Study and development of UV photodetectors envisaging COMPASS RICH-1 upgrade and applications

COMPASS is an experiment at CERN’s SPS whose goal is to study hadron structure and spectroscopy. The experiment includes a wide acceptance RICH detector, operating since 2001 and subject to a major upgrade of the central region of its photodetectors in 2006. The remaining 75% of the photodetection area are still using MWPCs from the original design, who suffer from limitations in gain due to aging of the photocathodes from ion bombardment and due to ion-induced instabilities. Besides the mentioned limitations, the increased luminosity conditions expected for the upcoming years of the experiment make an upgrade to the remaining detectors pertinent. This upgrade should be accomplished in 2016, using hybrid detectors composed of ThGEMs and MICROMEGAS. This work presents the study, development and characterization of gaseous photon detectors envisaging the foreseen upgrade, and the progress in production and evaluation techniques necessary to reach increasingly larger area detectors with the performances required. It includes reports on the studies performed under particle beam environment of such detectors. MPGD structures can also be used in a variety of other applications, of which nuclear medical imaging is a notorious example. This work includes, additionally, the initial steps in simulating, assembling and characterizing a prototype of a gaseous detector for application as a Compton Camera.

Concentrating solar power + desalination plants (CSP+D): models and performance analysis

Tese submetida à Universidade de Lisboa, Instituto Superior Técnico e aprovada em provas públicas para a obtenção do Grau de Doutor em Sistemas Sustentáveis de Energia.

Processos Oxidativos Avançados para Remediação de Águas Contaminadas por Pesticidas

Este trabalho teve como objectivo inicial o estudo de processos oxidativos avançados de forma a remediar e tratar águas contaminadas por pesticidas. No entanto, ao longo do trabalho experimental, constatou-se que os produtos resultantes da degradação de pesticidas são muitas vezes mais tóxicos do que os compostos que lhes deram origem e que, por isso, degradar um composto nem sempre é o melhor para o ambiente. Assim, neste trabalho, procurou-se estudar o processo de degradação com o objectivo de minimizar o impacto ambiental dos pesticidas na água e no ambiente em geral. A parte experimental deste trabalho foi dividida em duas etapas, sendo que, em ambas, a voltametria de onda quadrada e a espectrofotometria de UV/Vis foram os métodos de análise utilizados, para acompanhar o processo de fotodegradação. Na primeira etapa estudou-se a relação entre a estrutura química dos pesticidas MCPA, MCPP, 2.4-D e Dicloroprop e a sua fotodegradação. Soluções aquosas dos pesticidas enunciados foram submetidas a irradiação UV/vis, com incrementos variáveis de tempo de irradiação. Os resultados obtidos, nesta etapa, permitiram constatar diferenças na percentagem de degradação dos diferentes pesticidas. Dos pesticidas estudados verificou-se uma maior fotodegradação para o MCPA e MCPP seguido do Dicloroprop e finalmente o 2.4-D que se degradou menos. Os dados obtidos sugerem que a fotodegradação destes pesticidas está intimamente ligada com a estrutura das moléculas. A presença de um maior número de grupos cloro ligados ao anel aromático nos pesticidas 2,4-D e Dicloroprop faz com que estes sejam mais estáveis e por isso se degradam menos que o MCPA e o MCPP. Por outro lado, o facto de o 2,4-D apresentar um potencial de oxidação mais elevado do que o Dicloroprop, faz com que este seja mais difícil de degradar, o que justifica a diferença entre os dois. Desta forma, foi possível concluir que a estrutura dos pesticidas condiciona o processo de degradação, como esperado. Na segunda etapa, estudou-se a estabilização dos pesticidas MCPA e MCPP após encapsulação, com 2-hidroxipropil-β-ciclodextrina (HP-β-CD), em água desionizada e em água do rio. Para tal, submeteram-se as soluções aquosas dos pesticidas com e sem ciclodextrina, a irradiação UV/vis, também com incrementos variáveis de tempo. No caso do MCPA verificou-se que, tanto para água desionizada como para água do rio, que este herbicida encapsulado se degrada bastante menos do que o MCPA livre. O encapsulamento permitiu reduzir quase para metade a taxa de fotodegradação. Assim, confirmou-se que a HP-β-CD permite estabilizar este pesticida, tornando-o mais resistente à fotodegradação. Desta forma, originam-se menos produtos de degradação, os quais podem ser mais tóxicos, e reduz-se de o impacto ambiental deste herbicida. Verificou-se também que o MCPA livre se degrada mais em água do rio do que em água desionizada, provavelmente devido à matéria orgânica presente nesta água, que promove o processo de degradação. No que respeita ao MCPP também se constatou que este herbicida se degrada menos encapsulado do que livre, em água desionizada e em água do rio. Neste caso, conseguiu-se reduzir pouco a taxa de fotodegradação, mas, ainda assim se verifica uma estabilização deste pesticida através do encapsulamento. No entanto, tornou-se mais evidente a estabilização do MCPP após encapsulação em água do rio, já que apresenta uma taxa de fotodegradação menor. Este facto demonstra que a HP-β-CD permite estabilizar também este pesticida, tornando-o mais resistente à fotodegradação, e reduzindo seu impacto ambiental.

From genes to radioresistance in head and neck squamous cell carcinoma

Head and Neck Cancers (HNC) are a group of tumours located in the upper aero-digestive tract. Head and Neck Squamous Cell Carcinoma (HNSCC) represent about 90% of all HNC cases. It has been considered the sixth most malignant tumour worldwide and, despite clinical and technological advances, the five-year survival rate has not improved much in the last years. Nowadays, HNSCC is well established as a heterogeneous disease and that its development is due to accumulation of genetic events. Apart from the majority of the patients being diagnosed in an advanced stage, HNSCC is also a disease with poor therapeutic outcome. One of the therapeutic approaches is radiotherapy. However, this approach has different drawbacks like the radioresistance acquired by some tumour cells, leading to a worse prognosis. A major knowledge in radiation biology is imperative to improve this type of treatment and avoid late toxicities, maintaining patient quality of life in the subsequent years after treatment. Then, identification of genetic markers associated to radiotherapy response in patients and possible alterations in cells after radiotherapy are essential steps towards an improved diagnosis, higher survival rate and a better life quality. Not much is known about the radiation effects on cells, so, the principal aim of this study was to contribute to a more extensive knowledge about radiation treatment in HNSCC. For this, two commercial cell lines, HSC-3 and BICR-10, were used and characterized resorting to karyotyping, aCGH and MS-MLPA. These cell lines were submitted to different doses of irradiation and the resulting genetic and methylation alterations were evaluated. Our results showed a great difference in radiation response between the two cell lines, allowing the conclusion that HSC-3 was much more radiosensitive than BICR-10. Bearing this in mind, analysis of cell death, cell cycle and DNA damages was performed to try to elucidate the motifs behind this difference. The characterization of both cell lines allowed the confirmation that HSC-3 was derived from a metastatic tumour and the hypothesis that BICR-10 was derived from a dysplasia. Furthermore, this pilot study enabled the suggestion of some genetic and epigenetic alterations that cells suffer after radiation treatment. Additionally, it also allowed the association of some genetic characteristics that could be related to the differences in radiation response observable in this two cell lines. Taken together all of our results contribute to a better understanding of radiation effects on HNSCC allowing one further step towards the prediction of patients’ outcome, better choice of treatment approaches and ultimately a better quality of life.

Desenvolvimento de magnetizador para tratamento magnético da água

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade Gama, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Biomédica, 2015.

Degradação de Ocratoxina a: estudo de processo e toxicidade

A ocratoxina A (OTA), micotoxina encontrada em diferentes níveis e em diversas matrizes, apresenta efeitos carcinogênicos, nefrotóxicos e teratogênicos. O desenvolvimento de métodos capazes de diminuir esta contaminação a níveis permitidos pela legislação é incentivado e os processos biológicos utilizados envolvem o uso de enzimas e/ou microrganismos para degradação da OTA e são preferenciais pela especificidade, bem como pelas condições brandas para a detoxificação. O objetivo do trabalho foi estudar a ação de carboxipeptidase A nos níveis e na toxicidade de OTA, visando aplicar a técnica para detoxificar farinhas de trigo. Primeiramente foi estimado o risco de exposição à ocratoxina A pelo consumo de farinhas de trigo. Para isso foram estabelecidas condições de determinação de OTA em farinhas de trigo, empregando técnicas de estatística multivariada para definir os principais interferentes na extração de OTA pelo método de QuEChERS e detecção em CLAE-FL. O método validado permitiu a avaliação da ocorrência natural em 20 amostras de farinha de trigo, estando estas contaminadas na faixa de 0,22 a 0,85 µg.kg-1 , apresentando um valor de ingestão diária de 0,08 ngOTA.dia-1 .kgmassacorpórea -1 e uma disponibilidade de 94,4%. Em seguida foi realizada a padronização da extração de carboxipeptidase A em biomassa de Rhizopus oryzae que consistiu em agitação ultrassônica durante 30 minutos numa potencia fixa de 150 W e 40 kHz e a triagem de agentes biológicos para degradação de OTA. Para o estudo da degradação in vitro de OTA, método de extração e detecção de OTA e OTα em CLAEFL foi validado e o processo de degradação foi realizado com Rhizopus oryzae e Trichoderma reesei, obtendo-se uma redução máxima de 63,5% e 57,7%, respectivamente. A degradação apresentou uma correlação alta (R>0,9) e significativa (p<0,05) com a produção de Otα, indicando que ocorreu a produção de enzimas capazes de hidrolisar a micotoxina, por exemplo, a carboxipeptidase A. O estudo da toxicidade de OTA e seu metabólito OTα foi realizado em neutrófilos humanos, onde foi observado a ausência de efeito tóxico de OTα. Também foi determinado o mecanismo de toxicidade de OTA pelo aumento de Ca2+ intracelular pela liberação a partir das reservas internas. Esta liberação, subsequentemente, provoca uma cascata de eventos, nomeadamente: a produção de espécies reativas, depleção de ATP, perda de ΔΨm, levando à morte por necrose. Para reduzir o risco de exposição à micotoxina pela ingestão de matéria prima contaminada, carboxipeptidase A extraída de diferentes fontes foi aplicada na hidrólise de OTA em farinha de trigo para posterior determinação do conteúdo residual de OTA e OTα, empregando método validado. O estudo mostrou uma redução de OTA entre 16,8 e 78,5% e produção de OTα entre 2 a 8,2 ng.g-1 . As carboxipeptidases mais promissoras para degradação foram as provenientes de Rhizopus e Trichoderma e a carboxipeptidase comercial. Ficou demonstrado que se pode recomendar a aplicação de enzimas proteolíticas, tipo carboxipeptidase, para reduzir o risco de exposição à micotoxina quando utilizada matéria prima contaminada, por exemplo, farinha de trigo para diferentes processos. A transformação de OTA para OTα e seus efeitos na redução da toxicidade da micotoxina corroboram com esta afirmação.

Aplicação de radiação gama a Ginkgo biloba L. e avaliação da sua composição química através de técnicas cromatográficas

A irradiação é uma técnica de conservação acreditada para ingredientes secos e representa quase 50% do mercado mundial relativamente à desinfestação póscolheita (~186 000 ton). Para além da sua aplicabilidade para conservação apresentase também, como uma solução adequada para o tratamento pós-colheita de plantas medicinais, a fim de garantir a sua descontaminação [1,2]. Neste estudo, foram avaliados os efeitos da radiação gama (1 e 10 kGy) na composição química de amostras de Ginkgo biloba L. desidratadas. Foram analisadas moléculas lipofílicas e hidrofílicas utilizando técnicas cromatográficas acopladas a diferentes detetores. Os açúcares livres foram analisados por HPLC-RI, os ácidos gordos por GC-FID, os ácidos orgânicos por HPLC-PDA e os tocoferois por HPLC-fluorescência. De acordo com os resultados obtidos foi evidente a preservação dos ácidos gordos, dos vitâmeros γ- e δ-tocoferol, da frutose, trealose e dos ácidos quínico e shikímico. Em particular, a dose de 1 kGy manteve o teor em α-tocoferol e em ácidos oxálico e málico, enquanto que a dose de 10 kGy diminuiu a concentração de α-tocoferol, glucose, sacarose e ácidos oxálico e málico. Deste modo e numa avaliação geral, 1 kGy seria a dose recomendada para manter o perfil químico relativo a estas moléculas no Gingko biloba L.

Influência da radiação por feixe de eletrões no perfil cromatográfico de Bauhinia variegata var candida: flor comestível proveniente do brasil

As flores de Bauhinia variegata var candida apresentam coloração branca e são vulgarmente conhecidas como “patas de vaca branca”, sendo muito utilizadas na cozinha gourmet como forma de aumentar a qualidade sensorial e nutricional dos alimentos [1,2]. No presente estudo, as flores foram submetidas a radiação por feixe de eletrões em diferentes doses (0,5 e 0,8 kGy) como forma de descontaminação, e seguidamente analisadas em termos de parâmetros nutricionais (humidade, proteínas, gordura, hidratos de carbono e cinzas) e perfis em açúcares livres (HPLCRI), ácidos gordos (GC-FID), tocoferóis (HPLC-Fluorescência) e ácidos orgânicos (HPLC-DAD). As amostras não irradiadas e irradiadas mostraram um perfil nutricional semelhante, sendo os hidratos de carbono os nutrientes mais abundantes, seguidos das proteínas, gorduras e cinzas. Os perfis em açúcares foram também similares, estando presente a frutose em maior quantidade, seguida da glucose e da sacarose. Os ácidos mirístico (C14:0), palmítico (C16:0), esteárico (C18:0) e oleico (C18:1n9), foram os ácidos gordos mais abundantes. Os ácidos gordos saturados (SFA) foram os mais abundantes, seguidos dos mono (MUFA) e polinsaturados (PUFA). Neste caso, com maior dose de radiação verificou-se que a percentagem de SFA e MUFA diminui ligeiramente (principalmente pelo aumento dos ácidos esteárico e oleico, respetivamente), aumentando a percentagem de PUFA (principalmente pelo aumento dos ácidos linoleico e α-linolénico). No que respeita aos tocoferóis, só a isoforma α foi encontrada, apresentando aproximadamente o mesmo conteúdo nas amostras irradiadas e não irradiadas (1,75±0,06 mg/mL). O ácido cítrico foi o ácido orgânico mais abundante nas amostras, seguido dos ácidos: málico, ascórbico, oxálico e fumárico. Também neste caso os valores mantiveram-se, com exceção do ácido cítrico que aumentou ligeiramente com as doses de irradiação (55,94, 61,70 e 67,64 mg/mL, respetivamente). Em síntese, verificou-se que as doses de irradiação aplicadas não alteraram significativamente a composição química das amostras em estudo, e pode ser considerada uma técnica de descontaminação e preservação de flores comestíveis.

Aplicação das fórmulas CIELAB e CIEDE2000 na avaliação da cor de folhas vegetais irradiadas por uma fonte de Cobalto-60

A cor dos alimentos está directamente associada à sua aceitação pelo consumidor. A procura de métodos de processamento seguros e eficazes destaca a radiação ionizante, já que permite a desinfecção do alimento e a extensão do seu tempo de prateleira [1]. O espaço de cor CIELAB é comummente utilizado para avaliar diferenças de cor (ΔE*) entre dois objectos. No entanto, a fórmula CIEDE2000 permite atenuar variações entre valores calculados e percepcionados [2]. O impacto da radiação ionizante na cor de um vegetal folhoso foi avaliado durante o tempo de armazenamento e os resultados discutidos utilizando ambas as fórmulas de ΔE*.

Valorização de produtos de montanha pela utilização de tecnologias de processamento não convencionais

Os vegetais embalados prontos a comer têm tido uma crescente aceitação por parte do consumidor por atenderem aos requisitos contemporâneos de conveniência, segurança e salubridade. O crescimento deste setor tem levado à introdução de novos produtos e à adoção de tecnologias de conservação mais eficientes, seguras e sustentáveis [1]. O consumidor procura também alimentos com características organoléticas diferenciadas das dos alimentos habitualmente consumidos diariamente. A recuperação do uso de Rumex induratus Boiss. & Reut. (azedas) e Nasturtium officinale R. Br. (agrião) poderá responder a esta procura, aliando garantia de qualidade e inovação. Visto a maioria dos tratamentos convencionais ser ineficaz em assegurar segurança sem comprometer a qualidade, e dada a preocupação em torno dos agentes químicos vulgarmente utilizados, a irradiação de alimentos e o embalamento em atmosfera modificada têm emergido como alternativas seguras e eficazes [1-4]. Neste sentido, este estudo teve como objetivo avaliar a eficácia de diferentes atmosferas de embalamento e de diferentes doses de radiação ionizante na conservação da qualidade destas espécies durante o armazenamento refrigerado. O uso sustentável de produtos vegetais para a recuperação de biomoléculas ou produção de ingredientes funcionais de valor acrescentado é uma estratégia útil que pode ajudar a enfrentar os desafios societais deste século. Atualmente é originada uma grande quantidade de resíduos de tomate (Lycopersicon esculentum Mill.) fresco durante as várias etapas do seu ciclo produtivo, desde a cultura até ao armazenamento e venda [5]. Estes resíduos são ricos em licopeno e vitaminas, mas também em compostos fenólicos [6,7]. Estes compostos bioativos estão envolvidos na prevenção de várias patologias humanas e são de elevada importância para a indústria alimentar, farmacêutica e cosmética. Visto os métodos convencionais utilizados para a extração destas biomoléculas apresentarem várias desvantagens, novas tecnologias mais eficientes e sustentáveis têm vindo a ser adotadas. Neste sentido, este trabalho teve como objetivo otimizar as condições de extração assistida por tecnologia micro-ondas de antioxidantes hidrofílicos e lipofílicos e dos ácidos fenólicos e flavonoides maioritários da variedade de tomate redondo utilizando a metodologia de superfície de resposta (RSM).

Exposição à radiação em exames de corpo inteiro de 18F-FDG PET-TC

O sistema de PET-TC resulta da combinação de duas modalidades de imagem médica: a Tomografia Computorizada (TC), que permite obter imagens anatómicas precisas, e a Tomografia por Emissão de Positrões (PET), que oferece imagens moleculares do corpo humano. Num exame hibrido de PET-TC, para além da exposição interna, o doente é também submetido a uma exposição externa devida à irradiação do mesmo por uma fonte externa, referente à aquisição dos dados de TC. Como tal, o exame de PET-TC tem associado um aumento da exposição para o doente [Huang, 2009], pelo que normalmente os scans de TC são adquiridos com baixa dose [Nunes,2011]. Pretende-se com este trabalho, estabelecer um método capaz de estimar a dose efetiva em exames de corpo inteiro de 18F-FDG PET-TC, uma vez que existem diversos métodos para realizar análise dosimétrica dos exames individuais de PET e de TC, e comparar os valores obtidos com os valores utilizados em outros países. Foram recolhidos dados de 24 pacientes que efetuaram exames de corpo inteiro de PET-TC com 18F-FDG no ICNAS, por questões de saúde e por necessidade própria, com o intuito de estimar a dose efetiva associada a esses exames. Para estimar a dose efetiva referente ao exame de TC recorreu-se ao valor de DLP, fornecido pelo equipamento de TC com controlo de qualidade em dia, e ao método dos coeficicientes de dose efetiva normalizados, proposto pela CE, obtendo-se um valor de dose de 4.75 mSv. A dose efetiva do exame de PET foi calculada com base nos valores da atividade no momento de aquisição das imagens e em coeficientes de dose para a PET, obtendo-se um valor de dose de 4.77 mSv. Concluiu-se que para os pacientes sujeitos ao exame de corpo inteiro de 18F-FDG PET-TC, foi registado um valor de dose de 9.47 mSv de dose efetiva. Este valor de dose efetiva para os exames de PET-TC é significativamente mais baixo comparativamente aos valores registados em vários estudos internacionais (13.65 mSv, 14.3 mSv, 18.85 mSv, 24.8 mSv, 25 mSv, 32.18 mSv), dos quais apenas no estudo de Brix um dos hospitais estudados regista um valor ligeiramente inferior, de 8.5 mSv. Com este estudo foi possível determinar o valor de exposição à radiação a que os pacientes do ICNAS se encontram sujeitos em exames de corpo inteiro de 18F-FDG PET-TC considerando as duas modalidades de imagem médica.

Fotodegradação de pesticidas: caso do fenarimol

Tese dout. em Química, Unidade de Ciências Exactas e Humanas, Univ. do Algarve, 1997

Photovoltaic power forecast modeling with artificial neural networks

Dissertação de Mestrado, Engenharia Eletrónica e Telecomunicações, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2016

Ultrassons em Endodontia

Introdução: O presente trabalho aborda as diferentes utilizações da tecnologia de Ultrassons na área da Endodontia. Atualmente, a utilização de ultrassons nesta área, ocupa um lugar de destaque, tendo-se tornado num equipamento indispensável nas varias áreas de abordagem, no âmbito do tratamento endodôntico. As aplicações clínicas, em que a utilização da tecnologia ultrassónica assume um papel de destaque, são: o refinamento de cavidades de acesso, localização de canais radiculares, preparação de istmos, remoção de espigões e instrumentos fraturados, ativação de soluções de irrigação, desobturação de canais radiculares, condensação de MTA e preparação apical para retrobturação em cirurgia apical. Objetivos: Esta dissertação tem como objetivo principal explorar, através de uma revisão de literatura, a importância e papel do Ultrassons em Endodontia. Procedeu-se a uma revisão bibliográfica, analisando a literatura que versa o tema, de modo a investigar o Ultrassom em Endodontia, nas suas diferentes dimensões: a evolução da técnica, o protocolo em toda a sua extensão, a sua utilidade e aplicabilidade na prática clínica. Material e Métodos: Pesquisa bibliográfica através de motores de pesquisa on-line como: b-On, Pubmed, Scielo, Science Direct, ResearchGate e Google Académico. De seguida, foram selecionados os artigos definidos com limites temporais e critérios de inclusão entre 2000 e 2016. Na aplicando dos critérios de exclusão foram rejeitados artigos dos quais o teor não teria relevância para a concretização do trabalho, artigos com idiomas estrageiros (com exceção de Inglês, Espanhol e Italiano), artigos fora dos limites temporais e estudos em animais. A pesquisa resultou total de 356 artigos dos quais foram utilizados 113. Conclusões: A introdução do ultrassom levou a cirurgia Endodôntica a um outro nível de precisão, esta tecnologia desempenha cada vez mais um papel essencial tanto na Medicina Dentária como na Endodontia, sendo estes capazes de apresentar melhoria e desenvolvimentos significativos na manutenção e tratamento dentário. O uso de Ultrassons em Endodontia é um meio auxiliar de tratamento útil, no o refinamento de cavidades de acesso, localização de canais radiculares, preparação de istmos, remoção de espigões e instrumentos fraturados, ativação de soluções de irrigação, desobturação de canais radiculares, condensação de MTA e preparação apical para retrobturação em cirurgia apical.

Mudanças na morfologia de Brachiaria brizantha como conseqüência do manejo indequado em um sistema silvipastoril.

2004