Studies of ambient and chamber aerosol composition using the aerosol mass spectrometer

This thesis presents composition measurements for atmospherically relevant inorganic and organic aerosol from laboratory and ambient measurements using the Aerodyne aerosol mass spectrometer. Studies include the oxidation of dodecane in the Caltech environmental chambers, and several aircraft- and ground-based field studies, which include the quantification of wildfire emissions off the coast of California, and Los Angeles urban emissions.

The oxidation of dodecane by OH under low NO conditions and the formation of secondary organic aerosol (SOA) was explored using a gas-phase chemical model, gas-phase CIMS measurements, and high molecular weight ion traces from particle- phase HR-TOF-AMS mass spectra. The combination of these measurements support the hypothesis that particle-phase chemistry leading to peroxyhemiacetal formation is important. Positive matrix factorization (PMF) was applied to the AMS mass spectra which revealed three factors representing a combination of gas-particle partitioning, chemical conversion in the aerosol, and wall deposition.

Airborne measurements of biomass burning emissions from a chaparral fire on the central Californian coast were carried out in November 2009. Physical and chemical changes were reported for smoke ages 0 – 4 h old. CO₂ normalized ammonium, nitrate, and sulfate increased, whereas the normalized OA decreased sharply in the first 1.5 - 2 h, and then slowly increased for the remaining 2 h (net decrease in normalized OA). Comparison to wildfire samples from the Yucatan revealed that factors such as relative humidity, incident UV radiation, age of smoke, and concentration of emissions are important for wildfire evolution.

Ground-based aerosol composition is reported for Pasadena, CA during the summer of 2009. The OA component, which dominated the submicron aerosol mass, was deconvolved into hydrocarbon-like organic aerosol (HOA), semi-volatile oxidized organic aerosol (SVOOA), and low-volatility oxidized organic aerosol (LVOOA). The HOA/OA was only 0.08–0.23, indicating that most of Pasadena OA in the summer months is dominated by oxidized OA resulting from transported emissions that have undergone photochemistry and/or moisture-influenced processing, as apposed to only primary organic aerosol emissions. Airborne measurements and model predictions of aerosol composition are reported for the 2010 CalNex field campaign.

Iso-specific Ziegler-Natta polymerization of α-olefins with a single-component organoyttrium catalyst

The synthesis of a sterically tailored ligand array (M)_2((C_5H_2-2-Si(CH_3)_3-4-C(CH_3)_3)S_2i(CH_3)_2]("M_2Bp") (M = Li, 16; K, 19) is described. Transmetallation of Li_2Bp with YCl_3(THF)_3 affords exclusively the C_2 symmetric product rac-[BpY(µ_2-Cl)_2Li(THF)_2], 20. A X-ray crystal structure of 20 has been determined; triclinic, P1, a= 13.110 (8), b = 17.163 (15), c = 20.623 (14) Å, α = 104.02 (7), β = 99.38 (5), γ = 100.24 (6)° , Z = 4, R = 0.056. Transmetallation of K_2Bp with YCl_3(THF)_3 affords the halide free complex rac-BpYCl, 23. The corresponding rac-BpLaCl, 28, is prepared in an anlogous manner. In all cases the achiral meso isomer is not obtained since only for the racemic isomers are the unfavorable steric interactions between the Si(CH3)_3 groups in the narrow portion of the [Cp-M'-Cp] wedge avoided. Alkylation of 20 or 23 with LiCH(Si(CH_3)_3)_2 affords rac-BpYCH(Si(CH_3)_3)_2, 26 in good yield. Alkylation of 28 with LiCH(Si(CH_3)_3)_2 affords rac-BpLaCH(Si(CH_3)_3)_2 29. Hydrogenation of 26 cleanly affords the bridging hydride species [BpY(µ_2-H)]_2, 27, as the homochiral (R,R) and (S,S) dimeric pairs. 26 is an efficient initiator for the polymerization of ethylene to high molecular weight linear polyethylene. 27 catalyzes the polymerization of propylene (25% v/v in methylcyclohexane) and neat samples of 1-butene, 1-pentene, 1-hexene to moderately high molecular weight polymers: polypropylene (M_n = 4,200, PDI 2.32, T_m 157 °C); poly-1-butene (M_n = 8,500, PDI 3.44, T_m 105 °C); poly-1-pentene (M_n = 20,000, PDI 1.99, T_m 73 °C); poly-1-hexene (M_n = 24,000, PDI 1.75, T_m < 25 °C). ^(13)C NMR spectra at the pentad analysis level indicates that the degree of isotacticity is 99% mmmm for all polymer samples. 27 is the first single component iso-specific α-olefin polymerization catalyst. The presumed origins of the high isospecificity are presented.

Polymerization of functionalized olefins with neutral group ten catalysts

This thesis describes the preparation, characterization, and application of welldefined single-component group ten salicylaldimine complexes for the polymerization of ethylene to high molecular weight materials as well as the copolymerization of ethylene and functionalized olefins. After an initial introduction to the field, Chapter 2 describes the preparation of PPh₃ complexes that contain a series of modified salicylaldimine and naphthaldimine ligands. Such complexes were activated for polymerization by the addition of cocatalysts such as Ni(COD)₂ or B(C₆F₅)₃. As the steric demand of the ligand set increased-the molecular weight, polymerization activity, and lifetime of the catalyst was observed to increase. In fact, complexes containing "bulky" ligands, such as the [^Anthr,HSal] ligand (2.5), were found to be highly-active single component complexes for the polymerization of ethylene. Model hydrido compound were prepared-allowing for a better understanding of both the mechanism of polymerization and one mode of decomposition.

Chapter 3 describes the effect which additives play on neutral Ni^II polymerization catalysts such as 2.5. The addition of excess ethers, esters, ketones, anhydrides, alcohols, and water do not deactivate the catalysts for polymerization. However, the addition of excess acid, thiols, and phosphines was observed to shut-down catalysis. Since excess phosphine was found to inhibit catalysis, "phosphine-free" complexes, such as the acetonittile complex (3.26), were prepared. The acetonitrile complex was found to be the most active neutral polymerization catalyst prepared to date.

Chapter 4 outlines the use of catalyst 2.5 and 3.26 for the preparation of linear functionalized copolymers containing alcohols, esters, anhydrides, and ethers. Copolymers can be prepared with γ-functionalized-α-olefins, functionalized norbornenes, and functionalized tricyclononenes, with up to 30 mol% comonomer incorporation.

Chapter 5 outlines the preparation of a series of Pt^II alkyl/olefin salicylaldimine complexes which serve as models for the active species in the Ni^II-catalyzed polymerization process. Understanding the nature of the M-olefin interaction as a the electronic and steric properties of the salicylaldimine ligand is varied has allowed for a number of predictions about the design of future polymerization systems.

The Flocculation of E. coli with Polyethyleneimine

A comprehensive study was made of the flocculation of dispersed E. coli bacterial cells by the cationic polymer polyethyleneimine (PEI). The three objectives of this study were to determine the primary mechanism involved in the flocculation of a colloid with an oppositely charged polymer, to determine quantitative correlations between four commonly-used measurements of the extent of flocculation, and to record the effect of varying selected system parameters on the degree of flocculation. The quantitative relationships derived for the four measurements of the extent of flocculation should be of direct assistance to the sanitary engineer in evaluating the effectiveness of specific coagulation processes.

A review of prior statistical mechanical treatments of absorbed polymer configuration revealed that at low degrees of surface site coverage, an oppositely- charged polymer molecule is strongly adsorbed to the colloidal surface, with only short loops or end sequences extending into the solution phase. Even for high molecular weight PEI species, these extensions from the surface are theorized to be less than 50 Å in length. Although the radii of gyration of the five PEI species investigated were found to be large enough to form interparticle bridges, the low surface site coverage at optimum flocculation doses indicates that the predominant mechanism of flocculation is adsorption coagulation.

The effectiveness of the high-molecular weight PEI species 1n producing rapid flocculation at small doses is attributed to the formation of a charge mosaic on the oppositely-charged E. coli surfaces. The large adsorbed PEI molecules not only neutralize the surface charge at the adsorption sites, but also cause charge reversal with excess cationic segments. The alignment of these positive surface patches with negative patches on approaching cells results in strong electrostatic attraction in addition to a reduction of the double-layer interaction energies. The comparative ineffectiveness of low-molecular weight PEI species in producing E. coli flocculation is caused by the size of the individual molecules, which is insufficient to both neutralize and reverse the negative E.coli surface charge. Consequently, coagulation produced by low molecular weight species is attributed solely to the reduction of double-layer interaction energies via adsorption.

Electrophoretic mobility experiments supported the above conclusions, since only the high-molecular weight species were able to reverse the mobility of the E. coli cells. In addition, electron microscope examination of the seam of agglutination between E. coli cells flocculation by PEI revealed tightly- bound cells, with intercellular separation distances of less than 100-200 Å in most instances. This intercellular separation is partially due to cell shrinkage in preparation of the electron micrographs.

The extent of flocculation was measured as a function of PEl molecular weight, PEl dose, and the intensity of reactor chamber mixing. Neither the intensity of mixing, within the common treatment practice limits, nor the time of mixing for up to four hours appeared to play any significant role in either the size or number of E.coli aggregates formed. The extent of flocculation was highly molecular weight dependent: the high-molecular-weight PEl species produce the larger aggregates, the greater turbidity reductions, and the higher filtration flow rates. The PEl dose required for optimum flocculation decreased as the species molecular weight increased. At large doses of high-molecular-weight species, redispersion of the macroflocs occurred, caused by excess adsorption of cationic molecules. The excess adsorption reversed the surface charge on the E.coli cells, as recorded by electrophoretic mobility measurements.

Successful quantitative comparisons were made between changes in suspension turbidity with flocculation and corresponding changes in aggregate size distribution. E. coli aggregates were treated as coalesced spheres, with Mie scattering coefficients determined for spheres in the anomalous diffraction regime. Good quantitative comparisons were also found to exist between the reduction in refiltration time and the reduction of the total colloid surface area caused by flocculation. As with turbidity measurements, a coalesced sphere model was used since the equivalent spherical volume is the only information available from the Coulter particle counter. However, the coalesced sphere model was not applicable to electrophoretic mobility measurements. The aggregates produced at each PEl dose moved at approximately the same vlocity, almost independently of particle size.

PEl was found to be an effective flocculant of E. coli cells at weight ratios of 1 mg PEl: 100 mg E. coli. While PEl itself is toxic to E.coli at these levels, similar cationic polymers could be effectively applied to water and wastewater treatment facilities to enhance sedimentation and filtration characteristics.

Theoretical and experimental investigations of the flocculation of charged particles in aqueous solutions by polyelectrolytes of opposite charge

An electrostatic mechanism for the flocculation of charged particles by polyelectrolytes of opposite charge is proposed. The difference between this and previous electrostatic coagulation mechanisms is the formation of charged polyion patches on the oppositely charged surfaces. The size of a patch is primarily a function of polymer molecular weight and the total patch area is a function of the amount of polymer adsorbed. The theoretical predictions of the model agree with the experimental dependence of the polymer dose required for flocculation on polymer molecular weight and solution ionic strength.

A theoretical analysis based on the Derjaguin-Landau, Verwey- Overbeek electrical double layer theory and statistical mechanical treatments of adsorbed polymer configurations indicates that flocculation of charged particles in aqueous solutions by polyelectrolytes of opposite charge does not occur by the commonly accepted polymerbridge mechanism.

A series of 1, 2-dimethyl-5 -vinylpyridinium bromide polymers with a molecular weight range of 6x10^3 to 5x10^6 was synthesized and used to flocculate dilute polystyrene latex and silica suspensions in solutions of various ionic strengths. It was found that with high molecular weight polymers and/or high ionic strengths the polymer dose required for flocculation is independent of molecular weight. With low molecular weights and/or low ionic strengths, the flocculation dose decreases with increasing molecular weight.

Estudo termodinâmico da precipitação de parafinas em petróleos brasileiros

Um dos grandes desafios enfrentados pela indústria do petróleo é reduzir o impacto causado pela cristalização indesejável de hidrocarbonetos parafínicos de elevada massa molar em tubulações e equipamentos de produção. A cristalização de parafinas em petróleo é normalmente detectada através da determinação da temperatura inicial de aparecimento de cristais (TIAC), que pode ser estimada através de modelagem termodinâmica com base na composição do petróleo. Os objetivos deste trabalho são: estudar os principais modelos termodinâmicos adotados para descrever a precipitação de parafinas; verificar a validade desses modelos para os petróleos brasileiros e determinar qual modelo é o mais adequado para esses óleos. Para tanto, três formas de cálculo da razão entre as fugacidades das fases sólida e líquida e cinco modelos para calcular os coeficientes de atividade dos componentes em cada fase são aplicados aos dados de composição de vinte e três petróleos brasileiros. Os resultados mostram que o modelo ideal de múltiplas fases sólidas e o modelo de Escobar-Remolina geram valores bastante abaixo da TIAC experimental. Para os modelos de única fase sólida ideal, de Won e de Coutinho, foi possível observar que: a) a grande maioria dos erros é negativa; b) que estes se distribuem melhor em torno de zero quando se utiliza a correlação de Coutinho para o cálculo dos valores de i; c) os valores de erro médio para os modelos de Coutinho, de Won e ideal com única fase sólida se equivalem, qualquer que seja o modelo utilizado para o cálculo de i, exceto para o caso em que todos os compostos presentes na fase líquida podem precipitar; d) os valores obtidos através do modelo de Coutinho apresentam erro sistemático em relação ao modelo ideal de única fase sólida; e) as diferentes formas de se calcular a razão entre as fugacidades da fase sólida e líquida (i) influenciam fortemente a capacidade preditiva dos modelos, o que não era esperado; f) o perfil do primeiro cristal formado nos petróleos é influenciado pelas moléculas mais pesadas presentes nos resíduos, o que mostra a necessidade de se desenvolver metodologias precisas e robustas de caracterização de resíduos; g) a inclusão de uma estimativa para a composição dos resíduos efetivamente melhorou o desempenho dos modelos em petróleos médio; h) em petróleos pesados, houve um aumento do erro de previsão da TIAC devido à pouca ou nenhuma quantidade de parafinas nos resíduos desses óleos. A necessidade de uma melhor caracterização dos resíduos de petróleos é corroborada pelo fato da TIAC calculada pelos modelos ser, via de regra, mais baixa que a TIAC experimental e pela melhora no desempenho dos modelos quando se estimou a composição dos resíduos, em petróleos médios

Papel das hemaglutininas 67-72p de Corynebacterium diphtheriae na ligação a proteínas plasmáticas, superfícies celulares, invasão e indução de apoptose

Corynebacterium diphtheriae pode ser isolado tanto de quadros de difteria clássica, quanto de infecções sistêmicas, como endocardite. O fibrinogênio (Fbn) e a fibronectina (Fn) são glicoproteínas presentes na matriz extracelular de tecidos conjuntivos. A influência destas proteínas na patogênese das infecções locais e invasivas causadas por C. diphtheriae é objeto de estudo devido ao fato do bacilo diftérico poder ser encontrado em lesões nas quais o Fbn e a Fn são predominantes, incluindo a pseudomembrana diftérica e vegetações cardíacas presentes na endocardite infecciosa. São crescentes as evidências de que o C. diphtheriae pode, além de aderir, ser internalizado por células em cultura. No presente estudo, investigou-se a participação de C. diphtheriae e das proteínas de superfície 67-72p na aderência à Fn e ao Fbn de plasma humano e a eritrócitos. A aderência às células HEp-2 e internalização também foram analisadas. A participação de 67-72p nos mecanismos de morte celular foi avaliada através das colorações por Azul de Tripan e 46-diamidino-2-fenil indol (DAPI), pelo ensaio de redução utilizando dimetil-tiazol-difenil tetrazólio (MTT) e por citometria de fluxo. As 67-72p foram extraídas da superfície da amostra toxigênica C. diphtheriae subsp. mitis CDC-E8392 através de processos mecânicos e precipitação com sulfato de amônio saturado. Análises por SDS-PAGE e immunoblotting detectaram a presença das bandas protéicas de 67 e 72kDa nas amostras toxinogênicas e atoxinogênicas analisadas, as quais pertenciam aos biotipos fermentador e não fermentador de sacarose. C. diphtheriae foi capazes não só de formar agregados na presença de plasma de coelho, mas também de converter Fbn em fibrina independentemente da presença do gene tox. No entanto, a amostra atoxinogênica ATCC 27010 (tox-) foi menos aderente ao Fbn do que a homóloga ATCC 27012 (tox+). A interação bacteriana com eritrócitos foi inibida somente pela Fn. Ligações entre Fn e/ou Fbn com 67-72p foram demonstradas por dot blotting, ELISA e/ou ensaios utilizando fluorescência. As 67-72p foram capazes de inibir as interações bacterianas com o Fbn, indicando que 67-72p podem participar do processo de aderência do patógeno aos tecidos do hospedeiro. Através da microscopia óptica, demonstrou-se a ligação de 67-72p adsorvidas em microesferas de látex com células HEp-2. Anticorpos de coelho do tipo IgG anti 67-72p interferiram somente com a expressão do padrão de aderência do tipo difuso, normalmente apresentado pela amostra CDC-E8392. A Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET) e a inibição da internalização bacteriana pela IgG anti 67-72p ou por 67-72p indicaram o papel de 67-72p como invasina. Alterações do citoesqueleto de células HEp-2 com acumulação de actina polimerizada, induzida por microesferas sensibilizadas com 67-72p, foi observada pelo fluorescent actin staining (FAS) test. Foi visualizado um aumento no número de bactérias viáveis no compartimento intracelular após tratamento de células HEp-2 ou dos microrganismos com Fn. A presença de partículas de látex adsorvidas com 67-72p no interior de vacúolos frouxos em células HEp-2 sugeriu que estas proteínas podem causar efeito citotóxico. A avaliação através das colorações com Azul de Tripan, DAPI e os ensaios de redução utilizando MTT demonstraram um decréscimo na viabilidade de células tratadas com 67-72p. As mudanças morfológicas observadas 3 horas após o início do tratamento com 67-72p incluíram vacuolização, fragmentação nuclear e formação de corpúsculos apoptóticos. A citometria de fluxo revelou um decréscimo de 15,13% no volume/tamanho de células tratadas com 67-72p. Além disso, o ensaio utilizando Iodeto de Propídio (IP) e Anexina V (AV)-FITIC demonstrou que havia 66,1% de células vivas (IP-/AV-), 16,6% de células em apoptose inicial (IP-/AV+) e 13,8% de células em apoptose tardia ou necrose secundária. Em conclusão, as 67-72p estão diretamente envolvidas na interação com Fn e Fbn. As proteínas não fimbriais 67-72p são hemaglutininas implicadas na aderência a células respiratórias e na internalização. Além disso, estas proteínas podem atuar como fatores de virulência em potencial para induzir apoptose de células epiteliais nos estágios iniciais da difteria e nas infecções invasivas causadas pelo C. diphtheriae

Repercussões de variantes genéticas em componentes do sistema endocanabinoide e no receptor PPAR-α sobre o perfil de risco cardiometabólico, adipocitocinas e níveis plasmáticos de endocanabinoides em indivíduos com diferentes graus de adiposidade

Analisar a associação recíproca entre fatores de risco cardiometabólico, níveis de adipocitocinas (leptina e adiponectina de alto peso molecular), endocanabinoides (anandamida [AEA] e 2-araquidonoilglicerol [2-AG]), compostos canabimiméticos (N-oleoiletanolamina [OEA] e N-palmitoiletanolamina [PEA]) e polimorfismos em genes codificadores de componentes do sistema endocanabinoide (enzima de degradação de endocanabinoides FAAH [gene FAAH] e receptor endocanabinoide CB1 [gene CNR1]) e do receptor PPAR-α [gene PPARA], em indivíduos com diferentes graus de adiposidade. Duzentos indivíduos, entre 18 e 60 anos, com diferentes graus de índice de massa corporal (IMC) compuseram a amostra, dividida em dois grupos: cem eutróficos (IMC < 25 kg/m2) e 100 obesos (IMC ≥ 30 kg/m2), com 50 homens e 50 mulheres em cada grupo. Os obesos ficaram assim distribuídos: grau 1, com IMC < 35 kg/m2 (n=54), 27 homens e 27 mulheres; grau 2, com IMC < 40 kg/m2 (n=32), 16 homens e 16 mulheres e grau 3, com IMC ≥ 40 kg/m2 (n=14), 7 homens e 7 mulheres. Todos os indivíduos foram recrutados entre funcionários, estudantes e residentes do Hospital Universitário Pedro Ernesto, bem como voluntários do quadro da Polícia Militar do Estado do Rio de Janeiro e selecionados com base em amostra de conveniência. Todos foram avaliados por parâmetros antropométricos, determinação da pressão arterial, análises laboratoriais e genotipagem, para determinar seu perfil metabólico, níveis de endocanabinoides e adipocitocinas e rastreamento dos polimorfismos FAAH 385C>A, CNR1 3813A>G e PPARA 484C>G. Foram excluídos do estudo aqueles com história de comorbidades crônicas, doenças inflamatórias agudas, dependência de drogas de qualquer natureza e em uso de medicação nos dez dias anteriores à entrada no estudo. A atividade inflamatória, avaliada pela proteína C reativa ultrassensível (PCRUS), acompanhou o grau de resistência insulínica. Os níveis de PEA se associaram negativamente com a adiposidade visceral e resistência insulínica, sugerindo um melhor perfil metabólico, enquanto que os níveis de 2-AG se associaram positivamente com a PCRUS, apontando para piora nesse perfil. Os polimorfismos estudados não se associaram com o fenótipo obeso ou insulinorresistente. A presença do alelo 3813G no gene CNR1 mostrou associação independente com níveis reduzidos de adiponectina em obesos, sugerindo pior perfil metabólico nesse grupo. A presença do alelo 484G no gene PPARA, associando-se com níveis mais elevados de IMC e LDL-colesterol nos eutróficos pode indicar maior predisposição desses indivíduos para o desenvolvimento de obesidade e dislipidemia aterosclerótica. O genótipo homozigoto AA na posição 385 do gene FAAH e os níveis de PCRUS foram as principais associações, diretas e independentes, com os níveis de AEA, indicando claramente disfunção da enzima de degradação da AEA e, possivelmente, contribuindo para um perfil cardiometabólico mais vulnerável em portadores dessa variante genética.

Caracterização e pirólise de arenitos asfálticos oriundos da Formação Pirambóia, Bacia do Paraná: avaliação da viabilidade para produção de óleo

Neste trabalho, algumas caracterizações químicas foram realizadas em arenitos asfálticos da região de Piracicaba-SP, Formação Piramboia da Bacia do Paraná, para verificar seu potencial de produção de óleo. Para isso, as amostras obtidas da região foram submetidas a avaliação por termogravimetria, teor de umidade, teor de cinzas, teor de material orgânico por extração, pirólise, análise elementar e fracionamento em coluna. Por TGA observou-se que a 500 C praticamente todo material orgânico presente sofreu pirólise. A extração colaborou para se obter a classificação das amostras quanto ao teor de material orgânico, apresentando entre 4 e 13%, sendo que pelos teores encontrados a amostra AM06 é considerada de alto potencial produtivo, as amostras AM05, AM08 e AM09 são de médio, as amostras AM01, AM02, AM03 e AM07 possuem baixo, mas ainda atrativo, e a AM04 não possui atratividade. Pela avaliação elementar, a relação H/C e O/C dos extratos evidenciaram que algumas amostras estão no processo final da diagênese e outras no início da catagênese, indicando que elas estão no processo inicial de maturação. A avaliação cromatográfica dos extratos revelou que houve perdas de óleo por intemperismo restando majoritariamente compostos de alto peso molecular. O fracionamento permitiu verificar que as amostras AM01, AM06 e AM09 possuem maior quantidade de hidrocarbonetos livres e as amostras AM06 e AM07 e AM09 apresentaram maior teor de óleo. O procedimento de pirólise evidenciou que as amostras AM01, AM05, AM06 e AM09 apresentam maior potencial de geração de óleo, sendo que a faixa encontrada de óleo pirolítico ficou entre 2 e 8%, e através de avaliação por CGAR e CGAR-EM observou-se que ela promove a liberação de quantidades consideráveis de substâncias mais leves do que quando comparados aos extratos obtidos diretamente nas amostras originais. Além de produzir uma série homóloga de hidrocarbonetos parafínicos e olefínicos. A comparação dos produtos de pirólise dos arenitos com os produtos de pirólise de um resíduo de vácuo por CGAR-EM permitiu observar que existe similaridade entre suas composições, onde o processo de pirólise do resíduo de vácuo gera uma série homóloga de hidrocarbonetos entre C10 a C32, similar aos produtos de pirólise da amostra AM09, porém com menor variedade de tipos de hidrocarbonetos. A pré-avaliação da co-pirólise dos arenitos com resíduos plásticos indicou que é possível aumentar a geração de líquidos, porém é necessário mais estudo para afirmações inequívocas. Com base nos resultados das avaliações realizadas podemos concluir que a região apresenta na sua maioria potencial interessante para produção de óleo utilizando pirólise

Estudo do perfil salivar proteico de crianças obesas pré-púberes com foco nas alterações de mediadores da metainflamação

O objetivo deste estudo foi investigar na saliva de crianças pré-púberes obesas, em comparação com crianças eutróficas, a presença de possíveis diferenças na expressão de mediadores proteicos relacionados à metainflamação através de um estudo observacional transversal. Foram selecionadas 105 crianças pré-púberes com idade entre 5 e 9 anos, sem quaisquer outros comprometimentos sistêmicos ou bucais sendo realizada a mensuração do comprimento da circunferência da cintura (CC), além do peso e estatura para cálculo do IMC e seu escore Z (zscore IMC), de forma a compor 3 grupos: EU - eutrofia (-2SD≤ zscore IMC≤1SD), SP - sobrepeso (1SD < zscore IMC < 2SD) e OB obesidade (zscore IMC ≥ 2SD). Após o exame médico e odontológico foi feita a coleta de sangue e de saliva total não estimulada, de forma protocolada. Amostras séricas e salivares foram analisadas, individualmente, para a dosagem de IL1β, IL6, IL8. IL10, IL12p70, TNFα, MCP1, leptina, grelina e insulina, por Multiplex e adiponectina total e de alto peso molecular (adipoHMW), por ELISA. Além disso, as amostras séricas foram utilizadas para o delineamento hemodinâmico dos pacientes. As amostras salivares de EU e OB foram também analisadas em pools por espectrometria de massa (MS) e a presença de algumas proteínas foi validada por imunoblotting, para a comparação do perfil salivar proteico. As concentrações dos analitos foram comparadas tanto entre os grupos (teste de Kruswall-Wallis), como em relação ao zscore IMC e ao CC (Correlação de Spearman ou Pearson). Dos 12 analitos, somente a adipoHMW não foi detectada em nenhuma das amostras salivares. Na comparação OBxEU houve aumento na concentração total de proteínas salivares, da insulina e leptina sérica e salivar e do MCP1, além de diminuição da adiponectina sérica total e de adipoHMW e uma menor relação adiponectina/leptina (A/L) no grupo OB. As principais correlações obtidas com o zscore IMC foram com as concentrações séricas e salivares de insulina e leptina (positivas) e com a relação A/L (negativa), observando-se também a correlação negativa com a adiponectina total e adipoHMW séricas. Na comparação entre as concentrações séricas e salivares, foi possível detectar correlação positiva entre as dosagens de insulina e leptina, assim como com os valores da relação A/L. Na análise proteômica por MS foram identificadas 670 proteínas, sendo 163 delas com expressão diferenciada na saliva de OB em relação a EU. Dentre estas, encontram-se alteradas proteínas relacionadas à resposta inflamatória humoral, em especial com a via alternativa do sistema complemento e do metabolismo redox. Foram selecionadas três destas proteínas para validação por imunoblotting, que confirmou o aumento do Fator H e a diminuição do Fator B e da tioredoxina na saliva de OB em relação a EU. Considerando os resultados, podemos verificar que embora com menores concentrações absolutas dos mediadores, a saliva mostrou praticamente as mesmas associações observadas no sangue, em especial para a insulina, leptina e relação A/L, sendo possível admitir que a análise salivar venha a ser um bom método diagnóstico não invasivo para a obesidade infantil.

Global transcriptional responses of the toxic cyanobacterium, Microcystis aeruginosa, to nitrogen stress, phosphorus stress, and growth on organic matter

Whole transcriptome shotgun sequencing (RNA-seq) was used to assess the transcriptomic response of the toxic cyanobacterium Microcystis aeruginosa during growth with low levels of dissolved inorganic nitrogen (low N), low levels of dissolved inorganic phosphorus (low P), and in the presence of high levels of high molecular weight dissolved organic matter (HMWDOM). Under low N, one third of the genome was differentially expressed, with significant increases in transcripts observed among genes within the nir operon, urea transport genes (urtBCDE), and amino acid transporters while significant decreases in transcripts were observed in genes related to photosynthesis. There was also a significant decrease in the transcription of the microcystin synthetase gene set under low N and a significant decrease in microcystin content per Microcystis cell demonstrating that N supply influences cellular toxicity. Under low P, 27% of the genome was differentially expressed. The Pho regulon was induced leading to large increases in transcript levels of the alkaline phosphatase phoX, the Pst transport system (pstABC), and the sphX gene, and transcripts of multiple sulfate transporter were also significantly more abundant. While the transcriptional response to growth on HMWDOM was smaller (5–22% of genes differentially expressed), transcripts of multiple genes specifically associated with the transport and degradation of organic compounds were significantly more abundant within HMWDOM treatments and thus may be recruited by Microcystis to utilize these substrates. Collectively, these findings provide a comprehensive understanding of the nutritional physiology of this toxic, bloom-forming cyanobacterium and the role of N in controlling microcystin synthesis.

Chemical constituents of the fruit and hypocotyl of mangrove, Ceriops tagal

The fruit and hypocotyl of Ceriops tagal were analysed for their organic and inorganic constituents. They showed almost similar characteristics in major metabolites and high molecular weight elements. Both the samples had high concentration of the carbohydrates and crude fibre and very low in fat and protein. The ash was rich in NA, K and Ca. Some essential free amino acids and sugars were also present. Calorific values were found fairly high. There is a strong possibility of using fruit and hypocotyl of C. tagal as a source for supplementing animal feed.

Turbulence length scale measurements in a motored internal combustion engine

A novel technique, using a 'flying' Hot Wire Anemometer is described; it is shown how the turbulent structure in a motored engine, using a high molecular weight gas as the working fluid, may be investigated with relative simplicity and very little engine modification. Initial results are presented for integral and micro length scales, which are within the range expected based on previous work. Copyright © 1987 Society of Automotive Engineers, Inc.

The soft impact response of composite laminate beams

The quasi-static and dynamic responses of laminated beams of equal areal mass, made from monolithic CFRP and Ultra high molecular weight Polyethylene (UHMWPE), have been measured. The end-clamped beams were impacted at mid-span by metal foam projectiles to simulate localised blast loading. The effect of clamping geometry on the response was investigated by comparing the response of beams bolted into the supports with the response of beams whose ends were wrapped around the supports. The effect of laminate shear strength upon the static and dynamic responses was investigated by testing two grades of each of the CFRP and UHMWPE beams: (i) CFRP beams with a cured matrix and uncured matrix, and (ii) UHMWPE laminates with matrices of two different shear strengths. Quasi-static stretch-bend tests indicated that the load carrying capacity of the UHWMPE beams exceeds that of the CFRP beams, increases with diminishing shear strength of matrix, and increases when the ends are wrapped rather than through-bolted. The dynamic deformation mode of the beams is qualitatively different from that observed in the quasi-static stretch-bend tests. In the dynamic case, travelling hinges emanate from the impact location and propagate towards the supports; the beams finally fail by tensile fibre fracture at the supports. The UHMWPE beams outperform the CFRP beams in terms of a lower mid-span deflection for a given impulse, and a higher failure impulse. Also, the maximum attainable impulse increases with decreasing shear strength for both the UHMWPE and CFRP beams. The ranking of the beams for load carrying capacity in the quasi-static stretch-bend tests is identical to that for failure impulse in the impact tests. Thus, the static tests can be used to gauge the relative dynamic performances of the beams. © 2013 Elsevier Ltd. All rights reserved.

The effect of shear strength on the ballistic response of laminated composite plates

The ballistic performance of clamped circular carbon fibre reinforced polymer (CFRP) and Ultra High Molecular Weight Polyethylene (UHMWPE) fibre composite plates of equal areal mass and 0/90 lay-up were measured and compared with that of monolithic 304 stainless steel plates. The effect of matrix shear strength upon the dynamic response was explored by testing: (i) CFRP plates with both a cured and uncured matrix and (ii) UHMWPE laminates with identical fibres but with two matrices of different shear strength. The response of these plates when subjected to mid-span, normal impact by a steel ball was measured via a dynamic high speed shadow moiré technique. Travelling hinges emanate from the impact location and travel towards the supports. The anisotropic nature of the composite plate results in the hinges travelling fastest along the fibre directions and this results in square-shaped moiré fringes in the 0/90 plates. Projectile penetration of the UHMWPE and the uncured CFRP plates occurs in a progressive manner, such that the number of failed plies increases with increasing velocity. The cured CFRP plate, of high matrix shear strength, fails by cone-crack formation at low velocities, and at higher velocities by a combination of cone-crack formation and communition of plies beneath the projectile. On an equal areal mass basis, the low shear strength UHMWPE plate has the highest ballistic limit followed by the high matrix shear strength UHMWPE plate, the uncured CFRP, the steel plate and finally the cured CFRP plate. We demonstrate that the high shear strength UHMWPE plate exhibits Cunniff-type ballistic limit scaling. However, the observed Cunniff velocity is significantly lower than that estimated from the laminate properties. The data presented here reveals that the Cunniff velocity is limited in its ability to characterise the ballistic performance of fibre composite plates as this velocity is independent of the shear properties of the composites: the ballistic limit of fibre composite plates increases with decreasing matrix shear strength for both CFRP and UHMWPE plates. © 2013 Elsevier Masson SAS. All rights reserved.