Eletrodo de hidrogênio: o que há nos livros didáticos além de E¸ = 0?

The results of an exercise on electrochemistry for General Chemistry students are presented. The difficulty encountered by students in predicting the shift in the potential of the hydrogen electrode under non-standard conditions prompted a search in textbooks on how the subject is developed. Besides several instances of inconsistencies in defining the standard state, such as including the temperature in the definition, a number of incorrect depictions of the hydrogen electrode were discovered. Of the 28 General Chemistry books, 16 Physical Chemistry books and 24 Internet pages, 30, 20 and 46%, respectively, showed devices that would not work in practice.

Establishment of a protocol for obtention of neuronal stem cells lineages from the dog olfactory epithelium

A morphological and cell culture study from nasal mucosa of dogs was performed in order to establish a protocol to obtain a cell population committed to neuronal lineage, as a proposal for the treatment of traumatic and degenerative lesions in these animals, so that in the future these results could be applied to the human species. Twelve mongrel dogs of 60-day aged pregnancy were collected from urban pound dogs in São Paulo. Tissue from cribriform ethmoidal lamina of the fetuses was collected at necropsy under sterile conditions around 1h to 2h postmortem by uterine sections and sections from the fetal regions described above. Isolated cells of this tissue were added in DMEM/F-12 medium under standard conditions of incubation (5% CO², >37ºC). Cell culture based on isolated cells from biopsies of the olfactory epithelium showed rapid growth when cultured for 24 hours, showing phase-bright sphere cells found floating around the fragments, attached on culture flasks. After 20 days, a specific type of cells, predominantly ellipsoids or fusiform cells was characterized in vitro. The indirect immunofluorescence examination showed cells expressing markers of neuronal precursors (GFAP, neurofilament, oligodendrocyte, and III â-tubulin). The cell proliferation index showed Ki67 immunostaining with a trend to label cell groups throughout the apical region, while PCNA immunostaining label predominantly cell groups lying above the basal lamina. The transmission electron microscopy from the olfactory epithelium of dogs revealed cells with electron-dense cytoplasm and preserving the same distribution as those of positive cell staining for PCNA. Metabolic activity was confirmed by presence of euchromatin in the greatest part of cells. All these aspects give subsidies to support the hypothesis about resident progenitor cells among the basal cells of the olfactory epithelium, committed to renewal of these cell populations, especially neurons.

Estudos de absorção de CO2 com soluções aminadas

A absorção química de dióxido de carbono (CO2) através de soluções aquosas de aminas tem sido estudada nos últimos anos devido à preocupação ambiental face ao aquecimento global. Nestes estudos, foram tidos como principais objectivos a realização de ensaios preliminares de absorção e desabsorção de CO2 em soluções aquosas de aminas bem como a construção de uma instalação piloto para a mesma finalidade. Inicialmente, a nível laboratorial, procedeu-se à absorção de CO2 através de soluções aquosas de aminas. As aminas utilizadas nestes estudos foram a monoetanolamina (MEA), etilenodiamina (EDA), 1,6- hexanodiamina (HDA) e piperazina anidra (PZ). A absorção de CO2 através destas aminas foi realizada experimentalmente às condições normais de pressão e temperatura. A concentração das soluções aquosas foi de 20% em massa de cada amina. Foram também realizados estudos de regeneração das soluções aquosas de aminas saturadas de CO2 em banho de glicerina, para determinar as condições de regeneração. Para além disso, observou-se o estado físico das aminas no estado puro até saturação com CO2 para garantir a não ocorrência de danos a nível de entupimento numa posterior utilização na instalação piloto. Por fim, voltaram-se a repetir todos estes ensaios experimentais utilizando-se, em vez da água destilada, um solvente polar aprótico, dimetilsulfóxido (DMSO). Numa segunda fase destes estudos, a absorção de CO2 através de soluções aquosas de aminas foi investigada experimentalmente numa instalação piloto. O objectivo era utilizar nesta fase do estudo as mesmas aminas utilizadas nos ensaios preliminares mas uma vez que não se dispunha das quantidades necessárias de aminas e para a sua aquisição teria que se despender bastante tempo e dinheiro, utilizaram-se duas soluções aquosas de alcanolaminas. As alcanolaminas utilizadas no presente estudo foram a amina secundária dietanolamina (DEA) e a amina terciária N-metildietanolamina (MDEA), duas aminas amplamente utilizadas nas indústrias químicas e petroquímicas para a purificação dos gases de combustão. A absorção de CO2 através destas duas alcanolaminas foi realizada experimentalmente às condições normais de pressão e temperatura. As concentrações das soluções aquosas foram de (10, 20 e 30) % em massa de MDEA e de DEA. O processo de adição de cloreto de bário (BaCl2.2H2O) às alcanolaminas ajuda à formação de carbonato de bário, quando o CO2 passa através da solução de alcanolamina. A quantidade de carbonato de bário formado foi utilizado para determinar a solubilidade do CO2 (mol CO2/mol alcanolamina). O principal desafio na captura de CO2 dos gases de combustão é o de reduzir o consumo de energia necessária para a regeneração do solvente. Deste modo, foram também realizados estudos de regeneração das soluções de alcanolaminas saturadas, para determinar as condições de regeneração. Os resultados obtidos, a nível laboratorial, revelaram que uma amina secundária (PZ) e uma amina primária de cadeia longa (HDA) são mais favoráveis ao processo de absorção e regeneração de CO2. No entanto, e devido a essa mesma estrutura molecular, necessitam de maiores valores de temperaturas para desabsorver o CO2. Garantiu-se poder trabalhar com as quatro aminas no estado puro em estudos futuros, na instalação piloto, garantindo que não ocorrerão danos a nível de entupimento. Relativamente ao solvente utilizado concluiu-se que um solvente polar aprótico não é um solvente favorável para estes estudos. Os resultados obtidos, na instalação piloto, revelaram que a amina terciária, MDEA, consegue absorver maiores quantidades de CO2 do que a amina secundária, EDA, bem como é a mais fácil de regenerar com menor perda de capacidade de absorção do que a EDA.

Efeito das condições ambientais na produtividade lipídica da Dunaliella tertiolecta

Este trabalho teve como objectivo a optimização das condições de crescimento de biomassa algal tendo em vista a sua utilização como fonte de lípidos para biocombustíveis. Assim, procedeu-se à inoculação de duas estirpes, a Dunaliella tertiolecta (água salgada) e a Tetraselmis subcordiformis (água salobra), seleccionando-se a Dunaliella tertiolecta uma vez que esta apresentou um crescimento mais rápido. Escolhida a estirpe a usar, avaliou-se a influência da composição do meio de cultura da espécie, variando-se a concentração de macronutrientes (Magnésio, Potássio, Azoto, Fósforo) e de micronutrientes (Manganês, Zinco, Ferro, Cobalto) presentes no meio em 10 e 20 vezes, comparativamente à do meio de cultura padrão, o meio Artificial Seawater Medium with Vitamins. Avaliou-se o crescimento algal, a uma temperatura de 25 ºC ± 2 ºC, com uma intensidade de iluminação de 5000 lux (lâmpadas luz dia) e fotoperíodos 12:12 h, controlando possíveis contaminações nas culturas em estudo. Para os ensaios realizados com a Dunaliella tertiolecta, os melhores resultados para a produtividade média e máxima de biomassa, 63,06 mgbiomassa seca/L.dia e 141,79 mgbiomassa seca/L.dia, respectivamente, foram obtidos no ensaio em que se fez variar 10 vezes a concentração de azoto (sob a forma de nitrato). Os resultados mais satisfatórios para o teor lípidico e para a produtividade lipídica máxima, 33,45% e 47,43 mgóleo/L.dia respectivamente, também foram obtidos no ensaio em que se fez variar 10 vezes a concentração de azoto (sob a forma de nitrato), (com extracção dos lípidos usando o método de Bligh e Dyer). Foram testados dois solventes para a extracção de lipídos, o clorofórmio e o hexano, tendose obtido resultados superiores com o clorofórmio, comparativamente aos obtidos quando se usou hexano, com excepção do ensaio em que se aumentou 20 vezes a concentração de fósforo no meio de cultura das microalgas. Verificou-se que, em todos os ensaios foi atingido o estado estacionário sensivelmente na mesma altura, isto é, decorridos cerca de 25 dias após o início do estudo, excepto os ensaios em que se fez variar a concentração de cobalto, para os quais as culturas não se adaptaram às alterações do meio, acabando por morrer passados 15 dias. A adição dos macronutrientes e micronutrientes usados nos ensaios, nas quantidades testadas, não influenciou significativamente a produtividade lipídica, com excepção do azoto e ferro. Conclui-se que o aumento da concentração de azoto para 10x o valor padrão potencia o aumento da produtividade lipídica máxima para mais do dobro (3,6 vezes – Padrão: 13,25 mgóleo/L.dia; 10x N: 47,43 mgóleo/L.dia) e que o aumento da concentração de ferro para 10x o valor padrão potencia o aumento da produtividade lipídica máxima para aproximadamente o dobro (1,9 vezes - Padrão: 14,61 mgóleo/L.dia; 10x Fe: 28,04 mgóleo/L.dia). Nos ensaios realizados com adição de azoto ou ferro, os resultados obtidos para a concentração, teor lípidico e produtividade lipídica máxima, foram sempre superiores aos do padrão correspondente, pelo que se pode concluir que estes ensaios se apresentam como os mais promissores deste estudo, embora o ensaio mais satisfatório tenha sido aquele em que se promoveu a alteração da concentração de azoto para 10 vezes o valor padrão.

Implementação ferramenta LEAN – TPM - serrote mecânico alternativo

Presentemente, com a economia cada vez mais globalizada e com a grande competitividade do mercado, as empresas de produção procuram cada vez mais ajustar-se às exigências dos clientes. Por esse motivo, o controlo do fluxo produtivo torna-se imprescindível para a resolução de problemas e para a própria melhoria contínua do processo. O sistema “Lean Manufacturing”, é um conjunto de atividades que tem como meta o aumento da capacidade de resposta às mudanças e à minimização dos desperdícios na produção, constituindo-se num verdadeiro empreendimento de gestão inovadora. O TPM – Total Productive Maintenance, é uma ferramenta de melhoria continua cada vez mais utilizada nas empresas com o objetivo de melhorar a eficiência dos seus equipamentos e atingir metas para a redução de desperdícios, incluindo a restauração e manutenção de condições padrão de funcionamento. O presente trabalho visa a implementação da ferramenta TPM num equipamento (Serrote Mecânico Alternativo) instalado no Laboratório das Oficinas Mecânicas do Instituto Superior de Engenharia do Porto. No contexto prático, este trabalho consistiu numa primeira fase por implementar a ferramenta 5S´s no posto de trabalho do equipamento em estudo. Durante esta implementação foi possível detetar algumas anomalias no equipamento, tendo sido sujeitas a uma análise para encontrar as suas causas raiz. Posteriormente foi implementada a ferramenta TPM, de modo, a criar melhores condições de acesso e simplificação das atividades de inspeção, lubrificação e limpeza. Além disso, foi executado e proposto algumas oportunidades de melhoria em alguns elementos, de forma a reduzir tempos de operação e tempos de setup, contribuindo para o aumento da eficiência do equipamento.

“PhenoWorld”: a new multidimensional strategy for studying behaviour in rodents

Tese de Doutoramento em Ciências da Saúde

Development of a new method for the characterisation of bioreactors concerning heat and mass transfer

Since the specific heat transfer coefficient (UA) and the volumetric mass transfer coefficient (kLa) play an important role for the design of biotechnological processes, different techniques were developed in the past for the determination of these parameters. However, these approaches often use imprecise dynamic methods for the description of stationary processes and are limited towards scale and geometry of the bioreactor. Therefore, the aim of this thesis was to develop a new method, which overcomes these restrictions. This new approach is based on a permanent production of heat and oxygen by the constant decomposition of hydrogen peroxide in continuous mode. Since the degradation of H2O2 at standard conditions only takes place by the support of a catalyst, different candidates were investigated for their potential (regarding safety issues and reaction kinetic). Manganese-(IV)-oxide was found to be suitable. To compensate the inactivation of MnO2, a continuous process with repeated feeds of fresh MnO2 was established. Subsequently, a scale-up was successfully carried out from 100 mL to a 5 litre glass bioreactor (UniVessel®)To show the applicability of this new method for the characterisation of bioreactors, it was compared with common approaches. With the newly established technique as well as with a conventional procedure, which is based on an electrical heat source, specific heat transfer coefficients were measured in the range of 17.1 – 24.8 W/K for power inputs of about 50 – 70 W/L. However, a first proof of concept regarding the mass transfer showed no constant kLa for different dilution rates up to 0.04 h-1.Based on this, consecutive studies concerning the mass transfer should be made with higher volume flows, due to more even inflow rates. In addition, further experiments are advisable, to analyse the heat transfer in single-use bioreactors and in larger common systems.

Standardization of the dot enzyme-lynked immunosorbent assay (dot-ELISA) for experimental plague

A dot enzyme linked immunosorbent assay (dot-ELISA) was previously developed to detect specific antibodies in rabbits sera immunized against FIA protein obtained from Yersina pestis. This antigen was covalently linked onto the surface of dacron (polyethyleneterephthalate). Here, standard conditions are described for the optimization of this procedure: an amount of 20 ng of FIA protein was fixed onto dacron; anti-rabbit IgG peroxidase conjugate diluted 1:8,000 and 30% non-fat instant milk as blocking substance were used throughout the method. This procedure was compared with that employing nitrocellulose as solid-phase which showed to be more sensitive. However, the method based on dacron did not show false positive reactions against non-immunized rabbits sera at low antigen amount and diluted anti-IgG peroxidase conjugate.

Estudio de los mecanismos terapéuticos en la inducción de tolerancia immunológica en un modelo animal de esclerosis múltiple

En una serie de estudios previos demostramos que la infusión de células de médula ósea (MO) modificadas genéticamente para la expresión del autoantígeno MOG40-55 en ausencia de mieloablación inducía tolerancia antígenoespecífica en un modelo murino de esclerosis múltiple. También observamos que este efecto terapéutico no requería injerto hematopoyético. Nos propusimos estudiar si el efecto tolerogénico está inducido por una subpoblación de células generadas durante la transducción de la MO y el papel de las células T reguladoras en la inducción de la tolerancia. Las células de MO fueron cultivadas y transducidas usando medio complementado con 20% FCS y medios condicionados como fuente de stem cell factor (SCF) e IL-3 murinos. Las diferentes poblaciones celulares se separaron por citometría de flujo y se analizó la capacidad supresora de las poblaciones candidatas. Por otro lado se analizó la presencia de células T reguladoras en bazo y SNC de los ratones recuperados después de la infusión de células de MO transducidas. A los cinco días de cultivo, la mayoría de células presentaban fenotipo mieloide (Mac-1+Gr-1low/-:31,9+-10,2%; Mac-1+Gr-1high:26,0+-3,3%). Ambos fenotipos se corresponden con dos subpoblaciones de células mieloides supresoras (MDSC, tipo monocí¬tico y granulocítico respectivamente) descritas recientemente. Se estudió la capacidad de ambas poblaciones para suprimir la respuesta proliferativa específica de esplenocitos frente a MOG40-55 in vitro, observando una mayor capacidad de supresión de las MDSC monocíticas, que se correspondí¬a con niveles significativamente superiores de actividad de las enzimas arginasa-1 y sintasa de óxido nítrico (ambos mecanismos supresores característicos de las MDSC). A los 7 días del tratamiento no se observaron diferencias significativas en el porcentaje de células T reguladoras (Treg y Tr1) entre el grupo tratado (liM) y los grupos de control.

A Comparative Study of the Organic Acid Content of the Hemolymph of Schistosoma mansoni-Resistant and Susceptible Strains of Biomphalaria glabrata

The freshwater snail Biomphalaria glabrata is an intermediate host of the trematode Schistosoma mansoni. However, some strains of B. glabrata are resistant to successful infection by S. mansoni larvae. The present work examines the profile of organic acids present in S. mansoni-resistant and -susceptible strains of B. glabrata, in order to determine whether the type of organic acid present is related to susceptibility. The organic acids were extracted from the hemolymph of two susceptible B. glabrata strains (PR, Puerto Rico and Ba, Jacobina-Bahia from Brazil), and from the resistant strains 13-16-R1 and 10R2, using solid phase extraction procedures followed by high performance liquid chromatography. The organic acids obtained were analyzed and identified by comparison with known standards. Pyruvate, lactate, succinate, malate, fumarate, acetate, propionate, ß-hydroxybutyrate and acetoacetate were detected in all hemolymph samples. Under standard conditions, the concentration of each of these substances varied among the strains tested and appeared to be specific for each strain. An interesting variation was the low concentration of pyruvate in the hemolymph of PR-snails. Only the concentration of fumarate was consistently different (p£ 0.05) between resistant and susceptible strains

Update of the BIPM comparison BIPM.RI(II)-K1.Cs-134 of activity measurements of the radionuclide 134Cs to include the 2008 results of the BEV (Austria), the 2009 result of the IRA (Switzerland) and the 2010 results of the NMISA (South Africa)

Purine nucleotide pyrophosphotransferase was purified to apparent homogeneity from a culture filtrate of Streptomyces morookaensis. It is a monomeric protein with a molecular weight of 24 000-25 000, and its isoelectric point is 6.9. The enzyme synthesizes purine nucleoside 5'-phosphate (mono, di, or tri) 3'-diphosphates such as pppApp, ppApp, pApp, pppGpp, ppGpp and pppIpp by transferring a pyrophosphoryl group from the 5'-position of ATP, dATP and ppApp to the 3'-position of purine nucleotides. The purified enzyme catalysed the formation of 435 mumol of pppApp and 620 mumol of pppGpp from ATP and GTP per min mg protein under the standard conditions. The enzyme requires absolutely a divalent cation for activity, and optimum pH for the enzyme activity lay above 10 for Mg2+, for Co2+ and Zn2+ from 9 to 9.5, and for Fe2+ from 7.5 to 8. The following Michaelis constants were determined: AMP, 2.78 mM; ADP, 3.23 mM; GMP, 0.89 mM; GDP, 0.46 mM and GTP, 1.54 mM, in the case of ATP donor. The enzyme is inhibited by guanine, guanosine, dGDP, dGTP, N-bromosuccinimide, iodacetate, sodium borate and mercuric acetate.

Reducing the learning curve for the treatment of morphoeic (sclerosing) basal cell carcinoma of the face.

The treatment of morphoeic (or sclerosing) basal cell carcinoma (mBCC) of the face is associated with high rates of incomplete excision and recurrence. A principal risk factor for incomplete resection is the grade of surgeon. We did a prospective, randomised study of 40 consecutive patients with mBCC of the face. The extent of the tumour was assessed under standard conditions by consultant surgeons and compared with assessments by resident surgeons with the help of the Varioscope, a combination of microscope and loupe glasses with strong illumination and a maximal magnification of 7x. The data from a former retrospective study of all excisions of mBCC of the face during a five-year period at the hospital served as control. Residents with the support of the Varioscope achieved a rate of incomplete excisions similar to that of consultants under standard conditions. There was a significant reduction of the rate of incomplete resections by resident surgeons thanks to high magnification and good lighting (p=0.02). High magnification and good lighting were useful in learning how to recognise skin changes associated with mBCC of the face and achieving a low rate of incomplete excisions.

Adaptation to larval malnutrition does not affect fluctuating asymmetry in Drosophila melanogaster

Both stress during development and response to directional selection were proposed to lead to reduced developmental stability of an organism, commonly measured as fluctuating asymmetry. Here, we investigated the direct physiological (plastic) effect of larval malnutrition and the effect of evolutionary adaptation to this form of stress on developmental stability, measured as fluctuating asymmetry of several wing measurements. The measurements were made on female Drosophila melanogaster from populations which, in the course of 84 generations of experimental evolution, adapted to malnutrition and from non-adapted controls, raised either under standard conditions or under nutritional stress. We detected no changes in the levels of fluctuating asymmetry as either a plastic or an evolutionary response. Thus, neither nutritional stress within lifetime nor directional selection it imposes seems to affect developmental stability in flies.

Plastic and evolutionary responses of cell size and number to larval malnutrition in Drosophila melanogaster.

Both development and evolution under chronic malnutrition lead to reduced adult size in Drosophila. We studied the contribution of changes in size vs. number of epidermal cells to plastic and evolutionary reduction of wing size in response to poor larval food. We used flies from six populations selected for tolerance to larval malnutrition and from six unselected control populations, raised either under standard conditions or under larval malnutrition. In the control populations, phenotypic plasticity of wing size was mediated by both cell size and cell number. In contrast, evolutionary change in wing size, which was only observed as a correlated response expressed on standard food, was mediated entirely by reduction in cell number. Plasticity of cell number had been lost in the selected populations, and cell number did not differ between the sexes despite males having smaller wings. Results of this and other experimental evolution studies are consistent with the hypothesis that alleles which increase body size through prolonged growth affect wing size mostly via cell number, whereas alleles which increase size through higher growth rate do so via cell size.

Suitability of GRIND-based principal properties for the description of molecular similarity and ligand-based virtual screening

The information provided by the alignment-independent GRid Independent Descriptors (GRIND) can be condensed by the application of principal component analysis, obtaining a small number of principal properties (GRIND-PP), which is more suitable for describing molecular similarity. The objective of the present study is to optimize diverse parameters involved in the obtention of the GRIND-PP and validate their suitability for applications, requiring a biologically relevant description of the molecular similarity. With this aim, GRIND-PP computed with a collection of diverse settings were used to carry out ligand-based virtual screening (LBVS) on standard conditions. The quality of the results obtained was remarkable and comparable with other LBVS methods, and their detailed statistical analysis allowed to identify the method settings more determinant for the quality of the results and their optimum. Remarkably, some of these optimum settings differ significantly from those used in previously published applications, revealing their unexplored potential. Their applicability in large compound database was also explored by comparing the equivalence of the results obtained using either computed or projected principal properties. In general, the results of the study confirm the suitability of the GRIND-PP for practical applications and provide useful hints about how they should be computed for obtaining optimum results.