Dissertations / Theses on the topic 'Espectroscopia de infrarrojo funcional'

El vi és un dels productes amb valor afegit més apreciats al món i és per això que el control de la producció vinícola ha sigut sempre un tema prioritari per a la majoria dels cellers. La implementació d’anàlisis at-line com són les Tècniques Analítiques de Processos (PAT), no només permet un control del vi acabat si no que també dóna la possibilitat de prendre mesures correctives al llarg del procés evitant així obtenir un producte final defectuós. En aquesta tesi doctoral, es va investigar la possibilitat d’implementar diferents estratègies per controlar i detectar desviacions durant la fermentació alcohòlica utilitzant un equip portable i de resposta ràpida: un equip d’ espectroscòpia en l’infraroig mitjà, en el mode de reflectància total atenuada (ATR-MIR) el qual permet obtenir, en pocs segons, una gran quantitat d’informació sobre el procés de fermentació que es va tractar amb diferents tècniques quimiomètriques. Primer, utilitzant les dades espectrals i la regressió de mínims quadrats parcials, es van predir diferents paràmetres químics durant la fermentació alcohòlica. En segon lloc, es van comparar els espectres de fermentacions control amb fermentacions desviades utilitzant l’anàlisi discriminant per mínims quadrats parcials<br>El vino es uno de los productos con valor añadido más apreciados del mundo y por ello, el control de la producción vinícola ha sido siempre un tema prioritario para la mayoría de bodegas. La implementación de análisis at-line como son las Técnicas Analíticas de Procesos (PAT), no sólo permite un control del vino acabado si no que también brinda la posibilidad de tomar medidas correctivas a lo largo del proceso evitando así obtener un producto final defectuoso. En esta tesis doctoral, se investigó la posibilidad de implementar diferentes estrategias para controlar y detectar desviaciones durante la fermentación alcohólica utilizando un equipo portátil y de respuesta rápida: un equipo de espectroscopia en el infrarrojo medio, en el modo de reflectancia total atenuada (ATR-MIR) el cual permite obtener, en pocos segundos, una gran cantidad de información sobre el proceso de fermentación que se trató con diferentes técnicas quimiométricas. Primero, usando los datos espectrales y la regresión de mínimos cuadrados parciales, se predijeron distintos parámetros químicos durante la fermentación alcohólica. En segundo lugar, se compararon los espectros de fermentaciones control con fermentaciones desviadas utilizando el análisis discriminante por mínimos cuadrados parciales<br>Wine is one of the most appreciated high added-value products in the world and therefore, controlling wine production has always been a priority for most wineries. Implementing at-line analyses such as Process Analytical Technologies (PAT) guidelines, not only enables a control of the final wine but also gives the possibility to apply correcting measures throughout the process, thus avoiding a defective final product. In this doctoral thesis, we investigated the possibility of implementing different strategies to control and detect deviations during wine alcoholic fermentation using a fast and portable equipment: an Attenuated Total Reflectance Mid-Infrared (ATR-MIR) spectrometer which allows obtaining, in a few seconds, a large amount of information about the fermentation process, which was processed with different chemometric techniques. First, using the spectral data and Partial Least Square Regression, different chemical parameters were predicted during alcoholic fermentation. Secondly, we compared the spectra from both Normal Operation Conditions and deviated fermentations using Partial Least Squares Discriminant Analysis. ANOVA–simultaneous component analysis was applied to study the influence of several factors into the variance of the spectra. Multivariate Curve Resolution Alternating Least Squares was used to model both alcoholic and malolactic fermentations. Finally, a PAT methodology

Orientador: Prof. Dr. João Ricardo Sato<br>The brain is a complex system organized in structurally segregated and functionally specialized regions. The brain areas are composed of neuronal networks interconnected by axonal pathways that integrate through correlated neural activity. Recent studies on neural connectivity using graph theoretical analysis have revealed that brain networks interact through densely connected regions with high topological value called hubs. Previous studies of Default Mode Network (DMN), one of the most important resting-state networks, have improved the understanding of the intrinsic neuronal activity and the dynamics of the human brain. Spontaneous brain activity and Resting-State Functional Connectivity (RSFC) patterns of Resting-State Network (RSN) are essential for the comprehension of the brain function. Neuroimaging techniques such as functional Near Infrared Spectroscopy (fNIRS) make these studies possible. Thus, the main objective of this study was to investigate the RSFC using Eigenvector Centrality (EVC) measure of graph theory in fNIRS data. This work has demonstrated the effectiveness of the graph analysis for detection of hubs and mcommunities, and identified brain regions associated with rich-club, that integrates highly interconnected hubs and plays a central role in the flow and integration of Information throughout the brain. One can also conclude from the RSFC analysis the existence of functional hubs associated with DMN.<br>Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia da Informação, 2017.<br>O cérebro é um sistema complexo organizado em regiões segregadas estruturalmente e especializadas funcionalmente que são compostas por redes neuronais interconectadas por vias axonais que se integram através de atividade neural correlacionada. Estudos recentes sobre conectividade neural usando teoria de grafos revelaram que as redes cerebrais interagem através de regiões densamente conectadas e com alto valor topológico denominadas hubs. Dentre as redes existentes destaca-se, por sua contribuição para a melhor compreensão do funcionamento do cérebro humano, a rede de modo padrão (Default Mode Network, DMN). A atividade espontânea do cérebro e os padrões de conectividade funcional (Resting-State Functional Connectivity, RSFC) das redes cerebrais na condição de repouso (Resting-State Network, RSN) também se tornam essenciais nos estudos que visam compreender a função desse órgão, estudos esses possibilitados graças às técnicas de neuroimagem destacando-se a espectroscopia funcional no infravermelho próximo (functional Near Infrared Spectroscopy, fNIRS). Assim, o objetivo principal deste estudo foi investigar a RSFC usando a medida de centralidade do autovetor (Eigenvector Centrality, EVC), técnica pertencente à teoria de grafos, em dados de fNIRS. Este estudo pode demonstrar a eficácia da metodologia empregada para analisar a RSFC além de revelar a existência de um núcleo estrutural, denominado hub complex, densamente conectado (rich-club), que integra hubs altamente interligados e desempenha papel central no fluxo e integração da informação ao longo do cérebro. Pode-se também concluir a partir da análise da RSFC a existência de hubs funcionais associados à DMN.

A estimulação elétrica periférica (PES), que abrange diversas técnicas com respostas fisiológicas diversas, tem apresentado em alguns casos resultados clínicos promissores para o tratamento da dor e reabilitação clínica. No entanto, as respostas encontradas são heterogêneas, principalmente porque há uma falta de compreensão em relação ao seu mecanismo de ação. Neste estudo, buscamos avaliar os efeitos da PES através da medição da ativação cortical cerebral utilizando a espectroscopia funcional por infravermelho (fNIRS). A fNIRS é um método de imagem óptica funcional que avalia mudanças hemodinâmicas nas concentrações de hemoglobina oxigenada (HbO) e desoxigenada (HbR), relacionadas à atividade cortical. Nós hipotetizamos que a PES do nervo acessório espinal (ASN) pode promover a ativação do córtex motor (MC) e do córtex pré-frontal dorsolateral (DLPFC), relacionados ao processamento da dor. Quinze voluntários saudáveis receberam estimulação elétrica ativa e sham em um ensaio clínico randomizado cruzado. A resposta hemodinâmica à estimulação elétrica unilateral direita do nervo acessório com 10 Hz foi medida pela espectroscopia funcional por um sistema de 40 canais. A variação de HbO nas áreas corticais de interesse mostrou ativação do DLPFC direito (p=0,025) e do MOTOR esquerdo (p=0,042) no grupo ativo comparado com sham. Em relação ao DLPFC esquerdo (p=0,610) e ao MOTOR direito (p=0,154), não houve diferença estatística entre os grupos. Como na modulação top-down, a estimulação bottom-up do nervo acessório parece ativar as mesmas áreas corticais, relacionadas às dimensões sensório-discriminativas e afetivo-motivacionais da dor. Esses resultados fornecem evidência adicional para desenvolver e otimizar o uso clínico da estimulação elétrica periférica.<br>Peripheral electrical stimulation (PES), which encompasses several techniques with heterogeneous physiological responses, has shown in some cases remarkable outcomes for pain treatment and clinical rehabilitation. However, results are still mixed, mainly because there is a lack of understanding regarding its neural mechanisms of action. In this study, we aimed to assess its effects by measuring cortical activation as indexed by functional near infrared spectroscopy (fNIRS). fNIRS is a functional optical imaging method to evaluate hemodynamic changes in oxygenated (HbO) and de-oxygenated (HbR) blood hemoglobin concentrations in cortical capillary networks that can be related to cortical activity. We hypothesized that PES of accessory spinal nerve (ASN) can promote cortical activation of motor cortex (MC) and dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) pain processing cortical areas. Fifteen healthy volunteers received both active and sham ASN electrical stimulation in a crossover design. The hemodynamic response to unilateral right ASN burst electrical stimulation with 10 Hz was measured by a 40- channel fNIRS system. The effect of ASN electrical stimulation over HbO concentration in cortical areas of interest was observed through the activation of right- DLPFC (p=0.025) and left-MOTOR (p=0.042) in the active group but not in sham group. Regarding left-DLPFC (p=0.610) and right-MOTOR (p=0.174) there was no statistical difference between groups. As in non-invasive brain stimulation (NIBS) topdown modulation, bottom-up electrical stimulation to the accessory spinal nerve seems to activate the same critical cortical areas on pain pathways related to sensorydiscriminative and affective-motivational pain dimensions. These results provide additional mechanistic evidence to develop and optimize the effects of peripheral neural electrical stimulation.

Made available in DSpace on 2014-11-29T01:02:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000463003-Texto+Completo-0.pdf: 2663394 bytes, checksum: 0158a49caa9b116197cb1f3a76c44980 (MD5) Previous issue date: 2014<br>Resting State functional Magnetic Resonance Imaging (rs-fMRI) provides information about the functional connectivity of brain areas. However, prior to calculating the functional connectivity of the brain, there is a choice of several preprocessing steps that need to be selected. A critical source of variation between studies arises from distinct preprocessing approaches prior to the functional connectivity analysis. Therefore, a study to examine the reliability of different methods for pre-processing data from rs-fMRI is necessary. In this study, seven preprocessing strategies were tested and the reliability was evaluated between them in Graph Theoretical (GT). The sample used in this study is from a public database and consists of control subjects. Measures of GT were calculated using different strategies, after applying a method of subdividing the brain into 190 regions of interest. The following measures were calculated: global efficiency, characteristic path length, clustering coefficient and local efficiency. The results indicate that there is a significant difference in measurements of GT depending on the preprocessing strategy selected. It was also found that noise estimation parameters are correlated with GT measures. Moreover, it is observed that the level of thresholding chosen in the connectivity matrix can affect the measurements of GT, therefore further studies regarding this topic are needed. It was concluded, based on the sample used in this work that the method of scrubbing by outliers could increase the reliability of measurements of GT and reduce dependence on the movement of the patient's head.<br>A Ressonância Magnética Funcional no estado de repouso (rs-fMRI, do inglês resting state functional Magnetic Resonance) permite obter informações a respeito das áreas de conectividade funcional do cérebro. Porém, a visualização dessa conectividade só é possível após aplicar uma série de etapas de processamento de imagens antes que se possa avaliar a conectividade cerebral. Considerando a limitação na quantificação dos dados de rs-fMRI, e sabendo que uma fonte de variação crítica para a comparação entre os estudos é o fato de cada um deles remover, incluir ou mudar parâmetros nos passos de pré-processamento de rs-fMRI, é necessário um estudo para analisar a confiabilidade de diferentes metodologias de préprocessamento de dados de rs-fMRI. Para tanto, a Teoria dos Grafos (TG) foi utilizada como parâmetro final para avaliar a conectividade. Neste presente trabalho, foram testadas sete estratégias de pré-processamento e foi avaliada a confiabilidade entre elas quando são feitas medidas de TG. A amostra utilizada neste trabalho é de uma base de dados pública e é composta por indivíduos controle. As medidas de TG foram calculadas nas diferentes estratégias, após aplicar um método de parcelamento do cérebro em 190 regiões. Foram calculadas as seguintes medidas: eficiência global, comprimento do caminho característico, coeficiente de agrupamento e eficiência local. Os resultados indicaram que existe uma diferença significativa nas medidas de teoria dos grafos quando o pré-processamento é feito de diferentes maneiras. Foi encontrado também que parâmetros de estimativa de ruído são correlacionados com as medidas de TG. Além disso, observa-se que o nível de limiarização escolhido na matriz de conectividade pode afetar significativamente as medidas de TG, sendo necessário um estudo mais aprofundado a respeito deste tema. Concluiu-se, baseado na amostra utilizada neste trabalho, que o método de scrubbing por outliers pode aumentar a confiabilidade das medidas de TG e reduzir a sua dependência com o movimento da cabeça do paciente.

Made available in DSpace on 2013-08-07T19:03:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000387262-Texto+Completo-0.pdf: 9939462 bytes, checksum: 9b44da37dbbb33fa470310e12c572a2a (MD5) Previous issue date: 2006<br>Introdução Memory is a fundamental cognitive function for the normal functioning of humans, being the hippocampus an area that has consistently indicated as critical for encoding of new memories. Memory can be categorized into declarative (which can be verbally reproduced) and non declarative (or procedural). Declarative memory can still be split into episodic memory (related to an event well defined in time) and semantic memory (with poor temporal identification). Memory lateralization may be useful for surgical planning related to the medial temporal lobe (MTL), since the resection of one of the MTLs my completely free determined patients from seizures. Currently, the method of choice to determine functional reserve of memory has been the Intracarotid Amobarbital Procedure (IAP). More recently, however, functional MRI (fMRI) has been proposed as an alternative method for that. Most fMRI memory studies have calculated lateralization indices (LI) in the MTL from suprathreshold voxels only, but the selection of threshold remains highly arbitrary. We hypothesized that LIs could be reliably extracted from the distribution of voxels encompassing all positive T statistical values, each weighted by their own statistical significance. We also hypothesized that patient LIs that are two or more standard deviations (SD) away from the control group mean LI may be more clinically relevant than LIs that are not compared to control group.Methodology Thirteen healthy subjects had memory fMRI, and five epilepsy patients had both fMRI and the Intracarotid Amobarbital Procedure (IAP). The fMRI task consisted of encoding patterns, scenes, and words. These three materials present distinct degrees of verbalizability, words being the most verbalizable and patterns, the least. Every subject was submitted to three encoding tasks, one for each stimulus modality and each one was executed in a single fMRI sequence. In each task, 88 stimuli were presented in an event-related design; 44 were presented only once (―novel‖ condition) and 2 were presented 22 times each (―repeated‖ condition). In subjects submitted to IAP, each hemisphere was independently injected 112. 5 mg of sodic amorbarbital. After confirmation of drug effect, hemispheric dominance for memory was evaluated by presenting the subject 8 obejects. After return of electroencephalographic and neurologic exam to normal, subjects were submitted to a recognition task. Laterality indices were calculated by two basic ways: i) by the classic approach of comparing the number of activated voxels on each side of a determined region of interest (Voxel Count, QtVx), and ii) by comparing the areas below the voxel distribution curves, weighted by either T (PT) or P values (PP1 e PP2), where only voxels with positive T values (and therefore positively correlated with the task) were included.Results ILs differed between materials [F(2. 114) = 9. 41, P < 0. 0005] and techniques [F(3. 111) = 4. 74, P < 0. 005]. For all techniques, patterns tended to right-lateralize; words, leftlateralize; and scenes, lateralize intermediately. Words significantly differed from patterns [t(92) = 3. 37, P < 0. 005], and there was a tendency for a difference between patterns and scenes (P = 0. 064) and scenes and words (P = 0. 077). For each subject, the QtVx10 technique produced the strongest lateralizations, encompassing the whole range between -1 and +1. The weighted distributions, due to a greater number of less significant voxels, produced smaller lateralizations, but the variability between subjects decreased considerably in comparison to QtVx10. All weighted techniques significantly differed from QtVx10—PT vs. QtVx10: [t(65) = 2. 34, P < 0. 05] PP1 vs. QtVx10: [t(65) = 2. 62, P < 0. 05]; PP2 vs. QtVx10: [t(65) = 2. 37, P < 0. 05]—but not from each other. LIs calculated using weighted distributions were more consistent, with standarddeviations in the control group 50% smaller than those obtained with QtVx10. Moreover, the weighted distributions were able to identify deviations larger than 2 SDs when fixed-effects analysis was applied to the two patients whose IAP clearly lateralized to the right and who had lesions in the left MTL, while deviations obtained by using QtVx10 remained smaller than 2 SDs.Conclusions We believed this study provides good evidence that for a given patient, a single LI (with no reference to a control population) may not be enough to determine anomalous organization of memory function in the MTL. Therefore, the ideal strategy is to compare the laterality in patients with those derived from a normal control group, which is possible by using fMRI. In our sample, wheighted LIs produced clearer differentiation between patients and the control group (larger SDs) than LIs based on statistical thresholds, since wheighted LIs yield smaller variability. This effect is still more intense when the three material types are jointly analyzed, which suggests that the study of memory by fMRI, using wheighted LIs and fixes-effects analysis, is the most suitable for clinical applications.<br>Introdução A memória é uma das funções corticais superiores mais complexas e é fundamental para o funcionamento normal do ser humano, sendo o hipocampo uma área que tem sido consistentemente indicada como crítica para a codificação de novas memórias. A memória pode ser subdividida em declarativas (que podem ser reproduzidas verbalmente) e não declarativas (ou procedurais). As memórias declarativas podem ainda ser subdivididas em episódicas (relacionadas a um evento bem definido no tempo) e semânticas (com pobre identificação temporal). A lateralização da memória declarativa pode ser útil para o planejamento cirúrgico relacionado à epilepsia do lobo temporal medial (LTM), já que a ressecção de um dos LTMs pode completamente livrar determinados tipos de pacientes de crises epilépticas. Atualmente, o método de eleição para determinar reserva funcional de memória nos LTMs tem sido o teste do amobarbital sódico (TAS). Mais recentemente, no entanto, a ressonância magnética funcional (RMF) tem sido proposta como um método alternativo para esse fim. A maioria dos estudos de RMF tem calculado índices de lateralização (IL) de memória no LTM utilizando apenas voxels acima de determinado limiar estatístico arbitrário. Nesta tese, nós hipotetizamos que ILs por RMF poderiam ser confiavelmente extraídos de distribuições inteiras de voxels, compreendendo todos os valores positivos de T, onde a contribuição de cada voxel para o cálculo do IL seria ponderada pela sua respectiva significância estatística. Hipotetizamos também que os ILs obtidos de pacientes que estejam dois ou mais desvios-padrão distantes do IL médio do grupo controle podem ser mais clinicamente relevantes do que ILs pouco diferentes da média normal ou que não sejam comparados a um grupo controle.Metodologia Treze sujeitos saudáveis tiveram RMF de memória e cinco pacientes com epilepsia tiveram tanto RMF como TAS. Foram estudados três modalidades de estímulos: padrões, cenas e palavras. Essas modalidades possuem graus de “verbalizidade” distintos, sendo as palavras os estímulos mais verbalizáveis; e padrões, os menos verbalizáveis. Foram realizadas três tarefas de memorização, cada uma utilizando uma modalidade de estímulos específica, e cada uma sendo executada dentro de uma única seqüência de RMF. Em cada tarefa, 88 estímulos foram apresentados utilizando o MRER (método relacionado a eventos rápidos ou, do inglês, event-related), dos quais 44 foram apresentados somente uma vez (condição “novos”) e 2 foram apresentados 22 vezes cada um (condição “repetidos”). Em sujeitos submetidos ao TAS, em cada hemisfério foram separadamente injetados 112,5 mg de amobarbital sódico. Após confirmação do efeito da droga, a dominância hemisférica para memória foi avaliada através da apresentação de 8 objetos ao sujeito. Após retorno do eletrencefalograma (EEG) e do exame neurológico à normalidade, foi realizado um teste de reconhecimento de objetos. Os índices de lateralização foram calculados de duas formas básicas: i) pela abordagem clássica de comparar o número de voxels ativados nos dois lados de uma RDI específica (Quantificação de Voxels, QtVx), e ii) pela comparação entre as áreas abaixo das curvas de distribuição de voxels ponderadas estatisticamente tanto por valores de T (PT), como por valores de P (PP1 e PP2), onde apenas voxels com valores de T positivos (portanto, positivamente correlacionados com a tarefa) foram incluídos.Resultados ILs diferiram entre materiais [F(2,114) = 9,41, P < 0,0005] e entre técnicas [F(3,111) = 4,74, P < 0,005]. Para todas as técnicas, padrões tenderam a lateralizar para a direita, palavras para a esquerda, e cenas intermediariamente. Palavras diferiram significativamente de padrões [t(92) = 3,37, P < 0,005], e houve uma tendência para a diferença entre padrões e cenas (P = 0,064) e cenas e palavras (P = 0,077). Em nível de indivíduo, a técnica QtVx10 produziu as lateralizações mais fortes, abrangendo toda a faixa de valores entre -1 e +1. As distribuições ponderadas, devido ao maior número de voxels menos significativos, produziram lateralizações menores, mas a variabilidade entre sujeitos diminuiu consideravelmente em comparação à QtVx10. Todas as técnicas ponderadas diferiram significativamente de QtVx10—PT vs. QtVx10: [t(65) = 2,34, P < 0,05] PP1 vs. QtVx10: [t(65) = 2,62, P < 0,05]; PP2 vs. QtVx10: [t(65) = 2,37, P < 0,05]—mas não entre si. ILs calculados por distribuições ponderadas foram mais consistentes, com desviospadrão no grupo controle aproximadamente 50% menores do que aqueles obtidos pela técnica QtVx10. Além disso, as distribuições ponderadas conseguiram identificar desvios maiores do que 2 DPs utilizando AEF nos dois pacientes com TAS claramente lateralizados para a direita e lesões no LTM esquerdo, enquanto que os desvios obtidos por QtVx10 permaneceram menores do que 2 DPs.Conclusões Nós acreditamos que este estudo fornece boas evidências de que, para um dado paciente, o índice de lateralização isoladamente (i. e. , sem referência à população normal) pode não ser suficiente para determinar se existe uma organização anômala de funções de memória no LTM. Portanto, o ideal é comparar a lateralização de pacientes com aquelas derivadas de um grupo normal de controle, o que é possibilitado pelo uso de RMF. Na nossa amostra, os ILs ponderados produziram uma diferenciação mais clara entre pacientes e o grupo de referência (maiores distâncias em termos de DP) do que ILs baseados em limiares estatísticos, já que ILs ponderados produzem menor variabilidade. Esse efeito é ainda mais intenso quando os três tipos de materiais são analisados conjuntamente, sugerindo que o estudo de memória por RMF, utilizando ILs ponderados e análise de efeitos fixos (AEF) é o mais adequado para aplicação na clínica.

La industria farmacéutica es objeto de estrictas regulaciones que tienen por objeto asegurar la calidad de los productos que ofrecen al mercado; el aseguramiento de esta calidad se realiza mediante la determinación de parámetros de calidad a través de ensayos off-line en el producto terminado. Sin embargo, la complejidad de los métodos y la variedad de los mismos retrasa de forma importante la liberación del producto con las consiguientes pérdidas económicas y de competitividad para la empresa. Como respuesta a esta situación han surgido las iniciativas de Tecnología Analítica de Procesos (PAT) y la calidad mediante el diseño (QbD), en las que se fomenta el uso de nuevas tecnologías para asegurar la calidad de los productos terminados, controlando las diferentes etapas del proceso de fabricación, permitiendo obtener un mejor conocimiento del proceso productivo y asegurando con ello la calidad del producto final. La diversidad de determinaciones a realizar a conducido a recomendar a la espectroscopia NIR como una de las herramientas más apropiadas para PAT. Las ventajas que presenta la técnica NIR frente a otras técnicas instrumentales, la convierten en la herramienta idónea para satisfacer estas necesidades analíticas (ausencia de pre-tratamiento de muestra, nulo consumo de reactivos sin generación de residuos, fácil y rápida adquisición de resultados, entre otras). Los estudios realizados en la tesis doctoral están dirigidos a proponer y aportar soluciones conducentes a la mejora continua de la calidad en los procesos farmacéuticos. Para ello se han construido modelos de calibración multivariantes NIR para determinar los CQAs tanto de productos intermedios como finales. Los CQA seleccionados para los granulados fueron el contenido de principio activo (API), humedad, pH, tamaño de partícula y propiedades de flujo. Estos modelos se han implementado en el proceso por la empresa que permiten realizar las medidas en tiempo real, de forma no invasiva y en una zona no calificada; esto representa un ahorro muy importante en tiempo y una considerable mejora de la productividad. En otro estudio dedicado a un proceso de mezcla de pellets, se ha desarrollado un nuevo método matemático para determinar la homogeneidad de la mezcla en tiempo real durante el mezclado, además de un método NIR para cuantificar un API. La característica interesante de este estudio fue que se utilizó un equipo NIR inalámbrico, controlado a distancia, permitiendo que el equipo forme parte del proceso. Se realizó un estudio completo, planificado y ejecutado, basado en la filosofía QbD para un proceso de fabricación de un gel farmacéutico. En este estudio se definieron y evaluaron las variables del proceso, pudiendo determinar el espacio de diseño (DS). Los métodos NIR construidos permitieron determinar CQAs durante el proceso de gelificación, tales como viscosidad, pH y contenido de API y su determinación durante el proceso permite asegurar que el sistema se mantiene dentro del DS. Se ha evaluado la idoneidad de la espectroscopia NIR en la monitorización in-line de un proceso de liofilización de una mezcla de multicomponentes. En este estudio se han evaluado diversos métodos quimiométricos que permiten extraer información útil del proceso a partir de los espectros NIR. Finalmente, se han desarrollado algoritmos adecuados para extraer información acerca de la homogeneidad de distribución de un componente en cualquier imagen, sea digital o hiperespectral. Estos métodos permiten informar sobre la homogeneidad de muestras farmacéuticas solidas, como tabletas de diversos tipos (recubiertas, sin recubrimiento, efervescentes) y mezclas en polvo; así pueden proponerse las técnicas de imagen química para el establecimiento de la homogeneización de muestras sólidas. Estos estudios han demostrado que la espectroscopia NIR y las técnicas de Imagen Química son herramientas adecuadas para la Tecnología Analítica de Procesos en la industria farmacéutica.<br>The pharmaceutical industry is subject to strict regulations, which intent to ensure the quality of the products offered on the market. This quality assurance is done by quality parameters determination through off-line test in the finished product. However, the complexity and variety of the methods delay significantly the release of the product with negative economic consequences and loss of competitiveness for the company. In response to this situation, process analytical technology (PAT) and quality by design (QbD) initiatives emerged, which promotes the use of new technologies to ensure the quality of the finished products, controlling the different stages of manufacturing processes, allowing to obtain a better process understanding and consequently ensuring the quality of the finished product. The diversity of quality parameter determinations conducted to NIR spectroscopy was recommended as one of the most appropriate tools for PAT. The advantages of NIR technique, versus other instrumental techniques, make it the ideal tool for these analytical needs (e.g. no sample preparation, no need for reagents, easy and fast acquisition of results). The studies presented in the Doctoral Thesis are aimed to propose and provide solutions to the continuous improvement of quality in pharmaceutical processes. For this reason multivariate NIR calibration models were constructed to determine the critical quality attributes (CQAs) in both intermediate and finished product. The selected CQAs for a granulate formulation were the active pharmaceutical ingredient (API) content, moisture, pH, particle size and flow properties. These models have been implemented in the manufacturing process by the company by using non-invasively and in real-time NIR measures in a non-qualified area. This strategy represents a tremendous savings in time and a considerable improvement in productivity. In another study concerning a blending process of pellets, it has been developed a new mathematical method to determine in real time the blend homogeneity during blending and a NIR method for quantifying an API. The interesting feature of this study was that we used a wireless NIR equipment, remotely controlled, allowing the spectrophotometer forms part of the process. A full study, planned and executed, based on QbD philosophy for a manufacturing process of a pharmaceutical gel was performed. In this study, the process variables were defined and assessed allowing to design space (DS) of process to be identified. The constructed NIR methods allowed to determine the CQAs throughout manufacturing process, such as viscosity, pH, and API content. These determinations during the process allow to assure that system is within DS. The suitability of the NIR Spectroscopy for the in-line monitoring of a multicomponent mixture freeze drying process has been evaluated. In this study different chemometric methods allowing to extract useful information of process by means of NIR measures were assessed. Finally, appropriate algorithms have been developed to extract information about the homogeneous distribution of components in any image (e.g. digital or hyperspectral). These methods allow to inform about the homogeneity of solid pharmaceutical samples solid, such as coated tablets, cores, effervescent tablets and powder blends; therefore, chemical image techniques can be proposed for the establishment of the homogeneity in solid samples. These studies have demonstrated that NIR spectroscopy and chemical image techniques are adequate tools for the process analytical technology in the pharmaceutical industry.

Submitted by Setor de Tratamento da Informa??o - BC/PUCRS (tede2@pucrs.br) on 2016-07-18T20:20:21Z No. of bitstreams: 1 DIS_MAICON_DIOGO_MUCH_COMPLETO.pdf: 12426781 bytes, checksum: 0d51bcc1a8b2762500364390a7e4819e (MD5)<br>Made available in DSpace on 2016-07-18T20:20:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DIS_MAICON_DIOGO_MUCH_COMPLETO.pdf: 12426781 bytes, checksum: 0d51bcc1a8b2762500364390a7e4819e (MD5) Previous issue date: 2016-03-23<br>Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES<br>Patient head motion can cause failure in the analysis of functional magnetic resonance imaging (fMRI). Even very small movements (less than 5 mm) can corrupt volumes (3- dimensional images), invalidating the assumption that the variation in signal intensity between volumes is exclusive of changes in brain physiology. This behavior can cause problems such as: changes in neural activation patterns, emergence of false regions of activity and on many occasions the exam must be discarded. In an attempt to reduce the number of exams excluded due to excessive head motion, we developed a system capable of detecting individuals who have excessive movement while the images are being acquired. This real time analysis allows the test to be stopped and the subject can be redirected to not move. The implementation of this system was used based on the functional magnetic resonance imaging project in Real Time (rtFMRI) of AFNI platform. The system performance was evaluated in a simulated environment using an image database containing 162 acquisitions of functional images later collected from 81 volunteers. In addition, the system was also evaluated in real time during acquisition of RMF 10 tests. In a simulated environment, the motion detection method proposed in this project demonstrated an ability to detect early a failure in the exams in more than 75% of the cases.<br>O movimento da cabe?a do paciente pode causar falha na an?lise de imagens em exames de resson?ncia magn?tica funcional (RMF). Mesmo movimentos muito pequenos (inferiores a 5 mm) podem corromper os volumes (imagens de 3 dimens?es), invalidando a suposi??o de que a varia??o na intensidade do sinal entre volumes ? exclusiva das mudan?as na fisiologia cerebral. Este comportamento pode causar problemas como: altera??o nos padr?es de ativa??o neural, surgimento de falsas regi?es de atividade e em muitas ocasi?es o descarte total do exame. Na tentativa de reduzir o n?mero de exames descartados por falhas desta ordem, foi desenvolvido um sistema capaz de detectar sujeitos que apresentam movimento excessivo enquanto o exame ? realizado. Esta an?lise em tempo real permite que o exame possa ser interrompido e o sujeito possa ser reorientado a n?o movimentar mais a cabe?a. Para a implementa??o deste sistema foi utilizado como base o projeto de Resson?ncia Magn?tica Funcional em Tempo Real (RMF-TR) da plataforma AFNI. O desempenho do sistema foi avaliado em ambiente simulado utilizando um banco de imagens contendo 162 aquisi??es de imagens funcionais posteriormente coletadas de 81 volunt?rios. Adicionalmente o sistema tamb?m foi avaliado em tempo real, durante a aquisi??o de 10 exames de RMF. O m?todo de detec??o de movimento proposto neste projeto obteve em ambiente simulado uma capacidade de detec??o de falha antecipada na aquisi??o de imagens em mais de 75% dos casos.

Made available in DSpace on 2014-07-11T02:03:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000459163-Texto+Completo-0.pdf: 4581609 bytes, checksum: 9c2157ae4d5d0fdce6a15da19b6c7c45 (MD5) Previous issue date: 2014<br>Among the protocols for quality control of magnetic resonance equipment is to evaluate the stability of the sequence EPI (Echo-Planar Imaging), this used in imaging method called functional magnetic resonance imaging. Nowadays, static and homogeneous test devices are recommended for this review. This work proposes the development of a dynamic test device for quality control of the stability of EPI sequences. The test device consists of an acrylic box, where two brackets are inserted, through which passes a tube in which a liquid circulates signal producing. At certain times during acquisition, is injected through a fuel injection pump, a solution of copper sulfate and gadolinium in order to produce variations in signal intensity in the region of the hose, over time. To validate the device, images were acquired in a magnetic resonance with 3. 0 T during the period of a month, on Monday morning and evening and on Tuesday morning in order to evaluate machine wear.For each acquisition were evaluated: (1) the standard deviation of average normalized signal intensity in the region of the images corresponding to the homogeneous region of the liquid; (2) the average normalized signal intensity at baseline and injection in the image region corresponding to the hose; (3) the difference between the mean of baseline and injection; (4) the signal to noise ratio in the region of the images corresponding to the homogeneous region. As a result there was an increase in the standard deviation in the homogeneous region of the liquid from the acquisitions made on Monday evening. There was also wide variation in the difference between the baseline and injection line, and in one day this went from approximately 0. 3 to 0. 6 after five acquisitions and on another day of approximately 0. 7 to 0. 5 after a single acquisition. The test has been validated for use in 3. 0 T equipment and that additional tests are needed to verify the reproducibility of the results.<br>Dentre os protocolos de controle da qualidade de equipamentos de ressonância magnética está a avaliação da estabilidade da sequência EPI (Echo-Planar Imaging), esta utilizada no método de imageamento denominado ressonância magnética funcional. Atualmente, dispositivos de teste estáticos e homogêneos são recomendados para esta avaliação. Este trabalho propõe o desenvolvimento e validação de um dispositivo de teste dinâmico para avaliar a estabilidade de sequências EPI. O dispositivo de teste consiste em uma caixa de acrílico, onde são inseridos dois suportes, através dos quais passa uma mangueira, na qual circula um líquido produtor de sinal. Em determinados momentos durante a aquisição, é injetada, por meio de uma bomba injetora, uma solução de sulfato de cobre e gadolínio com o objetivo de produzir variações na intensidade de sinal, na região da mangueira, ao longo do tempo. Para validar o dispositivo, foram adquiridas imagens em um equipamento de ressonância magnética de 3,0 T, durante o período de um mês, nas segundas-feiras pela manhã e pela noite e nas terças-feiras pela manhã para avaliar o desgaste do equipamento.Para cada aquisição foram avaliados: (1) o desvio padrão da média de intensidade de sinal normalizada na região das imagens correspondente à região homogênea do líquido; (2) a média de intensidade de sinal normalizada nas linhas de base e de injeção na região da imagem correspondente à mangueira; (3) a diferença entre as médias das linhas de base e de injeção; (4) a razão sinal-ruído na região das imagens correspondente à região homogênea. Como resultado houve um aumento no desvio padrão na região homogênea do líquido nas aquisições realizadas nas segundas-feiras à noite. Houve ainda grande variação na diferença entre a linha de base e a linha injeção, sendo que em um dia esta passou de aproximadamente 0,3 para 0,6 após cinco aquisições e em outro dia de aproximadamente 0,7 para 0,5 após uma única aquisição. O dispositivo de teste foi validado para utilização em equipamentos de 3,0 T sendo que testes adicionais são necessários para verificar a reprodutibilidade dos resultados obtidos.

Made available in DSpace on 2015-07-22T20:50:03Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-06-24. Added 1 bitstream(s) on 2015-08-11T03:26:25Z : No. of bitstreams: 1 Publico-255a.pdf: 1186797 bytes, checksum: 41b96e53cd652f6b6ffabd82d811f7a4 (MD5). Added 1 bitstream(s) on 2015-08-11T03:26:25Z : No. of bitstreams: 2 Publico-255a.pdf: 1186797 bytes, checksum: 41b96e53cd652f6b6ffabd82d811f7a4 (MD5) Publico-255b.pdf: 1368757 bytes, checksum: 6734ee9b86540c0b4d510b3e0f7f34b9 (MD5). Added 1 bitstream(s) on 2015-08-11T03:26:25Z : No. of bitstreams: 3 Publico-255a.pdf: 1186797 bytes, checksum: 41b96e53cd652f6b6ffabd82d811f7a4 (MD5) Publico-255b.pdf: 1368757 bytes, checksum: 6734ee9b86540c0b4d510b3e0f7f34b9 (MD5) Publico-255c.pdf: 1470895 bytes, checksum: beb407fd30ddc4b8b3730d2ec8fd0c94 (MD5)<br>Objetivo: As bases neuroanatômicas e as anormalidades bioquímicas subjacentes à epilepsia mioclônica juvenil (EMJ) não são totalmente conhecidas. Apesar de o tálamo atuar na sincronização de diversas regiões do córtex cerebral durante uma crise, há evidências sugerindo que nem todos os neurônios corticais são afetados de forma homogênea. Compreender a participação destas redes neuronais específicas na EMJ pode esclarecer alguns de seus mecanismos fisiopatológicos. O objetivo deste estudo foi investigar as diferenças metabólicas e estruturais cerebrais entre pacientes com EMJ e controles normais. Métodos: Todos os pacientes possuíam o diagnóstico de EMJ baseado em história e semiologia das crises, eletrencefalografia (EEG), vídeo-EEG e neuroimagem por ressonância magnética (RM) convencional normal, conforme os critérios da Comissão de Classificação e Terminologia da International League Against Epilepsy, 1989. Sessenta pacientes com EMJ foram submetidos a protocolos de espectroscopia de prótons e morfometria baseada em voxels (VBM) por RM de 1,5 T. O grupo controle foi constituído por 30 voluntários saudáveis, pareados por sexo, idade e dominância manual. Este estudo foi realizado após aprovação do comitê de ética da instituição e obtenção de consentimento informado, por escrito, de todos os participantes. Resultados: Demonstrou-se redução da razão de N-acetilaspartato/Creatina (NAA/Cr) dos pacientes com EMJ em relação ao grupo controle nos córtices frontal, pré-frontal e no tálamo. Observou-se diferença na razão do complexo glutamato-glutamina (GLX)/Cr nos córtices frontal, pré-frontal, ínsula, corpo estriado e cíngulo posterior entre os dois grupos. Análise por regressão múltipla nos pacientes com EMJ demonstrou maior correlação funcional entre o tálamo e o córtex pré-frontal. Também foi encontrada correlação negativa entre NAA/Cr e a duração da epilepsia. Análise estrutural quantitativa por VBM demonstrou redução do volume da substância cinzenta no tálamo, ínsula e cerebelo bilateralmente e aumento do volume do córtex frontal nos pacientes. Conclusões: O comprometimento de algumas regiões cerebrais nestes pacientes sugere envolvimento de um circuito tálamo-cortical específico na fisiopatologia desta síndrome, considerada “generalizada”. Reduções em NAA podem representar perda ou lesão de neurônios ou axônios bem como disfunções metabólicas, enquanto o GLX é considerado um neurotransmissor excitatório, envolvido na patogênese das crises epilépticas. As anormalidades estruturais encontradas reforçam a existência de uma rede ictogênica anátomo-funcional específica na EMJ e o conceito de ‘system epilepsies’.<br>Purpose: The neuroanatomical basis and the neurochemical abnormalities that underlie juvenile myoclonic epilepsy (JME) are not fully understood. While the thalamus plays a central role in synchronization of widespread regions of the cerebral cortex during a seizure, emerging evidence suggests that all cortical neurons may not be homogeneously involved. The purpose of this study was to investigate the cerebral metabolic and structural differences between JME patients and normal controls. Methods: All patients had a JME diagnosis based on seizure history and semiology, EEG recording, normal magnetic resonance neuroimaging (MRI) and video-EEG according to the Commission on Classification and Terminology of the International League Against Epilepsy, 1989. Sixty JME patients (JME-P) were submitted to 1.5 T MRI multi-voxel proton spectroscopy and voxel-based morphometry (VBM). The control group consisted of 30 age and sex-matched healthy volunteers. The Institutional Ethics Committee approved the study, and informed consent was obtained from all participants. Results: Group analysis demonstrated lower N-acetyl-aspartate/Creatine (NAA/Cr) ratio among patients compared to controls on prefrontal, frontal cortices and thalamus. Patients had a statistically significant difference in glutamate-glutamine complex (GLX)/Cr on prefrontal and frontal cortices, insula, striatum and posterior cingulate gyrus. When evaluating the relationship among the various components of this epileptic network among JME-P, the strongest correlation occurred between thalamus and prefrontal cortex and a significant negative correlation between NAA/Cr and duration of epilepsy was found. Also, VBM demonstrated significantly reduced gray matter volume (GMV) in thalami, insula cortices and cerebellar hemispheres bilaterally; while significantly increased GMV was observed in right superior frontal, orbitofrontal and medial frontal gyri among JME-P when compared to controls. Conclusions: The identification of a specific network of neurochemical dysfunction and slight structural abnormalities in patients with JME, with diverse involvement of particular structures within the thalamocortical circuitry, suggests that cortical hyperexcitability in JME is not necessarily diffuse, supporting the knowledge that the focal/generalized distinction of epileptogenesis should be reconsidered and reinforcing the concept of ‘system epilepsies’.<br>TEDE<br>BV UNIFESP: Teses e dissertações

Submitted by Setor de Tratamento da Informa??o - BC/PUCRS (tede2@pucrs.br) on 2016-09-22T11:11:06Z No. of bitstreams: 1 DIS_NATHALIA_BIANCHINI_ESPER_COMPLETO.pdf: 4985859 bytes, checksum: 25572c47a501b6fd792c5a3384b19891 (MD5)<br>Made available in DSpace on 2016-09-22T11:11:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DIS_NATHALIA_BIANCHINI_ESPER_COMPLETO.pdf: 4985859 bytes, checksum: 25572c47a501b6fd792c5a3384b19891 (MD5) Previous issue date: 2016-03-31<br>Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES<br>Functional Magnetic Resonance Imaging is a noninvasive technique used to map and explore brain networks through the changes in the oxyhemoglobin concentration that is caused by neural activity. One of the techniques to evaluate and measure these brain funcions is resting-state fMRI, which is indicated to subjects with some degree of neurological impairment since no cognitive task is necessary. The main problem of this exam is that it is more sensitive to noise during scanning - from physiological sources, for example, such as heart beating and breathing. The most common and hardest to correct is noise caused by a subject?s head movement. Given this fact, the objective of this thesis is to study and evaluate the effectiveness of implement empirical decomposition methods in the preprocessing stage of fMRI data. Empirical Mode Decomposition and Empirical Mean Curve Decomposition were the chosen algorithms because of their use in non-stationary and nonlinear signals. Thirty-three children participating in the ACERTA Project were classified in two groups: good readers (14 subjects) and poor readers (19 subjects). These data were submitted to five different preprocessing strategies: two for the usual preprocessing steps using or not the movements censoring; one for the Empirical Mode Decomposition method; and two for the Empirical Mean Curve Decomposition, being that one strategy uses changes proposed in this work in original algorithm. According to statistical analysis, the Empirical Mean Curve Decomposition, both the original and the modified, proved to be a promissing method for noise reduction in real fMRI data.<br>A t?cnica de imagem por resson?ncia magn?tica funcional ? um exame n?o invasivo que permite mapear e explorar diversas fun??es cerebrais por meio de varia??es na concentra??o de oxi-hemoglobina nas regi?es de atividade neural. Uma das t?cnicas para avaliar e mapear essas fun??es cerebrais ? o exame em estado de repouso, que ? mais indicado em pacientes/volunt?rios que tenham algum tipo de problema neurol?gico, pois n?o faz o uso de tarefas cognitivas para gerar as imagens de mapeamento cerebral. O principal problema desse exame ? ser muito sens?vel aos diferentes tipos de ru?do presentes ao longo do exame, como os de origem fisiol?gica, principalmente provenientes da respira??o e dos batimentos card?acos. O tipo de ru?do mais comum e que mais afeta os dados ? causado pela movimenta??o da cabe?a do paciente/volunt?rio. Pensando nisso, esta disserta??o tem como objetivo estudar e avaliar a efic?cia da utiliza??o de m?todos emp?ricos de decomposi??o durante a etapa de pr?-processamento para a redu??o de ru?do em dados oriundos de exames por resson?ncia magn?tica funcional. Os algoritmos escolhidos foram o de Decomposi??o em Modos Emp?ricos e o de Decomposi??o Emp?rica da Curva M?dia. Esses algoritmos foram escolhidos por serem utilizados em sinais n?o-estacion?rios e n?o-lineares. Este estudo foi realizado com 33 crian?as do Projeto ACERTA (Avalia??o de Crian?as do Risco de Transtornos de Aprendizagem) classificadas em dois grupos: bons leitores (14 crian?as) e maus leitores (19 crian?as). Estes dados foram submetidos a cinco diferentes estrat?gias de pr?-processamento: duas para as etapas usuais de pr?-processamento utilizando ou n?o a etapa de censura dos movimentos; uma para o m?todo de Decomposi??o em Modos Emp?ricos; e duas para o m?todo de Decomposi??o Emp?rica da Curva M?dia, sendo que uma estrat?gia utiliza altera??es no algoritmo original propostas por este trabalho. De acordo com as an?lises estat?sticas realizadas, o algoritmo de Decomposi??o Emp?rica da Curva M?dia, tanto o original quanto o modificado, mostrou ser um m?todo promissor para a redu??o de ru?do nos dados reais de fMRI.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 463003.pdf: 2663394 bytes, checksum: 0158a49caa9b116197cb1f3a76c44980 (MD5) Previous issue date: 2014-08-22<br>Resting State functional Magnetic Resonance Imaging (rs-fMRI) provides information about the functional connectivity of brain areas. However, prior to calculating the functional connectivity of the brain, there is a choice of several preprocessing steps that need to be selected. A critical source of variation between studies arises from distinct preprocessing approaches prior to the functional connectivity analysis. Therefore, a study to examine the reliability of different methods for pre-processing data from rs-fMRI is necessary. In this study, seven preprocessing strategies were tested and the reliability was evaluated between them in Graph Theoretical (GT). The sample used in this study is from a public database and consists of control subjects. Measures of GT were calculated using different strategies, after applying a method of subdividing the brain into 190 regions of interest. The following measures were calculated: global efficiency, characteristic path length, clustering coefficient and local efficiency. The results indicate that there is a significant difference in measurements of GT depending on the preprocessing strategy selected. It was also found that noise estimation parameters are correlated with GT measures. Moreover, it is observed that the level of thresholding chosen in the connectivity matrix can affect the measurements of GT, therefore further studies regarding this topic are needed. It was concluded, based on the sample used in this work that the method of scrubbing by outliers could increase the reliability of measurements of GT and reduce dependence on the movement of the patient's head.<br>A Resson?ncia Magn?tica Funcional no estado de repouso (rs-fMRI, do ingl?s resting state functional Magnetic Resonance) permite obter informa??es a respeito das ?reas de conectividade funcional do c?rebro. Por?m, a visualiza??o dessa conectividade s? ? poss?vel ap?s aplicar uma s?rie de etapas de processamento de imagens antes que se possa avaliar a conectividade cerebral. Considerando a limita??o na quantifica??o dos dados de rs-fMRI, e sabendo que uma fonte de varia??o cr?tica para a compara??o entre os estudos ? o fato de cada um deles remover, incluir ou mudar par?metros nos passos de pr?-processamento de rs-fMRI, ? necess?rio um estudo para analisar a confiabilidade de diferentes metodologias de pr?processamento de dados de rs-fMRI. Para tanto, a Teoria dos Grafos (TG) foi utilizada como par?metro final para avaliar a conectividade. Neste presente trabalho, foram testadas sete estrat?gias de pr?-processamento e foi avaliada a confiabilidade entre elas quando s?o feitas medidas de TG. A amostra utilizada neste trabalho ? de uma base de dados p?blica e ? composta por indiv?duos controle. As medidas de TG foram calculadas nas diferentes estrat?gias, ap?s aplicar um m?todo de parcelamento do c?rebro em 190 regi?es. Foram calculadas as seguintes medidas: efici?ncia global, comprimento do caminho caracter?stico, coeficiente de agrupamento e efici?ncia local. Os resultados indicaram que existe uma diferen?a significativa nas medidas de teoria dos grafos quando o pr?-processamento ? feito de diferentes maneiras. Foi encontrado tamb?m que par?metros de estimativa de ru?do s?o correlacionados com as medidas de TG. Al?m disso, observa-se que o n?vel de limiariza??o escolhido na matriz de conectividade pode afetar significativamente as medidas de TG, sendo necess?rio um estudo mais aprofundado a respeito deste tema. Concluiu-se, baseado na amostra utilizada neste trabalho, que o m?todo de scrubbing por outliers pode aumentar a confiabilidade das medidas de TG e reduzir a sua depend?ncia com o movimento da cabe?a do paciente.

Orientador: Prof. Dr. João Ricardo Sato<br>Coorientador: Prof. Dr. André Mascioli Cravo<br>Tese (doutorado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Neurociência e Cognição, São Bernardo do Campo, 2018.

A Fibromialgia (FM) é uma síndrome que se caracteriza por dor crônica difusa, fadiga, transtornos do sono e alterações de humor. Embora sua fisiopatologia não esteja totalmente elucidada, o processo neurobiológico parece envolver alterações do córtex sensitivo e motor e de suas conexões com estruturas subcorticais que constituem a neuromatriz da dor, assim como alterações neuropáticas periféricas. Sabe-se que o aumento do cálcio intracelular acima de certo limiar, pode ser parte do processo dependente de atividade que leva à sensibilização central, por aumento do influxo de cálcio por meio de canais NMDA, AMPA, canais dependentes de voltagem, e por liberação de reservas intracelular microssomais. A sensibilização central pode ser também interpretada como um processo de plasticidade mal-adaptativa que sustenta circuitos da dor e de seus correlatos. Por tanto, o córtex sensitivo e motor tem sido alvo diagnóstico e terapêutico para o estudo e tratamento da dor crônica. Dentre as múltiplas estratégias farmacológicas tem sido preconizado o uso da pregabalina, aprovado pela Food and Drug Administration (FDA) dos EUA para uso no tratamento de fibromialgia em 2007. A pregabalina age inibindo os canais de cálcio pré sinápticos dependentes de voltagem por se ligar à proteína auxiliar alfa-2-delta. In vitro, este fármaco reduz a liberação de neurotransmissores cálcio-dependentes incluindo glutamato, norepinefrina, calcitonina e substância P, estes neurotransmissores têm sido associados à sensibilização do sistema nervoso. Portanto, considerando o potencial neuromodulador da pregabalina baseado no seu mecanismo de ação, é um fármaco atrativo para avaliar o papel da modulação do córtex sensitivo e motor na fisiopatolgia da FM. No entanto, para que se avance no conhecimento do efeito dos fármacos na função encefálica, necessitamos utilizar recursos de neuroimagem que sejam exequíveis em contextos diversos, e que permitam mensurar o efeito dos fármacos dinamicamente. Dentre os recursos de imagem existe a Functional Near Infrared Spectroscopy (fNIRS) que permite avaliar ativação cortical por meio da mudança no consumo local de oxigênio que acompanha o disparo neuronal regional, mensurado pelas mudanças na concetração da oxi- e desoxi-hemoglobina. Com estas considerações, hipotetizamos que a modulação farmacológica induzida pela pregabalina poderia ser mensurada, clinicamente por meio de testes psicofísicos da dor (que avaliam vias nociceptivas associadas a termoreceptores e barorreceptores) e à nível de neuroimagem por meio do fNIRS. Por se tratar de um mesmo sistema com potencial de ser avaliado de forma virtualmente simultânea, hipotetizamos também que existirá uma associação entre as modulações clínicas (testes psicofísicos) e neurológicas (fNIRS do córtex sensitivo e motor primários). Desta forma, neste estudo avaliou-se o efeito de pregabalina (150 mg) em dose única em fibromiálgicas e controles saudáveis. Em ambos os grupos a pregabalina foi comparada ao placebo, num desenho de estudo randomizado, duplo-cego, cruzado. Avaliou-se o efeito das intervenções, intra e inter-grupos, na ativação cortical de maneira indireta, pela concetração da oxi-hemoglobina durante testes psicofísicos da dor por meio meio do Quantitative Sensory Testing (QST) e algometria de pressão, que foram comparados com a ativação cortical durante uma tarefa motora de percussão dos dedos da mão (left hand finger tapping). Foram estudadas mulheres com idade entre 18 e 65 anos, 17 fibromiálgicas e 10 controles saudáveis. Os parâmetros do QST foram avaliados uma hora após dose única de 150 mg de pregabalina. Resultados: Na linha de base, as fibromiálgicas apresentaram alterações no QST sugestivas de lesão de fibras finas: o limiar de detecção de calor (HDT, do inglês Heat Detection Threshold) foi maior que nas controles (35,53 ºC ± 3,22 vs. 33,33 ºC ± 0,85; p<0,05), enquanto o limiar de dor por pressão (PPT, do inglês Pain Pressure Threshold) foi menor (2,44 kg/cm2 ± 1,08 vs. 4,32 kg/cm2 ± 1,45; P<0,01). Não foram observadas diferenças nos outros componentes do QST, nem mudanças com a pregabalina. Quando comparados com as saudáveis, nas fibromiálgicas o HDT, limiar de dor por calor (HPT) e a tolerância ao calor (HT) evocaram activação nos giros frontal médio, precentral e póscentral, porém, de menor amplitude do que as controles. Depois da administração da pregabalina, aumentou a ativação em responsta ao HDT, mas não teve correlação com o valor do limiar. Já o HPT mostrou se correlacionar de forma inversa com a ativação nos giros frontal superior (rs=-0,552, p=0,033) e precentral (rs=-0,545, p=0,036) na linha de base e após pregabalina (rs=-0,52, p=0,047). A HT também apresentou uma correlação inversa com os giros frontal superior (rs=-0,645, p=0,032) e precentral (rs=-0,655, p=0,029), mas neste caso, esta correlação desapareceu após ter recebido pregabalina. A ativação cortical pelo PPT não detectou diferenças entre fibromiálgicas e controles. Conclusões: O perfil nos testes psicofísicos nas pacientes apresenta correlação com sua ativação cortical. As alterações nos testes sugerem alterações de fibras finas nociceptivas, o que é explicado por um componente de neuropatia periférica, que na fibromialgia é acompanhado por diminuição da ativação em áreas sensitivas e motoras, e aumento da ativação em áreas associadas com processamento cognitivo da dor, cuja atividade foi elevada com a pregabalina. Quando comparadas às controles, nas fibromiálgicas a HT recrutou mais áreas associada ao processamento cognitivo da dor, o que fortalece a hipótese a favor da existência do componente de sensibilização central na fibromialgia. Desta forma, estes achados reforçam a provável coexistência de alterações periféricas e centrais na fisiopatologia da fibromialgia.<br>Fibromyalgia is a syndrome characterized by presenting chronic diffuse pain, fatigue, mood and sleep disturbances. Although its pathophysiology has not been totally elucidated yet, the neurobiological processes seems to involve funciontal alterations of the sensorimotor cortex and its conections with subcortical structures (related to the pain neuronal matrix), and also, with quantitative and qualitative alterations in fine sensitive fibers from the peripheral nervous system. It is known that increased intracellular calcium above certain threshold might be part of a process activity-dependant that leads to central sensitization, due to elevated calcium influx through NMDA and AMPA channels, as well as voltage-dependent channels, and also due to relase of intracellular microsomal reserves. Central sensitization can also be interpreted as a maladaptive plasticity that sustains pain circuits and its correlated. Thus, the sensorimotor cortex has been a diagnostic and therapeutic target for the study and treatment of chronic pain. Among the multiple pharmacological strategies, the use of pregabalin has been recommended and approved by the Food and Drug Administration (FDA) of the United States of America for treatment of patients with fibromyalgia since 2007. Pregabalin acts by inhibiting voltage-dependant pre-synaptic calcium channels by binding to the auxiliary protein alfa-2-delta. In vitro, this drug reduces the liberation of neurottransmissors that depend on calcium, and that include glutamate, norepinephrine, calcitonin and P-substance. All the latter mentioned neurotransmitters are associated with the central nervou system sensitization. Thus, considering its potential as neuronal modulation, taking into accout tis mechanisms of action, the pregabalin is an appealing drug to study the role of the modulation fo the sensorimotor cortex in the pathophysiology of fibromyalgia. Nevertheless, to incrase the knowledge about the effect of drugs on the cortical function, we need to use feasible neuroimaging resources able to be applied in diverse contexts, and that allow to measure the effect of the drugs in real time. Among the neuroimaging resources, there is the Functional Near Infrared Spectroscopy (fNIRS), which allows to assess cortical activation estimating the uptake of regional oxygen, that accompanies local neuronal firing. The fNIRS measures changes in the concentration of oxy and desoxy hemoglobin. Given these considerations, we hypothezise that the pharmacological modulation induced by pregabalin could be measured, clinically through psychophysical pain testing, and at the neuroimaging level using fNIRS. Given that it is about the same system with the potential to be assessed in complementary and virtually simultaneous ways, we also hypothesize that there still could exist an association between the clinical modulation (psychophysical tests) and cortical sensorimotor activation (assessed by fNIRS). In this way, this study appraised the effect of a single dose of pregabalin (150 mg) in the cortical activation and psicophysical pain testing in fibromyalgic and in healthy subjects. In both groups, pregabalin was compared to placebo, in a randomized, double-blinded, cross-over trial design. We assessed the effect of pregabalin, within and between-groups, on the cortical activity in an indirect way via the changes in oxy-hemoglobin upon heat and pressure stimuliation inside a protocol of QST, and also compared the psychophysical pain tests results with the performance during a Left Hand Fingertapping Task. We studied women aging 18 to 65, 17 of them with fibromyalgia and 10 healthy controls. QST parameters were assessed one hour after a single dose of 150 mg of pregabalin. Results: At baseline, patients with fibromyalgia presented QST alterations suggestive of fine nerve fibers lesion: baseline HDT was higher in fibromyalgia (35.53±3.22 vs. 33.33±0.85, P<0.05), while PPT was lower (2.44±1.08 vs. 4.32±1.45, P<0.01) than healthy volunteers, but did not change with pregabalin. When compared to healthy subjects, HDT, HPT, and HT evoked smaller activation in the middle frontal, pre- and post-central gyri in fibromyalgia, that increased after pregabalin (only for HDT-induced activation), but that was not correlated to the HDT. HPT was inversely correlated to the activation in the superior frontal (rs=-0.552, p=0.033) and precentral gyri (rs=-0.545, p=0.036), remaining unchanged after pregabalin (rs=-0.52, p=0.047). HT was inversely correlated to the middle frontal (rs=-0.645, p=0.032) and precentral gyri activation (rs=-0.655, p=0.029), but was no longer correlated after pregabalin. PPT cortical activation did not differ between fibromyalgia and healthy volunteers. Conclusions: The psychophysical pain testing profile in fibromyalgia has a cortical correlate. Alterations in tests for small fibers support its probable peripheral neuropathic component, and was accompanied by decreased activation in sensorimotor areas but increased in pain-related cognitive processing cortexes, and whose activity is increased by pregabalin. Also, upon HT fibromyalgia patients recruited more areas related to pain cognitive processing, which could favor the hypothesis of a component of central sensitization in fibromyalgia, and which was poorly modulated by pregabalin. Taken together, these findings support the co-existence of both, peripheral and central alterations in fibromyalgia.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:36:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 387262.pdf: 9939462 bytes, checksum: 9b44da37dbbb33fa470310e12c572a2a (MD5) Previous issue date: 2007-01-05<br>Introdu??o A mem?ria ? uma das fun??es cognitivas superiores mais complexas e ? fundamental para o funcionamento normal do ser humano, sendo o hipocampo uma ?rea que tem sido consistentemente indicada como cr?tica para a codifica??o de novas mem?rias. A mem?ria pode ser subdividida em declarativas (que podem ser reproduzidas verbalmente) e n?o declarativas (ou procedurais). As mem?rias declarativas podem ainda ser subdivididas em epis?dicas (relacionadas a um evento bem definido no tempo) e sem?nticas (com pobre identifica??o temporal). A lateraliza??o da mem?ria declarativa pode ser ?til para o planejamento cir?rgico relacionado ? epilepsia do lobo temporal medial (LTM), j? que a ressec??o de um dos LTMs pode completamente livrar determinados tipos de pacientes de crises epil?pticas. Atualmente, o m?todo de elei??o para determinar reserva funcional de mem?ria nos LTMs tem sido o teste do amobarbital s?dico (TAS). Mais recentemente, no entanto, a resson?ncia magn?tica funcional (RMF) tem sido proposta como um m?todo alternativo para esse fim. A maioria dos estudos de RMF tem calculado ?ndices de lateraliza??o (IL) de mem?ria no LTM utilizando apenas voxels acima de determinado limiar estat?stico arbitr?rio. Nesta tese, n?s hipotetizamos que ILs por RMF poderiam ser confiavelmente extra?dos de distribui??es inteiras de voxels, compreendendo todos os valores positivos de T, onde a contribui??o de cada voxel para o c?lculo do IL seria ponderada pela sua respectiva signific?ncia estat?stica. Hipotetizamos tamb?m que os ILs obtidos de pacientes que estejam dois ou mais desvios-padr?o distantes do IL m?dio do grupo controle podem ser mais clinicamente relevantes do que ILs pouco diferentes da m?dia normal ou que n?o sejam comparados a um grupo controle. Metodologia Treze sujeitos saud?veis tiveram RMF de mem?ria e cinco pacientes com epilepsia tiveram tanto RMF como TAS. Foram estudados tr?s modalidades de est?mulos: padr?es, cenas e palavras. Essas modalidades possuem graus de verbalizidade distintos, sendo as palavras os est?mulos mais verbaliz?veis; e padr?es, os menos verbaliz?veis. Foram realizadas tr?s tarefas de memoriza??o, cada uma utilizando uma modalidade de est?mulos espec?fica, e cada uma sendo executada dentro de uma ?nica seq??ncia de RMF. Em cada tarefa, 88 est?mulos foram apresentados utilizando o MRER (m?todo relacionado a eventos r?pidos ou, do ingl?s, event-related), dos quais 44 foram apresentados somente uma vez (condi??o novos ) e 2 foram apresentados 22 vezes cada um (condi??o repetidos ). Em sujeitos submetidos ao TAS, em cada hemisf?rio foram separadamente injetados 112,5 mg de amobarbital s?dico. Ap?s confirma??o do efeito da droga, a domin?ncia hemisf?rica para mem?ria foi avaliada atrav?s da apresenta??o de 8 objetos ao sujeito. Ap?s retorno do eletrencefalograma (EEG) e do exame neurol?gico ? normalidade, foi realizado um teste de reconhecimento de objetos. Os ?ndices de lateraliza??o foram calculados de duas formas b?sicas: i) pela abordagem cl?ssica de comparar o n?mero de voxels ativados nos dois lados de uma RDI espec?fica (Quantifica??o de Voxels, QtVx), e ii) pela compara??o entre as ?reas abaixo das curvas de distribui??o de voxels ponderadas estatisticamente tanto por valores de T (PT), como por valores de P (PP1 e PP2), onde apenas voxels com valores de T positivos (portanto, positivamente correlacionados com a tarefa) foram inclu?dos. Resultados ILs diferiram entre materiais [F(2,114) = 9,41, P < 0,0005] e entre t?cnicas [F(3,111) = 4,74, P < 0,005]. Para todas as t?cnicas, padr?es tenderam a lateralizar para a direita, palavras para a esquerda, e cenas intermediariamente. Palavras diferiram significativamente de padr?es [t(92) = 3,37, P < 0,005], e houve uma tend?ncia para a diferen?a entre padr?es e cenas (P = 0,064) e cenas e palavras (P = 0,077). Em n?vel de indiv?duo, a t?cnica QtVx10 produziu as lateraliza??es mais fortes, abrangendo toda a faixa de valores entre -1 e +1. As distribui??es ponderadas, devido ao maior n?mero de voxels menos significativos, produziram lateraliza??es menores, mas a variabilidade entre sujeitos diminuiu consideravelmente em compara??o ? QtVx10. Todas as t?cnicas ponderadas diferiram significativamente de QtVx10 PT vs. QtVx10: [t(65) = 2,34, P < 0,05] PP1 vs. QtVx10: [t(65) = 2,62, P < 0,05]; PP2 vs. QtVx10: [t(65) = 2,37, P < 0,05] mas n?o entre si. ILs calculados por distribui??es ponderadas foram mais consistentes, com desviospadr?o no grupo controle aproximadamente 50% menores do que aqueles obtidos pela t?cnica QtVx10. Al?m disso, as distribui??es ponderadas conseguiram identificar desvios maiores do que 2 DPs utilizando AEF nos dois pacientes com TAS claramente lateralizados para a direita e les?es no LTM esquerdo, enquanto que os desvios obtidos por QtVx10 permaneceram menores do que 2 DPs. Conclus?es N?s acreditamos que este estudo fornece boas evid?ncias de que, para um dado paciente, o ?ndice de lateraliza??o isoladamente (i.e., sem refer?ncia ? popula??o normal) pode n?o ser suficiente para determinar se existe uma organiza??o an?mala de fun??es de mem?ria no LTM. Portanto, o ideal ? comparar a lateraliza??o de pacientes com aquelas derivadas de um grupo normal de controle, o que ? possibilitado pelo uso de RMF. Na nossa amostra, os ILs ponderados produziram uma diferencia??o mais clara entre pacientes e o grupo de refer?ncia (maiores dist?ncias em termos de DP) do que ILs baseados em limiares estat?sticos, j? que ILs ponderados produzem menor variabilidade. Esse efeito ? ainda mais intenso quando os tr?s tipos de materiais s?o analisados conjuntamente, sugerindo que o estudo de mem?ria por RMF, utilizando ILs ponderados e an?lise de efeitos fixos (AEF) ? o mais adequado para aplica??o na cl?nica.

Orientador: Ítalo Odone Mazali<br>Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química<br>Made available in DSpace on 2018-08-19T10:30:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_EliasdeBarros_D.pdf: 21364667 bytes, checksum: 387f64757c1773196fb26d80d6304b52 (MD5) Previous issue date: 2011<br>Resumo: Este trabalho de tese é referente à preparação e caracterização de sistemas nanoestruturados na forma de nanopartículas caroço-casca e filmes finos alternados dos óxidos semicondutores: TiO2, MoO3 e WO3. Para tal finalidade foram preparadas nanopartículas monocomponentes individuais dos três óxidos mencionados (PVG/TiO2, PVG/MoO3 e PVG/WO3) e nanopartículas caroço-casca bicomponentes (PVG/TiO2-MoO3, PVG/MoO3-TiO2 e PVG/TiO2-WO3), usando o vidro poroso Vycor® (PVG) como suporte. Também foram preparados filmes finos individuais e alternados de TiO2 e MoO3. Para a síntese das nanopartículas foram feitas impregnações do PVG com soluções precursoras dos compostos di-(propóxido)-di-(2-etilhexanoato) de titânio (IV) em hexano, 2-etilhexanoato de molibdênio (VI) em hexano e do composto di-[hexaquis(m-acetato)triacetato(m3-oxo)tritungstênio(III, III, IV) em água. Foi empregado o procedimento de ciclos de impregnação-decomposição sucessivos, que consiste em repetir, empregando o mesmo suporte poroso, o procedimento de impregnação do composto e sua posterior decomposição térmica. Com este método foi possível controlar o tamanho das nanopartículas, que seguido da alternância dos precursores envolvidos em cada ciclo levou a obtenção de nanopartículas compostas por bicamadas (caroço-casca). Os sistemas de nanopartículas foram caracterizados pelas técnicas de espectroscopia Raman, espectroscopia UV-Vis no modo de refletância difusa, difração de raios X usando radiação síncrotron e microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução. As nanopartículas individuais PVG/TiO2, PVG/MoO3 e PVG/WO3 e as nanopartículas caroço-casca PVG/TiO2-MoO3, PVG/MoO3-TiO2 e PVG/TiO2-WO3 exibiram efeitos de confinamento quântico por tamanho. Os resultados de caracterização mostraram que a variação do número de ciclos de impregnação-decomposição permitiu controlar o diâmetro do caroço e a espessura da casca, evidenciando as potencialidades das técnicas de caracterização para tal finalidade. Este resultado mostrou que o método de decomposição de precursores metalorgânicos, aliado ao procedimento de ciclos de impregnação-decomposição, mostrou-se eficiente na obtenção de nanopartículas caroço-casca hierarquicamente organizadas. Os filmes finos de TiO2 e MoO3, individuais e alternados, foram depositados sobre substratos de quartzo a partir de ciclos sucessivos de deposição-decomposição alternados, empregando-se a técnica de dip coating. Os filmes finos foram caracterizados por perfilometria óptica, espectroscopia UV-Vis no modo de refletância difusa, espectroscopia Raman, microscopia Raman Confocal, microscopia de força atômica e microscopia eletrônica de varredura com análise espectroscópica de dispersão de energia. Os filmes finos alternados bicomponentes são formados por uma estrutura bicamada entre os dois óxidos componentes. Apesar da maior dimensão dos filmes finos, escala micrométrica, em comparação com as nanopartículas caroço-casca, escala nanométrica, foi possível identificar por espectroscopia Raman a presença dos dois óxidos mostrando que a camada do componente superior não suprime o sinal Raman do componente inferior<br>Abstract: This work reports the synthesis and characterization of nanostructured systems - core-shell nanoparticles and alternate thin films - based on the semiconductor oxides: TiO2, MoO3 and WO3. For this purpose, individual monocomponent nanoparticles (PVG/TiO2, PVG/MoO3 and PVG/WO3) and bicomponent core-shell nanoparticles (PVG/TiO2-MoO3, PVG/MoO3-TiO2 and PVG/TiO2-WO3) of the above mentioned oxides using porous Vycor® glass (PVG) as support were synthesized. Also, individual thin films and alternate thin films of TiO2 and MoO3 were prepared. For the nanoparticles synthesis, the procedure used was based on the impregnation of PVG pieces with titanium (IV) di-(n-propoxy)-di-(2-ethylhexanoate) in hexane, molybdenum (VI) 2-ethylhexanoate in hexane, or di-[hexakis(m-acetato)triacetate(m3-oxo)tritungstato of hexakis(m-acetate)triaquo(m3-oxo)tritungsten(III, III, IV) in water, followed by thermal decomposition. This procedure, successively repeated over the same PVG piece, was named impregnation-decomposition cycle. With this method it was possible to control the nanoparticles size, and by alternating the metallo-organic precursors used, it was possible to obtain nanoparticles with core-shell architecture. Nanoparticle-based systems were characterized by Raman and diffuse reflectance UV-Vis spectroscopies, powder X-ray diffraction using synchrotron radiation and high resolution transmission electron microscopy. Individual nanoparticles PVG/TiO2, PVG/MoO3 and PVG/WO3 and the core-shell nanoparticles PVG/TiO2-MoO3, PVG/MoO3-TiO2 and PVG/TiO2-WO3 are under quantum confinement regime. Characterization showed that the change in the impregnation-decomposition cycle number enables one to control the core size and shell thickness, showing the potential characterization for this purpose. This result showed that metallo-organic decomposition method and impregnation-decomposition cycle procedure is efficient to prepare organized hierarchically core-shell nanoparticle. Thin films of individual and alternated TiO2 and MoO3 were prepared by dip coating of the Ti(IV) and Mo(VI) metallo-organic precursors listed above over quartz slides, followed by thermal decomposition. This procedure, successively repeated over the same quartz slide, was named deposition-decomposition cycle. The thin films were characterized by optical profilometry, Raman and diffuse reflectance UV-Vis spectroscopies, confocal Raman microscopy, atomic force microscopy and scanning electron microscopy with energy dispersive spectroscopic analysis. The thin films formed by two-component show bilayered structure between the two oxide components. Despite the differences in dimension between thin films - in micrometer scale - and the supported core-shell nanoparticles - in nanometer scale - Raman spectroscopy was able to identify in both systems the presence of the two oxides, showing that the top layer component does not suppress the Raman signal of the lower component<br>Doutorado<br>Quimica Inorganica<br>Doutor em Ciências

En l'enologia, els microorganismes han estat analitzats tradicionalment mitjançant l’ús de tècniques convencionals o bé mitjançant tècniques moleculars. Aquestes tècniques permeten obtenir resultats precisos, repetitius i reproduïbles, però requereix personal format i una preparació complexa de la mostra. En el cas de paràmetres fisicoquímics de most de raïm i vi, les metodologies convencionals, com ara destil•lacions i titulacions alcalimètriques o iodimètriques que són cares, laborioses i poc respectuoses amb el medi ambient. Aquestes, han estat reemplaçades gradualment per tècniques analítiques més ràpides com ara anàlisis espectrofotomètrics o enzimàtics, especialment en cellers mitjans i de grans dimensions. D'altra banda, l’espectroscòpia d’infraroig ja sigui proper (Near Infrared, NIR) o mitja (Mid Infrared, MIR), ha estat una revolució per als cellers augmentant àmpliament el nombre de paràmetres de mosts i vi analitzat per hora. L'espectroscòpia d’infraroig combinada amb l'anàlisi multivariant s'ha utilitzat amb èxit per estudiar, discriminar i classificar microorganismes. L’espectroscòpia infraroja de reflectància total atenuada (Attenuated Total Reflectance – Fourier Transform Infrered, ATR-FTIR) proporciona bandes de tots els components cel•lulars dels microorganismes, principalment de la membrana i la paret cel•lular que en permeten la seva classificació. Amb el present treball, es proposa estendre les aplicacions actuals de la tecnologia d'infraroig per construir models espectrals per estudiar, discriminar i classificar espècies "desconegudes" de llevats en el vi. Els resultats d'aquest projecte poden proporcionar a la indústria vitivinícola i a les comunitats científiques un tècnica simple, ràpida, no destructiva, precisa i sensible per discriminar diferents soques de llevat utilitzades habitualment per a la fermentació del vi. La tècnica és senzilla i rentable, i requereix un baix volum de mostra. A més, una vegada adquirit l'instrument, hi ha un cost operacional mínim implicat en la utilització d'aquesta tècnica. Atès a l’actual ús de l'espectroscòpia MIR en el control de qualitat del vi, la indústria vitivinícola ja hi està familiaritzada.<br>En enología, los microorganismos se han analizado tradicionalmente mediante el uso de técnicas convencionales o bien mediante el uso de técnicas moleculares. Estas técnicas permiten la obtención de resultados precisos, repetitivos y reproducibles, pero también requieren personal cualificado y una preparación de muestra compleja. En el caso de parámetros fisicoquímicos en mosto y vino, las metodologías convencionales como destilaciones, valoraciones ácido-base o iodometrias que son caras, laboriosas y poco respetuosas con el medio ambiente han sido remplazadas gradualmente por técnicas analíticas más rápidas como análisis espectrofotométricos o enzimáticos, especialmente en bodegas de tamaño mediano y grande. Por otra parte, la espectroscopia de infrarrojo ya sea cercano (NIR) o mediano (MIR), ha sido una revolución para las bodegas incrementando ampliamente el número de parámetros analíticos que pueden ser analizados en mostos y vinos por hora. La espectroscopia de infrarrojo combinada con el análisis multivariante se ha utilizado con éxito para estudiar, discriminar y clasificar microorganismos. La espectroscopia de infrarrojo de reflectancia total atenuada (Attenuated Total Reflectance – Fourir Transform Infared ATR-FTIR) proporciona bandas de todos los componentes celulares de los microorganismos, principalmente de la membrana y de la pared celular, permitiendo su clasificación. Con el presente trabajo, se propone extender las aplicaciones actuales de la tecnología del infrarrojo para la construcción de modelos espectrales para estudiar, discriminar y clasificar especies “desconocidas” de levaduras en el vino. Los resultados de este proyecto pueden proporcionar a la industria vitivinícola y a las comunidades científicas una técnica simple, rápida, no destructiva, precisa y sensible para la discriminación de diferentes cepas de levadura utilizadas habitualmente para la fermentación alcohólica. La técnica es simple y rentable, y requiere un bajo volumen de muestra. A parte, una vez adquirido el instrumento, este presenta un coste operacional mínimo. Debido al actual uso de la espectroscopia de infrarrojo MIR en el control de calidad de vino, la industria vitivinícola ya está familiarizada con su utilización.<br>In oenology, microorganisms have been traditionally analysed using conventional techniques based on morphological tests supplemented with physiological tests or molecular techniques. These techniques allow obtaining accurate, repetitive and reproducible results, but requiring trained personnel and laborious and time consuming sample preparation. In the case of physicochemical parameters of grape must and wine, the conventional methodologies such as distillations and alkalimetric or iodimetric titrations are expensive, time consuming and poor environmentally friendly and have been gradually replaced by faster analytical technique such as spectrophotometric or enzymatic analysis specially in mid and large size wineries. Moreover, near infrared (NIR) and mid infrared (MIR) spectroscopies had been a revolution for wineries increasing extensively, the number of parameters of grape musts and wines analysed per hour. Infrared spectroscopy combined with multivariate analysis has been successfully used to study, discriminate and classify microorganisms. Attenuated total reflectance infrared spectroscopy (ATR-FTIR) provides bands from all the cellular components of microorganisms, mainly from cell membrane and cell wall that permit the classification of microorganisms. With the present work, we propose to extend the current applications of infrared technology to build up spectral models to study, discriminate and classify “unknown” wine yeasts species. The results from this project can provide the wine industry and research communities with simple, fast, non-destructive, accurate and sensitive technique for discriminating yeast strains commonly used for wine fermentation that are difficult to isolate and identify. The technique is simple, cost-effective, and requires low sample volume. Furthermore, once the instrument is purchased, there is minimal operational cost involved on performing this technique. Due to the use of MIR spectroscopy in wine quality control, the wine industry is already familiar with this technology.

La realización de la fábrica inteligente ha sido investigada en esta Tesis. La fábrica inteligente es una tendencia de desarrollo en la era de la información. Los seres humanos pueden recibir mucha ayuda de las herramientas inteligentes que permiten realizar los trabajos de un modo de alta calidad. Las industrias con elevada carga en tecnología, como las farmacéuticas y las industrias alimentarias modernas, son pioneras en el uso de los conceptos de fábrica inteligente. Hoy en día, la calidad del producto es un factor clave que determina la cuota de mercado. Con el fin de asegurar una alta calidad tanto en el proceso como en el producto final, varias instituciones han publicado algunas pautas. La Calidad por Diseño (QbD) y la Tecnología Analítica de Procesos (PAT) fueron dos pautas utilizadas en esta tesis para los métodos farmacéuticos. La espectroscopía de infrarrojo cercano (NIRS) puede virtualizar la información física y química del producto de proceso en tiempo real. Por lo tanto, se tomó como la herramienta inteligente para realizar estos conceptos en la industria farmacéutica y estudiar la mejora de la calidad de los alimentos. Se utilizó un espectrofotómetro portátil MicroNIR para determinar atributos críticos de calidad en diferentes etapas del proceso farmacéutico para la fabricación de formulaciones sólidas. Se calcularon y validaron modelos cuantitativos de regresión por mínimos cuadrados parciales. El MicroNIR tiene un tamaño miniaturizado, bajo consumo de energía y un sistema óptico resistente. Por lo tanto, ha demostrado una buena robustez en el proceso de operación. El diseño del experimento ha ofrecido una forma sencilla de calcular los modelos sin un método de referencia complejo. Los buenos resultados de validación revelan que el MicroNIR es una excelente herramienta PAT en la industria farmacéutica. El MicroNIR también se adoptó para calcular y validar una biblioteca espectral para identificar 223 formulaciones farmacéuticas. Las validaciones internas y externas han demostrado que todas las formulaciones pueden identificarse de forma única. Este método simple y no destructivo ha ofrecido al cliente una herramienta sencilla para calificar el producto farmacéutico en las tiendas minoristas. Además, se utilizó un espectrofotómetro NIR de sobremesa para analizar diversos parámetros químicos y sensoriales del tomate. El análisis se realizó en modo de tiempo real sin pretratamiento de muestras. Los modelos cuantitativos fueron calculados por PLS. La capacidad predictiva fue buena y se demostró que NIRS es un método robusto, preciso y seguro para mejorar la calidad del producto de tomate.<br>The realization of the smart factory has been investigated in this Thesis. The smart factory is a trend of development in the information age. Human beings could receive a lot of assistance from the smart tools which make works be done in a high quality way. Technology-intensive industries, such as pharmaceutical and modern food industries, are pioneers who have the advantages to enjoy the smart factory. Nowadays, the product quality is a key factor that determines the market share. In order to assure a high quality both in the process and final product, several institutions have published some guidelines. Quality by Design (QbD) and Process analytical technology (PAT) were two guidelines used in this thesis for the pharmaceutical methods. Near infrared spectroscopy (NIRS) could virtualize the physical and chemical information of the process product in real time. Therefore, it was taken as the smart tool to realize these concepts in the pharmaceutical industry and study about the food quality improvement. A portable MicroNIR spectrometer was used to determine critical quality attributes in different stages of the pharmaceutical process for the manufacturing of solid formulations. Quantitative partial least-squares regression models were calculated and validated. The MicroNIR has a miniaturized size, low energy consumption and rugged optical system. So it has shown a good robustness in the operation process. The experiment design has offered a simple way to calculate the models without a complex reference method. The good results of validation reveal that the MicroNIR is an excellent PAT tool in the pharmaceutical industry. The MicroNIR was also adopted to calculate and validate a spectral library to identify 223 pharmaceutical formulations. The internal and external validations have shown that all the formulations can be uniquely identified. This simple and nondestructive method has offered the customer a simple tool to qualify the pharmaceutical product in the retail stores. Besides, the benchtop NIR spectrometer was also adopted to analyze several chemical and sensory parameters of tomato. The analysis was operated in real time mode without any sample pretreatment. The quantitative models were calculated by PLS. The predictive ability was good and it was demonstrated that NIRS is a robust, accurate and safe method to improve the quality of tomato product. Based on the discussion above, this Thesis has studied the application of NIRS as a tool to virtualize and real time analyze pharmaceutical and food industries. All these studies have indicated that the NIRS is a suitable technology for the realization of the smart factory.

Made available in DSpace on 2015-04-14T13:56:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 459163.pdf: 4581609 bytes, checksum: 9c2157ae4d5d0fdce6a15da19b6c7c45 (MD5) Previous issue date: 2014-03-20<br>Among the protocols for quality control of magnetic resonance equipment is to evaluate the stability of the sequence EPI (Echo-Planar Imaging), this used in imaging method called functional magnetic resonance imaging. Nowadays, static and homogeneous test devices are recommended for this review. This work proposes the development of a dynamic test device for quality control of the stability of EPI sequences. The test device consists of an acrylic box, where two brackets are inserted, through which passes a tube in which a liquid circulates signal producing. At certain times during acquisition, is injected through a fuel injection pump, a solution of copper sulfate and gadolinium in order to produce variations in signal intensity in the region of the hose, over time. To validate the device, images were acquired in a magnetic resonance with 3.0 T during the period of a month, on Monday morning and evening and on Tuesday morning in order to evaluate machine wear. For each acquisition were evaluated: (1) the standard deviation of average normalized signal intensity in the region of the images corresponding to the homogeneous region of the liquid; (2) the average normalized signal intensity at baseline and injection in the image region corresponding to the hose; (3) the difference between the mean of baseline and injection; (4) the signal to noise ratio in the region of the images corresponding to the homogeneous region. As a result there was an increase in the standard deviation in the homogeneous region of the liquid from the acquisitions made on Monday evening. There was also wide variation in the difference between the baseline and injection line, and in one day this went from approximately 0.3 to 0.6 after five acquisitions and on another day of approximately 0.7 to 0.5 after a single acquisition. The test has been validated for use in 3.0 T equipment and that additional tests are needed to verify the reproducibility of the results<br>Dentre os protocolos de controle da qualidade de equipamentos de resson?ncia magn?tica est? a avalia??o da estabilidade da sequ?ncia EPI (Echo-Planar Imaging), esta utilizada no m?todo de imageamento denominado resson?ncia magn?tica funcional. Atualmente, dispositivos de teste est?ticos e homog?neos s?o recomendados para esta avalia??o. Este trabalho prop?e o desenvolvimento e valida??o de um dispositivo de teste din?mico para avaliar a estabilidade de sequ?ncias EPI. O dispositivo de teste consiste em uma caixa de acr?lico, onde s?o inseridos dois suportes, atrav?s dos quais passa uma mangueira, na qual circula um l?quido produtor de sinal. Em determinados momentos durante a aquisi??o, ? injetada, por meio de uma bomba injetora, uma solu??o de sulfato de cobre e gadol?nio com o objetivo de produzir varia??es na intensidade de sinal, na regi?o da mangueira, ao longo do tempo. Para validar o dispositivo, foram adquiridas imagens em um equipamento de resson?ncia magn?tica de 3,0 T, durante o per?odo de um m?s, nas segundas-feiras pela manh? e pela noite e nas ter?as-feiras pela manh? para avaliar o desgaste do equipamento. Para cada aquisi??o foram avaliados: (1) o desvio padr?o da m?dia de intensidade de sinal normalizada na regi?o das imagens correspondente ? regi?o homog?nea do l?quido; (2) a m?dia de intensidade de sinal normalizada nas linhas de base e de inje??o na regi?o da imagem correspondente ? mangueira; (3) a diferen?a entre as m?dias das linhas de base e de inje??o; (4) a raz?o sinal-ru?do na regi?o das imagens correspondente ? regi?o homog?nea. Como resultado houve um aumento no desvio padr?o na regi?o homog?nea do l?quido nas aquisi??es realizadas nas segundas-feiras ? noite. Houve ainda grande varia??o na diferen?a entre a linha de base e a linha inje??o, sendo que em um dia esta passou de aproximadamente 0,3 para 0,6 ap?s cinco aquisi??es e em outro dia de aproximadamente 0,7 para 0,5 ap?s uma ?nica aquisi??o. O dispositivo de teste foi validado para utiliza??o em equipamentos de 3,0 T sendo que testes adicionais s?o necess?rios para verificar a reprodutibilidade dos resultados obtidos.

Orientador: Gabriela Castellano<br>Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin<br>Made available in DSpace on 2018-08-15T20:04:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dias_CarlosSatoBaraldi_M.pdf: 2085782 bytes, checksum: 169421816d56753ab8dbb39c00e0a51f (MD5) Previous issue date: 2010<br>Resumo: A técnica de espectroscopia por ressonância magnética (MRS, do inglês Magnetic Resonance Spectroscopy)baseada no núcleo do hidrogênio (1 H -MRS)tem sido muito usada em estudos neurológicos na determinação de padrões metabólicos para várias patologias. A informação fornecida por esta técnica é única, pois permite monitorar níveis de metabólitos específicos, envolvidos em vários aspectos da função cerebral. Até o momento, a grande maioria dos estudos de 1 H -MRS in vivo têm sido "estáticos ", no sentido de que uma única medida é feita, sem se preocupar com informação temporal. Isso se deve à baixa razão sinal-ruído inerente a esta técnica, que obriga à realização de aquisições longas e médias temporais, sacrificando a resolução temporal. No entanto,o advento da técnica de ressonância magnética funcional e de outras técnicas de neuroimagem dinâmicas, que medem parâmetros dinâmicos como fluxo sanguíneo, taxa de oxigenação do sangue, atividades elétrica e magnética do cérebro, naturalmente fez surgir o interesse em se ter uma técnica que pudesse fornecer informação dinâmica sobre as vias metabólicas associadas à função cerebral - uma MRS funcional. O objetivo deste trabalho foi, portanto, verificar a viabilidade da utilização da técnica de MRS in vivo em experimentos funcionais, tendo sido o primeiro realizado nesta área, no Brasil. Para isso foi primeiramente realizado um estudo extensivo sobre os poucos trabalhos existentes na área e as bases bioquímicas da ativação neuronal. Em seguida, foram realizados experimentos e desenvolvidos vários métodos de análise para tentar detectar a variação temporal dos principais metabólitos presentes num espectro cerebral (N-acetil-aspartato total: NAA, Creatina total: Cre, grupo Colina: Cho, grupo Glutamato/Glutamina: Glx, e Lactato: Lac)em indivíduos saudáveis, durante um experimento com estímulo visual. Os experimentos apresentaram uma série de dificuldades, e não foi possível alcançar a alta resolução temporal desejada, sendo que a resolução média ficou na ordem de minutos -o que concorda, no entanto, com a maioria dos trabalhos encontrados na literatura. Não detectamos variações significativas nos níveis de NAA, Cre e Cho, o que também está de acordo com a maioria dos estudos encontrados na literatura. Por outro lado, foram encontradas variações nos níveis de Lac (que aumentaram com o estímulo, o que concorda com a literatura, porém não voltaram ao nível basal após o estímulo, o que não concorda), e variações nos níveis do grupo Glx (que aumentaram com o estímulo, voltando em seguida ao nível basal, o que concorda com a literatura). Embora os resultados encontrados não tenham sido totalmente concordantes com a literatura e não tenha sido possível melhorar a resolução temporal (em relação aos trabalhos da literatura), acreditamos que este trabalho deixa uma significativa contribuição através dos diversos protocolos experimentais e métodos de análise testados, e abre o caminho para pesquisas futuras na área<br>Abstract: The technique of Magnetic Resonance Spectroscopy using the hydrogen nucleus (1 H -MRS) has been widely used for neurologic research for determining metabolic patterns for many pathologies. The type of information provided by this technique is unique, since it allows monitoring specific metabolic concentrations involved in cerebral function.Until now, the majority of the in vivo 1 H -MRS studies have been "static ", meaning that data acquisition is done with no concern for temporal information. The reason for this is the low signal-to-noise ratio (SNR)inherent to this technique, which imposes long acquisitions and time averaging that sacrifices temporal resolution. However, the development of function Magnetic Resonance Imaging (fMRI)and other time resolved neuroimaging techniques, that measure dynamic parameters such as blood flow, blood oxygenation rate, electric and magnetic cerebral activity, naturally brought up the interest on a technique that would allow a time resolved measure of the specific metabolic concentrations involved on cerebral metabolism - something like a functional MRS. Therefore the goal of this work was to study the feasibility of using the in vivo MRS technique for functional experiments, being the .rst of its kind performed in Brazil.To do so,initially an extensive bibliographic research was done, to comprehend not only the details of these experiments but also the neurochemistry behind the MRS signal.Next, experiments were performed and many analysis methods were developed, in order to attempt to detect temporal variations of the main metabolites present on a typical cerebral spectrum (total N-acetyl-aspartic acid: NAA, total Creatine: Cre, total Choline: Cho, Glutamine/Glutamate group: Glx and Lactate: Lac) in healthy subjects, during a visual stimulation experiment. Those experiments presented a series of difficulties and the desired high temporal resolution was not attained, achieving an average resolution of minutes - the same resolution found on the majority of the works published. We did not detect any significant variation of the NAA, Cre or Cho levels, which supports the conclusions of other works published. On the other hand, we detected variations in the Lactate levels (which increased with the stimulus, as reported in other works, but did not return to base-line levels, which disagrees with the published works), and in the Glx levels (which increased with the stimulus, returning to baseline levels after it, which agrees with the published literature). Although the results found are not totally in agreement with the published literature and it was not possible to improve the temporal resolution (compared to published works), we believe that this work leaves a significant contribution to the field, through the experimental protocols and analysis methods tested, and opens paths for future research in this area<br>Mestrado<br>Física<br>Mestre em Física

O trocador de Na+/Ca2+ (NCX) constitui um dos principais mecanismos de extrusão de Ca2+ intracelular em células excitáveis. Foi demonstrado que alterações no funcionamento do NCX estão relacionadas a diversas situações patológicas. Por este motivo, o entendimento do mecanismo molecular da manutenção da concentração de Ca2+ intracelular via NCX é importante para a compreensão do funcionamento do trocador, bem como para o desenvolvimento de fármacos. Além de transportar Na+/Ca2+, o NCX também é regulado por esses íons. Este trocador é composto por dois domínios transmembranares, cada um deles contendo 5 &#945;-hélices (TM), e uma grande alça intracelular que conecta as hélices TM5 e TM6. O domínio transmembranar é responsável por catalisar o transporte de Na+/Ca2+ através da bicamada lipídica, enquanto que a alça citoplasmática está envolvida com a regulação do trocador. Esta alça contém dois domínios sensores de Ca2+ adjacentes, denominados CBD1 e CBD2. Apesar da importância fisiológica do NCX, o mecanismo de regulação alostérica do trocador por Ca2+ intracelular permanece desconhecido. Neste trabalho, a espectroscopia de ressonância magnética nuclear (RMN) de alta resolução foi utilizada para investigar a conformação e a dinâmica de CBD1 e CBD2 do trocador de Na+/Ca2+ de Drosophila melanogaster (CALX), isolados ou conectados covalentemente em uma construção denominada CBD12. Um total de 98% das ressonâncias da cadeia principal de CBD1 isolado na presença de Ca2+ foi assinalado, enquanto que na ausência de Ca2+, assinalamentos para apenas uma parte da cadeia principal puderam ser obtidos. Os assinalamentos adquiridos para CBD12 foram baseados na análise de um conjunto de espectros de RMN tridimensional heteronuclear e por comparação com os espectros dos domínios isolados. Uma análise preliminar dos deslocamentos químicos e dos parâmetros de relaxação de 15N obtidos para CBD1 indicou que este domínio é flexível na ausência de Ca2+, mas torna-se rígido após a adição deste íon. As medidas das velocidades de relaxação de 15N e de acoplamentos dipolares residuais (RDCs) de 1H-15N realizadas para CBD12 nas formas apo e holo indicaram que a ligação de Ca2+ em CBD1 estabiliza uma orientação rígida entre os domínios. A análise dos RDCs de 1H-15N mostrou ainda que a orientação média entre CBD1 e CBD2 é praticamente linear na ausência de Ca2+, enquanto que um ângulo menor é assumido após a adição deste íon. Os dados descritos nesta tese suportam um modelo de regulação alostérica em que a modulação da plasticidade de CBD12 pela ligação de Ca2+ no domínio CBD1 controla a abertura e o fechamento do trocador.<br>The Na+/Ca2+ exchanger (NCX) is a major mechanism for the extrusion of intracellular Ca2+ in excitable cells. It was demonstrated that altered functioning of this protein is related to various pathological situations. Therefore, the understanding of the molecular mechanism for maintaining the intracellular Ca2+ concentration by means of the NCX is important to understand the functioning of the exchanger and to develop drug-based therapies. Besides transporting Na+/Ca2+, the exchanger is also regulated by these ions. The NCX is composed of two transmembrane domains, each of them containing 5 transmembrane alpha-helices (TM), and a very large cytosolic loop that connects TM5 to TM6. The transmembrane domains are responsible for catalyzing the transport of Na+ and Ca2+ ions across the lipid bilayer, while the cytosolic loop is involved in regulation of the exchanger activity. It contains two regulatory Ca2+- binding domains, called CBD1 and CBD2, that appear in tandem. Despite the physiological importance of the NCX, the mechanism of allosteric regulation of the exchanger by intracellular calcium remains unclear. In this work we used high-resolution NMR spectroscopy to study the conformation and the dynamics of the two Ca2+-binding regulatory domains of Drosophila\'s Na+/Ca2+ exchanger (CALX), CBD1 and CBD2, in isolation as well as in a covalent construct called CBD12. Complete backbone NMR resonance assignments were obtained for the isolated CBD1 domain in the Ca2+-bound state, while partial assignments were obtained for CBD1 in the free state. Partial backbone NMR resonance assignments were obtained for the CBD12 construct through the analysis of a standard set of triple resonance NMR spectra. Additional assignments were obtained by comparison with the isolated CBD1 and CBD2 domains. A preliminary analysis of NMR chemical shifts and 15N relaxation data obtained for CBD1 indicates that this domain displays considerable amount of flexibility in the free state, but becomes more rigid upon Ca2+-binding. NMR 15N relaxation rates and 1H-15N residual dipolar couplings (RDCs) obtained for the Apo and Ca2+-bound states of the CBD12 domain indicate that calcium binding stabilizes a rigid inter-domain orientation. Analysis of 1H-15N RDCs further shows that Drosophila\'s CBD12 domain assumes an almost linear inter-domain orientation in the absence of Ca2+, while a smaller inter-domain angle was found in its presence. These findings support a model in which modulation of CBD12 plasticity by the binding of Ca2+ to the CBD1 domain controls the opening and closing of the exchanger.

Orientador: Roberto Jose Maria Covolan<br>Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin<br>Made available in DSpace on 2018-08-12T12:47:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mesquita_RicksonCoelho_D.pdf: 22300712 bytes, checksum: 11bd3fc16a125afc1c2cd8b4d18bc2e2 (MD5) Previous issue date: 2009<br>Resumo: A atividade neuronal relacionada a um determinado estímulo ou tarefa induz uma cadeia de complexos eventos biológicos no cérebro. O aumento no consumo de energia induz um acréscimo na demanda por glicose e oxigênio no tecido extravascular. Fatores bioquímicos e neuronais induzem variações nos vasos sanguíneos que resultam em alterações de uxo sanguíneo, volume e oxigenação. Embora extensivamente investigada, esta cascata de eventos ainda é pouco compreendida. Neste projeto, procuramos descrever o acoplamento entre os níveis celular, metabólico e vascular associado à ativação funcional do cérebro. Usando medidas eletro fisiológicas, modelamos os sistemas neuro-vascular e neuro-metabólico para descrever a hemodinâmica cerebral medida através de técnicas ópticas. Resultados obtidos em ratos durante a estimulação de um fio de bigode mostraram que a determinação de uma função resposta para cada sistema, assumido como linear, descreve bem o comportamento hemodinâmico e possibilita o estudo dos estados vascular e metabólico caracterizados pelos parâmetros medidos. A partir de experimentos multimodais de NIRS e fMRI, desenvolvemos metodologias inovadoras para a determinação de imagens metabólicas, capazes de prever variações do consumo de oxigênio com boa resolução espacial e temporal. Por fim, analisamos a in u^encia de parâmetros fisiológicos no sinal óptico, mostrando a contribuição importante da pressão sanguínea na composição deste. Medidas de correlação temporal foram projetadas para gerar mapas de correlação vascular que podem ser aplicados ao estudo da conectividade vascular cerebral, tanto em indivíduos normais como em pacientes com patologias cerebrais.<br>Abstract: Task-associated neuronal activity leads to a complex chain of biological events within the brain. The increased energetics gives rise to elevated glucose and oxygen consumption in the tissue. Biochemical and neuronal factors induce changes in blood vessels and variations in blood ow, volume and oxygenation. Although it has been extensively investigated, this cascade of events is still poorly understood and highly debated. In this project, the aim was to describe the coupling among the cellular, metabolic and vascular levels associated to functional brain activation. Using electrophysiological measurements, we modeled the neuro-vascular and neuro-metabolic systems in order to describe cerebral hemodynamics as seen through optical techniques. Results obtained in rats during whisker-barrel stimulation showed that the determination of a response function for each system, assumed as linear, can describe the hemodynamic behavior and allow the study of the vascular and metabolic states characterized by the measurements. From multimodal experiments of NIRS and fMRI, we developed unique methods to the determination of metabolic images, which can predict changes in oxygen consumption with good temporal and spatial resolution. Finally, we analyzed the in uence of the physiology in the optical signal, and showed the importance of taking into account blood pressure oscillations into this signal. Measurements of temporal correlation were projected to generate vascular correlation maps that may be useful to the study of cerebral vascular connectivity, both in normal subjects and in patients with cerebral pathologies.<br>Doutorado<br>Metodos Oticos de Analise<br>Doutor em Ciências

SILVA, Bruno Poti e. Propriedades estruturais, eletrônicas, ópticas e vibracionais do cristal de ureia sob formalismo DFT. 2014. 97 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014.<br>Submitted by Edvander Pires (edvanderpires@gmail.com) on 2014-09-12T19:37:01Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_bpsilva.pdf: 12912641 bytes, checksum: fc4c9bac87d198c8c4aa0d75b058e861 (MD5)<br>Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2014-09-12T19:51:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_bpsilva.pdf: 12912641 bytes, checksum: fc4c9bac87d198c8c4aa0d75b058e861 (MD5)<br>Made available in DSpace on 2014-09-12T19:51:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_bpsilva.pdf: 12912641 bytes, checksum: fc4c9bac87d198c8c4aa0d75b058e861 (MD5) Previous issue date: 2014<br>Urea, [CO(NH2)2], was the first organic compound artificially synthesized in 1828 by Friedrich Whoeler. Since then, have been widely studied in various fields as nonlinear optics, protein denaturation and so on. The presence of electronegative atoms in the urea molecule, Oxygen and Nitrogen, in the carboxyl and amine groups, makes it possesses great capacity of formation hydrogen bonds, enabling the formation of complexes networks of urea molecules. The ability to formation hydrogen bonds causes that urea interacts strongly with water. Several studies have tried to explain the effect of urea in the water structure. Due interesting properties of urea crystals in the nonlinear optics, scientists have calculated, using various methods of first principle calculations, the properties of the urea crystals. The first theoretical calculation done on the urea crystal properties was made by Dovesi {it et al.} In the present work, the studies convergence were made using GGA and LDA functionals of exchange-correlation and dispersion corrections to urea crystal, which has symmetry tetragonal and spacial group P-421m. The study of energies cutoff for convergence of the crystal was done. With this evaluation of the study of the convergence, showed that the functional that described the geometrical parameters of the urea crystal was the GGA+TS. The study of electronic, optical and vibrational properties was also conducted. The energy gap obtained to the urea crystal was 5.12 eV, which is in good agreement with experimental result, obtained by optical absorption, 5.85 eV, an error of -0.63 eV (-11{\%}). The effective mass calculations along differents pathways in the crystal, and using differents exchange-correlation functionals, proved to be consistent when results are compared between the functionals, obtained an maximum error of 10({\%}). The infrared spectra obtained both crystal and the molecule of urea showed excellent agreement with data reported in the literature. In this work also calculated, using DFT, the Raman spectra of urea crystal in different pressure values, 0.0, 0.2, 0.4, 0.6 e 0.8 GPa. The results showed that the bands presents in lower wavenumbers are more sensitive to application of pressure to the crystal, having the ocurrence of a blue shift in these, which can be characterized an atomic rearrangement in the crystal of urea.<br>Ureia, [CO(NH2)2], foi o primeiro composto orgânico sintetizado artificialmente em 1828 por Friedrich Whoeler. Desde então tem sido largamente estudada em diversos campos como óptica não linear, desnaturação de proteínas, dentre outros. A presença de átomos eletronegativos na molécula de ureia, Oxigênio e Nitrogênio, nos grupos carboxila e amina, faz com que esta possua grande capacidade de formação de ligações de hidrogênio, possibilitando a formação de redes complexas de moléculas de ureia. Esta capacidade de formação de ligação de hidrogênio faz com que a ureia interaja fortemente com a água. Diversos estudos tem tentado explicar o efeito da ureia na estrutura da água. Devido interessantes propriedades dos cristais de ureia na óptica não linear, cientistas tem calculado, utilizando vários métodos de primeiros princípios, as propriedades dos cristais de ureia. O primeiro cálculo teórico feito sobre as propriedades eletrônicas foi feito por Dovesi et al. No presente trabalho foram feitos estudos de convergência utilizando funcionais de correlação-troca GGA e LDA, bem como correções de dispersão para o cristal de ureia, que possui simetria tetragonal e grupo espacial P-421m. Foi também feito um estudo da energia de corte utilizada na convergência do cristal. Com isso a avaliação do estudo de convergência mostrou que o funcional que melhor descrevia os parâmetros geométricos do cristal de ureia foi o GGA+TS. Foi realizado também um cálculo da estrutura eletrônica, propriedades ópticas e vibracionais, com este funcional. O gap de energia obtido para o cristal de ureia foi de 5.12 eV, que está em boa concordância com o resultado experimental, obtido por absorção óptica, de 5.85 eV, um erro de -0,63 eV (-11%). O cálculo de massas efetivas ao longo de diferentes direções no cristal, e utilizando diferentes funcionais de correlação-troca, mostrou-se coerente quando são comparados os resultados entre os funcionais, obtendo-se um erro máximo de 10{\%} do melhor funcional com os outros. Os espectros de Infravermelho obtidos tanto para o cristal quanto para molécula de ureia apresentaram excelente concordância com os dados relatados na literatura. Neste trabalho, também foram calculados, via DFT, os espectros Raman do cristal de ureia em diferentes pressões, 0.0, 0.2, 0.4, 0.6 e 0.8 GPa. Os resultados mostraram que as bandas presentes em menores números de onda são mais sensíveis a aplicação da pressão no cristal, havendo a ocorrência de um blue shift nestas, que pode caracterizar um rearranjo atômico no cristal de ureia.

Orientador: Gabriela Castellano<br>Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin<br>Made available in DSpace on 2018-08-21T20:54:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Landim_RicardoCesarGiorgetti_M.pdf: 17116375 bytes, checksum: 1ddc2a2b2cc8da480f9f40a006e4144a (MD5) Previous issue date: 2013<br>Resumo: As variações metabólicas que ocorrem no cérebro subjacentes á ativação neuronal ainda estão longe de ser bem compreendidas e, portanto, constituem objeto de estudo de grande interesse por parte da comunidade cientifica da área. Uma forma de estudar estas variações é por meio da técnica de espectroscopia funcional por ressonância magnética (functional Magnetic Resonance Spectroscopy - fMRS), na qual espectros de uma dada região cerebral são coletados de forma dinâmica, enquanto o indivíduo é sujeito a algum estimulo sensorial ou tarefa cognitiva. Em particular, o N-acetil-aspartato (NAA) _e o metabólito que gera o principal pico encontrado em espectros cerebrais de espectroscopia por ressonância magnética utilizando o núcleo do hidrogênio. Na verdade, este pico provém do próprio NAA (90%) e também de um derivado deste, o N-acetil-aspartil-glutamato (NAAG). Em experimentos de fMRS realizados por nosso grupo, foi encontrada variação de NAA e NAAG no córtex visual de indivíduos normais, quando estes são sujeitos á apresentação de um estimulo visual. Porem, as variações do sinal de MRS do NAA em experimentos de fMRS são um assunto controverso na literatura da área, pois há trabalhos que apontam para sua variação com o estímulo e outros que dizem que não há variações. Além disso, os trabalhos existentes na literatura mediram a variação conjunta de NAA e NAAG. Dessa forma, para elucidar o que acontece com estes metabólitos durante a ativação cerebral seria interessante medí-los separadamente. O objetivo principal deste trabalho foi, portanto, realizar experimentos de fMRS nos quais estes metabólitos pudessem ser medidos de forma independente, através da implementação da sequência de pulsos MEGA-PRESS, que separa as contribuições do NAA e NAAG já no momento da medida. Os experimentos foram realizados em sujeitos saudáveis durante estimulação visual. Foram realizados vários testes para se padronizar o pré -processamento e duas metodologias foram utilizadas. Diversas quantificações foram feitas e como resultado foram encontradas variações de NAA (diminuição) e NAAG (aumento) durante o estímulo. Os resultados concordam com os apresentados em dois dos três trabalhos similares encontrados na literatura, e também com os resultados anteriores de nosso grupo. A diminuição de NAA pode ser explicada através da hipótese de que ele funcione como uma bomba de _agua molecular, enquanto que a produção de NAAG concorda com o fato de que este metabólito _e um neuropeptídeo que é liberado nas sinapses e atua como modulador para a liberação de certos neurotransmissores, e também concorda com modelos para o metabolismo energético que apontam para este metabólito como relacionado á resposta hiperêmica vascular que origina o sinal BOLD<br>Abstract: Metabolic changes that occur in the brain underlying neuronal activation are still far form being understood and, therefore, are a subject matter of great interest for the scientific community of this research field. One way to study these variations is through the technique of functional Magnetic Resonance Spectroscopy (fMRS), in which spectra from a given brain region are collected dynamically, while the volunteer is subject to some sensory stimulus or cognitive task. In particular, N-acetyl-aspartate (NAA) is the metabolite that generates the main peak found the MR spectra of the brain using the hydrogen nucleus. Indeed, this peak originates from NAA itself (90 %) and also from a derivative thereof, N-acetylaspartyl-glutamate (NAAG). In fMRS experiments performed by our group, NAA and NAAG changes were found in the visual cortex of normal individuals when they are subject to a visual stimulus. However, the MRS signal variations of NAA in fMRS experiments are a controversial subject in the literature, since there are studies that point to its variation with the stimulus and others that show that there is no variation. In addition, the existing works measured the joint NAA and NAAG variation. Thus, to elucidate what happens to these metabolites during brain activation it would be interesting to measure them separately. The main objective of this study was, therefore, to perform fMRS experiments in which these metabolites could be measured independently by implementing the MEGA-PRESS pulse sequence, which separates the NAA and NAAG contributions at the time of measurement. The experiments were performed in healthy subjects during visual stimulation. Several tests were performed to standardize the preprocessing and two methods were used. Several quantifications were made and as result NAA and NAAG variations (decrease and increase, respectively) were found during the stimulus. The results agree with those presented in two out of three similar studies found in the literature, and also with the previous results from our group. The NAA decrease may be explained through the hypothesis that it works as a molecular water pump, whereas the NAAG production agrees with the fact that this metabolite is a neuropeptide that is released at the synapses and acts as a modulator for the release of certain neurotransmitters, and also agrees with models for energy metabolism that point to this metabolite as related to the vascular hyperemic response that originates the BOLD signal<br>Mestrado<br>Física<br>Mestre em Física

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico<br>Computer simulations within the Density Functional Theory (DFT) formalism were accomplished to find the structural, electronic and vibrational properties of aspartic acid (Asp) crystals in the L-anhydrous, L-monohydrated, and DL-anhydrous phases. Aspartic acid is a non-essential amino acid with a role in the fadigue resistance mechanism. It also works as an excitatory neurotransmitter in the brain, contributes to eliminate any excess of toxins from the cells and is capable to affect RNA synthesis. The computer codes CASTEP (for crystals) and GAUSSIAN (for molecules) were employed in the present study. For the aspartic acid crystals, LDA and GGA-PBE exchange-correlation functional were used in the simulations, the last one taking into account empirical corrections for dispersive forces (PBE+TS) following the scheme proposed by Tkatchenko and Scheffler. Molecular calculations were carried out using the Gaussian09 program with the hybrid exchange-correlation functional B3LYP and the 6-311+G(d,p) basis set. The molecules were simulated in the gaseous phase and solvated in water within the Polarizable Continuum Model (PCM). Crystalline (optimized unit cells) and molecular (smallest energy conformations) structures obtained from the calculations were compared with experimental results and other theoretical computations. For the L-Asp anhydrous crystal, the optical and vibrational infrared (IR) and Raman spectra were contrasted with experimental measurements, and its band structure suggests it is a semiconductor. For the monohydrated L-Asp crystal, an indirect gap 0,1 eV larger than the gap of the anhydrous crystal is caused due to the role of water in its electronic structure. The DL-Asp anhydrous crystal, on the other hand, exhibits a wide direct band gap, which suggests possible optoelectronic uses. Effective masses obtained for all crystals exhibit an anisotropy which must affect their electronic transport properties, with electric conduction more likely along a direction parallel to the molecular planes for the L-Asp anhydrous system. The analysis of the density of electronic states revealed the contributions per atom and per functional group to the valence and conduction band states. A nice agreement was found between the theoretical IR and Raman spectra and the experimental data for the L-Asp anhydrous crystal, allowing for an adequate interpretation of the normal modes involved in each spectral feature.<br>SimulaÃÃes computacionais no formalismo DFT (Density Functional Theory) foram realizadas para a determinaÃÃo das propriedades estruturais, eletrÃnicas e vibracionais de cristais de Ãcido aspÃrtico (Asp) nas formas cristalinas L-Asp anidro, L-Asp monohidratado e DL-Asp anidro. O Ãcido aspÃrtico à um aminoÃcido nÃo essencial com papel na fisiologia da resistÃncia fÃsica, atuando como neurotransmissor excitatÃrio no cÃrebro, contribuindo para a eliminaÃÃo do excesso de toxinas nas cÃlulas, alÃm de ser capaz de afetar a sÃntese de RNA. Os cÃdigos CASTEP (para cristais) e GAUSSIAN (para molÃculas) foram utilizados no presente estudo. Para os cristais de Ãcido aspÃrtico, os funcionais de troca e correlaÃÃo LDA e GGA-PBE foram empregados nas simulaÃÃes, este Ãltimo incluindo correÃÃes empÃricas para interaÃÃes dispersivas (PBE+TS) de acordo com o esquema de Tkatchenko e Scheffler. Os cÃlculos moleculares foram realizados utilizando o programa Gaussian09 com o funcional hibrido de troca e correlaÃÃo B3LYP e o conjunto de base 6-311+G(d,p). As molÃculas foram simuladas em fase gasosa e em meio aquoso (modelo de solvataÃÃo contÃnuo PCM). As estruturas cristalinas (cÃlulas unitÃrias otimizadas) e moleculares (conformaÃÃes de menor energia) obtidas nos cÃlculos foram comparadas com resultados experimentais e outros cÃlculos teÃricos. No caso do cristal L-Asp anidro, a absorÃÃo Ãptica e os espectros vibracionais IR e Raman tambÃm foram confrontados com medidas experimentais, e sua estrutura de bandas sugere um possÃvel carÃter semicondutor. No caso do cristal L-Asp monohidratado, um gap indireto 0,1 eV maior do que o do cristal anidro reflete o impacto da Ãgua sobre a estrutura eletrÃnica desse cristal. O cristal DL-Asp anidro, por outro lado, exibe um gap direto largo, o que sugere possÃveis usos em optoeletrÃnica. As massas efetivas obtidas para todos os cristais revelam uma anisotropia das propriedades de transporte eletrÃnico, sendo a conduÃÃo elÃtrica mais favorÃvel na direÃÃo paralela aos planos moleculares para o caso L-Asp anidro. A anÃlise da densidade de estados eletrÃnicos permitiu estabelecer a contribuiÃÃo por Ãtomo e por grupo funcional para os estados das bandas de valÃncia e conduÃÃo e um Ãtimo acordo foi obtido entre os espectros vibracionais IR e Raman teÃricos e experimentais do cristal L-Asp anidro, permitindo uma adequada interpretaÃÃo dos modos normais envolvidos em cada pico espectral.

The photocatalytic water splitting reaction showed to be a promising process to obtain renewable and clean energy, but the efficiency reached in this process is still low and must be improved to be viable. Considering this, the research on improving the efficiency of photocatalysts has attracted a strong interest in the past last years. Cerium oxide (CeO2−, 0 < x < 0.5) is a material recently investigated as a possible photocatalyst to obtain H2 from H2O. In this work, cerium oxide nanoparticles with high surface area (104 < S < 201 m2/g), high pore volume (32 < V < 132 mm3/g) values, wide range of diameter (2 < d < 90 nm) and O vacancies population (0.05 < x < 0.46) were applied to the H2 production photocatalytic reaction. The nanoparticles presented activity of up to 10 times higher than the commercial cerium oxide standard. UV-Vis, X-ray Diffraction, X-ray Absorption Spectroscopy, X-ray Photoelectron Spectroscopy, Ultraviolet Photoelectron Spectroscopy and Fourier Transform Infrared measurements were performed aiming to elucidate these results and to determine the main structural and electronic properties that can improve the H2 production photocatalytic reaction. It was obtained that the band gap energy depends on the nanoparticle synthesized and can be as low as 2.73 eV. The Ce 4f orbital occupation and the structural disorder presented by the nanoparticles is directly related with the band gap energies obtained. Density Functional Theory (DFT) calculations were performed to obtain the relation between the band structure (DOS) and the O vacancy population in order to explain the dependence of the band gap energy with the Ce 4f orbital occupation. Moreover, the O vacancies population at the surface have a very different effect depending on the presence or absence of mesopores, where a lower O vacancy population at the surface is better (worse) to the photocatalytic activity in the presence (absence) of mesopores. Furthermore O vacancies population at the surface plays a more fundamental role on the photocatalytic activity than the band gap energies for the samples presenting mesopores. The results allowed shedding light on the improvement of the properties of cerium oxide nanoparticles applied to optimize the H2 production photocatalytic activity.

La Proteína Quinasa C (PKC) participa en numerosas funciones fisiológicas a través de distintas rutas de señalización celular. Las isoenzimas clásicas están reguladas por diacilglicerol, ésteres de forbol, calcio y fosfolípidos aniónicos. La presencia de insaturaciones en los diacilgliceroles de la membrana modifica la activación de la PKC alfa.Los dominios C2 de PKC clásicas presentan dos tipos de sitios de unión de calcio y enlazan tres cationes de manera similar. La desnaturalización térmica de estos dominios se desplazó hacia mayores temperaturas con concentraciones crecientes de calcio, siendo mayor el efecto en presencia de fosfolípidos aniónicos. La estructura secundaria de los dominios C2 de PKC clásicas así como de la PKC alfa completa mostró una elevada proporción de hoja beta. La adición de fosfolípidos aniónicos y PMA respectivamente provocó un mayor efecto protector frente a la desnaturalización térmica que sólo con calcio.<br>Protein Kinase C (PKC) plays a key role in several physiological functions through different celullar signalling pathways. The classical isoenzymes are regulated by diacylglycerol, phorbol esters, calcium, and anionic phospholipids.The presence of insaturations in the membrane diacylglycerols modifies the PKC alpha activation.C2 domains of classical PKC have two different binding sites for calcium, and bind three molecules in a similar way. The thermal denaturation of these domains moved to higher temperatures with increasing calcium concentrations, being this effect hingher in the presence of anionic phospholipids. The secondary structure of both C2 domains from classical PKC and PKC alpha showed a high contribution of beta-sheet component. The addition of anionic phospholipids and PMA produced the main protection against thermal denaturation, respectively

Submitted by Rosivalda Pereira (mrs.pereira@ufma.br) on 2017-07-21T18:04:23Z No. of bitstreams: 1 CarlosSantos.pdf: 7721249 bytes, checksum: ee220ca2d9a3d156b8c575c28854ffea (MD5)<br>Made available in DSpace on 2017-07-21T18:04:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CarlosSantos.pdf: 7721249 bytes, checksum: ee220ca2d9a3d156b8c575c28854ffea (MD5) Previous issue date: 2017-02-28<br>Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)<br>Fundação de Amparo à Pesquisa e ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Maranhão (FAPEMA)<br>In this work L-tyrosine hydrochloride crystals (LTHCl) were prepared by slow evaporation technique at room temperature and characterization by X-ray diffraction, thermogravimetry, differential thermal analysis, differential scanning calorimetry and Raman scattering at room temperature and under high pressures. After four weeks, it was possible obtain various crystals of good crystalline quality. The solution was acidic with pH 1.2. From the XRD pattern of the material and the Rietveld analysis, it was found that at room temperature LTHCl crystallizes in monoclinic space group (P21) with two molecules per unit cell. The refinement quality parameters were satisfactory with Rp = 6.29 %, Rwp = 8.49 % and S = 1.34. The thermal analysis showed that the material undergoes fusion around 231°C and presented no thermal event that features phase transition before the fusion. Furthermore, thermal analysis showed that the crystal is stable up to 220°C. Calculations using DFT (Functional Density Theory) were performed to identify the vibrational modes in the LTHCl crystal. Raman scattering measurements as a function of pressure (0,0-7,2 GPa) showed as major changes: the occurrence of an inversion of intensity between a strong band (attributed to torsion of L-tyrosine molecule) and an imperceptible band (at ambient pressure) for pressures above 2,5 GPa and a discontinuity of dω/dP associated with the strong band between 1.0 and 1.5 GPa, suggesting a conformational transition above 1.5 GPa stabilizing the structure up to 7,2 GPa. In the region of the internal modes few changes were observed, with the downshift of the COOH and NH3+ units as one of them. Finally, the decompression reinforced that the conformational phase transition is reversible, demonstrating a great capacity of this material to regenerate its original structure without presenting hysteresis.<br>Neste trabalho foram sintetizados cristais de L-tirosina hidroclorídrica (LTHCl) pela técnica de evaporação lenta do solvente à temperatura ambiente e realizadas medidas de caracterização por difração de raios X, análise térmica diferencial, análise termogravimétrica, calorimetria exploratória diferencial e espalhamento Raman à temperatura ambiente e a altas pressões neste sal de aminoácido. Após quatro semanas foram obtidos vários cristais, que apresentaram, visualmente, boa qualidade cristalina. A solução de crescimento era ácida com pH 1,2. Através do difratograma do material e da análise pelo método de Rietveld, constatouse que à temperatura ambiente a LTHCl cristaliza-se numa estrutura monoclínica (P21) com duas moléculas por célula unitária. Os parâmetros de qualidade do refinamento foram satisfatórios, com Rp = 6,29 %, Rwp = 8,49 % e S = 1,34. As análises térmicas mostraram que o material sofre fusão por volta de 231°C e que não há evento térmico que caracterize uma transição de fase antes da fusão. Além disso, as análises térmicas mostraram que o cristal é estável até 220°C. Cálculos usando a Teoria do Funcional de Densidade (DFT, density funcional theory) foram realizados para a identificação dos modos vibracionais no cristal de LTHCl. As medidas de espalhamento Raman em função da pressão (0,0-7,2 GPa) apresentaram como principais mudanças: A ocorrência de uma inversão de intensidade entre uma forte banda (associada à torção da molécula de L-tirosina) e uma banda imperceptível (à pressão ambiente) para pressões acima de 2,5 GPa, bem como a descontinuidade em dω/dP da forte banda entre 1,0 e 1,5 GPa, sugerindo uma mudança conformacional indicada pela torção da molécula de L-tirosina para pressões acima de 1,5 GPa deixando a estrutura estável até 7,2. Na região dos modos internos foram observadas poucas mudanças, tendo o downshift das unidades COOH e NH3 + como uma delas. Finalmente, a descompressão reforçou que a transição de fase conformacional é reversível, demonstrando uma grande capacidade desse material para se regenerar, sem apresentar histerese.

As most of spectroscopic measurements occur in solution, the solvent effect in the spectral properties of molecular systems is of great scientific interest. In particular, when the formation of hydrogen bond between the solute and solvent molecules occurs, the traditional effective dielectric solvent models provides inadequate results in some situations of interest. This is the case of diazines in aqueous solution. In this work, we study the solvent effects on the low-lying n=>π* absorption transition and on the 15N chemical shielding of diazines in water using the combination of Monte Carlo simulations and Quantum Mechanical calculations. As the classical simulations and the Quantum Mechanical calculations are uncoupled, a special attention is devoted to the solute polarization. Firstly, this is included by a previously developed iterative procedure where the solute is electrostatically equilibrated with the solvent. In addition, we verify the simple yet unexplored alternative of combining the polarizable continuum model (PCM) and the hybrid QM/MM method. In this procedure, we use PCM to obtain the average solute polarization and include this in the MM part of the sequential QM/MM methodology, PCM-MM/QM. These procedures are compared and further used in discrete and explicit solvent models. As the solute geometry is unchanged during all process, we study the influence of small differences on the molecular conformation in the spectroscopic properties using as prototype some recently sintetized quinone based molecules with antitrypanocidal activity. This study showed that small changes in the molecular conformation provide a small impact in the studied spectroscopic properties. The two implemented procedures in this work were systematically performed for each diazine and they were used in discrete and explicit solvent models for the calculations of the spectroscopic properties of each diazine in water as solvent. The results show good agreement between the values obtained by the two polarization methods. Considering the simplicity of the PCM over the iterative polarization method, this is na important aspect and the computational savings point to the possibility of dealing with larger solute molecules. This PCM-MM/QM approach conciliates the simplicity of the PCM model with the reliability of the combined QM/MM approaches.<br>Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior<br>Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico<br>O efeito de solvente nas propriedades espectrais de sistemas moleculares é de grande interesse científico uma vez que grande parte das medidas espectroscópicas são realizadas na presença de um meio solvente. Métodos tradicionais que consideram o solvente como um meio dielétrico efetivo oferecem resultados insatisfatórios em algumas situações de interesse, em particular quando há a formação de ligações de hidrogênio entre o soluto e o solvente. Este é o caso de soluções aquosas de diazinas, que são as moléculas básicas para a formação dos ácidos nucleicos. Neste trabalho estudamos o efeito do solvente na energia de absorção da primeira transição n =>π* e a blindagem magnética nuclear do 15N das diazinas em água utilizando a combinação de simulações Monte Carlo e cálculos de Mecânica Quântica. No método utilizado neste trabalho, as simulações clássicas são desacopladas dos cálculos quânticos. Portanto, foi dada uma atenção especial à polarização do soluto que foi incluída de duas maneiras distintas. Inicialmente, a polarização é obtida utilizando um procedimento iterativo onde o soluto é submetido ao equilíbrio eletrostático com o solvente. Adicionalmente, é utilizada uma abordagem simples onde realizamos uma combinação entre o modelo contínuo (PCM) e os métodos híbridos QM/MM. Nesse último procedimento, que denominamos como PCM-MM/QM, nós utilizamos o método PCM para obter a polarização média do soluto, a qual é incluída na parte clássica do método sequencial QM/MM. Como a geometria do soluto é mantida inalterada durante todo o processo, nós realizamos um estudo do efeito da conformação molecular nas propriedades espectroscópicas, utilizando como protótipo moléculas recentemente sintetizadas derivadas de quinonas que apresentam atividade antimalárica. Este estudo mostra que pequenas variações na conformação molecular têm um pequeno impacto nas propriedades espectroscópicas estudadas. Os dois procedimentos implementados neste trabalho foram realizados de maneira sistemática para cada diazina e utilizados nos modelos discreto e explícito de solvente para os cálculos das propriedades espectroscópicas de cada diazina em água. Os resultados obtidos mostram uma boa concordância entre os valores obtidos através dos dois métodos de polarização. Considerando a simplicidade da polarização PCM se comparado com o processo iterativo, o método PCM-MM/QM abre a possibilidade de tratar sistemas compostos por moléculas do soluto maiores. Além disso, o método PCM-MM/QM concilia a simplicidade do modelo PCM com a confiabilidade dos métodos híbridos QM/MM.

Neste trabalho apresenta-se a obtenção e caracterização de materiais luminescentes baseados em matrizes mesoporosas incorporadas com espécies moleculares altamente emissivas; o corante rodamina 6G (R6G) e o complexo de irídio (III) (N,N-trans-[Ir-(1-benzil-4-(2,4-difluorofenil)-1,2,3-triazol)2(4,4´-dimetil-2,2´-bipiridina)]+). Na incorporação da R6G foram explorados xerogéis mesoporosos sílica de composições puramente inorgânica e modificada com grupos aromáticos, além de vidros mesoporosos sódio aluminosilicato. O complexo de Irídio (III) foi incorporado somente aos vidros sódio aluminosilicato. As matrizes hospedeiras preparadas por metodologia sol-gel foram planejadas e desenvolvidas em consonância com as propriedades físico-químicas das espécies emissoras, a fim de promover maior incorporação e dispersão molecular via diferentes interações químicas. Por exemplo, no caso da sílica modificada com grupos aromáticos, espera-se que haja interação por afinidade química entre tais grupos e as ligações insaturadas das moléculas de R6G, resultando em maior taxa de incorporação e de retenção do centro emissor, bem como minimizando agregações moleculares. No caso dos vidros sódio aluminosilicato, a incorporação de ambas espécies catiônicas, o corante e o complexo de Ir(III), ocorre via troca iônica com íons Na+, que atuam como compensadores de carga dos sítios (AlO4)- da rede. Neste caso, um controle de dispersão molecular do centro emissor foi proposto variando-se a relação Si/Al na matriz (entre 2 e 9), a fim de promover a distribuição espacial dos sítios aniônicos ativos (AlO4)- entre os sítios neutros SiO4. A partir dessas abordagens foram obtidos materiais luminescentes quimicamente estáveis, com alto grau de dispersão molecular, fácil preparação, e excelentes propriedades fotofísicas. Previamente à incorporação, as matrizes foram caracterizadas do ponto de vista estrutural por diversas técnicas de RMN de estado sólido, DRX e sorção de N2. As propriedades fotofísicas dos emissores em solução e em estado sólido foram caracterizadas por medidas de absorção UV-Vis, espectroscopia óptica, tempo de vida de estado excitado e rendimento quântico absoluto. Adicionalmente, as matrizes contendo R6G foram submetidas a testes de ação laser e fotoestabilidade. Os resultados destes sistemas foram analisados com base na teoria do éxciton (em inglês, Single Exciton Theory). No que concerne os sistemas contendo o complexo de Irídio (III), suas propriedades fotofísicas foram relacionadas à eletrônica do centro emissor obtida por teoria do funcional de densidade (em inglês, Density Functional Theory, DFT). Neste caso, a partir do tratamento convencional realizado para moléculas em estado líquido, foram desenvolvidos e analisados métodos alternativos para tratar o problema em uma matriz hospedeira. O formalismo aplicado contribuiu para uma descrição detalhada da estrutura eletrônica do complexo, bem como mudanças devido à inserção deste na matriz.<br>This work presents the preparation and characterization of luminescent materials based on mesoporous host matrices loaded with highly emissive molecular species (the organic dye Rhodamine 6G (R6G), and the Iridium (III) complex (N,N-trans-[Ir-(1-benzyl-4-(2,4-difluorophenyl)-1,2,3-triazole)2(4,4´-dimethyl-2,2´-bipyridine)]+). In the case of R6G loading we have explored purely inorganic and organically modified silica compositions, as well as sodium-aluminosilicate glasses. The Ir(III) complex was loaded solely into the sodium-aluminosilicate glasses. The host matrices were designed and developed, via sol gel methodology, in consonance with the physicalchemical properties of the emitters aiming at improved molecular incorporation and dispersion through various chemical interactions. For instance, in the case of silica modified with aromatic groups, interaction among such groups with the unsaturated bonds of the R6G molecule is expected, resulting in higher molecular incorporation and retention efficiencies, as well as decreased aggregation. In the case of the sodium-aluminosilicate glasses, the loading of both cationic species, dye and Ir(III) complex, takes place via ionic exchange with Na+ at the (AlO4)- network sites. In this case, control of molecular dispersion of the emitting center was attempted by varying the Si/Al ratio in the matrix (between 2 and 9), so as to promote the spatial distribution of the active anionic sites among neutral SiO4 sites. Through these approaches, we were able to obtain materials with high chemical stability, high molecular dispersion, facile and low cost obtainment and excellent photophysical properties. Prior to loading, the matrices were characterized from the structural point of view through several solid state NMR techniques, XRD and N2 sorption. The photophysical properties of the emitters in solution and in the solid state were characterized and compared through UV-Vis absorption and emission, excited state lifetimes and absolute quantum yields measurements. Moreover, the R6G loaded materials were tested in a laser cavity with respect to their laser efficiencies and photo stabilities. The results of these systems were analyzed in terms of the Single Exciton Theory. As for the materials loaded with Ir(III) complex, the photophysical studies were complemented by a theoretical approach though Density Functional Theory, DFT. From the conventional treatment performed for iridium (III) complexes in liquid state, alternative methods were developed and analyzed for treating the problem in the host matrix. The applied formalism contributed to a detailed description of the electronic structure of the complex, as well as of the changes perceived due to insertion in the matrix.

Submitted by WELDER FRANZINI AMARAL CALLERA null (weldercallera@hotmail.com) on 2017-08-28T21:25:00Z No. of bitstreams: 1 TESE - Welder F A Callera OK.pdf: 2324966 bytes, checksum: 979c488a0e341117b537d2d5a1ec77b2 (MD5)<br>Rejected by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo a orientação abaixo: O arquivo submetido está sem a ficha catalográfica. A versão submetida por você é considerada a versão final da dissertação/tese, portanto não poderá ocorrer qualquer alteração em seu conteúdo após a aprovação. Corrija esta informação e realize uma nova submissão contendo o arquivo correto. Agradecemos a compreensão. on 2017-08-29T18:03:23Z (GMT)<br>Submitted by WELDER FRANZINI AMARAL CALLERA null (weldercallera@hotmail.com) on 2017-08-29T18:41:29Z No. of bitstreams: 1 TESE - Welder F A Callera OK.pdf: 2349810 bytes, checksum: 0b00e94e2ccb5b74f2521ba559748736 (MD5)<br>Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-08-29T18:53:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 callera_wfa_dr_araiq.pdf: 2349810 bytes, checksum: 0b00e94e2ccb5b74f2521ba559748736 (MD5)<br>Made available in DSpace on 2017-08-29T18:53:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 callera_wfa_dr_araiq.pdf: 2349810 bytes, checksum: 0b00e94e2ccb5b74f2521ba559748736 (MD5) Previous issue date: 2017-08-04<br>Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)<br>Esta tese de doutoramento apresentou o entendimento de processos redox enzimáticos, detalhando o mecanismo envolvido na troca eletrônica, a qual resulta na formação de um produto, por catálise enzimática. Observou-se a influência de um eletrodo sob a ação de um potencial estacionário aplicado (E) na reação enzima/substrato. Realizou-se eletroanálises, como: Voltametria Cíclica (VC) e Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIE), para a penicilinase. Os resultados obtidos dão indícios de que a reação enzimática se beneficia de determinados potenciais, pois o parâmetro utilizado, Rct, resistência à transferência de cargas, sugere que ocorre maior troca eletrônica em alguns potenciais ótimos (faixa de -0,3 a -0,5 V). A Simulação Molecular serviu para estudar o comportamento atomístico por métodos clássicos (Dinâmica Molecular – DM) para as condições impostas experimentalmente, esclarecendo o mecanismo de reação enzimática por métodos quânticos (DFT – Teoria do Funcional de Densidade) e híbridos (QM/MM), cabendo salientar que a penicilinase não pertence à classe das enzimas oxirredutivas.<br>This doctoral thesis presented the understanding of enzymatic redox processes, detailing the mechanism involved in the electronic exchange, which results in the formation of a product by enzymatic catalysis. The influence of an electrode under the action of an applied stationary potential (E) on the enzyme/substrate reaction was observed. Electroanalysis was performed, such as: Cyclic Voltammetry (VC) and Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS), for the penicilinase. The results obtained indicate that the enzymatic reaction benefits from certain potentials, since the parameter used, Rct, resistance to the transfer of charges, suggests that there is greater electronic exchange in some optimal potentials (range the -0.3 to -0.5 V). The Molecular Simulation was used to study the atomistic behavior by classical methods (Molecular Dynamics - DM) for experimentally imposed conditions, clarifying the mechanism of enzymatic reaction by quantum methods (DFT) and hybrids (QM/MM). That penicillinase does not belong to the class of oxidoreductive enzymes.

Nuclear Magnetic Resonance (NMR) spectroscopy is an indispensable structural tool in the modern analytical arsenal of chemists and structural biologists. The present thesis is a computational study of the NMR shift constants in a number of chemical systems of interest, using both static and dynamic approaches via Density Functional Theory, to predict, confirm the presence of transient species, and/or explain ambiguous signals in the NMR spectra. Special attention was put on cases where there are strong interactions between the solvent and the molecule studied. In addition, this thesis addresses other methodological issues that influence the quality of the calculated NMR chemical shifts such as the level of theory, the explicit inclusion of solvent molecules, the choice of the reference molecule, as well as the relativistic effects for heavy element compounds<br>L’espectroscòpia de Ressonància Magnètica Nuclear (RMN) és una eina indispensable en el modern arsenal de químics analítics i biòlegs estructurals.La present tesi és un estudi computacional dels desplaçaments químics de RMN en un nombre de compostos químics d’interès, usant aproximacions estàtiques i dinàmiques mitjançant la teoria del funcional de la densitat, la qual ajudarà a predir, a confirmar i/o a complementar dades obtingudes experimentalment. S’ha donat especial atenció en casos on existeixen fortes interaccions substrat-solvent. Addicionalment, aquesta tesi aborda altres problemes metodològics que afecten la qualitat dels desplaçaments químics teòrics com el nivell de teoria, la inclusió explícita de molècules de solvent, l’elecció de la molècula de referència, així com els efectes relativistes en compostos que contenen àtoms pesats

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-04-05T19:46:22Z No. of bitstreams: 1 GINA MARA COELHO DE SOUZA CARDOSO - DISSERTAÇÃO PPG-CEMat 2014..pdf: 1501065 bytes, checksum: e02311753867e448c8a544a0dd42857f (MD5)<br>Made available in DSpace on 2018-04-05T19:46:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GINA MARA COELHO DE SOUZA CARDOSO - DISSERTAÇÃO PPG-CEMat 2014..pdf: 1501065 bytes, checksum: e02311753867e448c8a544a0dd42857f (MD5) Previous issue date: 2014-07-17<br>O uso clínico de géis de flúor para aplicação tópica por profissionais está indicado para prevenção e tratamento de cárie e erosão dental devido à capacidade de interação com o processo de desmineralização-remineralização da matriz mineral do dente. O objetivo geral deste trabalho foi avaliar géis com flúor para remineralização dentária de uso tópico profissional quanto às características físico-químicas especificadas nos registros concedidos pela ANVISA. Foi verificada a existência de quinze (15) registros válidos na ANVISA, referentes a dezesseis (16) produtos de gel com flúor de uso tópico odontológico. Quanto a estes produtos, são oito (8) géis de flúor neutro e oito (8) géis de flúor acidulado. Todos os produtos possuem em sua composição fluoreto de sódio e o polímero mais utilizado para formação do gel é hidroxietil celulose, conforme declarado nos processos de registro na ANVISA. Em 60% dos processos de registro válidos há informação sobre o pH dos produtos. Com o levantamento realizado em março de 2014 nas dentais do Distrito Federal (DF), verificou-se a comercialização de dois produtos de um mesmo fabricante, sendo um gel de flúor neutro e um gel de flúor acidulado. Para a caracterização físico-química, foram adquiridos nove frascos de 200 mL de gel de flúor comercializados no DF: três de gel de flúor acidulado dentro da validade, três de gel flúor acidulado fora da validade e três de gel de flúor neutro. Estes produtos foram avaliados pelas seguintes técnicas: Microscopia eletrônica de varredura (MEV), Espectroscopia de energia dispersiva de raios X (EDS), espectroscopia na região de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), calorimetria exploratória diferencial (DSC), análise termogravimétrica (TGA) e avaliação do potencial hidrogeniônico (pH). Os elementos químicos identificados na análise por EDS estão condizentes com a composição química dos produtos declarados pelo fabricante à ANVISA. Os resultados de FTIR não demonstraram alterações significativas entre as amostras avaliadas. Foram verificados resultados diferentes entre as amostras, nos ensaios de TGA e DSC, isto provavelmente está relacionado com a desidratação das amostras e a formação de aglomerados. Os produtos avaliados a 25°C apresentaram resultados satisfatórios quanto ao pH. Mais pesquisas sobre a caracterização físico-química para o gel de flúor tópico de uso profissional odontológico são necessárias para embasar o desenvolvimento de normas técnicas específicas.<br>Clinical use of fluoride gels for topical application by professionals is indicated for prevention and treatment of dental caries and dental erosion due to the ability to interact with the process of demineralization - remineralization of tooth mineral matrix. The general objective of this work was to evaluate the physicochemical characteristics of topical gels for professional dental remineralization specified in the records granted by ANVISA. There were fifteen (15) valid records, relating to sixteen (16) products of fluoride gel use dental topic has been verified. As for these products, there were eight (8) neutral fluoride gels and eight (8) acidulated fluoride gels. All products contain in their composition sodium fluoride and the most used polymer for gel formation is hydroxyethyl cellulose. All acidulated fluoride gels have in their composition 1.23 % fluorine ions and all neutral fluoride gels contain 2 % NaF in its composition, as stated in the registration process at ANVISA. In 60 % of valid registration process there was information about the pH of the product. In the survey conducted in March 2014 in dental stores at Federal District (DF), it was observed the marketing of two products from the same manufacturer, being one neutral fluoride gel and one gel of acidulated fluoride. For physicochemical characterization, nine bottles of 200 ml of fluoride gel were acquired in DF: three of acidulated fluoride gel within the validity, three of acidulated fluoride gel out of date and three of neutral fluoride gel. These products were evaluated by the following techniques: Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive X-ray Spectrometry (EDS), Fourier Transform Infrared Spectrometer (FTIR), Differential Scanning Calorimetry (DSC), Thermogravimetry (TG) and evaluation of the hydrogen potential (pH). The chemical elements identified by EDS analysis, in regions without clusters and with clusters of dehydrated samples, are consistent with the chemical composition of the products declared by the manufacturer to ANVISA. The FTIR outcomes showed no significant changes among analyzed samples. Different results among samples were observed during DSC and TGA tests, this is probably related to dehydration of the samples and the formation of agglomerates. More studies about the physicochemical characteristics of topical gels for professional dental remineralization are needed to support the development of specific technical standards.

Tese de mestrado, Neurociências, Faculdade de Medicina, Universidade de Lisboa, 2014<br>Com a atual tendência para o envelhecimento da população e sendo a doença de Parkinson (DP) uma patologia que atinge cerca de 2% da população acima dos 65 anos, podemos prever um aumento da sua prevalência. Por outro lado devido às questões éticas e à morbilidade que implicariam as biopsias cerebrais como método de diagnóstico definitivo, a necessidade de encontrar métodos de diagnóstico precoce e não invasivos são de extrema importância. Mesmo nos melhores centros de diagnóstico há uma percentagem importante de desacordo entre o diagnóstico efetuado em vida, de base clínica e o diagnóstico pós-morte, que é histopatológico. A Ressonância Magnética, nas suas diferentes modalidades, proporciona-nos um meio de investigar “in vivo” as regiões corticais e subcorticais que se sabem estarem afetadas na DP. Diversos estudos recentes procuram demonstrar a utilidade destes testes como bio marcadores de diagnóstico e progressão da doença de Parkinson. Procurei efetuar uma revisão sistemática e meta análise em relação aos exames de Imagens de Ressonância Magnética (IRM) de modo a verificar a sua utilidade no diagnóstico da doença de Parkinson e se poderão ter potencial para serem considerados bio marcadores de diagnóstico e seguimento dos doentes. Objetivo Revisão sistemática dos estudos que compararem, a precisão das diferentes modalidades de ressonância magnética no diagnóstico da doença de Parkinson, com diagnóstico clínico e controlos saudáveis, explorando suas potencialidades como bio marcadores. Material e métodos Procedeu-se a uma pesquisa na literatura publicada sobre a temática, recorrendo à base de dados PubMed/MEDLINE, Embase, B-on, Google Scholar e ainda na bibliografia dos estudos considerados relevantes. Foram utilizadas as palavras-chave "Parkinson", "Magnetic resonance imaging", "MRI", "DTI", "Diffusion tensor imaging", "Spectroscopy", "MRI of Iron", "fMRI", "bold", “Neuromelanin”, combinados com operadores booleanos apropriados para cada pesquisa. Foram selecionados estudos redigidos em Inglês, Francês, Espanhol e Português. Critérios de inclusão: Estudos neurorradiológicos, com mais de cinco pacientes, até a presente data, que envolvam Imagens de ressonância magnética (MRI) de diferentes modalidades tais como: Exames Estruturais (T1, T2, Neuromelanina, Ferro e outras técnicas); Diffusion Tensor Imaging (DTI); Espectroscopia em Ressonância Magnética (MRSI); Ressonância Magnética Funcional (fMRI) no diagnóstico da Doença de Parkinson e que comparem a precisão do teste com diagnóstico clínico e controlos saudáveis, explorando suas potencialidades como bio marcadores. Foram excluídos, estudos que não usaram critérios formais de diagnóstico clínico, estudos incluindo pacientes submetidos a estimulação cerebral profunda, parkinsonismo idiopático ou vascular, casos relatados, editoriais, comentários, cartas, estudos em animais, estudos de diagnóstico diferencial com outras síndromes parkinsonianos e demências da DP. Resultados Dos 834 estudos identificados e atendendo aos critérios de seleção foram separados 109 estudos que após a leitura dos “Abstracts” verificou-se que apenas 52 preenchiam os requisitos dos critérios de inclusão. Destes estudos, foram obtidas as versões integrais publicadas, que foram integralmente lidas e sempre que existentes registados por mim, os seguintes dados: a referência, o ano, o título, o número de pacientes e controlos, a idade média, o estádio Hoehn & Yahr, a medicação, a modalidade de IRM, a região estudada, a intensidade do campo magnético do sistema, as conclusões e ainda se possível, a especificidade, a sensibilidade, a área sob a curva ROC e valores-p (Sigma) do teste t-Student (t-test) da comparação entre os valores obtidos dos exames dos pacientes com DP e a dos controlos saudáveis. Os resultados obtidos foram divididos em quatro grupos, em função da modalidade de estudo de IRM (imagens de ressonância magnética), para avaliação: 1º exames estruturais utilizando os métodos clássicos e IRM do ferro e da Neuromelanina; 2º exames utilizando DTI (Diffusion Tensor Imaging); 3º exames de espectroscopia de RMN; 4º fMRI (ressonância magnética funcional) incluindo a de em estado de repouso (RS-fMRI). 1º Exames estruturais utilizando os métodos clássicos e IRM, do ferro e Neuromelanina. Neste grupo de estudos podemos verificar que, utilizando T1 imagens Inversão de recuperação (a área) 24; T2W (o volume) 33; T1p (sensível á perda neuronal) 46; MRI sensível á Neuromelanina (medição do volume) 23, encontramos uma diminuição significativa na SN (substância nigra) dos pacientes com DP, quando comparados com controlos saudáveis pareados por idade, e um aumento significativo dos valores do R2 * (= 1/T2 *) e T2p, (sensível à deposição de ferro) em pacientes com DP 41, 27, quando comparados com controlos saudáveis. É de salientar que estas alterações se mantem ainda que tenhamos valores de sistemas com diferentes intensidades dos campos magnéticos 3T; 4T; 7T. 2º Exames utilizando DTI (Diffusion Tensor Imaging). Com este tipo de exames podemos detetar em pacientes com DP, alterações na AF (anisotropia fracionada) e DM (difusibilidade média) em todo o cérebro 74, mas que são mais pronunciadas na substância branca frontal e parietal refletindo deste modo um dano microestrutural generalizado. Estas alterações ocorrem nos estádios iniciais da PD75, em fibras de projeção do tálamo 11. Os valores da MK (mean kurtosis) e da AF foram significativamente menores no cíngulo anterior 22, na área motora, na pré-motora e motora suplementar do córtex 64,nas áreas de substância branca próximas das áreas motoras suplementares, cápsulas externa e interna, tálamo direito, putamen esquerdo 65 e como se demonstra na meta-análise há uma redução significativa da AF na SN. 3º Exames de espectroscopia de RMN Na espectroscopia dos metabolitos Substância Nigra na doença de Parkinson foram observadas diferenças significativas entre doentes PD e controlos saudáveis nas razões, NAA / Cr, NAA / Cho, NAA / (Co + Cr) 66, 76. Com estes exames podemos obter um in perfil neuro-químico “in vivo”, incluindo neurotransmissores (Glu e GABA) e os níveis de antioxidantes (GSH), que estão em excelente concordância com a literatura neuro química 70. Na pré-SMA, a razão NAA / Cr diminuiu seletivamente, em paralelo com disfunção neuronal nos DP (P = 0,045) 73. No putamen e mesencéfalo foi encontrada uma redução bilateral de fosfatos de alta energia, como adenosina trifosfato e fosfocreatina como recetores finais da energia da fosforilação oxidativa mitocondrial 71. 4º Exames de fMRI ressonância magnética funcional incluindo os de em estado de repouso (RS-fMRI). Usando diferentes paradigmas e comparando pacientes com DP, com controlos saudáveis, encontramos nos diferentes estudos uma redução da percentagem de mudança de sinal em todos os núcleos dos gânglios da base contra lateral e ipsilateral, tálamo lateral e medial, M1 (córtex motor primário) e área motora suplementar. Foram detetadas correlações negativas significativas entre a UPDRS e a ativação BOLD bilateralmente nos núcleos, caudado e putamen, segmento externo contra lateral do globo pálido, bilateralmente nos núcleos sub-talâmicos, substantia nigra e tálamo contra lateral. A bradicinesia é o sintoma que mais consistentemente previu a ativação BOLD nos gânglios da base e tálamo. Além disso, a ativação BOLD no globo pálido interno contra lateral, estava relacionada com tremor. A atividade cortical reduzida no córtex motor primário e na área motora suplementar nos pacientes com DP recém-diagnosticada, não se relacionam com sintomas motores 58. Durante a execução de movimentos automáticos, os pacientes com doença de Parkinson em comparação com os controlos saudáveis, necessitam de mais atividade cerebral no cerebelo, na área pré-motora, no córtex parietal, no precuneus e córtex pré-frontal para compensar a disfunção dos gânglios basais 51. Usando RS-fMRI para estudar a conectividade funcional (CF), verificou-se que os pacientes PD apresentam uma disrupção da rede motora. O aumento CF em estado de repouso entre os núcleos sub-talâmicos (NST) e áreas motoras corticais e os sintomas de rigidez e tremor na PD podem estar relacionados a um acoplamento anormal dessas áreas. Com estudos selecionados foram efetuadas meta análises ponderando o efeito de tamanho da amostra nos 1º e 2º grupo, tendo-se verificado que neles há diferenças significativas (em t-test utilizando p-value) no que respeita á redução de volume e da anisotropia fracionada (AF) da Substância Nigra (SN) entre os doentes de Parkinson e os controlos saudáveis. Foi detetada uma redução média de volume da SN, estimada pela tamanho do efeito das IRM Estruturais de (-0,877, 95% intervalo de confiança de -1,049 a -0.705, p <0.0001) apresentando os estudos um baixo nível de heterogeneidade (Q [12] =14,598 p =0,264 I2 =17,795). Na AF da SN em DTI a redução média dos valores da AF estimada atendendo ao efeito tamanho dos estudos foi de (-0,811, 95% intervalo de confiança de -1,036 a -0,586, p <0,0001) com um baixo nível de heterogeneidade entre os estudos (Q [6] =7,327, p =0,396 I2 = 4,465). Conclusões Estes resultados são encorajadores pois pode-se concluir que os exames de imagem de ressonância magnética possuem uma boa capacidade discriminativa dos doentes de Parkinson em relação aos controlos saudáveis e poderão desempenhar um papel importante na deteção, na monitorização da progressão e no impacto terapêutico na DP. Entretanto, serão necessários estudos longitudinais e prospetivos com um número mais elevado de doentes utilizando as várias modalidades, isoladamente ou em associação, para melhorar a acuidade diagnóstica e confirmar a sua utilização como bio marcadores.<br>Objectives: We performed a systematic review of the studies comparing the accuracy of the different modalities of magnetic resonance imaging in the diagnosis of Parkinson's disease with clinical diagnosis and healthy controls, exploring its potentials as biomarkers. Methods: We searched for studies and research reviews in, the MEDLINE, EMBASE, B-on (the online knowledge Library) databases, and in bibliography cited in relevant studies, comparing the MRI differences between Parkinson’s disease patients and healthy controls to access the accuracy of the different methods, the results were extracted and estimates were pooled by random-effects meta-analysis. Results: 834 studies were identified using MRI in PD but only 48 studies were eligible for inclusion, with a total of 1362 Parkinson’s disease patients and 1023 healthy controls, whose results were divided into four groups: 1st- Structural, Iron and Neuromelanin MRI; 2nd- DTI (diffusion tensor imaging) with FA and MD; 3rd- Spectroscopy (MRS); 4th- fMRI that includes RS-fMRI (resting state fMRI). It was found changes in basal ganglia, thalamus, white and gray matter in the different MRI modalities. In the 1st and 2nd group we performed a meta-analysis for the Volume and Fractional Anisotropy (FA) of the Substantia Nigra (SN) respectively. A good effect size of the reduction was found for both in the PD patients versus controls in structural MRI (-0,877, 95% confidence interval -1,049 to -0.705, p < 0.0001) and in DTI (-0,811, 95% confidence interval -1,036 to -0,586, p < 0,0001). With a low level of heterogeneity. Conclusions: Magnetic Resonance Imaging has a good accuracy in separate PD patients from Healthy Controls, and could have a role in detecting pre manifest disease, monitoring progression and drug therapeutic impact. Larger prospective and longitudinal studies using DTI, Spectroscopy, fMRI, RS-fMRI and other modalities of MRI on larger cohorts of patients with Parkinson´s disease are needed to investigate some of the actual encouraging preliminary findings. Standardization of protocols is a need and will be a reality in the future and that will help us to get better and comparable results. Combination of modalities could improve the diagnostic accuracy.