Piraí, RJ), ambos tratados com o equivalente a 80 t ha-1 (em base seca) de composto de lixo urbano e lodo de estação de tratamento de esgotos. O tempo de incubação em laboratório foi de 24 semanas à temperatura ambiente e umidade mantida na capacidade de campo. Para caracterizar os AH, foram utilizadas a análise elementar, a ressonância magnética nuclear (RMN) de 13C e Pirólise acoplada à cromatografia gasosa e a espectrometria de massas (Pi-CG/EM). A análise de RMN 13C permitiu observar alterações na composição molecular dos AH de forma clara, principalmente, pelo aumento do teor de C mono e di oxigenados (δC 50-110) e pela diminuição dos teores de grupos CH2 e CH3 (δC 50-110). O aumento no teor de carboidratos evidencia a presença de estruturas mais lábeis nos AH com adição dos resíduos. Em adição, a técnica de Pi-CG/EM permitiu verificar diferenças qualitativas significativas nos compostos orgânicos, provenientes da fragmentação térmica dos AH com incorporação de novas estruturas, sobretudo da fração lipídica e de derivados de carboidratos (furanos), nas amostras de solos tratados com ambos os resíduos orgânicos. O uso em conjunto das técnicas analíticas de RMN 13C e de Pi-CG/EM foi eficiente para avaliar as mudanças na composição molecular de ácidos húmicos decorrentes da adição de resíduos orgânicos de origem urbana.

Tomografia computadorizada na avaliação da densidade de um solo do semi-árido brasileiro

A densidade do solo de amostras indeformadas foi determinada por meio das técnicas de tomografia computadorizada e do torrão impermeabilizado, visando à identificação de processos de compactação do solo e a comparação de métodos. A pesquisa também visou auxiliar um levantamento pedológico elaborado com fins de classificação de terras para irrigação. As amostras de solo foram coletadas da região semi-árida de Petrolina (PE), ao longo de perfis do solo, da superfície até 1 m de profundidade, em camadas de 0,1 m e em duas áreas distintas quanto à sua ocupação vegetal e manejo: (1) vegetação natural (caatinga); (2) área cultivada e irrigada por pivô central. As tomografias foram realizadas com um tomógrafo de primeira geração, constituído por uma fonte de radiação gama de 137Cs e um detetor cintilador de NaI(Tl), com eletrônica padrão de espectrometria gama e sistema de movimentação de amostra controlados por uma interface específica acoplada a um microcomputador. Na área de caatinga, os resultados evidenciam a ocorrência de um adensamento do solo em camadas mais profundas, abaixo de 0,4 m, bem como de uma camada adensada e, ou, compactada entre aproximadamente 0 e 0,4 m, na área cultivada com pivô central, possivelmente em virtude da ação de máquinas e implementos utilizados no preparo e cultivo do solo.

Decomposição de amostras de solos assistida por radiação microondas: estratégia para evitar a formação de fluoretos insolúveis

A decomposição de amostras que contêm elevados teores de Si, utilizando mistura com os ácidos nítrico e fluorídrico, pode provocar a precipitação de fluoretos de Al(III), Ca(II), Fe(III) e Mg(II) durante a digestão, impedindo a recuperação total desses elementos. Visando minimizar esse problema, foram testados quatro procedimentos aplicados a diferentes amostras de solos. O procedimento mais eficiente envolveu a decomposição assistida por radiação microondas, seguida pela separação do material sólido residual com elevado teor de Si do sobrenadante ácido. A fração residual foi solubilizada usando HF concentrado e, após complexação com ácido bórico, essa solução foi misturada à fase líquida do digerido. Os teores de metais nos digeridos foram determinados por espectrometria de emissão óptica em plasma induzido (ICP OES) e a exatidão foi demonstrada aplicando o procedimento proposto em amostras provenientes do programa colaborativo International Soil-Analytical Exchange (ISE, Wegening Agricultural University, Holanda) e em amostra certificada de solo proveniente do National Institute of Standard and Technology (NIST, SRM 2709), que apresentou respectivamente, os seguintes percentuais de recuperação: 100,0 ± 2,6; 99,5 ± 1,9; 108,5 ± 2,7; 94,6 ± 8,9; 92,2 ± 9,7; 95,7 ± 1,8; 96,7 ± 2,7; 95,2 ± 0,6; 103,6 ± 2,6 e 96,1 ± 1,6 para, Al, Ba, Ca, Cr, Cu, Fe, Mg, Mn, V e Zn.

Sorção e dessorção do imazaquin em solos com diferentes características granulométricas, químicas e mineralógicas

O presente estudo teve o objetivo de avaliar a sorção e dessorção do imazaquin em solos com diferentes características granulométricas, químicas e mineralógicas por meio de isotermas e estudos de cinética e, assim, quantificar a histerese no processo de sorção-dessorção. Os solos utilizados foram classificados como Latossolo Vermelho distroférrico (LVdf), Latossolo Vermelho-Amarelo (LVA) e Neossolo Quartzarênico (RQ). Os solos foram secos ao ar e peneirados em malha de 2 mm, sendo então procedida à caracterização dessas amostras. A molécula radiomarcada com 14C utilizada foi o imazaquin, herbicida do grupo das imidazolinonas. A radioatividade foi determinada por espectrometria de cintilação líquida. Os ensaios foram realizados em sala climatizada (25 ± 2 °C). Nas isotermas de sorção, foram utilizadas cinco concentrações do imazaquin (0,67; 1,34; 2,68; 5,36; 10,72 µmol L-1), sendo os resultados ajustados à equação de Freundlich, obtendo, assim, os parâmetros de sorção. Na seqüência, foram realizadas quatro extrações com solução 0,005 mol L-1 de CaCl2, determinando-se os parâmetros de dessorção de forma similar à sorção. No ensaio de cinética de sorção, foi determinada a quantidade sorvida de imazaquin, a partir da adição de solução de 2,99 µmol L-1 do imazaquin, em períodos preestabelecidos (0; 0,5; 1; 3; 6; 12; 24 e 48 h, após a aplicação do imazaquin), com os resultados sendo ajustados à equação de Elovich. De maneira geral, o imazaquin apresentou baixa sorção para os três solos, com os maiores coeficientes de sorção nos solos com maior teor de argila e CO. Os coeficientes de dessorção foram maiores que os coeficientes de sorção, demonstrando a ocorrência de histerese. A cinética de sorção mostrou que o imazaquin foi sorvido em duas etapas: uma rápida, que apresentou a maior fração sorvida, e outra lenta. A aplicação da Lei de Fick aos dados experimentais do ensaio de cinética indica que mecanismos de difusão podem estar envolvidos neste processo.