Monitoring and modelling of membrane bioreactors for wastewater treatment incorporating 2D fluorescence spectroscopy

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Engenharia Química e Bioquímica, Especialidade em Engenharia Bioquímica

Comportamento de amostras ambientais e clínicas de Cryptococcus neoformans frente a fungicidas de uso agronômico e ao fluconazol

Avaliou-se a atividade de fungicidas azólicos de uso agronômico (epoxiconazol, difenoconazol e ciproconazol) em comparação ao antifúngico de uso terapêutico fluconazol sobre 23 amostras ambientais de Cryptococcus neoformans var neoformans isoladas de fezes de pombos, as quais foram coletadas em fazendas com práticas agrícolas empregando compostos azólicos e 11 amostras clínicas isoladas de pacientes portadores de criptococose. Os testes de sensibilidade foram realizados pela técnica de diluição em agar. A concentração inibitória mínima capaz de inibir 50% dos isolados ambientais (CIM 50) foi de 6,0µg/mL para epoxiconazol, 1,0µg/mL para difenoconazol, 2,0µg/mL para ciproconazol e 64,0µg/mL para fluconazol. Entre os isolados clínicos os valores de CIM 50 foram 2,0µg/mL, 0,38µg/mL, 1,0µg/mL e 16,0µg/mL para epoxiconazol, difenoconazol, ciproconazol e fluconazol, respectivamente. Os valores de CIM 50 em relação aos isolados de origem ambiental foram maiores do que os valores para os isolados de origem clínica. Em nosso estudo, frente ao mesmo antifúngico, as amostras ambientais apresentaram comportamento significativamente diferente em relação às amostras clínicas (p < 0,05). Diferenças (p<0,05) também foram observadas entre os valores de concentração inibitória apresentados pelo fluconazol e os outros antifúngicos de uso agronômico tanto no grupo dos isolados ambientais quanto clínicos.

Estudo da ação danificadora do 2,2'-Bipyridyl no DNA na presença de radiação UV

Em 2008, foram estimados no mundo, cerca de 12.7 milhões de novos casos de cancro e 7,6 milhões de mortes por cancro, sendo que 56% dos casos e 64% das mortes ocorreram nos países em desenvolvimento. Estes números indicam que é necessário se encontrar novos meios de combater este flagelo. Uma das possibilidades é encontrar moléculas intercalantes do ácido desoxirribonucleico (DNA) que se degradem na presença de radiação ou partículas carregadas de baixa energia que criem condições de induzir lesões no DNA, inibidoras da replicação e que portanto contribuam para a não proliferação de células cancerígenas. Assim, nesta dissertação analisou-se a influência do agente intercalante 2,2'-Bipyridyl do DNA em presença de radiação UV, 254 nm, na degradação do DNA. Os danos criados no DNA foram analisados pelas técnicas de espectroscopia de ultravioleta-visível e de infravermelho. Os resultados obtidos permitiram inferir que a cinética de degradação do DNA é mais eficiente na presença do composto 2,2'-Bipyridyl e que o ataque pelos produtos da decomposição do 2,2'-Bipyridyl é feito a todas as bases, embora com constantes características diferentes, sendo a ataque à guanina com uma constante de tempo maior. Estes resultados permitem concluir que este composto pode ser um possível candidato a indutor de lesões no DNA.

Doença meningocócica: comparação entre formas clínicas

Visando avaliar formas clínicas da doença meningocócica, foram revistos 201 casos diagnosticados como doença meningocócica, em Hospital Universitário da Universidade Federal Fluminense; durante o período de 1971 a 1996, dos quais 185 preencheram os critérios de inclusão. A caracterização clínico-laboratorial permitiu reagrupá-los nas formas de doença meningocócica com meningite, 18%, meningite e septicemia, 62%, e septicemia, 20%. Dados epidemiológicos disponíveis não diferenciaram formas clínicas. Na meningite meningocócica foi significativamente maior: tempo de história clínica; freqüência de manifestações neurológicas; e positividade da bacterioscopia, cultura e teste do látex no líquor. Na septicemia menigocócica, houve predomínio significativamente de: choque; letalidade e níveis maiores de tempo parcial de tromboplastina. Septicemia meningogócica e septicemia com meningite se diferenciaram da meningite meningocócica quanto a: tempo de história clínica; ocorrência de sinais neurológicos focais; coagulação intravascular disseminada e artrite. Dados clínico-laboratoriais levam a admitir meningite como forma localizada de doença meningocócica, e septicemia com meningite e septicemia como variações de gravidade da forma sistêmica da doença.

Epidemiologia, etiologia e formas clínicas das dermatofitoses em Pernambuco, 1995-2005

Num total de 1.238 casos de dermatofitoses, ocorridas na Cidade de Recife /PE, observou-se predomínio das tinhas de couro cabeludo (33,7%) e Trichophyton tonsurans (25,5%), entre 1995 e 1999, enquanto as tinhas de pele glabra (35,5%) e Trichophyton rubrum (34%) foram mais freqüentes entre 2000 e 2005. Detectou-se importante redução do Trichophyton mentagrophytes, no último período.

O megaesôfago tratado cirurgicamente: perfil epidemiológico dos pacientes operados no Hospital de Clínicas da Universidade Estadual de Campinas entre 1989 e 2005

O megaesôfago é uma das manifestações da doença de Chagas, cujo tratamento cirúrgico ó o que apresenta melhores resultados. Neste estudo retrospectivo, avaliou-se o perfil epidemiológico dos pacientes operados no Hospital de Clínicas da Universidade de Campinas entre 1989 e 2005, quanto a: naturalidade e procedência, provável local de contágio, idade, grau do megaesôfago, etiologia, duração da disfagia e sua evolução, outras doenças associadas e modalidade cirúrgica adotada. O método foi a análise de 390 prontuários desses doentes, junto ao Serviço de Arquivo Médico do Hospital de Clínicas da Universidade de Campinas. Os resultados permitiram estabelecer: as regiões endêmicas dos pacientes chagásicos atendidos nesse Serviço, a naturalidade/procedência e a caracterização do grupo. Após análise detalhada, foram obtidas a média de idade = 47 anos, e a duração média da disfagia = 9,47 anos. Observa-se que: a) em 84,4% dos pacientes a disfagia instalou-se progressivamente; b) 306 (78,5%) pacientes apresentaram etiologia chagásica; c) em 48% deles, houve prevalência do grau 2 (48%); d) 89,8% dos pacientes foram submetidos à cardiomiotomia; e) houve associações freqüentes a gastrites, esofagites, megacólon, hipertensão arterial e cardiopatias.

Espectroscopia in situ no estudo cinético da adsorção de produtos farmacêuticos poluentes em carvões activados

A utilização dos carvões activados na remoção compostos poluentes dos efluentes urbanos tem demonstrado ser um processo cada vez mais económico e eficaz, sendo por isso muito utilizado no sector de tratamento e purificação de águas de abastecimento. O principal objectivo desta dissertação foi aplicar espectroscopia UV-Vis in situ no processo de adsorção em fase líquida de PPCP’s, nomeadamente cafeína e paracetamol. Nesta nova abordagem de medição e procedimento experimental, tiveram de se ter em conta vários factores e estudar o seu efeito durante o processo de adsorção. Um destes factores é a presença do carvão durante a medição da absorvância em espectroscopia. Deste modo, foram realizadas medições ao longo do tempo em soluções de carvão activado para determinar qual a sua interferência na medição e os motivos de tal comportamento. Verificou-se também que a forma, a quantidade e a agitação do carvão também influenciam os resultados de espectroscopia. Aplicando este novo método de medição, foi necessário adaptar a lei de Lambert-Beer para calcular os valores de concentração das espécies em solução, eliminando o erro na medição, provocado pela presença do carvão. Deste modo, o método de decomposição espectral foi aplicado e verificou-se que apenas as concentrações de carvão calculadas não correspondem aos valores reais em solução, apenas a sua variação demostra a evolução da interferência do adsorvente na medição dos valores de absorvância. No estudo cinético de adsorção dos solutos foi usado um carvão comercial tanto em pó como em formato granular. Durante o processo de adsorção em carvão granular verificou-se que a velocidade de adsorção foi menor, provavelmente devido à maior dificuldade de acesso aos poros, provocada pela complexidade da estrutura. Contudo, registou-se sempre uma remoção completa do soluto neste carvão, uma vez que a quantidade mínima possível nestes ensaios de carvão NOG é de 2,5mg, sendo uma quantidade relativamente superior à necessária para remover o soluto completamente da solução. Num pequeno estudo de adsorção de cafeína em carvões de diferentes origens confirmou-se que a eficiência de remoção do soluto é proporcional ao volume total de poros e deduz-se que a sua velocidade de adsorção está relacionada com a presença de mesoporosidade. Comparando a eficiência de remoção e a velocidade de adsorção dos dois solutos pelo mesmo carvão, observou-se que a adsorção da cafeína é mais rápida. Apesar dos valores de solubilidade e de volume molecular não justificarem de imediato este resultado, a cafeína tem maior afinidade com o carvão comercial, sugerindo a existência de propriedades químicas e texturais do carvão que levam a estes resultados. Por último, efectuou-se um estudo de adsorção de misturas para verificar a hipótese de adsorção competitiva entre os solutos. Após a realização dos ensaios verificou-se que não existe competição significativa entre a cafeína e o paracetamol.

Nanoimunoensaios para a detecção de antigénios da malária em amostras clínicas

Sendo a malária uma doença infecciosa que põe em risco uma elevada percentagem da população mundial, a presente dissertação apresenta o desenvolvimento de um teste de diagnóstico rápido (RDT) para a detecção da infecção. Para a detecção dos antigénios de Plasmodium falciparum (Pf), parasita da malária, foram estudadas nanopartículas de ouro (AuNPs) com dois diâmetros médios diferentes, 17nm e 48nm, funcionalizadas e conjugadas com anticorpos específicos, formando os bionanoconjugados. Este trabalho abrange dois focos de investigação, interligados, de forma a atingir-se o objectivo prosposto: i) Caracterização físico-quimica das AuNPs e dos bionanoconjugados em solução, usando a espectrocopia de UV-Visível, variando a força iónica e o pH do meio. A compreensão do comportamento e estabilidade das partículas consoante o seu diâmetro e revestimento tem em vista o melhoramento do RDT, tanto em sensibilidade como em custo; ii) Desenvolvimento do RDT usando um método que envolve uma ligação competitiva entre o antigénio e o anticorpo específico imobilizado à superfície das AuNPs. Os antigénios correspondem a biomarcadores da presença de Pf: Heat Shock Protein 70 (PfHsp70) e Histidine Rich Protein II (PfHRPII). Como superfícies para o desenvolvimento do RDT foram usados a nitrocelulose e o papel de filtro. Quanto maior é o diâmetro das AuNPs, maior é a estabilidade apresentada em solução quando aumentada a força iónica. Quando é variado o valor de pH do meio, as partículas adoptam um comportamento dependente do seu revestimento, independente do diâmetro. Os bionanoconjugados formados com AuNPs de ambos os diâmetros revelaram-se muito estáveis em solução, numa gama de forças iónicas de 0 a 0,5M de cloreto de sódio, e de pH de 2 a 7. Uma vez que a proteína Hsp70 é produzida constitutivamente em diversas células humanas, é necessário trabalhar com proteínas específicas da infecção, que nesta dissertação foi a PfHRPII. Foram efectuados testes no suporte de nitrocelulose que provaram o reconhecimento da PfHRPII pelos bionanoconjugados AuNPs-MUA-anti-PfHRPII. Estes ensaios necessitam ainda de algumas optimizações. Ensaios de Western-Blot permitiram a identificação da presença da PfHRPII em culturas infectadas, bem como a confirmação da sua ligação ao anticorpo específico, anti-PfHRPII. Um novo método de revelação é introduzido nesta técnica, efectuado através do uso dos bionanoconjugados. Este método mostrou-se promissor na medida em que é rápido, específico e de baixo custo. O principal contributo do trabalho consistiu no desenvolvimento, com sucesso, de um RDT para diagnóstico de malária, usando o antigénio PfHsp70, tendo como base a detecção colorimétrica com AuNPs de 17nm de diâmetro. Usando uma tira de nitrocelulose foi estabelecido um limite de detecção correspondente a 1600parasitas/μL, valor este considerado válido pela OMS para um correcto diagnóstico de malária. O limite de detecção obtido para as AuNPs de 48nm foi superior, não tendo trazido melhorias para o teste desenvolvido com AuNPs de menor diâmetro.

Ocorrência de cepas de Pseudomonas aeruginosa multirresistentes produtoras de metalo-β-lactamase blaSPM-1 em amostras clínicas

Este estudo avaliou a ocorrência de genes para metalo β-lactamases em isolados clínicos de Pseudomonas aeruginosa do Hospital São Vicente de Paulo, RS. Os genes foram pesquisados por PCR e o perfil de susceptibilidade foi avaliado por disco-difusão. Foram analisadas 46 cepas, sendo que cinco apresentaram o gene blaSPM-1.

Métodos sensoriais de prova de vinhos brancos e tintos: análise comparativa dos Métodos Emocional e OIV por análise de dados multivariada

A avaliação sensorial dos vinhos é ponto fundamental tanto no seu processo de produção e estratégia de marketing, como no seu grande objetivo de satisfação e formação de decisão de compra do consumidor. Empresas produtoras de vinhos identificaram que a divulgação das avaliações de provas de vinho por formadores de opinião e concursos realizados por entidades de divulgação de vinhos funcionam como importante ferramenta para aumentar as vendas e agregar valor ao vinho. Os métodos tradicionais de avaliação de vinho das escolas de enologia e dos formadores de opinião adotam linguagem técnica, realizada através de uma medida baseada em comparações com descritores, aromáticos e gustativos, sendo esta metodologia de provas muito questionada por muitos estudiosos e confusa para o grande público. Uma metodologia baseada na emoção que o vinho proporciona foi proposta e estudada: “Qual a sua percepção inicial do vinho? Atracção ou Aversão? O vinho em boca surpreendeu ou decepcionou? são alguns dos questionamentos do método emocional. Foi realizado um trabalho comparativo entre a metodologia utilizada pela Organização Internacional da Vinha e do Vinho – OIV e uma proposta de metodologia inovadora – Método Emocional - no que tange a capacidade de classificação de vinhos por provadores iniciantes. Foram escolhidas 12 amostras de vinhos brancos e 13 de vinhos tintos de características sensoriais diferentes, divididos em 13 sessões de prova, avaliados pelos dois métodos de prova por um painel com 21 provadores, 12 mulheres e 9 homens de faixa etária dos 23 aos 55 anos. Os dados foram avaliados por análise Multivariada com o software XLSTAT. Os resultados demonstraram uma melhor classificação dos vinhos brancos pelo Método Emocional em comparação ao método OIV. Nos tintos não houve uma melhoria significativa na classificação pelo que deve ser objeto de estudos futuros mais aprofundados.

Vacinação dos viajantes: experiência do Ambulatório dos Viajantes do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo

O perfil dos indivíduos, a situação vacinal e as vacinas recomendadas aos viajantes que procuram o serviço médico de orientação pré-viagem do Ambulatório dos Viajantes do Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo foram analisados no presente estudo. Dos 445 viajantes estudados, 51% eram mulheres; a mediana de idade foi de 33,5 anos; 51% viajavam a trabalho e 39,5% por lazer. Destinos mais procurados: África (47%); Ásia (31,7%); América do Sul (21,4%). Trezentos e oitenta e cinco (86,5%) viajantes tiveram indicação de vacinação para viagem. Principais vacinas recomendadas: febre tifóide (55,7%), difteria-tétano (54,1%), hepatite A (46,1%), hepatite B (44,2%), febre amarela (24,7%). A orientação pré-viagem mostrou-se importante não só para indicar as vacinas recomendadas para a viagem, mas também como oportunidade para atualização das vacinas de rotina.

Desafios na era pós genômica para o desenvolvimento de testes laboratoriais para o diagnóstico da hanseníase

O diagnóstico da hanseníase se baseia em manifestações clínicas e não existe teste laboratorial para diagnosticar casos assintomáticos ou para prever progressão da doença entre indivíduos expostos. Novas análises genômicas comparativas in silico e ferramentas de biologia molecular têm sido empregadas para revelar proteínas exclusivas do Mycobacterium leprae que apresentem potencial aplicação diagnóstica. A hanseníase tuberculóide paucibacilar (PB) apresenta baixo nível de anticorpos e forte resposta imune celular (RIC) tipo Th1/interferon gamma (IFN-γ). A doença lepromatosa multibacilar (MB) apresenta sorologia positiva e fraca RIC. Portanto, testes laboratoriais para diagnosticar hanseníase PB e MB devem contemplar testes de RIC e sorologia. Proteínas recombinantes do Mycobacterium leprae sorologicamente reativas podem ser incorporadas ao antígeno PGLI para melhorar o diagnóstico sorológico de pacientes MB. Proteínas recombinantes e peptídeos sintéticos do Mycobacterium leprae têm sido testados em ensaios de RIC/IFN-γ para diagnosticar casos PB. Sorologia anti-PGLI modificada incorporando novos antígenos do Mycobacterium leprae e ensaios baseados na RIC/produção de IFN-γ devem permitir a detecção precoce de casos MB e PB em países endêmicos.

Estudo das características epidemiológicas e clínicas de pacientes portadores do vírus da imunodeficiência humana em Pronto Atendimento do Hospital das Clínicas da Universidade Federal de Minas Gerais

Este trabalho objetiva a análise prospectiva das características clínicas e epidemiológicas que levam os pacientes adultos com HIV/AIDS a procurarem atendimento clínico de urgência em Pronto Atendimento do Hospital das Clínicas da Universidade Federal de Minas Gerais. Noventa e nove pacientes perfizeram 118 internações. A idade foi em média 39,4 anos. A relação homem e mulher foi de 1,35:1. O tempo desde o diagnóstico até a admissão situou-se de forma mais freqüente entre 0-5 anos em 40,4% dos casos. A terapêutica anti-retroviral era usada regularmente em 56,8% das admissões. A contagem de linfócitos T CD4+ foi inferior a 200 células/mm³ em 45,7% dos pacientes. As queixas mais freqüentes foram aumento da temperatura corpórea, diarréia, tosse e dispnéia. O aparelho respiratório foi o mais acometido. As doenças oportunistas mais freqüentes foram pneumocistose, pneumonia comunitária, síndrome diarréica, e candidiase oral. A demanda de internações de pacientes com HIV representou 2,8% das admissões, com tempo médio de permanência hospitalar de 4,6 dias. Os pacientes possuíam, em sua maioria, contagem de linfócitos TCD4+ baixa, quase metade não usava a terapia anti-retroviral altamente eficaz. Houve tendência à feminização. As doenças relacionadas à AIDS continuam sendo as mais freqüentes no nosso meio.

Automatização do sistema de alinhamento utilizado na calibração de hidrómetros pelo método de Cuckow

A evolução científica e tecnológica que se fez sentir nas últimas décadas criou novos desafios relacionados com uma crescente complexidade dos processos de calibração, bem como a exigência e o rigor dos métodos utilizados. A presente dissertação foi realizada no âmbito de um estágio curricular no Laboratório de Propriedades dos Líquidos do Departamento de Metrologia do Instituto Português da Qualidade (IPQ). A temática do estudo resulta da procura continuada, por parte desta entidade, pelo aperfeiçoamento das metodologias de calibração. Devido à ampla utilização, em diferentes áreas da indústria e serviços, de hidrómetros, a calibração destes tornou-se uma atividade de relevo no Departamento de Metrologia do IPQ. O foco da presente dissertação prendeu-se com a melhoria do processo de calibração de hidrómetros, segundo o método de Cuckow, mais especificamente, com a necessidade de diminuir a componente da incerteza proveniente do operador no alinhamento do traço da escala a calibrar com a superfície do líquido de referência no método de calibração de hidrómetros por pesagem hidrostática. Com este objetivo, foi desenvolvido e validado um automatismo, constituído por uma câmara, um servomotor e um software de controlo. O objetivo principal do trabalho foi alcançado com a implementação do automatismo, permitindo uma redução, na ordem de duas a quatro vezes, da incerteza final do método de calibração de hidrómetros. Durante o desenvolvimento do trabalho, surgiram objetivos paralelos ao projeto inicial, nomeadamente, a validação da folha de cálculo utilizada no IPQ para calibração de hidrómetros, assim como um estudo referente á validação da medição manual da divisão de escala dos hidrómetros. O referido sistema de automatização encontra-se implementado e plenamente integrado nas atividades correntes do laboratório.

Associação entre os níveis plasmáticos de TNF-α, IFN-γ, IL-10, óxido nítrico e os isotipos de IgG específicos nas formas clínicas da doença de Chagas crônica

A doença de Chagas é uma importante doença parasitária crônica, que acomete cerca de 9-11 milhões de pessoas na América Latina. Provavelmente, uma combinação de fatores relacionados ao parasito e ao hospedeiro podem ser os responsáveis pela patogênese na fase crônica da doença. Dentre os fatores relacionados ao hospedeiro, a resposta imunológica é um parâmetro de especial interesse. Objetivamos avaliar os níveis plasmáticos das citocinas interferon gama, interleucina 10, fator de necrose tumoral alfa e das imunoglobulinas G total, 3 e 4, por ELISA e do óxido nítrico, pela reação de Griess, entre indivíduos soronegativos e soropositivos para Trypanosoma cruzi, com as formas clínicas cardíaca, indeterminada e digestiva. Os indivíduos soropositivos para Trypanosoma cruzi produziram níveis significativamente mais elevados de imunoglobulinas G total e G3. Indivíduos com a forma digestiva apresentam níveis mais elevados de imunoglobulina G4 e interleucina 10. Entretanto, tais indivíduos apresentaram menores níveis de óxido nítrico do que controles. Os resultados sugerem que os maiores níveis de IL-10 observados nos indivíduos com a forma digestiva poderiam contribuir com os maiores níveis de IgG4 específicos observados.