Polarized fluid movement and not cell death, creates luminal spaces in adult prostate epithelium

There are two predominant theories for lumen formation in tissue morphogenesis: cavitation driven by cell death, and membrane separation driven by epithelial polarity. To define the mechanism of lumen formation in prostate acini, we examined both theories in several cell lines grown in three-dimensional (3D) Matrigel culture. Lumen formation occurred early in culture and preceded the expression of cell death markers for apoptosis (active caspase 3) and autophagy (LC-3). Active caspase 3 was expressed by very few cells and inhibition of apoptosis did not suppress lumen formation. Despite LC-3 expression in all cells within a spheroid, this was not associated with cell death. However, expression of a prostate-secretory protein coincided with lumen formation and subsequent disruption of polarized fluid movement led to significant inhibition of lumen formation. This work indicates that lumen formation is driven by the polarized movement of fluids and proteins in 3D prostate epithelial models and not by cavitation.

Accessibility of pores in coal to methane and carbon dioxide

Fluid–solid interactions in natural and engineered porous solids underlie a variety of technological processes, including geological storage of anthropogenic greenhouse gases, enhanced coal bed methane recovery, membrane separation, and heterogeneous catalysis. The size, distribution and interconnectivity of pores, the chemical and physical properties of the solid and fluid phases collectively dictate how fluid molecules migrate into and through the micro- and meso-porous media, adsorb and ultimately react with the solid surfaces. Due to the high penetration power and relatively short wavelength of neutrons, smallangle neutron scattering (SANS) as well as ultra small-angle scattering (USANS) techniques are ideally suited for assessing the phase behavior of confined fluids under pressure as well as for evaluating the total porosity in engineered and natural porous systems including coal. Here we demonstrate that SANS and USANS can be also used for determining the fraction of the pore volume that is actually accessible to fluids as a function of pore sizes and study the fraction of inaccessible pores as a function of pore size in three coals from the Illinois Basin (USA) and Bowen Basin (Australia). Experiments were performed at CO2 and methane pressures up to 780 bar, including pressures corresponding to zero average contrast condition (ZAC), which is the pressure where no scattering from the accessible pores occurs. Scattering curves at the ZAC were compared with the scattering from same coals under vacuum and analysed using a newly developed approach that shows that the volume fraction of accessible pores in these coals varies between �90% in the macropore region to �30% in the mesopore region and the variation is distinctive for each of the examined coals. The developed methodology may be also applied for assessing the volume of accessible pores in other natural underground formations of interest for CO2 sequestration, such as saline aquifers as well as for estimating closed porosity in engineered porous solids of technological importance.

Processo de separação por membranas para remoção de sulfato de níquel e zinco de efluente sintético de indústrias metal-mecânicas

O objetivo do presente trabalho foi investigar o desempenho de membranas comerciais e funcionalizadas na remoção de metais pesados de efluentes sintéticos, simulando os efluentes gerados pelas indústrias metal-mecânicas. As membranas funcionalizadas foram preparadas em laboratório a partir de diferentes poli (éter imidas) sulfonadas, SPEI, que apresentavam alta hidrofilicidade e capacidade de troca iônica. As permeabilidades hidráulicas das membranas de SPEI aumentaram com o grau de sulfonação. Porém, as rejeições foram ainda muito baixas comparadas as membranas comerciais. Por esta razão, algumas membranas comerciais (NF-90, SW30, HRP98PP e BW30LE) foram investigadas e avaliadas quanto ao comportamento da permeabilidade de água e o grau de rejeição a metais pesados. Os resultados mostraram que a membrana de osmose inversa de baixa energia (BW30LE) tinha o melhor fluxo de água (48,44 L/h.m2) e grau de rejeição a cádmio (98%). Logo, ela foi selecionada para o tratamento dos efluentes sintéticos de indústrias metal-mecânicas contendo níquel e zinco. As indústrias da região de Valencia, na Espanha, forneceram amostras de seus efluentes para análise quantitativa, possibilitando o prepararo de soluções sintéticas modelos. Os resultados foram obtidos variando algumas condições de permeação, tais como a força motriz, o pH e a concentração dos metais na solução de alimentação. Os resultados indicaram que o processo de osmose inversa com a membrana BW30LE é altamente adequado para o tratamento de efluentes contendo metais pesados

Emprego dos processos de eletrofloculação e osmose inversa no tratamento de águas oleosas

A descarga desenfreada de águas residuais no meio ambiente, ao longo dos últimos anos, vem acelerando o processo de contaminação e degradação dos corpos hídricos no mundo. Tais rejeitos apresentam elevada carga de contaminantes e de concentração de matéria orgânica o que leva a mortandade das espécies pela concorrência ao oxigênio e, em casos extremos, a aceleração dos processos de eutrofização. Pensando nisso, o presente trabalho estudou um sistema híbrido, em batelada, de tratamento de águas oleosas simuladas em laboratório pela adição de um determinado óleo lubrificante em uma solução aquosa de agentes emulsificantes e eletrólito suporte. O sistema de tratamento foi composto de duas etapas, onde na primeira avaliou-se o uso da técnica da eletrofloculação, responsável por quebrar a estabilidade das emulsões óleo/água e de uma segunda que avaliou o uso de processos de separação com membranas visando à remoção do metal adicionado ao efluente na etapa anterior. O sistema de eletrofloculação foi avaliado em relação ao uso de eletrodos de alumínio e ferro com correntes elétricas de 1A, 2A e 3A, nos modos contínuo e alternado. Os resultados apontaram um maior consumo evidente de massa de eletrodos quando do uso da corrente contínua, 4,0337g 0,0132 para o alumínio e 3,8260g 0,0181 para o ferro ao passo que o consumo foi de 2,1400g 0,0099 para o alumínio e 2,4121g 0,0127 para o ferro quando do o uso da corrente alternada. Foram alcançadas remoções máximas de 98 % 0 da DQO, 99,77 % 0,27 de remoção da cor e 100 % 0 de remoção da turbidez para o uso de corrente alternada e eletrodos de alumínio enquanto se alcançaram remoções máximas 96 % 1 da DQO, 99,46 % 0,82 de remoção da cor e também 100 % 0 de remoção da turbidez no uso de eletrodos de ferro. Na segunda etapa do estudo, a osmose inversa, o sistema utilizado atingiu rejeições de 99,53 % 0,12; 99,56 % 0,13 e de 98,87 % 0,36, para pressões respectivas de 10, 20 e 30 bar. Além disso, foram obtidos fluxos crescentes de permeado 10,87 L/h.m2 0,25; 15,67 L/h.m2 0,53; 18,49 L/h.m2 0,74 com o também aumento da pressão. Ao final do estudo alcançou-se um efluente final com baixa carga orgânica e de metais, estando o mesmo apto ao lançamento nos corpos receptores. Entretanto, mecanismos de controle, sobretudo de pH devem ser incluídos no projeto desses sistemas uma vez que esse parâmetro sofre alterações ao longo do processo

Síntese e caracterização de filmes de nanopartículas de prata dispersas em poli(uretano-ureia) para separação de gases petroquímicos

A utilização de novos materiais aplicados aos processos de separação por membranas tem sido objeto de constante pesquisa acadêmica e tecnológica. Na permeação de gases petroquímicos, a modificação de estruturas poliméricas e o uso de membranas de transporte facilitado por adição de sais contendo metais ou nanopartículas destacam-se dentre as opções disponíveis. Os objetivos deste trabalho foram avaliar alterações químicas, estruturais e térmicas na matriz polimérica de poli(uretano-ureia) (PUU) provocadas pela adição de nanopartículas de prata (AgNps) e obter dados de pemeabilidade de gases petroquímicos (C2H4, C2H6, CO2 e N2) para avaliar a influência das AgNps no transporte desses gases através do filme polimérico. Alterações nos espectros de FTIR nas bandas de estiramento das ligações C-O-C e C=O (uretânica e ureica), e deslocamentos nos picos de difração, demonstram que houve interação entre as AgNps e o oxigênio éter do PUU. A interação com as AgNps diminuiu a estabilidade térmica dos domínios flexíveis do polímero, região onde são encontrados os grupos éteres. As imagens de TEM mostraram que houve baixa dispersão das Nps na matriz polimérica. A interação das AgNps com o grupo éter diminuiu a permeabilidade de todos os gases, porém a redução da permeabilidade do CO2 e do C2H4 foi muito mais significativa, mostrando a interferência das AgNps na sorção desses dois gases. O transporte facilitado de olefinas através dos filmes poliméricos não foi observado, em parte, causado pela baixa dispersão das AgNps na matriz polimérica. Apesar da interação, não foi possível responder se a superfície das Nps estava ativada para o transporte facilitado. Contudo, através dos resultados do trabalho foi possível propor um mecanismo de interação entre as AgNps e o PUU, e verificar como a presença das Nps pode alterar a interação da matriz polimérica com gases petroquímicos

Avaliação da eficiência de wetland construído como unidade de polimento de efluente de tratamento secundário de lixiviado por lodos ativados

Uma das dificuldades a ser enfrentada na implantação de aterros sanitários é o tratamento adequado do lixiviado gerado e seu lançamento no meio ambiente dentro dos padrões estabelecidos pela legislação. O potencial poluidor do lixiviado está ligado principalmente aos altos valores de carga orgânica que promove a redução do oxigênio disponível (utilizado na degradação da matéria orgânica) em cursos dágua, prejudicando a fauna e a flora nesses meios. O objetivo do presente trabalho foi avaliar o sistema de tratamento por wetland construído como unidade de polimento do efluente secundário de uma estação de tratamento de lixiviado de aterro de resíduos sólidos urbanos na Região Metropolitana do Rio de Janeiro. Além dos parâmetros coletivos específicos e não específicos, também foram empregados o fracionamento pelo processo de separação por membranas e ensaios de toxicidade aguda. Os resultados mostram que o wetland tem uma ação positiva como unidade de polimento refletida na redução dos parâmetros turbidez (84%), DQO (19%), amônia (30%) e sólidos totais (3%) reduzindo, assim, os impactos ambientais do lançamento do lixiviado. Contudo, a qualidade do efluente final encontra-se acima dos parâmetros de referência de controle ambiental e mostra a necessidade de um efluente secundário de melhor qualidade. Os resultados mostraram também que altos valores de DQO inerte tanto no afluente (85% em média) quanto no efluente (93,5% em média) do wetland indicam que esses lixiviados apresentam natureza refratária confirmada pelos baixos valores de biodegradabilidade no afluente (20,5% em média) e no efluente (5% em média) do wetland. O fracionamento com membranas mostrou que o afluente e o efluente do wetland possuem maiores contribuições de moléculas na fração >1 kDa. Os ensaios de toxicidade com Aliivibrio fischeri mostraram que o afluente e o efluente do wetland possuem toxicidade aguda, sendo a mesma menor na faixa com moléculas menores.

Remoção de amônia do lixiviado por arraste de ar e caracterização por fracionamento com membrana.

A proposta deste trabalho é estudar a tecnologia para a remoção de amônia do lixiviado através do processo físico-químico de arraste com ar e a sua caracterização por processos de fracionamento com membranas de MF e UF. Foram analisados no processo de arraste de ar os parâmetros pH, vazão de ar e tempo de operação. Foi verificada a remoção de nitrogênio amoniacal de 93,5% em um tempo de operação de 6 horas, com ajuste de pH igual a 11 e vazão de ar 100 L/h. Após a remoção do nitrogênio amoniacal, os lixiviados foram submetidos a processo de fracionamento com membranas de microfiltração (MF) e ultrafiltração (UF), sendo investigadas a remoção de amônia, a condutividade, DQO, COD, cloreto e pH. Obtiveram-se resultados praticamente constantes à medida que o lixiviado permeou nas membranas de MF e UF. Ademais, empregaram-se testes de toxicidade e ensaios de tratabilidade biológica com amostras de lixiviado bruto, lixiviado tratado (baixa concentração de amônia) e lixiviados fracionados com membranas de MF e UF. Nos ensaios de tratabilidade biológica os resultados mostraram que não houve uma remoção significativa de matéria orgânica e nos testes de toxicidade com organismos Danio rerio, embora tenha ocorrido uma redução na toxicidade na sequência dos experimentos, foi constatado que o lixiviado bruto, lixiviado tratado com remoção de amônia e fracionados com membranas de MF e UF mantiveram elevada toxicidade.

Synthesis and characteristics of the human serum albumin-triazine chiral stationary phase

Human serum albumin (HSA) was successfully bonded to silica with s-triazine as activator. The coupling reaction by this method was rapid and effective. The triazine-activated silica is relatively stable and can be installed for at least 1 month without obvious loss of reactivity when stored below 30 degreesC, pH below 7. It was observed that the amount of bound HSA reached 120 mg/g silica calculated from the UV absorbance difference of the HSA solution. d,l-tryptophan was selected as the probe solute to characterize the properties of HSA bonded s-triazine chiral stationary phase, and separation factor of 9.4 was obtained for d,l-tryptophan. Furthermore, the amount of effective HSA on silica was measured by high-performance frontal analysis, and only 16.8 mg/g silica was responsible for the resolution of d,l-tryptophan. These results indicate that the amount of both the bound and effective HSA on silica with triazine as activator was much higher than those by the Schiff base coupling method. Different kinds of enantiomers were resolved successfully on the aminopropylsilica-bonded HSA s-triazine chiral stationary phase. (C) 2000 Wiley-Liss, Inc.

Determination of ultra-trace concentrations of elements in high purity tellurium by inductively coupled plasma mass spectrometry after Fe(OH)(3) coprecipitation

In this work, a method was established for the determination of impurities in high purity tellurium by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) after Fe(OH)(3) coprecipitation. After comparison of coprecipitation ability and separation efficiency between Fe(OH), and Al(OH)(3), Fe(OH)(3) was chosen as the precipitate. A separation factor of 160 for 200 mg tellurium was obtained under conditions of pH 9 and 2 mg of Fe3(+). The 13 elements, such as Bi, Sn, Pb, In, Tl, Cd, Cu, Co, Ni, Zn, Ti, Be and Zr, could be almost completely coprecipitated under these conditions. In addition, Te memory effect imposed on the ICP-MS instrument was assessed, as well as Te matrix effect that caused the low recovery of Ga, As, Sb and V in real sample was discussed. Finally, the method was evaluated through recovery test and was applied to practical sample analysis, with detection limits of most of the elements being below 0.15 mug g(-1) and R.S.D. below or at approximately 10%, which indicated that this method could fully satisfy the requirements for analysis of 99.999% similar to 99.9999% high purity Te.

SOLVENT-EXTRACTION OF TERBIUM(III,IV) PERIODATE COMPLEXES WITH QUATERNARY AMINE

The differences between the solvent extraction of Tb(III) and Tb(IV) periodate complexes with quaternary amine were studied carefully for the first time. The effects of extractant concentration, phase ratio, the pH value of stock solution, salting-out agent, extractant form, diluent, and extraction time were comprehensively investigated. Under optimal conditions the separation factor between Tb(IV) and Tb(III) periodate complexes is over 5.5.

Preparation of chitooligosaccharides from chitosan by a complex enzyme

Chitosan of 24% degree of acetylation was depolymerized by a mixture of cellulase, alpha amylase, and proteinase to give the title oligosaccharides. The removal of products by membrane separation permitted yield maximization of products having degree of polymerization in the 3-10 range. (C) 1999 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Mercaptans extraction from jet-fuel streams using ionic liquids

Desulfurization is one of the most important processes in the refining industry. Due to a growing concern about the risks to human health and environment, associated with the emissions of sulfur compounds, legislation has become more stringent, requiring a drastic reduction in the sulfur content of fuel to levels close to zero (< 10 ppm S). However, conventional desulfurization processes are inefficient and have high operating costs. This scenario stimulates the improvement of existing processes and the development of new and more efficient technologies. Aiming at overcoming these shortcomings, this work investigates an alternative desulfurization process using ionic liquids for the removal of mercaptans from "jet fuel" streams. The screening and selection of the most suitable ionic liquid were performed based on experimental and COSMO-RS predicted liquid-liquid equilibrium data. A model feed of 1-hexanethiol and n-dodecane was selected to represent a jet-fuel stream. High selectivities were determined, as a result of the low mutual solubility between the ionic liquid and the hydrocarbon matrix, proving the potential use of the ionic liquid, which prevents the loss of fuel for the solvent. The distribution ratios of mercaptans towards the ionic liquids were not as favorable, making the traditional liquid-liquid extraction processes not suitable for the removal of aliphatic S-compounds due to the high volume of extractant required. This work explores alternative methods and proposes the use of ionic liquids in a separation process assisted by membranes. In the process proposed the ionic liquid is used as extracting solvent of the sulfur species, in a hollow fiber membrane contactor, without co-extracting the other jet-fuel compound. In a second contactor, the ionic liquid is regenerated applying a sweep gas stripping, which allows for its reuse in a closed loop between the two membrane contactors. This integrated extraction/regeneration process of desulfurization produced a jet-fuel model with sulfur content lower than 2 ppm of S, as envisaged by legislation for the use of ultra-low sulfur jet-fuel. This result confirms the high potential for development of ultra-deep desulfurization application.

Extraction behavior of the synergistic system 2,6-bis-(benzoxazolyl)-4-dodecyloxylpyridine and 2-bromodecanoic acid using Am and Eu as radioactive tracers

In this study, the extraction properties of a synergistic system consisting of 2,6-bis-(benzoxazolyl)-4-dodecyloxylpyridine (BODO) and 2-bromodecanoic acid (HA) in tert-butyl benzene (TBB) have been investigated as a function of ionic strength by varying the nitrate ion and perchlorate ion concentrations. The influence of the hydrogen ion concentration has also been investigated. Distribution ratios between 0.03-12 and 0.003-0.8 have been found for Am(III) and Eu(HI), respectively, but there were no attempts to maximize these values. It has been shown that the distribution ratios decrease with increasing amounts of ClO4-, NO3-, and H+. The mechanisms, however, by which the decrease occurs, are different. In the case of increasing perchlorate ion concentration, the decrease in extraction is linear in a log-log plot of the distribution ratio vs. the ionic strength, while in the nitrate case the complexation between nitrate and Am or Eu increases at high nitrate ion concentrations and thereby decreases the distribution ratio in a non-linearway. The decrease in extraction could be caused by changes in activity coefficients that can be explained with specific ion interaction theory (SIT); shielding of the metal ions, and by nitrate complexation with Am and Eu as competing mechanism at high ionic strengths. The separation factor between Am and Eu reaches a maximum at similar to1 M nitrate ion concentration. Thereafter the values decrease with increasing nitrate ion concentrations.

Solvent extraction of Am(III) and Eu(III) from nitrate solution using synergistic mixtures of n-tridentate heterocycles and chlorinated cobalt dicarbollide

The separation by solvent extraction of Am-241(III) from Eu-152(III), in 1 M NaNO3 weakly acidic (pH 4) aqueous solutions, into dilute (ca. 10(-2) M) solutions of triazinylbipyridine derivatives (diethylhemi-BTP or di(benzyloxyphenyl) hemi-BTP) and chlorinated cobalt dicarbollide (COSAN) in 1-octanol or nitrobenzene has been studied. The N-tridentate heterocyclic ligands, which are selective for Am(III) over Eu(III), secured efficient separation of the two metal ions, while COSAN, strongly hydrophobic and fully dissociated in polar diluents, enhanced the extraction of the metal ions by ion-pair formation. Molecular interactions between the two co-extractants, observed at higher concentrations, led to the precipitation of their 1: 1 molecular adduct. In spite of that, efficient separations of Am and Eu ions were attained, with high separation factors, SFAm/Eu of 40 and even 60, provided the concentration of hemi-BTP was significantly greater than that of COSAN. Excess COSAN concentrations caused an antagonistic effect, decreasing both the distribution ratio of the metal ions and their separation factor.

Interaction of 6,6′′-bis(5,5,8,8-tetramethyl-5,6,7,8-tetrahydro-1,2,4-benzotriazin-3-yl)-2,2′:6′,2′′-terpyridine (CyMe4-BTTP) with some trivalent ions such as lanthanide(iii) ions and americium(iii)

The new ligand 6,6 ''-bis(5,5,8,8-tetramethyl-5,6,7,8-tetrahydro-1,2,4-benzotriazin-3-yl)2,2':6 ',2 ''-terpyridine (CyMe4-BTTP) has been synthesized in 4 steps from 2,2':6',2 ''-terpyridine. Detailed NMR and mass spectrometry studies indicate that the ligand forms 1 : 2 complexes with lanthanide(III) perchlorates where the aliphatic rings are conformationally constrained whereas 1 : 1 complexes are formed with lanthanide(III) nitrates where the rings are conformationally mobile. An optimized structure of the 1 : 2 solution complex with Yb(III) was obtained from the relative magnitude of the induced paramagnetic shifts. X-Ray crystallographic structures of the ligand and of its 1 : 1 complex with Y(III) were also obtained. The NMR and mass spectra of [Pd(CyMe4-BTTP)](n)(2n+) are consistent with a dinuclear double helical structure (n = 2). In the absence of a phase-modifier, CyMe4-BTTP in n-octanol showed a maximum distribution coefficient of Am(III) of 0.039 (+/-20%) and a maximum separation factor of Am(III) over Eu(III) of 12.0 from nitric acid. The metal(III) cations are extracted as the 1 : 1 complex from nitric acid. The generally low distribution coefficients observed compared with the BTBPs arise because the 1 : 1 complex of CyMe4-BTTP is considerably less hydrophobic than the 1 : 2 complexes formed by the BTBPs. In M(BTTP)(3+) complexes, there is a competition between the nitrate ions and the ligand for the complexation of the metal.