Effets des nanoparticules manufacturées sur les cellules pulmonaires humaines

La détection et la caractérisation des nanoparticules manufacturées (NPM) est l’une des premières étapes pour contrôler et diminuer leurs risques potentiels sur la santé humaine et l’environnement. Différents systèmes d’échantillonnage dans l’air existent pour l’évaluation d’une exposition aux NPM. Cependant, ils ne mesurent pas le risque potentiel de cette exposition à la santé humaine ni les mécanismes cellulaires qui en seraient responsables. Nos objectifs de recherche sont 1) Évaluer les effets de différents types de nanoparticules sur des cellules pulmonaires humaines et 2) Identifier de nouveaux mécanismes intracellulaires activés lors de l’exposition à divers types de NPM. Méthodologie: La lignée de cellules A549 a été utilisée. Trois types de NPM ont été étudiés (différentes concentrations et temps d’exposition): les nanoparticules de dioxyde de titane de type anatase (TiO2), les nanotubes de carbone simple paroi (NTCSP) et les nanoparticules de noir de carbone (NC). La viabilité cellulaire a été mesurée par le test MTS, le test PrestoBlue et le test d’exclusion du bleu de Trypan (uniquement pour les NTCSP). La mesure du stress oxydatif a été déterminée par la mesure des dérivés réactifs de l’oxygène (ROS) en utilisant l’essai DCFH-DA. L’activation d’une réponse anti-oxydative a été déterminée par la mesure de la forme réduite (GSH) et oxydée (GSSG) du glutathion, ainsi que du ratio GSH/GSSG (seulement avec NTCSP et TiO2). Résultats: Les trois nanoparticules ne semblent pas être toxiques pour les cellules A549 car il y a une diminution significative mais minime de la viabilité cellulaire. Cependant, elles induisent une augmentation du contenu intracellulaire en ROS qui est à la fois dépendante du temps et de la concentration. Aucun changement dans les concentrations de GSH et GSSG n’a été observé. En conclusion, nos données indiquent que la mesure de la viabilité n’est pas un critère suffisant pour conclure à la toxicité des NPM. La production de ROS est un critère intéressant, cependant il faudra démontrer l’activation de systèmes anti-oxydatifs pour expliquer l’absence de mortalité cellulaire suite à l’exposition aux NPM.

Dipodal Ferrocene Derivatives for Nanostructured Redox-Functionalised Surfaces

Self-assembled monolayers (SAMs) on solid surfaces are of great current interest in science and nanotechnology. This thesis describes the preparation of several symmetrically 1,1’-substituted ferrocene derivatives that contain anchoring groups suitable for chemisorption on gold and may give rise to SAMs with electrochemically switchable properties. The binding groups are isocyano (-NC), isothiocyanato (-NCS), phosphanyl (-PPh2), thioether (-SR) and thienyl. In the context of SAM fabrication, isothiocyanates and phosphanes are adsorbate systems which, surprisingly, have remained essentially unexplored. SAMs on gold have been fabricated with the adsorbates from solution and investigated primarily by X-ray photoelectron spectroscopy and near-edge X-ray absorption fine structure spectroscopy. The results of these analytical investigations are presented and discussed in matters of the film quality and possible binding modes. The quality of self-assembled monolayers fabricated from 1,1’-diisocyanoferrocene and 1,1’-diisothiocyanatoferrocene turned out to be superior to that of films based on the other adsorbate species investigated. Films of those absorbates as well as of dppf afforded well-defined SAMs of good quality. All other films of this study based on sulfur containing anchoring groups exhibit chemical inhomogeneity and low orientational order of the film constituents and therefore failed to give rise to well-defined SAMs. Surface coordination chemistry is naturally related to molecular coordination chemistry. Since all SAMs described in this thesis were prepared on gold (111) surfaces, the ferrocene-based ligands of this study have been investigated in their ability for complexation towards gold(I). The sulfur-based ferrocene ligands [fc(SR)2] failed to give stable gold(I) complexes. In contrast, 1,1’-diisocyanoferrocene (1) proved to be an excellent ligand for the complexation of gold(I). Several complexes were prepared and characterised utilising a series of gold(I) acetylides. These complexes show interesting structural motifs in the solid state, since intramolecular aurophilic interactions lead to a parallel orientation of the isocyano moieties, combined with an antiparallel alignment of neighbouring units. The reaction of 1 with the gold(I) acetylide [Au(C≡C–Fc)]n turned out to be very unusual, since the two chemically equivalent isocyano groups undergo a different reaction. One group shows an ordinary coordination and the other one undergoes an extraordinary 1,1-insertion into the Au-C bond. As a sideline of the research of this thesis several ferrocene derivatives have been tested for their suitability for potential surface reactions. Copper(I) mediated 1,3-dipolar cycloadditions of azidoferrocene derivatives with terminal alkynes appeared very promising in this context, but failed to a certain extent in terms of ‘click’ chemistry, since the formation of the triazoles depended on the strict exclusion of oxygen and moisture and yields were only moderate. Staudinger reactions between dppf and azidoferrocene derivatives were also tested. The nucleophilic additions of secondary amines to 1,1’-diisothiocyanatoferrocene led to the respective thiourea derivatives in quantitative yields.

Selbstassemblierte Monolagen und magnetisch strukturierte Submonolagen mit dia- und paramagnetischen Molekülen sowie Einzelmolekülmagneten auf Phthalocyanin- und Subphthalocyanin-Basis

Mit dieser Arbeit wurde die Selbstassemblierung von dia- und paramagnetischen Molekülen sowie Einzelmolekülmagneten auf Goldsubstraten und magnetisch strukturierten Substraten untersucht. Dazu wurden drei verschiedene Klassen an Phthalocyaninderivaten verwendet: Diamagnetische Subphthalocyanine, paramagnetische Phthalocyaninatometalle und Diphthalocyaninatolanthanidkomplexe. Alle synthetisierten Verbindungen sind peripher thioethersubstituiert. Die Alkylketten (a: n-C8H17, b: n-C12H25) vermitteln die Löslichkeit in vielen organischen Solventien und sorgen für eine geordnete Assemblierung auf einer Oberfläche, wobei die Bindung auf Gold hauptsächlich über die Schwefelatome stattfindet. Die aus Lösung abgeschiedenen selbstassemblierten Monolagen wurden mit XPS, NEXAFS-Spektroskopie und ToF-SIMS untersucht. Bei der Selbstassemblierung auf magnetisch strukturierten Substraten stehen die Moleküle unter dem Einfluss magnetischer Streufelder und binden bevorzugt nur in bestimmten Bereichen. Die gebildeten Submonolagen wurden zusätzlich mit X-PEEM untersucht. Die erstmals dargestellten Manganphthalocyanine [MnClPc(SR)8] 1 wurden ausgehend von MnCl2 erhalten. Hier fand bei der Aufarbeitung an Luft eine Oxidation zu Mangan(III) statt; +III ist die stabilste Oxidationsstufe von Mangan in Phthalocyaninen. Der Nachweis des axialen Chloridoliganden erfolgte mit Massenspektrometrie und FIR- sowie Raman-Spektroskopie. SQUID-Messungen haben gezeigt, dass die Komplexe 1 vier ungepaarte Elektronen haben. Bei den Subphthalocyaninen [BClSubpc(SR)6] 2 wurde der axiale Chloridoligand mit dem stäbchenförmigen Phenolderivat 29-H substituiert und die erfolgreiche Ligandensubstitution durch NMR- und IR-Spektroskopie sowie Massenspektrometrie an den Produkten [BSubpc(SR)6(29)] 30 belegt. Der Radikalcharakter der synthetisierten Terbiumkomplexe [Tb{Pc(SR)8}2] 3 wurde spektroskopisch nachgewiesen; SQUID-Messungen ergaben, dass es sich um Einzelmolekülmagnete mit einer Energiebarriere U des Doppelpotentialtopfs von 880 K oder 610 cm-1 bei 3a handelt. Zunächst wurden die SAMs der Komplexverbindungen 1, 2, 30 und 3 auf nicht magnetisch strukturierten Goldsubstraten untersucht. Die Manganphthalocyanine 1 bilden geordnete SAMs mit größtenteils flach liegenden Molekülen, wie die XPS-, NEXAFS- und ToF-SIMS-Analyse zeigte. Die Mehrzahl der Thioether-Einheiten ist auf Gold koordiniert und die Alkylketten zeigen ungeordnet von der Oberfläche weg. Bei der Adsorption findet eine Reduktion zu Mangan(II) statt und der axiale Chloridoligand wird abgespalten. Das beruht auf dem sog. Oberflächen-trans-Effekt. Im vorliegenden Fall übt die Metalloberfläche einen stärkeren trans-Effekt als der axiale Ligand aus, was bisher experimentell noch nicht beobachtet wurde. Die thioethersubstituierten Subphthalocyanine 2 und 30 sowie die Diphthalocyaninatoterbium-Komplexe 3 sind ebenfalls für SAMs geeignet. Ihre Monolagen wurden mit XPS und NEXAFS-Spektroskopie untersucht, und trotz einer gewissen Unordnung in den Filmen liegen die Moleküle jeweils im Wesentlichen flach auf der Goldoberfläche. Vermutlich sind bei diesen Systemen auch die Alkylketten größtenteils parallel zur Oberfläche orientiert. Im Gegensatz zu den Manganphthalocyaninen 1 tritt bei 2b, 30a, 30b und 3b neben der koordinativen Bindung der Schwefelatome auf Gold auch eine für Thioether nicht erwartete kovalente Au–S-Bindung auf, die durch C–S-Bindungsbruch unter Abspaltung der Alkylketten ermöglicht wird. Der Anteil, zu dem dieser Prozess stattfindet, scheint nicht mit der Molekülstruktur zu korrelieren. Selbstassemblierte Submonolagen auf magnetisch strukturierten Substraten wurden mit dem diamagnetischen Subphthalocyanin 2b hergestellt. Der Nachweis der Submonolagen war schwierig und gelang schließlich durch eine Kombination von ToF-SIMS, NEXAFS Imaging und X-PEEM. Die Analyse der ToF-SIMS-Daten zeigte, dass tatsächlich eine Modulation der Verteilung der Moleküle auf einem unterwärts magnetisch strukturierten Substrat eintritt. Mit X-PEEM konnte die magnetische Struktur der ferromagnetischen Schicht des Substrats direkt der Verteilung der adsorbierten Moleküle zugeordnet werden. Die Subphthalocyanine 2b adsorbieren nicht an den Domänengrenzen, sondern vermehrt dazwischen. Auf Substraten mit abwechselnd 6.5 und 3.5 µm breiten magnetischen Domänen binden die Moleküle bevorzugt in den Bereichen geringster magnetischer Streufeldgradienten, also den größeren Domänen. Solche Substrate wurden für die ToF-SIMS- und X-PEEM-Messungen verwendet. Bei größeren magnetischen Strukturen mit ca. 400 µm breiten Domänen, wie sie aufgrund der geringeren Ortsauflösung dieser Methode für NEXAFS Imaging eingesetzt wurden, binden die Moleküle dann in allen Domänen. Die diamagnetischen Moleküle werden nach dieser Interpretation aus dem inhomogenen Magnetfeld über der Probenoberfläche heraus gedrängt und verhalten sich analog makroskopischer Diamagnete. Die eindeutige Detektion der Moleküle auf den magnetisch strukturierten Substraten konnte bisher nur für die diamagnetischen Subphthalocyanine 2b erfolgen. Um die Interpretation ihres Verhaltens bei der Selbstassemblierung in einem inhomogenen Magnetfeld weiter voranzutreiben, wurde das Subphthalocyanin 37b dargestellt, welches ein stabiles organisches TEMPO-Radikal in seinem axialen Liganden enthält. Das paramagnetische Subphthalocyanin 37b sollte auf den magnetisch strukturierten Substraten in Regionen starker magnetischer Streufelder binden und damit das entgegengesetzte Verhalten zu den diamagnetischen Subphthalocyaninen 2b zeigen. Aus Zeitgründen konnte dieser Nachweis im Rahmen dieser Arbeit noch nicht erbracht werden.

Afrolatinidad y globalización : perspectiva étnica de la globalización. Estudio de caso : Proyecto Minero Mande Norte entre los municipios colombianos del Carmen del Darien y Murindó

El fenómeno de la globalización es una realidad que caracteriza la política internacional mundial que hace referencia principalmente a los procesos económicos, y a las innovaciones tecnológicas, sociales y culturales que están transformando nuestra manera de percibir e interpretar el mundo. En Colombia se han dado cambios muy importantes para el reconocimiento de los derechos de los grupos afrocolombianos. Uno de los cambios importantes, es el derecho de las comunidades afrocolombianas en cuanto a su desarrollo social, cultural y económico. Dentro del contexto nacional, el Pacifico colombiano es un territorio caracterizado por ser un polo de desarrollo, una región reconocida por su riqueza biológica y cultural, donde se realizan grandes proyectos de desarrollo y de extracción de recursos naturales. Pero estos proyectos tiene una alta incidencia en la pérdida de control de las comunidades sobre su territorio e incluso sobre su propio destino. La Muriel Minning Company es una multinacional de los Estados Unidos que actualmente desarrolla el Mega proyecto minero "Mandé Norte"; el gobierno colombiano le otorgó nueve títulos mineros para explotar y comercializar las reservas de cobre y los subproductos de oro y molibdeno. Colombia, como muchos otros países del sur, esta siendo fuertemente afectada en términos de diversidad cultural, construcción de sociedades sustentables y preservación del medio ambiente, por la intervención que en nuestros territorios hacen las multinacionales a través de megaproyectos, que sólo están generando pobreza, perdida de la diversidad cultural y biológica, deterioro de las condiciones ambientales sustentables, desplazamiento forzado.

Perfil logístico de Colombia sector minero

El proyecto “Perfil logístico de Colombia” tiene como objetivo poder suplir las falencias de información que existen actualmente en Colombia a la hora de proyectar el proceso logístico de un bien o servicio. Las empresas colombianas cuentan con pocos recursos para llevar la materia prima de forma eficaz a su fin o punto de consumo. Dentro de este proyecto se analizará el sector Minero en Colombia, donde este presenta un alto reconocimiento a nivel mundial. Posee metales preciosos y metales básicos, su principal producción es el carbón térmico, ferroníquel, oro y esmeraldas. De esta manera, la minería en mediana y pequeña escala presenta un alto potencial, el cual si es aprovechado de una manera adecuada puede llegar a convertirse en una fuente muy importante y representativa para el país en cuanto a ingresos y empleos. De acuerdo a los últimos años Colombia se ha convertido en un país atractivo en cuanto a la inversión de explotación minera, gracias al incremento de precios internacionales de los minerales y el desarrollo de la seguridad en Colombia. Se realizará un análisis global en el cual se mostrará la posición de Colombia frente a la situación internacional, esto se investigará de acuerdo a los diferentes indicadores como el PIB, índice global de competitividad, productividad, y balanza comercial. Así mismo, se examinará el nivel de infraestructura logística que promueve la planeación de los flujos logísticos teniendo variables de costo, tiempo, y transporte. Además se tendrán en cuenta factores como cadena de suministro, problemática del sector minero con el gobierno, caracterización mundial, panorama nacional, VSM (proveedores, productores, almacenamiento, distribución y logística inversa) y gremios.

Adsorció d'or i zinc amb resines impregnades XAD-2. Superfície d'Equilibri, un nou concepte per a l'adsorció

Dins dels processos de recuperació de metalls de dissolucions diluïdes s'ha realitzat un estudi del procés d'extracció d'or i de zinc mitjançant resines amberlite XAD-2 impregnades amb sulfur de triisobutil fosfina (TIBPS) i àcid di-(2-etilhexil) fosfòric (DEHPA) respectivament. S'ha realitzat un estudi de l'equilibri de l'adsorció d'espècies metàl·liques d'aquests metalls amb les resines indicades anteriorment. Amb la metodologia emprada per a la determinació dels punts d'equilibri dels experiments en batch i en columna, s'ha vist que una única isoterma no podia descriure el fenomen global d'equilibri i que en funció de la metodologia emprada s'obtenien isotermes diferents. Es va introduir una nova variable per poder explicar el fenomen observat, i per tant, amb aquesta nova variable l'equació de la isoterma es converteix amb l'equació d'una supèrfície que s'ha definit com a Superfície d'Equilibri. S'han determinat les equacions de les Suprfícies d'Equilibri dels sistemes d'adsorció estudiats (Au(III) TIBPS/XAD-2 i Zn(II) DEHPA/XAD-2) observan una bona coincidència de tots els punts d'equilibri obtinguts sobre la superfície, així com, un bon ajust de totes les isotermes obtingudes en funció de les diferents metodologies emprades sobre les respectives superfícies d'equilibri. Aquest nou concepte generalitza el concepte d'isoterma d'un procés d'adsorció. Fimalment, s'ha plantejat un model matemàtic d'adsorció per a determinar el coeficient efectiu de difusió (De) i el coeficient de transferància de matèria (kf) per ambdós sistemes d'adsorció estudiats mitjançant l'aplicació del model de difusió de sòlid homogeni (HSDM), utilitzant com a condició de contorn en el model la isoterma de Langmuir obtinguda mitjançant els experiments en columna de llit fix i emprant també l'equació obtinguda mitjançant el nou concepte de Superfície d'Equilibri. Els resultats obtinguts són molt satisfactoris, per tant, es pot concloure que la Superfície d'Equilibri és una bona eina per a descriure l'equilibri en els processos d'adsorció d'or i zinc amb les resines amberlite XAD-2 impregnades amb TIBPS i DEHPA respectivament.

Copper deposition on TiO2 from copper(II)hexafluoroacetylacetonate

The authors have studied the adsorption of CuII(hfac)2 on the surface of a model oxide system, TiO2(110), and probed the molecular stability with respect to thermal cycling, using atomic scale imaging by scanning tunneling microscopy supported by x-ray photoemission spectroscopy. They find that at 473 K, the adsorbed metal-organic molecules begin to dissociate and release Cu atoms which aggregate and form Cu nanoparticles. These Cu nanoparticles ripen over time and the size (height) distribution develops into a bimodal distribution. Unlike other organometallic systems, which show a bimodal distribution due to enhanced nucleation or growth at surface step edges, the nanoparticles do not preferentially form at steps. The reduced mobility of the Cu islands may be related to the co-adsorbed ligands that remain in very small clusters on the surface.

Superparamagnetic Ni:SiO(2)-C nanocomposites films synthesized by a polymeric precursor method

In this work, we report on the magnetic properties of nickel nanoparticles (NP) in a SiO(2)-C thin film matrix, prepared by a polymeric precursor method, with Ni content x in the 0-10 wt% range. Microstructural analyses of the films showed that the Ni NP are homogenously distributed in the SiO(2)-C matrix and have spherical shape with average diameter of similar to 10 nm. The magnetic properties reveal features of superparamagnetism with blocking temperatures T (B) similar to 10 K. The average diameter of the Ni NP, estimated from magnetization measurements, was found to be similar to 4 nm for the x = 3 wt% Ni sample, in excellent agreement with X-ray diffraction data. M versus H hysteresis loops indicated that the Ni NP are free from a surrounding oxide layer. We have also observed that coercivity (H (C)) develops appreciably below T (B), and follows the H (C) ae [1 - (T/T (B))(0.5)] relationship, a feature expected for randomly oriented and non-interacting nanoparticles. The extrapolation of H (C) to 0 K indicates that coercivity decreases with increasing x, suggesting that dipolar interactions may be relevant in films with x > 3 wt% Ni.

Assessment the Health Hazard from (222)Rn in Old Metalliferous Mines in San Luis, Argentina

Radon levels in two old mines in San Luis, Argentina, are reported and analyzed. The radiation dose and environmental health risk of (222)Rn concentrations to both guides and visitors were estimated. CR-39 nuclear track detectors were used for this purpose. The values for the (222)Rn concentration at each monitoring site ranged from 0.43 +/- 0.04 to 1.48 +/- 0.12 kBq m(-3) in the Los Cndores wolfram mine and from 1.8 +/- 0.1 to 6.0 +/- 0.5 kBq center dot m(-3) in the La Carolina gold mine, indicating that, in this mine, the radon levels exceed up to four times the action level of 1.5 kBq m(-3) recommended by the International Commission on Radiological Protection. The patterns of the radon transport process revealed that the La Carolina gold mine can be interpreted as a gas confined into a single tube with constant cross-section and air velocity. Patterns of radon activity, taking into account the chimney-effect winds, were used to detect tributary currents of air from shafts or larger fissures along the main adit of the Los Cndores mine, showing that radon can be used as an important tracer of tributary air currents stream out from fissures and smaller voids in the rock of the mine.

Ecotoxicology of Nano-TiO2 An Evaluation of its Toxicity to Organisms of Aquatic Ecosystems

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Finite-Element Analysis of Stress on Dental Implant Prosthesis

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Um método para avaliar a taxa de corrosão

In this paper it is proposed an indirect method to evaluate the corrosion rate of an aluminum and zinc alloy in alkaline solution by using a well-known device for collecting gases over water. The hydrogen gas formation, a corrosion product, is monitored at different time intervals and associated with the alloy mass loss. It has been suggested that the students should work in groups, which may make feasible the social interaction among them and that results discussion may be done collectively under a professor orientation. This proposal may propitiate the learning of terminology and involved concepts as well as contribute to a better understanding of corrosion phenomena that occur in their everyday life.

Analysis of Semi-solid Processing for Metal Matrix Composite Synthesis Using Factorial Design

The main goal in this work is to conduct a quantitative analysis of the mechanical stir casting process for obtaining particulate metal matrix composites. A combined route of stirring at semi-solid state followed by stirring at liquid state is proposed. A fractional factorial design was developed to investigate the influence and interactions of factors as: time, rotation, initial fraction and particle size, on the incorporated fraction. The best incorporations were obtained with all factors at high levels, as well as that very long stirring periods have no strong influence being particle size and rotation the most important factors on the incorporated fraction. Particle wetting occurs during stirring at semisolid state, highlighting the importance of the interactions between particles and the alloy globularized phase. The role of the alloying element Mg as a wettability-promoting agent is discussed. The shear forces resulting from the stirring system is emphasized and understood as the effect of rotation itself added to the propeller blade geometry.

Obtenção e caracterização de nanopartículas de quitosana

Chitosan nanoparticles have been used in several systems for the controlled release of drugs. The aim of this study was to obtain and characterize chitosan nanoparticles prepared by the method of coacervation / precipitation using sodium sulfate at different concentrations as the crosslinking agent. The characterization was done using zeta potential and small angle Xray scattering, SAXS. The dispersions of chitosan were obtained at pH 1 and pH = 3. The results of zeta potential at pH = 1 ranged from +64.8 to +29.27 mV and for pH = 3 they varied from +72.4 to +23.48 mV, indicating that the chain of chitosan is positively charged in acidic pH and the behavior of nanoparticles in terms of surface charge was independent of pH. However, the results indicated a dependence of particle size in relation to pH. This difference in behavior was explained by the influence of enthalpic and entropic components

EFFECT of METAL PRIMERS on BOND STRENGTH of RESIN CEMENTS TO BASE METALS

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)