COLOIDES MAGNÉTICOS

Coloides magnéticos do tipo iônico são sistemas coloidais formados por íons dispersos em um líquido iônico, que é um composto orgânico que se encontra no estado líquido à temperatura ambiente. Esses coloides apresentam propriedades magnéticas que podem ser controladas por um campo magnético externo, o que os torna potencialmente úteis para diversas aplicações, como separação de fases, catálise e biomedicina.

Simulações computacionais podem auxiliar na descrição desses sistemas, pois permitem estudar as interações entre as partículas coloidais e o meio dispersante, bem como as propriedades estruturais, dinâmicas e termodinâmicas dos coloides. Além disso, as simulações podem fornecer informações sobre os efeitos do campo magnético, da temperatura, da concentração e do tamanho das partículas sobre o comportamento dos coloides magnéticos do tipo iônico.

Sob essa perspectiva, pesquisadores da Universidade de Brasília (UnB), desenvolveram o programa MagLiq-pH, um software capaz de simular coloides magnéticos do tipo iônico, que são misturas de partículas carregadas e dispersas em um meio líquido. O software utiliza o algoritmo de Metropolis, um método estatístico que gera uma amostra representativa do sistema em equilíbrio, para calcular propriedades macroscópicas dos coloides magnéticos, como a interação entre as partículas, a estabilidade coloidal e o efeito do pH do solvente na carga superficial das partículas. O programa MagLiq-pH é uma ferramenta útil para o estudo e a aplicação de coloides magnéticos, especialmente em áreas biomédicas, pois permite prever o comportamento dessas misturas em diferentes condições ambientais.

VANTAGENS

• Eficiência: Cria uma amostra representativa do sistema em equilíbrio;

É útil para o estudo e aplicação de coloides magnéticos em áreas biomédicas e catálise;
Calcula o efeito do pH do solvente na carga superficial das partículas.
• Versatilidade: Possibilita prever o comportamento dos coloides magnéticos em diferentes condições ambientais.

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TÉCNICA DE TITULAÇÃO

A titulação volumétrica é uma das técnicas clássicas da química analítica, sendo utilizada para a determinação da concentração de diferentes espécies químicas de interesse, os analitos. Esta técnica consiste na adição gradual de um reagente, o titulante, a uma solução da amostra, acompanhada da observação de mudanças físico-química no sistema em função da interação entre titulante e analito. Geralmente, a técnica de titulação volumétrica pode ser utilizada para observar o comportamento de fluoróforos naturais, como as substâncias húmicas, a partir da formação de complexos destas substâncias com espécies paramagnéticas como os íons Cu 2+. As substâncias húmicas possuem estrutura molecular complexa, que contêm diversos anéis aromáticos e ligações duplas conjugadas, de forma que normalmente emitem radiação ultravioleta e visível frente a excitação com uma radiação de maior energia, sendo este fenômeno conhecido como fluorescência. Assim, para se obter informações sobre as características das substâncias húmicas são realizadas titulações com alguma espécie química, onde o sinal de fluorescência é monitorado. Sob essa perspectiva, pesquisadores da Universidade de Brasília (UnB), desenvolveram um sistema automatizado de titulação fluorimétrica com dosagem microfluídica e uso para determinação de parâmetros de complexação de espécies paramagnéticas frente a fluoróforos.

SISTEMA AUTOMATIZADO DE TITULAÇÃO

A presente invenção refere-se a um titulador automático para determinação de parâmetros de complexação de fluoróforos com espécies paramagnéticas, permitindo a realização de experimentos, usualmente demorados, com o mínimo de procedimentos manuais.

VANTAGENS

• Automatização: Promove uma titulação automática para determinação de parâmetros de complexação de fluoróforos com espécies paramagnéticas;
• Eficiência: Permite a realização de experimentos, usualmente demorados, com o mínimo de procedimentos manuais, resultando em menos mão de obra, redução de materiais e diminuição do tempo de execução.

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RESÍDUOS DE BROMETO DE ETÍDIO

O brometo de etídio é um marcador não radioativo utilizado na identificação e visualização de ácidos nucleicos em eletroforese em gel, sendo uma das principais ferramentas para a elucidação de estruturas secundárias e terciárias do DNA. Devido à capacidade de causar mutações genéticas e a sua relativa toxicidade, este é um resíduo que exige certo cuidado e não pode ser simplesmente descartado de qualquer forma. Sob essa perspectiva, pesquisadores da Universidade de Brasília desenvolveram um dispositivo eletrônico que atua em soluções residuais, realizando o monitoramento da degradação do brometo de etídio, além de conter um sistema automatizado para manipulação das amostras.

DISPOSITIVO PARA QUANTIFICAÇÃO AUTOMÁTICA DE BROMETO DE ETÍDIO

A presente invenção refere-se a um dispositivo que realiza o monitoramento da degradação e a quantificação do brometo de etídio em soluções residuais, sendo também composto por um sistema eletrônico que realiza o controle da reação de degradação e faz a quantificação de forma instantânea. A partir dos dados apresentados no monitoramento, o dispositivo verifica se o processo de tratamento foi finalizado ou se deve ser repetido, até que o resíduo possa ser descartado em sistema de esgoto comum. O dispositivo contém um sistema de detecção fluorimétrica, baseado na excitação com fótons provenientes de um diodo emissor de luz e transdução do sinal de fluorescência com fotodiodos.

VANTAGENS

• Eficiência: Monitoramento da degradação do brometo de etídio;
• Custo-benefício: Dispositivo de estrutura simples, fácil montagem e baixo custo de fabricação;
• Sustentabilidade: Resíduo final do processo pode ser descartado em rede de esgoto sem necessidade de tratamentos posteriores;
• Segurança: Alternativa mais segura para a quantificação de brometo de etídio em soluções residuais do que as estratégias manuais atualmente utilizadas.

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UM MOSAICO DE OPÇÕES PARA MONITORAR SUA INCUBADORA

A utilização de culturas de material biológico, tais como células, bactérias, fungos, dentre outros, é uma prática amplamente utilizada na obtenção de diagnósticos clínicos ou em pesquisas biomédicas. Este material biológico normalmente é cultivado em câmaras especiais, incubadoras, onde a temperatura, a umidade e outros fatores podem ser controlados a fim de se manter um ambiente ideal para seu o desenvolvimento. Sob essa perspectiva, pesquisadores(as) da Universidade de Brasília criaram um kit para monitoramento automático de amostras biológicas em incubadoras, equipado com um sistema eletrônico para o controle da iluminação, aquisição, armazenamento e transmissão de imagens, compatível com placas de cultura de vários formatos e tamanhos. As análises das amostras de materiais biológicos, não raramente, requerem um acompanhamento regular e preciso do desenvolvimento da cultura em crescimento. Considerando a complexidade da análise microbiológica em avaliação, o controle do ambiente interno da incubadora apresentou um grande avanço com a aplicação de técnicas de automação e controle voltadas para a regulação das condições internas da câmara de incubação, tais como, temperatura e tempo de incubação. A presente invenção refere-se a um sistema para a iluminação, aquisição e transmissão de imagens com aplicação na área da microbiologia clínica e veterinária, que utiliza a técnica de monitoramento por meio de mosaico de imagens, situando-se no campo dos equipamentos laboratoriais para monitoramento de amostras biológicas para análises realizadas nas áreas médica, biológica, veterinária e farmacológica.

VANTAGENS

• Eficiência: Monitoramento simultâneo de, pelo menos, duas amostras biológicas em incubadoras;
• Aprimoramento: Imagens à baixa distância e com alta qualidade;
• Simplificação: Utilizar a sobreposição de imagens para a formação do mosaico, e, assim, exigir uma menor quantidade de câmeras de aquisição de imagens;
• Versatilidade: O kit pode ser instalado em qualquer incubadora comercial; Compatível com placas de cultura de vários formatos e tamanhos;

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METANOL E ETANOL COMO CONTAMINANTES EM PRODUTOS COMERCIAIS

A presença de metanol e aldeídos em produtos industriais representa um grave risco à saúde pública. Essas substâncias tóxicas, encontradas em diversos produtos do nosso dia a dia, podem causar danos severos como cegueira e câncer. O reagente de Schiff, um método simples e barato para detectar aldeídos, é limitado por sua instabilidade. A rápida perda de sua atividade, devido à evaporação do dióxido de enxofre, restringe o tempo disponível para a análise e o torna pouco prático para análises de rotina. A detecção de alcoóis também depende desse reagente, necessitando da prévia oxidação dos alcoóis a aldeídos. A instabilidade do reagente de Schiff é um obstáculo significativo para a detecção rápida e eficaz de contaminantes em produtos industriais. A breve janela de tempo para realizar a análise torna o processo sujeito a erros e dificulta o controle de qualidade. A busca por métodos mais eficientes e estáveis tem sido um desafio para a indústria. Pensando nisso, pesquisadores da Universidade de Brasília (UnB) desenvolveram uma solução promissora para esse problema. Ao propor um método para estabilizar o reagente de Schiff por períodos mais longos e um kit para detecção rápida de aldeídos/alcoóis, os pesquisadores da UnB contribuem para a melhoria dos processos de controle de qualidade na indústria. Essa inovação permite uma identificação mais rápida e confiável de contaminantes, garantindo a segurança dos consumidores e o cumprimento das normas regulatórias. No presente invento foi realizado um aperfeiçoamento na forma de estocagem do reagente de Schiff, evitando a perda de SO2, sendo estabilizado em diversos veículos na forma líquida (como, por exemplo, em solução aquosa) ou sólida (como por exemplo, papel). Isto permite uma maior durabilidade do reagente de Schiff. Outro aspecto do trabalho aborda o desenvolvimento de um método de análise colorimétrica qualitativo e semiquantitativo desses compostos nas amostras, permitindo estimar a concentração dos contaminantes na amostra. Todos esses inventos estão contemplados em um kit para teste de detecção rápida que pode ser empregado nas rotinas de monitoramento de produtos industriais como forma de controle de qualidade.

VANTAGENS

• Confiabilidade: Teste qualitativo confiável para a detecção de aldeídos e alcoóis em uma gama considerável de produtos comerciais, especialmente combustíveis e solventes líquidos, bebidas alcoólicas gaseificadas ou não, cosméticos, limpeza pessoal e produtos saneantes;
• Versatilidade: Utilização dos reagentes de Schiff propostos, tanto em fase líquida como em fase sólida, sem contaminar a amostra durante a análise de detecção;
• Eficiência: Produtos e metodologias de detecção em campo, viabilizando o emprego de reagente de Schiff de forma estável; Detecção com precisão da presença de metanol em quantidades amostrais desde 0% até 100%;
• Sustentabilidade: Possibilidade de utilização de recarga e/ou refil dos reagentes analíticos que compõem o kit portátil, principalmente para o caso do reagente de Schiff estabilizado em solução.

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BIOCATALISADOR + BIOCOMBUSTÍVEL: UMA SINERGIA AMBIENTALMENTE AMIGÁVEL

É de conhecimento da sociedade que o setor petroquímico é uma das principais fontes causadoras de danos ambientais, uma vez que a queima de combustíveis derivados do petróleo atenuam problemas como o efeito estufa e o aquecimento global, por exemplo.

Por isso, há algumas décadas a sociedade vem buscando alternativas para minimizar esses problemas ambientais e os biocombustíveis são (e serão) peças fundamentais nesse jogo. O diesel, por exemplo, vem sendo substituído pelo biodiesel: um combustível renovável produzido, principalmente, a partir de óleos vegetais e residuais.

Nesse cenário, o processo de transesterificação tem se apresentado como uma excelente opção para a produção de biodiesel, visto que o processo é relativamente simples, obtendo o biocombustível com propriedades similares ao diesel de petróleo.

Sob essa óptica, pesquisadores da Universidade de Brasília desenvolveram um biocatalisador enzimático para reação de transesterificação no qual as enzimas são imobilizadas em um suporte de micropartículas de terpolímeros.

MICROPARTÍCULAS POLIMÉRICAS COMO SUPORTE PARA IMOBILIZAÇÃO DE ENZIMAS PARA REAÇÕES DE TRANSESTERIFICAÇÃO

A presente tecnologia situa-se no campo da química aplicada e descreve a síntese de materiais poliméricos microparticulados e multifuncionais, de morfologia esférica, obtidos a partir da polimerização dos monômeros vinílicos metacrilato de metila, pivalato de vinila e metacrilato de glicidila.

Essas partículas terpoliméricas porosas produzidas podem ser utilizadas para a imobilização de enzimas e, posteriormente, aplicadas como catalisadores heterogêneos em reação de transesterificação de óleos vegetais para a produção de biodiesel, representando uma interessante alternativa no cenário dos combustíveis alternativos

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VANTAGENS

• Superfície porosa com grande área superficial, composta por micropartículas de morfologia esférica podendo conter superfícies lisas ou porosas, beneficiando a imobilização de enzimas;
• Micropartículas porosas multifuncionais e resistentes à ação de solventes;
• Suportes poliméricos com estabilidade térmica e resistência química e mecânica.

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NOVO MARCADOR FLUORESCENTE SELETIVO DE LIPÍDEOS PARA O ESTUDO DE CÉLULAS E ORGANISMOS

Os avanços científicos de áreas da biologia relacionadas ao estudo das células e tecidos muitas vezes demandam reagentes de alta especificidade e qualidade, como, por exemplo, marcadores fluorescentes de estruturas celulares. Essas substâncias se acoplam às estruturas celulares específicas para que seja possível localizá-las, observá-las e compará-las durante a realização de microscopia de fluorescência.

No entanto, os marcadores fluorescentes atualmente disponíveis no mercado apresentam diversas desvantagens, como: rápido decaimento da emissão de luz, baixa solubilidade em água, alta toxicidade, instabilidade, amplos espectros de emissão, necessidade de baixíssima temperatura de armazenamento e baixa vida útil.

Em busca de melhores fluoróforos que superem esses desafios, pesquisadores da Universidade de Brasília desenvolveram um composto fluorescente inovador específico para a marcação de lipídeos em células vivas ou fixadas.

MARCADOR FLUORESCENTE MULTIFUNCIONAL

A presente invenção trata-se de um marcador fluorescente de lipídeos eficiente na localização e quantificação de lipídeos intracelulares, podendo ser aplicado não apenas em análises celulares laboratoriais, como também nas indústrias alimentícia e biotecnológica de combustíveis, visto que pode ser utilizado na quantificação de lipídeos em microrganismos selvagens ou geneticamente modificados.

VANTAGENS

• Eficiência: Especificidade para lipídeos;
• Aplicabilidade: Aplicação nas indústrias alimentícia e de biocombustíveis, além de uso em pesquisas científicas;
• Adaptabilidade: Facilidade na modificação, de acordo com o interesse de aplicação;
• Resistência: Elevada fotoestabilidade, evitando degradação quando exposto à luz;
• Qualidade: Boa relação sinal-ruído;
• Sustentabilidade: Menor utilização de laser, evitando o aquecimento da amostra, prevenindo mudanças morfológicas e o estresse oxidativo dos sistemas biológicos, além de possibilitar a obtenção de imagens de alta qualidade;
• Prática: Possibilidade de ser estocado em temperatura ambiente;
• Compatibilidade: Solúvel em água;
• Versatilidade: Utilizável tanto in vitro como in vivo.

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PRODUÇÃO DE BIOCOMBUSTÍVEIS E COMPOSTOS COM VALOR AGREGADO A PARTIR DE RESÍDUOS VEGETAIS

A produção de biocombustíveis, xilitol e ácidos orgânicos a partir da biomassa lignocelulósica (por exemplo: bagaço, restos de plantas) pode ser realizada via fermentação de açúcares. Os açúcares contidos na biomassa lignocelulósica incluem hexoses e pentoses, provenientes da celulose e hemicelulose, respectivamente. Uma das pentoses mais abundantes no mundo é a xilose, sendo o principal açúcar presente na hemicelulose de várias biomassas, o que aponta para um grande potencial na obtenção de combustíveis e outros produtos químicos.

No entanto, a levedura Saccharomyces cerevisiae, amplamente utilizada nos processos de fermentação devido à sua alta produtividade e resiliência, não consome a xilose naturalmente devido a falta de um metabolismo robusto para essa finalidade.

Uma das formas de viabilizar a fermentação de xilose pela S. cerevisiae é pela inserção de genes que produzem proteínas responsáveis pela captação e metabolização desse açúcar nessa levedura.

LEVEDURAS QUE PROMOVEM MAIOR EFICIÊNCIA FERMENTATIVA

Naturalmente, as leveduras S. cerevisiae tem preferência de consumo de açúcares da classe das hexoses durante os processos fermentativos, visto as proteínas que absorvem os açúcares presentes no meio terem preferência por essa classe de açúcares em detrimento das pentoses, como a xilose. Uma das consequências geradas por essa seletividade é o prolongamento do tempo total de fermentação, reduzindo a produtividade do processo e aumentando as chances de contaminações bacterianas.

Como alternativa para contornar esse problema, pesquisadores da Universidade de Brasília desenvolveram uma levedura modificada que expressa proteínas transportadoras de pentoses para que a xilose possa ser captada com maior eficiência, diminuindo o tempo de fermentação, aumentando a produtividade do processo e reduzindo as chances de contaminações generalizadas.

VANTAGENS

• Eficácia: Levedura recombinante que aumenta a produtividade do processo fermentativo, diminuindo o tempo de produção de produtos fermentados, como biocombustíveis, xilitol e ácidos orgânicos;
• Economia circular: Possibilita o aproveitamento de matéria residual de processos agrícolas, industriais e domésticos, tais como bagaço, restos de podas, restos de alimentos vegetais, entre outros;
• Sustentabilidade: Contribui para a redução do desperdício e para uma economia cíclica e mais sustentável.

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TRANSCRIPTASE REVERSA: UMA ENZIMA QUE REVOLUCIONOU O DESENVOLVIMENTO DAS CIÊNCIAS BIOLÓGICAS

O dogma central da Biologia Molecular de que a informação genética é transferida de forma unidirecional, no sentido DNA > RNA > Proteína, foi impactado imediatamente a partir do momento da descoberta da enzima transcriptase reversa (RT). Essa enzima, capaz de polimerizar um DNA a partir de uma molécula de RNA, é fundamental na replicação de vírus da família dos retrovírus, tais como o HIV e HTLV.

Entender o funcionamento da enzima RT é fundamental para o desenvolvimento da Biologia Molecular, visto que ela possibilita o uso de técnicas de estudos moleculares como: clonagem molecular, estudo dos vírus oncogênicos, detecção de retrovírus endógenos e exógenos.

Entretanto, no mercado atualmente a disponibilidade de transcriptases reversas que possuam boas características bioquímicas para aplicação industrial é restrita, além do fato dessas enzimas serem pouco solúveis e terem atividade RNAsica, prejudicando a sua utilização.

Visando contornar esses problemas, pesquisadores da Universidade de Brasília e da Universidade Federal de São João Del Rei construíram estrategicamente uma RT recombinante com algumas mutações para melhorar a solubilidade e diminuir a atividade RNAsica. Desse modo, essa nova enzima apresenta melhor aplicabilidade na perspectiva industrial.

VANTAGENS

• Eficácia: Processo de obtenção de enzima recombinante por meio de engenharia genética;
• Estabilidade: Enzima mais estável, possibilitando sua aplicação industrial, laboratorial e clínica;
• Amplitude: Pedido de patente com reivindicação de um produto (a enzima RT), seu processo de obtenção e do uso.

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