Biomimetic sensors of molecularly-imprinted polymers for chlorpromazine determination

A new man-tailored biomimetic sensor for Chlorpromazine host-guest interactions and potentiometric transduction is presented. The artificial host was imprinted within methacrylic acid, 2-vinyl pyridine and 2-acrylamido-2-methyl-1-propanesulfonic acid based polymers. Molecularly imprinted particles were dispersed in 2-nitrophenyloctyl ether and entrapped in a poly(vinyl chloride) matrix. Slopes and detection limits ranged 51–67 mV/decade and 0.46–3.9 μg/mL, respectively, in steady state conditions. Sensors were independent from the pH of test solutions within 2.0–5.5. Good selectivity was observed towards oxytetracycline, doxytetracycline, ciprofloxacin, enrofloxacin, nalidixic acid, sulfadiazine, trimethoprim, glycine, hydroxylamine, cysteine and creatinine. Analytical features in flowing media were evaluated on a double-channel manifold, with a carrier solution of 5.0 × 10−2 mol/L phosphate buffer. Near-Nernstian response was observed over the concentration range 1.0 × 10−4 to 1.0 × 10−2 mol/L. Average slopes were about 48 mV/decade. The sensors were successfully applied to field monitoring of CPZ in fish samples, offering the advantages of simplicity, accuracy, automation feasibility and applicability to complex samples.

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.

Trimethoprim-selective electrodes with molecularly imprinted polymers acting as ionophores and potentiometric transduction on graphite solid-contact

This work proposes a new biomimetic sensor material for trimethoprim. It is prepared by means of radical polymerization, having trimethylolpropane trimethacrylate as cross-linker, benzoyl peroxide as radicalar iniciator, chloroform as porogenic solvent, and methacrylic acid and 2-vinyl pyridine as monomers. Different percentages of sensor in a range between 1 and 6% were studied. Their behavior was compared to that obtained with ion-exchanger quaternary ammonium salt (additive tetrakis(p-chlorophenyl)borate or tetraphenylborate). The effect of an anionic additive in the sensing membrane was also tested. Trimethoprim sensors with 1% of imprinted particles from methacrylic acid monomers showed the best response in terms of slope (59.7 mV/decade) and detection limit (4.01 × 10− 7 mol/L). These electrodes displayed also a good selectivity towards nickel, manganese aluminium, ammonium, lead, potassium, sodium, iron, chromium, sulfadiazine, alanine, cysteine, tryptophan, valine and glycine. The sensors were not affected by pH changes from 2 to 6. They were successfully applied to the analysis of water from aquaculture.

Histopathology, serology and cultures in the diagnosis of cryptococcosis

Cryptococcosis is one of the most common opportunistic fungal infections in patients with acquired immunodeficiency syndrome (AIDS). We report 13 cases of cryptococcal infection based on histopathology, serology and cultures. Epidemiological analysis, histochemical techniques of hematoxilin and eosin (HE) and Grocot's silver (GMS), as well special histochemical techniques such as Mayer's mucicarmine (MM) and Fontana-Masson (FM), cryptococcal antigen test (CrAg) and isolation on fungal media: Sabouraud's (SAB), brain-heart infusion agar (BHI) and canavanine-glycine-bromothymol blue (CGB) agar were analyzed. Unsatisfactory staining results by MM stain associated to negative titers by CrAg test, which FM stain confirmed that capsule-deficient Cryptococcus infections were observed in four cases. Eight isolated cases were identified as follows: six cases were infection with Cryptococcus neoformans and two cases were Cryptococcus gattii.

FIRST REPORT ON Cryptococcus neoformans IN PIGEON EXCRETA FROM PUBLIC AND RESIDENTIAL LOCATIONS IN THE METROPOLITAN AREA OF CUIABÁ, STATE OF MATO GROSSO, BRAZIL

SUMMARYCryptococcosis is a severe systemic mycosis caused by two species of Cryptococcus that affect humans and animals: C. neoformans and C. gattii. Cosmopolitan and emergent, the mycosis results from the interaction between a susceptible host and the environment. The occurrence of C. neoformanswas evaluated in 122 samples of dried pigeon excreta collected in 49 locations in the City of Cuiabá, State of Mato Grosso, Brazil, including public squares (n = 5), churches (n = 4), educational institutions (n = 3), health units (n = 8), open areas covered with asbestos (n = 4), residences (n = 23), factory (n = 1) and a prison (n = 1). Samples collected from July to December of 2010 were seeded on Niger seed agar (NSA). Dark brown colonies were identified by urease test, carbon source assimilation tests and canavanine-glycine-bromothymol blue medium. Polymerase chain reaction primer pairs specific for C. neoformans were also used for identification. Cryptococcus neoformans associated to pigeon excreta was isolated from eight (6.6%) samples corresponding to six (12.2%) locations.Cryptococcus neoformans was isolated from urban areas, predominantly in residences, constituting a risk of acquiring the disease by immunocompromised and immunocompetent individuals.

Efeito da adição de metabólitos secundários em componentes de produção de soja, inoculada com Bradyrhizobium e coinoculada com Azospirillum.

A eficiência da fixação biológica de nitrogênio (FBN) em soja (Glycine max) tem possibilitado altos rendimentos de grãos à cultura, sem a necessidade de aplicação do fertilizante nitrogenado. Devido à importância desse processo biológico para a cultura da soja, o emprego de técnicas que possam garantir os benefícios da FBN torna-se necessário. O objetivo desse trabalho foi avaliar a influência de metabólitos secundários (Fatores Nod, oligossacarídeos lipoquitínicos) nos componentes de produção em soja inoculada com Bradyrhizobium e coinoculada com Azospirillum. Foi conduzido um experimento a campo na Embrapa Soja, Londrina, PR (23°12' S e 51°11' W, altitude de 585 m e clima Cfa, segundo Köppen), durante a safra 2013/2014. O delineamento foi em blocos casualizados, com seis repetições. Os tratamentos foram: T1 ? Controle (sem inoculação - SI e sem N); T2 ? Controle nitrogenado (SI e com N: 100 kg ha-1 na semeadura e 100 kg ha-1 no florescimento); T3 ? Inoculado com Bradyrhizobium; T4 ? Coinoculação (Bradyrhizobium + Azospirillum); T5 ? Coinoculação + Fatores Nod; T6 ? Inoculado com Bradyrhizobium + Fatores Nod. Ao final do ciclo da cultura, avaliou-se a altura de plantas (AP), o número de vagens por planta (NVP), o número de grãos por planta (NGP) e o peso de 100 grãos (PCG). Todas as variáveis analisadas apresentaram diferenças significativas pelo teste de Tukey (p < 0,05). O T2 apresentou maior AP (média de 90 cm), apenas em relação ao T4 (média de 74 cm), sem diferir estatisticamente dos demais tratamentos. Os maiores valores médios de NVP foram encontrados no T3 (102 cm) e no T6 (95 cm), diferindo apenas do T2. O T4 e o T6 apresentaram as maiores médias de NGP, sendo 10% maior que no T3, mas diferindo apenas do T1. A maior média de PCG foi observada no T2 (13,6 g), que não diferiu estatisticamente dos T5 (com 13,3 g) e T6 (com 13,2 g). A adição dos metabólitos secundários aumentou o NGP e PCG, em relação ao T3. Além disso, a coinoculação com Azospirillum promoveu aumento do NGP. Dessa forma, a utilização dessas estratégias pode ser benéfica para FBN e, por consequência, elevar a produtividade.

Understanding the microbial ecology and ecophysiology of enhanced biological phosphorus removal processes through metabolic modelling and experimental studies

Dissertation to obtain the degree of Master in Chemical and Biochemical Engineering

Clinical and microbiological features of cryptococcal meningitis

Introduction In this study, the clinical features, underlying diseases and clinical outcomes of patients with cryptococcosis were investigated. In addition, a molecular analysis of the Cryptococcus neoformans species complex isolated from these patients was performed. Methods A prospective study of 62 cases of patients with cryptococcal infection was conducted at the Hospital de Doenças Tropicais de Goiás Dr. Anuar Auad from 2009-2010. Cryptococcal meningitis cases were diagnosed by direct examination and cerebrospinal fluid (CSF) sample culture. The profiling of these patients was assessed. The CSF samples were submitted to India ink preparation and cultured on Sabouraud dextrose agar, and C. neoformans was identified by the production of urease, a positive phenoloxidase test and assimilation of carbohydrates. C. neoformans and C. gattii isolates were distinguished by growth on L-canavanine-glycine-bromothymol blue medium, and molecular analysis was conducted via PCR fingerprinting reactions using M13 and (GACA)4 primers. Results From the 62 patients with cryptococcosis, 71 isolates of CSF were obtained; 67 (94.4%) isolates were identified as C. neoformans var. grubii/VNI, and 4 (5.6%) were identified as C. gattii/VGII. Of these patients, 53 had an HIV diagnosis. The incidence of cryptococcosis was higher among patients 20-40 years of age, with 74.2% of the cases reported in males. Cryptococcus-related mortality was noted in 48.4% of the patients, and the symptoms were altered sensorium, headache, fever and stiff neck. Conclusions The high morbidity and mortality observed among patients with cryptococcosis demonstrate the importance of obtaining information regarding the epidemiological profile and clinical course of the disease in the State of Goiás, Brazil.

Analysis of the chemical components of hydatid fluid from Echinococcus granulosus

Introduction The aim of this study was to explore the environment of Echinococcus granulosus (E. granulosus) protoscolices and their relationship with their host. Methods Proteins from the hydatid-cyst fluid (HCF) from E. granulosus were identified by proteomics. An inductively coupled plasma atomic emission spectrometer (ICP-AES) was used to determine the elements, an automatic biochemical analyzer was used to detect the types and levels of biochemical indices, and an automatic amino acid analyzer was used to detect the types and levels of amino acids in the E. granulosus HCF. Results I) Approximately 30 protein spots and 21 peptide mass fingerprints (PMF) were acquired in the two-dimensional gel electrophoresis (2-DE) pattern of hydatid fluid; II) We detected 10 chemical elements in the cyst fluid, including sodium, potassium, calcium, magnesium, copper, and zinc; III) We measured 19 biochemical metabolites in the cyst fluid, and the amount of most of these metabolites was lower than that in normal human serum; IV) We detected 17 free amino acids and measured some of these, including alanine, glycine, and valine. Conclusions We identified and measured many chemical components of the cyst fluid, providing a theoretical basis for developing new drugs to prevent and treat hydatid disease by inhibiting or blocking nutrition, metabolism, and other functions of the pathogen.

Avaliação de cultivares de soja na região amazônica.

Quatro ensaios de campo foram realizados no período de 1979 a 1982, são componentes dos projetos do Ensaio de Competição Norte/Nordeste de Soja (Glycine max (L.) Merrill). O delineamento experimental foi de blocos casualizados com quatro repetições. Os resul tados mostraram que neste período as cultivares Tropical, Doko, Timbira, Júpiter e 10 75.1148 foram superiores à testemunha IAC-2 na ordem de 18,44%, 16,64%, 6,11%, 2,85% e 2,46% respectivamente, na produção de grãos. A cultivar Doko tem uma característíca inadequada por possuir baixa altura final das plantas. Dentro dos ensaios de três anos, as cultivares Manaus e Paranagoiana mostraram-se superiores a testemunha, sendo que a Parana goiana possue uma característica negativa de desuniformidade na maturação. Outras culti vares que foram superiores ou inferiores até 5% em relacão a testemunha nos ensaios de um ou dois anos, serão testadas por mais tempo. As cultivares que se recomendam para a região Amazônica são: Tropical, Timbira, Júpiter, LO-75, 1448 e Manaus.

Epidermis recreation in spongy-like hydrogels: New opportunities to explore epidermis-like analogues

[Excerpt] On the road to successfully achieving skin regeneration, 3D matrices/scaffolds that provide the adequate physico-chemical and biological cues to recreate the ideal healing environment are believed to be a key element [1], [2] and [3]. Numerous polymeric matrices derived from both natural [4] and [5] and synthetic [6], [7] and [8] sources have been used as cellular supports; nowadays, fewer matrices are simple carriers, and more and more are ECM analogues that can actively participate in the healing process. Therefore, the attractive characteristics of hydrogels, such as high water content, tunable elasticity and facilitated mass transportation, have made them excellent materials to mimic cells’ native environment [9]. Moreover, their hygroscopic nature [10] and possibility of attaining soft tissues-like mechanical properties mean they have potential for exploitation as wound healing promoters [11], [12], [13] and [14]. Nonetheless, hydrogels lack natural cell adhesion sites [15], which limits the maximization of their potential in the recreation of the cell niche. This issue has been tackled through the use of a range of sophisticated approaches to decorate the hydrogels with adhesion sequences such as arginine-glycine-aspartic acid (RGD) derived from fibronectin [16], [17] and [18], and tyrosine-isoleucine-glycine-serine-arginine (YIGSR) derived from laminin [18] and [19], which not only aim to modulate cell adhesion, but also influencing cell fate and survival [18]. Nonetheless, its widespread use is still limited by significant costs associated with the use of recombinant bioactive molecules.

Insetos associados à cultura da soja no estado do Acre, Brasil

A soja é uma cultura em expansão na região Norte e, no Estado do Acre está em fase de adaptação, o que pode levar ao surgimento de insetos e o comprometimento da produção dessa oleaginosa. Por isto, estudou-se a incidência de pragas e de seus inimigos naturais em onze cultivares de soja, em faixas de 40 χ 8m (320m2), em uma área de 3520m2. Em cada faixa monitorada, delimitou-se uma área de 80m2, onde não houve controle de pragas. Semanalmente, foram realizadas, em cada cultivar, duas amostragens na área pulverizada com inseticidas e duas em área não pulverizada, utilizando-se o método do pano de batida. Além disso, foram coletados ovos de percevejos-praga para determinação do nível de parasitoidismo dos mesmos. O principal inseto desfolhador foi Cerotoma tingomarianus Bechyné (Coleoptera: Chrysomelidae), que causou maior desfolha nas áreas não pulverizadas, enquanto Lebia concinna Germar (Coleoptera: Carabidae), Callida sp. (Coleoptera: Carabidae) e Tropiconabis sp. (Hemiptera: Nabidae) foram os predadores mais observados. Os percevejos sugadores de sementes mais representativos foram Piezodorus guildinii Westwood (Hemiptera: Pentatomidae) e Euschistus heros Fabr. (Hemiptera: Pentatomidae), que tiveram 39,9 e 53,3% de seus ovos parasitoidados, sendo 94,5 e 100,0% do parasitoidismo dos ovos desses percevejos efetuado pelo microhimenóptero Telenomus podisi Ashmead (Hymenoptera: Scelionidae).

Dinâmica de rizóbios em solo do cerrado de Roraima durante o período de estiagem

A fixação biológica de nitrogênio que ocorre em leguminosas é realizada por um grupo de bactérias conhecidas como rizóbios. A sobrevivência destas bactérias no solo é influenciada por diversos fatores como a temperatura, umidade e fertilidade do solo. O objetivo deste trabalho foi avaliar a dinâmica da população de rizóbios em solo após o cultivo de soja, durante o período de estiagem no cerrado de Roraima. Foram amostradas três áreas: i) cerrado nativo como referência; ii) área cultivada uma vez com soja inoculada com rizóbio; iii) e área cultivada duas vezes com soja inoculada com rizóbio em anos consecutivos. O solo foi coletado na profundidade de 0-10 cm em cinco períodos a partir do inicio da estiagem no mês de setembro de 2006 coincidindo com a época de colheita da soja e prolongando-se até março de 2007 (0, 45, 90, 135 e 180 dias). A população de rizóbios no solo foi avaliada pela técnica do número mais provável (NMP) utilizando plantas de soja e de feijão-caupi como espécies isca. Foi observado que na área nativa praticamente não existiam bactérias nodulantes de soja, mas havia uma população capaz de nodular o feijão-caupi de até algumas centenas de rizóbios por gramas de solo. O cultivo da soja utilizando sementes inoculadas elevou a população de rizóbios no solo que foi constatada por ambas às espécies de plantas isca. Nas áreas cultivadas, constatou-se uma intensa redução da população de rizóbios no solo, em especial logo após a colheita da soja, continuando o decréscimo até o último período de avaliação. Conclui-se que o cultivo da soja inoculada com rizóbio eleva a densidade de rizóbios em solo do cerrado, mas durante a estiagem ocorre uma drástica redução dessa população, que pode chegar a mais de 99% considerando o início e final do período.

Impactos do avanço da soja no balanço de radiação no leste da Amazônia

O desmatamento da Amazônia, em especial para o uso da pecuária, tem sido explorado por diversos pesquisadores, os quais têm apontado como conseqüência, sérios problemas ambientais. O contínuo avanço da fronteira agrícola sobre as áreas de pecuária na Amazônia, e mesmo sobre áreas nativas, merece atenção pelo fato de poucos estudos terem sido realizados com o intuito de investigar quais os prováveis impactos ambientais da presença da monocultura da soja na região. Este trabalho teve como objetivo avaliar os impactos nos componentes do balanço de radiação devido à nova mudança no uso da terra em uma área de avanço da fronteira agrícola no leste da Amazônia. Realizaram-se experimentos micrometeorológicos no município de Paragominas-PA em uma área de cultivo de soja (Glycine max (L.) Merrill) e em uma área do ecossistema florestal localizada na Floresta Nacional de Caxiuanã em Melgaço-PA nos anos de 2006 e 2007. Durante o ciclo da soja o impacto médio encontrado representou uma redução 17,9% no saldo de radiação em relação ao ecossistema de floresta natural. Durante a entressafra observou-se um impacto negativo no saldo de radiação de 15,5%. Os principais forçantes deste impacto foram o maior albedo da soja e a perda de radiação de onda longa em relação à cobertura original. Ressalta-se que apesar do maior impacto ocorrer durante o ciclo da cultura, o tempo de ocorrência deste impacto negativo restringe-se a apenas 1/3 do ano, o que, implica em maior impacto da entressafra no saldo de energia em termos cumulativos.

Libertação fotocontrolada de moléculas bioativas a partir de conjugados de cumarinas

Dissertação de mestrado em Química Medicinal