Deteção eletroquímica da norfloxacina e trimetoprim em amostras de urina utilizando polímero molecularmente impresso modificado e grafeno

A norfloxacina e o trimetoprim são dois antibióticos antibacterianos usados para o tratamento de infeções urinárias, intestinais e respiratórias. A maioria dos fármacos exige uma dosagem que garanta os níveis de segurança e eficácia de atuação. A necessidade de dosear os medicamentos e os seus metabolitos é assim um controlo imperioso e em muitos casos regular no tratamento de um paciente. Neste trabalho desenvolveram-se dois sensores eletroquímicos para a deteção da norfloxacina (NFX) e do trimetoprim (TMP), usando como superfície de suporte o carbono vítreo. A busca de novos materiais que conferiram maior seletividade e sensibilidade aos sistemas de deteção e por outro lado apresentem menores riscos para o paciente quando usados em dispositivos que permitam uma análise point-of-care, é especialmente importante e pode ser uma parte crucial do processo de decisão clínica. Assim, os polímeros molecularmente impresos enquadram-se nesse perfil e o seu uso tem vindo a ser cada vez mais avaliado. A impressão molecular é uma tecnologia capaz de produzir polímeros que incorporam as moléculas do analito e que após remoção por solventes específicos, permitem dotá-los de locais específicos de reconhecimento estereoquímico. A seleção do pirrol como polímero molecularmente impresso (MIP) permitiu construir com sucesso os sensores para doseamento dos antibióticos. A fim de aumentar a sensibilidade do método incorporou-se grafeno na superfície do elétrodo. Este material tem vindo a ser largamente utilizado devido às suas propriedades: estrutura molecular, condutividade elétrica e aumento da superfície são algumas das características que mais despertam o interesse para a sua aplicação neste projeto. Os sensores desenvolvidos foram incorporados em sistemas eletroquímicos. Os métodos voltamétricos aplicados foram a voltametria cíclica, a voltametria de onda quadrada e ainda a impedância. As condições de análise foram otimizadas no que respeita à polimerização do pirrol (concentração do polímero, número de ciclos de eletropolimerização e respetivos potenciais aplicados, tempo de incubação, solvente de remoção do analito), ao pH da solução do fármaco, à gama de concentrações dos antibióticos e aos parâmetros voltamétricos dos métodos de análise. Para cada um dos antibióticos um elétrodo não-impresso foi também preparado, usando o procedimento de polimerização mas sem a presença da molécula do analito, e foi usado como controlo. O sensor desenvolvido para o trimetoprim foi usado no doseamento do fármaco em amostras de urina. As amostras foram analisadas sem qualquer diluição, apenas foram centrifugadas para remoção de proteínas e algum interferente. Os sensores construídos apresentaram comportamento linear na gama de concentrações entre 102 e 107 mol/L. Os resultados mostram boa precisão (desvios padrão inferiores a 11%) e os limites de deteção foram de 8,317 e 1,307 mol/L para a norfloxacina e o trimetoprim, respetivamente. Para validação do método foram ainda efetuados ensaios de recuperação tendo obtido valores superiores a 94%.

Avaliação ecocardiográfica da influência do jejum na resposta a um aumento reversível da pré-carga

Mestrado em Tecnologia de Diagnóstico e Intervenção Cardiovascular - Ramo de especialização: Ultrassonografia Cardiovascular

Avaliação da exposição a fungos e partículas em explorações avícolas e suinícolas: estudo

O projeto “Avaliação da Exposição a Fungos e Partículas em Explorações Avícolas e Suinícolas” contemplou um elevado número de colheitas ambientais e biológicas e respectivo processamento laboratorial, sendo apenas possível a sua concretização graças ao financiamento disponibilizado pela Autoridade para as Condições de Trabalho. Foi realizado um estudo transversal para avaliar a contaminação causada por fungos e partículas em 7 explorações avícolas e 7 explorações suinícolas. No que concerne à monitorização biológica, foram medidos os parâmetros espirométricos, utilizando o espirómetro MK8 Microlab, avaliada a existência de sintomas clínicos associados com a asma e outras doenças alérgicas, através de questionário adaptado European Community Respiratory Health Survey e, ainda, avaliada a sensibilização aos agentes fúngicos (IgE). Foram ainda adicionados dois objetivos ao estudo, designadamente: aferir a existência de três espécies/estirpes potencialmente patogénicas/toxinogénicas com recurso à biologia molecular e avaliar a exposição dos trabalhadores à micotoxina aflatoxina B1 por recurso a indicador biológico de exposição. Foram colhidas 27 amostras de ar de 25 litros nas explorações avícolas e 56 de 50 litros nas explorações suinícolas através do método de impacto. As colheitas de ar e a medição da concentração das partículas foram realizadas no interior e no exterior dos pavilhões, sendo este último considerado como local de referência. Simultaneamente, a temperatura e a humidade relativa também foram registadas. As colheitas das superfícies foram realizadas através da técnica de zaragatoa, tendo sido utilizado um quadrado de metal inoxidável de 10 cm de lado, de acordo com a International Standard ISO 18593 – 2004. As zaragatoas obtidas (20 das explorações avícolas e 48 das explorações suinícolas) foram inoculadas em malte de extract agar (2%) com cloranfenicol (0,05 g/L). Além das colheitas de ar e de superfícies, foram também obtidas colheitas da cama das explorações avícolas (7 novas e 14 usadas) e da cobertura do pavimento das explorações suinícolas (3 novas e 4 usadas) e embaladas em sacos esterilizados. Cada amostra foi diluída e inoculada em placas contendo malte extract agar. Todas as amostras foram incubadas a 27,5ºC durante 5 a 7 dias e obtidos resultados quantitativos (UFC/m3; UFC/m2; UFC/g) e qualitativos com a identificação das espécies fúngicas. Para a aplicação dos métodos de biologia molecular foram realizadas colheitas de ar de 300 litros utilizando o método de impinger com a velocidade de recolha de 300 L/min. A identificação molecular de três espécies potencialmente patogénicas e/ou toxinogénicas (Aspergillus flavus, Aspergillus fumigatus e Stachybotrys chartarum) foram obtidas por PCR em tempo real (PCR TR) utilizando o Rotor-Gene 6000 qPCR Detection System. As medições de partículas foram realizadas por recurso a equipamento de leitura direta (modelo Lighthouse, 2016 IAQ). Este recurso permitiu medir a concentração (mg/m3) de partículas em 5 dimensões distintas (PM 0.5; PM 1.0; PM 2.5; PM 5.0; PM10). Nas explorações avícolas, 28 espécies/géneros de fungos foram isolados no ar, tendo Aspergillus versicolor sido a espécie mais frequente (20.9%), seguida por Scopulariopsis brevicaulis (17.0%) e Penicillium sp. (14.1%). Entre o género Aspergillus, Aspergillus flavus apresentou o maior número de esporos (>2000 UFC/m3). Em relação às superfícies, A. versicolor foi detetada em maior número (>3 × 10−2 UFC/m2). Na cama nova, Penicillium foi o género mais frequente (59,9%), seguido por Alternaria (17,8%), Cladosporium (7,1%) e Aspergillus (5,7%). Na cama usada, Penicillium sp. foi o mais frequente (42,3%), seguido por Scopulariopsis sp. (38,3%), Trichosporon sp. (8,8%) e Aspergillus sp. (5,5%). Em relação à contaminação por partículas, as partículas com maior dimensão foram detectadas em maiores concentrações, designadamente as PM5.0 (partículas com a dimensão de 5.0 bm ou menos) e PM10 (partículas com a dimensão de 10 bm ou menos). Neste setting a prevalência da alteração ventilatória obstrutiva foi superior nos indivíduos com maior tempo de exposição (31,7%) independentemente de serem fumadores (17,1%) ou não fumadores (14,6%). Relativamente à avaliação do IgE específico, foi apenas realizado em trabalhadores das explorações avícolas (14 mulheres e 33 homens), não tendo sido encontrada associação positiva (p<0.05%) entre a contaminação fúngica e a sensibilização a antigénios fúngicos. No caso das explorações suinícolas, Aspergillus versicolor foi a espécie mais frequente (20,9%), seguida por Scopulariopsis brevicaulis (17,0%) e Penicillium sp. (14,1%). No género Aspergillus, A. versicolor apresentou o maior isolamento no ar (>2000 UFC/m3) e a maior prevalência (41,9%), seguida por A. flavus e A. fumigatus (8,1%). Em relação às superfícies analisadas, A. versicolor foi detetada em maior número (>3 ×10−2 UFC/m2). No caso da cobertura do pavimento das explorações suinícolas, o género Thicoderma foi o mais frequente na cobertura nova (28,0%) seguida por A. versicolor e Acremonium sp. (14,0%). O género Mucor foi o mais frequente na cobertura usada (25,1%), seguido por Trichoderma sp. (18,3%) e Acremonium sp. (11,2%). Relativamente às partículas, foram evidenciados também valores mais elevados na dimensão PM5 e, predominantes nas PM10. Neste contexto, apenas 4 participantes (22,2%) apresentaram uma alteração ventilatória obstrutiva. Destes, as obstruções mais graves encontraram-se nos que também apresentavam maior tempo de exposição. A prevalência de asma na amostra de trabalhadores em estudo, pertencentes aos 2 contextos em estudo, foi de 8,75%, tendo-se verificado também uma prevalência elevada de sintomatologia respiratória em profissionais não asmáticos. Em relação à utilização complementar dos métodos convencionais e moleculares, é recomendável que a avaliação da contaminação fúngica nestes settings, e, consequentemente, a exposição profissional a fungos, seja suportada pelas duas metodologias e, ainda, que ocorre exposição ocupacional à micotoxina aflatoxina B1 em ambos os contextos profissionais. Face aos resultados obtidos, é importante salientar que os settings alvo de estudo carecem de uma intervenção integrada em Saúde Ocupacional no âmbito da vigilância ambiental e da vigilância da saúde, com o objetivo de diminuir a exposição aos dois factores de risco estudados (fungos e partículas).

Properties of tantalum oxynitride thin films produced by magnetron sputtering: the influence of processing parameters

The main purpose of this work is to present and to interpret the change of structure and physical properties of tantalum oxynitride (TaNxOy) thin films, produced by dc reactive magnetron sputtering, by varying the processing parameters. A set of TaNxOy films was prepared by varying the reactive gases flow rate, using a N2/O2 gas mixture with a concentration ratio of 17:3. The different films, obtained by this process, exhibited significant differences. The obtained composition and the interpretation of X-ray diffraction results, shows that, depending on the partial pressure of the reactive gases, the films are: essentially dark grey metallic, when the atomic ratio (N + O)/Ta < 0.1, evidencing a tetragonal β-Ta structure; grey-brownish, when 0.1 < (N + O)/Ta < 1, exhibiting a face-centred cubic (fcc) TaN-like structure; and transparent oxide-type, when (N + O)/Ta > 1, evidencing the existence of Ta2O5, but with an amorphous structure. These transparent films exhibit refractive indexes, in the visible region, always higher than 2.0. The wear resistance of the films is relatively good. The best behaviour was obtained for the films with (N + O)/Ta ≈ 0.5 and (N + O)/Ta ≈ 1.3.

Tissue composition and density impact on the clinical parameters for 125I prostate implants dosimetry

The MCNPX code was used to calculate the TG-43U1 recommended parameters in water and prostate tissue in order to quantify the dosimetric impact in 30 patients treated with (125)I prostate implants when replacing the TG-43U1 formalism parameters calculated in water by a prostate-like medium in the planning system (PS) and to evaluate the uncertainties associated with Monte Carlo (MC) calculations. The prostate density was obtained from the CT of 100 patients with prostate cancer. The deviations between our results for water and the TG-43U1 consensus dataset values were -2.6% for prostate V100, -13.0% for V150, and -5.8% for D90; -2.0% for rectum V100, and -5.1% for D0.1; -5.0% for urethra D10, and -5.1% for D30. The same differences between our water and prostate results were all under 0.3%. Uncertainties estimations were up to 2.9% for the gL(r) function, 13.4% for the F(r,θ) function and 7.0% for Λ, mainly due to seed geometry uncertainties. Uncertainties in extracting the TG-43U1 parameters in the MC simulations as well as in the literature comparison are of the same order of magnitude as the differences between dose distributions computed for water and prostate-like medium. The selection of the parameters for the PS should be done carefully, as it may considerably affect the dose distributions. The seeds internal geometry uncertainties are a major limiting factor in the MC parameters deduction.

PV system modeling by five parameters and in situ test

This paper focuses on a novel formalization for assessing the five parameter modeling of a photovoltaic cell. An optimization procedure is used as a feasibility problem to find the parameters tuned at the open circuit, maximum power, and short circuit points in order to assess the data needed for plotting the I-V curve. A comparison with experimental results is presented for two monocrystalline PV modules.

Effect of technical parameters on dose and image quality in a computed radiography system

The discovery of X-rays was undoubtedly one of the greatest stimulus for improving the efficiency in the provision of healthcare services. The ability to view, non-invasively, inside the human body has greatly facilitated the work of professionals in diagnosis of diseases. The exclusive focus on image quality (IQ), without understanding how they are obtained, affect negatively the efficiency in diagnostic radiology. The equilibrium between the benefits and the risks are often forgotten. It is necessary to adopt optimization strategies to maximize the benefits (image quality) and minimize risk (dose to the patient) in radiological facilities. In radiology, the implementation of optimization strategies involves an understanding of images acquisition process. When a radiographer adopts a certain value of a parameter (tube potential [kVp], tube current-exposure time product [mAs] or additional filtration), it is essential to know its meaning and impact of their variation in dose and image quality. Without this, any optimization strategy will be a failure. Worldwide, data show that use of x-rays has been increasingly frequent. In Cabo Verde, we note an effort by healthcare institutions (e.g. Ministry of Health) in equipping radiological facilities and the recent installation of a telemedicine system requires purchase of new radiological equipment. In addition, the transition from screen-films to digital systems is characterized by a raise in patient exposure. Given that this transition is slower in less developed countries, as is the case of Cabo Verde, the need to adopt optimization strategies becomes increasingly necessary. This study was conducted as an attempt to answer that need. Although this work is about objective evaluation of image quality, and in medical practice the evaluation is usually subjective (visual evaluation of images by radiographer / radiologist), studies reported a correlation between these two types of evaluation (objective and subjective) [5-7] which accredits for conducting such studies. The purpose of this study is to evaluate the effect of exposure parameters (kVp and mAs) when using additional Cooper (Cu) filtration in dose and image quality in a Computed Radiography system.

The influence of number of counts in the myocardium in the determination of reproducible functional parameters in gated-SPECT studies simulated with GATE

Myocardial perfusion gated-single photon emission computed tomography (gated-SPECT) imaging is used for the combined evaluation of myocardial perfusion and left ventricular (LV) function. The aim of this study is to analyze the influence of counts/pixel and concomitantly the total counts in the myocardium for the calculation of myocardial functional parameters. Material and methods: Gated-SPECT studies were performed using a Monte Carlo GATE simulation package and the NCAT phantom. The simulations of these studies use the radiopharmaceutical 99mTc-labeled tracers (250, 350, 450 and 680MBq) for standard patient types, effectively corresponding to the following activities of myocardium: 3, 4.2, 5.4-8.2MBq. All studies were simulated using 15 and 30s/projection. The simulated data were reconstructed and processed by quantitative-gated-SPECT software, and the analysis of functional parameters in gated-SPECT images was done by using Bland-Altman test and Mann-Whitney-Wilcoxon test. Results: In studies simulated using different times (15 and 30s/projection), it was noted that for the activities for full body: 250 and 350MBq, there were statistically significant differences in parameters Motility and Thickness. For the left ventricular ejection fraction (LVEF), end-systolic volume (ESV) it was only for 250MBq, and 350MBq in the end-diastolic volume (EDV), while the simulated studies with 450 and 680MBq showed no statistically significant differences for global functional parameters: LVEF, EDV and ESV. Conclusion: The number of counts/pixel and, concomitantly, the total counts per simulation do not significantly interfere with the determination of gated-SPECT functional parameters, when using the administered average activity of 450MBq, corresponding to the 5.4MBq of the myocardium, for standard patient types.

Influence of the cohesive law parameters on the strength prediction of adhesively-bonded joints

Adhesive joints are largely employed nowadays as a fast and effective joining process. The respective techniques for strength prediction have also improved over the years. Cohesive Zone Models (CZM’s) coupled to Finite Element Method (FEM) analyses surpass the limitations of stress and fracture criteria and allow modelling damage. CZM’s require the energy release rates in tension (Gn) and shear (Gs) and respective fracture energies in tension (Gnc) and shear (Gsc). Additionally, the cohesive strengths (tn0 for tension and ts0 for shear) must also be defined. In this work, the influence of the CZM parameters of a triangular CZM used to model a thin adhesive layer is studied, to estimate their effect on the predictions. Some conclusions were drawn for the accuracy of the simulation results by variations of each one of these parameters.

Fractional-order impulse response of the respiratory system

This paper presents the measurement, frequency-response modeling and identification, and the corresponding impulse time response of the human respiratory impedance and admittance. The investigated adult patient groups were healthy, diagnosed with chronic obstructive pulmonary disease and kyphoscoliosis, respectively. The investigated children patient groups were healthy, diagnosed with asthma and cystic fibrosis, respectively. Fractional order (FO) models are identified on the measured impedance to quantify the respiratory mechanical properties. Two methods are presented for obtaining and simulating the time-domain impulse response from FO models of the respiratory admittance: (i) the classical pole-zero interpolation proposed by Oustaloup in the early 90s, and (ii) the inverse discrete Fourier Transform (DFT). The results of the identified FO models for the respiratory admittance are presented by means of their average values for each group of patients. Consequently, the impulse time response calculated from the frequency response of the averaged FO models is given by means of the two methods mentioned above. Our results indicate that both methods provide similar impulse response data. However, we suggest that the inverse DFT is a more suitable alternative to the high order transfer functions obtained using the classical Oustaloup filter. Additionally, a power law model is fitted on the impulse response data, emphasizing the intrinsic fractal dynamics of the respiratory system.

Is multidimensional scaling suitable for mapping the input respiratory impedance in subjects and patients?

This paper presents the application of multidimensional scaling (MDS) analysis to data emerging from noninvasive lung function tests, namely the input respiratory impedance. The aim is to obtain a geometrical mapping of the diseases in a 3D space representation, allowing analysis of (dis)similarities between subjects within the same pathology groups, as well as between the various groups. The adult patient groups investigated were healthy, diagnosed chronic obstructive pulmonary disease (COPD) and diagnosed kyphoscoliosis, respectively. The children patient groups were healthy, asthma and cystic fibrosis. The results suggest that MDS can be successfully employed for mapping purposes of restrictive (kyphoscoliosis) and obstructive (COPD) pathologies. Hence, MDS tools can be further examined to define clear limits between pools of patients for clinical classification, and used as a training aid for medical traineeship.

Isolated and synergistic effects of PM10 and average temperature on cardiovascular and respiratory mortality

OBJECTIVE To analyze the effect of air pollution and temperature on mortality due to cardiovascular and respiratory diseases. METHODS We evaluated the isolated and synergistic effects of temperature and particulate matter with aerodynamic diameter < 10 µm (PM10) on the mortality of individuals > 40 years old due to cardiovascular disease and that of individuals > 60 years old due to respiratory diseases in Sao Paulo, SP, Southeastern Brazil, between 1998 and 2008. Three methodologies were used to evaluate the isolated association: time-series analysis using Poisson regression model, bidirectional case-crossover analysis matched by period, and case-crossover analysis matched by the confounding factor, i.e., average temperature or pollutant concentration. The graphical representation of the response surface, generated by the interaction term between these factors added to the Poisson regression model, was interpreted to evaluate the synergistic effect of the risk factors. RESULTS No differences were observed between the results of the case-crossover and time-series analyses. The percentage change in the relative risk of cardiovascular and respiratory mortality was 0.85% (0.45;1.25) and 1.60% (0.74;2.46), respectively, due to an increase of 10 μg/m3 in the PM10 concentration. The pattern of correlation of the temperature with cardiovascular mortality was U-shaped and that with respiratory mortality was J-shaped, indicating an increased relative risk at high temperatures. The values for the interaction term indicated a higher relative risk for cardiovascular and respiratory mortalities at low temperatures and high temperatures, respectively, when the pollution levels reached approximately 60 μg/m3. CONCLUSIONS The positive association standardized in the Poisson regression model for pollutant concentration is not confounded by temperature, and the effect of temperature is not confounded by the pollutant levels in the time-series analysis. The simultaneous exposure to different levels of environmental factors can create synergistic effects that are as disturbing as those caused by extreme concentrations.

Exposição ocupacional a compostos orgânicos voláteis e a matéria particulada na limpeza automóvel em parques de estacionamento

Mestrado em Segurança e Higiene no Trabalho

PV system modeling by five parameters and in Situ test

This paper focuses on a novel formalization for assessing the five parameter modeling of a photovoltaic cell. An optimization procedure is used as a feasibility problem to find the parameters tuned at the open circuit, maximum power, and short circuit points in order to assess the data needed for plotting the I-V curve. A comparison with experimental results is presented for two monocrystalline PV modules.

Weather parameters and nosocomial bloodstream infection: a case-referent study

OBJECTIVE To evaluate if temperature and humidity influenced the etiology of bloodstream infections in a hospital from 2005 to 2010.METHODS The study had a case-referent design. Individual cases of bloodstream infections caused by specific groups or pathogens were compared with several references. In the first analysis, average temperature and humidity values for the seven days preceding collection of blood cultures were compared with an overall “seven-days moving average” for the study period. The second analysis included only patients with bloodstream infections. Several logistic regression models were used to compare different pathogens and groups with respect to the immediate weather parameters, adjusting for demographics, time, and unit of admission.RESULTS Higher temperatures and humidity were related to the recovery of bacteria as a whole (versus fungi) and of gram-negative bacilli. In the multivariable models, temperature was positively associated with the recovery of gram-negative bacilli (OR = 1.14; 95%CI 1.10;1.19) or Acinetobacter baumannii (OR = 1.26; 95%CI 1.16;1.37), even after adjustment for demographic and admission data. An inverse association was identified for humidity.CONCLUSIONS The study documented the impact of temperature and humidity on the incidence and etiology of bloodstream infections. The results correspond with those from ecological studies, indicating a higher incidence of gram-negative bacilli during warm seasons. These findings should guide policies directed at preventing and controlling healthcare-associated infections.