Kinetics of the exchange reaction between two oxidation states of cerium

The radioactive cerium exchange reaction was employed to study the electron transfer reaction in perchloric acid between ceriurm (III) and cerium (IV). In particular, the study was carried out to extend previous investigations, to elucidate further, if possible, the nature of the ionic species that exist in perchloric acid solution, and to examine the various factors determining the rate of exchange

Fast pathogen identification using single-cell matrix-assisted laser desorption/ionization-aerosol time-of-flight mass spectrometry data and deep learning methods

In diagnostics of infectious diseases, matrix-assisted laser desorption/ionization-time-of-flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS) can be applied for the identification of pathogenic microorganisms. However, to achieve a trustworthy identification from MALDI-TOF MS data, a significant amount of biomass should be considered. The bacterial load that potentially occurs in a sample is therefore routinely amplified by culturing, which is a time-consuming procedure. In this paper, we show that culturing can be avoided by conducting MALDI-TOF MS on individual bacterial cells. This results in a more rapid identification of species with an acceptable accuracy. We propose a deep learning architecture to analyze the data and compare its performance with traditional supervised machine learning algorithms. We illustrate our workflow on a large data set that contains bacterial species related to urinary tract infections. Overall we obtain accuracies up to 85% in discriminating five different species

Associação e variação dos indicadores de força e velocidade em futebolistas de alto rendimento categoria juniores

Orientador: Ms, Julimar Luis PereiraMonografia (licenciatura) - Universidade Federal do Paraná. Setor de Ciências Biológicas. Curso de Educação Físic

Analgesia da tetracaína, proparacaína e morfina peribulbar-imuno-histoquímica de receptores opióides no globo ocular de cães

Resumo: As intervenções no globo ocular geram dor e, apesar do grande avanço nas técnicas operatórias oftálmicas, a maioria dos pacientes submetidos a intervenções oculares apresentam inflamação pós-operatória, que pode durar semanas ou meses. As técnicas anestésicas de bloqueios locais e regionais têm sido amplamente utilizadas na prática anestesiológica moderna, e quando opióides são administrados nestas, proporcionam diminuição das doses dos fármacos requeridos, analgesia preemptiva, menor dor pós-operatória e uma melhor recuperação, com maior potência e duração, menor necessidade diária, menor depressão do sistema nervoso central e menos efeitos colaterais do que os opióides sistêmicos. Esta dissertação está composta por quatro trabalhos abordando a temática do uso de analgésicos periorbitais. As técnicas anestésicas e analgésicas empregadas nas intervenções intraoculares é assunto do primeiro artigo. O segundo artigo promove uma comparação entre os colírios anestésicos de tetracaína e proparacaína, comparando seus efeitos oftálmicos e analgésicos em cães, estabelecendo alguns parâmetros do colírio comercial de tetracaína nestes animais. O terceiro trabalho aborda um estudo clinico do uso de morfina peribulbar em cães, comparado a aplicação sistêmica deste opióide, avaliando os efeitos oftálmicos e analgésicos da aplicação deste analgésico na periórbita. Por fim, o quarto artigo promove um estudo histológico por meio da técnica de imuno-histoquimica na tentativa de verificar a presença de receptores opióides nos tecidos perioculares e quantificar seus subtipos em cães saudáveis

Desenvolvimento de nanopartículas teranósticas de prata estabilizadas com quitosana tiolada : uma abordagem para a leishmaniose

Orientador: Prof. Dr. Rilton Alves de FreitasCoorientadores: Prof. Dr. Dênio Emanuel Pires Souto e Prof. Dr. Hervé HillaireauTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Saúde, Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas. Defesa : Curitiba, 01/09/2023Inclui referênciasResumo: A leishmaniose visceral faz parte da lista da Organização Mundial de Saúde (OMS) de seis doenças endêmicas prioritárias no mundo. O tratamento desta doença apresenta alta toxicidade e baixa adesão pelos pacientes, já o diagnóstico é realizado pela identificação dos parasitas ou por exames moleculares. Os testes imunológicos têm sido desenvolvidos para facilitar e acelerar a identificação, principalmente devido à rápida evolução da doença. Neste sentido, nanopartículas metálicas têm sido exploradas como sondas para detectar analitos. Embora suas propriedades ópticas sejam excelentes, estas partículas podem se aglomerar, o que poderia ser evitado com o capeamento com biopolímeros, aumentando sua estabilidade e possibilitando seu uso como parte de biossensores. A quitosana, uma macromolécula semissintética, se destaca na área de liberação de substâncias ativas e como agente estabilizador de nanopartículas metálicas. A introdução de grupos sulfidrila na quitosana leva à formação de ligações dissulfeto, que apresentam boa capacidade de ligação com partículas metálicas. A quitosana já é estudada como agente estabilizante de nanopartículas de prata para detecção de analitos, porém, a quitosana tiolada (TCh) ainda não é bem descrita neste campo. Portanto, o objetivo deste trabalho foi utilizar a TCh para estabilizar nanopartículas de prata (AgNPs) e depositar anticorpos na sua superfície, e dessa forma desenvolver nanoestruturas que sejam capazes de diagnosticar e tratar simultaneamente a leishmaniose. Para isso, a TCh foi sintetizada a partir do acoplamento do ácido-3-mercaptopropiônico com a quitosana, em uma reação mediada por hidrocloreto de N-(3-dimetilaminopropil)-N-etilcarbodiimida/Nhidroxissuccinimida (EDC/NHS) e posteriormente caracterizada por ressonância magnética nuclear de hidrogênio e carbono (RMN 1H e 13C) e espectroscopia vibracional na região do infravermelho (FTIR). Além disso, a presença dos grupamentos sulfidrilas na estrutura do polímero foi confirmada pelo Ensaio de Ellman. A estabilização das nanopartículas de prata com TCh (TCh-AgNPs) foi realizada pelo método de redução química com borohidreto de sódio. As AgNPs apresentaram diâmetro médio de 29 ± 2 nm e comprimento de onda do máximo de absorção (Lambda max) médio de 391 ± 2 nm, já as TCh-AgNPs apresentaram diâmetro médio de 66 ± 1 nm e Lambda max médio de 418 ± 2 nm. Após o desenvolvimento e caracterização das TCh- AgNPs, anticorpos anti-rK39 foram ligados à superfície das nanopartículas (TCh- AgNPs@Ac) em uma reação mediada por EDC/NHS. Essas partículas formadas foram avaliadas em relação ao seu potencial imunodiagnóstico. Um biossensor baseado na técnica de ressonância plasmônica de superfície (SPR) foi construído através da ligação covalente da proteína rK39 sobre o substrato de ouro previamente funcionalizado, e foi observado o potencial de ligação da rK39 com as TCh- AgNPs@Ac e com o anticorpo livre. A partir desse estudo foi observado o favorecimento da cinética da reação e maior detectabilidade pelas TCh-AgNPs@Ac. Adicionalmente, as TCh-AgNPs e as TCh-AgNPs@Ac foram testadas contra formas promastigotas de Leishmania, as quais obtiveram uma taxa de mortalidade de 79,02 ± 3,5% e 87,66 ± 13,5%, respectivamente, o que indica uma boa ação leishmanicida. Testes de segurança também foram realizados, como a avaliação da citotoxicidade em macrófagos e o ensaio cometa em linfócitos. Com os dados obtidos, as partículas demonstraram alto potencial de diagnóstico, e boa atividade leishmanicidaAbstract: Visceral leishmaniasis is part of the World Health Organization's (WHO) list of six priority endemic diseases worldwide. The treatment of this disease is highly toxic and has low patient adherence, while diagnosis is performed through the identification of parasites or molecular tests. Immunological tests have been developed to facilitate and accelerate the identification, primarily due to the rapid progression of the disease. In this regard, metallic nanoparticles have been explored as probes to detect analytes. Although their optical properties are excellent, these particles can aggregate, which could be prevented by capping them with biopolymers, increasing their stability and enabling their use as part of biosensors. Chitosan, a semi-synthetic macromolecule, stands out in the field of active substance release and as a stabilizing agent for metallic nanoparticles. The introduction of thiol groups into chitosan leads to the formation of disulfide bonds, which have a good binding capacity with metallic particles. Chitosan is already studied as a stabilizing agent for silver nanoparticles for analyte detection, but thiolated chitosan (TCh) is not well described in this field. Therefore, the aim of this work was to use TCh to stabilize silver nanoparticles (AgNPs) and deposit antibodies on their surface, thereby developing nanostructures capable of of simultaneously diagnosing and treating leishmaniasis. To pursue this, TCh was synthesized by coupling 3-mercaptopropionic acid with chitosan in a reaction mediated by N-(3- dimethylaminopropyl)-N-ethylcarbodiimide/N-hydroxysuccinimide (EDC/NHS) hydrochloride, and subsequently characterized by hydrogen and carbon nuclear magnetic resonance (1H and 13C NMR) and vibrational spectroscopy in the infrared region (FTIR). In addition, the presence of thiol groups in the polymer structure was confirmed by Ellman’s assay. The stabilization of silver nanoparticles with TCh (TCh- AgNPs) was carried out by the chemical reduction method using sodium borohydride. The AgNPs had an average diameter of 29 ± 2 nm and a mean maximum absorption wavelength (Lambda max) of 391 ± 2 nm, while the TCh-AgNPs had an average diameter of 66 ± 1 nm and a mean Lambda max of 418 ± 2 nm. After the development and characterization of TCh-AgNPs, anti-rK39 antibodies were attached to the surface of the nanoparticles (TCh-AgNPs@Ab) in a reaction mediated by EDC/NHS. These formed particles were evaluated regarding their immunodiagnostic potential. A biosensor based on surface plasmon resonance (SPR) technique was constructed by covalently binding the rK39 protein onto a previously functionalized gold substrate, and the binding potential of rK39 with TCh-AgNPs@Ab and free antibodies was observed. From this study, it was observed that the kinetics of the reaction were favored, and higher detectability was achieved with TCh-AgNPs@Ab. Additionally, TCh-AgNPs and TCh-AgNPs@Ab were tested against Leishmania promastigotes, resulting in a mortality rate of 79.02 ± 3.5% and 87.66 ± 13.5%, respectively, indicating good leishmanicidal action. Safety tests were also conducted, such as cytotoxicity assessment in macrophages and the comet assay in lymphocytes. Based on the data obtained, the particles demonstrated a high diagnostic potential and good leishmanicidal activit

Efeito do potencial elétrico da superfície de lipossomas revestidos com biopolímeros sobre a liberação cutânea de EGF

Orientador: Prof. Dr. Rilton Alves de FreitasCoorientadora: Profª. Drª. Daniela Florencio MalufDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Saúde, Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas. Defesa : Curitiba, 25/02/2019Inclui referências: p. 74-84Resumo: Lipossomas são nanoestruturas usadas como carreadores de fármacos e também como agentes de vetorização cutânea de ativos em processos inflamatórios ou associados ao envelhecimento cutâneo. Tais estruturas, passíveis de absorção cutânea são vantajosas quando aplicadas por esta via por não sofrerem metabolismo de primeira passagem e por reduzirem a ocorrência de efeitos colaterais. Entretanto, o estrato córneo, camada mais externa da pele, atua como uma barreira que limita significativamente a permeação de ativos pelas camadas da pele. Assim, várias estratégias para aumentar a permeação cutânea são desenvolvidas, entre elas modificação da composição química, tamanho e alteração do potencial elétrico da interface. Dentre os polímeros, o alginato de sódio e a quitosana são polissacarídeos com caráter aniônico e catiônico, respectivamente, e apresentam potencial aplicação em sistemas de liberação controlada de fármacos, bem como podem funcionar como adjuvantes na permeação cutânea de ativos lipossomados. Portanto, o objetivo deste trabalho é caracterizar lipossomas catiônicos e revestidos com alginato e alginato-quitosana, verificando a eficiência da permeação cutânea in vitro frente a alteração do potencial de superfície. Para isso, os lipossomas (Lip) foram produzidos a partir do lipídeo catiônico brometo de dioctadecil dimetil amônio (DODAB) e 1,2 dioleoil-sn-glicerol-3-fosfatidiletanolamina (DOPE) (LipD) por reidratação de filme lipídico. A caracterização dos polímeros foi realizada por ressonância magnética nuclear (RMN) e cromatografia de exclusão de tamanho (SEC) e a presença dos ambientes hidrofóbicos da estutura lipossomal foi demonstrada por sonda de pireno. O revestimento polimérico foi realizado por Layerby- Layer, com uma camada de alginato de sódio e em seguida, com quitosana, para formar uma dupla camada polimérica, originando as estruturas de lipossomas revestidos com algonaLip-A/LipD-A e Lip-C/LipD-C, respectivamente, onde foram caracterizados por espectroscopia de infravermelho e determinação do potencial zeta (potencial ?), cujos valores obtidos foram de +79 ± 0,4 e 62 ± 1,5 mV para Lip/LipD, -52 ± 0,2 e -68 ± 0,3 mV para Lip-A/LipD-A e 39 ± 0,3 mV e 48 ± 0,3 mV para Lip-C/LipD-C, respectivamente. A determinação do diâmetro dos lipossomas e lipossomas revestidos foi determinada por espalhamento de luz dinâmico (DLS). Lip, LipA e LipC apresentaram diâmetro de 66 ± 19, 104 ± 13 e 204 ± 105 nm, respectivamente, enquanto com a presença de DOPE, os diâmetros foram de 34 ± 4, 278 ± 36 e 216 ± 96 nm para LipD, LipD-A e LipD-C, respectivamente. A morfologia e topografia dos lipossomas, determinado por microscopia de força atômica (AFM) foi de 56 ± 8, 125 ± 68 e 151 ± 24 nm para os lipossomas sem DOPE e 63 ± 8, 172 ± 30 e 165 ± 32 nm para lipossomas com DOPE. A alteração do potencial ?, bem como o aumento de tamanho apresentado pelas estruturas indicam que o revestimento polimérico foi bem-sucedido. Após o encapsulamento do fator de crescimento epidermal (EGF), foi quantificada a eficiência de incorporação nos lipossomas pelo método indireto, que apresentou um aumento de 20 para 55% quando revestidos com os polímeros. Quando avaliado o efeito do revestimento sobre a permeação cutânea utilizando uma sonda de fluoresceína, sugere-se uma tendência de acúmulo no estrato córneo, com um perfil de permeação lento e de liberação baixa. Na permeação do EGF, os lipossomas mostraram-se melhores para entrega do ativo com ação local em relação ao EGF livre e lipossomas catiônicos apresentaram melhores perfis de permeação e interação com o estrato córneo, enquanto os aniônicos se difundiram para a epiderme. PALAVRAS-CHAVES: Lipossomas. Revestimento polimérico. Permeação cutânea.Abstract: Liposomes are nanostructures used mainly as drug deliverys and targeting agents in inflamatory process or associated to skin aging, because they can be absorved through the skin and avoid the first-pass metabolism and reduce collateral effects. However, the stratum corneum, the external layer of the epidermis, operate as a barrier which limits the permeation of these compounds through the skin. Thus, there are several strategies to improve cutaneous permeation such as chemical composition, size and modification of the electrical potential of the interface. Among the polymers, the sodium alginate and chitosan are polyssacharides with anionic and cationic charge, respectively, both with potential aplication in sustained drug deliverys systems, and as adjuvants in cutaneous permeation in liposomal compounds. Therefore, the objective of this work is characterizing cationic liposomes and liposomes coated with alginate and alginate-chitosan, to verify the role of electric charge surface potential in cutaneous permeation in vitro. For this purpose, the liposomes (Lip) were prepared from the cationic lipid dioctadecyldimethylammonium bromide (DODAB) and 1,2 - dioleoyl-sn- glycerol- 3- phosphatidylethanolamine (DOPE) (LipD) by hydration of lipid film. The characterization of polymers was performed by nuclear magnetic resonance (NMR) and size exclusion chromatography (SEC). The presence of hydrophobic regions of liposomes was demonstrated by pyrene probe. The polymeric coating was made by Layer-by-Layer technique, with one layer of sodium alginate followed by one layer of chitosan, originating the structures Lip-A/LipD-A and Lip-C/LipD-C, respectively, which were characterized by infrared spectroscopy (FTIR) and determination of zeta potential (?), whose values obtained were + 79 ± 0,4 and 62 ± 1,5 to Lip/LipD, -52 ± 0,2 and -68 ± 0,3 to Lip-A/LipD-A and 39 ± 0,3 and 48 ± 0,3 mV to Lip-C/LipD-C, respectively. The determination of diameter of liposomes and coated liposomes was determined by dynamic light scattering, (DLS). Lip, LipA e LipC showed diameters of 66 ± 19, 104 ± 13 and 204 ± 105 nm, respectively, while, in the presence of DOPE, the diameters were 34 ± 4, 278 ± 36 and 216 ± 96 nm to LipD, LipD-A e LipD-C, respectively. The morfology and topography determined by atomic force microscopy, was 56 ± 8, 125 ± 68 and 151 ± 24 nm to liposomes without DOPE and 63 ± 8, 172 ± 30 and 165 ± 32 nm to liposomes with DOPE. The change of ? potential, as well as the increase of size showed by liposome structures indicates that the polymeric coating was successful. After the encapsulation of epidermal growth fator (EGF), the incorporation efficiency was quantifying by the indirect method, where it presented an increase of 20 to 55% when coated. When the effect of coating over the cutaneous permeation was evaluated with fluorescence probe, it is suggested the tendency of accumulation in stratum corneum, with a profile of slow and low release. When EGF was tested, the liposomes were shown to be better for locally active delivery compared to free EGF solution and cationic liposomes show greater permeation and interaction with stratum corneum, while the anionics spread into epidermis. KEYWORDS: Liposomes. Polymeric coating. Cutaneous permeatio