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Orientador: Lucia Pereira da Silva Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: Nosso trabalho consistiu em avaliar as alterações no funcionamento e estrutura de mitocôndrias de músculo de ratos (consumo de oxigênio, produção de H2O2 e composição lipídica) em diferentes situações de exercício físico (treinamento intermitente excêntrico ou concêntrico e/ou exercício agudo excêntrico) e após uma suplementação em ácidos graxos Ômega-3. Foram também analisadas as atividades de diferentes enzimas antioxidantes (catalase - CAT, glutationa peroxidase - GPx e superóxido dismutase dependente de manganês ¿ Mn-SOD) e o conteúdo em HSP72 muscular nestas mesmas situações. O treinamento físico excêntrico e concêntrico induziu aumento da atividade de enzimas oxidativas (citrato sintase - CS ou citocromo c oxidase - CCOX) o que também foi observado no consumo de oxigênio por mitocôndrias. Já a produção de H2O2 diminuiu ou tendeu a diminuir dependendo do tipo do treinamento e do substrato utilizado. A atividade das enzimas antioxidantes não foi alterada após os dois tipos de treinamento. Após o exercício agudo excêntrico observou-se também a diminuição na produção de H2O2 de mitocôndrias, porém sem alteração do consumo de oxigênio e com diminuição paralela da atividade da Mn-SOD. Após suplementação em Ômega-3 o funcionamento das mitocôndrias não foi alterado, apenas sua composição lipídica apresentou modificações. Quando a suplementação em Ômega-3 foi associada ao treinamento físico, apenas durante 15 dias, a concentração em proteínas das mitocôndrias apresentou-se 50% menor que nos demais grupos e os parâmetros respiratórios e de produção de H2O2 estavam diminuídos. Concluindo o mecanismo pelo qual a produção de H2O2 foi diminuída parecendo ser diferente após treinamento ou exercício agudo excêntricos. O primeiro parece estar relacionado com o desacoplamento das mitocôndrias e o segundo com a diminuição da atividade da Mn-SOD. A suplementação sozinha não produziu efeitos prejudiciais para o músculo, porém sua associação com uma situação onde a produção de EROS poderia estar elevada, o exercício físico, causou prejuízos Abstract: Dans ce travail nous avons étudié les altérations du fonctionnement des mitochondries de muscles de rats (consommation d¿oxygène, production d¿H2O2 et composition lipidique) dans différentes situations d¿exercice (entraînement et/ou exercice aigu), ainsi qu¿après une supplémentation en acides gras Omega-3. L¿activité des enzymes antioxydants (catalase - CAT, glutathion peroxydase - GPx et superoxyde dismutase mitochondriale ¿ Mn-SOD) et le contenu en HSP72 musculaires étaient aussi évalués. L¿entraînement physique excentrique ou concentrique a induit une augmentation de la capacité oxydative à travers l¿elevation de l¿activité des enzymes oxydantes (citrate synthase - CS et cytochrome c oxydase - CCOX) parallèle à une augmentation de la consommation d¿oxygène. La production d¿H2O2 est diminuée ou tend à diminuer selon l¿entraînement réalisé et le substrat utilisé. L¿activité des enzymes antioxydants n¿était pas changée après les deux entraînements. Après l¿exercice aigu excentrique nous avons aussi observé une diminution de la production d¿H2O2 parallèle à la diminution de l¿activité de la Mn-SOD, cependant sans modification de la consommation d¿oxygène. Dans une autre étude la supplémentation en acides gras Omega- 3 n¿a pas modifié le fonctionnement des mitochondries, seulement leur composition lipidique était modifiée. Après l¿association de la supplémentation en Omega-3 avec l¿entraînement physique, pendant 15 jours, la concentration en protéines était diminuée en 50% par rapport les autres groupes et les paramètres respiratoires et de production d¿H2O2 étaient aussi diminués. En conclusion, le mécanisme par lequel la production d¿H2O2 était diminuée après l¿entraînement et l¿exercice aigu semblerait être différent dans les deux cas. Le premier semble être lié à un léger découplage des mitochondries et le deuxième à la diminution de l¿activité de la Mn-SOD. Dans la deuxième étude, la supplémentation toute seule n¿a pas produit des effets délétères sur le muscle, tandis que son association avec l¿exercice (entraînement), situation ou la production de ROS peut être augmenté, était préjudicielle Doutorado Bioquímica Doutor em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Hiroshi Aoyama Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: Atualmente, muito tem sido descoberto acerca dos mecanismos de controle do crescimento e coordenação celular, principalmente em células eucarióticas. Dentre tais mecanismos, o balanço entre a fosforilação e a desfosforilação de proteínas é a base para o controle de diversos eventos biológicos. As fosfatases são hidrolases que utilizam como substrato fosfatomonoésteres, e são amplamente distribuídas na natureza. As fosfatases ácidas (FAcs) são enzimas que apresentam melhor atividade em meio ácido. O objetivo do presente trabalho é estudar o efeito de peróxido de hidrogênio em duas fosfatases ácidas cujos sítios ativos contêm cisteína. Para tanto, FAc de sementes de mamona e FAc de rim bovino, ambas obtidas previamente em nosso laboratório, foram utilizadas no estudo. A primeira é uma glicoproteína, ao passo que a segunda não contém carboidrato em sua estrutura. Ensaios enzimáticos utilizando o substrato sintético p-nitrofenilfosfato (pNPP) foram realizados, em diferentes condições de incubação e exposição das enzimas. A FAc de mamona apresentou grande resistência ao peróxido de hidrogênio (H2O2), fato que se mostrou independente da presença de carboidrato em sua estrutura. Ensaios na presença de ditiotreitol (DTT) ou glutationa reduzida (GSH) provocaram inibição da enzima, porém a combinação de DTT ou GSH a H2O2 foi capaz de recuperar completamente a atividade enzimática. A exposição da FAc de mamona a DTT ou GSH não protegeu totalmente o sítio catalítico contra a oxidação por H2O2, apesar de acarretar em menores taxas de inibição por esse composto. A exposição da enzima a H2O2 elevou a sua inibição. A FAc de rim bovino apresentou grande susceptibilidade ao H2O2. Os compostos DTT e GSH provocaram inibição de sua atividade, assim como observado para a FAc de mamona. A combinação de DTT ou GSH a H2O2 não restabeleceu a atividade enzimática, sugerindo que há diferenças no processo de oxidação por esse composto entre as duas FAcs utilizadas nesse trabalho. A exposição da FAc de rim bovino a DTT ou GSH não foi eficaz na proteção do sítio catalítico, e a exposição dessa enzima a H2O2 elevou a inibição da atividade enzimática. Nossos resultados sugerem que as FAcs, independentemente da presença de carboidrato na estrutura, sofreram oxidação de maneiras diferentes, apresentando comportamentos bastante divergentes entre si. Hipotetizamos que a Fac de mamona atingiu um estado reversível de oxidação, sendo que a cisteína tornou-se ácido sulfênico. Já a FAc de rim bovino deve ter alcançado um estado irreversível de oxidação, com a cisteína na forma de ácido sulfínico ou sulfônico Abstract: Currently, much has been discovered about the mechanisms of control of cell growth and coordination, especially in eukaryotic cells. Among such mechanisms, the balance between the phosphorylation and dephosphorylation of proteins is the basis for the control of various biological events. The phosphatases are hydrolases using as substrate phosphate monoesters, and are widely distributed in nature. The acid phosphatases are enzymes that have better activity under acidic conditions. The goal of this work is to study the effect of hydrogen peroxide (H2O2) in two acid phosphatases which contains cysteine in their active site. Therefore, castor bean and bovine kidney acid phosphatases, both previously obtained in our laboratory, were used in this study. The first is a glycoprotein, whereas the second contains no carbohydrate in its structure. Enzyme assays using the synthetic substrate p-nitrophenylphosphate (pNPP) were performed at different incubation conditions and exposure of the enzymes. The castor bean acid phosphatase showed great resistance to H2O2, a fact that was independent of the presence of carbohydrate in their structure. Assays in the presence of dithiothreitol (DTT) or reduced glutathione (GSH) caused enzyme inhibition, but the combination of the GSH or DTT and H2O2 was able to completely recover enzyme activity. Exposure of castor bean acid phosphatase to DTT or GSH did not fully protect the catalytic site against oxidation by H2O2, although result in lower rates of inhibition by this compound. Exposure of the enzyme to H2O2 increased its inhibition. Acid phosphatase from bovine kidney showed high susceptibility to H2O2. The compounds DTT and GSH caused inhibition of its activity, as was observed for castor bean acid phosphatase. For this enzyme, the combination of DTT or GSH to H2O2 not reestablished enzyme activity, suggesting that there are differences in the oxidation process for this compound between the two phosphatases used in this work. Exposure of bovine kidney acid phosphatase to DTT or GSH was not effective in protecting the catalytic site, and the exposure of the enzyme to H2O2 increased the inhibition of enzyme activity. Our results suggest that the acid phosphatases, regardless of the presence of carbohydrate in the structure, underwent oxidation by different ways, presenting quite divergent behaviors. We hypothesize that the castor bean acid phosphatase reached a state of reversible oxidation, and cysteine became sulfenic acid. As for acid phosphatase bovine kidney must have reached a state of irreversible oxidation with cysteine as sulfonic or sulfinic acid Mestrado Bioquímica Mestra em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Ulf Friedrich Schuchardt Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica Resumo: Testou-se a atividade catalítica de duas aluminas, uma comercial (Fluka) e outra obtida via processo sol-gel, na oxidação Baeyer-Villiger utilizando cicloexanona como substrato e peróxido de hidrogênio como oxidante. Os catalisadores foram caracterizados por análise termo gravimétrica e difração de raios-X e os produtos identificados por cromatografia a gás e ressonância magnética nuclear de H e C. Os catalisadores mostraram-se altamente eficientes nas oxidações utilizando-se peróxido de hidrogênio aquoso 70 % (m/m) como oxidante, com rendimentos em e-caprolactona superiores a 75 % com seletividade de 98 %. As condições foram otimizadas, sendo 20 h de reação, 90 ± 2 ºC, razão molar de peróxido de hidrogênio:cicloexanona 8:1 e 300 mg de alumina, utilizando-se acetato de etila como solvente, com o sistema acoplado a um Dean-Stark para remoção da água do meio reacional. Os catalisadores apresentaram menores rendimentos na presença de água, perdendo a seletividade já na primeira reciclagem. Porém, nas reações em que se fez a remoção de água os catalisadores mantiveram a mesma atividade catalítica após cinco ciclos. Testes em que se comparou o desempenho do catalisador na epoxidação e na oxidação Baeyer-Villiger mostraram que existe competição entre os sítios ativos dessas reações. Com base nos resultados obtidos propô-se um mecanismo no qual a reação poderá ocorrer por dois caminhos distintos Abstract: Two aluminas, one comercial (Fluka) and the other obtained by sol-gel methods, were used as catalysts for the Baeyer-Villiger oxidation using cyclohexanone as substrate and hydrogen peroxide as oxidant. The catalysts were characterized by X-ray diffraction and thermogravimetric analysis and the oxidation products were analysed by gas chromatography and H and C nuclear magnetic resonance. Both aluminas showed to be high efficient catalysts for Baeyer- Villiger oxidation with aqueous hydrogen peroxide 70 % (w/w), reaching yields as high as 75 % for the e-caprolactona with selectivity of 98 %. The optimized conditions was found to be 20 h of reaction at 90 ± 2 ºC, with peroxide:cyclohexanone molar ratio of 8:1, 300 mg of catalyst, ethyl acetate as solvent and a Dean-Stark system coupled for water removal. The catalysts showed lower selectivity in the presence of water, losing the activity at the first recycling test. However, when the water was removed, the catalysts presented the same activity in 5 consecutive cycles. Tests comparing the alumina as epoxidation and Baeyer-Villiger oxidation catalyst showed that there is a competition between the catalytic sites for these reactions. Based on the results obtained we were able to propose a mechanism, admitting that the reaction could occur by two different pathways Mestrado Química Orgânica Mestre em Química

Orientador: Jose de Assis Fonseca Faria Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos Resumo: O objetivo deste trabalho consistiu no processamento e avaliação de desempenho de um sistema asséptico piloto para filme de polietileno de baixa densidade (PEBD). Através da metodologia de planejamento experimental fatorial foram feitas variações de tempo de contato, temperatura do banho e concentração da solução esterilizante, bem como a variação do tempo de exposição à radiação ultravioleta (UVC). Estas variações tiveram por finalidade promover de 4 a 6 reduções decimais na população inicial de esporos de Bacillus subtilis var. globigii ATCC9372, em um curto espaço de tempo, gerando o menor residual do esterilizante em água envasada. Foram inoculados uniformemente 100µL do microrganismo teste em uma superfície de 16cm2. Testou-se como agente de esterilização química, o peróxido de hidrogênio (H2O2) e, como agente físico, a radiação UVC, sendo o primeiro aplicado na forma de banho de imersão e o segundo, por uma exposição a 2,5cm de distância do filme de PEBD logo após o banho de imersão. O sistema utilizado constituiu em uma envasadora automática e um protótipo com um tanque em aço inoxidável, desenvolvido especialmente para este tipo de teste. O H2O2 e a radiação UVC apresentaram ação esporicida significativa. O H2O2 demonstrou ação esporicida entre as concentrações de 18 e 35%, em um intervalo de temperatura de 46 a 70ºC, promovendo de 3 a 7 reduções decimais de Bacillus subtilis. A concentração de 20% de H2O2 não conferiu sabor estranho à água mineral envasada em embalagens de PEBD sanificadas, não diferindo, significativamente (p

Orientador : Rodnei Bertazzoli Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica Resumo: Este trabalho apresenta o estudo de um processo para a eletrogeração de peróxido de hidrogênio. Foram usadas duas configurações de reatores eletroquímicos com eletrodos tridimensionais tipo esponja, e o processo de eletrossíntese do composto oxidante foi otimizado com relação ao potencial aplicado, vazão do eletrólito, e uso de promotores de turbulência. Inicialmente, foi feito um estudo da cinética de dissolução de oxigênio nas soluções usadas como eletrólito suporte. O eletrólito suporte selecionado foi Na2S04 0,5 M, pH 10, onde observou-se uma velocidade de transferência de massa para a fase líquida (kL ae) de 0,0037 m-1 s. 1, correspondente a uma constante de velocidade de dissolução do oxigênIo de 0,116 !lmol L-I S-I. Devido à baixa solubilidade do oxigênio, o processo de eletrogeração de peróxido mostrou-se um processo controlado por transporte de massa com baixos valores de corrente limite. Para viabilizar o processo de eletrossíntese, utilizou-se eletrodos tridimensionais de carbono vítreo reticulado, que apresentou a vantagem de separar os processos de produção da água e do peróxido de hidrogênio em I V. O potencial de -1,3 V vs. Agi AgI mostrou-se como o mais indicado para a realização dos experimentos a potencial constante. A comparação do processo de geração de peróxido de hidrogênio em reatores eletroquímicos de fluxo paralelo e transversal mostrou que o primeiro apresentou uma maior eficiência. Porém, a introdução de diferentes tipos de promotores de turbulência mostrou-se bastante eficiente no aumento do coeficiente de transporte de massa para o reator de fluxo transversal para toda a faixa de velocidade avaliada. Nesse caso, observou-se um aumento de aproximadamente 20% na velocidade de produção de H202 e o reator de fluxo transversal passa a superar o reator de fluxo paralelo. A melhor configuração obtida para o reator de fluxo paralelo para a geração de peróxido de hidrogênio foi: a) potencial aplicado de -1,3 V vs. Agi AgI, b) distância anodo/catodo de 1,5 cm, c) velocidade linear do fluido de 9,3.10-3 m S-I, correspondente a uma vazão de 750 L h-I, e d) o emprego do promotor de turbulência tipo C. Nesta condição, o coeficiente de transporte de massa foi de 3,4.10-5 m S-I, a constante de velocidade de eletrogeração de peróxido de hidrogênio foi de 26 Jlg L-I S-I, o consumo energético de aproximadamente 5,0 kWh kg-I e a eficiência de corrente foi de 80 %. Para o reator de fluxo transversal, a condição ideal de operação foi: a) potencial aplicado de -1,3 V vs. Agi AgI, b) distância entre o anodo e catodo de 0,5 cm, c) velocidade linear do fluido de 6,79.10-2 m S-I, e d) o emprego do promotor de turbulência tipo B. Nesta condição, o coeficiente de transporte de massa foi superior a 5,0.10-5 m S-I, a constante de velocidade de eletrogeração de peróxido de hidrogênio foi de 40 Jlg L-I S-I, o consumo energético foi de 4,5 kWh kg-I e a eficiência de corrente, de 82%. Como experimentos finais, procedeu-se um estudo da degradação do corante reativo preto remazol. A comparação entre os reatores, nas condições otimizadas acima descritas, demonstrou um desempenho melhor para o reator de fluxo transversal, comprovado também pelos resultados obtidos no tratamento do corante preto remazol. Nesse caso obteve-se üma remoção superior a 90% da coloração no reator de fluxo transversal após 240 minutos de tratamento, atingindo níveis de absorbância abaixo do padrão permitido para descarte. O processo de descoloração na presença de radiação UV mostrou ser consideravelmente melhor que na ausência desta. Reduções de quase 100% da coloração do corante preto remazol foram alcançadas com 45 minutos de tratamento, com níveis de absorbância abaixo do permitido Abstract: This work reports a study on a process for the electrogeneration of hydrogen peroxide. Two types of electrochemical reactors. using three-dimensional porous electrodes. with a reticulated structure. were used. In both systems the performance the reactors. during the hydrogen peroxide production was investigated. as a function of applied potential. flow rate and the use of different types of turbulence promoters. Initially. a kinetic study of oxygen dissolution in some aqueous solutions. which can be used as support electrolyte. Was carried out. A solution of 0.5M Na2 804. pH 10, was chosen as electrolyte. In this case, the rate constant for mass transfer to liquid phase (kL ae) was 0,0037 m-I S-I, which corresponds to a oxygen dissolution rate of 0.116 J.Ullol L-I S.I. In view of the low solubility of oxygen, the hydrogen peroxide electrogeneration process showed to be a mass transport controlled process which exhibits low values of limiting cürrents. Then, a threedimensional reticulated vitreous carbon electrode was used to become viable the oxygen electroredution processo Results showed that the hydrogen peroxide formation and its decomposition to water are separated by 1 V on the vitreous carbon surface. The potential of 1,3V vS. Agi AgI was the more appropriated potential for constant potential experiments. Hydrogen peroxide electrogeneration process was carried out for two reactor configurations: flow-through and flow-by. Mass transfer coefficients were greater for the flow hrough configuration than for the flow-by configuration. However, with an introduction of turbulence promoters, an increasing of the mass transport coefficient, for flow-by mo de, was observed. In this case, 20% increasing was observed and then the flow-by mode became more efficient than the flow-through mode. The characteristics of the best configuration for flow-through mode for the generation of hydrogen peroxide were: a) applied potential of -1,3 V vs. A/AgI, b) anode/cathode distance of 1,5 cm, c) linear velocity of 9,3 10-3 m S-I, which corresponds to flow rate of 750 L h-I, and d) the use of turbulence promoter of type C. In this condition, the mass transport efficient was 3,4 10-5 m S.I, the constant of hydrogen peroxide electrogeneration rate was 26 J.Lg L-I S.I, the energetic consumption was approximately 5,0 kWh kg-I and the current efficient was 80%. For the flow-by mode, the best operation condition were: a) applied potential of -1,3 V vs. A/AgI, b) anode/cathode distance of 0,5 cm, c) linear velocity of 6,79 10-2 m S-I, which corresponds to flow rate of 550 L h-I, and d) the use of turbulence promoter of type B. In this condition, the mass transport efficient was 5,0 10-5 m S.I, the constant of hydrogen peroxide electrogeneration rate was 40 J.Lg L-I S-I, the energetic consumption was approximately 4,5 kyvh kg-I and the current efficient was 82%. In a series of final experiments the efficiency of the cell reactors was followed during textile dye solution degradation. During the experiments using remazol black, at the optimized conditions, the flow-by configuration showed better performance. A textile dye degradation greater than 90% was observed for 240 min of treatment time. The discoloration process, when UV irradiation was used, showed to be considerably faster. In this case 100% of dye degradation was observed in 45 minutes. During these experiments, hydrogen peroxide remaining in the solution was also followed. Doutorado Materiais e Processos de Fabricação Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Pilar Rodriguez de Massaguer Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia e Alimentos Resumo: o objetivo do presente trabalho foi avaliar a atividade esporicida do peróxido de hidrogênio sobre bolores isolados de laminado para a confecção de embalagens destinadas ao envase asséptico de polpa de tomate. ¿Observação: O resumo, na íntegra poderá ser visualizado no texto completo da tese digital. Abstract: The aim of this work was to evaluate the sporicidal activity of hydrogen peroxide against molds isolated from packaging laminate designed for aseptic packaging of tomato pulp ...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations. Doutorado Doutor em Ciência de Alimentos

Orientador: Wilson de Figueiredo Jardim Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil Resumo: Estudou-se a degradação de fenol em soluções preparadas em laboratório utilizando Processos Oxidativos Avançados (POA) que combinam Ti02, H202, 03, reagente de Fenton e UV. Os ensaios foram realizados utilizando um reator fotoquímico modelo Advantage 12 (Trojan) e a eficiência da mineralização dos compostos orgânicos presentes foi monitorada pela análise de COD (Carbono Orgânico Dissolvido). Observou-se que a maioria dos oxidantes testados se mostrou ineficazes na degradação de fenol quando utilizados em separado ou mesmo de forma combinada, sem a presença da radiação UV. O uso combinado de H2O2/UV se mostrou eficaz na degradação de soluções de fenol com CCOD = 100 mg.L-1 e a relação CH20/CCOD = 6/1 foi a mais eficiente para esta concentração de feno!. Neste caso os valores de EE/O variaram entre 23,5 e 34,7 kWh.m-3 e os valores de degradação entre 188 e 299 mgC.h-1. A vazão de recirculação da solução dentro do reator fotoquímico influencia a sua hidrodinâmica e, conseqüentemente, a eficiência do processo de degradação dos compostos orgânicos presentes. Para o reator utilizado, os melhores resultados foram obtidos com a vazão de 22 L.min-1 para os sistemas homogêneos e de 8 L.min-1 para os sistemas heterogêneos. Sistema de tratamento em batelada, utilizando um volume de solução variando entre 3 a 10 vezes o volume do reator se mostrou adequada para avaliar a tratabilidade dos efluentes e teve comportamento semelhante à utilização de sistemas com alimentação contínua. Os estudos de caso com diferentes efluentes industriais, apresentados no anexo, mostram que os POA são uma alternativa de tratamento para efluentes cujo tratamento convencional não seja possível ou mesmo adequado, como aqueles contendo compostos tóxicos, recalcitrantes, misturas complexas e/ou muito concentradas Abstract: The degradation of phenol solutions was studies using AOP (Advanced Oxidation Processes) in the presence of Ti02, H2O2, 03, Fenton's reagent and UV. Experimental tests were performed using a photochemical reactor Advantage 12 (Trojan) and the efficiency was monitored by DOC (dissolved Organic Carbon) analysis. It was observed that the use of one oxidant alone yielded low mineralization rates, the same observed for the vast majority of combined oxidants. The use ofH202/UV showed higher efficiency in the degradation of 100 mgC.L-1 phenol solutions in the ratio CH20/CCOD = 6/1. Under this condition, values of EE/O between 23,5 and 34,7 kWh.m-3 and degradation rates between 188 and 299 mgC.h-1 were obtained. The recirculation flow rate used in the experiments control the reactor hydrodynamic and the quantum efficiency. Using this reactor, better results were obtained with 22 L.min-l to the homogeneous systems and 8 L.min-l to the heterogeneous systems. The utilization of batch systems using a total volume of3 up to 10 times the volume of the reactor showed to be valid in terms to evaluate the treatability of the effluents, yielding similar results to the ones obtained under continuous flow. Experiments with different industrial eft1uents presented as Case Studies show that AOPs are an alternative viable option to wastewater treatment, specially when conventional alternatives showed poor performance, such as in the ones containing toxic compounds, recalcitrant, complex mixtures and/or very concentrated solutions Doutorado Saneamento e Ambiente Doutor em Engenharia Civil

Orientador: Rafael Leonardo Xediek Consani Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Odontologia de Piracicaba Resumo: Este trabalho avaliou o efeito da termociclagem, escovação mecânica e desinfecção química na dureza e rugosidade de resinas com diferentes ciclos de polimerização. Foram confeccionadas 480 amostras (25 mm x 14 mm x 3 mm) e distribuídas aleatoriamente em 3 grupos de acordo com as resinas: Onda Cryl (G1), QC-20 (G2) e Clássico (G3). Metade das amostras foi submetida a ensaio de rugosidade e a outra metade a ensaio de dureza, antes e após os tratamentos: controle, escovação mecânica ou desinfecção química (hipoclorito e Efferdent) com e sem termociclagem. Amostras G1 foram confeccionadas, polimerizadas em micro-ondas com potência de 900 W; G2 foram polimerizadas a 100°C por 20 minutos e G3 foram polimerizadas a 74°C por 9h. As amostras foram desincluídas e acabadas em politriz com refrigeração à água, em ordem decrescente de granulação. A desinfecção química foi realizada com: 1) Hipoclorito de sódio a 0,5% a 37 ± 1ºC, durante 20 minutos; 2) Peróxido de Hidrogênio, a 37 ± 1ºC, durante 15 minutos. Após as desinfecções, as amostras foram lavadas e imersas em água destilada a 37 ± 1ºC, pelo período restante das 24 h. O processo foi repetido 8 vezes por dia, durante 90 dias (720 ciclos). A escovação mecânica foi conduzida em máquina MSEt à taxa de 5 movimentos por segundo (20.000 ciclos) e as amostras foram avaliadas sem e com envelhecimento térmico com imersões de 60 segundos a 5 ± 1ºC e 55 ± 1ºC, simulando 2 anos. Rugosidade média de superfície foi verificada pela leituras realizadas transversalmente à direção de movimentos lineares de escovação. A dureza Knoop foi verificada, sob carga de 25g/Força de penetração por 5 segundos, em cinco mensurações, antes e após a aplicação dos tratamentos. Foi realizado teste de Kruskal-Wallis e Dunn, Mann-Whitney e Wilcoxon, com 5% de significância. Resultados: Onda-Cryl apresentou dureza (KHN) antes e após os métodos, sem termociclagem, diferença estatisticamente significante (p = 0,013), enquanto entre as resinas com termociclagem, Onda-Cryl (p = 0,001) e QC 20 (p = 0,002) apresentaram diferenças estatisticamente significantes. QC 20 apresentou rugosidade média antes e após os métodos, sem termociclagem, diferença estatisticamente significante (p = 0,003), enquanto entre as resinas com termociclagem, Onda-Cryl (p = 0,046) e QC 20 (p = 0,010) apresentaram diferenças estatisticamente significantes. Entre os métodos sem termociclagem: O peróxido revelou diferença estatisticamente significante na dureza, apenas para Onda-Cryl e na rugosidade, apenas para QC 20 em relação aos métodos peróxido e o hipoclorito. Entre os métodos com termociclagem: Os grupos controle, escovação e peróxido revelaram diferença estatisticamente significante na dureza para Onda-Cryl; o método controle para resina QC 20 e os métodos peróxido e Hipoclorito para Clássico, enquanto a rugosidade revelou diferenças estatisticamente significantes para Onda Cryl em relação ao método peróxido e QC 20 para os métodos peróxido e hipoclorito. Conclusão: houve diferença estatisticamente significante relativa à Dureza apenas para o método controle nas resinas Onda-Cryl e QC 20 independentemente da termociclagem. Não houve diferença estatisticamente significante relativa à rugosidade independentemente da associação entre termociclagem, resinas e métodos Abstract: This study evaluated the effect of thermocycling, mechanical brushing and chemical disinfection on the hardness and roughness of resins with different polymerization cycles. 480 samples were prepared (25 mm x 14 mm x 3 mm) and distributed randomly into three groups according to the resins: Onda-Cryl (G1), QC-20 (G2) and Classic (G3). Half of the samples were tested as roughness and the other half for testing the hardness, before and after treatments: control, mechanical brushing or chemical disinfection (hypochlorite and Peroxide) with and without thermocycling. G1 samples were fabricated, cured in the microwave with power of 900 W, G2 were polymerized at 100° C for 20 minutes and G3 were polymerized at 74° C for 9h. The samples were deflasked polishing and finished in water-cooled, in decreasing order of grain. The chemical disinfection was carried out with: 1) Sodium hypochlorite 0.5% at 37 ± 1º C for 20 minutes, 2) Hydrogen Peroxide at 37 ± 1º C for 15 minutes. After disinfection, the samples were washed and immersed in distilled water at 37 ± 1º C, for the remainder of 24 h. The process was repeated eight times daily for 90 days (720 cycles). The mechanical brushing was conducted in machine MSET at 5 moves per second (20,000 cycles) and the samples were evaluated with and without thermal aging with dips of 60 seconds to 5 ± 1º C and 55 ± 1º C simulating 2 years. Average surface roughness was determined by readings taken transversely to the direction of linear motion of brushing. Knoop hardness was observed under load 25g/Power penetration for 5 seconds, five measurements before and after treatments. Was performed using the Kruskal-Wallis and Dunn, Mann-Whitney and Wilcoxon, with 5% significance level. Results: Onda-Cryl presented hardness (KHN) before and after methods, without thermocycling, a statistically significant difference (p = 0.013), while among the resins with thermocycling, Onda-Cryl (p = 0.001) and QC 20 (p = 0.002) showed statistically significant differences. QC 20 had average roughness before and after methods, without thermocycling, a statistically significant difference (p = 0.003), while among the resins with thermocycling, Onda-Cryl (p = 0.046) and QC 20 (p = 0.010) were statistically different. Among the methods without thermocycling: The peroxide showed a statistically significant difference in hardness only to Onda-Cryl and roughness, only QC 20 in relation to methods peroxide and hypochlorite. Among the methods thermocycling: Control groups, mechanical brushing and peroxide showed statistically significant difference in hardness for Onda-Cryl; the control method for QC 20 resin and methods for peroxide and hypochlorite Classic, while the roughness, showed statistically significant differences for Onda-Cryl in relation to the peroxide method and 20 for QC methods peroxide and hypochlorite. Conclusion: statistically significant difference on hardness only to the control method in the resins Onda-Cryl and QC 20 regardless of thermocycling. There was no statistically significant difference on the association between roughness regardless of thermocycling, resins and methods Doutorado Prótese Dental Doutor em Clínica Odontológica

Orientador: Lauro Tatsuo Kubota Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica Resumo: Neste trabalho foram investigados diferentes métodos de imobilização da enzima HRP empregando como matrizes as monocamadas auto-organizadas formadas sobre eletrodos de ouro, bem como a avaliação da influência do processo de imobilização do elemento biológico no desempenho analítico do biossensor. Para isso. as monocamadas utilizadas foram formadas por meio de tióis com diferentes estruturas, tamanho de suas cadeias carbônicas e grupos terminais. Foi possível constatar que o tamanho da cadeia carbônica de um tioI influencia especialmente no empacotamento da monocamada e, conseqüentemente, na eficácia da imobilização das biomoléculas. Pelos estudos realizados visando a caracterização das SAM sobre a superfície eletródica foi possível verificar que os tióis que possuem em sua cadeia um número menor de carbonos (< 9) tendem a formar monocamadas com uma quantidade considerável de defeitos na superfície do ouro, o que leva a um recobrimento mais baixo. No entanto, os tióis que contém um número mais elevado de carbonos na cadeia apresentam um grau de recobrimento mais elevado e, no entanto, não são boas matrizes para biossensores eletroquímicos, pois podem passivar a superfície, diminuindo a transferência de elétrons e, como conseqüência, a sensibilidade do eletrodo. Quanto a imobilização da enzima nos eletrodos de ouro, verificou-se, por diferentes técnicas, que as monocamadas que possuem grupo terminal -NH2 foram aquelas que proporcionaram os melhores resultados, provavelmente devido ao uso do glutaraldeído como ligante no processo de imobilização. Ao analisar adicionalmente o desempenho do biossensor para a determinação de peróxido de hidrogênio, verificou-se que a SAM formada pela cisteamina é a mais adequada para a imobilização da HRP, por propiciar tanto uma melhor eficácia na adsorção enzima quanto uma sensibilidade mais elevada para H2O2 Abstract: In this work different immobilization procedures of HRP were investigated using as support mIatrices the self-assembled monolayers formed on gold electrodes, as well as the evaluation of the influence of these immobilization processes in the biosensor performance. For this, the used monolayers were prepared by thiols with different structures, carbon chains size and terminal groups. It was possible to have evidence that the thiol carbon chain size influences especially in the coverage monolayer and, consequently, in the efficiency of the biomolecule immobilization. From the studies carried out for the SAM characterization on the electrode surface it was possible to verify that thiols with smaller chain (n

Orientador: Antonio Carlos Boschero Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia Resumo: No diabetes mellitus, radicais de oxigênio estão associados com perda de sensibilidade à glicose ou destruição das células b. Nesse trabalho, investigamos a tolerância de ilhotas de Langerhans de ratos neonatos ao estresse provocado por H2O2, seus mecanismos antioxidantes de defesa e os fatores que promovem manutenção da sensibilidade à glicose. Cultivadas com 1 mM de H2O2, as ilhotas aumentaram até 6' seu consumo de glicose e resistiram ao estresse induzido por H2O2 quando em meio contendo 20 mM de glicose. A expressão da enzima catalase em resposta à glicose se mostrou necessária a essa resistência, mas não suficiente. Em concentrações baixas de H2O2, quando a catalase tem sua atividade modulada por NADPH, observamos que mesmo proteínas sem atividade catalítica adquiriam capacidade antioxidante e eram regeneradas por NADPH. Mapeando a distribuição de atividade peroxidase na ilhota, observamos sensibilidade ao NADPH nas frações nuclear e citossólica. As ilhotas cultivadas em 20 mM de glicose e as que resistem ao H2O2 possuem em comum uma maior atividade da via das pentoses, que gera NADPH citossólico. Nessas ilhotas, verificamos que a produção citossólica de NAD(P)H limita a secreção de insulina. Tais ilhotas produzem NAD(P)H principalmente da oxidação de substratos endógenos no citossol e nas mitocôndrias, ao invés de localizarem seu uso somente no citossol, como se dá nas ilhotas mais sensíveis ao H2O2. A cultura com 20 mM de glicose produziu ilhotas com alta expressão da lançadeira de NADH glicerol-fosfato, enquanto o H2O2 selecionou ilhotas com alta expressão da lançadeira mal/asp. Como ambas as lançadeiras promovem a comunicação entre citossol e mitocôndrias, concluímos que o sistema de lançadeiras e a geração de NADPH sejam fatores críticos para a manutenção da sensibilidade à glicose nas ilhotas Abstract: In diabetes mellitus, oxygen radicals are associated with loss of glucose-sensibility and destruction of b-cells. In this work, we investigated the tolerance of neonatal rat islets to stress induced by H2O2, the islets antioxidant defense mechanism and factors maintaining islet glucoseresponsiveness. Islets cultured with 1 mM of H2O2 increased 6 fold the glucose uptake and resisted H2O2-induced stress when cultured in media containing 20 mM of glucose. Glucose-induced catalase expression was shown to be necessary to islet cell-survival, although not sufficient. In low H2O2 concentrations, the activity of catalase is dependent on NADPH and we observed that even proteins with no catalytic activity could be antioxidants regenerated by NADPH. Mapping the peroxidase activity in islets, we observed sensibility to NADPH in nuclear and cytossolic fractions. Islets cultured with 20 mM of glucose and islets that survived after culture with H2O2 both showed increased activity of the pentose phosphate pathway, which generate cytossolic NADPH. Is theses islets, we verified that cytossolic production of NAD(P)H limits insulin secretion. Such islets generate NAD(P)H principally from oxidation of endogenous fuels in cytossol and mitochondria, in contrary of the most H2O2-sensible islets which use endogenous fuels exclusively in cytossol. Culture with 20 mM of glucose produced islets with high expression of the glycerol-phosphate NADH shuttle, where as culture with H2O2 selected islets with high expression of the mal/asp shuttle. Since both shuttles promote interchange between cytossol and mitochondria, we have concluded that the shuttle system together with NAD(P)H generation ability are critical factors in maintaining islet glucoseresponsiveness Doutorado Fisiologia Doutor em Biologia Funcional e Molecular

Orientador: Ulf Friedrich Schuchardt Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica Doutorado Química Inorgânica Mestre em Química

Orientadores: Giselle Maria Marchi, Carlos Alberto de Souza Costa Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba Resumo: Os objetivos do presente trabalho foram: a) avaliar os efeitos citotóxicos diretos e transdentinário de diferentes concentrações de peróxido de carbamida (PC) sobre as células de linhagem odontoblástica MDPC-23; b) avaliar o efeito protetor (antioxidante) do ascorbato de sódio (AS) sobre estas células expostas a agentes clareadores, na forma direta e transdentinária; c) avaliar o montante de peróxido de hidrogênio (H2O2) liberado por agentes clareadores a base de PC 10% e 16% que se difunde através de discos de dentina com 0,5mm de espessura. No Experimento 1, células odontoblásticas foram cultivadas em wells e incubadas por 48 horas. O gel clareador foi solubilizado em meio de cultura (DMEM) originando diferentes extratos, e a quantidade (µg/mL) de H2O2 liberado em cada extrato foi mensurada através da técnica de leucocristais violeta/enzima horseradish peroxidase (LCV/HRP). Os seguintes grupos foram estabelecidos (n=10): G1-DMEM sem gel clareador (controle); G2-0,0001% PC (0,025µg/ml de H2O2); G3-0,001% PC (0,43µg/ml de H2O2); G4-0,01% PC (2,21µg/ml de H2O2); e G5-0,1% PC (29.74µg/ml de H2O2). As células foram expostas por 60 minutos aos diferentes extratos, e então realizada a análise da viabilidade celular (Teste de MTT). Somente os grupos 2 e 3 não apresentaram diferença estatística quando comparados ao controle (G1) (p>0,05). Os maiores efeitos citotóxicos foram observados para G4 e G5, sendo que G5 foi estatisticamente diferente que G4, apresentando-se mais tóxico às células. No experimento 2, células MDPC-23 foram cultivadas e incubadas por 48h. O PC e o AS foram solubilizados em meio de cultura (DMEM), para obtenção dos extratos experimentais. Os seguintes grupos foram estabelecidos: G1-DMEM sem gel clareador (controle); G2- 0,25mM de AS; G3-0,5mM de AS; G4-0,25mM de AS + 0,01% de PC; e G5-0,5mM de AS + 0,01% PC e G6-0,01% de PC. As células foram expostas por 60 minutos aos diferentes extratos, e depois foi realizado o teste de MTT. O grupo 6 apresentou a maior citotoxicidade quando comparado com os demais grupos, enquanto que o AS produziu uma diminuição dos efeitos citotóxicos do agente clareador, demonstrando uma proteção frente aos componentes deste produto. No Experimento 3, discos de dentina (0,5mm de espessura) obtidos de terceiros molares humanos foram fixados em uma câmara pulpar artificial (CPA). As células odontoblásticas foram semeadas na superfície pulpar dos discos, e os seguintes grupos foram estabelecidos: Grupo 1 - Sem tratamento (Controle); Grupo 2 - Antioxidante 10% (AS)/6h; Grupo 3- Peróxido de Carbamida (PC) 10% /6h; Grupo 4- AS10%/6h+PC10%/6h; Grupo 5- PC16% /6h; Grupo 6- AS10%/6h+PC16%/6hs. Após os tratamentos, foi realizado o teste de MTT. A difusão de H2O2 somente para os grupos 3 e 5 foi mensurada através da técnica de LCV/HRP. Todos os grupos foram estatisticamente semelhantes, exceto o G6. O PC 16% apresentou a maior difusão transdentinária. Pode-se concluir que o PC apresenta efeitos citopáticos para as células odontoblásticas MDPC-23, na forma direta ou transdentinária e que esta citotoxicidade é dose-dependente. O ascorbato de sódio possui a capacidade de reduzir os efeitos citotóxicos do peróxido de carbamida, sobre estas mesmas células em cultura. Abstract: The aims of this present study were: a) to evaluate the direct and transdentinal cytotoxic effects of carbamide peroxide (CP) bleaching gel at different concentrations on odontoblast-like cells MDPC-23; b) to evaluate the protective effect (antioxidizing) of sodium ascorbate (SA) on these cells expose to bleaching agents, on direct and transdentinal mode; c) to evaluate the amount of hydrogen peroxide (H2O2) released by bleaching agents based to CP 10% and 16%, that diffuses through dentin discs with 0.5mm thickness. In Experiment 1, odontoblastic cells were seeded in wells and incubated for 48 hours. The bleaching gel was diluted in DMEM culture medium originating different extracts, and the amount (µg/mL) of H2O2 released from each extract was measured by the leukocrystal violet/horseradish peroxidase enzyme (LCV/HRP) assay. The following groups were established (n=10): G1-DMEM without bleaching gel (control); G2-0.0001% CP (0.025 µg/mL H2O2); G3-0.001% CP (0.43 µg/mL H2O2); G4-0.01% CP (2.21 µg/mL H2O2); and G5-0.1% CP (29.74 µg/mL H2O2). MDPC-23 cells were exposed to the bleaching gel extracts for 60 minutes and then performed the cell viability analysis (MTT assay). Only G2 and G3 were not significantly different from control group (G1) (p>0.05). The most severe cytotoxic effects were observed in G4 and G5, and G5 was statistically different to G4, presenting more toxic to the cells. In Experiment 2, MDPC-23 cells were seeded in wells and incubated for 48 hours. CP and SA were dissolved in culture medium (DMEM) in order to obtain the experimental extracts. The following groups were established: G1-no treatment (control); G2-0,25mM SA; G3-0,5mM SA; G4-0,25mM SA + 0,01% CP; e G5-0,5mM SA + 0,01% CP e G6-0,01% CP. The cells were expose to different extracts for 60 min, and then was performed the MTT assay and. Group 6 presented higher cytotoxicity than the other groups, while the SA decreased the cytotoxic effects caused by CP, demonstrating its protective effect against the toxic components of this dental product. In Experiment 3, dentin discs (0.5mm thick) obtained from human third molars were fixed in an artificial pulp chamber (APC). The odontoblastic cells were seeded on pulp surface of the discs, and the following groups were established: Group 1 - No treatment (Control); Group 2 - Antioxidizing 10% (SA)/6h; Group 3- Carbamide Peroxide (CP) 10%/6h; Group 4- SA10%/6h+CP10%/6h; Group 5- CP16%/6h; Group 6- SA10%/6h+CP16%/6hs. After the treatments, MTT assay was performed. The H2O2 diffusion only to the groups 3 and 5 was measured by the LCV/HRP assay. All groups were statistically similar, except G6. The CP 16% presented the higher transdentinal diffusion. It can be conclude that CP presents citotoxic effects to the odontoblastic-like cells MDPC-23, in direct and transdentinal mode and this citotoxicity is dose-dependent. The sodium ascorbate was able to reduce the cytotoxic effects the concentration of 0.1% of PC caused the most intense cytopathic effects of carbamide peroxide on the same cells in culture. Mestrado Dentística Mestre em Clínica Odontológica