Chemical approaches to ubiquitous computing

Dissertação apresentada para obtenção do Grau de Doutor em Química, perfil de Química Física, pela Universidade Nova de Lisboa, Faculdade de Ciências e Tecnologia

Physico-chemical characterization of chars produced in the co-pyrolysis of wastes and possible routes of valorisation

Thesis submitted for the Degree in Master of Energy and Bioenergy

Glucantime resistant Leishmania promastigotes are sensitive to pentostam

Growth inhibition in vitro tests were used to study the susceptibility to pentostam of different Leishmania strains involved in cutaneous and mucocutaneos leishmaniasis - one glucantime sensitive strain, three naturally glucantime resistant strains and one glucantime resistant line developed by in vitro drug exposure. Contrasting with the high degree , of glucantime resistance, all strains were sensitive to pentostam. These differences suggest that there is some relationship between chemical structure and in vitro activity for these antimonial compounds. These data justify a clinical re-evaluation to compare therapeutic efficacy of glucantime and pentostam in the treatment of leishmaniasis.

Can the complex mixture of sediment contaminants cause endocrine disruption on a benthic fish? A case study with Solea senegalensis

Pollution in coastal ecosystems is a serious threat to the biota and human populations there residing. Anthropogenic activities in these ecosystems are the main cause of contamination by endocrine disruption compounds (EDCs), which can interfere with hormonal regulation and cause adverse effects to growth, stress response and reproduction. Although the chemical nature of many EDCs is unknown, it is believed that most are organic contaminants. Under an environmental risk assessment for a contaminated estuary (the Sado, SW Portugal), the present work intended to detect endocrine disruption in a flatsfish, Solea senegalensis Kaup, 1858, and its potential relationship to organic toxicants. Animals were collected from two areas in the estuary with distinct influences (industrial and rural) and from an external reference area. To evaluate endocrine disruption, hepatic vitellogenin (VTG) concentrations in males and gonad histology were analysed. As biomarkers of exposure to organic contaminants, cytochrome P450 (CYP1A) induction and the ethoxyresorufin-O-deethylase (EROD) activity were determined. The results were contrasted to sediment contamination levels, which are overall considered low, although the area presents a complex mixture of toxicants. Either males or females were found sexually immature and showed no significant evidence of degenerative pathologies. However, hepatic VTG concentrations in males from the industrial area in estuary were superior than those from the Reference, even reaching levels comparable to those in females, which may indicate an oestrogenic effect resulting from the complex contaminant mixture. These individuals also presented higher levels of CYP1A induction and EROD activity, which is consistent with contamination by organic substances. The combination of the results suggest that the exposure of flatfish to an environment contaminated by mixed toxicants, even at low levels, may cause endocrine disruption, therefore affecting populations, which implies the need for further research in identification of potential EDCs, their sources and risks at ecosystem scale.

Physical and chemical assessment of lime–metakaolin mortars: Influence of binder:aggregate ratio

Cement & Concrete Composites 45 (2014) 264–271

Electrochemical and quantum chemical investigations of the insecticide fipronil.

This work describes an electrochemical and quantum chemical investigation of the fipronil insecticide. Cyclic voltammetry (CV) and square wave voltammetry (SWV) experiments were performed over a graphite-polyurethane (GPU) composite electrode. The fipronil molecule presents an one?electron irreversible oxidation reaction. Profiting the SWV signal a square wave stripping voltammetry (SWSV) procedure to determine the fipronil molecule in a 0.10 mol L-1 Britton-Robinson buffer solution, pH 8.0 was developed with accumulation potential and time of 0.50 V and 120 s, respectively. The limits of detection and quantification were 0.80 and 2.67 ?g L-1, respectively. Recovery tests were performed in three natural waters samples with values ranging from 99.67 to 101.37%. Quantum chemical studies showed that the nitrogen atom of the pyrazole group is the most probable oxidation site of the fipronil molecule.

Evaluation of the impact of chemical control measures and entomological surveillance on Chagas' disease in the counties of Mambaí and Buritinópolis, Goiás State, Brazil

Epidemiological surveillance activities were implemented in 1980 in Mambaí and Buritinópolis counties, Goiás State. Twenty years later the authors evaluated the impact of these vector control measures on Chagas' disease transmission, based on entomological indicators. Entomological investigation was conducted using the man-hour technique and covering all domiciles. In order to study vector food sources the stomach contents of triatomines were analyzed using the modified precipitins technique. Triatomines were shown to be present in 48 (71.6%) of the 67 locations. Peridomiciliary infestation rates in Mambaí and Buritinópolis were 8.7% and 12.1%, respectively, while intradomiciliary rates were 0.7% and 1.2%. Triatoma sordida was the species identified in 97.3% of all captured specimens. It was also the only species found to be naturally infected with Trypanosoma cruzi. Birds were the most frequent food source (45%) for Triatoma sordida. The most significant result was the complete absence of Triatoma infestans in the two counties.

Mercury exposure and malaria prevalence among gold miners in Pará, Brazil

Economic development, including resource extraction, can cause toxic exposures that interact with endemic infectious diseases. Mercury is an immunotoxic metal used in the amalgamation of gold, resulting in both occupational exposures and environmental pollution. A cross-sectional medical survey was conducted in 1997 on 135 garimpeiros in Para, Brazil, because of their risks of both mercury exposure and malaria transmission. Mean levels of blood and urine mercury were well above non-exposed background levels. Twenty-six subjects had malaria parasitemia: Health symptoms consistent with mercury exposure were reported, but neither symptoms nor signs correlated with mercury levels in blood or urine. We did not find a dose response relationship between mercury exposure and likelihood of prevalent malaria infection, but there was a possible reduction in acquisition of immunity that may be associated with conditions in gold mining, including mercury exposure.

On the physical-chemical properties of ceramide C16

Dissertation presented to obtain the Ph.D degree in Chemistry.

Serological screening and toxoplasmosis exposure factors among pregnant women in South of Brazil

Serological screening and evaluation of exposure factors for Toxoplasma gondii transmission were conducted in 2126 pregnant women from southern Brazil. Specific antibodies against Toxoplasma gondii were presented by 74.5% (n=1583) of the pregnant women evaluated. Contact with soil was found to be the major factor for infection.

Exposição profissional a substâncias químicas : diagnóstico das situações de risco

A abordagem das relações trabalho/saúde(doença) implica um conhecimento adequado das variáveis (factores) profissionais em jogo e das respectivas repercussões, positivas ou negativas, sobre a saúde dos trabalhadores. Tal conhecimento adquire-se mediante análise das (sempre complexas) situações reais de trabalho. As substâncias químicas constituem o mais extenso dos grupos de factores de risco de natureza profissional. O número de substâncias químicas a que se encontram expostos os trabalhadores aumenta dia a dia, sendo actualmente conhecidas mais de 100 000. Os autores procedem à revisão de alguns conceitos que, numa perspectiva de prevenção, são essenciais para o diagnóstico das situações profissionais de risco.

Heavy metal contamination in seafood and consumer exposure in the Gulf Cooperation Council

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Tecnologia e Segurança Alimentar

Human exposure to potential rabies virus transmitters in Olinda, State of Pernambuco, between 2002 and 2006

The aim of the present study was to evaluate the data on human exposure to potential rabies virus transmitters in Olinda, State of Pernambuco, Brazil. Data from 7,062 patients who underwent antirabies prophylactic treatment in Olinda between 2002 and 2006 were analyzed. As expected, dogs and cats were involved in most of the cases; i.e. 82.3 and 16.3%, respectively. Attacks by nonhuman primates, bats and other species (unspecified) were also reported. Among the 7,062 patients who underwent antirabies treatment, 582 patients abandoned the treatment, either by indication from the health unit (195) or by their own decision (387). In conclusion, this study has indicated that prophylaxis for human rabies in this urban area will require a multifaceted approach, including health education, post-exposure prophylaxis, systematic vaccination for dogs and cats, and possibly selective control over wild animals such as hematophagous bats.

Exposição profissional ao chumbo : análise da indução de efeitos genotóxicos

RESUMO - A exposição contínua a substâncias químicas tem consequências para a saúde humana, algumas das quais não estão ainda totalmente estabelecidas. A toxicologia ocupacional é uma área interdisciplinar que envolve conhecimentos de higiene e de medicina ocupacional, de epidemiologia e de toxicologia e que tem por principal objectivo prevenir a ocorrência de efeitos adversos decorrentes do ambiente ocupacional sendo um dos seus principais papéis fornecer o máximo de dados que possam contribuir para o conhecimento dos potenciais efeitos na saúde. O chumbo é um tóxico de características cumulativas que provoca na saúde efeitos principalmente sistémicos, ou seja, o efeito tóxico manifesta-se em locais afastados do contacto inicial que resultam essencialmente de exposições crónicas, resultantes de períodos de exposição mais ou menos longos ao metal (entre meses e anos). Pode interagir com diferentes órgãos e tecidos, ligando-se a moléculas e constituintes celulares. Uma vez que não possui qualquer função fisiológica, a presença do chumbo no organismo humano resulta numa série de efeitos prejudiciais que afectam diversos órgãos e sistemas. A toxicidade do chumbo manifesta-se em diversos órgãos e tecidos, nomeadamente no sistema hematopoiético, no sistema nervoso, no rim, no aparelho reprodutor, no sistema cardiovascular, no sistema endócrino e no sistema imunitário. Da interferência do chumbo com o funcionamento de alguns sistemas biológicos resultam um conjunto de alterações fundamentais ao nível dos processos de transporte através das membranas, da integridade estrutural e funcional das enzimas e de várias vias metabólicas, em especial da fosforilação oxidativa e da síntese do heme sendo os primeiros efeitos bioquímicos do chumbo detectados a partir de valores de plumbémia inferiores a 10 μg/dL. As medidas de higiene e segurança actualmente em vigor nos países desenvolvidos asseguram que os casos de intoxicação grave são cada vez menos frequentes. No entanto, o risco de exposição a nível ocupacional existe em todas as actividades que envolvem materiais que o contenham como as explorações mineiras, as fundições primária e secundária, a produção de baterias de chumbo ácido, a produção de vidro com pigmentos de chumbo, as soldaduras de reparação automóvel e a instrução de tiro. Desde 2006 o chumbo é considerado pela International Agency for Research on Cancer (IARC) uma substância carcinogénica do grupo 2A (provável carcinogénio para o ser humano). Considera-se, assim, que o chumbo tem, inequivocamente, capacidade de induzir cancro em animais experimentais mas que, embora haja fortes indícios de que os mecanismos que medeiam a carcinogénese desses compostos ocorrem no ser humano, os dados disponíveis ainda não podem assegurar essa relação. Com este estudo pretendeu-se contribuir para o conhecimento da toxicidade do chumbo através do estudo da exposição ao chumbo e da influência da susceptibilidade individual (em industrias sem co-exposição significativa a outros agentes conhecidos ou suspeitos de serem carcinogénicos). Pretendeu-se estudar o caso através de uma abordagem múltipla que permitisse relacionar diferentes tipos de marcadores biológicos uma vez que a monitorização biológica integra todas as possíveis vias de entrada no organismo (para além da via respiratória), eventuais exposições fora do contexto estritamente profissional assim como uma série de factores intrínsecos individuais (relacionados com modos de via, de natureza fisiológica e comportamentais). Sendo a co-exposição a outros compostos com propriedades genotóxicas e carcinogénicas uma questão difícil de tornear quando se quer avaliar o potencial genotóxico do chumbo em populações expostas, ocupacional ou ambientalmente este estudo tem a vantagem de ter sido efectuado em populações sem co-exposição conhecida a outras substâncias deste tipo, permitindo concluir sobre os efeitos resultantes apenas da exposição a chumbo na população humana, contribuindo para explicar algumas das aparentes inconsistências e contradições entre diferentes estudos sobre este tema. Os indicadores de exposição usados foram: indicadores de dose interna (doseamento de chumbo e de PPZ no sangue), indicadores de efeitos adversos no heme e genotóxicos (actividade da ALAD, teste do cometa e mutação em TCR) e indicadores de susceptibilidade (polimorfismos genéticos de ALAD e VDR) através de uma abordagem estatística de comparação directa de sub-grupos previamente definidos na população e da aplicação de um modelo de regressão múltipla. Este estudo revelou que os níveis de plumbémia na população portuguesa baixaram significativamente nos últimos 10 anos, tanto na população ocupacionalmente exposta como na população em geral e que a presença do genótipo B-B (do gene VDR) é preditiva das variações de plumbémia, quando comparada com o genótipo mais frequente na população, B-b; ao contrário, o genótipo b-b não aparenta ter influência em nenhum dos marcadores estudados. No que diz respeito a efeitos genotóxicos concluiu-se que estes não se manifestaram na população estudada, levando a concluir que nos níveis de exposição estudados, o chumbo não tem capacidade de induzir este tipo de efeitos per si levando ao reforço da hipótese, já levantada por outros autores, de que o mecanismo de genotoxicidade do chumbo seja essencialmente de promoção de processos de genotoxicidade desencadeados por outros agentes. A realização de estudos de efeitos genotóxicos e de stress oxidativo desenhados de forma a comparar grupos de trabalhadores expostos apenas a chumbo com grupos de trabalhadores com o mesmo nível de exposição a chumbo, mas com co-exposição a outros agentes reconhecidamente carcinogénicos poderá ajudar a aumentar o conhecimento deste efeito do chumbo na saúde humana.

Chemical composition, toxicity and larvicidal and antifungal activities of Persea americana (avocado) seed extracts

The present study had the aim of testing the hexane and methanol extracts of avocado seeds, in order to determine their toxicity towards Artemia salina, evaluate their larvicidal activity towards Aedes aegypti and investigate their in vitro antifungal potential against strains of Candida spp, Cryptococcus neoformans and Malassezia pachydermatis through the microdilution technique. In toxicity tests on Artemia salina, the hexane and methanol extracts from avocado seeds showed LC50 values of 2.37 and 24.13mg mL-1 respectively. Against Aedes aegypti larvae, the LC50 results obtained were 16.7mg mL-1 for hexane extract and 8.87mg mL-1 for methanol extract from avocado seeds. The extracts tested were also active against all the yeast strains tested in vitro, with differing results such that the minimum inhibitory concentration of the hexane extract ranged from 0.625 to 1.25mg L-¹, from 0.312 to 0.625mg mL-1 and from 0.031 to 0.625mg mL-1, for the strains of Candida spp, Cryptococcus neoformans and Malassezia pachydermatis, respectively. The minimal inhibitory concentration for the methanol extract ranged from 0.125 to 0.625mg mL-1, from 0.08 to 0.156mg mL-1 and from 0.312 to 0.625mg mL-1, for the strains of Candida spp., Cryptococcus neoformans and Malassezia pachydermatis, respectively.