922 resultados para MESOSUBSTITUTED CATIONIC PORPHYRINS
Resumo:
A comprehensive study was made of the flocculation of dispersed E. coli bacterial cells by the cationic polymer polyethyleneimine (PEI). The three objectives of this study were to determine the primary mechanism involved in the flocculation of a colloid with an oppositely charged polymer, to determine quantitative correlations between four commonly-used measurements of the extent of flocculation, and to record the effect of varying selected system parameters on the degree of flocculation. The quantitative relationships derived for the four measurements of the extent of flocculation should be of direct assistance to the sanitary engineer in evaluating the effectiveness of specific coagulation processes.
A review of prior statistical mechanical treatments of absorbed polymer configuration revealed that at low degrees of surface site coverage, an oppositely- charged polymer molecule is strongly adsorbed to the colloidal surface, with only short loops or end sequences extending into the solution phase. Even for high molecular weight PEI species, these extensions from the surface are theorized to be less than 50 Å in length. Although the radii of gyration of the five PEI species investigated were found to be large enough to form interparticle bridges, the low surface site coverage at optimum flocculation doses indicates that the predominant mechanism of flocculation is adsorption coagulation.
The effectiveness of the high-molecular weight PEI species 1n producing rapid flocculation at small doses is attributed to the formation of a charge mosaic on the oppositely-charged E. coli surfaces. The large adsorbed PEI molecules not only neutralize the surface charge at the adsorption sites, but also cause charge reversal with excess cationic segments. The alignment of these positive surface patches with negative patches on approaching cells results in strong electrostatic attraction in addition to a reduction of the double-layer interaction energies. The comparative ineffectiveness of low-molecular weight PEI species in producing E. coli flocculation is caused by the size of the individual molecules, which is insufficient to both neutralize and reverse the negative E.coli surface charge. Consequently, coagulation produced by low molecular weight species is attributed solely to the reduction of double-layer interaction energies via adsorption.
Electrophoretic mobility experiments supported the above conclusions, since only the high-molecular weight species were able to reverse the mobility of the E. coli cells. In addition, electron microscope examination of the seam of agglutination between E. coli cells flocculation by PEI revealed tightly- bound cells, with intercellular separation distances of less than 100-200 Å in most instances. This intercellular separation is partially due to cell shrinkage in preparation of the electron micrographs.
The extent of flocculation was measured as a function of PEl molecular weight, PEl dose, and the intensity of reactor chamber mixing. Neither the intensity of mixing, within the common treatment practice limits, nor the time of mixing for up to four hours appeared to play any significant role in either the size or number of E.coli aggregates formed. The extent of flocculation was highly molecular weight dependent: the high-molecular-weight PEl species produce the larger aggregates, the greater turbidity reductions, and the higher filtration flow rates. The PEl dose required for optimum flocculation decreased as the species molecular weight increased. At large doses of high-molecular-weight species, redispersion of the macroflocs occurred, caused by excess adsorption of cationic molecules. The excess adsorption reversed the surface charge on the E.coli cells, as recorded by electrophoretic mobility measurements.
Successful quantitative comparisons were made between changes in suspension turbidity with flocculation and corresponding changes in aggregate size distribution. E. coli aggregates were treated as coalesced spheres, with Mie scattering coefficients determined for spheres in the anomalous diffraction regime. Good quantitative comparisons were also found to exist between the reduction in refiltration time and the reduction of the total colloid surface area caused by flocculation. As with turbidity measurements, a coalesced sphere model was used since the equivalent spherical volume is the only information available from the Coulter particle counter. However, the coalesced sphere model was not applicable to electrophoretic mobility measurements. The aggregates produced at each PEl dose moved at approximately the same vlocity, almost independently of particle size.
PEl was found to be an effective flocculant of E. coli cells at weight ratios of 1 mg PEl: 100 mg E. coli. While PEl itself is toxic to E.coli at these levels, similar cationic polymers could be effectively applied to water and wastewater treatment facilities to enhance sedimentation and filtration characteristics.
Resumo:
A prevalência da obesidade e da síndrome metabólica (SM) vem aumentando dramaticamente em jovens e está se tornando um problema de saúde pública na maioria dos países desenvolvidos e em desenvolvimento. Tanto a obesidade quanto a SM aumentam o número de pacientes expostos ao risco de doença cardiovascular. Estudos recentes mostram que uma redução na biodisponipilidade de óxido nítrico (NO) é um dos principais fatores que contribui para a ação deletéria da insulina nos vasos de pacientes adultos com obesidade e SM. O NO, potente vasodilatador e anti-agregante plaquetário, tem como precursor o aminoácido catiônico L-arginina que é transportado para o interior das plaquetas através do carreador y+L. Uma família de enzimas denominadas NO sintases (NOS) catalisa a oxidação da L-arginina em NO e L-citrulina e é composta de três isoformas: neuronal (nNOS), induzível (iNOS) e endotelial (eNOS). Os objetivos principais do presente estudo são de investigar diferentes etapas da via L-arginina-NO em plaquetas associando agregação plaquetária, concentração plasmática de L-arginina, estresse oxidativo, marcadores metabólicos, hormonais, clínicos e inflamatórios em pacientes adolescentes com obesidade e SM. Foram incluídos no estudo trinta adolescentes, sendo dez com obesidade, dez com SM, e dez controles saudáveis pareados por idade, sexo e classificação de Tanner (controles: n= 10, 15.6 0.7 anos; obesos: n= 10, 15 0.9 anos; SM: n= 10, 14.9 0.8 anos). O transporte de L-arginina (pmol/109céls/min) através do sistema y+L estava diminuído nos pacientes com SM (18.4 3.8) e obesidade (20.8 4.7), comparados aos controles (52.3 14.8). Houve uma correlação positiva do influxo de L-arginina via sistema y+L com os níveis de HDL-Colesterol. Por outro lado, foi encontrada uma correlação negativa do influxo de L-arginina com os níveis de insulina, os índices Homa IR, relacionado a RI, Homa Beta, relacionado a função da célula beta e também com os índices de Leptina. Em relação a produção de NO, a obesidade e a SM não afetaram a atividade e expressão das enzimas NOS. A atividade da superóxido dismutase (SOD), através da mensuração da inibição da auto-oxidação da adrenalina, mostrou diferença significativa nas plaquetas de pacientes com obesidade (4235 613,2 nMol/mg de proteína), quando comparada aos controles (1011 123,6 nmol/mg de proteína) e SM (1713 267,7 nmol/mg de proteína). A nível sistêmico, foi também evidenciada uma ativação desta enzima anti-oxidante no soro de pacientes obesos, em relação aos controles. A peroxidação lipídica avaliada pelas substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS) estava inalterada no soro dos pacientes e controles. Estes resultados sugerem que o transporte de L-arginina diminuído nas plaquetas de adolescentes obesos e com SM pode ser um marcador precoce de disfunção plaquetária. A alteração desta via correlaciona-se com a resistência à insulina e hiperinsulinemia. A contribuição deste estudo e de fatores que possam ser precocemente identificados pode diminuir o risco cardiovascular na vida adulta desta população de pacientes.
Resumo:
The temperature dependences of the reduction potentials (Eo') of wildtype human myoglobin (Mb) and three site-directed mutants have been measured by using thin-layer spectroelectrochemistry. Residue Val68, which is in van der Waals contact with the heme in Mb, has been replaced by Glu, Asp, and Asn. At pH 7.0, reduction of the heme iron (III) in the former two proteins is accompanied by uptake of a proton by the protein. The changes in Eo', and the standard entropy (ΔSo') and enthalpy (ΔHo') of reduction in the mutant proteins were determined relative to values for wild-type; the change in Eo' at 25°C was about -200 millivolts for the Glu and Asp mutants, and about -80 millivolts for the Asn mutant. Reduction of Fe(III) to Fe(II) in the Glu and Asp mutants is accompanied by uptake of a proton. These studies demonstrate that Mb can tolerate substitution of a buried hydrophobic group by potentially charged and polar residues, and that such amino acid replacements can lead to substantial changes in the redox thermodynamics of the protein.
Through analysis of the temperature dependence and shapes of NMR dispersion signals, it is determined that a water molecule is bound to the sixth coordination site of the ferric heme in the Val68Asp and in the Val68Asn recombinant proteins while the carboxyl group of the sidechain of Glu68 occupies this position in Val68Glu. The relative rhombic distortions in the ESR spectra of these mutant proteins combined with H217O and spin interconversion experiments performed on them confirm the conclusions of the NMRD study.
The rates of intramolecular electron transfer (ET) of (NH3)5Ru-His48 (Val68Asp, His81GIn, Cys110AIa)Mb and (NH3)5Ru-His48 (Val68GIu,His81GIn,Cys110Ala)Mb were measured to be .85(3)s-1 and .30(2)s-1, respectively. This data supports the hypothesis that entropy of 111 reduction and reorganization energy of ET are inversely related. The rates of forward and reverse ET for (NH3)5 Ru-His48 (Val68GIu, His81 GIn, Cys110AIa)ZnMb -7.2(5)•104s-1and 1.4(2)•105s-1, respectively- demonstrate that the placement of a highly polar residue nearby does not significantly change the reorganization energy of the photoactive Zn porphyrin.
The distal histidine imidazoles of (NH3)4isnRu-His48 SWMb and (NH3)5Ru-His48 SWMb were cyanated with BrCN. The intramolecular ET rates of these BrCN-modified Mb derivatives are 5.5(6)s-1 and 3.2(5)s-1, respectively. These respective rates are 20 and 10 times faster than those of their noncyanated counterparts after the differences in ET rate from driving force are scaled according to the Marcus equation. This increase in ET rate of the cyanated Mb derivatives is attributed to lower reorganization energy since the cyanated Mb heme is pentacoordinate in both oxidation states; whereas, the native Mb heme loses a water molecule upon reduction so that it changes from six to five coordinate. The reorganization energy from Fe-OH2 dissociation is estimated to be .2eV. This conclusion is used to reconcile data from previous experiments in our lab. ET in photoactive porphyrin-substituted myoglobins proceed faster than predicted by Marcus Theory when it is assumed that the only difference in ET parameters between photoactive porphyrins and native heme systems is driving force. However, the data can be consistently fit to Marcus Theory if one corrects for the smaller reorganization in the photoactive porphyrin systems since they do not undergo a coordination change upon ET.
Finally, the intramolecular ET rate of (NH3)4isnRu-His48 SWMb was measured to be 3.0(4)s-1. This rate is within experimental error of that for (NH3)4pyrRu-His48 SWMb even though the former has 80mV more driving force. One likely possibility for this observation is that the tetraamminepyridineruthenium group undergoes less reorganization upon ET than the tetraammineisonicotinamideruthenium group. Moreover, analysis of the (NH3)4isnRu-His48 SWMb experimental system gives a likely explanation of why ET was not observed previously in (NH3)4isnRu-Cytochrome C.
Resumo:
The kinetics of the reduction of O2 by Ru(NH3)6+2 as catalyzed by cobalt(II) tetrakis(4-N-methylpyridyl)porphyrin are described both in homogeneous solution and when the reactants are confined to Nafion coatings on graphite electrodes. The catalytic mechanism is determined and the factors that can control the total reduction currents at Nafion-coated electrodes are specified. A kinetic zone diagram for analyzing the behavior of catalyst-mediator-substrate systems at polymer coated electrodes is presented and utilized in identifying the current-limiting processes. Good agreement is demonstrated between calculated and measured reduction currents at rotating disk electrodes. The experimental conditions that will yield the optimum performance of coated electrodes are discussed, and a relationship is derived for the optimal coating thickness.
The relation between the reduction potentials of adsorbed and unadsorbed cobalt(III) tetrakis(4-N-methylpyridyl)porphyrin and those where it catalyzes the electroreduction of dioxygen is described. There is an unusually large change in the formal potential of the Co(III) couple upon the adsorption of the porphyrin on the graphite electrode surface. The mechanism in which the (inevitably) adsorbed porphyrin catalyzes the reduction of O2 is in accord with a general mechanistic scheme proposed for most monomeric cobalt porphyrins.
Four new dimeric metalloporphyrins (prepared in the laboratory of Professor C. K. Chang) have the two porphyrin rings linked by an anthracene bridge attached to meso positions. The electrocatalytic behavior of the diporphyrins towards the reduction of O2 at graphite electrodes has been examined for the following combination of metal centers: Co-Cu, Co-Fe, Fe-Fe, Fe-H2. The Co-Cu diporphyrin catalyzes the reduction of O2 to H2O2 but no further. The other three catalysts all exhibit mixed reduction pathways leading to both H2O2 and H2O. However, the pathways that lead to H2O do not involve H2O2 as an intermediate. A possible mechanistic scheme is offered to account for the observed behavior.
Resumo:
A produção de porfirinas por Corynebacterium diphtheriae é um objeto de estudo antigo, porém pouco explorado em Química e Ciências Médicas. O presente trabalho teve como objetivos comparar a influência de diferentes meios de cultura na produção de porfirinas por Corynebacterium diphtheriae, determinar a influencia da concentração do ferro na produção de porfirina, comparar quantitativamente a produção de porfirinas por diferentes amostras de bacilo diftérico e caracterizar químicamente os tipos de porfirinas produzidas. As técnicas utilizadas para isso foram a espectroscopia de absorção UV-visível e de fluorescência. O meio de cultura descrito por Mueller (1939), para a produção de toxina, se mostrou mais eficiente que o meio B de king, utilizado no diagnóstico laboratorial da difteria. A concentração de ferro no cultivo de Corynebacterium diphtheriae influencia a produção de porfirina. Altas concentrações de ferro inibem a produção de porfirina. A concentração de ferro onde a produção de porfirinas é máxima é de 0,20g/mL. Dentre as 11 amostras de bacilo diftérico estudadas, a amostra HC03, fermentadora de sacarose e toxinogênica, isolada de um caso de endocardite, foi a maior produtora de porfirina. A amostra ATCC de Corynebacterium ulcerans, não fermentadora de sacarose e toxinogênica, foi a amostra que produziu menos porfirina. Todas as 11 amostras apresentaram o mesmo perfil de espectro de fluorescência, sugerindo que a porfirina produzida seja a mesma nas amostras pesquisadas. As análises feitas para a caracterização do tipo de porfirina produzida levam a crer que esta seja uma coproporfirina. Os espectros de absorção e fluorescência não permitem porém determinar o(s) isômero(s) presente(s).
Resumo:
Introdução: o óxido nítrico (NO) é um gás inorgânico com uma meia-vida curta e tem um papel crítico na manutenção da homeostase vascular e fluidez sanguínea. O NO é sintetizado a partir do aminoácido L-arginina por uma família de enzimas NO sintases (NOS). Estudos têm mostrado que eritrócitos expressam NOS endotelial (eNOS) funcional, que serve como uma fonte de NO intraluminal. Além disso, eritrócitos participam da defesa antioxidante removendo os radicais livres e prevenindo o dano oxidativo às membranas biológicas e a destruição do NO. Dietas hiperlípidicas estão associadas a um risco aumentado de doença cardiovacular e síndrome metabólica, mas os exatos mecanismos não estão completamente esclarecidos. O objetivo deste estudo foi investigar os efeitos de diferentes dietas hiperlípidicas na via L-arginina-NO e o estresse oxidativo em eritrócitos de camundongos. Metodologia: camundongos machos C57BL/6 de três meses de idade receberam diferentes dietas por 10 semanas: dieta normolipídica ou dieta hiperlipídica contendo banha de porco (HB), óleo de oliva (HO), óleo de girassol (HG) ou óleo de canola (HC). Foram analisados o transporte de L-arginina mediado pelos transportadores catiônicos y+ e y+L, a atividade da NOS, a expressão da eNOS e da NOS induzível (iNOS), a formação de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS) e a atividade das enzimas antioxidantes catalase (CAT) e superóxido dismutase (SOD). Resultados: o transporte total de L-arginina estava aumentado no grupo HO em comparação aos controles e aos outros grupos com dieta hiperlipídica. Quando o transporte foi fracionado, o sistema y+ estava mais ativado no grupo HO em relação aos controles e outros grupos que receberam dieta hiperlipídica. O transporte de L-arginina via sistema y+L estava maior nos grupos HO, HG e HC comparados aos grupos controle e HB. Adicionalmente, a atividade basal da NOS e a expressão de eNOS estavam aumentadas em eritrócitos independente do tipo de dieta hiperlípidica insaturada. Observou-se uma maior expressão da iNOS no grupo HO comparado ao controle. Em contraste, o grupo HB apresentou uma inibição da via L-arginina-NO. A análise da peroxidação lipídica, através da formação de TBARS, e da atividade da enzima antioxidante CAT não revelou diferenças entre os grupos, ao contrário do grupo HO, que induziu uma ativação de outra enzima antioxidante, a SOD. Conclusões: o presente estudo proporciona a primeira evidência de que os sistemas y+ e y+L regulam o transporte aumentado de L-arginina em eritrócitos de camundongos do grupo HO. Além disso, todas as dietas hiperlipídicas insaturadas induzem um aumento da atividade basal da NOS associada a uma expressão elevada da eNOS. É possível que diferentes mudanças na composição lipídica da membrana plasmática induzidas pelas dietas possam afetar transportadores e enzimas nos eritrócitos. Além disso, a inibição da via L-arginina-NO no grupo HB pode contribuir para o desenvolvimento da aterosclerose, enquanto dietas hiperlipídicas insaturadas podem ter um efeito protetor via aumento da geração de NO.
Resumo:
40 p. : il.
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32 p.
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Series of tellurite glasses were prepared by traditional melting method, the glass composition were changed and the different effects of glass modifier oxides(alkali metals and alkaline earth metal oxides) and glass intermediate (Y
Resumo:
A obesidade é um distúrbio metabólico de etiologia multifatorial e elevada prevalência no Brasil, que pode ser definida por um índice de massa corporal (peso em quilogramas dividido pela altura em metros ao quadrado) maior ou igual a 30 kg/m2, e que está associada de forma independente a um elevado risco de morbidade e mortalidade cardiovascular devido aos eventos aterotrombóticos. O óxido nítrico (NO), uma pequena molécula gasosa, é produzido através da conversão do aminoácido catiônico L-arginina em L-citrulina e NO em uma reação catalisada por uma família de enzimas denominadas NO-sintases (NOS), e funciona como um protetor cardiovascular modulando por exemplo o relaxamento do músculo liso vascular e a função plaquetária. O objetivo desta tese foi avaliar a via L-arginina-NO, bem como investigar a função plaquetária, o estresse oxidativo, e a atividade da arginase em pacientes com obesidade. O transporte de L-arginina, a produção de guanosina monofosfato cíclica (GMPc), a atividade e a expressão das isoformas da NOS (iNOS e eNOS), a atividade da arginase, o estresse oxidativo (produção de espécies reativas de oxigênio EROs; atividade da superóxido dismutase SOD; e atividade da catalase), bem como a função plaquetária foram medidos nas plaquetas dos pacientes com obesidade. Nas hemácias, foram medidos o transporte de L-arginina e a atividade da NOS e da arginase. Os níveis de aminoácidos e de marcadores inflamatórios (fibrinogênio e proteína C reativa) também foram medidos sistemicamente. Os resultados demonstram que o influxo de L-arginina via sistema y+L, a atividade da NOS e a produção de GMPc estão diminuídos nas plaquetas dos pacientes obesos em relação aos controles saudáveis, enquanto que não houve diferença na atividade da arginase. Além disso, a expressão das isoformas da NOS bem como a agregação plaquetária em plaquetas de pacientes com obesidade mostrou-se aumentada em relação aos controles. Nas hemácias destes pacientes, observou-se elevado influxo de L-arginina via sistema y+ e y+L e atividade da NOS, e nenhuma diferença na função da arginase. A concentração plasmática de L-arginina não foi afetada pela obesidade, mas já os marcadores inflamatórios estavam significativamente aumentados. A produção de EROs e a atividade da catalase nas plaquetas não estava alterada em pacientes com obesidade, enquanto que a atividade da SOD mostrou-se diminuida. Assim, apesar do aumento da produção de NO pelas hemácias, é possível que a baixa produção plaquetária de NO, além do estado inflamatório e um possível estresse oxidativo, estejam contribuindo para a elevada atividade plaquetária observada na obesidade. As descobertas aqui apresentadas contribuem para uma melhor compreensão dos eventos cardiovasculares presentes na obesidade.
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Articulo científico Dalton Transactions
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Comunicación a congreso: Póster presentado en The 4th EuCheMS Chemistry Congress (4ECC), Prague, Czech Republic, August 26–30, 2012
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Comunicacion a congreso: Póster presentado en VIII Reunión Científica de Bioinorgánica – Bioburgos 2013 (Burgos, 7 al 10 de julio de 2013)
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A Porfiria Cutânea Tardia (PCT) é uma desordem dermatológica, caracterizada por fotossensibilidade induzida pela circulação de porfirinas que se depositam na pele. Tanto a forma familial como a esporádica são desordens dependentes do acúmulo de ferro. A presença da mutação do gene da Hemocromatose (HFE) é um importante fator de risco para o acúmulo de ferro e pouco se sabe sobre sua prevalência na população brasileira. Da mesma forma, existem poucos relatos a respeito da associação entre mutação do gene HFE e Porfiria Cutânea Tardia. No presente trabalho descrevemos as frequências dos principais alelos e genótipos do gene da Hemocromatose HFE1 em uma coorte de 25 pacientes brasileiros atendidos no HUPE, com Porfiria Cutânea Tardia, durante o período de janeiro 1990 à dezembro 2012, realizando uma correlação da presença desta mutação com a sobrecarga de ferro neste grupo de pacientes. Neste estudo foi utilizado um grupo controle da população fluminense pareado por idade, sexo e grupo étnico informado, para comparar com os dados avaliados dos pacientes com PCT. A pesquisa das mutações genéticas C282Y e H63D do gene da hemocromatose ocorreu através de técnicas de PCR tempo real e e os resultados ratificados por sequenciamento de Sanger. Dos resultados encontrados, não ocorreram diferenças estatísticas significativas nas frequências alélicas e genotípicas das mutações C282Y e H63D entre a coorte com PCT e a população controle. Entretanto, há um forte indício da participação da mutação H63D em um paciente homozigoto, para desenvolvimento da doença, conforme observado na literatura. Dos ensaios bioquímicos, os níveis de ferritina encontrados entre os pacientes portadores de PCT com a mutação H63D foram maiores que os indivíduos sem a mutação.
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O Brasil é produtor de argilas e conta com grandes reservas deste recurso natural. Porém, grande parte da sua produção é comercializada seca e moída. O desenvolvimento de argilas para seu uso como reforço em nanocompósitos poliméricos constitui uma opção para os produtores desta matéria prima que teriam assim um produto com maior valor agregado. Este trabalho visa avaliar o potencial uso como nanocarga de duas argilas nacionais provenientes da Bacia de Taubaté, São Paulo, denominadas ALIGRA e SANTA FÉ. As frações de tamanho de partícula médio menor de 0,02 mm, obtidas por peneiramento á úmido da argila homogeneizada e seca, foram utilizadas no desenvolvimento do trabalho experimental. Os estudos de caracterização, envolvendo análise granulométrica, química, mineralógica, morfológica, térmica e textural, revelaram características muito semelhantes em ambas às argilas. Fração argila, maior de 70% em massa. Composição química conforme a definição química de uma argila e os teores de seus componentes mostram valores intermédios entre as apresentadas pelas bentonitas e argila caulinítica usadas com fins de comparação. Ressaltamse boas propriedades adsorventes. Área superficial específica BET ao redor de 120 m2/g, valor maior do que o apresentado por muitas bentonitas naturais (74,5 m2/g). Predominantemente mesoporosas, com poros, maiormente em forma de fenda, característicos da estrutura em camadas das argilas. Baixa capacidade de troca catiônica, 12 meq/100g. Difratogramas de raios-X revelaram a predominância do estratificado ilita/esmectita, caulinita e quartzo na argila ALIGRA, e de ilita, caulinita e quartzo na argila SANTA FÉ. Prosseguiu-se com a argila ALIGRA a preparação da argila organofílica. A argila organofílica foi obtida por troca catiônica com o sal quaternário de amônio: cloro cetril trimetil amônio, depois de homogeneizada em sódio com cloreto de sódio. Análises FTIR e TGA indicaram que houve inserção dos cátions orgânicos. Testes preliminares foram feitas, preparando misturas das argilas com matriz de polipropileno e usando como agente compatibilizante polipropileno enxertado com anidrido maleico. Resultados de ensaios de tração reportam algumas melhoras nas propriedades testadas com as composições preparadas com as argilas purificadas. Com as composições com argilas organofílicas somente foi melhorado o alongamento na rotura. Estudos ais aprofundados são recomendados.