Ichthyotoxicity of Chattonella marina (Raphidophyceae) to damselfish (Acanthochromis polycanthus): the synergistic role of reactive oxygen species and free fatty acids

This investigation aimed to elucidate the relative roles of putative brevetoxins, reactive oxygen species and free fatty acids as the toxic principle of the raphidophyte Chattonella marina, using damselfish as the bioassay. Our investigations on Australian C. marina demonstrated an absence or only very low concentrations of brevetoxin-like compounds by radio-receptor binding assay and liquid chromatography-mass spectroscopy techniques. Chattonella is unique in its ability to produce levels of reactive oxygen species 100 times higher than most other algal species. However, high levels of superoxide on their own were found not to cause fish mortalities. Lipid analysis revealed this raphidophyte to contain high concentrations of the polyunsaturated fatty acid eicosapentaenoic acid (EPA; 18-23% of fatty acids), which has demonstrated toxic properties to marine organisms. Using damselfish as a model organism, we demonstrated that the free fatty acid (FFA) form of EPA produced a mortality and fish behavioural response similar to fish exposed to C. marina cells. This effect was not apparent when fish were exposed to other lipid fractions including a triglyceride containing fish oil, docosahexaenoate-enriched ethyl ester, or pure brevetoxin standards. The presence of superoxide together with low concentrations of EPA accelerated fish mortality rate threefold. We conclude that the enhancement of ichthyotoxicity of EPA in the presence of superoxide can account for the high C. marina fish killing potential. (C) 2003 Elsevier B.V All rights reserved.

Identification of slow and fast-acting toxins in a highly ciguatoxic barracuda (Sphyraena barracuda) by HPLC/MS and radiolabelled ligand binding

A barracuda implicated in ciguatera fish poisoning in Guadeloupe was estimated to have an overall flesh toxicity of 15 MUg/g using mouse bioassay. A lipid soluble extract was separated into two toxic fractions, FrA and FrB, on a LH20 Sephadex column eluted with dichloromethane/methanol (1:1). When intraperitoneal injected into mice, FrA provoked symptoms characteristic of slow-acting ciguatoxins, whereas FrB produced symptoms indicative of fast-acting toxins (FAT). High performance liquid chromatography/mass spectrometry/radio-ligand binding (HPLC/MS/RLB) analysis confirmed the two fractions were distinct, because only a weak overlap of some compounds was observed. HPLC/MS/RLB analysis revealed C-CTX-1 as the potent toxin present in FrA, and two coeluting active compounds at m/z 809.43 and 857.42 in FrB, all displaying the characteristic pattern of ion formation for hydroxy-polyethers. Other C-CTX congeners and putative hydroxy-polyether-like compounds were detected in both fractions, however, the RLB found them inactive. C-CTX-1 accounted for >90% of total toxicity in this barracuda and was confirmed to be a competitive inhibitor of brevetoxin binding to voltage-sensitive sodium channels (VSSCs) with a potency two-times lower than P-CTX-1. However, FAT active on VSSCs and

A technique to assess small-scale heterogeneity of chemical properties in soil aggregates

A new method is presented which allows the separation of the soil aggregate exterior from the aggregate core. The method employs a combination of aggregate freezing with rapid separation of aggregate exteriors using ultrasonic energy. The factors influencing the thickness of the removed aggregate surface layer include water content of the aggregate prior to freezing, temperature difference between that of the frozen aggregate and that of the liquid it is submerged in during sonification, sonification time and energy, and the type of the immersion liquid. The success of the method and the thickness of the removed aggregate surface were examined using barium ( Ba2+) as a tracer. Barium ( as BaCl2) is rapidly absorbed by soil and is present at only very low levels in natural soils. Surface layers of 0.2 - 0.4 cm thickness were successfully removed from aggregates of 1 - 4 cm diameter. Two examples are given from soils in northern NSW to demonstrate the occurrence of small- scale heterogeneity in soil chemical properties. Compared with the surface fraction, a 4 - 7% higher calcium concentration was found in the core fraction of a clay loam soil ( Dermosol). Conversely, on a cracking clay soil ( Vertosol), atrazine concentration was around 15 times greater in the aggregate surface fractions compared with core fractions. Compared with the traditional estimation of soil chemical properties on homogenised bulk soil samples, it is suggested that separate analysis of aggregate surface and core fractions could provide useful additional information on the relationships between soil properties and environmental responses.

G-values for scission and crosslinking on γ-radiolysis of Ultem at 303 K

The radiation chemical yields G(S) and G(X) for H-linking and Y-linking models for Ultem have been calculated from molecular weight analysis by gel permeation chromatography. These G-values have been compared with the G-values obtained from analysis of soluble fractions above the gel dose, Which have been reported in previous works. An analysis of the molecular weight data in terms of H-linking and Y-linking mechanisms yielded values of G(S-H) = 1.0 x 10(-3) and G(H) = 6.0 x 10(-3) and G(S-Y) = 1.3 x 10(-2) and G(Y) = 1.8 x 10(-2). The corresponding values obtained from the solubility data were G(SH) = 0.53 x 10(-2), G(H) = 1.39 x 10(-2), G(S-Y) = 4.2 x 10(-2) and G(Y) - 4.6 x 10(-2). The origin of the disagreement between the molecular weight and solubility values is not clear, but it could arise as a result of observed microgel formation below the reported gel dose of 0.13 MGy. Whether the crosslink mechanism proceeds by an H-linking or Y-linking process is also unclear and will require direct observation of the crosslinking structures.

Distribuição espacial de atributos de solo e de plantas na cultura do mamoeiro no norte capixaba

No Brasil, as lavouras de mamoeiro das planícies dos tabuleiros costeiros são as que melhor desenvolvem e aplicam tecnologias para a produção de mamão no mundo. O objetivo foi aplicar a estatística clássica e a geoestatística no mapeamento e na correlação da variabilidade espacial de atributos químicos e físicos de solo e de plantas de mamoeiro (Carica papaya L.) de uma lavoura comercial do norte capixaba cultivada em um Argissolo típico dos tabuleiros costeiros. O solo de textura arenosa de caráter coeso foi preparado convencionalmente e cultivado com mamoeiro variedade Golden THB. Após a sexagem, procederam-se as amostragens de solo, amostrado na projeção da copa (0-0,20 e 0,20-0,40 m) para a determinação dos atributos químicos e físicos, e de atributos biométricos das plantas em uma área de 1,2 ha (114 x 110 m) totalizando 129 pontos amostrais georreferenciados. Ao nono mês após o transplantio, registrou-se a altura da colheita dos primeiros frutos, o número e a massa dos frutos colhidos para estimativa da produtividade, amostrando três plantas por ponto amostral durante três meses. Os dados foram submetidos à análise estatística descritiva e à correlação de Pearson. A dependência espacial das variáveis foi analisada através da ferramenta geoestatística, com obtenção de semivariograma e os mapas de distribuição das variáveis. A maior parte dos atributos de solo e de plantas de mamoeiro apresenta dependência espacial e é mapeada adequadamente. Há correlação de dependência vertical para densidade do solo, argila, silte, resistência do solo à penetração na linha de plantio e na rua e volume total de poros. Dos atributos químicos não ocorre este comportamento apenas para K, Al e Sat K. As frações areia e argila foram os principais atributos a constituírem correlação com os demais. Há poucas correlações dos atributos do solo com os atributos biométricos e a produtividade do mamoeiro. Ocorre correlação positiva entre a produtividade inicial do mamoeiro com características biométricas ideias para as plantas de mamoeiro. A fertilidade e o preparo do solo são expressivos para o desenvolvimento do mamoeiro e para a variabilidade espacial dos atributos avaliados.

Estudo Químico-Biológico de Pyrostegia venusta (Ker Gawl.) Miers (Bignoniaceae)

Este trabalho descreve a investigação química e biológica do extrato bruto e das partições hexano e acetato de etila, das folhas de Pyrostegia venusta (Ker Gawl.) Miers, popularmente conhecida como “cipó de São João”. P. venusta é classificada botanicamente como uma liana de porte mediano, tendo como característica uma exuberante floração vermelha, e por isso, sendo utilizada como planta ornamental. Essa planta possui uma larga utilização na medicina popular, sendo utilizada no tratamento de vitiligo, diarreia, bronquite, resfriado, icterícia e infecções. Os objetivos deste trabalho foram identificar as classes de metabólitos secundários presentes, avaliar o potencial antioxidante das amostras de P. vesnuta (extrato bruto, frações acetato de etila e hexano), quantificar o teor de flavonoides no extrato bruto, verificar a segurança do uso dessa planta, em termos de viabilidade celular (VC) frente à macrófagos murinos (RAW 264.7) (ensaio de imunotoxicidade). Adicionalmente os resultados de viabilidade celular foram comparados com quatro compostos anti-inflamatórios comerciais (ácido acetilsalicílico, indometacina, betametasona e piroxicam), e testar o extrato bruto quanto à inibição de catepsinas K e V. Os testes de identificação fitoquímica confirmaram a presença de flavonoides, cumarinas e esteroides nas amostras. A metodologia cromatográfica associada à análises por espectrometria de massas, levou a identificação dos compostos: fitol (1), sitosterol (2), estigmasterol (3) e campesterol (4). O extrato bruto demonstrou ter atividade inibitória frente as duas catepsinas testadas (K e V). A fração acetato de etila foi a que apresentou maior atividade antioxidante nas metodologias de inibição do radical DPPH (IC50 38,62 μg/mL) e radical ABTS (IC50 27,58 μg/mL). O teor de flavonoides total para o extrato bruto foi de 148,5±7,65 μg/mg (14,85 % (m/m)), o que justifica a observada atividade antioxidante, já que estes possuem atividade antioxidante. As amostras de P. venusta obtiveram valores de VC maiores do que os anti-inflamatórios comerciais, estes apresentaram VC abaixo do controle negativo, assim como o extrato bruto e a fração acetato de etila, a fração hexano obteve valores acima do controle negativo, sendo estes os maiores resultados de VC entre as amostras de P. venusta.

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.

Efeito da distribuição do tamanho das partículas abrasivas sobre as taxas e modos de desgaste para o ensaio de microabrasão

Neste trabalho, as distribuições de tamanhos das partículas de dois pós de Carboneto de Silício foram previamente avaliadas e os resultados indicaram uma distribuição Gaussiana para ambos, com tamanhos médios na ordem de 2 μm para o primeiro e 6 μm para o segundo. Posteriormente foram misturados os dois pós originais com diferentes frações mássicas, proporcionando uma nova série de pós de Carboneto de Silício (SiC), que seriam usados nos ensaios de microabrasão com configuração de esfera fixa. A caracterização desta nova série de pós mostrou larguras maiores para aqueles com alto porcentagem do abrasivo pequeno (2,11 μm), conservando a aparência Gaussiana dos originais. Por outro lado para os pós com uma quantidade maior do abrasivo grande (6,57 μm), foram obtidas curvas com uma leve tendência bimodal, mas também apresentaram maiores larguras. As provas foram conduzidas sobre aço carbono AISI 1020, para duas condições diferentes de carga normal e os resultados foram analisados em termos da taxa de desgaste, bem como dos micromecanismos de desgaste (abrasão por rolamento ou abrasão por riscamento). Os resultados indicaram que a fração mássica dos pós originais tem um efeito significante sobre os micromecanismos de desgaste observados e que as taxas de desgaste não segue uma relação linear com a fração mássica do pó com maior tamanho da partícula abrasiva. Além disso, a análise da severidade de contato determinou que esta diminui durante os ensaios conduzidos com carga constante. Este fenômeno está associado ao aumento da área da cratera de desgaste que produz uma diminuição da pressão de contato. Assim, um incremento para o número de eventos associado ao rolamento de partículas seria esperado, favorecendo a observação de múltiplas indentações ao longo dos sulcos formados previamente. Isto foi confirmado por meio de micrografias eletrônicas de varredura das amostras após ensaios de microabrasão.

Efeito da jabuticaba (Myrciaria caulifora), do fruto da palmeira juçara (Euterpe edulis Martius) e do jambolão (Syzugium cumini) sobre o perfil lipídico, a glicemia e a endotoxemia em camundongos submetidos à dieta de cafeteria

O excesso de gordura corporal induz a um quadro inflamatório associado à endotoxemia metabólica e aumento da resistência à insulina, bem como altera o perfil lipídico que resulta em prejuízos a função hepática e renal. Estudos sugerem que a ingestão de alimentos antioxidantes, como os polifenóis, proporcionam efeitos benéficos sobre os metabolismos glicídico e lipídico. O objetivo deste estudo foi investigar o efeito da casca de jabuticaba (Myrciaria cauliflora), da polpa do açaí juçara (Euterpe edulis Martius) e do jambolão (Syzygium cumini) sobre o perfil lipídico, a glicemia e a endotoxemia em camundongos Swiss submetidos à dieta de cafeteria. Inicialmente, os frutos foram liofilizados e submetidos à avaliação da composição centesimal. O ensaio biológico contou com 50 camundongos machos adultos da raça Swiss distribuídos em 5 grupos (n=10/grupo), a saber: grupo tratado com dieta comercial padrão (controle negativo), grupo tratado com dieta de cafeteria (controle positivo) e grupos teste que receberam por 14 semanas a dieta de cafeteria suplementada com 2% de casca de jabuticaba, ou polpa do jambolão ou polpa do açaí juçara liofilizados. Na 13ª e 14ª semana foram determinadas a tolerância à insulina e à glicose dos animais. Ao final do período experimental, avaliaram-se o ganho de peso, os parâmetros bioquímicos sanguíneos, histopatológicos e endotoxemia. Os parâmetros bioquímicos avaliados foram: colesterol total (CT) e as frações HDL-c, LDL-c, triacilgliceróis (TAG), bem como proteína C reativa (PCR), aspartato aminotransferase (AST) e alanina aminotransferase (ALT). Na histopatologia foram avaliados os efeitos da dieta hipercalórica sobre a área dos adipócitos, esteatose hepática e função renal a partir do número e área dos glomérulos. A endotoxemia foi avaliada pela concentração de lipopolissacarídeos (LPS) no soro dos animais. Aplicou-se o teste t para comparação dos resultados entre os grupos controle e ANOVA, complementada com teste de Tukey (α=5%), para comparação dos grupos suplementados com os frutos e o controle positivo. A suplementação com 2% de jambolão à dieta de cafeteria resultou em redução significativa (p<0,05) do conteúdo de CT, LDL-c, TAG, da razão CT/HDL, bem como diminuição da área dos adipócitos dos animais tratados com os frutos. A suplementação com açaí juçara também foi capaz de reduzir o conteúdo de CT, TAG e a área dos adipócitos, além de elevar a tolerância à glicose. Por outro lado, a jabuticaba não foi eficaz na melhoria dos parâmetros relacionados ao metabolismo lipídico, ao metabolismo da glicose e dos aspectos histopatológicos. A suplementação com 2% dos frutos liofilizados não promoveu efeitos positivos na redução do ganho de peso, resistência à insulina e endotoxemia provocada pela ingestão da dieta de cafeteria. Além disso, os frutos também não foram eficientes na preservação da histologia renal e infiltração lipídica no fígado. Conclui-se que a inclusão do jambolão e do açaí juçara na dieta pode apresentar efeitos positivos sobre danos causados por dietas hiperlipídicas, especialmente no que se refere à dislipidemia, à tolerância à glicose e à hipertrofia dos adipócitos.

Análise numérica de freqüência natural de materiais compósitos híbridos com memória de forma

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2007.

Thermal degradation of Pb(Zr0.53Ti0.47)O3/poly(vinylidene fluoride) composites as a function of ceramic grain size and concentration

Poly(vinylidene fluoride)/Pb(Zr0.53Ti0.47)O3,([PVDF]1−x/[PZT]x) composites of volume fractions x and (0–3) type connectivity were prepared in the form of thin films. PZT powders with average grain sizes of 0.2, 0.84, and 2.35 μm in different volume fraction of PZT up to 40 % were mixed with the polymeric matrix. The influence of the inorganic particle size and its content on the thermal degradation properties of the composites was then investigated by means of thermo-gravimetric analysis. It is observed that filler size affects more than filler concentration the degradation temperature and activation energy of the polymer. In the same way and due to their larger specific area, smaller particles leave larger solid residuals after the polymer degradation. The polymer degradation mechanism is not significantly modified by the presence of the inorganic fillers. On the other hand, an inhibition effect occurs due to the presence of the fillers, affecting particularly the activation energy of the process.

Effect of cylindrical filler aggregation on the electrical conductivity of composites

This work reports on the effect of carbon nanotube aggregation on the electrical conductivity and other network properties of polymer/carbon nanotube composites by modeling the carbon nanotubes as hard-core cylinders. It is shown that the conductivity decreases for increasing filler aggregation, and that this effect is more significant for higher cylinder volume fractions. It is also demonstrated, for volume fractions at which the giant component is present, that increasing the fraction of cylinders within clusters leads to a break of the giant component and the formation of a set of finite clusters. The decrease of the giant component with the increase of the fraction of cylinders within the cluster can be related to a decrease of the spanning probability due to a decrease of the number of cylinders between the clusters. Finally, it is demonstrated that the effect of aggregation can be understood by employing the network theory.

Nutrient accumulation and biomass production of alfafa after soil amendment with silicates

Studies on the use of silicate correctives in agriculture show that they have great potential to improve soil chemical characteristics, however, little information is available on the reactivity rates of their particle-size fractions. This study investigated whether the reactivity rates obtained experimentally could be considered in the calculation of ECC (effective calcium carbonate) for soil liming, promoting adequate development of alfalfa plants. Six treatments were evaluated in the experiment, consisting of two slag types applied in two rates. The experimental ECC was used to calculate one of the rates and the ECC determined in the laboratory was used to calculate the other. Rates of limestone and wollastonite were based on the ECC determined in laboratory. The rates of each soil acidity corretive were calculated to increase the base saturation to 80%. The treatments were applied to a Rhodic Hapludox and an Alfisol Ferrudalfs. The methods for ECC determination established for lime can be applied to steel slag. The application of slag corrected soil acidity with consequent accumulation of Ca, P, and Si in alfalfa, favoring DM production.

Characterization of verdete rock as a potential source of potassium

Potassium is a nutrient found at low levels in Brazilian soils, requiring large inputs of fertilizers to achieve satisfactory crop yields. Brazil has high external dependence and limited reserves of soluble K mineral, which is traditionally exploited for the production of fertilizers. On the other hand, it is common the occurrence in the country of potassium-rich silicate minerals which are not commercially exploited. This study aimed to characterize mineralogically and chemically samples of verdete rock separated into size fractions and evaluate its potential as potassium fertilizer. The mineral composition of verdete rock is based on glauconite, quartz and feldspar. The total K2O content in verdete rock ranged from 5.18 to 9.0 dag/kg. The K content extracted in water or 2% citric acid was 2.4% below the total of K, indicating low reactivity of verdete rock and limitations for direct use as K source. The processes of physical fractionation and sedimentation in water are inefficient to promote the concentration of K in the different verdete rock fractions. The total K content in some samples are considerable and may enable the use of this rock as raw material for production of more reactive potassium fertilizers.

Comparison of different methods for the determination of total organic carbon and humic substances in Brazilian soils

ABSTRACTAiming to compare three different methods for the determination of organic carbon (OC) in the soil and fractions of humic substances, seventeen Brazilian soil samples of different classes and textures were evaluated. Amounts of OC in the soil samples and the humic fractions were measured by the dichromate-oxidation method, with and without external heating in a digestion block at 130 °C for 30 min; by the loss-on-ignition method at 450 °C during 5 h and at 600 °C during 6 h; and by the dry combustion method. Dry combustion was used as reference in order to measure the efficiency of the other methods. Soil OC measured by the dichromate-oxidation method with external heating had the highest efficiency and the best results comparing to the reference method. When external heating was not used, the mean recovery efficiency dropped to 71%. The amount of OC was overestimated by the loss-on-ignition methods. Regression equations obtained between total OC contents of the reference method and those of the other methods showed relatively good adjustment, but all intercepts were different from zero (p < 0.01), which suggests that more accuracy can be obtained using not one single correction factor, but considering also the intercept. The Walkley-Black method underestimated the OC contents of the humic fractions, which was associated with the partial oxidation of the humin fraction. Better results were obtained when external heating was used. For the organic matter fractions, the OC in the humic and fulvic acid fractions can be determined without external heating if the reference method is not available, but the humin fraction requires the external heating.