Emprego de microscopia de fluorescência para a quantificação microbiana em amostras salinas da indústria do petróleo

Os micro-organismos constituem um grande problema em termos econômicos para a indústria petrolífera. Estes são responsáveis pela produção de substâncias corrosivas e a formação de biofilmes, que causam deterioração dos materiais metálicos. Os principais grupos microbianos presentes em amostras ambientais da indústria do petróleo são as bactérias anaeróbias heterotróficas totais (BANHT) e as bactérias redutoras de sulfato (BRS). Atualmente, a quantificação desses grupos microbianos é realizada através da técnica do Número Mais Provável (NMP) que estima o resultado em aproximadamente 28 dias. Neste trabalho foi otimizada uma metodologia para a microscopia de fluorescência de amostras salinas provenientes de tanques de armazenamento de água/óleo. As condições testadas foram o tipo de óleo de imersão, o tipo de diluente, o volume do corante, o volume da amostra corada e a concentração do fixador (glutaraldeído) numa tentativa de correlacionar com resultados de quantificação de BANHT e BRS através da técnica convencional do NMP. Nesse caso, as células totais foram quantificadas por microscopia de fluorescência utilizando o corante fluorescente laranja de acridina (AO). Verificou-se que houve uma correlação entre os resultados da quantificação de células totais por microscopia de fluorescência e os resultados de BANHT pela técnica do NMP, devido a pouca variação de valores expressos em ambas as quantificações. Entretanto, não foi possível correlacionar os resultados da quantificação de células totais com os resultados de BRS por NMP devido à grande variação dos valores de quantificação de BRS. Na microscopia de fluorescência, foi possível, quantificar os micro-organismos em aproximadamente 30 minutos e através das fotografias, verificou-se ainda que as amostras apresentaram-se nítidas e os micro-organismos com uma boa fluorescência

Emprego da técnica de emissão por fluorescência de ultravioleta no monitoramento de inibidores de corrosão em água produzida

Para aumentar os volumes de extração de petróleo, resolver e prevenir problemas nas operações de produção são utilizados diversos produtos químicos, dentre os quais se destacam os inibidores de corrosão, que são utilizados em toda cadeia produtiva do petróleo visando proteger o sistema da deterioração por corrosão. Os sais de amônio quaternário são uma das classes de inibidores mais utilizadas pela indústria do petróleo devido a sua grande eficiência. Entretanto, sua solubilidade em água faz com que estejam presentes na água produzida representando um risco para contaminação ambiental, visto que possuem baixa biodegrabilidade e potencial de bioacumulação. Como se encontram misturados a outros produtos químicos e sob efeitos das variações do ambiente em que são aplicados, definir um método de análise confiável e viável para monitoramento em linha representa um desafio para os laboratórios de campos de produção. Neste trabalho, foi estudado o emprego da fluorescência de ultravioleta na quantificação de um inibidor de corrosão do tipo sal de amônio quaternário em água. Foram obtidos espectros de emissão do produto comercial em água, além do estudo de variáveis instrumentais e interferentes presentes na água produzida. A comparação com padrões de sal de amônio quaternário permitiu identificar como principal fluorófilo, um sal alquil-aril de amônio quaternário. Estudos de estabilidade revelaram que a adsorção do inibidor de corrosão nas superfícies dos frascos plásticos provoca a queda do sinal fluorescente e que a adição de isopropanol reduz este efeito de 40 para 24%. Foram obtidas curvas de calibração com a formulação comercial e com o cloreto de 2-metil-4-dodecil-benzil-trimetil amônio com uma boa correlação. Amostras sintéticas do inibidor foram determinadas com um erro relativo de 2,70 a 13,32%. O método de adição padrão foi avaliado usando uma amostra de água produzida, e os resultados não foram satisfatórios, devido à interferência, principalmente, de compostos orgânicos aromáticos presentes

K9玻璃薄膜对离子交换磷酸盐玻璃波导表面保护的优化研究

采用镀K9玻璃薄膜方法来解决离子交换掺铒磷酸盐玻璃波导表面的侵蚀问题,对K9玻璃薄膜的厚度进行了优化研究。测量分析了样品的荧光光谱和荧光寿命,采用光学显微镜和棱镜耦合技术对不同K9玻璃薄膜厚度下制备波导的表面形貌和导光特性进行了表征和测试。结果表明,与掺铒磷酸盐玻璃原材料相比,镀K9玻璃薄膜后荧光光谱保持不变,荧光寿命稍有下降(约0.2 ms);K9玻璃薄膜的厚度在60~80 nm的范围内保护效果最佳。为下一步制备掺铒有源玻璃光波导器件奠定了良好的实验基础。

傅立叶分解法荧光层析成像

本文提出一种基于结构光照明和傅立叶分解方法的荧光层析成像技术，该技术首先将激发光的强度沿着光轴方向调制成余弦函数，然后用此激发光对样品作传统的二维扫描，在每一个扫描位置余弦函数的频率在一定的范围内扫描，同时一一对应地记录下所发出的荧光强度。只要对所纪录的荧光序列做一个简单的傅立叶变换，即可以得到此位置样品沿着光轴方向的荧光团分布。这样通过一个传统的二维扫描，就可以得到一个三维的阳样品分布。

Preparação e caracterização de bionanocompósitos à base de gelatina e magnetita reticulados com sacarose

Nesta dissertação, foram estudadas a preparação e a caracterização debionanocompósitos à base de gelatina e magnetita. Sacarose foi empregada comoagente de reticulação e gelatina tipo A e gelatina tipo B foram comparadas nautilização para a preparação das microesferas por meio de emulsão água-em-óleo.As microesferas foram caracterizadas por VSM, DSC, TGA, FTIR, testes deinchamento, espectroscopia de absorção atômica, microscopia ótica e microscopiaeletrônica de varredura. Um planejamento de experimentos variando-se aconcentração de gelatina e de sacarose, a temperatura e a velocidade de agitaçãofoi realizado a fim de encontrar quais parâmetros influenciam o diâmetro dasmicroesferas. A concentração de gelatina e velocidade de agitação foram osparâmetros diretamente associados com os tamanhos de partículas. A distribuiçãode tamanho das partículas revelou que o diâmetro das microesferas variou de 5 a 60micrômetros, com predominância na faixa de 11 a 30 micrômetros. A extensão dareticulação foi aumentada com o aumento do tempo de aquecimento na etapa depreparação das microesferas. Todos os bionanocompósitos apresentaramsuperparamagnetismo. Os resultados mostraram que não há diferença significativa entre a utilização de gelatina do tipo A e gelatina do tipo B. Além disso, o estudo de reticulação degelatina revelou que, ao contrário do que diz a literatura, a sacarose não é umagente de reticulação para as cadeias proteicas, pois não foram encontradasevidências de uma reação química entre a sacarose e gelatina

Acoplamento de técnicas espectrométricas com métodos quimiométricos de classificação e calibração multivariada em alimentos

Este trabalho de pesquisa descreve três estudos de utilização de métodos quimiométricos para a classificação e caracterização de óleos comestíveis vegetais e seus parâmetros de qualidade através das técnicas de espectrometria de absorção molecular no infravermelho médio com transformada de Fourier e de espectrometria no infravermelho próximo, e o monitoramento da qualidade e estabilidade oxidativa do iogurte usando espectrometria de fluorescência molecular. O primeiro e segundo estudos visam à classificação e caracterização de parâmetros de qualidade de óleos comestíveis vegetais utilizando espectrometria no infravermelho médio com transformada de Fourier (FT-MIR) e no infravermelho próximo (NIR). O algoritmo de Kennard-Stone foi usado para a seleção do conjunto de validação após análise de componentes principais (PCA). A discriminação entre os óleos de canola, girassol, milho e soja foi investigada usando SVM-DA, SIMCA e PLS-DA. A predição dos parâmetros de qualidade, índice de refração e densidade relativa dos óleos, foi investigada usando os métodos de calibração multivariada dos mínimos quadrados parciais (PLS), iPLS e SVM para os dados de FT-MIR e NIR. Vários tipos de pré-processamentos, primeira derivada, correção do sinal multiplicativo (MSC), dados centrados na média, correção do sinal ortogonal (OSC) e variação normal padrão (SNV) foram utilizados, usando a raiz quadrada do erro médio quadrático de validação cruzada (RMSECV) e de predição (RMSEP) como parâmetros de avaliação. A metodologia desenvolvida para determinação de índice de refração e densidade relativa e classificação dos óleos vegetais é rápida e direta. O terceiro estudo visa à avaliação da estabilidade oxidativa e qualidade do iogurte armazenado a 4C submetido à luz direta e mantido no escuro, usando a análise dos fatores paralelos (PARAFAC) na luminescência exibida por três fluoróforos presentes no iogurte, onde pelo menos um deles está fortemente relacionado com as condições de armazenamento. O sinal fluorescente foi identificado pelo espectro de emissão e excitação das substâncias fluorescentes puras, que foram sugeridas serem vitamina A, triptofano e riboflavina. Modelos de regressão baseados nos escores do PARAFAC para a riboflavina foram desenvolvidos usando os escores obtidos no primeiro dia como variável dependente e os escores obtidos durante o armazenamento como variável independente. Foi visível o decaimento da curva analítica com o decurso do tempo da experimentação. Portanto, o teor de riboflavina pode ser considerado um bom indicador para a estabilidade do iogurte. Assim, é possível concluir que a espectroscopia de fluorescência combinada com métodos quimiométricos é um método rápido para monitorar a estabilidade oxidativa e a qualidade do iogurte

Preparação e caracterização de microesferas poliméricas com morfologia casca-núcleo e propriedades magnéticas à base de estireno e divinilbenzeno

Foram sintetizadas microesferas poliméricas com propriedades magnéticas e morfologia casca-núcleo por meio da técnica de polimerização em suspensão em duas etapas. O núcleo foi constituído por poli(estireno-co-divinilbenzeno) e magnetita modificada com ácido oleico. Foi avaliada a influência da velocidade de agitação e da concentração de iniciador sobre as características das microesferas utilizadas como núcleo (morfologia, tamanho de partículas, propriedades magnéticas e estabilidade térmica). A casca foi constituída por poli(estireno-co-divinilbenzeno) sem material magnético. Foi avaliado o método de adição da emulsão dos monômeros formadores da casca e o tempo de inchamento dos núcleos na emulsão. As microesferas casca-núcleo foram caracterizadas quanto ao seu aspecto morfológico e à estabilidade térmica. Os núcleos não apresentaram ciclos de histerese, estando assim próximos de um material com propriedades superparamagnéticas. O copolímero sintetizado com a maior velocidade de agitação e a menor concentração de iniciador foi o que apresentou o maior teor de ferro incorporado (3,317 %), a maior magnetização de saturação (2,99 emu/g) e o menor diâmetro médio de partículas (81 m). As microesferas casca-núcleo apresentaram apenas um estágio de degradação e as suas Tmáx foram menores do que a do núcleo. O mapa composicional de ferro confirmou a presença de magnetita na superfície das microesferas casca-núcleo

Síntese e caracterização de microesferas poliméricas reticuladas à base de poli(ácido metacrílico) contendo nanopartículas magnéticas de ferritas de manganês

As nanopartículas de ferritas de manganês (MnFe2O4) tem sido de grande interesse por causa de suas notáveis propriedades magnéticas doces (baixa coercividade e moderada magnetização de saturação) acompanhada com boa estabilidade química e dureza mecânica. A formação de materiais híbridos/compósito estabiliza as nanopartículas magnéticas (NPMs) e gera funcionalidades aos materiais. Entretanto, não foi encontrada na literatura uma discussão sobre a síntese e as propriedades de polímeros polares reticulados à base de ácido metacrílico contendo ferritas de manganês na matriz polimérica. Assim, o objetivo desta Dissertação foi produzir partículas esféricas poliméricas reticuladas, com boas propriedades magnéticas, à base de ácido metacrílico, estireno, divinilbenzeno e ferritas de manganês. Neste trabalho, foram sintetizados compósitos de ferrita de manganês (MnFe2O4) dispersa em copolímeros de poli(ácido-metacrílico-co-estireno-co-divinilbenzeno), via polimerização em suspensão e em semi-suspensão. Foram variados os teores de ferrita (1% e 5%) e a concentração do agente de suspensão (0,2% e 5%). Além disso, foram testadas sínteses contendo a fase orgânica pré-polimerizada, e também a mistura da ferrita na fase orgânica (FO), antes da etapa da polimerização em suspensão. Os copolímeros foram analisados quanto as suas morfologias - microscopia óptica; propriedades magnéticas e distribuição das ferritas na matriz polimérica - VSM, SEM e EDS-X; propriedades térmicas TGA; concentração de metais presentes na matriz polimérica absorção atômica. As ferritas foram avaliadas quanto à cristalografia XRD. A matriz polimérica foi avaliada pela técnica de FTIR. As amostras que foram pré-polimerizadas e as que além de pré-polimerizadas foram misturadas as ferritas de manganês na FO, apresentaram as melhores propriedades magnéticas e uma incorporação maior da ferrita na matriz polimérica. Essas rotas sintéticas fizeram com que os copolímeros não apresentassem aglomeração, e também minimizou a presença de ferritas na superfície das microesferas. Em geral, todos os copolímeros obtidos apresentaram as características de materiais magneticamente doces além do superparamagnetismo. Foi constatado que o aumento da concentração do PVA e a diminuição da concentração da ferrita fazem com que os diâmetros das microesferas decresçam. Os resultados de TGA e DTG mostraram que ao misturar as ferritas na FO, a concentração de material magnético na matriz polimérica aumenta cerca de 10%. Entretanto, somente a amostra PM2550, pré-polimerizada e com as ferritas misturadas na FO (5% de ferrita e 0,2% de PVA), apresentou potencial aplicação. Isso porque as ferritas não ficaram expostas na superfície das microesferas, ou seja, o material magnético fica protegido de qualquer ação externa

Advantages and Versatility of Fluorescence-Based Methodology to Characterize the Functionality of LDLR and Class Mutation Assignment

Familial hypercholesterolemia (FH) is a common autosomal codominant disease with a frequency of 1:500 individuals in its heterozygous form. The genetic basis of FH is most commonly mutations within the LDLR gene. Assessing the pathogenicity of LDLR variants is particularly important to give a patient a definitive diagnosis of FH. Current studies of LDLR activity ex vivo are based on the analysis of I-125-labeled lipoproteins (reference method) or fluorescent-labelled LDL. The main purpose of this study was to compare the effectiveness of these two methods to assess LDLR functionality in order to validate a functional assay to analyse LDLR mutations. LDLR activity of different variants has been studied by flow cytometry using FITC-labelled LDL and compared with studies performed previously with I-125-labeled lipoproteins. Flow cytometry results are in full agreement with the data obtained by the I-125 methodology. Additionally confocal microscopy allowed the assignment of different class mutation to the variants assayed. Use of fluorescence yielded similar results than I-125-labeled lipoproteins concerning LDLR activity determination, and also allows class mutation classification. The use of FITC-labelled LDL is easier in handling and disposal, cheaper than radioactivity and can be routinely performed by any group doing LDLR functional validations.

Mechanisms involved in Escherichia coli and Serratia marcescens removal during activated sludge wastewater treatment

Wastewater treatment reduces environmental contamination by removing gross solids and mitigating the effects of pollution. Treatment also reduces the number of indicator organisms and pathogens. In this work, the fates of two coliform bacteria, Escherichia coli and Serratia marcescens, were analyzed in an activated sludge process to determine the main mechanisms involved in the reduction of pathogenic microorganisms during wastewater treatment. These bacteria, modified to express green fluorescent protein, were inoculated in an activated sludge unit and in batch systems containing wastewater. The results suggested that, among the different biological factors implied in bacterial removal, bacterivorous protozoa play a key role. Moreover, a representative number of bacteria persisted in the system as free-living or embedded cells, but their distribution into liquid or solid fractions varied depending on the bacterium tested, questioning the real value of bacterial indicators for the control of wastewater treatment process. Additionally, viable but nonculturable cells constituted an important part of the bacterial population adhered to solid fractions, what can be derived from the competition relationships with native bacteria, present in high densities in this environment. These facts, taken together, emphasize the need for reliable quantitative and qualitative analysis tools for the evaluation of pathogenic microbial composition in sludge, which could represent an undefined risk to public health and ecosystem functions when considering its recycling.

掺铒碲酸盐玻璃的热力学稳定性和光谱性质的研究

分析了掺Er^3+碲酸盐玻璃的热力学稳定性能，研究了掺Er^3+碲酸盐玻璃的吸收和荧光光谱性质；应用Judd-Ofelt理论计算了碲酸盐玻璃中Er^3+离子的强度参数Ω(Ω2=4．79×10^-20cm^2,Ω4=1．52×10^-20cm^2，Ω6=0．66×10^-20cm^2)，计算了离子的自发跃迁几率，荧光分支比；应用McCumber理论计算了Er^3+的受激发射截面(σe=10．40×10^-21cm^2)、Er^3+离子^4I13／2→^4I15／2发射谱的荧光半高宽(FWHM=65．5nm)

一种新型掺铒碲酸盐玻璃的光谱性质研究

研究了一种新型掺Er^3+碲酸盐玻璃的光谱性质；应用Judd-Ofelt理论计算了碲酸盐玻璃中Er^3+离子的强度参数Ω(Ω2=4．79×10^-20cm^2，Ω4=1．52×10^-20cm^2，Ω6=0．66×10^-20cm^2)，计算了离子的自发跃迁概率，荧光分支比；应用McCumber理论计算了Er^3+的受激发射截面(σe=10．40×10^-21cm^2)，Er^3+离子^4I13/2→^4I15/2发射谱的荧光半高宽(FWHM=65．5nm)及各能级的荧光寿命(^4I13/2能级为τrad

Influência da espessura do filme de cimento na resistência adesiva de pinos de fibra de vidro cimentados em condutos radiculares de dentes humanos

O presente estudo visa avaliar a influência da espessura do filme de cimento sobre a resistência de união de pinos de fibra de vidro em diferentes regiões do conduto radicular (cervical, médio e apical), cimentados com cimento resinoso autoadesivo, com e sem a adição de Rodamina B, por meio do teste de push-out. Quarenta raízes foram incluídas em resina epóxi, submetidas a tratamento endodôntico e obturadas com guta percha e cimento endodôntico sem eugenol. Após sete dias, os condutos foram desobstruídos e aleatoriamente divididos em 4 grupos (n=10), de acordo com as brocas do sistema de pinos de fibra WhitePost DC (FGM) usadas: (G1) broca #2; (G2) broca #3; (G3) broca #4; (G4) broca #2. O preparo foi realizado a uma profundidade de 10 mm. A cimentação foi realizada com o cimento resinoso autoadesivo RelyX U100 (3M ESPE), e apenas nos grupos G1, G2 e G3 uma pequena quantidade de Rodamina B em pó foi usada como corante no cimento. Após uma semana, cada raiz foi seccionada em máquina de corte, obtendo-se 6 fatias de 1 0,1 mm de espessura. Antes do ensaio de push-out, imagens digitais foram obtidas, por meio de um estereomicroscópio, de ambas as faces de cada fatia, para determinação do raio dos pinos e da espessura do filme de cimento. Após o ensaio mecânico, novas imagens foram obtidas para determinação do modo de falha. Para determinar a espessura de cimento, foi desenvolvida uma rotina (macro) no software KS 400. Os dados foram estatisticamente analisados com análise de variância (ANOVA) 2 fatores (influência do diâmetro da broca e influência dos terços) e Kruskal-Wallis (influência da espessura do filme de cimento). Comparações múltiplas foram realizadas com o teste Duncan. Todos os testes foram aplicados com α=0,05. Houve diferenças significantes entre os grupos em relação ao diâmetro da broca (p<0,0001), sendo G2 (14,62 5,15 MPa) > G1 (10,04 5,13 MPa) > G3 (7,68 6,14 MPa). O terço do conduto exerceu influência significativa sobre a resistência adesiva (p<0,0001), sendo os maiores valores obtidos no terço apical. As espessuras do filme de cimento foram estatisticamente diferentes nos grupos. Os maiores valores de espessura de cimento foram obtidos no G3 (248,78 μm), seguido de G2 (185,91 μm) e G1 (110,16 μm), sendo o último estatisticamente semelhante ao G4 (119,99 μm). Os resultados de G1(10,04 5,13 MPa) e G4 (8,89 + 5,18 MPa) foram estatisticamente semelhantes, indicando que a presença da Rodamina B não influencia significativamente na resistência de união. O tipo de falha predominante no G1 foi mista, no G2, adesiva entre pino e cimento, e no G3 e G4, adesiva entre cimento e dentina. O diâmetro da broca influenciou significativamente nos resultados de resistência de união ao teste de push-out. O ligeiro aumento na espessura do filme de cimento promoveu um aumento nos valores de resistência, quando comparado com filmes de cimento muito finos ou muito espessos.

Intense infrared luminescence in transparent glass-ceramics containing beta-Ga2O3 : Ni2+ nanocrystals

Transparent glass-ceramics containing beta-Ga2O3:Ni2+ nanocrystals were synthesized and characterized by X-ray diffraction, transmission electron microscopy, and electron energy loss spectroscopy. Intense broad-band luminescence centering at 1200 nm was observed when the sample was excited by a diode laser at 980 nm. The room-temperature fluorescent lifetime was 665 mu s, which is longer than the Ni2+-doped ZnAl2O4 and LiGa5O8 glass-ceramics and is also comparable to the Ni2+-doped LiGa5O8 single crystal. The intense infrared luminescence with long fluorescent lifetime may be ascribed to the high crystal field hold by Ni2+ and the moderate lattice phonon energy of beta-Ga2O3. The excellent optical properties of this novel material indicate that it might be a promising candidate for broad-band amplifiers and room-temperature tunable lasers.

Transparent Ni2+-doped lithium-alumino-silicate glass-ceramics for broadband near-infrared light source

Broadband infrared luminescence centred at around 1300 nm with full-width at half maximum of about 342 nm was observed from transparent Ni2+-doped lithium-alumino-silicate glass-ceramics embedded with beta-eucryptite crystallines. The room temperature fluorescent lifetime was 98 mu s. The transparent glass-ceramics may have potential applications in a widely tunable laser and a super-broadband optical amplifier for optical communications.