PPG - Química - Ciência e Tecnologia da Sustentabilidade
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- ItemEmbargoCaracterização molecular de resíduos florestais de diferentes espécies Eucalyptus por espectroscopia Raman(Universidade Federal de São Paulo, 2024-10-17) Schultz, Ciro de Almeida [UNIFESP]; Noda, Lucia Kiyomi [UNIFESP]; http://lattes.cnpq.br/0772763475537005; http://lattes.cnpq.br/9406190876760627A indústria de base florestal brasileira teve um desempenho notável em 2022, gerando 2,6 milhões de empregos e alcançando uma receita bruta de R$ 260 bilhões. Este setor, que se destaca como o quarto item nas exportações do agronegócio brasileiro, atingiu recordes de produção, totalizando 25 milhões de toneladas de celulose, 11 milhões de toneladas de papel e 8,5 milhões de m³ de painéis de madeira. Em 2022, a economia brasileira também se beneficiou do alívio das restrições relacionadas à pandemia, aumentando a demanda por bens e serviços. As plantações de eucalipto estão predominantemente nas regiões Sudeste (46%), Sul (18%) e Centro-Oeste (18%), com destaque para Minas Gerais, responsável por 29% dos plantios. Outros estados notáveis incluem Mato Grosso do Sul, com 15%, e São Paulo, com 13%. Essa distribuição geográfica evidencia a concentração estratégica dessas plantações em áreas específicas do país. Este projeto teve como objetivo coletar informações sobre a composição molecular de resíduos florestais de várias espécies de eucalipto, por meio da técnica de espectroscopia Raman. Após a colheita, materiais como cascas, ramos, raízes, ponteiras, tocos, toretes e permanecem no campo. Parte desses resíduos desempenha um papel essencial na reciclagem de carbono no solo, enquanto outra parcela pode ser considerada biomassa residual, passível de aproveitamento. A técnica Raman é caracterizada por sua alta especificidade, não exigindo preparação especial da amostra e permitindo medidas rápidas. A excitação das amostras ocorreu com um laser Nd: YAG, de 1064 nm, recomendado na literatura para reduzir a fluorescência. A área da lignina foi calculada entre 1500 cm⁻¹ e 1684 cm⁻¹, enquanto a da celulose variou de 980 cm⁻¹ a 1194 cm⁻¹. Após a obtenção dos dados, foram analisadas 30 árvores das espécies Eucalyptus urograndis, E. grandis, E. urophylla e E. saligna, com espectros coletados da casca e folhas de todas as amostras. As cascas das diferentes espécies apresentaram bandas espectrais distintas relacionadas à lignina, com picos em 1680 cm⁻¹, 1670 cm⁻¹, 1651 cm⁻¹, 1645 cm⁻¹,1618 cm⁻¹, 1611 cm⁻¹, 1604 cm⁻¹, 1601 cm⁻¹, 1583 cm⁻¹, 1562 cm⁻¹, 1550 cm⁻¹, 1531 cm⁻¹ e 1521 cm⁻¹. Essas bandas refletem a diversidade de compostos fenólicos e as variações nas estruturas moleculares. As regiões espectrais associadas à celulose mostraram padrões mais consistentes, com picos em 1151 cm⁻¹, 1121 cm⁻¹, 1096 cm⁻¹, 1063 cm⁻¹, 1033 cm⁻¹ e 1000 cm⁻¹, indicando características químicas mais constantes. O comparativo entre as espécies de eucalipto revelou padrões distintos na relação entre lignina e celulose. As espécies H546-Urograndis e H694-Urograndis, pertencentes à mesma espécie, apresentaram valores similares, com média de aproximadamente 2,35, sugerindo uma proporção média de lignina em torno de 27% e celulose em 73%. Em contraste, as espécies IPB21-Grandis e IPb7-Saligna mostraram valores mais baixos, com médias de 1,64 e 1,54, respectivamente, indicando uma média de lignina de aproximadamente 17% e celulose de cerca de 83% para IPB21-Grandis, e 16% de lignina e 84% de celulose para IPb7-Saligna. A espécie B414U-Urophylla apresentou uma relação intermediária, com um valor médio de 2,1, sugerindo uma composição de lignina em torno de 21% e 79% de celulose. Este projeto destaca-se no contexto acadêmico devido à abordagem inovadora na análise de resíduos florestais, em particular a casca de eucalipto, permitindo a avaliação in situ sem preparo prévio, potencializando a rapidez da análise. Os resultados obtidos direcionarão propostas para uma gestão mais eficaz dos resíduos, visando à otimização da produtividade por hectare e plantações mais sustentáveis.
- ItemEmbargoEstudo do efeito antineoplástico da fenantrolina modificada(Universidade Federal de São Paulo, 2024-10-18) Oliveira, Victoria Cristina [UNIFESP]; Bagatin, Izilda Aparecida [UNIFESP]; Fonseca, Fernando Luiz Affonso [UNIFESP]; http://lattes.cnpq.br/6772382797320564; http://lattes.cnpq.br/1306989214227206; http://lattes.cnpq.br/4925269151971807As neoplasias são um dos principais problemas de saúde pública na atualidade, sendo causas de redução de expectativa na maior parte do mundo. Os compostos de coordenação são utilizados na química medicinal desde 1960, quando Rosenberg e seus colaboradores descobriram os efeitos quimioterapêuticos da cisplatina. No entanto, seus efeitos colaterais indesejáveis e sua resistência em alguns tipos de linhagens celulares neoplásicos, impulsionaram as pesquisas de novos compostos de coordenação, com outros íons metálicos como Ru2+, Zn2+ e Pd2+ e ligantes orgânicos. Pensando nisso, foram caracterizados os compostos com o ligante 1,10-fenantrolina-5,6-diona (composto 1), [Zn(CH3CN)(OH2)(1,10-fenantrolina-5,6-diona)]2+ (composto 2), [PdCl2(1,10-fenantrolina-5,6-diona)] (composto 3), [Zn(OH2)2(1,10-fenantrolina-5,6-diona)2+ (composto 4) e [Ru(NO)Cl3(1,10-fenantrolina-5,6-diona)] (composto 5) e caracterizados por UV-Vis, com transições π-π* do anel aromático, característicos do ligante em 212 nm a 310 nm (Ꜫ >1000 L mol-1 cm-1) em todos os compostos, além de sinais referentes à transições de transferências de carga metal – ligante entre 320 e 360 nm (Ꜫ >1000 L mol-1 cm-1). A partir dos espectros de RMN de 1H em DMSO – d6, as bandas do ligante no RMN de 1H, observados em 7,6 ppm (c- H, dd, 3J = 7,70 Hz), 8,6 ppm (b-H, dd, 3J = 9,56 Hz e 9,2 ppm (a-H, dd, 3J = 6,42 Hz) deslocaram-se para o composto 5 em 9,63 ppm (a-H, sl), 8,81 ppm (b-H, sl) e 8,12 ppm (c-H, sl). No caso do composto 2 foram observados em 8,53 ppm (a-H, sl) e 7,8 ppm (*) e para o composto 3 em 9,23 ppm (a-H, dd,3J = 4,8 Hz); 8,77 ppm (b-H, sl); 8,03 ppm (c-H, sl) para o campo mais desprotegido, observado em todos os complexos. O FTIR foi medido em pastilha de KBr, com deslocamentos de algumas frequências básicas, como C=N e C=C em 1580 cm-1 e 1555 cm 1 para 1575 cm 1 e 1565 cm -1 no composto 5, no composto 2 para 1705 cm-1 e 1515 cm 1, no composto 4 para 1575 cm-1 e 1565 cm-1, além do precursor [PdCl2(CH3CN)2] onde as bandas de CH3CN ocorrem em 2993 cm 1, em 2356 cm-1, 1419 cm 1 e 1019 cm-1, e são suprimidas após a coordenação com o ligante, mostrando que o paládio coordena pelo nitrogênio do anel aromático presente na molécula. Em avaliações in vitro, foram feitas análises de viabilidade celular dos compostos, os quais apresentaram baixa citotoxicidade frente a Fração Mononuclear (FMN) e na avaliação do Tumor Ascítico de Ehrlich (TAE), os compostos 4 e 5 demonstraram promissores, com uma mortalidade em torno de 70%. A avaliação do IC50 dos compostos 1 a 5 para TAE foram 0,001 mg dL-1 (1), 0,004 mg dL-1 (2), 0,3 mg dL-1 (3), 0,001 mg dL-1 (4) e 0,02 mg dL-1 (5), demonstrando uma melhor ação antineoplásica dos compostos 4 e 5 em concentrações mais altas que os demais compostos (entre 10-4 mol dm-3 e 10-5 mol dm-3 ) frente a linhagem tumoral utilizada (TAE) e, para FMN, foram 0,15 mg dL-1(1), 0,05 mg dL-1 (2), 1,2 mg dL-1 (3), 0,07 mg dL-1 (4) e 0,041 mg dL-1 (5), as quais de fato demonstraram que os compostos 4 e 5 tem uma menor toxicidade para as células normais do organismo. Além disso, foi analisada a mielotoxicidade da adição dos complexos, que não foram observadas alterações significativas no tecido hematopoiético periférico. Após as avaliações in vitro promissoras dos compostos 4 e 5 em comparação aos demais, foram feitos testes pré-clínicos em modelos animal, utilizando camundongos Balb-c inoculados com Tumor Sólido de Ehrlich, em concentrações semelhantes à quimioterápicos já usualmente conhecidos (0,06 mg mL-1). Foram feitas avaliações do bem-estar animal, seguindo parâmetros estabelecidos pelo NC3R’s, exames para avaliar a toxicidade total do organismo, através de marcadores bioquímicos para enzimas renais e hepáticas, parâmetros hematológicos, a quais não foram observadas diferenças significativas em comparação com o controle e com valores de referência estabelecidos. Além disso foram feitas avaliações moleculares de expressão gênica com marcadores de estresse oxidativo e inflamatórios, a quais não foram observadas alterações significativas em comparação com o controle.
- ItemAcesso aberto (Open Access)Avaliação da expressão proteica e de elementos em plasma sanguíneo após o uso de estatinas em pacientes infartados(Universidade Federal de São Paulo, 2022-10-04) Araujo, Isabela Carvalho Lobo de [UNIFESP]; Lopes, Aline Soriano [UNIFESP]; Klassen, Aline [UNIFESP]; http://lattes.cnpq.br/5905235296066398; http://lattes.cnpq.br/0894290130191292; http://lattes.cnpq.br/1457262065934541Estudos a nível molecular envolvendo pacientes que sofreram infarto agudo do miocárdio fornecem uma nova visão sobre o conhecimento da expressão clínica e patológica da doença. Atualmente, avanços tecnológicos nas plataformas conhecidas com a terminologia “ômicas” permitem a avaliação de mudanças sistemáticas em diversos sistemas biológicos e tem sido aplicada extensivamente a doenças cardiovasculares. O sangue está em contato direto e constante com o sistema cardíaco, fazendo do plasma o fluido mais adequado para o estudo dos componentes advindos de uma oclusão coronária, que é o caso do infarto. Além das proteínas, o plasma possui diversas outras moléculas biológicas interessantes, tais como macro e micronutrientes elementares. A avaliação do perfil proteico por meio da proteômica tem auxiliado na compreensão da evolução de doenças e estratégias terapêuticas. Ainda, sabe-se que há interação entre diversos elementos químicos com proteínas e essa interação pode ser modificada devido a algum distúrbio biológico como uma doença ou uso de fármacos. Logo, o estudo dos íons elementares em conjunto com as proteínas pode aumentar as informações sobre as doenças cardiovasculares, além de ampliar o conhecimento sobre a ação de fármacos no organismo. Dentro deste cenário, o objetivo desse estudo foi avaliar a expressão proteica diferencial em pacientes infartados e tratados com duas estatinas diferentes, bem como explorar possíveis alterações de elementos essenciais na evolução desses pacientes, e corroborar os resultados oriundos dos dois estudos. Um total de 199 proteínas foram identificadas; entre as quais, 11 proteínas foram expressas de forma significativa entre os grupos de pacientes estudados. Algumas proteínas estão relacionadas a processos de agregação plaquetária, tais como o fibrinogênio e a hemoglobina; enquanto outras exercem a função de associação de íons cálcio, tais como a Proteína C reativa, subcomponente do Complemento C1s e Paraoxonase / arilesterase 1 sérica. Pela análise de agrupamento hierárquico observou-se que o perfil proteico é mais diferentemente expresso com relação ao tempo de administração da droga do que o tipo de estatina usada no tratamento do infarto. O mesmo comportamento foi observado na análise de PCSK9, em que maiores concentrações foram encontradas em decorrência do tempo de tratamento. Entre os íons elementares analisados, apenas o cobre apresentou variação significativa entre as visitas. A redução nos níveis de cobre no plasma, pode estar relacionada com o aumento de expressão da proteína Paraoxonase 1 sérica.
- ItemEmbargoProdução de minibriquetes de biocarvão de bagaço de cana-de-açúcar para remoção de fósforo e nitrogênio do meio aquoso(Universidade Federal de São Paulo, 2024-04-24) Guimaraes, Marcus Leonan Costa [UNIFESP]; Araújo, Geórgia Christina Labuto [UNIFESP]; Andréo Filho, Newton [UNIFESP]; http://lattes.cnpq.br/4715398927727906; http://lattes.cnpq.br/4933252636705546; https://lattes.cnpq.br/2337284013227110A demanda crescente por fósforo e nitrogênio como fertilizante agrícola, a redução das jazidas de minerais que contém esses elementos e os problemas de eutrofização em corpos hídricos levaram à busca por soluções para a sua recuperação, visando conservação e reciclagem desses elementos essenciais à vida. O presente trabalho propôs a produção de minibriquetes de biocarvão (MBB) preparados a partir de resíduos agroindustriais tais como bagaço de cana-de-açúcar e biomassa de levedura obtida após extração de β-glucano, empregando preceitos de bioeconomia, economia circular e química verde, os quais foram empregados para a remoção de fósforo e nitrogênio do meio aquoso. No processo de produção dos MBB foi utilizada vinhaça, um outro resíduo do processo de produção de etanol, em substituição a água para a produção do aglutinante preparado também com amido de milho. Desejando-se obter MBB que apresentasse resistência mecânica adequada as aplicações destinadas, um planejamento de misturas foi definido para estabelecimento do processo de obtenção de extrudados a serem carbonizados, totalizando 7 estratégias avaliadas. Foram variados parâmetros como proporção entre bagaço de cana-de-açúcar, levedura e aglutinante de amido de milho produzido com vinhaça. Os extrudados foram carbonizados em forno tubular a 350 ºC (rampa de aquecimento de 10 °C/minuto, permanecendo à 350°C por 90 minutos, sob fluxo de nitrogênio a 0,1 L/minuto). Após carbonização os MBB foram realizados caracterizações morfológicas, físicas e químicas (MEV, FTIR, BET, TGA-DTG, CHANS-O e PCZ), e conduzidas avaliações para o estabelecimento da melhor condição de sua obtenção considerando rendimento, desintegração sobre fluxo, friabilidade e intumescimento por água. Em relação as desiderabilidades obtidas, a condição de preparo de extrudados com 30% de bagaço, 0% de levedura 70% de aglutinante foi a indicada como a melhor em relação à resistência mecânica dos MBB. Para a remoção de fósforo e nitrogênio, as condições de preparo de extrudado indicadas como mais promissoras foi a contendo: 30 % de bagaço, 10 % levedura e 60 % aglutinante. Estudos preliminares de adsorção de fósforo e nitrogênio individualmente empregando MBB preparado a partir de extrudados da estratégia 2 (30%, 10%, 60%) permitiram a remoção de 83,43% (equivalente a 3,47 mg/g) e 7,86% (equivalente a 0,34 mg/g) desses elementos, respectivamente, demonstrando o potencial do adsorvente para sua recuperação do meio aquoso.
- ItemAcesso aberto (Open Access)Predição e priorização de antibióticos para estudos de remoção do meio aquoso empregando biocarvões ativados preparados a partir de resíduos de biomassas(Universidade Federal de São Paulo, 2024-05-27) Barros, Lucelia Alcantara [UNIFESP]; Labuto, Geórgia Christina [UNIFESP]; Cappelini, Luciana Teresa Dias; http://lattes.cnpq.br/4933252636705546; http://lattes.cnpq.br/5881283820111114A segurança hídrica planetária tem sido impactada pela inserção de diversos tipos de poluentes emergentes (PE) em ambientes aquáticos. Dentre os PE, os fármacos são particularmente preocupantes devido aos efeitos deletérios à biota e à promoção de resistência antimicrobiana. Monitorar e remover tais poluentes do meio aquoso requer a definição de moléculas prioritárias, dada a complexidade e o alto custo dessas ações. Este estudo utilizou dados de comercialização de fármacos no estado de São Paulo em 2022 associados a dados de saneamento básico, farmacocinéticos e porcentagem de remoção em tratamento de esgoto obtidos pelo software de predição EPI SuiteTM (Estimation Program Interface), para predizer a massa de antibióticos passível de ser inserida no meio ambiente. Para priorização, utilizou-se o software de hierarquização ToxPiTM (Toxicological Priorization Index), definindo um conjunto de 10 antibióticos prioritários baseados em parâmetros para 4 categorias: Destino ambiental, Propriedades físico-químicas, Efeitos ecotoxicológicos e de Exposição (massa predita, PM). Uma vez que a PM está diretamente relacionada à ocorrência dos efeitos sobre os seres vivos, diferentes pesos foram atribuídos à categoria Exposição, para garantir a presença de antibióticos de maior PM no conjunto prioritário, sem ofuscar a contribuição dos demais parâmetros empregados. A correlação de postos de Spearman permitiu constatar ser possível definir um conjunto prioritário pela contribuição de todos os parâmetros empregados, mesmo aplicando diferentes pesos na categoria Exposição. Do conjunto priorizado, três antibióticos selecionados tiveram desenvolvimento e validação de método analítico usando cromatografia líquida com detector DAD (Diode Array Detector): amoxicilina (AMX), cefalexina (CEFA) e ciprofloxacino (CIPRO). O método cromatográfico foi utilizado em estudos de adsorção dos fármacos por biocarvões ativados, preparados a partir de resíduos de biomassas agroindustriais. Os melhores adsorventes para os antibióticos foram os biocarvões ativados C4 e C8, preparados, respectivamente, a partir biomassa de bagaço de cana-de-açúcar (SB) e resíduo de levedura (YW), ativados com CO2 e vapor de água a 800 °C. A cinética de adsorção foi descrita pelo modelo de pseudo primeira e segunda ordem para o C4 e os estudos de isoterma de adsorção competitiva demonstraram que a interação adsorvatos:adsorvente pode ser descrita pelo modelo de isoterma multicomponente de Langmuir-Freundlich. Pelos parâmetros de afinidade de adsorção (b) inferiu-se como ordem preferencial de remoção (CIPRO>CEFA>AMX), corroborando as respectivas porcentagens de adsorção obtidas em água deionizada 9,29±0,05, 8,8±0,4 e 7,6±0,6 mg/L (77±6, 88±4 e 92,9±0,5%). O C4 foi empregado em estudos de remoção competitiva dos antibióticos em água superficial fortificada, mantendo a mesma ordem de capacidade de adsorção. Entretanto, os coeficientes de variação demonstraram forte interferência da matriz sobre a interação adsorvatos:adsorvente, indicada pela redução das porcentagens de adsorção e pelos desvios padrão relativos obtidos para AMX, CEFA e CIPRO, que foram de 4,7±1,7, 5,4±2,2 e 7,6±1,7 mg/L (47±17, 54±22 e 76,05±16,55%), respectivamente.