Molecular Lego (R): non-centrosymmetric alignment within interdigitating layers

(E)-N-Hexadecyl-4-[2-(4-octadecyloxynaphthyl) ethenyl] quinolinium bromide, which has a wide-bodied chromophore and terminal n-alkyl groups, adopts a U-shape when spread at the air-water interface but a stretched conformation when compressed to ca. 35 mN m(-1). The high-pressure phase has a narrow stability range prior to collapse but may be extended from 40 to 60 mN m(-1) by co-spreading the dye in a 1 : 1 ratio with docosanoic acid. The mixed Langmuir-Blodgett (LB) film has a monolayer thickness of 4.6 +/- 0.2 nm which decreases to 2.5 +/- 0.1 nm layer(-1) in the bulk, the reduction arising from an interdigitating layer arrangement, both top and bottom. It is the first example of LB-Lego(R) and, in addition, represents the only fully interdigitating structure with non-centrosymmetrically aligned chromophores. They are tilted 38 degrees from the substrate normal. The second-harmonic intensity increases quadratically with the number of layers, i.e. as I-(N)(2 omega) = (I(1)N2)-N-2 omega, with a second-order susceptibility of chi ((2))(zzz) = 30 pm V-1 at 1064 nm for refractive indices of n(omega) = 1.55 and n(2 omega) = 1.73, d = 2.5 nm layer(-1) and phi = 38 degrees. Angle resolved X-ray photoelectron spectra (XPS) of these films provide no evidence of the bromide counterion, which suggests that it is replaced by OH 2 or HCO3-, which occur naturally in the aqueous subphase, or C21H43COO- from the co-deposited fatty acid. This probably applies to all cationic dyes deposited by the LB technique.

Universal state inversion and concurrence in arbitrary dimensions

Wootters [Phys. Rev. Lett. 80, 2245 (1998)] has given an explicit formula for the entanglement of formation of two qubits in terms of what he calls the concurrence of the joint density operator. Wootters's concurrence is defined with the help of the superoperator that flips the spin of a qubit. We generalize the spin-flip superoperator to a universal inverter, which acts on quantum systems of arbitrary dimension, and we introduce the corresponding generalized concurrence for joint pure states of D-1 X D-2 bipartite quantum systems. We call this generalized concurrence the I concurrence to emphasize its relation to the universal inverter. The universal inverter, which is a positive, but not completely positive superoperator, is closely related to the completely positive universal-NOT superoperator, the quantum analogue of a classical NOT gate. We present a physical realization of the universal-NOT Superoperator.

Biodegradation of high strength phenolic wastewater using SBR

This investigation demonstrates the capability of a bench-scale sequencing batch reactor (SBR) to biodegrade an inhibitory substrate at a high loading rate. A SBR loading rate of 3.12 kg phenol.m(-3)d(-1) (2.1 g COD.g(-1) MLVSS d(-1)) with a COD removal efficiency of 97% at a SRT of 4 days and a HRT of 10 hours was achieved; this rate was not reached before. The SBR was operated at 4 hours cycle, including 3 hours react phase. The synthetic wastewater of 1300 mg/L phenol was the sole carbon source. Oxygen uptake rates (OUR) were monitored in-situ at various stages of the SBR. The oxygen mass transfer coefficient, K(L)a, of 12.6 h(-1) was derived from respirometry. Use of respirometry in SBR aided the tracking of the soluble substrate through OUR.

Cytochrome P450(cin) (CYP176A), isolation, expression, and characterization

Cytochromes P450 are members of a superfamily of hemoproteins involved in the oxidative metabolism of various physiologic and xenobiotic compounds in eukaryotes and prokaryotes. Studies on bacterial P450s, particularly those involved in monoterpene oxidation, have provided an integral contribution to our understanding of these proteins, away from the problems encountered with eukaryotic forms. We report here a novel cytochrome P450 (P450(cin), CYP176A1) purified from a strain of Citrobacter braakii that is capable of using cineole 1 as its sole source of carbon and energy. This enzyme has been purified to homogeneity and the amino acid sequences of three tryptic peptides determined. By using this information, a PCR-based cloning strategy was developed that allowed the isolation of a 4-kb DNA fragment containing the cytochrome P450(cin) gene (cinA). Sequencing revealed three open reading frames that were identified on the basis of sequence homology as a cytochrome P450, an NADPH-dependent flavodoxin/ferrodoxin reductase, and a flavodoxin. This arrangement suggests that P450(cin) may be the first isolated P450 to use a flavodoxin as its natural redox partner. Sequencing also identified the unprecedented substitution of a highly conserved, catalytically, important active site threonine with an asparagine residue. The P450 gene was subcloned and heterologously expressed in Escherichia coli at similar to2000 nmol/liter of original culture, and purification was achieved by standard protocols. Postulating the native E. coli flavodoxin/flavodoxin reductase system might mimic the natural redox partners of P450,in, it was expressed in E. coli in the presence of cineole 1. A product was formed in vivo that was tentatively identified by gas chromatography-mass spectrometry as 2-hydroxycineole 2. Examination of P450(cin) by UV-visible spectroscopy revealed typical spectra characteristic of P450s, a high affinity for cineole 1 (K-D = 0.7 mum), and a large spin state change of the heme iron associated with binding of cineole 1. These facts support the hypothesis that cineole 1 is the natural substrate for this enzyme and that P450(cin) catalyzes the initial monooxygenation of cineole 1 biodegradation. This constitutes the first characterization of an enzyme involved in this pathway.

Exploring privileged structures: the combinatorial synthesis of cyclic peptides

Head-to-tail cyclic peptides have been reported to bind to multiple, unrelated classes of receptor with high affinity. They may therefore be considered to be privileged structures. This review outlines the strategies by which both macrocyclic cyclic peptides and cyclic dipeptides or diketopiperazines have been synthesised in combinatorial libraries. It also briefly outlines some of the biological applications of these molecules, thereby justifying their inclusion as privileged structures.

Microstructural evolution of the Serido Belt, NE-Brazil: the effect of two tectonic events on development of c-axis preferred orientation in quartz

The polyphase evolution of the Serido Belt (NE-Brazil) includes D, crust formation at 2.3-2.1 Ga, D-2 thrust tectonics at 1.9 Ga and crustal reworking by D-3 strike-slip shear zones at 600 Ma. Microstructural investigations within mylonites associated with D-2 and D-3 events were used to constrain the tectono-thermal evolution of the belt. D-2 shear zones commenced at deeper crustal levels and high amphibolite facies conditions (600-650 degreesC) through grain boundary migration, subgrain rotation and operation of quartz Q-prism slip. Continued shearing and exhumation of the terrain forced the re-equilibration of high-T fabrics and the switching of slip systems from (c)-prism to positive and negative (a)-rhombs. During D-3, enhancement of ductility by dissipation of heat that came from syn-D-3 granites developed wide belts of amphibolite facies mylonites. Continued shearing, uplift and cooling of the region induced D-3 shear zones to act in ductile-brittle regimes, marked by fracturing and development of thinner belts of greenschist facies mylonites. During this event, switching from (a)-prism to a basal slip indicates a thermal path from 600 to 350 degreesC. Therefore, microstructures and quartz c-axis fabrics in polydeformed rocks from the Serido Belt preserve the record of two major events, which includes contrasting deformation mechanisms and thermal paths. (C) 2003 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Caracterização da ontogenética do pau-brasil

As ações de reflorestamento com o pau-brasil (Caesalpinia echinata Lam.) depende de informações de suas características ecofisiológicas sujeitas às variações ontogenéticas e ambientais. O objetivo desse trabalho foi caracterizar alguns aspectos morfológicos, anatômicos, fisiológicos e estruturais de parede celular de C. echinata nas fases juvenil, jovem e adulto em condições naturais em um fragmento da Floresta Atlântica. Foi analisada a biometria, concentração de nutrientes e dos pigmentos cloroplastídicos dos foliólulos, anatomia foliar e do xilema secundário do caule e a constituição dos polímeros estruturais de parede celular. Os indivíduos juvenis localizados no estrato inferior da floresta se destacaram pela maior área foliar específica e maiores teores de pigmentos cloroplastídicos bem como pelas maiores dimensões de suas células guardas associado às maiores concentrações de K e Ca foliar. Estruturalmente, os indivíduos juvenis apresentaram menores elementos de vasos e teores de lignina. Os indivíduos jovens apresentaram valores intermediários das variáveis analisadas. Já os indivíduos adultos, cujas copas alcançavam o dossel, se destacaram pelo maior espessamento do limbo, da cutícula e do parênquima lacunoso, teor de água foliar, densidade estomática e teor de lignina foliar e caulinar cuja capacidade de síntese foi associada ao maior teor de P foliar. O conteúdo de celulose foliar e caulinar não variou entre as diferentes fases ontogenéticas. As hemiceluloses são do tipo xilanos com possibilidade de presença de xiloglucano dada a maior fração de xilose (±12% MS) e galactose (±1% MS). A glucose foi o monossacarídeo mais representativo (±40% MS) sem diferenças ontogenéticas. As diferenças morfológicas, anatômicas, fisiológicas e estruturais parecem, também, estarem sob controle da irradiância mais intensa na copa dos indivíduos adultos. Os resultados denotam que o plantio consorciado com espécies de crescimento rápido seja a melhor ação para o reflorestamento de C. echinata.

Avaliação de clones de seringueira para a região noroeste do Estado de São Paulo

RESUMOSão Paulo é o Estado no qual clones de seringueira (Hevea brasiliensisWilld. ex Adr. de Juss.) Muell. Arg. têm apresentado maior produtividade de borracha, no Brasil. O objetivo deste estudo foi avaliar a produção de borracha e o vigor de 14 clones de seringueira, implantados na região de Votuporanga, além de averiguar mudanças na tendência da correlação anual, para analisar a possibilidade de uma seleção precoce, com base nos caracteres estudados. Para isso, a produção de borracha, em gramas árvore-1sangria-1, foi avaliada, utilizando-se o sistema de sangria 1/2S d/4 5d/7 11m/y ET 2,5%. O período de avaliação da produção de borracha foi de oito anos. O vigor, também, foi analisado, medindo-se o perímetro do caule por 16 anos. Os clones IRCA 111 e PB 235 tiveram os melhores desempenhos de produção de borracha. Os clones IAC 15 e IAC 44 apresentaram os melhores resultados de vigor. As correlações genéticas e fenotípicas foram significativas e positivas entre todos os anos de produção. Para o vigor, a significância dos coeficientes de correlação genotípica e fenotípica diferiram na pré-sangria e na pós-sangria. Pelos valores de produção de borracha observados, os clones IRCA 111 e PB 235 são considerados favoráveis à recomendação em pequena escala para a região de Votuporanga. Com base nos resultados obtidos, é possível realizar uma seleção precoce para o caráter de produtividade, usando-se os dados obtidos no primeiro ano de avaliação. Por causa das diferenças observadas entre os períodos de pré-sangria e pós-sangria, não é aconselhável realizar uma seleção precoce no período de pré-sangria, visando ao caráter de vigor.

Síntese e Avaliação Biológica de Novas Saponinas Imunoactivas

A saponina QS21 é uma saponina natural extraída da casca das árvores endémicas da América do Sul conhecida por desempenhar um papel importante como adjuvante de vacinas. O objectivo deste estudo foi determinar se os análogos sintéticos mais simples da QS-21 podem induzir respostas imunes com igual vantagem. Para isso, foram desenhados e sintetizados os ácidos 3-ß -O-(ß -D-xilopiranosil)-(1? 3)-[(ß -D-galactopiranosil)-(1? 2)]-6-ß -Dglucurónicos derivados de colestanol e amirina 1 e 2, respectivamente, ligando primeiro resíduos glucósidos ao terpeno e estendendo depois a cadeia de açúcar. A sua actividade adjuvante foi avaliada in vitro através da secreção de mediadores pró-inflamatórios de células IL-6 e IL-1, TNF-a e NO e os níveis de IgG no soro depois da estimulação in vivo das células apresentadoras de antigénio (APCs) . Os compostos 1 e 2 foram bastante mais citotóxicos para as células tumorais J744A.1 de murino do que a QS21 e mostraram menos actividade hemolítica indesejada nos glóbulos vermelhos do que a QS-21, mas não induziram respostas citotóxicas CD8 fortes após uma única injecção, o que aconteceu no processo de imunização com ovalbumina e QS-21. Apesar de os análogos 1 e 2 apresentarem boa actividade adjuvante in vitro, a ausência do grupo aldeído e da cadeia acilo é provavelmente o que afecta negativamente as propriedades das saponinas simplificadas para induzir células T citotóxicas activas em ratinhos.

Staphylococcus aureus enterotoxigênico em doces cremosos vendidos em padarias e confeitarias do município de São Paulo, Brasil

A partir de 100 amostras de doces cremosos coletados em 40 padarias e confeitarias da cidade de São Paulo (Brasil), foi realizada a contagem de S. aureus por grama de alimento. As cepas isoladas, após terem sido identificadas morfológica e bioquimicamente, foram submetidas a provas de fagotipagem e à verificação da capacidade produtora de enterotoxina. Das 100 amostras de doces examinadas, 38,0% foram positivas para S. aureus e originárias de 21 (52,5%) dos 40 estabelecimentos visitados. Do total de doces analisados, 7% foram positivos para cepas enterotoxigênicas sendo 5% do tipo C, 1% do B e 1% do D. das 76 cepas isoladas de S. aureus, 39(51,5%) revelaram-se não fagotipáveis. Das fatotipáveis houve predominância das que foram usadas por fagos do grupo I isoladamente (21,2%) ou em associação com fagos de outros grupos (35,5%). Cepas não tipáveis de S. aureus estavam presentes em 76,2% dos estabelecimentos em que houve amostras positivas para esta bactéria.

Utilidade do PET/CT na caracterização do nódulo solitário pulmonar

Introdução – O cancro de pulmão/traqueia e brônquios é a principal causa de morte por neoplasia na União Europeia. A técnica de duas aquisições de imagem em tempos diferentes no Positron Emission Tomography/Computed Tomography (PET/CT) tem sido referenciada em alguns artigos como uma mais-valia no diagnóstico do cancro do pulmão. O objectivo deste estudo consiste em avaliar a eficiência diagnóstica do PET/CT com a aquisição das duas imagens em tempos diferentes na caracterização do nódulo solitário pulmonar (NSP), tendo em conta a histologia e o tamanho do nódulo. Metodologia – Foram analisados 115 NSP, num total de 110 pacientes, dos quais 65 nódulos eram malignos. Adquiriram-se duas imagens, a primeira a um tempo médio de 52 minutos e a segunda a um tempo médio de 125 minutos após administração do 18F-2-fluoro-2-deoxi-D-glucose (18F-FDG). Para a análise das imagens obteve-se o standard uptake value máximo (SUVmax) e a percentagem de variação dos SUVmax (%variação). Resultados – A %variação apresenta valores de eficiência diagnóstica superiores à análise dos SUVmax em separado. Existem também diferenças significativas na histologia e no SUVmax, registando-se um aumento do SUVmax2 comparativamente ao SUVmax1 nas patologias malignas. Conclusão – A técnica da aquisição de duas imagens em tempos diferentes mostrou ser mais eficaz na caracterização do NSP do que a análise de apenas uma imagem.

Factores que influenciam a estabilidade da 18F-FDG

Introdução – A ausência de um ciclotrão para produção da 2-[18F]Flúor-2-deoxi-D-glucose (18F-FDG) é, actualmente, uma realidade para a maior parte dos centros onde se realizam exames de Tomografia por Emissão de Positrões (TEP), sendo importante garantir a qualidade deste radiofármaco desde o momento da sua síntese até à administração ao doente. O objectivo do estudo é demonstrar a influência dos parâmetros temperatura, pH, concentração radioactiva (CR) e tempo na pureza radioquímica da 18F-FDG. Metodologia – Analisou-se o pH e a pureza radioquímica [por cromatografia em camada fina (CCF)] de seis amostras de 18F-FDG com diferentes CR e em diferentes tempos e temperaturas. Resultados – Registou-se um aumento da percentagem de 18F- aquando do aumento do tempo. Contudo, os resultados não comprovam que a diluição das amostras diminui a degradação do 18F-FDG. No entanto, comparando apenas as amostras diluídas (185 e 740 MBq/ml), observa-se uma relação positiva entre a CR e a percentagem de 18F-. Verificou-se ainda um aumento da percentagem de 18F- nas temperaturas mais elevadas. Conclusão – Sugere-se a diluição das amostras de 18F-FDG e que o tempo de armazenamento não seja muito longo. As amostras devem ainda encontrar-se a temperatura e pH estáveis.

Application of GIS-based multi-criteria analysis for site selection of aquifer recharge with reclaimed water

Reclaimed water from small wastewater treatment facilities in the rural areas of the Beira Interior region (Portugal) may constitute an alternative water source for aquifer recharge. A 21-month monitoring period in a constructed wetland treatment system has shown that 21,500 m(3) year(-1) of treated wastewater (reclaimed water) could be used for aquifer recharge. A GIS-based multi-criteria analysis was performed, combining ten thematic maps and economic, environmental and technical criteria, in order to produce a suitability map for the location of sites for reclaimed water infiltration. The areas chosen for aquifer recharge with infiltration basins are mainly composed of anthrosol with more than 1 m deep and fine sand texture, which allows an average infiltration velocity of up to 1 m d(-1). These characteristics will provide a final polishing treatment of the reclaimed water after infiltration (soil aquifer treatment (SAT)), suitable for the removal of the residual load (trace organics, nutrients, heavy metals and pathogens). The risk of groundwater contamination is low since the water table in the anthrosol areas ranges from 10 m to 50 m. Oil the other hand, these depths allow a guaranteed unsaturated area suitable for SAT. An area of 13,944 ha was selected for study, but only 1607 ha are suitable for reclaimed water infiltration. Approximately 1280 m(2) were considered enough to set up 4 infiltration basins to work in flooding and drying cycles.

Optimização do tratamento por lamas activadas do efluente líquido da Mundotêxtil

A Mundotêxtil foi fundada em 1975 tendo iniciado a sua actividade na área comercial de produtos têxteis. Actualmente é o maior produtor nacional de atoalhados de felpo e emprega 575 colaboradores. Como resultado do seu crescimento e sobretudo da actividade de tingimento de fio e felpo, as necessidades de água são consideráveis e o volume de efluentes gerados nos processos industriais é cada vez maior a empresa avançou com a construção de uma estação de tratamento por lamas activadas, colocando-a em funcionamento em Setembro de 2004. Inicialmente surgiram dificuldades para a remoção da cor e da concentração da Carência Química de Oxigénio (CQO) de modo a cumprir os limites máximos de emissão permitidos nas normas de descarga no rio Ave e no Decreto-Lei nº 236/98, de 1 de Agosto. Com a descarga de parte dos efluentes no SIDVA e a utilização de um coagulante adicionado ao reactor o tratamento passou a apresentar melhores resultados. O intuito deste trabalho é o de apresentar soluções de modo a optimizar o funcionamento do tratamento biológico da Mundotêxtil. A optimização pode começar na concepção dos produtos, pode incidir no processo de fabrico para além de poder ser efectuada no seio da estação de tratamento biológico. Foi efectuado um estudo do tratamento biológico por lamas activadas no Laboratório de Tecnologia Química Profª Doutora Lída de Vasconcelos, laboratório tecnológico do Instituto Superior de Engenharia do Porto (ISEP) que decorreu nos meses de Maio, Junho e Julho de 2010. O estudo laboratorial foi efectuado para três situações distintas: 1) tratamento do efluente bruto sem qualquer tipo de pré-tratamento (ensaios 1 a 3); 2) tratamento do efluente bruto submetido a pré-tratamento com coagulante Ambifloc BIO MD (ensaios 4 e 5) e 3) tratamento com adição de fungos ao tanque de arejamento (ensaio 6). Foram utilizadas duas instalações de tratamento alimentadas a partir do mesmo tanque de alimentação. Os dois sistemas eram idênticos, diferiram nos caudais de alimentação de efluente que foram alterados ao longo do estudo. O efluente a tratar foi fornecido pela empresa Mundotêxtil, sendo recolhido por diversas vezes ao longo dos ensaios. Este efluente foi retirado após o pré-tratamento da empresa, ou seja este efluente é o mesmo que alimenta o tratamento biológico da Mundotêxtil. Devido a este facto o efluente usado no estudo laboratorial teve uma variabilidade no período em que decorreu o estudo, nomeadamente em termos de concentração de CQO e cor. A relação entre a Carência Bioquímica (CBO5) e a CQO situouse entre 0,47 e 0,63 o que traduz que está dentro dos valores típicos para um efluente têxtil. Os melhores resultados globais de remoção de CQO foram obtidos no ensaio 5 e estiveram compreendidos entre 73,2% e 77,5% para o ensaio 5.1 e entre 62,9 e 73,2% para o ensaio 5.2. Neste ensaio foi utilizado o coagulante. Todos os valores de concentração de CQO obtidos nos efluentes dos decantadores para os ensaios 2, 5 e 6 são inferiores aos valores limite de descarga definidos nas normas de descarga no rio Ave e o Decreto-Lei 236/98. Os valores de concentração de Sólidos Suspensos Totais (SST), pH, fósforo, CBO5 e cor nos decantadores cumpriram os limites de descarga definidos nas normas de descarga no rio Ave e no Decreto-Lei nº 236/98 em todos os ensaios. Os parâmetros cinéticos obtidos para os ensaios com descorante são os que melhor se ajustam ao projecto de uma instalação de tratamento biológico por lamas activadas do efluente da Mundotêxtil. Os valores obtidos, após ajuste, são os seguintes: k=0,015 L/(mgSSV*d); Sn=12 mg/L; a=0,7982 kgO2/kgCBO5; b=0,0233 [kgO2/(kgSSV*d); y=0,2253 kgSSV/kgCBO5; kd=0,0036 kgSSV/(kgSSV*d. Com base nos parâmetros cinéticos obtiveram-se os seguintes resultados para o projecto de uma estação de tratamento biológico por lamas activadas: · Tempo de retenção hidráulica no reactor de 1,79 d, · Volume do reactor igual a 3643 m3 · Consumo de oxigénio no reactor de 604 kg/d · Razão de recirculação igual a 0,8 · Volume total do decantador secundário igual a 540 m3 · Diâmetro do decantador secundário igual a 15 m A quantidade de oxigénio necessário é baixa e o valor mais adequado deverá ser da ordem de 1200 kg/d. Também foi efectuada uma análise aos produtos químicos consumidos pela empresa na área das tinturarias com a finalidade de identificar as substâncias com uma maior influência potencial no funcionamento da Estação de Tratamento Biológico. O encolante CB, Cera Têxtil P Líquida, Perfemina P-12, Meropan DPE-P, Meropan BRE-P, Indimina STS e Benzym TEC são os produtos químicos que têm uma influência potencial mais significativa na qualidade dos efluentes. Devido ao facto das temperaturas do efluente alimentado ao tratamento biológico da Mundotêxtil oscilarem entre 35 ºC e 43ºC efectuou-se um estudo às necessidades de água quente das tinturarias e por outro lado à capacidade de aquecimento dos efluentes disponíveis. Actualmente a racionalização dos consumos de água é cada vez mais premente, por isso também é apresentado neste trabalho um estudo para a substituição das máquinas convencionais das tinturarias com uma relação de banho 1:10 por máquinas de banho curto (1:6,5). Verifica-se a redução de consumos de 40% de água, 52% de energia eléctrica, 35% de produtos químicos, 51% das necessidades de vapor e por consequência um aumento da produtividade. A empresa pode reduzir os consumos de água em cerca de 280.000 m3/ano. A utilização do pré-tratamento com o coagulante permitirá baixar a concentração da CQO e reduzir a cor à entrada do reactor tratamento biológico. Deste modo é possível manter um tratamento eficiente à saída do tratamento biológico nas situações de descarga de cores carregadas e carga orgânica elevada. Com este conjunto de soluções, quer sejam aplicadas na totalidade ou não, a empresa Mundotêxtil pode enfrentar o futuro com mais confiança podendo estar preparada para fazer face à escassez de água e custos cada vez maiores da energia. Por outro lado pode tratar os seus efluentes a custos menores. A substituição das máquinas de tingimento por máquinas com relação de banho mais baixa (banho curto) implica investimentos elevados mas estes investimentos são necessários não só por motivos ambientais mas também devido à grande competitividade dos mercados.

Avaliação da viabilidade miocárdica pós-enfarte: Gated-SPECT versus Gated-PET

Mestrado em Medicina Nuclear - Ramo de especialização: Tomografia por Emissão de Positrões