Desenvolvimento e caracterização de sistemas de duas fases aquosas compostos por solventes eutéticos profundos aplicados na separação de biomoléculas

Orientador: Prof. Dr. Marcos R. MafraCoorientador: Prof. Dr. João A. P. CoutinhoTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos. Defesa : Curitiba, 12/02/2019Inclui referências: p. 120-128Resumo: Os solventes eutéticos profundos (DES, do inglês Deep Eutectic Solvents) têm sido aplicados nos últimos anos como uma alternativa para substituir os formadores de fases convencionais em sistemas de duas fases aquosas (SDFA), apresentando boa capacidade na separação de diferentes biomoléculas. Entretanto, o alto teor de água presente nos SDFA resulta na quebra das ligações de hidrogênio formadoras dos DES, levando a uma partição não estequiométrica entre o doador e receptor de hidrogênio dos DES. Tem-se, nesse caso, a formação de um sistema quaternário. Neste trabalho, sistemas compostos por sais quaternários de amônio (cloreto de colina e cloreto de tetrabutilamônio) e diferentes doadores de hidrogênio (açucares e álcoois), foram aplicados em SDFA (com sal ou polímero) com o objetivo de avaliar a capacidade desses sistemas de atuarem no desenvolvimento de solventes (designer solvent) dedicados à separação e purificação de biomoléculas (compostos fenólicos, aminoácidos e alcaloides). Os resultados obtidos indicam que a escolha dos compostos formadores dos DES e dos SDFA apresentam influência direta nas propriedades das fases destes sistemas. Além disso, a hidrofilicidade relativa dos DES e/ou dos formadores das fases é um fator a ser considerado quando se desejam obter sistemas pseudo-ternários, ou seja, onde se torna possível manter a estequiometria inicial do DES utilizado. De maneira geral, verificou-se ainda que os sistemas quaternários são sistemas versáteis de modo que um dos componentes formadores dos DES atua como agente formador de fase enquanto o outro promove modificações nas propriedades das fases dos sistemas, como sua hidrofilicidade/ hidrofobicidade, por exemplo. Assim se torna possível obter sistemas versáteis com diferentes características físico-químicas e controlar a partição de biomoléculas. Desta forma, as diferentes moléculas formadores dos DES, principalmente as moléculas doadores de hidrogênio, atuam como aditivos aos SDFA delineando as características das fases formadas o que faz com esses sistemas quaternários possam ser obtidos em função da biomolécula alvo. Palavras-chave: Extração líquido-líquido. Sistemas quaternários. Desenvolvimento de solventes. Compostos fenólicos. Aminoácidos. Alcaloides.Abstract: Deep eutectic solvents (DES), in the last years, has been applied as substitutes for conventional phase formers in aqueous two-phase systems (ATPS) with a good capacity of partitioning several biomolecules. However, due to the high water content in the ATPS, the hydrogen bonds between the DES components is broken and a non-stoichiometric partition between the hydrogen bond donor and the hydrogen bond acceptor of the DES is observed. So, these systems are quaternary systems. In this work, different DES composed of ammonium quaternary salts (cholinium chloride and tetrabutylammonium chloride) and several hydrogen bond donors (sugars and alcohols) were applied in salt or polymer-based ATPS, with the may purpose of evaluate the designer solvent ability of the DES in biomolecules (phenolic compounds, amino acids and alkaloids) separation and purification process. The results suggest that the choice of the DES and ATPS compounds have a direct influence on the phase behavior of these systems. Besides, the DES and/or phases formers relative hydrophilicity is a factor that needs to be considered to obtain ATPS with pseudo-ternary characteristics, in other words, where it is possible to maintain the initial DES stoichiometry. In general, was verified that the quaternary system are versatile systems, since while one of the DES components acts as a phase forming component, the other could induce the modification of the ABS phase properties, how in it hydrophobicity or hydrophilicity, for example. Considering this, is possible to obtain systems with different properties and to control the partition of biomolecules. In this way, the hydrogen bond donors evaluated act as additives to the systems and were able to design the characteristics of the phases in function of a target biomolecule. Key-words: Liquid-liquid extraction. Quaternary systems. Designer solvent. Phenolic compounds. Amino acid. Alkaloids

Efeito de malhas anisotrópicas bidimensionais sobre o desempenho do método Multigrid Geométrico

Resumo: O objetivo deste trabalho e reduzir o tempo de CPU (Central Processing Unit) necessario para resolver problemas difusivos bidimensionais, discretizados com malhas anisotropicas. Os modelos matematicos considerados referem-se a tres problemas bidimensionais lineares de conducao de calor, governados pelas equacoes de Laplace e Poisson, com condicoes de contorno de Dirichlet. O metodo de diferencas finitas e usado para discretizar as equacoes diferenciais com esquema de diferenca central (CDS) de segunda ordem. Os sistemas de equacoes algebricas sao resolvidos usando-se os metodos Gauss-Seidel lexicografico e redblack, associados ao metodo multigrid geometrico com esquema de correcao (CS) e ciclo V. Foram resolvidos problemas com anisotropia geometrica, diversas malhas e razoes de aspecto. O numero de iteracoes internas (ƒË) foi verificado em um intervalo de 1 a 3.000. A analise do numero de niveis foi realizada utilizando-se o numero maximo de niveis ( ) maximo L e .1 maximo L , . 2, . 3 maximo maximo L L , .4 maximo L . Sao feitas comparacoes entre diversos algoritmos de engrossamento: engrossamento padrao (EP), semi-engrossamento (SE), semiengrossamento completo (SEC), emi-engrossamento seguido de engrossamento padrao (SEEP) e engrossamento padrao seguido de semi-engrossamento (EP-SE). Tambem sao realizadas comparacoes entre alguns operadores de restricao: injecao, meia ponderacao e ponderacao completa. Sao propostos tres tipos de restricao para problemas anisotropicos: meia ponderacao geometrica, ponderacao geometrica completa e ponderacao parcial. O processo de prolongacao utilizado e a interpolacao bilinear. Tambem foi investigado o efeito sobre o tempo de CPU causado por: numero de pontos na malha (N); numero de iteracoes internas no solver (v); e numero de malhas (L). Verificou-se que: o algoritmo SE-EP e o mais rapido entre os cinco algoritmos testados; e confirmou-se que, para problemas isotropicos e anisotropicos, o solver Gauss-Seidel red-black com restricao por ponderacao parcial resulta em menor tempo de CPU em relacao ao Gauss-Seidel lexicografico

Preparação e caracterização de novos nanocompósitos do tipo inorgânico/polissacarídeo

Doutoramento em QuímicaO uso de polímeros naturais no âmbito da preparação de nanocompósitos não tem sido tão amplamente estudado quando comparado com os polímeros sintéticos. Assim, esta tese tem como objectivo estudar metodologias para a preparação de novos materiais nanocompósitos sob a forma de dispersões e filmes utilizando polissacarídeos como matriz. A tese está dividida em cinco capítulos sendo o último capítulo dedicado às conclusões gerais e a sugestões para trabalhos futuros. Inicialmente é apresentada uma breve revisão bibliográfica sobre os principais temas colocando esta tese em contexto. Considerações sobre o uso de polímeros naturais e a sua combinação com a utilização de nanopartículas inorgânicas para a fabricação de novos bionanocomposites são descritas e os objectivos e outline da tese são também apresentados. No segundo capítulo, a preparação de partículas de sílica puras ou modificadas bem como a sua caracterização por FTIR, SEM, TEM, TGA, DLS (tamanho e potencial zeta) e medições de ângulo de contacto são discutidas. De modo a melhorar a compatibilidade da sílica com os polissacarídeos, as partículas SiO2 foram modificados com dois compostos do tipo organosilano: 3- metacril-oxipropil-trimetoxissilano (MPS) e 3-aminopropil-trimetoxissilano (APS). As partículas SiO2@MPS foram posteriormente encapsuladas com de poli(metacrilato de glicidilo) utilizando a técnica de polimerização em emulsão. A utilização dos nanocompósitos resultantes na preparação de dispersões de bionanocompósitos não foi bem sucedida e por esse motivo não os estudos não foram prosseguidos. O uso de SiO2@APS na preparação de dispersões bionanocomposite foi eficiente. No terceiro capítulo é apresentada uma revisão sobre dispersões bionanocompósitas e respectiva caracterização destacando aspectos fundamentais sobre reologia e microestrutura. Em seguida, é discutido o estudo sistemático realizado sobre o comportamento reológico de dispersões de SiO2 utilizando três polissacarídeos distintos no que concerne a carga e as características gelificantes: a goma de alfarroba (não iónica), o quitosano (catiónico) e a goma xantana (aniónica) cujas propriedades reológicas são amplamente conhecidas. Os estudos reológicos realizados sob diferentes condições demonstraram que a formação de géis frágeis e/ou bem estruturados depende do tamanho SiO2, da concentração, do pH e da força iónica. Estes estudos foram confirmados por análises microestruturais usando a microscopia electrónica a baixas temperaturas (Cryo-SEM). No quarto capítulo, são apresentados os estudos relativos à preparação e caracterização de filmes bionanocompósitos utilizando quitosano como matriz. Primeiramente é apresentada uma revisão sobre filmes de bionanocompósitos e os aspectos fundamentais das técnicas de caracterização utilizadas. A escolha do plasticizante e da sua concentração são discutidas com base nas propriedades de filmes de quitosano preparados. Em seguida, o efeito da concentração de sílica e dos métodos utilizados para a dispersar na matriz de polissacarídeo, bem como o efeito da modificação da superfície da sílica é avaliado. As características da superfície e as propriedades de barreira, mecânicas e térmicas são discutidas para cada conjunto de filmes preparados antes e após a sua neutralização. Os resultados obtidos mostraram que a dispersão das cargas no plasticizante e posterior adição à matriz polissacarídica resultaram apenas em pequenas melhorias já que o problema da agregação de sílica não foi ultrapassado. Por esse motivo foram preparados filmes com SiO2@APS os quais apresentaram propriedades melhores apesar da agregação das partículas não ter sido completamente impedida. Tal pode estar relacionado com o processo de secagem dos filmes. Finalmente, no capítulo 5, são apresentadas as principais conclusões obtidas e algumas sugestões para trabalho futuro.As the use of natural polymers to prepare polymer based nanocomposites has not been so extensively studied as compared to the synthetic polymers, this thesis aims to study methodologies for the preparation of new nanocomposite materials in the form of dispersions and films using polysaccharides as matrices. The thesis is divided in five chapters, the last one dedicated to general conclusions and future work. Initially a brief literature review of the main topics discussed in this thesis is presented putting it in context. Considerations about the use of natural polymers combined with inorganic particles for fabrication of new bionanocomposites are described and the aims and outline of the thesis are also presented. In the second Chapter the preparation of bare and modified silica particles as well as their characterization by a variety of techniques such as FTIR, SEM,TEM, TGA, DLS (size and zeta potential) and contact angle are discussed. In order to improve the compatibility of silica with polysaccharides, SiO2 particles were modified with two organosilane compounds: 3- methacryloxypropyltrimethoxysilane (MPS) and 3-aminopropyltrimethoxysilane (APS). SiO2@MPS was further encapsulated with poly(glycidyl methacrylate) via emulsion polymerization. The use of the ensuing nanocomposites directly in the preparation of bionanocomposite dispersions proved unsuccessful and was not pursued. The use of SiO2@APS in the preparation of bionanocomposite dispersions was efficient. In the third Chapter a review on bionanocomposite dispersions and their characterization highlighting fundamental aspects on their rheology and microstructure are presented. Next, a systematic study of the rheological behaviour of SiO2 dispersions in three distinct polysaccharides is carried out. Polysaccharides of different charge and gelling ability have been tested: a nonionic one, locust bean gum, a cationic polysaccharide, chitosan, and an anionic one, xanthan gum which is well known for its peculiar rheological properties. Rheological studies under different conditions showed that weak-gels and/or structured systems can be obtained depending on SiO2 size, concentration, pH and ionic strength. These studies were supported by microstructural analyses using cryo-SEM. In the fourth Chapter, bionanocomposite films using chitosan as matrix were prepared and characterized. First, a review of bio-based films and fundamental aspects of the characterization techniques used is presented. The choice of plasticizer and concentration is then discussed considering pristine chitosan films. Next the effect of silica concentration and of the methods used to disperse it in the polysaccharide matrix as well as the effect of silica modification is assessed. The surface morphology, barrier, mechanical and thermal properties are discussed for each set of as prepared films and upon neutralization. The results showed that dispersion of the fillers in the plasticizer prior to addition to the polysaccharide matrix only yielded minor improvements due to silica aggregation and that surface modification of the filler was required. Films prepared with SiO2@APS had in fact better properties though aggregation was not fully prevented. Finally, in the fifth Chapter, the principal conclusions are reported and some suggestions for future work are given.FCT - SFRH/BD/23396/200

Contributions of a mobile application for returning presential school activities during the pandemic: the case of a private institution in Taquara/RS

O artigo apresenta uma discussão sobre as contribuições do uso de um aplicativo móvel para a organização do retorno às atividades escolares presenciais de uma instituição de ensino privada, localizada no município de Taquara/RS, região do Paranhana, durante a pandemia ocasionada pelo Covid-19. Para tal, além de averiguar as funcionalidades da ferramenta tecnológica (suas características e funcionamentos), a pesquisa apresenta uma postura exploratória ao coletar e analisar dados relacionados à saúde dos discentes que foram gerados automaticamente pelo aplicativo móvel e fornecidos às pesquisadoras pela instituição de ensino. Destaca-se que todas informações que foram entregues às pesquisadoras não continham qualquer dado de identificação dos participantes, mantendo uma política de anonimato e respeitando questões éticas. Como resultado, foi diagnosticado que a ferramenta estimula a consciência coletiva na comunidade escolar ao fornecer informações atualizadas e úteis para a organização sanitária da escola no retorno às atividades presenciais.The article presents a discussion on the contributions of using a mobile application to organize the return to face-to-face school activities at a private educational institution, located in Taquara/RS, region of Paranhana, during the pandemic caused by Covid-19. So, in addition to researching functionalities of the technological tool (its characteristics and functioning), the research presents an exploratory approach by collecting and analyzing data related to the health of students that were automatically generated by the mobile application and provided to the researchers by the educational institution. It’s noteworthy that all information given to the researchers did not contain any identification data of the participants, maintaining an anonymous policy and respecting ethical issues. As results, it was diagnosed that the tool stimulates a collective awareness in the school community by providing updated and useful information gor the health organization of the school when returning to presential activities

Cistite idiopática felina: uma abordagem comportamental

A cisitite idiopática felina é uma síndrome multisistêmica, diagnosticada após exclusão de outras causas de doenças do trato urinário inferior dos felinos. Interações complexas entre a bexiga, o sistema neuroendócrino, e o ambiente estão envolvidos na patogênese da cistite idiopática felina (CIF). Parece haver relação entre a etiologia da CIF e a cistite intersticial em humanos. Para gatos com CIF, são indicadas medidas para redução do estresse, através do enriquecimento ambiental, das modificações ambientais multimodais (MEMO) e uso de feromônios, além de alterações no manejo nutricional. A terapêutica farmacológica é utilizada no controle das crises agudas, para a diminuição da frequência e intensidade das manifestações clínicas e da prevenção de recorrências. Este trabalho tem como objetivo revisar a bibliografia sobre a CIF, ilustrar os sinais clínicos, a etiologia e a patofisiologia da CIF, ressaltando o aspecto comportamental desta síndrome, bem como os tratamentos disponíveis buscando o enfoque na terapêutica comportamental.Feline idiopathic cystitis (FIC) is a multisystemic syndrome, diagnosed after excluding other causes of lower urinary tract diseases in cats. Complex interactions between the bladder, the neuroendocrine system, and the environment are involved in the pathogenesis of feline idiopathic cystitis. There seems to be a relationship between the etiology of FIC and interstitial cystitis in humans. For cats with FIC, measures are indicated for stress reduction through environmental enrichment, multimodal environmental modification (MEMO) and the use of pheromones, as well as changes in nutritional management. Pharmacological therapies are used in the control of acute crises, to decrease the frequency and intensity of clinical manifestations and avoid recurrences. This work aims to review the literature about feline idiopathic cystitis, illustrate the clinical signs, etiology and pathophysiology of FIC, highlighting the behavioral aspect of this syndrome, as well as the available treatments seeking a focus on behavioral therapy

Fundo de Assistência Social do Distrito Federal : habilitação, execução financeira e prestação de contas

Trabalho de conclusão de curso (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade de Economia, Administração e Contabilidade, Departamento de Ciências Contábeis e Atuariais, Bacharelado em Ciências Contábeis, 2013.Este trabalho tem como objetivo analisar se os recursos repassados por meio do Fundo de Assistência Social (FAS-DF) as entidades sem fins lucrativos foram executados de acordo com os objetivos propostos no plano de trabalho. O artigo teve como escopo evidenciar quais são os gargalos encontrados desde a fase de habilitação até a prestação de contas no período de 2009 a 2012. Os instrumentos metodológicos utilizados foram a análise de conteúdo e a análise descritiva nas fases de habilitação, execução financeira e prestação de contas. Os dados demonstraram que os gargalos encontrados, relativos aos recursos disponibilizados, evidenciaram-se nas áreas técnicas e financeiras. Os resultados obtidos verificaram que as entidades possuem problemas referentes a realização de gastos indevidos, falta de plano de aplicação dos recursos públicos e controle inadequado dos gastos realizados