Early cytotoxic and genotoxic effects of atrazine on Wistar rat liver: A morphological, immunohistochemical, biochemical, and molecular study

Risk assessments suggest that intermediate and long-term exposure to triazine herbicides and its metabolites through water can cause severe damage to human health. The objective of this study was to investigate the possible effects of atrazine on Wistar rats submitted to subacute treatment. For this purpose, the activity of catalase and alanine aminotransferase was quantified, and the effect of the herbicide on cell membranes was examined based on the measurement of lipid peroxidation and consequent formation of malondialdehyde and on the mRNA expression of antioxidant enzymes (Mn-superoxide dismutase [SOD] and GSTM1) and connexins. In addition, we evaluated histopathological alterations in the liver, cellular expression of SOD and glutathione (GST), activation of heat shock proteins (HSPs) by immunohistochemistry, and the induction of apoptosis. The genotoxic potential of the herbicide was investigated by the micronucleus test in bone marrow smears. Adult male Wistar rats were treated with an aqueous solution of atrazine at a concentration of 400 mg/kg/day, by gavage, for 14 consecutive days. Control groups were also included. The results showed an increase of catalase levels and maintenance of the expression of antioxidant enzymes (SOD and GST). In addition, lipid peroxidation, hepatic tissue degeneration, activation of HSP90, increased levels of connexin mRNA, and genotoxicity were observed. In conclusion, atrazine induced early hepatic oxidative stress that triggered defense mechanisms to maintain the morphophysiological integrity of the liver. Further studies are needed to better understand the effects of this herbicide on human health. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.

Influence of sugar cane vinasse on the sorption and degradation of herbicides in soil under controlled conditions

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Eucalyptus ESTs corresponding to the enzyme glutamine synthetase and the protein D1, sites of action of herbicides that cause oxidative stress

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Influence of acid-etching and ceramic primers on the repair of a glass ceramic

The objective of this study was to evaluate the influence of different primers on the microtensile bond strength (μT BS) between a feldspathic ceramic and two composites. Forty blocks (6.0 × 6.0 × 5.0 mm 3) were prepared from Vita Mark II . After polishing, they were randomly divided into 10 groups according to the surface treatment: Group 1, hydrofluoric acid 10% (HF) + silane; Group 2, CoJet + silane; Group 3, HF + Metal/Zirconia Primer; Group 4, HF + Clearfil Primer; Group 5, HF + Alloy Primer; Group 6, HF + V-Primer; Group 7, Metal/Zirconia Primer; Group 8, Clearfil Primer; Group 9, Alloy Primer; Group 10, V-Primer. After each surface treatment, an adhesive was applied and one of two composite resins was incrementally built up. The sticks obtained from each block (bonded area: 1.0 mm2 ± 0.2 mm) were stored in distilled water at 37°C for 30 days and submitted to thermocycling (7,000 cycles; 5°C/55°C ± 1°C). The μT BS test was carried out using a universal testing machine (1.0 mm/min). Data were analyzed using ANOVA and a Tukey test (α = 0.05). The surface treatments significantly affected the results (P < 0.05); no difference was observed between the composites (P > 0.05). The bond strength means (MPa) were as follows: Group 1a = 29.6; Group 1b = 33.7; Group 2a = 28.9; Group 2b = 27.1; Group 3a = 13.8; Group 3b = 14.9; Group 4a = 18.6; Group 4b = 19.4; Group 5a = 15.3; Group 5b = 16.5; Group 6a = 11; Group 6b = 18; Groups 7a to 10b = 0. While the use of primers alone was not sufficient for adequate bond strengths to feldspathic ceramic, HF etching followed by any silane delivered higher bond strength.

Caracterização molecular de acessos de capim-colchão (Digitaria nuda) e resposta à ametrina

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Molecular characterization of accessions of crabgrass (Digitaria nuda) and response to ametryn

Digitaria species are sugar cane crop weeds in Brazil and are being controlled with herbicides, although there are some reports of control failure, notably to the triazine group. Molecular techniques are recommended to analyze the genetic variability in weeds. RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA), PCR-RFLP (Polymerase Chain Reaction - Restriction Fragment Length Polymorphism) and, in combination with sequencing, allow the localization of resistance genes, as well as possible mutations related to the onset of resistant individuals in some species. Thus, the objective of this work was to characterize ten accessions of Digitaria spp. by RAPD and PCR-RFLP markers, to sequence a conserved region of the psbA gene and evaluate the accessions response to ametryn. As showed by molecular analysis there was high genetic similarity among the accessions, all of them presented similar genetics profiles and were susceptible to ametryn.

Desenvolvimento de biossensor baseado em extrato de açaí e sensor biomimético para detecção de hexazinona

Pós-graduação em Química - IQ

Preparo e caracterização de nanopartículas lipídicas sólidas como sistema carreador conjunto para os herbicidas atrazina e simazina visando futuras aplicações em agricultura

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

A new biomimetic sensor based on molecularly imprinted polymers for highly sensitive and selective determination of hexazinone herbicide

A new selective sensor based on molecularly imprinted polymers (MIPs) was developed for the determination of hexazinone (HXZ) in environmental samples. MIPs were synthesized using a non-covalent approach, and selection of the monomers employed in the polymerization reaction was carried out by molecular modeling. Three functional monomers with high (2-vinylpyridine (MP17)) and intermediate (methacrylic acid (MP12) and acrylamide (MP5)) energies of binding to the template (HXZ) were selected for preparation of the MIPs, in order to conduct comparative studies and validate the theoretical data. For sensor construction, carbon pastes were modified with each MIP or NIP (non-imprinted polymer), and HXZ determination was performed using differential pulse adsorptive cathodic stripping voltammetry (DPAdCSV). All parameters affecting the sensor response were optimized. In HCl at pH 2.5, the sensor prepared with MP17 (5% w/w in the paste) showed a dynamic linear range between 1.9 × 10−11 and 1.1 × 10−10 mol L−1, and a detection limit of 2.6 × 10−12 mol L−1, under the following conditions: accumulation time of 200 s at a potential of −0.5V, scan rate of 50 mVs−1, pulse amplitude of 60 mV, and pulse width of 50 ms. The sensor was selective in the presence of other similar compounds, and was successfully applied to the analysis of HXZ in river water samples.

Entwicklung einer Enzymimmunoelektrode zur Bestimmung von Atrazin in Wasser

ZusammenfassungIn der vorliegenden Arbeit ist eine Enzymimmunoelektrode zur Bestimmung von Atrazin in Wasser entwickelt worden. Die Motivation war, einen Immunoassay zu entwickeln, der ohne die speziellen Geräte, wie einen EIA-Reader, durchgeführt werden konnte. Dafür müssen drei Änderungen vorgenommen werden. Es muß das Detektorsystem EIA-Reader zur Meßwerterfassung ersetzt werden, und damit muß die nur im EIA-Reader verwendbare Mikrotiterplatte ausgetauscht werden. Als drittes muß der Immunoassay dem neuen Detektorsystem angepaßt werden. Eine pH-Elektrode wurde anstelle des EIA-Readers benutzt. Als Enzym, das eine pH-Änderung induziert, wurde Lactamase ausgewählt. Als Festphase wurden anstelle der Mikrotiterplatte Polystyrolmikropartikel (PSMP) verwendet. Die Entwicklung der Enzymimmunoelektrode erfolgte in drei Schritten: Entwicklung des Immunoassays für Atrazin unter Verwendung von Lactamase, Übertragung auf die Festphase PSMP und Einsatz der pH-Elektrode als Detektorsystem. Zuerst wurden Tracer mit dem Enzym Lactamase hergestellt. Als Haptene wurden 2-Chlor-4-(isopropylamino)-6-[(1-carboxypent-5-yl)amino]-s-Triazin (iPr/Cl/C6), Di-Chloratrazin und Di-Chlorsimazin verwendet. Es wurden unterschiedliche Testmittelpunkte im Immunoassay erreicht, (iPr/Cl/C6 I50 = 1.22µg/L; Dichloratrazin I50 = 0.27µg/L; Di-Chlorsimazin I50 = 0.12µg/L). Aufgrund der nur mäßigen Stabilität der Tracer unter Verwendung der Di-Chlorderivate wurde auf deren Verwendung bei der Entwicklung der Immunoelektrode verzichtet.Im zweiten Schritt erfolgte die Übertragung auf PSMP. Die Verwendung der PSMP hatte außer einer Verbesserung des Testmittelpunktes auf 1.00µg/L noch den Vorteil, daß die benötigten Mengen an Antikörper verringert werden konnten.Danach wurde die pH-Elektrode als Signalwandler zur Bestimmung des Atrazins eingesetzt. Unter Verwendung der pH-Elektrode konnte der bisher niedrigste Testmittelpunkt (I50 = 0.005µg/L) zur Bestimmung von Atrazin erreicht werden.

Stilbenoide Sternsysteme - Synthese und Eigenschaften

Stilbenoide Sternsysteme - Synthese und Eigenschaften Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Synthese und den Eigenschaften stilbenoider Sternverbindungen vom Typ der Hexastyrylbenzole und Tristyryltriazine.Zu den Hexastyrylbenzolen hat sich als einzig gangbarer Weg eine Synthesesequenz aus einer dreifachen Heck-Reaktion und einer anschließenden dreifachen Horner-Olefinierung erwiesen. Diese Substanzen zeigen in Lösung eine äußerst hohe Photoreaktivität, die bereits am Tageslicht unter vollständigem Abbau der Stilbenchromophore zu statistisch vernetzten Polymeren führt.Die Synthese der Tristyryltriazine gelingt über eine dreifache Kondensationsreaktion des Trimethyl-s-triazins mit Benzaldehyden. Durch Variation der Alkoxyflügelketten der eingesetzten Aldehyde war es möglich, einen neuen Strukturtyp kolumnar diskotischer Mesogene zu synthetisieren. Es konnte gezeigt werden, daß sich durch die Änderung der Länge der Flügelketten die Temperaturbereiche der Mesophasen gezielt variieren lassen. Die Tristyryltriazine weisen innerhalb ihrer LC-Phasen eine hohe Photoreaktivität auf, die sich in einem schnellen Abbau der Texturen bemerkbar macht.Die reversible Protonierung des zentralen Triazinrings führt durch den dadurch verstärkten intramolekularen charge transfer Effekt (ICT) zu einer bathochromen Verschiebung ihres langwelligen Absorptionsmaximums.Für eine Reihe von Tristyryltriazinen mit konjugierten Wiederholungseinheiten konnte für das langwellige Absorptionsmaximum in neutraler Lösung ein Konvergenzverhalten der Verbindungen mit einer effektiven Konjugationslänge von n(EKL) = 7 festgestellt werden.

Ionomere zum Aufbau funktioneller Oberflächen

Im ersten Teil der Arbeit wurden Ionomere durch aufeinanderfolgende polymeranaloge Reaktionen eines Reaktivesterpolymers mit verschiedenen primären bzw. sekundären Aminen synthetisiert. Polarisationsmikroskopische Untersuchungen zeigten, dass diese Ionomere sowohl über thermotrope als auch über lyotrope flüssigkristalline Eigenschaften verfügen. Anschließend wurden mit der 'self-assembly'-Methode Multischichtfilme aus den Ionomeren und hochgeladenen Polyelektrolyten sowie aus entgegengesetzt geladenen Ionomeren aufgebaut. Bei Röntgen-reflexionsmessungen an den Multischichtfilmen konnten winkelabhängige Modulationen der Strahlungsintensität beobachtet werden. Es ist zu vermuten, dass es sich bei diesen Modulationen um Überlagerungen von Kiessig-Ringen und Bragg-Peaks handelt, was ein Indiz dafür ist, dass regel-mäßige Subschichten in den Filmen existieren. Das Konzept der polymeranalogen Reaktionen eines Reaktivesterpolymers mit verschiedenen primären Aminen wurde außerdem dazu benutzt, Polymere zur Modifikation von Cadmiumselenid-Nanokristallen herzustellen. Hierbei konnte zum einen gezeigt werden, dass Nanokristalle direkt mit aminogruppenhaltigen Polymeren modifiziert werden können, zum anderen ist es auch möglich kationische Ionomere auf Nanokristallen mit Mercaptoessigsäure-Liganden zu adsorbieren. Im letzten Teil der Arbeit wurden ionische triazinhaltige Polymere hergestellt und elektrochemisch charakterisiert. Die hergestellten Polymere sind sehr leicht reduzierbar. Anschließend wurden aus den triazinhaltigen Polymeren und entgegengesetzt geladenen Polyelektrolyten ebenfalls Multischichtfilme hergestellt.

Tris(trimethylsilyl)silyl stabilized phosphorus and lead clusters

Die Hypersilylgruppe (Me3Si)3Si stellt einen sehr sperrigen, Elektronen liefernden Substituenten dar und kann zur Stabilisierung niedriger Oxidationsstufen sowie ungewöhnlicher Strukturelemente dienen. Durch Reaktionen der base-freien Hypersilanide der Alkalimetalle sowie des Dihypersilylplumbandiyls mit unterschiedlichsten phosphorhaltigen Reagenzien konnten eine Reihe hypersilyl-stabilisierter Phosphor- und Bleicluster-Verbindungen erhalten werden. Kaliumhypersilanid reagiert in Toluol glatt mit weißem Phosphor bei Raumtemperatur in Toluol unter quantitativer Bildung von rotem Kalium-bis(hypersilyl)tetraphosphenid [(Me3Si)3Si]2P4K2 (1), einem Kaliumsalz des Tetraphosphens (Me3Si)3Si-PH-P=P-PH-Si(SiMe3)3. In Benzol oder Toluol steht 1 im Gleichgewicht mit dem dimeren Octaphosphanid [(Me3Si)3Si]4P8K4 (2). Bei längerem Stehen der toluolischen Lösungen zerfällt 1 langsam vermutlich in Folge einer Protolyse zum gelben Pentaphosphanid [(Me3Si)3Si]3P5K2 (4). Aus benzolischer Lösung konnte hingegen ein weiteres Oktaphosphanid, [(Me3Si)3Si]3P8K3 (5), isoliert werden. Führt man die Reaktion Kaliumhypersilanid mit P4 in stärker koordinierenden Lösungsmitteln wie Diethylether durch, so entstehen neben 1 größere Mengen des Triphosphenids [(Me3Si)3Si]2P3K (3); dieses enthält ein Triphosphaallyl-Anion mit partieller P-P-Doppelbindung. Setzt man Lithiumhypersilanid mit weißem Phosphor um, so beobachtet man eine vollständig andere Produktpallette. Als Hauptprodukte lassen Polyphosphane wie beispielsweise [(Me3Si)3Si]2P4 (6) nachweisen, das zu 1 analoge [(Me3Si)3Si]2P4Li2 (7) entsteht nur in vergleichsweise kleinen Mengen. In der Gegenwart von Hexahydro-1,3,5-trimethyl-S-triazin, entsteht aus Lithiumhypersilanid und P4 hingegen im wesentlichen [(Me3Si)3Si]2P3Li (8) neben beträchtlichen Mengen von (Me3Si)4Si. Dessen Bildung erfordert eine Si-Si-Bindungsspaltung im Verlauf der Reaktion. Die Reaktion von Natriumhypersilanid mit P4 verläuft sehr unübersichtlich, das Pentaphosphanid [(Me3Si)3Si]3P5Na2 (9) ist das einzige isolierbare Produkt. Setzt man 1 mit [(Me3Si)2Si]2Sn um, so bilden sich überraschenderweise, je nach verwendetem Solvens [(Me3Si)3Si]3P4SnK (10) oder [(Me3Si)3Si]2[(Me3Si)2N]P4SnK (11). Alle neuen Verbindungen wurden NMR-spektroskopisch charakterisiert, die Phosphenide 1, 7, 8 sowie die Phosphanide 2, 4, 5, 9, 10 darüber hinaus durch Kristallstrukturanalysen. Dihypersilylplumbandiyl und -stannandiyl reagieren bei tiefer Temperatur mit P4, MPH2 (M=Li, K), PMe3, and PH3 zu formalen Lewis-Säure-Base-Addukten. Die Addukte {[(Me3Si)3Si]2PbPH2}M [M = Li (15), K (18)], {{[(Me3Si)3Si]2Pb}2PH2}M [M = Li (19), K (20)], und [(Me3Si)3Si]2EPMe3 [E = Pb (21), Sn (22)] wurden als kristalline Feststoffe erhalten und konnten vollständig charakterisiert werden. Die metastabilen Addukte {[(Me3Si)3Si]2E}4P4 (E = Pb, Sn) und [(Me3Si)3Si]2PbPH3 konnten lediglich NMR-spektroskopisch nachgewiesen werden. Bei Raumtemperatur entstehen in Folge von Ligandenaustausch-Prozessen die kristallographisch charakterisierten Heterokubane [(Me3Si)3Si]4P4E4 [E = Pb (12), Sn (14)], das Diphosphen (Me3Si)3SiP=PSi(SiMe3)3 (13) sowie der Pb2P2-Heterocyclus [(Me3Si)3SiPbP(H)Si(SiMe3)3]2 (17). Bei tiefer Temperatur wird aus einer sehr langsamen Reaktion von Dihypersilylplumbandiyl und PH3 in sehr kleinen Ausbeuten ein weiteres, völlig unerwartetes Produkt gebildet: der Bleicluster [(Me3Si)3Si]6Pb12 (23). Er weist ein verzerrt ikosaedrisches, zentrosymmetrisches Pb12-Gerüst auf. Nach jetzigen Erkenntnissen läuft seine Bildung über das nicht fassbare Hydridoplumbandiyl HPbSi(SiMe3)3, das intermediär durch Substituentenaustausch zwischen Pb[Si(SiMe3)3]2 and PH3 entsteht. Der Ersatz des Phosphans durch andere Hydridquellen wie (Ph3PCuH)6, (iBu)2AlH, and Me3NAlH3 führt ebenfalls zur Bildung von Bleiclustern, allerdings ist jetzt der Cluster [(Me3Si)3Si]6Pb10 (24) das Hauptprodukt. Beide Cluster, 23 und 24, gehorchen den Wade-Regeln.

Multilayer thin films by layer-by-layer (LBL) assembly of functional polyelectrolytes

Nanoscience aims at manipulating atoms, molecules and nano-size particles in a precise and controlled manner. Nano-scale control of the thin film structures of organic/polymeric materials is a prerequisite to the fabrication of sophisticated functional devices. The work presented in this thesis is a compilation of various polymer thin films with newly synthesized functional polymers. Cationic and anionic LC amphotropic polymers, p-type and n-type semiconducting polymers with triarylamine, oxadiazole, thiadiazole and triazine moieties are suitable materials to fabricate multilayers by layer-by-layer (LBL) self-assembly with a well defined internal structure. The LBL assembly is the ideal processing technique to prepare thin polymer film composites with fine control over morphology and composition at nano-scale thickness, which may have applications in photo-detectors, light-emitting diodes (LEDs), displays and sensors, as well as in solar cells. The multilayer build-up was investigated with amphotropic LC polymers individually by solution-dipping and spin-coating methods; they showed different internal orders with respect to layering and orientation of the mesogens, as a result of the liquid crystalline phase. The synthesized p-type and n-type semiconducting polymers were examined optically and electrochemically, suggesting that they are favorably promising as hole-(p-type) or electron-(n-type) transport materials in electronic and optoelectronic devices. In addition, we report a successful film deposition of polymers by the vacuum deposition method. The vapor deposition method provides a clean environment; it is solvent free and well suited to sequential depositions in hetero-structured multilayer system. As the potential applications, the fabricated polymer thin films were used as simple electrochromic films and also used as hole transporting layers in LEDs. Electrochemical and electrochromic characterizations of assembled films reveal that the newly synthesized polymers give rise to high contrast ratio and fast switching electrochromic films. The LEDs with vacuum deposited films show dramatic improvements in device characteristics, indicating that the films are promising as hole transporting layers. These are the result of not only the thin nano-scale film structures but also the combination with the high charge carrier mobility of synthesized semiconducting polymers.

Comparison of affinity chromatography supports for separation of protein

Chromatography is the most widely used technique for high-resolution separation and analysis of proteins. This technique is very useful for the purification of delicate compounds, e.g. pharmaceuticals, because it is usually performed at milder conditions than separation processes typically used by chemical industry. This thesis focuses on affinity chromatography. Chromatographic processes are traditionally performed using columns packed with porous resin. However, these supports have several limitations, including the dependence on intra-particle diffusion, a slow mass transfer mechanism, for the transport of solute molecules to the binding sites within the pores and high pressure drop through the packed bed. These limitations can be overcome by using chromatographic supports like membranes or monoliths. Dye-ligands are considered important alternatives to natural ligands. Several reactive dyes, particularly Cibacron Blue F3GA, are used as affinity ligand for protein purification. Cibacron Blue F3GA is a triazine dye that interacts specifically and reversibly with albumin. The aim of this study is to prepare dye-affinity membranes and monoliths for efficient removal of albumin and to compare the three different affinity supports: membranes and monoliths and a commercial column HiTrapTM Blue HP, produced by GE Healthcare. A comparison among the three supports was performed in terms of binding capacity at saturation (DBC100%) and dynamic binding capacity at 10% breakthrough (DBC10%) using solutions of pure BSA. The results obtained show that the CB-RC membranes and CB-Epoxy monoliths can be compared to commercial support, column HiTrapTM Blue HP, for the separation of albumin. These results encourage a further characterization of the new supports examined.