Screening process for activity determination of conductive oxide electrodes for organic oxidation

A modified method for the calculation of the normalized faradaic charge (q fN) is proposed. The method involves the simulation of an oxidation process, by cyclic voltammetry, by employing potentials in the oxygen evolution reaction region. The method is applicable to organic species whose oxidation is not manifested by a defined oxidation peak at conductive oxide electrodes. The variation of q fN for electrodes of nominal composition Ti/RuX Sn1-X O2 (x = 0.3, 0.2 and 0.1), Ti/Ir0.3Ti0.7O2 and Ti/Ru0.3Ti0.7O2 in the presence of various concentrations of formaldehyde was analyzed. It was observed that electrodes containing SnO2 are the most active for formaldehyde oxidation. Subsequently, in order to test the validity of the proposed model, galvanostatic electrolyses (40 mA cm-2) of two different formaldehyde concentrations (0.10 and 0.01 mol dm-3) were performed. The results are in agreement with the proposed model and indicate that this new method can be used to determine the relative activity of conductive oxide electrodes. In agreement with previous studies, it can be concluded that not only the nature of the electrode material, but also the organic species in solution and its concentration are important factors to be considered in the oxidation of organic compounds.

Cyclic nitroxides inhibit the toxicity of nitric oxide-derived oxidants: mechanisms and implications

The substantial therapeutic potential of tempol (4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidinyloxy) and related cyclic nitroxides as antioxidants has stimulated innumerous studies of their reactions with reactive oxygen species. In comparison, reactions of nitroxides with nitric oxide-derived oxidants have been less frequently investigated. Nevertheless, this is relevant because tempol has also been shown to protect animals from injuries associated with inflammatory conditions, which are characterized by the increased production of nitric oxide and its derived oxidants. Here, we review recent studies addressing the mechanisms by which cyclic nitroxides attenuate the toxicity of nitric oxidederived oxidants. As an example, we present data showing that tempol protects mice from acetaminophen-induced hepatotoxicity and discuss the possible protection mechanism. In view of the summarized studies, it is proposed that nitroxides attenuate tissue injury under inflammatory conditions mainly because of their ability to react rapidly with nitrogen dioxide and carbonate radical. In the process the nitroxides are oxidized to the corresponding oxammonium cation, which, in turn, can be recycled back to the nitroxides by reacting with upstream species, such as peroxynitrite and hydrogen peroxide, or with cellular reductants. An auxiliary protection mechanism may be down-regulation of inducible nitric oxide synthase expression. The possible therapeutic implications of these mechanisms are addressed.

Estudo eletroquímico comparativo do aço ISO 5832-9 em diferentes meios de interesse biológico

Foi estudado o comportamento eletroquímico a 37°C do aço inoxidável ISO 5832-9, em meios de NaCl 0,9 %, de Ringer Lactato e meio mínimo de Eagle (MEM), por voltametria linear e análises da superfície por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e por espectroscopia por dispersão de energia (EDS). Foram feitos ensaios mecânicos e testes de toxicidade. O aço ISO 5832-9 se encontra passivado no potencial de corrosão e não apresenta corrosão por pite nos três meios estudados em toda faixa de potencial investigada, desde o potencial de corrosão até 50 mV acima do potencial de transpassivação. Em meio de MEM, no entanto, as análises por MEV e EDS mostraram que o referido aço, nesse valor mais elevado de potencial, apresentou um comportamento diferente, com perda das inclusões de óxido de manganês. Os potenciais de corrosão, Ecorr (potencial de circuito aberto estacionário) bem como os valores de densidade de corrente de passivação, variaram na seguinte ordem: Ecorr, RL < Ecorr, NaCl < Ecorr, MEM. e jMEM << jRL ≅ jNaCl. No ensaio de citotoxicidade, o aço foi caracterizado como não-tóxico.

Oxidative DNA damage induced by S(IV) in the presence of Cu(II) and Cu(I) complexes

The DNA damage induced by S(IV) in the presence of some Cu(II) complexes in air saturated solution was investigated. The addition of S(IV) to an air saturated solution containing CuII GGA (GGA = glycylglycyl-L-alanine), CuII G3 (G3 = triglycine) or CuII G4 (G4 = tetraglycine) and Ni(II) traces, causes rapid formation of the respective Cu(III) complex, with simultaneous O2 uptake and S(IV) oxidation. SO3•- and HO• were detected by EPR-spin trapping experiments. The DNA strand breaks were attributed to the oxysulfur radicals formed. In the reduction of Cu(II)/BCA (BCA = 4,4' dicarboxy-2-2'-biquinoline) by S(IV), with CuI BCA complex formation, there is the possible formation of carbon centered radical of BCA or peroxyl radical (ROO•) capable of oxidizing DNA bases. The intensity of DNA damage in the presence of these Cu(II) complexes and S(IV) (10-300 µmol L-1) followed the order: CuII BCA ∼ CuII G4 ∼ Cu(II) (added as Cu(NO3)2) > CuII G3 ∼ CuII GGA. Specifically for CuII BCA the damage occurred even at lower S(IV) concentration (0.1 µmol L-1). For the Cu(II) complexes with glycylglycylhistidine, glycylhistidylglycine, glycylhistidyllysine and glycylglycyltyrosylarginine the Cu(III) formation and the DNA damage was not observed.

Nanostructured thin films obtained by electrodeposition over a colloidal crystal template: applications in electrochemical devices

Colloidal particles have been used to template the electrosynthesis of several materials, such as semiconductors, metals and alloys. The method allows good control over the thickness of the resulting material by choosing the appropriate charge applied to the system, and it is able to produce high density deposited materials without shrinkage. These materials are a true model of the template structure and, due to the high surface areas obtained, are very promising for use in electrochemical applications. In the present work, the assembly of monodisperse polystyrene templates was conduced over gold, platinum and glassy carbon substrates in order to show the electrodeposition of an oxide, a conducting polymer and a hybrid inorganic-organic material with applications in the supercapacitor and sensor fields. The performances of the resulting nanostructured films have been compared with the analogue bulk material and the results achieved are depicted in this paper.

Vitaminas e minerais com propriedades antioxidantes e risco cardiometabólico: controvérsias e perspectivas

No processo celular de obtenção de energia, são gerados compostos chamados espécies reativas de oxigênio (ERO) que, em excesso, podem causar danos celulares. Estresse oxidativo resulta do desequilíbrio no estado de óxido-redução a favor da oxidação. Dos mecanismos de defesa antioxidante, participam enzimas endógenas e algumas vitaminas e minerais. A vitamina E encontra-se no plasma e na partícula de LDL, protegendo lipídeos da oxidação. Estudos observacionais relataram associação inversa entre ingestão de vitamina E e risco cardiometabólico (RCM). Entretanto, ensaios clínicos não comprovaram a eficácia de sua suplementação nos desfechos cardiometabólicos. A vitamina C participa do sistema de regeneração da vitamina E, mantendo o potencial antioxidante plasmático. Dados sobre os benefícios de sua suplementação na redução do risco cardiometabólico são inconclusivos. A atividade antioxidante dos carotenoides é responsável, em parte, por seu papel protetor contra doenças cardiovasculares e cânceres. A suplementação desse nutriente também não trouxe resultados consistentes no que se refere à redução do RCM. A participação do zinco e do selênio na defesa antioxidante vem sendo estudada mais recentemente, mas a sua suplementação em indivíduos com níveis séricos normais e ingestão adequada na dieta desses minerais não parece ser necessária. De um modo geral, há muita controvérsia sobre o papel desses micronutrientes no RCM. Estudos epidemiológicos sugerem que o consumo de substâncias antioxidantes provenientes da dieta ou dietas ricas em frutas e hortaliças diminui o RCM. Mais estudos são necessários antes de se recomendar o uso de antioxidantes isolados na forma de suplementos para tal finalidade.

Fontes orgânicas e inorgânicas de zinco e cobre como melhoradores de desempenho em leitões desmamados

Foram conduzidos dois experimentos para avaliar fontes orgânicas e inorgânicas de zinco e cobre nas dietas e seus efeitos no desempenho de leitões desmamados aos 21 dias de idade. Em cada experimento, foram utilizados 90 leitões em delineamento experimental de blocos ao acaso, com cinco dietas, seis repetições e três animais por parcela. As dietas utilizadas nos experimentos 1 e 2 continham 120 ppm de zinco e 10 ppm de cobre na forma de sulfato. No experimento 1, foram suplementadas com 0, 300, 600 e 900 ppm de zinco na forma orgânica ou 2.400 ppm na forma de óxido (ZnO) e, no experimento 2, com 0, 50, 100 e 150 ppm de cobre na forma orgânica ou 240 ppm de cobre na forma de sulfato (CuSO4 H2O). No experimento 1, os níveis de zinco de fonte orgânica tiveram efeito linear no consumo de ração e no ganho de peso nos períodos de 0 a 15 dias e de 0 a 21 dias pós-desmame. O ganho de peso nas fases de 0 a 35 dias e de 0 a 42 dias pós-desmame e o consumo de ração dos leitões que receberam a dieta com 900 ppm de zinco de fonte orgânica não diferiram dos valores observados naqueles que receberam a dieta com 2.400 ppm de zinco na forma inorgânica. A suplementação da dieta com zinco na forma orgânica (900 ppm) ou inorgânica (2.400 ppm) aumentou o consumo de ração e o ganho de peso de leitões nas primeiras três semanas após o desmame. A suplementação da dieta com 2.400 ppm de zinco na forma inorgânica reduziu a incidência de diarreia nas primeiras três semanas pós-desmame. No experimento 2, os níveis de cobre de fonte orgânica tiveram efeito quadrático no consumo de ração dos leitões nos períodos de 0 a 31 e de 0 a 40 dias pós-desmame. A suplementação da dieta com cobre, tanto de fonte orgânica (90 ppm) como inorgânica (240 ppm), aumenta o consumo de ração e o ganho de peso de leitões nos primeiros 40 dias pós-desmame.

Acurácia, precisão e robustez das estimativas da digestibilidade aparente da matéria seca determinada com o uso de indicadores em ovinos

O objetivo foi avaliar a acurácia, precisão e robustez das estimativas da digestibilidade aparente da matéria seca obtidas utilizando-se como indicadores fibra em detergente ácido indigestível (FDAi), fibra em detergente neutro (FDNi) indigestível, lignina em detergente ácido (LDA), LDA indigestível (LDAi) e óxido crômico em comparação ao método de coleta total de fezes. Dezoito ovinos (56,5 ± 4,6 kg PV) foram designados aleatoriamente a dietas compostas de 25, 50 ou 75% de concentrado e feno de Coast cross por 25 dias. As fezes foram coletadas por cinco dias para determinação da digestibilidade aparente da MS. As amostras de alimentos e fezes foram incubadas no rúmen de três bovinos por 144 horas, para obtenção das frações indigestíveis. Óxido crômico foi administrado a 4,0 g/animal/dia. A acurácia foi avaliada pela comparação do viés médio (DAMS predito - DAMS observado) entre os indicadores; a precisão, por meio da raiz quadrada do erro de predição e do erro residual; e a robustez, pelo estudo da regressão entre o viés e o consumo de matéria seca, o nível de concentrado e o peso vivo. A recuperação fecal e a acurácia das estimativas da digestibilidade aparente da MS foram maiores para FDAi, seguida pela FDNi, LDAi, pelo óxido crômico e depois pela lignina em detergente ácido. O viés linear foi significativo apenas para FDAi, FDNi e LDAi. O uso de óxido crômico permitiu estimativas mais precisas da digestibilidade aparente da MS. Todos os indicadores foram robustos quanto à variação no consumo de matéria seca e apenas LDAi e óxido crômico foram robustos quanto aos níveis de concentrado na dieta. O óxido crômico não foi robusto quando houve variação no peso vivo animal. Assim, a FDAi é o indicador mais recomendado na estimativa da digestibilidade aparente da MS em ovinos quando o objetivo é comparar aos dados da literatura, enquanto o óxido crômico é mais recomendado quando o objetivo é comparar tratamentos dentro de um mesmo experimento.

Efeitos da enramicina e monensina sódica sobre a digestão de nutrientes em bovinos alimentados com dietas contendo alto nível de concentrados

Estudaram-se os efeitos da administração de enramicina e monensina sódica sobre a digestão total dos nutrientes da dieta e o consumo de matéria seca digestível em bovinos. Doze fêmeas bovinas não-gestantes e não-lactantes (675 ± 63 kg PV) foram distribuídas inteiramente ao acaso em três tratamentos (controle, enramicina e monensina) e alimentados com dieta contendo 60% de concentrados (milho, farelo de soja e minerais) e 40% de volumoso (cana-de-açúcar). A enramicina foi administrada na dose de 20 mg/animal/dia e a monensina na dose de 300 mg/animal/dia. O experimento teve duração total de 21 dias, de modo que os últimos dez dias foram utilizados para administração do marcador externo (15 g de óxido crômico/animal/dia) e os últimos cinco dias para a coleta de fezes e amostragem dos alimentos. Nenhum dos antibióticos alterou os consumos de matéria seca digestível e NDT e a digestibilidade de matéria seca, proteína bruta, extrato etéreo, fibra em detergente ácido, fibra em detergente neutro, amido, energia bruta e nutrientes digestíveis totais.

Uso da cutina na estimativa da digestibilidade aparente de dietas para equinos

Avaliaram-se a acurácia, a precisão e a robustez dos indicadores cutina, lignina em detergente ácido, óxido crômico e coleta total de fezes na estimativa da digestibilidade aparente da matéria orgânica de dietas para equinos. Para tal, foram utilizados quatro equinos machos, com idade aproximada de 10 meses e média de peso de 197kg (170 a 216kg). O experimento foi realizado em quatro períodos, com duração de 11 dias cada, sendo os oito primeiros usados para adaptação às dietas e os três subsequentes, para colheita de material. O delineamento experimental foi em quadrado latino 4X4. A ponderação dos coeficientes de digestibilidade da matéria orgânica pelos indicadores foi efetuada por meio do viés. A acurácia e a precisão foram determinadas pela comparação entre os dados preditos e observados, e a robustez pela comparação dos vieses com outros fatores estudados. A cutina não se mostrou eficiente como indicador interno, pois superestimou a digestibilidade aparente da matéria orgânica e resultou em menor acurácia e precisão. O oxido crômico apresentou baixa recuperação fecal e subestimou a digestibilidade aparente da matéria orgânica, embora tenha sido o mais preciso. A lignina em detergente ácido foi o indicador que obteve a melhor recuperação fecal e foi o mais acurado, portanto, o indicador mais eficiente.

Endogenous angiotensin II modulates nNOS expression in renovascular hypertension

Nitric oxide (NO) influences renal blood flow mainly as a result of neuronal nitric oxide synthase (nNOS). Nevertheless, it is unclear how nNOS expression is modulated by endogenous angiotensin II, an inhibitor of NO function. We tested the hypothesis that the angiotensin II AT1 receptor and oxidative stress mediated by NADPH oxidase contribute to the modulation of renal nNOS expression in two-kidney, one-clip (2K1C) hypertensive rats. Experiments were performed on male Wistar rats (150 to 170 g body weight) divided into 2K1C (N = 19) and sham-operated (N = 19) groups. nNOS expression in kidneys of 2K1C hypertensive rats (N = 9) was compared by Western blotting to that of 2K1C rats treated with low doses of the AT1 antagonist losartan (10 mg·kg-1·day-1; N = 5) or the superoxide scavenger tempol (0.2 mmol·kg-1·day-1; N = 5), which still remain hypertensive. After 28 days, nNOS expression was significantly increased by 1.7-fold in the clipped kidneys of 2K1C rats and by 3-fold in the non-clipped kidneys of 2K1C rats compared with sham rats, but was normalized by losartan. With tempol treatment, nNOS expression increased 2-fold in the clipped kidneys and 1.4-fold in the non-clipped kidneys compared with sham rats. The changes in nNOS expression were not followed by changes in the enzyme activity, as measured indirectly by the cGMP method. In conclusion, AT1 receptors and oxidative stress seem to be primary stimuli for increased nNOS expression, but this up-regulation does not result in higher enzyme activity.

Estudo da corrosão dos aços AISI 1010 e AISI 316L em soluções com elevado teor de cloreto e em ácido naftênico

A mudança no mercado global do petróleo nos últimos anos, com o declínio das reservas de óleo leve, têm forçado a busca por novos campos petrolíferos em ambientes mais remotos, como nos campos localizados na camada pré-sal, e a exploração de óleos pesados que possuem elevado teor de ácidos naftênicos. Isso acarreta em grandes desafios para a previsão do desempenho de materiais frente às novas condições ambientais em que estão inseridos. No presente trabalho, o comportamento da corrosão do aço carbono AISI 1010 e do aço inoxidável AISI 316L foi estudado em soluções aquosas com elevado teor de cloreto e em solução de ácido naftênico ciclopentanóico a fim de ter melhor entendimento da ação dessas espécies no processo de corrosão e simular a corrosão pela água de produção na indústria petrolífera. Foram aplicadas as técnicas de potencial de circuito aberto, polarização potenciodinâmica, voltametria cíclica, espectroscopia de impedância eletroquímica, espectroscopia Raman, microscopia eletrônica de varredura e microscopia de força atômica, usadas, em cada caso, de acordo com a conveniência. O aumento da [Cl-] na faixa de 1,2–2,8 mol.L-1 não altera os processos catódicos e anódicos perto do Ecorr para os aços AISI 1010 e AISI 316L. Em condições de sobrepotenciais afastados do Ecorr, o aumento de [Cl-] aumenta os processos oxidativos de corrosão, o que é expresso pelas maiores densidades de corrente e carga anódica e aumento da perda de massa sofrida pelos eletrodos de ambos os aços. Portanto, os danos da corrosão são mais intensos quando se aumenta a [Cl-]. O aço AISI 1010 é ativo nas soluções de NaCl e a corrosão se propaga livremente de forma uniforme. Para o aço AISI 316L, uma ampla faixa de passividade pode ser vista nas soluções de NaCl; no Epit ocorre a ruptura do filme passivo e o crescimento de pites estáveis. Após 24 h de imersão em soluções de sulfato de sódio (branco) e de ácido naftênico ciclopentanóico ocorre crescimento de filme de óxido e as fases α-Fe2O3, Fe3O4 e δ-FeO(OH) foram identificadas nos espécimes de aço AISI 1010 e Fe3O4 foi identificado nos defeitos do filme prévio presente na superfície do aço AISI 316L. Os filmes formados em solução de ácido ciclopentanóico possuem menor resistência à polarização, maior rugosidade e maior taxa de corrosão quando comparado aos filmes crescidos na solução branco, para ambos os aços. A presença do ácido naftênico muda a forma como a reação de corrosão se procede e contribui para o aumento da corrosão. A corrosão naftênica foi mais pronunciada no aço carbono porque a presença dos elementos de liga no aço inox reduzem o número de sítios ativos ricos em Fe e tornam menos oportuna a ligação do Fe com o naftenato.

Estudo da Influência do Número de Acidez Total e Teor de Enxofre Total nas Frações Destiladas no Processo de Corrosão em Aços do Tipo AISI 1020 e AISI 316

Os danos causados pelos processos corrosivos em equipamentos presentes nas refinarias de petróleo, durante as destilações, foram descritos inicialmente em 1920. Inúmeras são as referências reportando estudos de processos corrosivos envolvendo tanto os ácidos naftênicos como os compostos sulfurados; em contrapartida, raras são as fontes de estudo envolvendo simultaneamente ambos. Neste trabalho, escolheram-se dois tipos de óleos: um óleo A - com alto teor de enxofre e um petróleo B com elevada acidez. Fez-se então um blend 50/50 em volume obtendo assim o óleo C para verificar a influência tanto da acidez quanto dos teores de enxofre nos processos corrosivos pelos cortes destes óleos. Após a destilação das três amostras, os derivados obtidos foram caracterizados e submetidos aos testes laboratoriais de corrosão. Os cortes do petróleo A apresentaram teores de enxofre e taxas de corrosão crescentes em função do aumento da temperatura final dos derivados, apresentando uma corrosão máxima de 1,66 mm/ano e produtos de corrosão como troilita (FeS) e pirrota (Fe1-xS). As frações de B apresentaram altos valores de NAT na faixa de temperatura de 220-400 °C, enquanto as taxas de corrosão foram de 0,83 mm/ano para esta faixa de temperatura; os produtos de corrosão encontrados foram o óxido de ferro (Fe2O3) e goetite (α-FeOOH). Por fim, os derivados do blend C, apresentaram propriedades intermediárias aos cortes anteriores o que corroborou para taxas de corrosão menores de 0,50 mm/ano até uma temperatura de 300 °C, expondo assim, a eficiência em utilizar a técnica de misturas de petróleos para o refino.

Processo auto - sustentável de sinterização de pelotas de minério de ferro: influência da estrutura

O Brasil é um dos países que possuem as maiores jazidas de minério de ferro do mundo. Devido aos recursos financeiros envolvidos, mão-de-obra, arrecadação de impostos, envolvimento de atividades logísticas e comercialização exterior, a mineração é uma das principais atividades econômicas do país, envolvendo nesse contexto as plantas de pelotização de minério de ferro. As pelotas de minério de ferro são um dos insumos essenciais utilizados na produção mundial do aço. Compostas essencialmente de óxido de ferro (Fe2O3), são aglomerados com diâmetro que varia de 6,3 a 16 mm, cuja sua produção envolve a combustão para que obtenham a resistência mecânica necessária para serem utilizadas nos alto fornos siderúrgicos. Tal característica impede que as pelotas se quebrem e se transformem em finos, dificultando a permeação do ar através da carga do alto forno e consequentemente reduzindo a eficiência da queima e produção do ferro gusa, o qual é transformado em aço nas etapas posteriores de refino. Para garantir a produção de pelotas com a qualidade desejada, especialmente nos aspectos de composição e resistência mecânica, foi proposta queima controlada em reator de leito fixo simulando as características dos fornos utilizados na indústria. Com os resultados obtidos, foi possível correlacionar nível de temperatura, consumo de O2 e geração de CO2 e resistência à compressão, permitindo o aprimoramento do processo de combustão de pelotas, além de atestar a possibilidade de utilização de outros combustíveis sólidos como alternativas ao gás natural.

Estudo químico e biológico em alcaloides de Hippeastrum aulicum (KER GAWL.) HERB. : uma espécie da família Amaryllidaceae

As espécies da família Amaryllidaceae estão distribuídas em regiões quentes e temperadas ao redor do mundo. Essa família produz um grupo bem conhecido de alcaloides, os isoquinolínicos, que demonstram ampla variedade de atividades biológicas, assim como antiviral, anticâncer, inibição da acetilcolinesterase (AChE), antimalárica, entre outras. Nesse trabalho, são relatados o estudo químico dos alcaloides presentes na espécie brasileira Hippeastrum aulicum e a investigação de atividades antiparasitárias contra Trypanosoma cruzi e Leishmania infantum dos alcaloides isolados. Para tanto, foi realizada extração ácido-base dos extratos metanólicos de bulbos e folhas de H. aulicum, seguida por técnicas cromatográficas de separação, com o objetivo de isolar os alcaloides presentes na espécie. Foram obtidos 11 alcaloides: haemantamina (1), albomaculina (2), haemantidina (3), 6- epihaemantidina (4), N-óxido haemantamina (5), 7-metoxi-O-metillicorenina (6), aulicina (7), licorina (8), trisfaeridina (9), galantina (10) e norpluvina (11). O N-óxido haemantamina é relatado pela primeira vez a partir de fonte natural e nesse trabalho foi totalmente caracterizado por métodos espectrométricos e espectroscópicos. Os alcaloides 1, 2, 6, 7 e 8 foram testados in vitro contra os parasitas Trypanosoma cruzi e Leishmania infantum em diferentes concentrações e haemantamina (1) apresentou-se como importante agente contra a forma promastigota de L. infantum com IC50 de 0,6 M, enquanto 7-metoxi-O-metillicorenina (6) mostrou atividade contra a forma tripomastigota de T.cruzi, sendo mais ativo (IC50 = 89,55 M) e mais seletivo (IS > 2,2) que o padrão utilizado (benzonidazol, IC50 = 440,7 M, IS = 1,0).