Araraquara - IQAR - Instituto de Química

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Eletroquímica no ensino superior: quais as referências? Discussão dos conceitos de eletroquímica e levantamento dos principais livros recomendados nos cursos de química das universidades públicas do Brasil
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-09-06) Hernandez, Gabriella Oliveira ; Godoi, Denis Ricardo Martins ; Moralles, Vagner Antonio ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
A eletroquímica está muito presente em nosso dia a dia devido à grande difusão de dispositivos que exigem a utilização de pilhas e baterias, como celulares, relógios digitais, meios de transporte elétricos, computadores, entre outros. No entanto, é muito corriqueiro, no dia a dia de sala de aula, ouvir professores e alunos reclamarem da dificuldade do entendimento dos conteúdos relacionados aos conceitos de eletroquímica. Investigações da literatura, que se debruçaram a estudar o processo de ensino e aprendizagem dessa área da química, supõe que as origens dessas dificuldades podem estar relacionadas ao alto grau de abstração desses conteúdos; a necessidade de interrelacionar várias áreas do conhecimento; o exagerado foco em aspectos quantitativos; erros conceituais, concepções alternativas e obstáculos epistemológicos presente nas falas dos professores e no próprio livro didático. Mais alarmante ainda, é que alguns estudos apontam que mesmo em livros direcionados para o ensino superior, esses erros são frequentes. Dentre esses múltiplos fatores para as dificuldades no processo de ensino e aprendizagem de eletroquímica, essa pesquisa se baseou sobre o problema do livro didático do ensino superior, uma vez que, não existe um programa governamental para analisar e recomendar os livros a serem utilizados em cursos de química ou áreas afins. A proposta foi desenvolver um checklist que permita que professores analisem os livros que vão utilizar e encontrem o melhor material ou uma composição de materiais para esse conteúdo. Outro ponto orientador deste trabalho foi desenvolver um mapeamento dos principais livros utilizados em cursos do ensino superior de química, para ensinar eletroquímica. Esse mapeamento pode auxiliar os professores a selecionarem os livros nos quais o checklist será operacionalizado, possibilitando verificar se os livros mais indicados abrangem os conceitos necessários para o aprendizado dos conceitos de eletroquímica. Para cumprir os objetivos deste trabalho foi escolhido o método misto de pesquisa, com vista a analisar os dados tanto de um viés qualitativo, quanto quantitativo. Como fontes de informação foram utilizados documentos e sujeitos. Os documentos foram os projetos político-pedagógicos, as ementas e planos das disciplinas dos cursos de química das universidades públicas do Brasil. Já os sujeitos foram seis professores do ensino superior que se portaram como juízes para validar o checklist proposto. Dentre esses estão três professores especialistas da área de ensino de química e três especialistas da área de eletroquímica. O mapeamento revelou que no ensino de eletroquímica em nível superior são utilizados livros de físico-química, química geral, química analítica, química inorgânica, química ambiental, entre outros. Como perspectivas para essa pesquisa estão a operacionalização do checklist nos livros mais utilizados no ensino superior para trabalhar a eletroquímica. Ademais, pretende-se desenvolver outros checklist para abordar outras temáticas da química.
Degradação de cefalexina por processo foto-Fenton solar em reator contínuo e eletro-Fenton heterogêneo
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-09-03) Paula, Thaís Betoni de ; Nogueira, Raquel Fernandes Pupo ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
A contaminação ambiental por antibióticos apresenta graves consequências para a biota aquática e para a saúde humana, mesmo em baixas concentrações. Devido ao amplo uso da cefalexina (CEX) e ao crescente interesse no desenvolvimento de processos que promovam a degradação de poluentes, este projeto estudou dois diferentes sistemas de processos oxidativos avançados, foto-Fenton heterogêneo e eletro-Fenton aplicando o mesmo catalisador de magnetita eletrodepositado em tela de aço inox (SS). O primeiro sistema foi em um reator de vidro de 1,5 L operado em fluxo contínuo para degradação por processo foto- Fenton solar heterogêneo. O sistema foi avaliado pela eficiência de degradação do antibiótico cefalexina em água ultrapura em pH 5,5. Com o auxílio de método estatístico de superfície de resposta em um modelo 2k e três pontos centrais, foi avaliado os efeitos da vazão de alimentação do reator, da concentração de peróxido de hidrogênio e da quantidade de catalisador, que apresentou valores significativos para vazão e concentração de peróxido de hidrogênio em valores mínimo e máximo, respectivamente. A quantidade de catalisador não apresentou valores significativos, sendo constatada a remoção de CEX de 84, 80 e 90% com 4, 6 e 8 telas contendo o catalisador, nos valores otimizados de vazão de 50 mL min-1, e concentração de H2O2 de 10 mmol L-1. Em experimento aplicado em efluente em condições otimizadas apresentou 86% de degradação. No segundo sistema estudado, o processo eletro-Fenton foi avaliado em pH 3 e 7 utilizando a tela com magnetita eletrodepositada como catalisador em sistemas de 2 e 4 eletrodos, e em sistema foto-eletro-Fenton. No sistema eletroquímico foi verificada a eficiência do catalisador nos sistemas de eletrodo de difusão gasosa (EDG) com o catalisador inserido no EDG como cátodo e no sistema em que o catalisador foi inserido em solução, porém sem eletrificação, em pH 3 e pH 7. Em pH 3 foi atingida remoção de 40% de carbono orgânico total (COT) em 2 horas. Em ambos os sistemas, o catalisador apresentou estabilidade após mais de 4 ciclos em cada sistema com degradação de CEX superior a 80%.
Estudo das reações do etanol em zeólitas ZSM-5 em atmosferas oxidantes
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-08-30) Lereno, Carolina Alice Schumann ; Martins , Leandro Pierroni ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
O presente trabalho refere-se ao estudo da reação ETO (ethanol to olefins) em zeólitas comerciais com estrutura ZSM5 com diferentes razões Si/Al. A importância dessa reação se deve principalmente ao se considerar a infraestrutura investida na produção de etanol no Brasil e o potencial de ampliação dessa produção a partir da produção de compostos de maior valor agregado como são as olefinas (precursoras em diversos setores da indústria química). As zeólitas comerciais foram calcinadas, para que ocorresse a formação dos sítios ácidos do material, então foram caracterizadas a partir das técnicas de DRX, RMN, fisissorção de nitrogênio e TPD de amônia. Ainda, considerando que a reação ETO leva a formação de depósitos poliaromáticos de coque (que causam a desativação do catalisador) e tendo como base a recente patente obtida pelo grupo de pesquisa (GPCat) acerca da utilização do CO2 enquanto gás auxiliar que contribuiu para seletividade às olefinas, melhora da conversão e formação do coque ativo, o presente trabalho estudou a ação dos gases de arraste N2O, O2 e CO2, alimentados ao reator concomitantemente com o etanol, como uma forma de controlar o crescimento desse coque. O gás N2O foi escolhido por ser mais oxidante e um grande excedente industrial (atualmente esse coproduto é queimado na maior parte dos processos) e importante responsável pelas reações de oxidação com o gás ozônio que que ocasiona no aquecimento global, diante disso, propor rotas de utilização desse composto é favorável ambiental e economicamente para que seja melhor aproveitado. Ao final, o presente trabalho estudou sobre a constituição do coque formado, buscou definir o comportamento químico da reação e propor as condições ótimas de operação para a obtenção dos produtos de interesse.
Análise da hidrólise e atividade antimicrobiana do Poli Metil Vinil Éter/Ácido Maleico (PVM/MA) em diferentes temperaturas
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-07-31) Bregalante, Luana Caroline de Almeida ; Santiago, Patricia Soares ; Mazzi, Mauricio Ventura ; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
O copolímero poli (éter metil vinílico/ácido maleico) (PVM/MA) é utilizado comercialmente como ingrediente ativo em produtos de higiene oral, farmacêuticos e cosméticos, demonstrando propriedades promissoras antibacterianas, antifúngicas, além da facilidade de manipulação. Embora nossos corpos abriguem micro-organismos benéficos como Candida albicans, Staphylococcus aureus e Streptococcus mutans, essenciais para a proteção e equilíbrio do organismo, a sua proliferação descontrolada representa riscos à saúde. Com avanços na biotecnologia, a pesquisa visa desenvolver novos compostos para combater infecções e expandir as opções farmacêuticas. Este estudo investigou possíveis alterações nas propriedades antimicrobianas do copolímero PVM/MA em diferentes temperaturas de hidrólise (25, 40, 50 e 60°C), avaliando seu impacto em culturas de C. albicans, S. aureus e S. mutans. Testes físico-químicos, como Espalhamento de luz dinâmico (DLS, do inglês “Dynamic Light Scattering”), Potencial Zeta e espectrofotometria de absorção ótica foram conduzidos para avaliar a hidrólise do copolímero em relação à temperatura e pH, correlacionando os resultados com ensaios in vitro. A atividade antimicrobiana foi avaliada por plaqueamento em meio ágar, contagens de Unidades Formadoras de Colônia (UFC), ensaios com iodeto de propídio e microscopia de fluorescência para determinar a integridade de membrana dos micro-organismos. Os estudos físico-químicos revelaram que o PVM/MA é um sistema polidisperso como mostrado por dados de DLS, onde foram observados a presença de múltiplos picos na distribuição do tamanho das partículas, refletindo em partículas com diferentes tamanhos ou conformações dos copolímeros na solução. Através dos estudos em vitro foi observado que a concentração e temperatura de hidrólise mais eficaz foram 480µg/mL e 60°C, respectivamente, para os três micro-organismos testados. O ensaio de integridade de membrana sugeriu que o mecanismo de ação do copolímero pode envolver interações com a membrana do micro-organismo, semelhante à clorexidina, abrindo caminho para estudos promissores na área clínica para o desenvolvimento de novos tratamentos contra agentes patogênicos.
Desenvolvimento de novos derivados ftalimídicos, candidatos ao tratamento da malária: estudos computacionais e síntese
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-07-29) Domingues, Bruna Cristina Lopes ; Nascimento Júnior, Nailton Monteiro do ; Monteiro, Gustavo Claro
A malária é uma doença infecciosa febril, causada por protozoários do gênero Plasmodium, sendo transmitidos para humanos pela picada da fêmea infectada do mosquito Anopheles. Apesar de curável, caso não seja realizado o diagnóstico e tratamento adequado, pode evoluir para sua forma grave. Estima-se que 249 milhões de casos e 608 mil mortes ocorreram em 2022 e, além disso, os parasitas estão adquirindo resistência aos fármacos disponíveis atualmente para o tratamento. Assim, é de extrema urgência o desenvolvimento de novos fármacos capazes de combater eficientemente essa doença. Um possível alvo terapêutico é o complexo citocromo bc1, que atua na transferência de elétrons na mitocôndria do parasita. Ao ser inibido, ocorre perda da função mitocondrial e, consequentemente, morte do parasita. No presente projeto de pesquisa foram realizados estudos computacionais e a síntese de novos derivados ftalimídicos com potencial atividade frente ao citocromo bc1. Os estudos in silico foram executados por meio da estratégia SBDD (structure-based drug design), realizando a triagem virtual de 48 derivados ftalimídicos. Após análise dos dados obtidos, os compostos mais promissores foram selecionados para etapa de síntese com uma rota planejada em 3 etapas. Dentre os compostos, 4 foram obtidos até a segunda etapa, envolvendo a formação da ftalimida e redução do grupo nitro, em rendimentos globais variando entre 46% e 62%.
Estudos visando a otimização de reações de oxidação e aminação redutiva em cascata enzimática
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-07-10) Dantas, Letícia Damiano ; Milagre, Cíntia Duarte de Freitas
A obtenção de anfetaminas enantiomericamente puras é importante por serem compostos precursores de fármacos usados no tratamento de diversas doenças, como transtorno de déficit de atenção e hiperatividade, asma, transtornos alimentares e Parkinson, dentre outros. Buscando contribuir para a busca de novas rotas mais sustentáveis para a síntese desses compostos, propomos neste trabalho o estudo de sistemas em cascata enzimática para a produção de aminas enantiomericamente puras a partir de álcoois racêmicos. A utilização de catalisadores atende ao 9º princípio da Química Verde, que se refere à realização de reações em condições catalíticas em detrimento de reações utilizando reagentes em quantidades estequiométricas. Essa abordagem se torna ainda mais vantajosa quando são empregados biocatalisadores, os quais são provenientes de fontes renováveis, são biodegradáveis, requerem condições brandas de reações (temperatura e pressão), utilizam meio aquoso como solvente em grande parte das vezes, e ainda são potencialmente quimio-, regio-, e estereosseletivos. Além das vantagens de usar biocatalisadores, o sistema de reações em cascata também é vantajoso, diminuindo a produção de resíduos por evitar etapas de isolamento e purificação de intermediários. Com base nessas considerações, este trabalho se trata de explorar estratégias de cascatas enzimáticas envolvendo uma etapa de oxidação de um álcool racêmico seguida de uma etapa de transaminação da cetona formada na etapa anterior, visando a obtenção de aminas enantiomericamente puras. Para isso, foram selecionadas as enzimas álcool desidrogenases e lacases para a etapa de oxidação, e ω-transaminases para a etapa de transaminação. Estas enzimas foram aplicadas em cascatas simultâneas e sequenciais, sendo que o melhor sistema encontrado foi realizando a cascata de forma simultânea, e utilizando a enzima álcool desidrogenase de Sphingobium yanokuyae para a etapa de oxidação do álcool, e a enzima ω-transaminase de Ruegeria pomeroyi para a etapa de transaminação.
Síntese de óxido de grafeno dopado com nanopartículas de ouro e Fenil-Tio-Ftalocianina com potencial para tratamento fotodinâmico e fototérmico de câncer de pele
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-08-02) Silva Junior, Eder Luiz Menezes da ; Marques, Rodrigo Fernando Costa
Neste trabalho, objetva-se a síntese de um material com propriedades fotodinâmicas para que este seja usado no tratamento fototerápico do câncer de pele. Como base para este material foi utilizado o óxido de grafeno, devido a sua biocompatibilidade. Sua síntese segue o método de Hammers modificado. Quando há a inserção de nanopartículas metálicas na estrutura, permite-se que o material atinja uma temperatura maior quando incidida sob ele uma radiação eletromagnética, é sabido que nanopartículas de ouro em formatos de bastões interagem com luz no infravermelho próximo, o qual é o comprimento de onda mais absorvido pela pele humana, podendo assim ser utilizado como agente fototérmico. As Ftalocianinas pertencem a classe de fotossensibilizadores de segunda geração e são compostos promissores para o seu uso em terapia fotodinâmica por apresentar as características necessárias como sua absorção dentro da faixa de comprimento de onda. Foi.utilizado então o Zinco Fenil-Tio-ftalocianina, que ao ser excitado gera espécies reativas de oxigênio, os quais atacarão as células causando sua necrose e/ou apoptose. Com o intuito de que o composto não interaja com as células saudáveis foi adicionado ácido fólico, este pode se ligar facilmente aos receptores de folato que em células normais são expressos em baixa quantidade e em células tumorais em grandes quantidades, resultando em um material seletivo para o câncer. Os resultados de espectroscopia na região do infravermelho, feitos em cada etapa da síntese, mostram que em cada etapa planejada foi obtido o produto desejado. A mudança do comportamento térmico das amostras também corrobora para o resultado de inserção dos compostos na estrutura do óxido de grafeno. A síntese das nanopartículas de ouro foi comprovada através da espectroscopia na região do ultravioleta/visível, que também nos indica o tamanho dessas partículas, de aproximadamente 100nm, que foram observadas também pela microscopia eletrônica de varredura junto com seu formato de nanobastões e a adesão dessas nanopartículas na estrutura do óxido de grafeno funcionalizado. A partir dos resultados de viabilidade celular, pode-se concluir que o material obtido não apresenta citotoxicidade, caracterizando o material planejado como um material com potencial terapêutico multifuncional para aplicações nas terapias fototérmicas e fotodinâmicas.
Sensor eletroquímico baseado em polímero molecularmente impresso em superfície nanoestruturada com óxido de grafeno reduzido para determinação enantiosseletiva de (D) e (L)-limoneno
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-07-25) Pinto, Bruna Gabrielle Olsen ; Stradiotto, Nelson Ramos
O limoneno é um composto terpeno monocíclico que possui dois isômeros, o (D) e (L)-limoneno, encontrados em diferentes quantidades e proporções em diversas frutas cítricas, árvores de pinho, hortelã e manjericão, e as diferentes aplicações desse composto depende do enantiômero (D) ou (L), sendo muito usado na indústria alimentícia, de cosméticos, farmacêutica e de produtos de limpeza. Este composto pode ser obtido a partir de destilação a vapor de casca e da polpa cítrica que são resultantes da produção do suco, por óleos prensados a frio ou da desterpenação de outros óleos. Sendo assim, é extremamente relevante o desenvolvimento de métodos para determinação desse composto enantiomérico. A determinação de enantiômeros tem sido feita por métodos analíticos envolvendo técnicas cromatográficas, espectroscópicas e eletroquímicas. Dentre as técnicas eletroquímicas, a utilização de sensores eletroquímicos tem apresentado grande destaque na literatura pelas excelentes características apresentadas, como grande seletividade, baixos limites de detecção, menor custo instrumental, menores volumes de amostra necessário para as análises e a possibilidade de portabilidade. Neste contexto, esse trabalho teve como objetivo a construção de um sensor eletroquímico para determinação enantiosseletiva de (D) e (L)-limoneno, obtidos a partir de óleos essenciais de laranja e pinho. Esse sensor, constituído de um eletrodo de carbono vítreo, foi modificado com nanopartículas de ouro em óxido de grafeno reduzido, sendo essa superfície nanoestruturada recoberta com um polímero molecularmente impresso de polipirrol, formando o GCE/rGO/AuNPs/MIP. O sensor foi caracterizado por voltametria cíclica, espectroscopia de impedância eletroquímica, espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios-X e microscopia eletrônica de varredura, com o intuito de confirmar as modificações feitas na superfície do eletrodo. O sensor desenvolvido teve como figuras de mérito para o (D)-limoneno um limite de detecção de 1,8×10-12 mol L-1, limite de quantificação de 5,5×10-12 mol L-1 e sensibilidade amperométrica de 5,8×105 A L mol-1, em faixa linear de estudo que variou de 2,0×10-12 a 1,0×10-11 mol L-1. Para o (L)-limoneno, o limite de detecção, limite de quantificação e sensibilidade amperométrica foram, respectivamente, 1,4×10-12 mol L-1, 4,3×10-12 mol L 1 e 6,2×106 A L mol 1, com a mesma faixa linear estudada que o (D)-limoneno. O sensor foi aplicado em amostras de óleo essencial de laranja e de pinho, para determinação de ambos enantiômeros, encontrando como produto majoritário no óleo de laranja o (D)-limoneno, em uma concentração de (11,7 ± 0,7 g L 1) (n=3), e no óleo de pinho o (L)-limoneno foi o composto majoritário, com uma concentração de (0,51 ± 0,05 g L-1) (n=3). O sensor exibiu uma melhor seletividade para o limoneno em comparação com possíveis interferentes presentes em ambos os óleos essenciais, como mirceno, valenceno e sabineno para o óleo de laranja e borneol, terpineno e canfeno para óleo de pinho. A repetibilidade intradia foi estudada com 10 medidas em um mesmo eletrodo, tendo um desvio padrão relativo de 4,8%, repetibilidade interdia com a construção de 10 sensores com desvio de 4,3% e a estabilidade avaliada durante 16 dias, preservando a corrente obtida inicialmente em 89% e com desvio de 4,9%.
Síntese e Caracterização de Tetracianoferrato(II) contendo o ligante nitrosônio
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-07-19) Soares, Maria Isabella Zachi Soares ; Pereira, José Clayston Melo
O uso de metais na medicina, exemplificado pela descoberta da cisplatina, impulsionou extensos estudos na química de coordenação. Complexos metálicos apresentaram potencial biológico ao interagirem com biomoléculas, influenciando processos celulares e bioquímicos. Entre eles, destaca-se o complexo nitrosilpentacianocianoferrato (nitroprussiato de sódio -NPS), reconhecido por sua aplicação como vasodilatador em cirurgias cardíacas. O NPS apresentou toxicidade devido a dissociação de cianeto na corrente sanguínea que vem sendo mitigada pela administração de tiossulfato. Diante do exposto, nosso estudo teve como objetivo sintetizar e caracterizar novos complexos do tipo trans-[FeII(CN)4(L)2], contendo o ligante nitrosônio explorando suas propriedades estruturais e espectroscópicas. A investigação dos tetracianoferratos se justifica pela busca de agentes vasodilatadores mais seguros e eficazes, livres de cianeto lábil, e pela combinação dos efeitos biológicos do NO com ligantes farmacológicos. As sínteses investigadas revelaram desafios significativos na obtenção do tetracianoferrato desejado, destacando a necessidade de estudos adicionais para otimizar a formação consistente desses complexos biologicamente ativos. Foi possível obter o complexo tetracianoferrato desejado utilizando um método de síntese alternativo. A caracterização detalhada por espectroscopia de massas e análise por RMN confirmou a estrutura e a presença dos ligantes desejados, demonstrando potencial para aplicações futuras como agentes terapêuticos asodilatadores.
Síntese e caracterização de heteroestrutura de óxidos metálicos: uma nova estrutura para o sensoriamento de acetona
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-07-17) Scarabello, Douglas ; Orlandi, Marcelo Ornaghi
A concentração de acetona no hálito está diretamente relacionada ao diabetes mellitus, com níveis variando entre 300 e 900 ppb em não-diabéticos e acima de 1710 ppb em diabéticos. Segundo o IDF Diabetes Atlas de 2021, a doença afeta 537 milhões de pessoas no mundo, incluindo 15.7 milhões no Brasil, com projeção de alcançar 23.2 milhões em 2045. O monitoramento tradicional da glicose no sangue, apesar de eficaz e acessível, é invasivo e pode causar desconforto físico e psicológico, especialmente entre os jovens. Uma alternativa promissora é o uso de sensores químicos baseados em óxidos metálicos, como o óxido de molibdênio (MoO3), que possui alta área superficial e excelente transferência de carga. A formação de heteroestruturas com óxido de ítrio (Y2O3) pode melhorar a sensibilidade e reatividade na detecção de acetona, devido às suas propriedades catalíticas. Neste estudo, investigou-se a síntese de heteroestruturas de óxido de ítrio sobre nanofitas de óxido de molibdênio, utilizando os métodos de cooprecipitação e Pechini. Foram analisadas as influências das variações nas condições de síntese sobre as morfologias e a capacidade de detecção de acetona. As imagens de MEV revelaram formatos de placa nos materiais sintetizados, com maior controle morfológico no meio de HNO3. Análises de DRX, RAMAN, HRTEM e SAED confirmaram as estruturas ortorrômbicas de MoO3 e cúbicas de Y2O3. O método Pechini aprimorado demonstrou melhor controle morfológico e destacou a necessidade de ajustes nas condições de detecção, como temperatura e umidade. A escassez de estudos sobre a combinação de MoO3 e Y2O3 na literatura ressalta a importância de investigar novas aplicações para essas heteroestruturas, visando explorar seu potencial em diferentes contextos.
Síntese, caracterização e estudo do potencial antimicrobiano de peptídeos análogos ao peptídeo (p-BthTX-I)2
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-06-07) Bicho, Gabriel Felipe Hispagnol ; Santos-Filho, Norival Alves
A resistência microbiana é um problema crônico de saúde pública. Estima-se que, caso não sejam tomadas providências, cerca de 10 milhões de mortes anuais ocorrerão em todo o mundo até 2050, tornando-se a principal causa de morte. O objetivo deste trabalho foi sintetizar e purificar peptídeos análogos ao peptídeo (p BthTX-I)2K, sendo eles (p-MtII)2K, (p-EM-2)2K, (p-ACL)2K, (p-AppK)2K, assim como realizar a caracterização estrutural, avaliar o potencial antimicrobiano, desvendar os possíveis mecanismos de ação em membranas biológicas, degradação frente a protéases presentes no sangue e toxicidade frente a hemácias humanas. A síntese dos peptídeos foi realizada através da técnica de síntese de peptídeos em fase sólida (SPFS) e a caracterização estrutural dos peptídeos foi feita por meio da técnica de dicroísmo circular. A atividade antimicrobiana foi avaliada contra linhagens de bactérias Gram-positivas e Gram-negativas, assim como duas linhagens de C. albicans, sendo uma suscetível a fluconazol e outra resistente. As moléculas foram testadas contra hemácias humanas para avaliação de toxicidade in vitro, e também foram testadas em soro sanguíneo para avaliação do perfil de degradação frente a protéases. Para elucidar os possíveis mecanismos de ação, foi efetuada a técnica de permeabilização em vesículas lipídicas. Os resultados do ensaio de atividade antimicrobiana demonstraram que os peptídeos foram ativos contra as linhagens bacterianas, em especial (p-AppK)2K e (p-ACL)2K, que foram ativos contra todas as linhagens testadas, tanto contra bactérias Gram-positivas, Gram-negativas e as duas linhagens de C. albicans, superando na maioria dos casos a molécula modelo (p-BthTX-I)2K, demonstrando também baixa atividade hemolítica. O ensaio de permeabilização de vesículas sugere possíveis mecanismos de formação de poros transientes para (p-MtII)2K, (p-ACL)2K, (p-AppK)2K e perfil característico de peptídeos formadores de poros para (p-EM-2)2K. Contudo, estudos adicionais devem ser realizados para a elucidação desses mecanismos. Todos os peptídeos demonstraram ser estáveis por pelo menos uma hora frente a protéases do soro humano, sendo que (p-ACL)2K e (p-AppK)2K alcançaram cerca de 90% de degradação no período de 24 h. As modificações propostas inicialmente para o peptídeo (p-BthTX-I)2K demonstraram ser aplicáveis para outros peptídeos derivados de PLA2-Like de peçonhas de serpente. As moléculas deste estudo demonstraram atividade contra bactérias Gram-positivas, Gram-negativas e linhagens de C. albicans, além de baixa toxicidade, abrindo oportunidades para novos estudos.
Eletrocatálise sobre nanopontos de molibdênio ancorados em óxido de grafeno com propriedades seletivamente controladas
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-05-02) Guerreiro Júnior, Marco Roberto ; Godoi, Denis Ricardo Martins de
A amônia é essencial para a sociedade moderna e desponta como um possível carreador de hidrogênio em uma futura infraestrutura energética baseada nesse combustível. O principal método para sua obtenção é por meio do processo Haber-Bosch, o qual é energeticamente custoso e poluente. A eletroredução de nitrogênio a amônia em temperatura e pressão ambientes, utilizando energia elétrica proveniente de fontes renováveis, desponta como alternativa limpa econômica para o processo. Segundo a literatura, eletrocatalisadores à base molibdênio apresentam eficiência de conversão e corrente máxima promissoras frente à reação de redução de nitrogênio (NRR), podendo ser ancorados em óxido de grafeno (GO) e suas variações (rGO) para aprimorar a atividade catalítica por meio da modulação dos grupos oxigenados da superfície pela variação sistemática dos parâmetros de síntese. A caracterização física foi realizada por difração de raios X (DRX), análise térmica (TG e DSC), espectroscopia no infravermelho (FTIR), Raman, ressonância magnética nuclear (RMN) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). A caracterização eletroquímica foi realizada em meio ácido por voltametria cíclica (CV) e cronoamperometria (CA). Os resultados confirmaram a possibilidade de estabelecer um controle seletivo das espécies oxigenadas da superfície do rGO. Os nanopontos de molibdênio apresentaram tamanho de cristalito em torno de 11 nm e foram ancorados aos suportes de grafeno. Os materiais apresentaram diferenças nas atividades catalíticas frente a HER e NRR dependendo da interação metal-suporte causada pelos diferentes grupos de superfície. O estudo permitiu compreender e elucidar as relações entre as propriedades do material, a atividade catalítica e os mecanismos de reação, o que é essencial para aprimorar a tecnologia de eletroconversão de nitrogênio a amônia por meio de uma rota eficiente e sustentável.
Interesterificação enzimática em óleos de baixa qualidade visando a produção de biodiesel
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-03-28) Silva, Marianne Tinoco ; Flumignan, Danilo Luiz ; Paula, Ariela Veloso de ; Instituto de Química
Devido à alta demanda por energia, a busca por combustíveis alternativos como o biodiesel é necessária. Trata-se de um biocombustível biodegradável, seguro e de baixa poluição, obtido através de diversas matérias-primas. O método convencional para a produção do biodiesel é a transesterificação química de óleos/gorduras de alta qualidade (em geral, refinados) com metanol na presença de catalisador básico, gerando glicerol como subproduto. Uma alternativa para esse processo é a interesterificação, uma reação que ocorre entre óleos/gorduras e monoésteres de cadeia curta, resultando na formação de biodiesel e triacetina. Esta reação requer uso de catalisadores e se apresenta como alternativa à transesterificação, principalmente, considerando a ausência de glicerol no processo. A triacetina é um coproduto solúvel e não prejudica a qualidade do biodiesel, sendo de grande interesse industrial. Assim, o presente trabalho teve como objetivo a produção do biodiesel por interesterificação enzimática, a partir do óleo residual (OR) e óleo de frango (OF) com acetato de metila, empregando a lipase Candida antarctica (Novozym 435) como biocatalisador. As reações foram realizadas em reator de vidro encamisado em tanque agitado, utilizando a metodologia do planejamento de experimento através do Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR). Foram avaliadas as variáveis razão molar (óleo:acetato de metila) (1:5 – 1:15), concentração enzimática (7% - 13%, em relação á massa de óleo) e temperatura (40ºC – 80ºC), a fim de estimar os efeitos na produção de ésteres metílicos. Para o OF as variáveis significativas foram razão molar, concentração enzimática e temperatura; já para o OR, foram razão molar e concentração enzimática. As condições ótimas obtidas foram 40ºC; RM: 1:18,4 e 14,38% de lipase para OR, sendo que se obteve uma conversão de ~60% m/m em teor de ésteres; para o OF utilizaram-se as condições 80ºC, RM: 1:15 e 13% de enzima, com uma conversão de ~70% m/m. Ambas as matérias-primas tiveram um tempo de reação de 24 h, com a possibilidade de reuso da lipase por cinco ciclos, na reação utilizando a matéria-prima de óleo residual a lipase apresentou um maior rendimento comparado a reação utilizando o óleo de frango. A interesterificação enzimática mostrou-se uma alternativa viável e sustentável para produzir biodiesel, uma vez que permitiu o uso de matérias-primas de baixo valor e a reutilização de óleos e gorduras residuais.
Potencial biotecnológico da fração proteica F1 do látex natural e da estimulação elétrica na diferenciação osteogênica de células tronco mesenquimais para o reparo do tecido ósseo
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024-03-08) Maiolini, Rafaela Canassa ; Santiago, Patrícia Soares ; Caetano, Guilherme Ferreira
Com o aumento da expectativa de vida e do envelhecimento ósseo, a carência de novas alternativas terapêuticas para casos de fraturas e perdas ósseas críticas ganha relevância. A engenharia tecidual emerge para promover o reparo de tecidos lesados por meio de células e fatores biológicos. O objetivo deste estudo foi realizar a caracterização físico-química da fração proteica F1 do látex natural da seringueira Hevea brasiliensis (LXHb) e avaliar in vitro a proliferação e diferenciação de células tronco mesenquimais (CTMs) da medula óssea de ratos Wistar, submetidas à estimulação elétrica (ES) e cultivadas com a fração proteica F1, bem como analisar a expressão dos genes relacionados à osteogênese. A caracterização foi realizada por Espalhamento Dinâmico de Luz (DLS) e Potencial Zeta para F1 a 1% (10 mg/mL); 0,1% (1 mg/mL) e 0,01% (0,1 mg/mL) a 0, 24 e 48h após diluição em tampão fosfato-salino (pH 7,4). Para F1 a 0,01%, foram feitas análises em diferentes valores de pH, na ausência e na presença de cloreto de sódio (NaCl). Para caracterização das proteínas de F1, foram realizadas Cromatografia Líquida de Gel Filtração (CGF) e Quantificação Proteica por Analisador Elementar CNS - Leco. Nos ensaios de viabilidade celular (método MTT) e de diferenciação osteogênica (vermelho de Alizarina), a estimulação foi aplicada por 60s, 150s e 300s a 10 μA, duas vezes por semana, e o meio celular foi suplementado com as três concentrações de F1. Para as análises de expressão gênica, as células foram estimuladas por 60s e 300s e suplementadas com F1 a 0,1% e 0,01%. Por DLS, observou-se duas populações de partículas independente do tempo de preparo das amostras. Por intensidade a 0h pós preparo, as partículas apresentaram tamanho médio de 123,2 e 5227,0 nm (F1-1%), 164,2 e 1187,0 nm (F1-0,1%), 336,0 e 3369,0 nm (F1-0,01%). O Potencial Zeta apresentou valor nulo para as concentrações analisadas em pH 7,4. A quantificação proteica determinou um teor de 10,2% de proteínas na massa total da fração F1 do látex. Nos ensaios in vitro, observou-se, em todos os grupos experimentais, viabilidade celular acima de 70% (não citotoxicidade) e diferenciação osteogênica superior a 80%, com maior taxa no grupo ES-60s associado à F1 a 0,01% Na análise da expressão gênica, os genes Bmp2 e Ltype apresentaram expressão maior nos grupos estimulados por 60s nas duas associações com F1-0,1% e 0,01%, já o gene Col1a1 obteve expressão significativa no grupo 300s-0,1%. Os genes Alp e Runx2 demonstraram expressão maior na associação com F1-0,01% e o gene Camk2 nos grupos F1-0,1%, ambos associados à ES-60s e 300s. Conclui-se que a fração proteica F1 é um sistema polidisperso e apresenta carga nula em pH 7,4. Essa fração é constituída, em massa, por uma baixa porcentagem de proteínas, porém, com importante ação biológica no que se refere ao aumento da proliferação e diferenciação osteogênica de CTMs, principalmente, quando associada à estimulação elétrica, tornando-a uma alternativa de tratamento promissor para a medicina regenerativa no estudo do reparo ósseo.

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