Ionic liquids for the purification and stabilization of nucleic acids

Nucleic acids-based therapies have emerged as excellent approaches to treat various diseases such as cancer and neurodegenerative disorders. However, for these biomolecules to be used as biopharmaceuticals they must be obtained with high purity, presenting biological activity and structural integrity. As these are the main challenges in obtaining biopharmaceuticals, it is necessary to develop purification strategies that ensure their quality. Ionic liquids (ILs) are liquid salts at room temperature that have very interesting properties, namely the vast combination of cation and anion that can be made, thus tailoring the structures to the intended purpose. This work has as main objective the development of a new strategy for the purification of nucleic acids using functionalized supports with different ILs. In addition, we also intend to evaluate the RNA stabilizing capacity of certain ILs as well as their toxicity in human cell lines in order to ascertain the biosafety of these substances. Initially, different ILs were covalently immobilized onto spherical silica supports, used as a stationary phase, resulting in the following materials: [Si][C3C1Im]Cl, [Si][N3222]Cl, [Si][N3444]Cl, [Si][N3888]Cl and [Si][N3114]Cl. In addition to the structural characterization of the supports, and as a screening procedure, the binding and elution of low molecular weight RNA molecules was tested under ionic and hydrophobic conditions with all the synthesised supports, in order to select the most promising ligand(s) for nucleic acids purification. [Si][N3222]Cl and [Si][N3114]Cl were the chosen supports for further separation procedures between genomic DNA and RNA. Both supports showed ability for separating these two species, although [Si][N3114]Cl displayed better selectivity, thus becoming more promising for future separation assays. Additionally, RNA stabilization assays were performed with four different types of ILs, analogues to the ligands, namely [N1111]Cl, [N2222]Cl, [N3333]Cl and [N4444]Cl. Only [N1111]Cl showed to enhance RNAs thermal stability, verifying by this, a negative contribution of the alkyl chains lengths in the stabilization of this biomolecule. Besides, cytotoxicity assays with the two chosen supports and these four ILs were performed. ILimmobilized supports did not present any cytotoxicity, while liquid ILs were discovered to largely compromise cell viability. In this sense, the usage of ILs immobilized onto solid supports appears to be safer than using bulk ILs. Thus, was possible to demonstrate the importance of various ILs in purification and manipulation of nucleic acids, becoming a continuously growing area.As terapias baseadas em ácidos nucleicos têm surgido como excelentes abordagens no que diz respeito ao tratamento de diversas doenças como cancro e doenças neurodegenerativas. Contudo, para que estas biomoléculas possam ser usadas como biofármacos elas devem ser obtidas com elevados graus de pureza, apresentando atividade biológica e integridade estrutural. Sendo estes os maiores desafios na obtenção de biofármacos, é necessário desenvolver estratégias de purificação que assegurem a qualidade dos mesmos. Os líquidos iónicos (ILs) são sais líquidos à temperatura ambiente que apresentam propriedades muito interessantes, nomeadamente a possibilidade de criar inúmeras combinações entre catiões e aniões, adequando assim as estruturas aos objetivos pretendidos. Neste âmbito, o presente trabalho tem como principal objetivo o desenvolvimento de uma nova estratégia de purificação de ácidos nucleicos usando suportes funcionalizados com diferentes ILs. Paralelamente, pretende-se também avaliar a capacidade de estabilização de RNA que determinados ILs apresentam, assim como a sua toxicidade em linhas celulares humanas, de forma a averiguar a biossegurança destas substâncias. Inicialmente, diferentes ILs foram imobilizados covalentemente em suportes de sílica esférica, usada como fase estacionária, dos quais resultaram os seguintes materiais: [Si][C3C1Im]Cl, [Si][N3222]Cl, [Si][N3444]Cl, [Si][N3888] e [Si][N3114]Cl. Considerando estruturalmente os ILs selecionados, destaca-se a utilização como catião de um composto heterocíclico, um baseado em uma amina assimétrica e três com aminas simétricas que variam no tamanho da cadeia carbonada (contendo 2, 4 ou 8 carbonos). Para além da caracterização estrutural dos suportes, cada um deles foi empacotado em colunas de bancada e foram realizados ensaios de screening de ligação e eluição com amostras de RNA. Nestes ensaios, foi possível verificar que todos os ligandos tinham a capacidade de estabelecer interações electroestáticas e hidrofóbicas com o RNA, isto porque todos possuem grupos de carácter iónico e hidrofóbico, demonstrando assim a possibilidade de explorar um comportamento multimodal. Contudo, os resultados mais promissores foram obtidos com os suportes de [Si][N3222]Cl e [Si][N3114]Cl, pelo que foram estes os materiais usados nos ensaios seguintes. Neste contexto, a etapa seguinte foi de avaliação do potencial destes suportes para separar DNA e RNA presentes em amostras de lisado, considerando também o efeito do pH (entre 6 e 8) nos perfis de retenção e padrão de seletividade entre estas biomoléculas. Ambos os suportes demonstraram essa capacidade de separação, apesar de [Si][N3114]Cl ter apresentado melhor seletividade que [Si][N3222]Cl, sendo por isso mais promissor para outros estudos de separação. Adicionalmente, foram realizados ensaios de estabilização de amostras de RNA com quatro diferentes ILs, nomeadamente [N1111]Cl, [N2222]Cl, [N3333]Cl e [N4444]Cl. Com este estudo foi observado um efeito negativo na estabilidade do RNA consoante o aumento do tamanho da cadeia carbonada do catião, tendo-se apenas obtido aumento da estabilidade térmica do RNA com o IL [N1111]Cl. Por fim, e de forma a averiguar a toxicidade dos suportes e dos ILs análogos, foram realizados ensaios de citotoxicidade numa linha celular humana, em que os materiais e ILs foram colocados em contacto com as células até um período de tempo de 48 horas. Verificou-se que os suportes com os ILs imobilizados na superfície não demonstraram qualquer toxicidade para estas células, ao contrário do observado com os ILs análogos aos usados nos suportes. Estes demonstraram significativa toxicidade, que também se verificou ser dependente do tamanho das cadeias carbonadas e da concentração de IL aplicada, apresentando assim uma vantagem dos ILs imobilizados em suportes, comparativamente ao uso de ILs no estado líquido. Desta forma, foi possível demonstrar a importância de vários ILs na purificação e estabilização dos ácidos nucleicos, tratando-se de uma área em constante crescimento

Relatório de atividade profissional: Um percurso profissional após a licenciatura, do laboratório à pedagogia.

O presente relatório de atividade profissional foi elaborado no âmbito do programa para Ser Mestre da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa. Encontra-se dividido em dois capítulos, iniciando-se com a parte laboratorial seguido da experiência na via ensino. No primeiro capítulo abordo principalmente todas as atividades que desenvolvi no Lycée Français Charles Lepierre enquanto técnico de laboratório. De entre as atividades que desempenhei, irei salientar as que concederam maior dinâmica e eficácia à estrutura principal, que é o laboratório, nomeadamente, a preparação de todo o equipamento didático utilizado nas salas de aula, e a sua restruturação. Após alguns anos no laboratório surgiu a possibilidade de poder lecionar no mesmo local de trabalho. No segundo capítulo descrevo a metodologia de ensino das ciências praticado na rede do sistema de ensino privado francês. Esta metodologia assenta em atividades experimentais capazes de aguçar a curiosidade e o espírito crítico dos alunos. Irei descrever as várias etapas que são construídas pelos alunos nas atividades experimentais

Modelação computacional do comportamento térmico de uma estufa

A necessidade de produção de todo o tipo de plantações em elevadas quantidades e ao longo de todo o ano faz do setor da agricultura um dos principais consumidores energéticos. A otimização deste consumo é essencial para garantir a sustentabilidade do mesmo. A implementação de estufas é uma estratégia que permite garantir as necessidades de produção, assim como possui grande potencial para otimização do processo. Nesta dissertação foram estudadas estas estruturas com recurso à simulação computacional. O primeiro passo foi a construção do modelo computacional, seguido da sua validação através da comparação com dados experimentais já existentes, e por fim uma série de estudos de caso foram realizados para avaliar os efeitos de diferentes parâmetros construtivos e operativos no comportamento térmico da estufa. Os resultados obtidos mostraram que a utilização de envidraçados de várias camadas e a variação da taxa de renovação do ar interior produziram os resultados com maior impacto. Estas técnicas permitem reduzir significativamente o consumo energético destas estruturas, promovendo a sua sustentabilidade.The need for the production of all kinds of crops in high quantities and during the entire year makes the agricultural sector one of the main energy consumers. The optimization of this consumption is essential to guarantee the sustainability of it. The implementation of greenhouses is a strategy that allows assuring the production needs, as well as possess large optimization potential of the process. In this dissertation the structures were studied by the means of computational simulation. The first step was the building of the computational model, followed by its validation through comparison with already-existing experimental data, and lastly a series of case studies were developed as to evaluate the effects of different constructive and operative parameters on the greenhouse's thermal behavior. The results obtained showed that the utilization of multi-layered glazing and variation of inside air exchange rates produced the results with the biggest impact. These techniques allow significant reduction of the energy consumption of these structures, promoting its sustainability

Estudo da dimensão das partículas de café encapsulado através de difração a laser: Caraterização físico-química e organolética dos produtos finais

O café expresso é uma bebida amplamente apreciada em todo o mundo, resultado das suas propriedades físico-químicas e sensoriais, nomeadamente o seu sabor, aroma, cor e creme característicos bem como pela presença de compostos antioxidantes e estimulantes. O avanço tecnológico e científico tem potenciado o desenvolvimento de novas formas de consumo de café. O consumo de café em cápsulas está em crescimento, consequência das alterações socioeconómicas das últimas décadas. A produção de café em cápsulas inclui três etapas fundamentais: a torra, a moagem e o encapsulamento. A moagem é uma operação crucial que visa reduzir os grãos torrados a um pó fino com o objetivo de aumentar a superfície de contacto entre a água e o café moído, de forma a facilitar a transferência de substâncias solúveis e emulsionáveis na bebida. O estudo da moagem por análise da dimensão das partículas de café moído por difração a laser é uma metodologia recente e pouco explorada na indústria alimentar, nomeadamente em café. Neste trabalho foi otimizada a sua aplicação ao produto café permitindo a caraterização e comparação de três blends de café torrado e moído com diferentes moagens, produzidos em diferentes linhas de encapsulamento e com diferentes cápsulas, com o objetivo de verificar a influência da distribuição e dimensão das partículas nos parâmetros físico-químicos e organoléticos da bebida. Os blends estudados constituídos por diferentes proporções de café robusta e arábica, foram comparados quanto à sua granulometria através de dois sistemas, o tradicional por peneiração e a difração a laser e foram analisados vários parâmetros físico-químicos (humidade, pH, extrato aquoso) e sensoriais. Foi ainda determinada a concentração de fenóis e a atividade antioxidante destes produtos. A técnica de difração a laser revelou-se particularmente eficaz, sobretudo nas moagens mais finas, permitindo separar as partículas de dimensão inferior a 250 μm, que ficam compactadas nos crivos, e obter curvas de distribuição de partículas detalhadas, entre 0 a 1000 μm, com reprodutibilidade, para uma definição mais rigorosa das especificações técnicas dos produtos. A influência da moagem e conhecimento da consequente distribuição de partículas influencia a extração dos compostos do café, o que foi determinado pelas diferentes características organoléticas e físico-químicas, diferentes concentrações de compostos ativos e capacidade antioxidante das bebidas obtidas. Pretende-se relacionar este conhecimento com o estudo da atividade antioxidante dos vários blends e estimar os benefícios para a saúde

Associação entre os hábitos de atividade física e as atitudes de aconselhamento de exercício físico em estudantes finalistas de medicina da Universidade da Beira Interior

Introdução: O médico tem um papel importante na promoção de estilos de vida saudáveis entre os seus doentes. Há evidências de que médicos com maiores níveis de atividade física (AF) têm atitudes mais positivas relativamente ao aconselhamento de exercício físico. Alguns estudos encontraram a mesma associação para estudantes de medicina. O objetivo deste trabalho é averiguar se os níveis de AF dos estudantes de medicina influenciam as atitudes relativamente ao aconselhamento de estilos de vida saudáveis, em particular da AF. Material e métodos: Foi desenhado um estudo observacional transversal, tendo sido aplicado um questionário aos alunos finalistas (N=83) do Mestrado Integrado em Medicina (MIM) da Universidade de Beira Interior (UBI) com uma taxa de resposta de 78% (N=65). O questionário avaliou os níveis de AF com recurso ao International Physical Activity Questionnaire (IPAQ), o contexto promotor de estilos de vida saudáveis durante a formação médica e as atitudes relativas ao aconselhamento em estilos de vida. Resultados: Mais de metade dos alunos da amostra foram considerados ativos (55%). Não se encontrou uma relação entre os níveis totais de AF e o aconselhamento em AF. No entanto, níveis mais elevados de AF vigorosa associaram-se a uma maior confiança no aconselhamento em AF (p=0,017). A perceção do contexto da formação médica em que se promovam estilos de vida saudáveis relacionou-se com uma maior confiança e frequência do aconselhamento em AF (p=0,001; p=0,029). Conclusões: Níveis mais elevados de AF vigorosa entre os alunos finalistas do MIM da UBI estão relacionados com atitudes mais positivas relativamente ao aconselhamento em exercício físico. A formação médica e o contexto da escola médica parecem ser determinantes no desenvolvimento de atitudes mais positivas relativamente à promoção de estilos de vida saudáveis, em particular a AF.Introduction: Physicians have an important role in promoting healthy lifestyles among their patients. There is evidence that physicians with higher levels of physical activity (PA) have more positive attitudes regarding exercise counseling. Some studies have found the same association for medical students. The aim of this study is to test if the PA level of medical students influences their attitudes towards counseling healthy lifestyles, particularly physical activity. Methods: An observational cross-sectional study was designed and a questionnaire was applied to senior medical students (N = 83) at the University of Beira Interior (UBI) with a response rate of 78% (N = 65). The questionnaire evaluated the levels of PA using the International Physical Activity Questionnaire (IPAQ), the healthy lifestyles promotion framework during medical education and attitudes towards healthy lifestyles counseling. Results: More than half of UBI’s senior medical students were considered active (55%). There was no relationship between overall levels of PA and PA counseling. Higher vigorous PA levels were associated with a greater confidence in PA counseling (p = 0.017). The perception of a medical training that promotes healthy lifestyles was related to greater confidence and frequency of PA counseling (p=0,001; p=0,029). Conclusion: Higher vigorous PA levels of UBI’s senior medical students are related to more positive attitudes towards PA counseling. Medical education and the medical school framework seem to be determinant in the development of more positive attitudes towards promotion of healthy lifestyles, particularly PA

Avaliação da capacidade reativa de resíduo de queima de biomassa vegetal para a remoção de cobre e zinco de efluentes líquidos

A queima de resíduos de biomassa vegetal é uma atividade crescente na produção de energia, uma vez que permite dar um destino final a resíduos vegetais, com menor emissão de gases com efeito de estufa. Contudo, são gerados resíduos da queima, designados por cinzas de fundo ou resíduos de queima de biomassa (RQB), cujo destino final é maioritariamente o aterro sanitário. Numa era em que a economia circular ocupa a prioridade das instituições europeias, a valorização deste tipo de resíduos, como adsorvente para a remoção de metais pesados de efluentes urbanos, industriais, agrícolas, lixiviados de aterros sanitários e escorrências rodoviárias, apresenta-se como uma alternativa aos comuns adsorventes e pode constituir uma oportunidade de negocio. Uma amostra de RQB, retirada do fundo de um leito fluidizado borbulhante, foi caracterizada física e quimicamente (EDS e DRX) e foram determinadas propriedades como a análise granulométrica, densidade, massa volúmica, superfície específica e capacidade de troca catiónica. Os resultados indicam tratar-se de um material de estrutura um pouco amorfa, com elevada capacidade para trocar catiões bases de troca), elevada superfície específica e com siltes e areias na sua composição. Realizaram-se 2 fases de ensaios experimentais para avaliar a capacidade do RQB para remover os metais pesados cobre e zinco, comuns nos efluentes referidos, e para poder ser reutilizado como material adsorvente no controlo da poluição associada à deposição de efluentes em massas de água. Os resultados dos ensaios experimentais mostram que o resíduo tem muito boa capacidade para remover cobre e zinco, em concentrações entre 20 mg/l e 30 mg/l, para um tempo de contato de 24 horas, tendo mais de 70% da remoção ocorrido nas 2 primeiras horas de contacto, onde também se atingiu o equilíbrio de sorção. A de remoção foi mais elevada para o cobre, em particular para as concentrações mais baixas e a quantidade de resíduo mais pequena. A remoção de ambos os metais terá ocorrido essencialmente devido a mecanismos de adsorção eletrostática e complexação-precipitação na forma de hidróxidos, uma vez que os valores de pH para o período de contacto variou entre 7 e 11. Os valores máximos de remoção de cobre foram obtidos para uma quantidade de resíduo de 5g, tendo-se cifrado em 0,4 mg/g (Ci = 10 mg/l), 0,68 mg/g (Ci = 20 mg/l) e 0,96 mg/g (Ci = 30 mg/l). No caso do zinco obtiveram-se os seguintes valores: 0,31 mg/g (Ci = 10 mg/l), 0,6 mg/g (Ci = 20 mg/l) e 0,87 mg/g (Ci = 30 mg/l). O modelo de pseudo-primeira ordem explica adequadamente a cinética de sorção para os dois metais. Quando o estado de equilíbrio de sorção foi atingido, a remoção de cobre foi melhor explicada pelo modelo de isotérmicas de Freundlich, para a massa de 5 g, e pelo de Langmuir para a massa de 10 g. Para a remoção de zinco, o modelo de Langmuir explicou melhor a sua remoção para a massa de 5 g e 20 g, enquanto o de Freundlich explica melhor a remoção para a massa de 10 g. Os resultados mostram que o resíduo poderia ser utilizado para a remoção de ambos os metais, podendo constituir uma alternativa aos adsorventes utilizados atualmente para a remoção daqueles compostos em efluentes urbanos, industriais, agrícolas, lixiviados de aterros sanitários e escorrências rodoviárias, além de se reduzir a sua deposição no ambiente.The burning of vegetable biomass is a growing activity in energy production, since it allows giving a final destination to vegetable waste, and lower emissions of greenhouse gas effect. However, there are generated burning waste, called bottom ash or waste biomass burning (RQB), whose final destination is mostly the landfill. In an era of circular economy the European institutions have been setting up priorities for the recovery of such waste. An alternative way for its valorisation is to use it as adsorbent for the removal of heavy metals from urban wastewaters, industrial wastewaters, agricultural effluents, leachates from landfills and road runoff, which can also be viewed as an alternative adsorbents a business opportunity. A RQB sample, taken from the bottom of a fluidized bed, was characterized physically and chemically (EDS and XRD) and its properties were determinated such as particle size analysis, density, bulk density, specific surface area and cation exchange capacity. The results indicate that this is a structure somewhat amorphous material with high capacity for exchanging cations, high specific surface and silt and sand in its composition. There were 2 Phases of experimental tests for evaluating the RQB's ability in removing the heavy metals copper and zinc, which are common in those effluents, before it can be reused as an adsorbent material in the pollution control associated with the deposition of those effluent into water bodies. The results of the experimental tests show that the residue has a very good ability for removing copper and zinc at concentrations between 20 mg/l and 30 mg/l, for a contact time of 24 hours, and over 70% removal occurred in first 2 hours hours contact, which also reached the sorption equilibrium. The removal was highest for the copper, particularly for the lowest concentrations and the lower waste mass. The removal of both metals have occurred mainly due to electrostatic adsorption mechanisms and complexation-precipitation as hydroxides, since pH values for the contact time varied between 7 and 11. The maximum values for copper removal was obtained for a quantity of 5g residue, having been fixed in 0.4 mg/g (C = 10 mg/L), 0.68 mg/g (C = 20 mg/l ) and 0.96 mg/g (C = 30 mg/l). In the case of zinc there were obtained the following values: 0.31 mg/g (C = 10 mg/l), 0.6 mg/g (C = 20 mg/l) and 0.87 mg/g (C = 30 mg/l). The pseudo-first order model adequately explains the sorption kinetics for both metals. When the sorption equilibrium was reached, the removal of copper was better explained by the Freundlich isotherm model for the mass of 5 g, and the Langmuir for the mass of 10 g. For zinc removal, the Langmuir model explained better the metal removal for the mass of 5 g and 20 g, while the Freundlich better explains the removal for the mass of 10 g. Therefore, the results show that the RQB could be used for the removal of both metals, and may be an alternative and valuable adsorbent for controlling heavy metals loads in urban wastewaters, industrial wastewaters, agricultural effluents, leachates from landfills and road runoff, besides reducing their deposition on the environment

O estatuto da imagem na publicidade e o seu valor estratégico: reposicionamento da marca Fundão

Vivemos, actualmente, numa sociedade que se caracteriza por uma emergente tecnologia das comunicações e dos media de massas, onde se destaca, na publicidade, a importância crescente e visível da imagem, sendo incontornável a sua presença em todos os contextos do quotidiano social. Estas imagens publicitárias têm o propósito de causar uma sensação e um impacto, de modo a ficar na mente do consumidor, atribuindo, assim, uma identidade a um produto. O uso da imagem tem-se revelado, então, um instrumento valioso de trabalho e um aparelho argumentativo cheio de artifícios, para os quais tem contribuído uma Retórica da Imagem. Neste Relatório de Estágio, e tendo em conta o pressuposto da afirmação da “sociedade da imagem”, importa compreender a forma como a imagem comunica e transmite as suas mensagens, bem como a importância do uso da imagem na publicidade e a sua contribuição para a construção de uma argumentação persuasiva no anúncio, bem como na construção de identidade de uma marca. Propõe-se, então, desenvolver uma definição da própria imagem, tendo em vista apreender a significação e a produção de sentidos através da mesma, examinar um conjunto de imagens publicitárias, trabalhadas como instrumento de comunicação mais relevante para a publicidade, de acordo com as categorias propostas pelos principias autores que irão ser apresentados, e também procurar avaliar a influência da imagem para a constituição de uma marca forte e apelativa no mercado actual, que se tem pautado por uma crescente exigência visual. Propõe-se ainda descrever o Estágio Curricular do Mestrado em Comunicação Estratégica: Publicidade e Relações Públicas, da Faculdade de Artes e Letras da Universidade da Beira Interior, realizado na empresa We are one, assim como a estratégia criada para comunicar, através de imagens, a marca “Fundão”.Today, we live in a society that is characterized by an emergent technology of the communications and the mass media, where it detaches, on advertising, the increasing and the visible importance of the image, being also important its presence in all the contexts of the social life. The purpose of images is to cause a sensation and an impact, in order to get into the consumer’s mind, given so an identity to the product. The use of the image has shown then a valuable instrument of work and a full argue device of artifices, for which an Image Rhetoric has contributed. In this Report, we need to have in mind that we live in a “image society”, and it matters to understand the way as the image communicates and transmits its messages, as well as the importance of the image in advertising and its contribution for the construction of a persuasive argument in announcement, as well as in the construction of identity of a trademark. We propose, then, to develop a definition of the proper image, in order to understand the name and the production felt through the same one, to examine a set of advertising images, worked as an instrument of more excellent communication for the advertising, in accordance with the categories proposed by authors that will be presented, and also to look to evaluate the influence of the image in the constitution of a strong and appellative trademark in the current market that is known for an increasing visual requirement We also propose to describe the training curriculum for the MSc in Strategic Communication: Advertising and Public Relations, of the Faculdade de Artes e Letras, Universidade da Beira Interior, held in the We are one company, as well the created strategy to communicate, through images, the trademark “Fundão