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.

Avaliação do uso de oligossacáridos na conservação pós-colheita de frutos

Os frutos são altamente perecíveis, recorrendo-se à conservação em atmosferas refrigeradas, prolongando o tempo de vida e permitindo o transporte e colocação faseada no mercado, reduzindo os desperdícios. O stress oxidativo leva à produção de metabolitos e enzimas antioxidativas pelas células vegetais como defesa. Neste estudo testaram-se os oligossacáridos de alginato de sódio e quitosano, produzidos por irradiação dos polissacáridos. Assumiu-se a hipótese que, estes compostos biologicamente ativos de estrutura similar a produtos de degradação de polissacáridos de paredes celulares de plantas e fungos, simulem condições de stress, funcionando como moléculas sinalizadoras acionando respostas para manter a homeostasia redox. Estes compostos foram testados como potenciais alternativas para aumentar o tempo de vida dos frutos quando aplicados em conservação pós-colheita. Este efeito foi avaliado em kiwis em dois estados distintos de maturação. No estado menos avançado, foram usados oligossacáridos provenientes de ambos os compostos; o tratamento com oligossacáridos derivados de alginato de sódio foi mais eficaz, retardando significativamente a perda de firmeza. No estado mais avançado foram também tratados com soluções de polissacáridos; os polissacáridos e oligossacáridos provenientes de quitosano foram os mais eficazes, causando menor amolecimento da polpa. A capacidade antioxidante foi determinada nas amostras que tinham sido sujeitas à temperatura de refrigeração. O teste DPPH mostrou uma redução da capacidade antioxidativa dependendo do estado de maturação, oligossacárido utilizado e tempo de tratamento. A atividade de enzimas envolvidas no stress antioxidativo foi determinada nas amostras/tratamentos que revelaram diferenças significativas na firmeza. A atividade da peroxidase de ascorbato e da catalase foi significativamente ativada em resposta aos tratamentos aplicados em kiwis de maturação mais avançado; a atividade da polifenoloxidase não foi significativamente ativada. A análise sensorial mostrou que os tratamentos reduziram a aceitação pelo “painel de provadores”.

Desinfeção de efluentes urbanos através de doseamento de cloro

O recurso à desinfeção dos efluentes urbanos como forma de procurar garantir os objetivos de remoção da poluição bacteriológica, minimizando os impactes no meio recetor, aumentou de um modo significativo nas últimas décadas. Neste contexto, o recurso à operação de desinfeção por intermédio da radiação ultravioleta (UV), em alternativa ao cloro, tem constituído uma alternativa comummente utilizada. A presente Dissertação incluiu a revisão dos principais aspetos associados às operações/processos mais utilizados na desinfeção de efluentes urbanos, a radiação ultravioleta, o ozono e o cloro. Acentuou-se o principal aspeto positivo associado à desinfeção UV, o facto de limitar ou mesmo evitar a formação de subprodutos de desinfeção, eventualmente nocivos para o ambiente, bem como o principal problema geralmente referido relativamente ao cloro, que é na presença de percursores, contribuir para a formação de subprodutos, nomeadamente trihalometanos (THM). As ETAR de Fernão Ferro, Quinta do Conde e Zona Industrial da Autoeuropa, foram utilizadas como caso de estudo, tendo-se efetuado um conjunto de ensaios com diferentes concentrações de hipoclorito de sódio e diferentes tempos de contacto com o objetivo de apurar situações de compromisso que, permitindo o cumprimento dos objetivos de qualidade relativos à remoção da poluição bacteriológica, não comprometessem a qualidade do efluente tratado no que respeita à concentração de cloro total e, ou à presença de THM. O trabalho realizado permitiu apurar para cada uma das ETAR, quais as concentrações de cloro a utilizar e quais os tempos de contacto a respeitar, garantindo-se o cumprimento de todos os objetivos de qualidade.

Resistência mediada por efluxo em Escherichia coli: novas estra´tégias terapêuticas utilizando antibióticos e inibidores do efluxo

As bactérias desenvolveram ao longo do tempo, mecanismos que lhes permitem superar os efeitos nocivos causados por uma grande variedade de compostos antimicrobianos. Os sistemas de efluxo e a permeabilidade reduzida da parede celular são dois desses mecanismos. Para se estudar a resistência aos antibióticos mediada por efluxo em Escherichia coli, a influência dos inibidores de efluxo na resistência, os mecanismos de acção desses inibidores, a sua relação com a bioenergética e a competição entre substratos de efluxo, usaram-se duas estirpes de E. coli: a estirpe AG100, com o sistema de efluxo AcrAB-TolC funcional, e a estirpe AG100A, com o sistema AcrAB-TolC inactivo. Os inibidores testados foram a cloropromazina, tioridazina, ortovanadato sódio, arilpiperazina, carbonil cianeto m-clorofenilhidrazona e o verapamil. Estes compostos foram avaliados i) quanto à sua capacidade para inibir o sistema de efluxo AcrAB-TolC, através de um método fluorométrico semi-automático; ii) quanto à capacidade para diminuírem a susceptibilidade de E. coli aos antimicrobianos, através da determinação de concentrações mínimas inibitórias na presença e ausência de inibidores de efluxo; iii) quanto ao seu efeito ao nível da membrana celular, nomeadamente, disrupção do potencial de membrana, por microscopia de fluorescência. Para além disso, estes inibidores foram usados em ensaios de competição entre o brometo de etídio e os antibióticos tetraciclina, ofloxacina e oxacilina. Os resultados demonstraram que todos os compostos estudados foram capazes de diminuir a actividade de efluxo. Os compostos que apresentaram um efeito mais relevante foram a cloropromazina e o ortovanadato sódio. Contrariamente, as arilpiperazinas demonstraram um maior efeito na redução dos valores das concentrações mínimas inibitórias dos antibióticos testados realçando o facto de que o efeito destes compostos tidos como inibidores nem sempre corresponde à inibição real de efluxo. Para além disso, foi possível dividir os inibidores em dois grupos: (i) dependentes da acção da glucose – NMP e VP, e (ii) independentes da acção da glucose – CCCP, CPZ, Na3VO4. Os resultados de microscopia de fluorescência demonstraram que todos os compostos testados possuem um efeito imediato ao nível da produção de energia celular, afectando o potencial de membrana. Por último, os ensaios de competição entre substratos demonstraram a existência de um efeito sinérgico, nomeadamente com tetraciclina e ofloxacina, uma vez que permitiram a retenção de mais brometo de etídeo no interior das células. Os resultados obtidos evidenciam a relação entre a resistência aos antibióticos por efluxo activo em E. coli, em particular pelo sistema AcrAB-TolC, e a sua dependência de energia fornecida pela hidrólise de ATP. Deste modo, podemos concluir que os inibidores de efluxo podem ser potenciais alvos para o desenvolvimento de novas terapias no combate à resistência em E. coli.

Desenvolvimento de metodologia para a conservação de figo da índia em IV gama

O figo da índia (Opuntia ficus indica) é um fruto tropical com elevada importância nutricional e funcional. A presença de espinhos na superfície do fruto e o desconhecimento por parte de muitos consumidores quanto à forma de preparação constituem uma limitação à difusão deste fruto, pelo que o fornecimento de figo da índia pronto a comer pode ser uma oportunidade para aumentar o seu consumo. Assim, o objetivo do presente trabalho foi avaliar a eficácia da aplicação de ácido ascórbico, ácido cítrico e de cloreto de cálcio por imersão ou em combinação com um revestimento de alginato de sódio na manutenção da qualidade de fatias de figo da índia conservadas a 4°C. Fatias de figo da índia (cor laranja) foram sujeitas a um dos seguintes tratamentos: i) sem manipulação (controlo - C); ii) imersão em 1% de ácido cítrico, 1% de ácido ascórbico e 1% de cloreto de cálcio (ACC); iii) imersão numa solução de alginato de sódio, seguida de imersão em 1% de ácido cítrico, 1% de ácido ascórbico e 1% de cloreto de cálcio (ALG). Após secagem as fatias foram armazenadas a 4°C durante 11 dias. Ao longo da conservação foram avaliados os seguintes parâmetros: pH, sólidos solúveis totais, acidez titulável, textura, cor, qualidade microbiológica, teor em fenóis totais, ácido ascórbico, carotenóides, bentaxantinas e em antocianinas, e a atividade antioxidante. Os tratamentos ACC e ALG conduziram à redução do pH, e aumento da acidez titulável, da concentração em ácido ascórbico e da atividade antioxidante nas fatias, comparativamente com o controlo. No entanto, os tratamentos ACC e ALG não conduziram à melhoria da firmeza, cor e estabilidade microbiológica ao longo do período de conservação. Independente do tratamento aplicado, a atividade antioxidante, os teores em fenóis totais, ácido ascórbico, betaxantinas, antocianidinas e em carotenóides mantiveram-se relativamente constantes ao longo do armazenamento.

Impactes da presença de água do Estuário do Rio Tejo em ETAR. Caso de estudo - ETAR do Seixal

Em zonas costeiras, é frequente ocorrer infiltrações de águas salinas na rede de drenagem. Tais infiltrações originam efeitos adversos nas estações de tratamento de águas residuais. Problemas no tratamento biológico e na decantação secundária, inibição da digestão anaeróbia e degradação da qualidade do biogás, formação de precipitados na etapa da digestão anaeróbia e na desidratação, dificuldades no espessamento e desidratação de lamas, oxidação dos materiais e dos equipamentos provocada pelos cloretos e a corrosão do betão devido à formação do ácido sulfúrico a partir do sulfídrico são os principais impactes decorrentes do tratamento de águas com elevada salinidade. O presente trabalho, incidiu a sua análise sobre o Interceptor do Seixal, Amora e Arrentela visto considerar-se que estes são focos de intrusão salina e onde a equipa da SIMARSUL crê conseguir tomar as medidas mais efectivas de atenuação do problema actual. Pela análise dos interceptores da Amora, Seixal e Arrentela compreendeu-se que tais infiltrações se deviam essencialmente aos seguintes factores (1) estado de degradação avançado no betão constituinte das caixas de visita, (2) entregas da rede em baixa e (3) ausência ou mau funcionamento da válvula de maré instalada na descarga de emergência. As principais medidas identificadas no plano de acção de modo a minimizar as intrusões salinas são (1) Alteração ou Substituição das válvulas marés, (2) Realização de uma inspecção vídeo com o objectivo de compreender o estado de conservação dos colectores, (3) Investimento para melhoria da infraestrutura de modo a não permitir infiltrações. Todas estas medidas deverão ser devidamente articuladas com a Câmara Municipal do Seixal, para que esta participe na resolução das problemáticas relacionadas com a rede em baixa.

Towards printed carbon nanotube transistors on paper substrates

This thesis reports the work performed in the optimization of deposition parameters of Multi – Walled Carbon Nanotubes (MWCNT) targeting the development of a Field Effect Transistors (FET) on paper substrates. The CNTs were dispersed in a water solution with sodium dodecyl sulphate (SDS) through ultrasonication, ultrasonic bath and a centrifugation to remove the supernatant and have a homogeneous solution. Several deposition tests were performed using different types of CNTs, dis-persants, papers substrates and deposition techniques, such as spray coating and inkjet printing. The characterization of CNTs was made by Scanning Electron Microscopy (SEM) and Hall Effect. The most suitable CNT coatings able to be used as semiconductor in FETs were deposited by spray coat-ing on a paper substrate with hydrophilic nanoporous surface (FS2) at 100 ºC, 4 bar, 10 cm height, 5 second of deposition time and 90 seconds of drying between steps (4 layers of CNTs were deposited). Planar electrolyte gated FETs were produced with these layers using gold-nickel gate, source and drain electrodes. Despite the small current modulation (Ion/Ioff ratio of 1.8) one of these devices have p-type conduction with a field effect mobility of 1.07 cm2/V.s.

High molecular mass fraction in clinical isolates of Paracoccidioides brasiliensis

INTRODUCTION: Different serum levels of the IgG/IgE for Paracoccidioides brasiliensis high mass molecular (hMM) fraction (~366kDa) in the acute and chronic forms of the disease have been reported. Considering the nonexistence of hMM fraction investigation involving clinical isolates of P. brasiliensis, the present study aimed to investigate the presence of the hMM fraction (~366kDa) in cell free antigens (CFA) from P. brasiliensis clinical isolates. METHODS: CFA from 10 clinical isolates and a reference strain (Pb18) were submitted to SDS-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) followed by gel image capturing and densitometer analysis. Additionally, CFA from 20 isolates and Pb18 were analyzed by capture ELISA (cELISA) using polyclonal (polAb) or monoclonal (mAb) antibodies to the hMM fraction. RESULTS: The presence of the hMM component was observed in CFA of all samples analyzed by SDS-PAGE/densitometry and by cELISA. In addition, Pearson's correlation test demonstrated stronger coefficients between hMM fraction levels using pAb and mAb (R = 0.853) in cELISA. CONCLUSIONS: The soluble hMM fraction was present in all the P. brasiliensis clinical isolates analyzed and the reference strain Pb18, which could be used as a source of this antigen. The work also introduces for first time, the cELISA method for P. brasiliensis hMM fraction detection. Analysis also suggests that detection is viable using polAb or mAb and this methodology may be useful for future investigation of the soluble hMM fraction (~366kDa) in sera from PCM patients.