Síntesis de nuevos catecoles como precursores de materiales adhesivos bioinspirados

En nuestro grupo de investigación y en colaboración con el Doctor Daniel Ruiz-Molina del Centro de Investigación en Nanociencia y Nanotecnología (CIN2) de este campus universitario, hemos iniciado un proyecto que se plantea lograr biomimetizar ciertas proteínas adhesivas de moluscos, cuya adherencia se debe a la presencia de la funcionalidad catecol. El objetivo es poder desarrollar nuevos materiales adhesivos basados en esa funcionalidad, siendo necesaria por lo tanto el desarrollar protocolos sintéticos para la obtención de compuestos tipo catecol convenientemente sustituidos. Concretamente, en el presente trabajo de Master en Experimentación Química se ha conseguido la síntesis de los nuevos catecoles 1 y 2, que incorporan en su estructura una cadena alquílica acabada con la funcionalidad tiol, con el fin de poder desarrollar más adelante superficies o nanopartículas de oro adhesivas. Para la síntesis del 4-(3’-mercaptopropil)catecol 1 se ha puesto a punto una ruta de obtención partiendo del producto comercial eugenol, consistente en 3 etapas sintéticas y con un rendimiento global cercano al 70%. También se ha desarrollado una ruta sintética para el 4-(7’-mercaptopropil)catecol 2 que parte del 3,4-dimetoxibenzaldehído, y consta de 6 etapas, presentando un rendimiento global del 25%.

Enhanced antitumor activity of doxorubicin in breast cancer through the use of poly(butylcyanoacrylate) nanoparticles.

The use of doxorubicin (DOX), one of the most effective antitumor molecules in the treatment of metastatic breast cancer, is limited by its low tumor selectivity and its severe side effects. Colloidal carriers based on biodegradable poly(butylcyanoacrylate) nanoparticles (PBCA NPs) may enhance DOX antitumor activity against breast cancer cells, thus allowing a reduction of the effective dose required for antitumor activity and consequently the level of associated toxicity. DOX loading onto PBCA NPs was investigated in this work via both drug entrapment and surface adsorption. Cytotoxicity assays with DOX-loaded NPs were performed in vitro using breast tumor cell lines (MCF-7 human and E0771 mouse cancer cells), and in vivo evaluating antitumor activity in immunocompetent C57BL/6 mice. The entrapment method yielded greater drug loading values and a controlled drug release profile. Neither in vitro nor in vivo cytotoxicity was observed for blank NPs. The 50% inhibitory concentration (IC50) of DOX-loaded PBCA NPs was significantly lower for MCF-7 and E0771 cancer cells (4 and 15 times, respectively) compared with free DOX. Furthermore, DOX-loaded PBCA NPs produced a tumor growth inhibition that was 40% greater than that observed with free DOX, thus reducing DOX toxicity during treatment. These results suggest that DOX-loaded PBCA NPs have great potential for improving the efficacy of DOX therapy against advanced breast cancers.

Estudi del comportament de materials nanoestructurats en el tractament d'aigües contaminades amb arsènic

El SPION (Super Paramagnetic Iron Oxide Nanoparticles) ha estat estudiat com un nou adsorbent per eliminar l’arsènic d’aigües contaminades. Les condicions òptimes de treball es van assolir per un pH de 3,6 i per concentracions inferiors als 100ppm. No es van trobar interferències significatives produïdes pels cations Cu, Ni i Zn en l’adsorció de l’As, sent el fosfat l’anió que més interfereix. Una esponja de cel·lulosa s’ha utilitzat com a suport del SPION, per disminuir les agregacions de les nanopartícules en suspensió i per proporcionar una material adequat per l’adsorció en continu, experiment amb columnes. Així, es va obtenir un augment de la capacitat d’adsorció del SPION per l’As(V), mentre que per l’As(III) continua sent baixa, per tant s’augmenta la selectivitat per l’As(V). Les interferències aniòniques afecten d’igual manera a l’adsorció de l’As(III) i l’As(V) quan l’adsorció és en continu o en discontinu. Els cations metàl·lics no interfereixen en l’adsorció de l’arsènic, a excepció del coure que és adsorbit i porta a la disminució de l’adsorció d’arsènic.

Síntesis y caracterización de complejos mononucleares de rutenio que incorporan estructuras azobencénicas y fosfónicas. Aplicación en catalisis homogénea y heterogénea

Los azobencenos son compuestos extensamente utilizados en la industria. Éstos contienen un grupo funcional azo que gracias a su isomerización reversible (E)/(Z) foto-inducida y específica del grupo N=N, ha llevado a la utilización de este tipo de compuestos para la generación de interruptores moleculares. En este trabajo se pretende aplicar este peculiar comportamiento del grupo azo a la catálisis heterogénea de epoxidación de alquenos, con la idea de activar y desactivar a voluntad la actividad de sistemas catalíticos de rutenio inmovilizados sobre nanopartículas mediante la acción de un estímulo externo, la luz.

Sintesis por implantacion ionica de nanocristales semiconductores para dispositivos en tecnologia de Si

En este artículo se estudia la síntesis de nanocristales semiconductores elementales y compuestos elaborados por implantación iónica en SiO2. En el caso de los nanocristales de Si, se ha desarrollado un estudio sistemático que correlaciona las características de los precipitados y sus propiedades de luminiscencia. Nanopartículas de Ge, que presentan menor emisión pero mayor contraste en Microscopía Electrónica de Transmisión, han sido fabricadas para desarrollar un nuevo método de medida de la densidad de nanocristales en matrices amorfas. Por otro lado, nanopartículas de ZnS dopadas con Mn han sido elaboradas por primera vez con esta técnica, observando la emisión de un pico de luminescencia característico de una transición intra-Mn. Finalmente, se presentan los primeros resultados ópticos de capas coimplantadas con Si+ y C+, que muestran la presencia de tres picos intensos de luminescencia en las regiones roja, verde y azul del espectro visible, que ha sido relacionada con la presencia de diferentes tipos de nanopartículas. Cabe destacar que la emisión simultánea de los tres picos ha permitido la observación de una intensa emisión de luz blanca.

Atividades de quitinase e beta-1,3-glucanase após eliciação das defesas do tomateiro contra a mancha-bacteriana

O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência de eliciadores biológicos e químicos sobre as atividades de duas proteínas relacionadas à patogênese (PR), quitinase e beta-1,3-glucanase, em folhas de tomateiro, e avaliar o potencial desses eliciadores na redução do progresso da mancha-foliar causada por Xanthomonas campestris pv. vesicatoria. Plantas de tomateiro da cultivar Santa Cruz Kada foram pulverizadas com: acibenzolar-S-metil (ASM; 0,2 g L-1); formulação biológica proveniente de biomassa cítrica, denominada Ecolife (5 mL L-1); suspensão de quitosana (MCp; 200 g L-1), proveniente de micélio de Crinipellis perniciosa; extrato aquoso de ramos de lobeira (Solanum lycocarpum) infectados por C. perniciosa (VLA; 300 g L-1). As plantas foram desafiadas com um isolado virulento da bactéria, quatro dias depois das pulverizações. Plantas pulverizadas com extratos biológicos mostraram redução da mancha-bacteriana. ASM proporcionou 49,3% de proteção, e foi igual à MCp e Ecolife e superior ao VLA. Este último não diferiu significativamente de MCp e Ecolife. Observou-se maior atividade das duas enzimas nas plantas tratadas, principalmente nas primeiras horas após as pulverizações.

Ativação de defesa em cacaueiro contra a murcha-de-verticílio por extratos naturais e acibenzolar-S-metil

O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial de extratos fúngicos e vegetais na redução da murcha-de-verticílio do cacaueiro, as atividades da peroxidase e polifenoloxidase e o conteúdo de lignina. Mudas de cacaueiro foram pulverizadas com filtrado de micélio de Rhizopus sp. (FMR), quitosana de Rhizopus sp. (QMR) e Trichoderma sp. (QMT), extratos de casca in natura e seca de maracujá, extrato metanólico de casca seca de frutos de maracujá (MMS) e acibenzolar-S-metil (ASM - 0.2 mg mL-1) e sete dias depois, submetidas à inoculação de Verticillium dahliae. O ASM reduziu a murcha-de-verticílio em 38,0%, seguido dos extratos FMR, QMT, MMS e QMR, que apresentaram reduções em 22,8, 20,1, 19,2 e 15,7%, respectivamente, em relação à testemunha. Plantas pulverizadas com ASM ou FMR seguidas de inoculação apresentaram aumento da atividade de peroxidase aos oito dias após a pulverização, comparadas às respectivas testemunhas, com pico aos 18 dias após a pulverização. ASM e FMR aumentaram a atividade de polifenoloxidase aos quatro dias após a pulverização. Maiores concentrações de lignina foram obtidas em plantas tratadas com FMR e FMR seguido de inoculação. FMR é um potencial indutor de resistência para manejo de murcha-de-verticílio em cacaueiro.

Controle alternativo de podridões pós‑colheita de framboesas

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de tratamentos pré-colheita sobre a ocorrência de podridões pós-colheita e sobre os atributos de qualidade de framboesas (Rubus idaeus L.) 'Heritage'. As frutas foram pulverizadas com um dos seguintes tratamentos: água destilada (controle), 6 g L-1 de quitosana, 100 mg L-1 de dióxido de cloro, Bacillus amyloliquefaciens, Curtobacterium pusillum ou Saccharomyces cerevisiae. Foram realizadas colheitas aos 3, 7 e 14 dias após a aplicação dos tratamentos. Após cada uma das colheitas, realizadas no estádio de maturação comercial (coloração rosa), as frutas foram inoculadas individualmente com suspensão de conídios (2x10(5) conídios mL-1) de Botrytis cinerea ou Rhizopus stolonifer. As frutas foram mantidas a 12±0,5ºC por sete dias e avaliadas quanto à incidência de podridões e quanto aos principais atributos de qualidade. Bacillus amyloliquefaciens, C. pusillum e S. cerevisiae proporcionaram menor área abaixo da curva de progresso da incidência das podridões por Botrytis e Rhizopus. Os agentes de controle biológico avaliados não interferem negativamente sobre os atributos de qualidade das frutas, e, portanto, são alternativas potenciais no controle de podridões pós-colheita de framboesas.

Uso de revestimento comestível e conservação pós-colheita de goiaba

Objetivou-se desenvolver um revestimento comestível antimicrobiano e avaliar sua eficiência na conservação de goiaba. Os frutos foram submetidos a cinco tratamentos: sem revestimento, revestimento de amido de mandioca, revestimento de amido de mandioca com ácido acético e revestimento de amido de mandioca com 1,0% e 1,5% de quitosana. As análises realizadas foram: cor da polpa e casca, firmeza, perda de massa, sólidos solúveis e contagem de fungos filamentosos e leveduras. A coloração verde da casca dos frutos tratados com revestimentos contendo 1,0% e 1,5% de quitosana foi mantida, e a coloração da polpa de todos os tratamentos mudou de rósea para vermelho intenso durante o armazenamento. Os frutos tratados com revestimento contendo quitosana apresentaram menor perda de massa quando comparados aos frutos-controle. Houve redução no teor de sólidos solúveis para os frutos-controle durante o armazenamento, enquanto nos outros tratamentos, o teor de açúcar foi mantido até o 8º dia. Os revestimentos antimicrobianos apresentaram menores contagens de fungos filamentosos e leveduras quando comparados ao controle. O uso de revestimentos comestíveis antimicrobianos contribui na conservação de goiaba, aumentando a vida útil pós-colheita.

Controle da antracnose na pós-colheita de bananas-'prata' com produtos alternativos aos agrotóxicos convencionais

Produtos alternativos aos agrotóxicos convencionais foram avaliados no controle da antracnose causada por Colletotrichum musae em pós-colheita de bananas 'Prata' [Musa spp. (AAB)]. Foram utilizados buquês com três frutos, com diâmetro médio de 32 mm a 36 mm, no estádio pré-climatérico, com coloração de casca totalmente verde. Os frutos foram pulverizados com uma suspensão de conídios de C. musae, na concentração de 2,5x10(5) conídios/mL e mantidos em câmara úmida a 25 ºC, por 24 horas. Após esse período, foram pulverizados com as caldas dos produtos alternativos extrato cítrico 'Biogermex', óleo de nim 'Organic Neem' e óleo de alho 'Probinatu', na concentração de 10,0 mL/L, óleo de pimenta-longa e óleo de cravo-da-índia na concentração de 5,0 mL/L e quitosana na concentração de 10,0 mg/mL, além do fungicida Tectoï SC (tiabendazol) na concentração de 0,65 mL/L. Água destilada foi utilizada como tratamento-testemunha. Os frutos tratados com quitosana, óleo de nim e óleo de alho tiveram a severidade da doença reduzida. O óleo de alho foi o produto mais eficiente, com redução também da incidência da doença. A qualidade dos frutos não foi depreciada por nenhum dos tratamentos alternativos nas concentrações utilizadas.

Conservação e teste de tetrazólio em sementes de jabuticabeira

O objetivo deste trabalho foi avaliar embalagem a vácuo e biofilme sobre a viabilidade de sementes de jabuticabeira [Plinia trunciflora (O. Berg) Kausel], bem como verificar a aplicabilidade do teste de tetrazólio em sementes dessa espécie. O experimento foi realizado no Laboratório de Fisiologia Vegetal e na Unidade de Ensino e Pesquisa Viveiro de Produção de Mudas Hortícolas, da Universidade Tecnológica Federal do Paraná - Câmpus Dois Vizinhos. O experimento foi em blocos ao acaso, em fatorial 2 (utilização de vácuo) x 3 (tipo de revestimento) x 5 (tempo de armazenamento), com quatro repetições de 50 sementes por unidade experimental. As sementes, após extraídas, foram separadas em dois lotes, sendo um para uso de embalagem a vácuo e outro não. A partir de cada lote, houve a divisão em três sublotes de acordo com o tipo de revestimento, quais sejam: fécula de mandioca (3% m v-1), quitosana (3% m v-1) e sem biofilme. Posteriormente, as sementes foram armazenadas em câmara fria, utilizando temperatura de 5± 1°C, por 7; 14;21; 28 e 35 dias. Foram analisadas as porcentagens de emergência, de viabilidade das sementes pelo teste de tetrazólio e o índice de velocidade de emergência. Recomenda-se armazenar as sementes de jabuticabeira em embalagem a vácuo. Na impossibilidade de utilizar embalagem a vácuo, as sementes desta fruteira devem ser revestidas com biofilme à base de quitosana ou fécula de mandioca. O teste de tetrazólio demonstrou-se viável e mais rápido para avaliar a viabilidade das sementes de jabuticabeira.

Controle da antracnose na pós-colheita de manga 'Ubá' com o uso de produtos alternativos

Foi avaliada a eficácia de produtos alternativos aos agroquímicos no controle da antracnose na pós-colheita de mangas 'Ubá'. Frutos fisiologicamente maduros foram pulverizados até o completo molhamento, com suspensão de conídios de Colletotrichum gloeosporioides, na concentração de 2,5 x 10(5) conídios/mL. Após a secagem ao ar, foram pulverizados com água destilada (testemunha), tween 20 (8 mL/L de solução), Prochloraz (1,10 mL de Sportak 450 EC/L de solução), óleo de alho (10 mL/L + 8 mL/L de tween 20), óleo de amêndoa de Acrocomia aculeata + leite em pó instantâneo (LPI) (25 mL/L+ 10 g LPI/L), óleo de amêndoa de A. aculeata + tween (25 mL/L + 8 mL/L de tween 20), biofertilizante agro-mos® (100 µL/L), óleo de neen (10 mL/L + 8 mL/L de tween 20), quitosana (10 mL/L + 8 mL/L de tween 20) e biomassa cítrica (10 mL/L + 8 mL/L tween 20).O solvente utilizado foi água destilada. Avaliaram-se o período de incubação, o período latente, a perda de massa fresca, a produção de CO² e, diariamente, a severidade e incidência da doença. Os períodos mais curtos de incubação da doença foram observados nos frutos tratados com óleo de neen, água + tween e biomassa cítrica, com aproximadamente cinco dias. O óleo de amêndoa de A. aculeata + LPI e agro-mos® foram os produtos que mais retardaram o aparecimento dos sintomas, impondo à doença o período de incubação de nove dias após a inoculação do patógeno. Quanto à severidade, o óleo de amêndoa de macaúba + LPI e o Prochloraz foram os mais eficientes em conter o crescimento do patógeno até o oitavo dia após a inoculação, sendo que, logo depois, os frutos tratados com óleo de amêndoa de A. aculeata + LPI se igualaram àqueles tratados com a maioria dos demais produtos. Os frutos tratados com óleo de amêndoa de A. aculeata + LPI e óleo de amêndoa de A. aculeata + tween manifestaram as estruturas do patógeno apenas após 13 e 14 dias de avaliação, respectivamente. As maiores perdas de massa foram observadas nos frutos tratados com óleo de alho e biomassa cítrica, com 8,31% e 8,44%, respectivamente, no dia 14. Quanto à produção de CO², o óleo de amêndoa de A. aculeata + LPI e óleo de amêndoa de A. aculeata + tween mantiveram a taxa respiratória crescente, sendo que, no dia 12 ocorreu um leve aumento na respiração. Dessa forma, conclui-se que, além do Prochloraz, o óleo de amêndoa de A. aculeata + LPI e óleo de amêndoa de A. aculeata + tween têm bom potencial para controle da antracnose em manga 'Ubá'.

Indução de resistência a Fusarium oxysporum f. sp. Tracheiphilum em Caupi: eficiência de indutores abióticos e atividade enzimática elicitada

Foram avaliados os efeitos de indutores abióticos em cultivares de caupi inoculadas com Fusarium oxysporum f. sp. tracheiphilum quanto à severidade, controle da doença e atividade enzimática. Para isso, plantas das cultivares IPA-206 e BR-17 Gurguéia com cinco dias de idade foram pulverizadas com soluções aquosas de ASM (5,0 g do i.a./100 L de água), BABA (1,5 mM) e quitosana (2,0 mg/mL), no primeiro par de folhas e inoculadas, após sete dias da germinação, com 20 mL de uma suspensão de 1 x 10(6) conídios/mL do isolado ISO-PE. A avaliação da severidade da doença foi realizada aos 25 dias após a germinação, através de escala de notas e índice de doença. As atividades das enzimas beta-1,3-glucanase, peroxidase e fenilalanina amônia liase (PAL) foram determinadas em plantas submetidas aos tratamentos anteriores, coletadas aos cinco e 10 dias após a inoculação. Foi observada diferença significativa entre os indutores e a testemunha, nas duas cultivares testadas, aos cinco e 10 dias, destacando-se o indutor ASM, proporcionando um controle da doença de 68,90% e 71,59% nas cultivares BR-17 Gurguéia e IPA-206, respectivamente. O indutor ASM apresentou melhores resultados nas atividades de beta-1,3-glucanase, peroxidase e PAL, destacando-se na cultivar IPA-206 nos dois períodos analisados. Os indutores BABA e quitosana diferiram da testemunha, na atividade de PAL e beta-1,3-glucanase, nessa mesma cultivar, aos cinco dias após a inoculação.

Avaliação da eficiência de diferentes agentes coagulantes na remoção de cor e turbidez em efluente de galvanoplastia

Neste trabalho avaliou-se a eficiência de diferentes agentes coagulantes no processo de coagulação/floculação no tratamento de efluente de uma indústria de galvanoplastia. Foram avaliados coagulantes do tipo inorgânico (cloreto férrico e sulfato de alumínio) e orgânico (quitosana e sementes de moringa, Tanfloc SG e Acquapol C1). Os parâmetros avaliados foram cor e turbidez. Os testes foram realizados em Jar-Test, utilizando uma velocidade de 120 rpm e um tempo de 1,5 min para a mistura rápida e 20 rpm e 15 min para a mistura lenta. O agente coagulante quitosana apresentou-se como mais promissor para a remoção de cor e turbidez em efluentes de galvanoplastia, removendo 97,76% de cor e 98,06% de turbidez, para a concentração de 7 ppm e tempo de sedimentação de 20 min.

Produtos naturais aplicados para manejo de Meloidogyne incognita em tomateiros

Este trabalho teve por objetivo avaliar o efeito de produtos naturais na expressão da resistência a Meloidogyne incognita em plantas de tomate produzidos organicamente. Os indutores Rocksil, Quitosana, Neemseto e Biopirol foram aplicados 5, 10 e 15 dias, em tratamentos independentes, antes da inoculação do patógeno através da pulverização foliar, utilizando-se duas dosagens para cada indutor. A inoculação do nematoide foi realizada 30 dias após o plantio, usando-se 5000 ovos/ planta. Avaliando-se o número de ovos e o fator de reprodução, 30 dias após a inoculação, observou-se que todos os tratamentos diferiram estatisticamente da testemunha, impedindo o aumento da população inicial do patógeno. Dentre os indutores, o indutor silicatado Rocksil foi o que apresentou os melhores resultados para o controle da meloidoginose em todas as épocas de aplicação e em todas as dosagens. Contudo, plantas tratadas com o produto apresentaram baixos pesos de parte aérea sugerindo que houve um custo adaptativo de resistência. Considerando-se o fator de reprodução não foram observadas diferenças estatísticas quando comparadas a dosagem e época de aplicação entre os indutores, com exceção da Quitosana aplicada aos 5 dias antes da inoculação e do Neemseto aplicado aos 15 dias antes da inoculação do nematóide.