>> e2n 2013 · a nanotenologia irá permitir o desenvolvimento de novos materiais e produtos...
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>>E2N 2013
Programa e resumos do encontro
ENCONTRO NACIONAL DENANOTOXICOLOGIA
2 e 3 de Abril de 2013Instituto Superior Técnico | Lisboa
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A Nanotecnologia utiliza as propriedades únicas da matéria à nanoescala, na qual a produção de nanopartículas e nanomateriais oferecem potenciais benefícios sócio-económicos, ambientais e para a saúde humana. Sendo a nanotecnologia um dos sectores em maior desenvolvimento, o aparecimento de nanomateriais no meio ambiente é inevitável, tornando-se essencial o conhecimento dos seus efeitos nos sistemas biológicos e do seu comportamento e destino no ambiente. O E2N tem como objetivo promover uma participação alargada a todos os campos do saber sobre o impacte e a segurança das nanopartículas e nanomateriais manufaturados na saúde humana e no ambiente. O E2N será um lugar de partilha de conhecimento e de discussão do estado da arte da investigação em Portugal, para uma melhor percepção dos desafios e promoção de novas iniciativas na área da nanotoxicologia.
E N C O N T R O N A C I O N A L D E N A N O T O X I C O L O G I A 2 0 1 3 P 3
Zhengwei Pan; DTNW; Yugang Sun; nabond.com; Purdue Univ.
comissão organizadoraAna Picado, Laboratório Nacional de Energia e Geologia (LNEG)Fernanda Cássio, Universidade do Minho (UM)Rute Domingos, Instituto Superior Técnico (IST)Susana Loureiro, Universidade de Aveiro (UA)
comissão científicaElsa Mendonça, Agência Portuguesa do Ambiente (APA)João Lavinha, Instituto Nacional de Saúde Dr. Ricardo Jorge (INSA)João Paulo Pinheiro, Universidade do Algarve (UAlg)Maria João Bebianno, Universidade do Algarve (UAlg)Tito Trindade, Universidade de Aveiro (UA)
Instituto Superior TécnicoAnfiteatro do Complexo Interdisciplinar Av. Rovisco Pais, nº1, 1049-001 LISBOA
LocaL
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Dia 2
13h00 – Registo
14h00 – Sessão de Abertura
14h15 - Nanomateriais e Electrónica ou Materiais e Nanoelectrónica – Elvira Fortunato, FCT-UNL
I Sessão: Caracterização e aplicações – Moderador: José Paulo Pinheiro, UAlg
14h50 - Palestra: Nanocristais de metais e derivados compósitos em análise química – Tito Trindade, UA
15h20 - Avaliação integrada de Nanomateriais: caracterização de suspensões coloidais por LIBD – Manuel Abreu, FCUL
15h40 - Compósitos de polímeros naturais e nanopartículas de prata: síntese, caracterização e estudo da sua aplicação – Ricardo Pinto, UA
16h00 - Nanomedicina: Novas Nanopartículas Poliméricas – Carina Crucho, FCT-UNL
16h20 - 16h50 – Coffee Break e Sessão de posters
16h50 - Dissolução de nanopartículas de ZnO - Efeitos do pH, força iónica, concentração e radiação UVB – Carlos Monteiro, IST
17h10 - Estabilidade de core/shell quantum dots: influência do pH e de ligandos orgânicos pequenos – Cristiana Franco, IST
17h30 - Caracterização de nanopartículas em ensaios de tratamento de água – Vânia Serrão Sousa, UAlg
17h50 - Lixiviação de nanopartículas metálicas no solo – Daniela Tavares, UA
18h10 - Desafios inerentes ao desenho de experiências toxicológicas com nanopartículas, relevantes do ponto de vista
ambiental – José Paulo Pinheiro, UAlg
18h30 – Moscatel de honra
Programa
>>encontro nacionaL de nanotoxicoLogia
2 e 3 abriL de 2013
Instituto Superior TécnicoAnfiteatro do Complexo Interdisciplinar
Av. Rovisco Pais, nº1, 1049-001
LISBOA
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Dia 3
II Sessão: Ecotoxicidade – Moderador: Elsa Mendonça, APA
9h00 – Palestra: Será o Exposoma a chave para a avaliação de risco ambiental das nanopartículas? – Maria João Bebianno, UAlg
9h30 – NanoTiO2 e nanodiamante: aspectos relativos à caracterização e determinação da toxicidade ambiental – Ana Picado, LNEG
9h50 – O poli-hidroxi-fulereno pode estimular o crescimento de leveduras e mitigar o stress oxidativo induzido pelo
cádmio – Fernanda Cássio, UMinho
10h10 – Comparação dos efeitos de exposição a nanopartículas de TiO2 em duas espécies de peixes de água doce: Danio rerio e
Carassius auratus – Mário Diniz, FCT-UNL
10h30 - 10h50 – Coffee Break e Sessão de posters
10h50 – Especiação e biodisponibilidade do cádmio em bivalves de água doce - efeito das nanopartículas de TiO2 – Gonçalo Vale, IST
11h10 – Análise proteómica em mexilhões Mytilus galloprovincialis expostos a nanopartículas de prata e prata iónica – Tânia Gomes, UAlg
11h30 – Toxicidade de nano-óxido de zinco em Daphnia magna: efeitos dependentes do tamanho, dissolução e componente não-
nano – Susana Loureiro, UA
11h50 - 14h00 – Almoço e Sessão de posters
14h00 – Nanopartículas de dióxido de titânio revertem a repressão catabólica pela glicose dos enzimas málico e malato
desidrogenase em Saccharomyces cerevisiae UE-ME3? – Joana Capela-Pires, UÉvora
14h20 – Influência de factores ambientais na toxicidade de nanopartículas de ouro em organismos aquáticos – Toni Galindo, UA
III Sessão: Toxicidade Humana – Moderador: João Lavinha, INSA
14h40 – Palestra: Avaliação toxicológica de nanomateriais - avanços e desafios – Sónia Fraga, FFUP
15h10 – Abordagem qualitativa à avaliação e controlo do risco de exposição a nanopartículas artificiais – Francisco Silva, CTCV
15h30 – Caracterização da genotoxicidade de nanomateriais manufaturados numa linha celular de epitélio brônquico
humano – Maria João Silva, INSA
15h50 - 16h20 – Coffee Break e Sessão de posters
16h20 – Toxicidade celular de nanopartículas de óxidos metálicos em células de neuroblastoma humano – Carla Costa, INSA
16h40 – Citotoxicidade de Materiais Nanoporosos para o Armazenamento e Libertação Lenta de Óxido Nítrico – Ana C. Fernandes, FCUL
17h00 – Conclusões e fecho
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RESUMOSDO ENCONTRO <<<<<<<<<<<<
<<<<<<<<<<<<<<<
AutOr O mundo da nanociência e da nanotecnologia refere-se ao estudo e manipulação de matéria, partículas e estruturas à escala nanométrica.As propriedades dos materiais a esta escala, tais como, as eléctricas, ópticas, térmicas e mecânicas, são determinadas pela forma como as moléculas e os átomos se agregam à nanoescala originando estruturas maiores. Contudo, outra característica muito importante prende-se com o facto de à escala nanométrica estas propriedades são completamente diferentes dos mesmos materiais à macroescala, em especial devido a fenómenos de natureza quântica. Por seu lado a nanotecnolgia é a aplicação da nanociência permitindo o aplicação de nanomateriais e componentes em produtos de elevado valor acrescentado. A nanotenologia irá permitir o desenvolvimento de novos materiais e produtos com diferentes propriedades, tais como componentes nanoelectrónicos, novos tipos de medicina, novos sensores e eventualmente novas interfases entre sistemas electrónicos e sistemas biológicos.Estas novas disciplinas encontram-se situadas entre a física, química, ciência dos materiais, microelectrónica, bioquímica e biotecnologia.Nesta palestra irei falar um pouco sobre a utilização de nanomateriais em electrónica e materiais em
nanoelectrónica com exemplos práticos desenvolvidos no CENIMAT|I3N.
Elvira Fortunato tem Agregação em Microelectrónica e Optoelectrónica, na Universidade Nova de Lisboa em 2005 e Doutoramento em Engenharia dos Materiais, especialidade Microelectrónica e Optoelectrónica, na Universidade Nova de Lisboa em Julho de 1995. Professora Catedrática desde Abril de 2012. Foi agraciada com vários prémios/distinções entre 1999 e 2012, nomeadamente, a Ordem do Infante D. Henrique, grau: “grande oficial”, atribuído pelo Presidente da República Portuguesa durante as comemorações solenes do Dia De Portugal, Camões e das Comunidades Portuguesas, em 2010 e a Bolsa atribuída pelo Conselho Europeu de Investigação na área das Engenharias e Ciências Físicas em 2008. Nos últimos 10 anos coordenou e participou em mais de 30 projectos de investigação científica num total superior a 8 M€ dos quais 11 são internacionais. Neste mesmo período submeteu em autoria e co-autoria 57 patentes, das quais 7 concedidas (uma em parceria com a SAMSUNG) assim como o registo da marca paper® em 14 países. É consultora de várias empresas Nacionais e Internacionais, das quais se destacam: SAMSUNG; LG; ETRI; SAINT GOBAIN; ESSILOR; HP; KEMET; SOLAR PLUS. Nos últimos 10 anos supervisionou 10 estudantes de mestrado, 16 estudantes de doutoramento e 8 pos-doutorados. Desde 2004 já foi convidada para dar palestras em conferências internacionais da especialidade num total de 80 até ao presente momento. Possui mais de 400 artigos publicados em revistas internacionais da especialidade. Organizou e/ou participou na realização de 14 conferências internacionais. Integra desde 2012 o Conselho Científico da Fundação Francisco Manuel dos Santos e o Conselho Nacional de Ciência e Tecnologia desde 2012. É Membro da Academia de Engenharia sendo Co-Editora da revista científica “Europhysics Letters” da EPS. É Editora Associada da revista científica “Rapid Research Letters Physica Status Solidi” desde Novembro 2006 da editora Wiley. É Membro do corpo editorial da revista Applied Surface Science desde 2012. É Editora convidada das revista científica: “Thin Solid Films” e do “Journal of Non-Crystalline Solids” da editora Elsevier e do “Journal of Physica Status Solidi (a)” da editora Wiley.
>>PALESTRA DE ABERTURANanomateriais e Electrónica ou Materiais e Nanoelectrónica?
Elvira Fortunato
InStItuIçãO CENIMAT/I3N, Departamento de Ciência dos Materiais, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade Nova de Lisboa
DIA 2 - 14h15
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E-mAIL DO OrADOr [email protected]
Nanoestruturas de ZnO produzidas por síntese hidrotérmica em micro-ondas.
nOtA BIOgráfIcA
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>>COMUNICAÇÕES ORAIS >Caracterização e aplicações
AutOr As propriedades físicas e químicas dos nanocristais inorgânicos são diferentes das dos sólidos
macrocristalinos correspondentes devido a efeitos de tamanho de partícula e de superfície. Estes materiais
têm sido amplamente investigados, não só devido ao seu interesse intrínseco em estudos fundamentais,
mas também como materiais funcionais em novas aplicações. Entre a diversidade de materiais disponíveis
atualmente, esta palestra foca a síntese química de nanocristais de metais e a sua utilização no fabrico de
novos materiais. Em particular, descreve-se investigação recente no nosso grupo sobre a utilização de
nanometais na preparação de compósitos de base polimérica utilizando técnicas preparativas in situ e ex situ.
Assim serão discutidas duas estratégias distintas que dependem do tipo de nanocristais de metais usados. Na primeira
abordagem descreve-se a síntese in situ de compósitos de polímeros sintéticos contendo nanocristais hidrofóbicos, em
que estes apresentam as suas superfícies protegidas com surfactantes orgânicos. Na segunda estratégia é descrita a
utilização de colóides aquosos de metais e polímeros de origem natural na preparação ex situ de bionanocompósitos.
Finalmente, recorrendo a sistemas selecionados de ambos os tipos de nanocompósitos, descreve-se a sua utilização
como substratos em espetroscopia de difusão de Raman com intensificação de sinal em superfícies (SERS: Surface
Enhanced Raman Spectroscopy). A aplicação destes nanomateriais na deteção vestigial por SERS, de compostos de
interesse biológico e ambiental, será discutida tendo em conta vantagens comprovadas e desafios colocados atualmente.
O autor agradece o financiamento prestado pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT) (PTDC/CTM-
NAN/120668/2010; Pest-C/CTM/LA0011/2011), FSE e POPH.
Tito Trindade é Professor Associado com Agregação da Universidade de Aveiro e membro do Laboratório Associado
CICECO da mesma universidade, onde coordena uma linha de investigação. Concluiu em 1996 o doutoramento no
Imperial College of Science, Technology and Medicine (Londres) com investigação pioneira na síntese química
de nanocristais de semicondutores. Regressado a Aveiro implementou atividades de investigação na síntese e
modificação química de nanomateriais, que estiveram na base de diversos estudos de pós-graduação. Tem cerca
de 160 publicações científicas, 3 patentes e diversas comunicações científicas. É co-editor do livro “Nanocomposite
particles for bio-applications- materials and biointerfaces” (Pan Stanford, 2011). Tem lecionado diversas unidades
curriculares ao nível do 1º, 2º e 3º ciclos de estudos, tais como Nanoquímica, Química de Materiais e Química
Inorgânica. É atualmente o diretor do Programa Doutoral em Nanociências e Nanotecnologia da Universidade de Aveiro.
Nanocristais de metais e derivados compósitos em análise química
Tito Trindade
InStItuIçãO Dept. de Química - CICECO, Instituto de Nanotecnologia,Universidade de Aveiro
nOtA BIOgráfIcA
DIA 2 - 14h50
E-mAIL DO OrADOr [email protected]
Palestra convidada
E N C O N T R O N A C I O N A L D E N A N O T O X I C O L O G I A 2 0 1 3 P 1 2
AutOr A caracterização dimensional das nanoparticulas presentes no ambiente é uma tarefa crítica em termos da
avaliação da sua ecotoxicidade e do seu impacto no meio envolvente. A avaliação dos efeitos de nanopartículas
no organismo é crucial e é necessária informação sobre a bioacumulação e as respostas fisiológicas, factores que
dependerão em absoluto do tipo partículas e das suas dimensões.
Existem actualmente várias técnicas que permitem fazer esta caracterização, se bem que com limites evidentes
quanto à amostragem, dimensões mínimas e, quando se trata de análises em suspensões, das concentrações em
que é possível obter resultados concludentes.
A situação é particularmente crítica quando se pretende fazer medidas em suspensões coloidais com partículas
de dimensões inferiores a 100 nm e em concentrações inferiores a 1mg/l.
A técnica de Laser Induced Breakdown Detection (LIBD) pode constituir uma solução para medir dimensões e
concentrações em coloides precisamente nestas condições, através da análise de plasmas induzidos por impulsos
laser nas amostras.
Este artigo apresenta o trabalho experimental realizado para a caracterização de várias suspensões de
nanoparticulas de diversos materiais, tais como o nanodiamente, oxido de sílica e poliester, avaliando os
resultados face a partículas normalizadas de dimensões conhecidas.
Numa primeira fase de análise de resultados, foi possível avaliar algumas das limitações da técnica, sobretudo
em termos de obtenção de medidas dimensionais absolutas e da variabilidade dos factores de calibração entre
partículas de materiais diferentes.
Agradecimentos
Este trabalho teve financiamento da FCT–Fundação para a Ciência e a Tecnologia no âmbito do projecto PTDC/
CTM/099446/2008
Avaliação integrada de Nanomateriais: caracterização de suspensões coloidais por LIBD
Manuel A. AbreuJoão CoelhoFernando MonteiroAntónio Oliveira
InStItuIçãO Laboratório de Óptica, Lasers e Sistemas, Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa
DIA1 - 15h20
E-mAIL DO OrADOr [email protected]
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AutOr Atualmente assiste-se ao desenvolvimento de novos materiais funcionais com base em matrizes poliméricas obtidas
a partir de materiais renováveis como por exemplo a celulose, o quitosano e o pululano, entre outros. O uso de
biopolímeros deve-se não só à sua abundância e proprieades únicas (químicas e estruturais) mas também pela
produção em larga escala de alguns deles poder ser uma alternativa interessante em relação à utilização de recursos
fósseis cuja exploração contínua e massiva durante o último século tem levado à sua escassez progressiva e a graves
problemas ambientais1,2.
A utilização conjunta destes biopolímeros com nanopartículas (NPs) inorgânicas é uma metodologia usada para
a obtenção de propriedades e funcionalidades adicionais a nível dos materiais preparados. No caso específico da
prata, o principal interesse reside nas suas propriedades antimicrobianas, sendo a prata um agente antimicrobiano
conhecido e usado desde antigas civilizações. Recentemente surgiu renovado interesse por este material devido a
que às NPs de Ag, ao contrário dos antibióticos convencionais, não foi ainda associada resistência antimicrobiana3.
A presente comunicação pretende dar uma visão geral sobre diversas metodologias de preparação e caracterização
deste tipo de materiais, nomeadamente os baseados no uso de celulose, quitosano e pululano. Os nanocompósitos
foram obtidos na forma de fibras individualizadas no caso dos nanocompósitos com celulose e sob a forma de filmes
transparentes no caso da utilização de quitosano e pululano. Os nanomateriais preparados foram caracterizados em
termos das suas propriedades morfológicas e óticas e, embora apresentem um potencial prático enorme em diversas
áreas, foi investigada especificamente a sua aplicação como materiais antimicrobianos.
Estes nanocompósitos apresentaram uma elevada eficiência contra uma gama de micro-organismos, tanto bactérias
como fungos, mostrando a sua possível aplicação como materiais antimicrobianos, como por exemplo em biofilmes
para libertação prolongada de Ag(I).
Figura 1 - Nanocompósitos de prata em matriz de celulose (a) e quitosano (b).
Referências1Fernandes, S. C. M.; Oliveira, L.; Freire, C. S. R.; Silvestre, A. J. D.; Neto, C. P.; Gandini, A., Green Chemistry 2009,
11, 2023-2029. 2Belgacem, M. N.; Gandini, A. Monomers, Polymers and Composites from Renewable Resources, 1st ed.;
Elsevier: London, 2008.3Pinto, R. J. B.; Neves, M.C.; Pascoal Neto, C. and Trindade, T. Composites of cellulose and metal nanoparticles.
In: F. Ebrahimi (Ed.), Composites – New Trends and Developments, InTech: Rijeka, Croatia, 2012, pp. 73-96.
Compósitos de polímeros naturais e nanopartículas de prata: síntese, caracterização e estudo da sua aplicação
Ricardo J.B. PintoCarlos Pascoal NetoTito Trindade
InStItuIçãO Dept. de Química e CICECO, Universidade de Aveiro
DIA 2 - 15h40
E-mAIL DO OrADOr [email protected]
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AutOr
Nanomedicina: Novas Nanopartículas Poliméricas
Existe um grande desafio para a descoberta de nanomateriais com o intuito de desenvolver novos sistemas
terapêuticos. Na natureza a nanotecnologia é frequentemente utilizada, onde nanoarquiteturas poliméricas
desempenham um papel central nos sistemas biológicos. A eficiência da natureza na construção e montagem
dos seus blocos básicos constituintes, de forma versátil na escala submicrométrica, têm impulsionado químicos
sintéticos a desenvolver nanoestruturas e respectiva incorporação em macroestruturas, procurando mimetizar
a natureza1. Dentro da nanotecnologia, a encapsulação de fármacos proporcionou o desenvolvimento e a
exploração de novos sistemas terapêuticos que visam melhorar o diagnóstico e terapia de doenças. Neste
contexto, os sistemas de transporte mais estudados, para libertação controlada, são as nanopartículas
poliméricas2,3. A escolha do polímero, o desafio de criar novos polímeros combinando propriedades hidrofílicas
e lipofílicas e a capacidade de controlar a libertação do fármaco, têm sido intensivamente investigadas, de
modo a fornecer um meio de modificar a distribuição do fármaco in vivo, ambicionando uma distribuição
mais seletiva do mesmo e, assim um aumento do índice terapêutico. Neste trabalho apresentamos a síntese
de nanopartículas poliméricas (NPPs) de poli(etileno glicol) (PEG), incorporando uma unidade de açúcar e um
ácido biliar. A síntese dos polímeros foi conseguida utilizando a experiência anterior do grupo em glúcidos4,5.
As NPPs foram preparadas pelo método de emulsão com evaporação do solvente e caracterizadas por AFM,
DLS e SEM.
Agradecimentos: Os autores agradecem à Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT) pelo financiamento
plurianual à instituição de acolhimento (PEst-C/EQB/LA0006/2011). Carina Crucho agradece à FCT pelo
financiamento através de uma bolsa de doutoramento (SFRH/ BD/71648/ 2010).
Referências1Ochekpe N. A., Olorunfemi P. O., Ngwuluka N. C., Trop. J. Pharm. Res. 2009, 8 (3), 265.
2M. Elsabahy, K. L. Wooley, Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 2545.
3R. Duncan, Curr. Opin. Biotechnol. 2011, 22, 492.
4M. T. Barros, K. Petrova, A, M. Ramos, J. Org. Chem. 2004, 69, 7772.
5C. Crucho, K. Petrova, R. C. Pinto, M. T. Barros, Molecules 2008, 13, 762.
Carina CruchoMaria Teresa Barros
InStItuIçãO REQUIMTE, Centro de Química Fina e Biotecnologia, Departamento de Química, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade Nova de Lisboa
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AutOr As nanopartículas (NPs) de óxido de zinco (ZnO) têm tido aplicadas em várias áreas de interesse económico,
saúde e ambiental. Consequentemente, o grande aumento destes compostos no ambiente aquático originou uma
preocupação emergente, principalmente relacionada com os potenciais impactos no biota. Entende-se agora que
esses impactes não devem apenas ser atribuídos às NPs per se mas também aos seus produtos de dissolução. No
entanto, os recentes trabalhos descritos na literatura examinam a toxicidade das NPs sem caracterizar as suas
propriedades fundamentais, como a dissolução e a agregação em condições ambientalmente relevantes.
As técnicas voltamétricas baseadas na cronopotenciometria de redissolução anódica com variação de potencial
de deposição (SSCP) e na ausência de gradientes e equilíbrio nerstiano de redissolução anódica (AGNES) foram
usadas para determinar a dissolução de diferentes NPs de ZnO: i) VN – em solução aquosa com um derivado de
poliacrilato de sódio (PAA) como estabilizador e tamanho nominal menor de 20 nm, comercializado pela ViveNano
Inc.; e ii) NAaq – em solução aquosa com hexametafosfato de sódio como estabilizador e tamanho nominal de 40
nm, comercializado pela NanoAmor Inc. Foram avaliados os efeitos de várias concentrações de NPs de ZnO em
diferentes condições de pH, força iónica e tempo de equilíbrio em solução, assim como as possíveis alterações
após a exposição a radiação ultravioleta B (UVB).
A dissolução das NPs aumenta com a diminuição do pH para os dois tipos de ZnO. 85 e 60 % de Zn dissolvido foi
obtido a pH 4.5 para dispersões com 1.8×10-6 M de Zn total das NPs de Vn e NAaq, respectivamente. Ao pH mais
elevado (pH = 8.5) a quantificação do metal dissolvido é problemática devido a uma variação do potencial de
meia-onda quando comparado com o valor obtido na onda de SSCP para o metal apenas, indicando que o metal
dissolvido está a ser complexado. Este não é um resultado inesperado, dadas as propriedades de complexação
bem conhecidas para as superfícies dos óxidos, no caso das NPs VN à presença do polielectrólito (PAA). A
dissolução destas NPs é dependente da sua concentração; a quase completa dissolução das NPs foi observada
para as menores concentrações de NPs estudadas.
A presença de radiação UVB parece não afectar a dissolução das NPs de ZnO para uma concentração de Zn total
de 1.0×10-5 M, com a excepção das NPs da NAaq a pH 8.5 e após 24 horas de exposição onde foi observado um
incremento na dissolução de aproximadamente 20%. Para uma concentração de Zn total de 1.8×10-6 M e após 30
min de exposição à radiação UVB o aumento da dissolução das NPs foi significativo em todas as condições de pH
estudadas e para ambas as NPs.
Este estudo é de grande importância, do ponto de vista ecotoxicológico, pois sugere que a dissolução das NPs
de ZnO em ambiente aquático natural pode ocorrer em maior medida do que o anteriormente previsto, mesmo
para as NPs estabilizadas. Parâmetros como o pH, força iónica, tempo de exposição e concentração das NPs,
assim como a exposição à radiação UVB, são factores cruciais que controlam a especiação das NPs em solução e,
portanto, também a sua biodisponibilidade.
Dissolução de nanopartículas de ZnO – efeitos do pH, força iónica, concentração e radiação UVB
Carlos E. Monteiro1
Kevin J. Wilkinson2
Rute F. Domingos1
InStItuIçãO 1 - Centro de Química Estrutural, Instituto Superior Técnico, Universidade Técnica de Lisboa
2 - Département de Chimie, Université de Montréal
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AutOr O aumento do conhecimento acerca do processamento, estabilidade e citotoxicidade de quantum dots (QD) requere
a compreensão da relação entre o grupo de ligação do QD, a estrutura da superfície e a afinidade com ligandos.
As técnicas voltamétricas cronopotenciometria de redissolução anódica com variação de potencial de deposição
(SSCP) e ausência de gradientes e equilíbrio Nernstiano de redissolução anódica (AGNES) foram usadas para
determinar a dissolução de um QD CdTe/CdS estabilizado com PAA (poliacrilato). Foram avaliados os efeitos
de várias concentrações de pequenos ligandos orgânicos como o ácido cítrico, glicina e histidina, bem como a
influência do pH (4.5 – 8.5) e do tempo de equilíbrio (0 – 48 h). A maior dissolução do QD foi obtida com o pH mais
ácido na ausência de ligandos (52%). A dissolução do QD foi mais elevada a pH 8.5 do que a pH 6.0 (24 vs. 4%),
resultado do aumento da capacidade o PAA para complexar o Cd dissolvido, originando uma maior solubilidade
do QD até se atingir o equilíbrio. A presença do ácido cítrico resultou numa maior dissolução do QD, enquanto
que a glicina actua contra a dissolução do QD. Surpreendentemente, a presença de histidina origina a formação
de complexos mais fortes ao longo do tempo, que podem ser não-lábeis, induzindo variações no ambiente local
da superfície do QD.
Estabilidade de core/shell quantum dots: influência do pH e de ligandos orgânicos pequenos
Cristiana Franco1
Rute F. Domingos1
José P. Pinheiro2
InStItuIçãO 1 - Centro de Química Estrutural, Instituto Superior Técnico
2 - Centro de Biomedicina Molecular Estrutural, Universidade do Algarve
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AutOr Actualmente as nanopartículas (NPs) sintetizadas, devido às suas propriedades únicas, são utilizadas em
diversas aplicações comerciais e industriais, tais como, electrónica, cerâmica, polímeros, medicina, cosméticos.
A elevada produção e utilização destes nanomateriais leva ao aumento da sua presença no ambiente,
aumentado a probabilidade da exposição por parte dos organismos vivos a estes materiais, assim como aos
efeitos adversos que possam resultar da sua toxicidade.
Uma vez que um dos possíveis destinos das NPs no ambiente são as massas de água, é necessário encontrar
soluções que removam com eficácia as NPs durante o tratamento de água. Nas últimas décadas a aplicação
de processos de separação por membranas, como a nanofiltração (NF), tem demonstrado a elevada eficiência
destes processos na remoção de compostos orgânicos e inorgânicos de reduzido peso molecular a baixas
pressões de operação.
Assim sendo, neste trabalho pretendeu-se caracterizar NPs comercias de óxido de cobre (CuO) e prata (Ag) com
vista à sua utilização em estudos de tratamento de água, designadamente NF. As NPs foram caracterizadas
relativamente ao seu tamanho, estado de agregação e carga a diferentes pH, e concentrações de sais e de
matéria orgânica natural (NOM), uma vez que estes são os factores que podem influenciar a eficiência de
remoção pelas membranas. O tamanho individual das NPs, assim como a sua análise morfológica, foram
determinados por microscopia electrónica de transmissão. O diâmetro hidrodinâmico e o potencial zeta foram
determinados por DLS e ELS, respectivamente.
Os resultados demonstraram que as NPs positivas de CuO, a pH próximo de 7, adsorvem na superfície
negativa das membranas de NF estudadas, enquanto para as NPs negativas de Ag a adsorção na superfície da
membrana é muito menor. Verificou-se ainda que a membrana de NF em estudo é muito eficiente na remoção
de NPs de CuO, sendo provavelmente o principal mecanismo de remoção a atração electrostática entre a
membrana e as NPs. Para as NPs de Ag a remoção foi muito menor, devido não só ao seu menor tamanho
quando comparado com as NPs de CuO, mas também devido à repulsão electrostática entre as cargas da
membrana e as de Ag. A agregação das NPs é favorecida próximo do ponto isoelétrico das NPs, quando as
NPs apresentam carga praticamente nula, assim como pelo aumento da concentração de sais e de NOM, até
uma determinada concentração a partir da qual as NPs mantêm-se estáveis. Estes resultados influenciam a
eficiência dos processos de tratamento e a compreensão dos mecanismos subjacentes à remoção das NPs
quando houver necessidade da sua remoção de ambientais naturais.
Caracterização de nanopartículas em ensaios de tratamento de água
Vânia Serrão SousaMargarida Ribau Teixeira
InStItuIçãO CENSE, Centro de Investigação em Ambiente e Sustentabilidade, e Universidade do Algarve, Faculdade de Ciências e Tecnologia
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AutOr Na última década, a produção e utilização de nanopartículas metálicas (NPs) teve um crescimento acentuado.
Contudo, existem ainda muitas incertezas relacionadas com o comportamento e o impacto de NPs sintéticas em
sistemas naturais. Estas incertezas estão relacionadas com o potencial para a ocorrência de transferência trófica
das NPs nas cadeias terrestres, pois processos tais como sorção das NPs dos solos pelas plantas, bioacumulação e
translocação estão ainda pouco estudados. O objetivo deste trabalho foi avaliar a transferência de nanopartículas
de ouro (AuNPs) e prata (AgNPs), do solo para a solução do solo, de forma a determinar o seu potencial para serem
adsorvidas ou absorvidas pelas raízes das plantas e/ou lixiviadas para as águas superficiais e subterrâneas.
As AuNPs e AgNPs foram sintetizadas a partir da redução de soluções aquosas de HAuCl4 e AgNO3 na presença
de citrato de sódio e boro-hidreto de sódio, respetivamente.1 A preparação dos colóides de AuNPs e AgNPs, em
água ultra-pura, foi monitorizada por espectroscopia na região do ultravioleta e visível (UV-Vis). As características
morfológicas das NPs foram avaliadas por microscopia de transmissão eletrónica (TEM). O potencial zeta dos
coloides aquosos foi medido e a concentração total de Au e Ag foi determinada por ICP-OES após digestão ácida.
Foram preparadas suspensões de AuNPs com concentrações de 15, 7.5 e 3 mg Au L-1 e suspensões de AgNPs com
concentrações de 27, 5.4 e 2.7 mg Ag L-1. Seguidamente, foram adicionados cerca de 270 mL de cada suspensão
(AuNPs ou AgNPs) a vasos contendo cerca de 1 kg de solo. O solo utilizado foi recolhido em Estarreja (Portugal), tem
um pH=4.7, 2% de carbono orgânico e 3% de argila. Foram realizadas 3 réplicas e 3 brancos (solos sem adição
de NPs). Foram efetuadas recolhas de solução do solo ao fim de 1 dia, 2, 3, 7, 10, 15, 22, 29, 36, 43, 50, 57, 64 e
73 dias. Ao longo de toda a experiência, os solos foram mantidos a cerca de 70% da sua capacidade de retenção
de água. As amostras de solução do solo foram caracterizadas utilizando a metodologia seguida na caracterização
dos colóides iniciais de AuNPs e AgNPs. Após esta caracterização, verificou-se que é possível observar AuNPs nas
amostras de solução do solo recolhidas até 3 dias após a sua adição ao solo, para qualquer das concentrações
iniciais. No caso das AgNPs foram observadas nanopartículas até 1 dia após a sua adição e apenas na solução de
amostras de solo a que tinha sido adicionada uma maior concentração de Ag coloidal. Nesta comunicação serão
ainda discutidos os resultados obtidos na análise da variação do pH e condutividade das amostras de solução de
solo ao longo dos 73 dias. Será também estudada a variação da concentração de espécies solúveis de Au e Ag
na solução do solo no sentido de perceber melhor a partição solo-solução das NPs. Finalmente, será avaliada a
relação entre a adição de AuNPs e AgNPs ao solo e a lixiviação de outros iões metálicos (como Cd2+, Zn2+, Pb2+),
para avaliar o seu impacto nas propriedades do solo. Estes dados são essenciais para que se possa determinar o
potencial da sorção das NPs pelas raízes das plantas a partir da solução do solo e assim obter informações sobre
o potencial de transferência trófica das NPs e eventuais riscos para a saúde animal e humana.
Referências1Melo M.A.; Lucas S.S.S.; Gonçalves M.C.; Nogueira A.F.; Quim. Nova,2012, 9, 1872-1878.
Lixiviação de nanopartículas metálicas no solo
D.S. TavaresS.M. RodriguesT. TeixeiraC. CarvalhoA.C. DuarteT. TrindadeE. Pereira
InStItuIçãO CESAM - Dept. de Química da Universidade de Aveiro
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AutOr A nanotecnologia é um dos sectores de crescimento mais acelerado no ambito da economia mundial. Entre
estes novos desenvolvimentos aparecem novas soluções para problemas ambientais por aplicação directa de
nanopartículas (NPs) para a detecção, prevenção e remoção de substâncias poluentes.
As NPs possuem usualmente reactividades e áreas superficiais maiores que as correspondentes substâncias
macroscópicas, o que as torna atractivas para processos de protecção ambiental. Todavia estas mesmas
propriedades podem por seu lado ser perigosas para alguns organismos vivos, tornando as NPs tóxicas.
O conhecimento dos potenciais efeitos tóxicos das NPs tem aumentado significativamente nos últimos anos
conforme se foi tornando uma das principais prioridades ambientais para muitos governos e empresas do
sector público e privado.
Este aumento de interesse no impacto das NPs no meio ambiente tem sido respondido na comunidade científica
por um aumento significativo de experiências toxicológicas tradicionais, ou seja experiências de exposição nas
quais as análises toxicológicas apenas são aplicadas aos organismos de teste.
Este tipo de análises toxicológicas é claramente insuficiente no caso de NPs pois os efeitos destas são devidos
não apenas às NPs em si, mas também aos seus produtos de dissolução, e consequentemente à sua especiação
e às suas interacções com a matriz. Assim é fundamental para desenhar uma experiência toxicológica com NPs
estudar além da interacção com o organismo, também o que se passa com a NP na solução, nomeadamente os
processos de dissociação, agregação, especiação e interacção com os componentes da matriz.
Nesta apresentação será feita o diagnóstico de alguns problemas comuns e discutidos alguns dos desafios que
se colocam ao desenho de experiências toxicológicas com NPs metálicas ou de óxidos metálicos. Em seguida
será efectuada uma revisão crítica de algumas técnicas analíticas mais usadas nestas experiências e serão
discutidas as linhas orientadoras para efectuar experiências toxicológicas adequadas.
Desafios inerentes ao desenho de experiencias toxicológicas com nanoparticulas, relevantes do ponto de vista ambiental
José P. Pinheiro1
Rute Domingos2
InStItuIçãO 1 - Centro de Biomedicina Molecular Estrutural CBME/IBB, LA, Universidade do Algarve
2 - Centro de Química Estrutural, Instituto Superior Técnico
DIA 2 - 18h10
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>>EcotoxicidadePalestra convidada
AutOr O avanço da nanotecnologia tem originado o aumento da diversidade e da produção de nanopartículas (NPs) nas últimas décadas o que torna inevitável que as NPs sejam introduzidas no ambiente, em particular, no ambiente aquático, quer durante a sua produção, quer através de efluentes industriais e urbanos. Contudo, a quantidade que será introduzida no ambiente é difícil de prever. No entanto para o desenvolvimento sustentável da nanotecnologia devem ser aplicadas metodologias para caracterizar e avaliar o transporte, destino e comportamento das NPs quer devido ao aumento da sua concentração quer como vetores de efeitos potencialmente tóxicos de outros compostos. As NPs, devido à sua elevada área superficial e reatividade, originam novas interações no meio aquático, adquirindo propriedades físico-químicas que podem alterar a sua composição e/ou influenciar a biocompatibilidade, a biodisponibilidade e a toxicidade. As NPs penetram facilmente nas células e podem causar dano. Torna-se, por isso necessário delinear as estratégias mais adequadas para detetar, identificar, caracterizar e avaliar o impacto ambiental destes novos materiais e identificar os indicadores mais apropriados para avaliar, com clareza, o risco associado às suas características únicas (tamanho, forma, química de superfície, estabilidade), concentração, tempo de exposição e modo de ação. Serão apresentadas e discutidas possíveis metodologias para caracterizar e detetar NPs no meio aquático e identificar os biomarcadores de exposição e de efeito para identificar o seu impacto. Além disso serão apresentadas as vantagens da utilização do exposoma na identificação dos mecanismos de ação e de seleção de novos biomarcadores de efeito e de exposição para avaliar o risco ambiental das NPs.
Maria João A. F. Bebianno é Licenciada em Engenharia Química - Ramo de Química e Processos (1974) pelo Instituto Superior Técnico. Obteve o Ph.D. pela Universidade de Reading (Reino Unido) (1990), a equivalência ao Grau de Doutor e o título de Agregado na Universidade do Algarve (1999). É presentemente Professora Catedrática na Universidade do Algarve exercendo a sua actividade na Faculdade de Ciências e Tecnologia no Departamento de Ciências do Mar da Terra e do Ambiente. Responsável pela leccionação de diversas disciplinas do domínio das Ciências do Mar e Ambiente ao nível da licenciatura e Mestrado na Universidade do Algarve e nas Universidades de Angola, Aveiro e Cabo Verde. Desenvolve investigação no Centro de Investigação do Mar e Ambiente (CIMA) da Universidade do Algarve onde tem sido responsável por diversos projectos de investigação financiados a nível nacional e Europeu. Tem orientado dissertações de Mestrado (10 concluídas) e de Doutoramento (17 concluídas e 2 em curso) e Pós-Doutoramento (8) além de Provas de Aptidão Pedagógica e Capacidade Científica (2 concluídas) a nível nacional e internacional. Tem realizado várias conferências (10) e comunicações em congressos (>150). É autora ou co-autora de várias mais de 145 publicações em Revistas Científicas com refferee (h=30), editora de 3 livros e co-autora de quatro capítulos de livros, de várias outras publicações em actas de seminários, congressos e simpósios (39), de Relatórios Técnicos (12) e outras publicações (7). Participou em júris de provas académicas (Doutoramento e Agregação) e de progressão na Carreira Docente em Portugal e no Estrangeiro. Exerceu cargos de gestão universitária (Presidente do Conselho Directivo da Faculdade de Ciências do Mar e do Ambiente e Vice-presidente e Presidente do Conselho Directivo da Unidade da Unidade de Ciências e Tecnologia dos Recursos Aquáticos, Membro do Senado e da Assembleia da Universidade do Algarve) integrando presentemente o Conselho Geral da Universidade do Algarve. É membro de diversas associações e sociedades científicas e profissionais nacionais e estrangeiras sendo actualmente presidente da Assembleia Geral da Associação Portuguesa das Mulheres Cientistas (AMONET).
Será o exposoma a chave para a avaliação de risco ambiental das nanopartículas?
M. J. BebiannoT. Gomes
DIA 3 - 9h00
InStItuIçãO CIMA, Universidade do Algarve
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nOtA BIOgráfIcA
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AutOr A sociedade assiste a um desenvolvimento no campo das aplicações de nanopartículas / materiais
manufacturados de base nano (geralmente definidos como sendo menores que 100 nm pelo menos numa
dimensão). Tal desenvolvimento não tem sido normalmente acompanhado por informação científica que
possibilite uma avaliação de efeitos no ambiente e na saúde humana. Podemos considerar diferentes vertentes de
caracterização para as nanopartículas: a caracterização do fabricante, a caracterização nos sistemas biológicos
e a caracterização de produtos destinados a uso do consumidor. A avaliação de efeitos de nanopartículas
em espécies aquáticas tem sido objecto de vários estudos, os quais enfrentam dificuldades relativas,
nomeadamente, aos aspectos de estabilidade da suspensão / dispersão nos meios de exposição usados em
ecotoxicologia. Tal não deverá constituir um obstáculo à inovação na área da Nanotecnologia, devendo integrar
uma tarefa “obrigatória” de análise de ciclo de vida na fase inicial de desenvolvimento das aplicações, com
vista ao equilíbrio entre riscos e benefícios dos nanomateriais. O projecto PTDC/CTM/099446/2008 - Avaliação
integrada de Nanomateriais: Caracterização e determinação da Toxicidade Ambiental - reúne parceiros
com diferentes competências (electrónica, ciência e engenharia dos materiais, física, química, bioquímica,
histologia, ecotoxicologia) e tem como principais tarefas: a caracterização de nanopartículas (nanoTiO2 e
nanodiamante) e suas suspensões; a avaliação de efeitos agudos e de efeitos histológicos / ultraestruturais
de nanopartículas e perfil electroforético de proteínas em organismos aquáticos. O consórcio conta com as
suas capacidades em termos de equipamento e áreas de especialização, como são os casos da microscopia
óptica, a microscopia electrónica de transmissão e varrimento, difracção de raio-X e detecção Laser, biologia
molecular e ecotoxicidade. A legislação actual não aborda especificamente nanoparticulas ou nanomateriais,
e há preocupações quanto à definição de nanomateriais como novas substâncias à luz da regulamentação de
substâncias químicas REACH – Registration, Evaluation, Authorization and Restriction on Chemical (em vigor
desde Junho de 2007). Serão abordadas estas questões e apresentados os principais resultados obtidos.
Agradecimentos
Projecto financiado pela Fundação para a Ciência e Tecnologia - PTDC/CTM/099446/2008.
NanoTiO2 e nanodiamante: aspectos relativos à caracterização e determinação da toxicidade ambiental
Ana Picado1
Elsa Mendonça2
José Brito Correia1
Mário Diniz3,4
DIA 3 - 9h30
InStItuIçãO 1 - Laboratório Nacional de Energia e Geologia
2 - Agência Portuguesa do Ambiente, I.P.
3 - REQUIMTE, Dept. de Química, Centro de Química Fina e Biotecnologia, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade Nova de Lisboa
4 - Instituto do Mar, Dept. de Ciências e Engenharia do Ambiente, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade Nova de Lisboa
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E N C O N T R O N A C I O N A L D E N A N O T O X I C O L O G I A 2 0 1 3 P 2 2
AutOr O poli-hidroxi-fulereno (PHF) é um nanomaterial de carbono funcionalizado, solúvel em água, e que tem
diversas aplicações industriais e comerciais. Os dados da literatura sobre o efeito dos fulerenos e seus
derivados indicam que estes podem ser tóxicos para os sistemas biológicos mas também lhes reconhecem
uma actividade antioxidante. Por outro lado, a toxicidade dos metais tem estado associada à sua capacidade
de induzir stress oxidativo nos organismos. Neste trabalho investigámos o efeito interactivo do PHF e do Cd
na levedura modelo Saccharomyces cerevisiae, expondo as células a Cd (≤ 5 mg/L; 3 níveis), na presença
ou ausência de PHF ( ≤ 500 mg/L; 4 níveis), a diferentes valores de pH (5,8-6,8), durante 14 h e 26 h. Na
ausência de Cd, o PHF estimulou o crescimento da levedura até 10,3%. O Cd inibiu o crescimento da levedura
até 79% e os efeitos observados foram dependentes da dose e do tempo. Os efeitos negativos do Cd no
crescimento da levedura foram atenuados pela presença do PHF e a maior recuperação do crescimento (53,8%)
foi observada na maior concentração de PHF, a pH 6,8, e após 26 h de exposição. Na ausência de PHF, o Cd
induziu acumulação intracelular de espécies reactivas de oxigénio (ROS) e danos na membrana plasmática
da levedura. A co-exposição a Cd e PHF diminuiu a acumulação de ROS (até 36,7%) e reduziu os danos na
membrana plasmática (até 30,7%) e os efeitos observados foram dependentes da dose, do tempo e do pH.
Os resultados sugerem que o PHF estimula o crescimento da levedura e alivia o stress induzido pelo Cd.
O FEDER-POFC-COMPETE e a FCT (PTDC/AAC-AMB/121650/2010) financiaram este estudo, bem como Arunava
Pradhan (SFRH/BD/45614/2008).
O poli-hidroxi-fulereno pode estimular o crescimento de leveduras e mitigar o stress oxidativo induzido pelo cádmio
Arunava PradhanSahadevan SeenaCláudia PascoalFernanda Cássio
InStItuIçãO 1 - Centro de Biologia Molecular e Ambiental, Dept. de Biologia, Universidade do Minho
DIA 3 - 9h50
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AutOr Consideram-se nanopartículas (NPs),aquelas que apresentam geralmente uma dimensão inferior a 100 nm.
Actualmente são largamente utilizadas em inúmeras aplicações industriais, biomedicina, ambiente entre
outras. Uma vez que o ecossistema aquático é normalmente o repositório final para as NPs e persiste ainda
uma grande incerteza quanto aos efeitos e compreensão dos mecanismos envolvidos, nomeadamente nos
processos de toxicidade, sobre o biota aquático torna-se imperativo a produção de informação sobre o potencial
nocivo das NPs. No presente estudo analisam-se e comparam-se as respostas de enzimas de stress oxidativo
(glutationa-S-transferase, catalase e superóxido-dismutase) e alterações histológicas e estruturais (fígado,
brânquias e intestino) em duas espécies de peixes de água doce (Danio rerio e Carassius auratus) expostas a
diferentes concentrações de NPs de dióxido de titânio (TiO2) (0 a 100 mg/L). Para além disso, após o período de
exposição testou-se a capacidade de recuperação das espécies testadas através de um período de depuração
(14 dias) em água sem NPs. De um modo geral os resultados mostram, para ambas as espécies, um aumento da
actividade enzimática de acordo com as concentrações de TIO2 NPs o que também é confirmado pelas alterações
histológicas e ultra-estruturais observadas por microscopia óptica (MO) e electrónica (TEM) respectivamente.
Após o período de depuração os resultados mostraram que houve uma recuperação substancial da actividade
das enzimas analisadas para níveis próximos dos controlos em ambas as espécies. Contudo, observou-se que
ao nível histológico e estrutural a recuperação das células dos tecidos estudados foi parcial. Por outro lado,
os resultados mostram que D. rerio é a espécie que apresenta maior susceptibilidade à exposição a TiO2 NPs.
Assim, o presente estudo mostra que existe um risco potencial para os organismos aquáticos expostos a NPs
de TiO2 podendo causar efeitos nocivos e eventualmente comprometer a sobrevivência das espécies.
Agradecimentos
Projecto financiado pela Fundação para a Ciência e Tecnologia - PTDC/CTM/099446/2008.
Comparação dos efeitos de exposição a nanopartículas de TiO2 em duas espécies de peixes de água doce: Danio rerio e Carassius auratus
Mário S. Diniz1
Joana Lourenço1
António P. Alves de Matos2,3
Isabel Peres4
Luisa Castro4
Isabel Ferreira5
Pedro Barquinha5
Elvira Fortunato5
Luís Silva6
Elsa Mendonça7
Ana Picado6
InStItuIçãO 1 - REQUIMTE - Dept. de Química, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Centro de Química Fina e Biotecnologia, Universidade Nova de Lisboa
2 - Anatomia Patológica, Centro Hospitalar de Lisboa Central - Hospital Curry Cabral
3 - CESAM - Centro de Estudos do Ambiente e do Mar - Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa
4 - IMAR - Instituto do Mar, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade Nova de Lisboa, Dept. de Ciências e Engenharia do Ambiente
5 - CENIMAT/I3N - Dept. Ciências dos Materiais, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade Nova de Lisboa
6 - Laboratório Nacional de Energia e Geologia
7 - Agência Portuguesa do Ambiente, I.P.
DIA 3 - 10h10
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AutOr O aumento da procura e aplicação de nanopartículas manufacturadas (NPs), em diversas áreas de importância
económica, tem levado a um maior aparecimento destes materiais no meio ambiente. No entanto, algumas
das propriedades que tornam estes materiais especiais, como a sua grande superfície de reactividade,
poderão causar danos a organismos vivos bem como alterações físico-químicas em diversos compartimentos
ambientais. Nos últimos anos, o conhecimento sobre os potenciais efeitos adversos das NPs tem aumentado
tornando-se um dos assuntos prioritários na agenda da maioria dos governos, sectores públicos e privados.
O TiO2 é uma das NPs mais utilizadas em aplicações industriais sendo esperada a sua presença em diversos
sectores do meio ambiente, tais como ecossistemas de água doce. A superfície altamente reactiva de uma
NP em combinação com as propriedades de superfície de um óxido fornecem à NP de TiO2 uma grande
capacidade de adsorção para metais vestigiários, como o cádmio - um contaminante ambiental conhecido.
Neste trabalho é estudado o efeito da presença de NPs de TiO2 (1ppm) na especiação dinâmica do Cd (1×10-6
M) através da utilização da técnica de cronopotenciometria de redissolução anódica com variação do potencial
de deposição (SSCP). Adicionalmente, foi avaliada a relevância dos vários parâmetros de especiação para
a biodisponibilidade e biouptake do metal, através da realização de experiências de bioacumulação (10
dias) nos bivalves de água doce da espécie Corbicula fluminea, na ausência e presença de NPs de TiO2 (0.1-
1ppm). Todos os estudos foram realizados em condições ambientalmente relevantes de pH e força iónica.
Imediatamente após a adição das NPs de TiO2 registou-se uma diminuição na concentração de Cd
livre em solução – aproximadamente 10% a pH 6.0 -7.0 e 20% a pH 7.5 -8.5. Esta queda foi mais
pronunciada após 48h de tempo de equilíbrio com a diminuição em cerca de 50% do Cd livre em solução.
Pela análise da forma das curvas da SSCP, obtidas para valores de pH superiores a
7.5, verificou-se um aumento do grau de heterogeneidade para o sistema Cd-TiO2.
Na experiência da bioacumulação, durante os primeiros 5 dias registou-se um aumento linear
da quantidade de Cd bioacumulado pelos bivalves, independentemente da presença de NPs. Nos
restantes dias o Cd passaria a ser biorregulado pelos organismos. Verificou-se que a bioacumulação
de Cd era mais lenta na presença de NPs, mesmo para as concentrações mais baixas de TiO2.
Os resultados obtidos neste trabalho indicam que a presença de NPs de TiO2 em
meios aquáticos dulcícolas afecta tanto a especiação como a bioacumulação de Cd.
Especiação e biodisponibilidade do cádmio em bivalves de água doce – efeito das nanopartículas de TiO2
Gonçalo ValeMargarida SantosRute F. Domingos
InStItuIçãO 1 - Centro de Química Estrutural, Instituto Superior Técnico, Universidade Técnica de Lisboa
DIA 3 - 10h50
E-mAIL DO OrADOr [email protected]
E N C O N T R O N A C I O N A L D E N A N O T O X I C O L O G I A 2 0 1 3 P 2 5
AutOr As nanopartículas de prata (NPs Ag) são das mais utilizadas na nanotecnologia hoje em dia, com várias
aplicações a nível comercial e industrial. No entanto, pouco se conhece sobre o seu comportamento nos
sistemas aquáticos, bem como a sua capacidade de acumulação nos organismos e consequente toxicidade.
Deste modo, este trabalho tem como objetivo avaliar os efeitos a nível de expressão proteica nas brânquias
e glândulas digestivas de mexilhões Mytilus galloprovincialis expostos a 10 µg.L-1 de NPs Ag (<100 nm) e
Ag+ durante 15 dias.
A análise proteómica revelou que a exposição às NPs Ag e Ag+ induziu várias alterações nos proteomas de
ambos os tecidos, nomeadamente a nível de proteínas diferencialmente expressas (induzidas ou inibidas).
Estas diferenças dependeram nomeadamente do tipo de tecido e da forma de metal considerado (NP vs iónico)
e permitiram definir assinaturas de expressão proteica (PES) específicas da exposição aos dois tipo de Ag e
da exposição a cada um deles separadamente. Adicionalmente, procedeu-se à identificação de algumas das
proteínas cuja expressão foi drasticamente alterada, onde 15 foram identificadas por MALDI-TOF-TOF. Estas
proteínas estão envolvidas na estrutura do citoesqueleto, resposta a stress, transdução de sinal, adesão e
mobilidade, stress oxidativo e metabolismo energético. Os resultados obtidos confirmaram o potencial oxidativo
destas NPs, cuja toxicidade é mediada por várias cascatas de sinalização celular no núcleo e mitocôndria que
em último caso podem originar apoptose. A análise proteómica permitiu também a identificação de alguns
biomarcadores clássicos (proteínas de stress térmico, actina, glutationa s-transferase, ATP sintase), bem como
novos biomarcadores moleculares resultantes da exposição às NPs Ag (pré-colagénio P, ribonucleo-proteína
citoplasmática MVP e ras parcial).
No seu conjunto, os resultados obtidos permitiram definir PES e identificar algumas proteínas envolvidas
nos mecanismos de ação das NPs Ag e Ag+ no mexilhão M. galloprovincialis que poderão constituir novos
biomarcadores de exposição e efeito. A aplicação da análise proteómica provou o seu potencial no âmbito da
ecotoxicologia, nomeadamente na avaliação de risco de novos contaminantes emergentes, como o caso das
nanopartículas.
Análise proteómica em mexilhões Mytilus galloprovincialis expostos a nanopartículas de prata e prata iónica
Tânia Gomes1
Catarina Pereira1
José Paulo Pinheiro2
Vânia Serrão Sousa3
Margarida Ribau Teixeira3
Cátia Cardoso1
Maria João Bebianno1
InStItuIçãO 1 - CIMA - FCT - Universidade do Algarve
2- CBME, FCT, Universidade do Algarve
3 - CENSE, FCT, Universidade do Algarve
DIA 3 - 11h10
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E N C O N T R O N A C I O N A L D E N A N O T O X I C O L O G I A 2 0 1 3 P 2 6
AutOr A produção de nanopartículas de óxido de zinco (ZnO-NPs) e de outros óxidos metálicos tem vindo a aumentar
exponencialmente, devido à sua elevada utilização em diversos produtos de uso particular doméstico e
farmacêutico. O aparecimento deste tipo de nanopartículas é esperado em estações de tratamento de águas
residuais e posteriormente no ambiente, sendo por isso de maior importância estudar os potenciais impactos
ambientais deste tipo de nanopartículas.
O tamanho de partícula, o valor do potencial zeta, a carga de superfície, entre outras, são características
importantes a serem considerados quando se avalia a toxicidade de nanopartículas (NPs), uma vez que é
sabido que, no intervalo de tamanho nano as propriedades dos materiais diferem substancialmente entre elas
e igualmente da sua correspondente iónica ou de dimensões não nano.
Tendo em conta todas estas questões, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a toxicidade em Daphnia
magna de duas nanopartículas de ZnO com dois tamanhos diferentes (30 nm e 80-100 nm) e comparar a
toxicidade com ZnO (>200nm) e a forma iónica Zn2+ (ZnCl2). Para isso foram efetuados testes agudos
(imobilização às 48h), e testes sub-letais de inibição alimentar (24h + 4h de pós exposição) e reprodução
(21 dias).
Os valores de EC50 obtidos para todos os testes indiciam que consoante o parâmetro avaliado a toxicidade é
dependente apenas da forma iónica presente (ex. reprodução) ou de ambas, tendo a nanopartícula um papel
importante na toxicidade (ex. inibição alimentar).
Agradecimentos
Este estudo foi parcialmente financiado pelo projeto europeu NanoFATE (EU-FP 7; CP-FP 247739 (2010–2014)),
coordenado por Claus Svendsen, NERC, CEH, e pelo projeto FUTRICA- Fluxo de compostos químicos numa cadeia
trófica aquática, financiado pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia, através dos programas COMPETE,
FEDER (FCOMP-01-0124-FEDER-00008600) e coordenado por Susana Loureiro.
Toxicidade de nano-óxido de zinco em Daphnia magna: efeitos dependentes do tamanho, dissolução e componente não-nano
Sílvia Lopes1
Fabianne Ribeiro1
Jacek Wojnarowicz2
Witold Lojkowski2
Kerstin Jurkschat3
Alison Crossley3
Amadeu M. V. M. Soares1
Susana Loureiro1
InStItuIçãO 1 - Dept. de Biologia e CESAM, Universidade de Aveiro
2 - Instytut Wysokich Cisnien PAN, Institute of High Pressure Physics, Polish Academy of Sciences
3 - Dept. of Materials, Oxford University
DIA 3 - 11h30
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E N C O N T R O N A C I O N A L D E N A N O T O X I C O L O G I A 2 0 1 3 P 2 7
AutOr A nanotecnologia liberta para o ambiente materiais com dimensão entre 1 e 100 nm, cujas propriedades
magnéticas e termodinâmicas, maioritariamente condicionadas pela área superficial/dimensão molecular,
determinam o tipo de interacção que estabelecem com as biomoléculas. A caracterização dos efeitos
biológicos das nanopartículas constitui assim um tema de investigação aliciante em toxicologia bioquímica,
pelo seu comportamento. Os enzimas malato desidrogenase (EC 1.1.1.37, MDH2) citoplasmático e málico
(EC 1.1.1.38/39, ME1) mitocondrial de Saccharomyces cerevisiae catalisam a descarboxilação oxidativa do
L-malato em piruvato e CO2 acoplada à redução do NAD(P)+ em NAD(P)H. Estes enzimas fazem parte de
uma encruzilhada metabólica implicada na regeneração celular do piruvato, contribuindo assim para a
funcionalidade do ciclo dos ácidos tricarboxílicos, gerando equivalentes redutores sob a forma de NADPH/
NADH necessários à síntese de novo e insaturação de lípidos ou à cadeia respiratória. O alvo principal
deste trabalho foi avaliar a influência da temperatura e da exposição a nanopartículas de dióxido de
titânio (TiO2-NP) nas actividades enzimáticas MDH2 e ME1 de S. cerevisiae UE-ME3, estirpe vínica, nativa do
Alentejo, Portugal. Células crescidas a 25, 28, 30 e 40 ºC até à fase exponencial média, em meio líquido
YEPD-glucose (2%) foram mantidas nas mesmas condições de temperatura e deixadas crescer durante
200 min na ausência ou na presença de TiO2-NPs (< 100 nm) (1,0 µg/mL). O sobrenadante e o sedimento
pós-12000 g de lizados celulares foram utilizados na determinação do conteúdo proteico, bem como das
actividades MDH2 e ME1, por espectrometria de absorção molecular. Os resultados mostram que o aumento
da temperatura entre 25 e 40 ºC provocou um decréscimo da actividade MDH2, enquanto que a actividade
do enzima málico aumentou significativamente entre 25 e 30 ºC. No entanto a exposição a TiO2-NP reverteu
a resposta do enzima MDH2 a 25, 28 e 30 ºC, induziu a atividade ME1 e não afetou a inibição de ambas
actividades enzimáticas em células crescidas a 40 ºC (p <0,01). As nanopartículas de dióxido de titânio
(1,0 µg/mL) parecem ser capazes de contrariar a usual repressão catabólica pela glicose das atividades
enzimáticas MDH2 e ME1, acentuada no primeiro caso pelo aumento da temperatura. O consequente
acréscimo de piruvato intracelular poderá ter contribuido para redireccionar o fluxo de carbono em S.
cerevisiae UE-ME3 via ciclo do ácidos tricarbóxílicos, em presença de glicose.
Agradecimentos
Trabalho financiado por Fundos FEDER através do Programa Operacional Fatores de Competitividade
COMPETE e por Fundos Nacionais através da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologia no âmbito do
Projecto Estratégico PEst-C/AGR/UI0115/2011.
Nanopartículas de dióxido de titânio revertem a repressão catabólica pela glicose dos enzimas málico e malato desidrogenase em Saccharomyces cerevisiae UE-ME3?
Joana Capela-Pires1,2
Rui Ferreira1,2
Isabel Alves-Pereira1,2
InStItuIçãO 1 - ICAAM - Instituto de Ciências Agrárias e Ambientais
2 - Dept. de Química, Escola de Ciências e Tecnologia, Universidade de Évora
DIA 3 - 14h00
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AutOr A aplicação de nanopartículas de ouro (NP-Au) em várias áreas da sociedade (ex., electrónica, terapia
fotodinâmica, cosmética, diagnóstico) tem vindo a demonstrar um crescimento elevado e rápido.
Consequentemente, é espectável que a sua libertação para o meio ambiente, em particular para ecossistemas
aquáticos, aumente largamente num futuro próximo. Esta é uma situação preocupante, pois já foi reportado
na literatura científica que estas NP podem provocar efeitos adversos em vários organismos. A maioria destes
estudos foram realizados em laboratório sob condições padronizadas. No entanto, no meio ambiente as NP
irão estar expostas a vários factores ambientais que poderão influenciar o seu destino, comportamento,
biodisponibilidade e toxicidade. Deste modo, torna-se imperativo identificar não só a toxicidade intrínseca
destas NP mas também perceber de que modo os factores ambientais podem influenciar e alterar a sua
biodisponibilidade e toxicidade. De acordo com o exposto, o presente estudo pretendeu avaliar a influência de
três factores ambientais na toxicidade de NP-Au para organismos dulçaquícolas. Para tal, foram delineados
dois objetivos específicos: (1) avaliar a toxicidade de NP-Au e (2) avaliar a influência de temperatura, dureza e
ácidos húmicos na toxicidade de NP-Au. Para alcançar estes objetivos foram realizados ensaios de toxicidade
letal e subletal com cinco espécies dulçaquícolas, representativas de diferentes grupos taxonómicos e
funcionais. Para as diferentes espécies foram avaliados diversos parâmetros: algas: Pseudokirchneriella
subcapitata e Chlorella vulgaris (inibição de crescimento), rotífero: Brachionus calyciflorus (mortalidade e
inibição de reprodução), cladócero: Daphnia magna (mortalidade e inibição da reprodução), e peixes: Danio
rerio (mortalidade e alterações no desenvolvimento embrionário) Para atingir o objectivo específico (1)
organismos pertencentes às cinco espécies foram expostos a várias concentrações de NP-Au (2.99-144 µg/L).
Para atingir o objectivo específico (2), foi selecionada a espécie D. magna por ter sido a espécie a apresentar
maior sensibilidade a NP-Au. Deste modo, D. magna foi exposta a várias concentrações de NP-Au e a três
níveis de temperatura (15, 20 e 25ºC), dureza (45, 90, 180 mg/L CaCO3) e ácidos húmicos (1, 3 e 5 mg/L). A
caracterização das suspensões de NP foi efectuada nas concentrações mais altas que foram testadas através
da técnica de espalhamento de luz. A espécie que apresentou maior sensibilidade a NP-Au foi D. magna seguida
por B. calyciflorus, P. subcapitata, C. vulgaris, e D. rerio. No que refere à influência dos fatores ambientais na
toxicidade de NP-Au, o aumento da temperatura provocou um aumento da toxicidade letal: valores de CL50,48h
de 3.2, 4.0, and 9.1 µg/L, respectivamente para 25, 20, e 15ºC. O aumento na dureza não provocou alterações
significativas na toxicidade de NP-Au. Finalmente, um aumento na concentração de ácidos húmicos provocou
um decréscimo na toxicidade letal de NP-Au: CL50,48h 7.58, 7.68, 11.2 µg/L, respectivamente para 1, 3, e 5
mg/L.
Influência de factores ambientais na toxicidade de nanopartículas de ouro em organismos aquáticos
T. P. S. Galindo1
R. Pereira1
T. A. P. Rocha-Santos2
M. G. Rasteiro3,4
A. M. V. M. Soares5
A. Duarte4
I. Lopes1
InStItuIçãO 1 - Dept. de Biologia & CESAM - Centro de Estudos do Ambiente e do Mar, Universidade de Aveiro
2- Depat. de Biologia da Faculdade de Ciências das Universidade do Porto
3 - ISEIT, Instituto Piaget Viseu
4 - Dept. de Química, Universidade de Aveiro
5 - Dept. de Engenharia Química, Universidade de Coimbra
DIA 3 - 14h20
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>>>Toxicidade Humana
Palestra convidada
AutOr A produção em larga escala e o aumento de aplicações com recurso a nanomateriais manufacturados tem
suscitado a atenção da comunidade científica e do público em geral, relativamente ao impacto destes materiais
no ambiente e saúde humana. Embora os estudos na área da nanotoxicologia tenham acompanhado esta
tendência, ainda subsistem muitas interrogações acerca dos principais factores que determinam a toxicidade
dos nanomateriais e da natureza dos mecanismos envolvidos, devido à diversidade de materiais existente e
à complexidade das suas interacções com os sistemas biológicos.
A caracterização físico-química das suas propriedades, o conhecimento do seu ciclo de vida e perfil de
distribuição pelo organismo são aspectos fundamentais para desenvolvimento de nanomateriais seguros. A
adopção das estratégias e metodologias usadas na avaliação do risco toxicológico associado às substâncias
químicas convencionais tem-se no entanto revelado insuficiente e inadequada. Os modelos in vitro têm
demonstrado pouco poder preditivo devido, entre outros factores, à reactividade e a fenómenos de interferência
dos nanomateriais com os reagentes usados nos testes convencionais para avaliação de citotoxicidade. Assim,
novos ensaios adaptados à realidade nano deverão ser desenvolvidos e validados por estudos in vivo que
traduzam verdadeiros cenários de exposição e com doses realistas.
Será assim apresentado um resumo dos principais avanços no campo da avaliação da toxicidade de
nanomateriais e do que se tem feito para ultrapassar os obstáculos ainda existentes nesta área.
Sónia Fraga licenciou-se em Biologia (1998), pela Faculdade de Ciências da Universidade do Porto e realizou
o seu doutoramento em Biologia Humana (2006) no Instituto de Farmacologia e Terapêutica da Faculdade de
Medicina da Universidade do Porto. Desde 2009, é Investigadora Auxiliar do Laboratório Associado REQUIMTE,
no âmbito do Programa Ciência 2008. Exerce a sua atividade na área da Nanotoxicologia, no Laboratório de
Toxicologia da Faculdade de Farmácia da Universidade do Porto. Os seus principais interesses de investigação
envolvem a avaliação do impacto de nanopartículas metálicas na saúde humana, o estudo das suas interações
com sistemas biológicos e a sua avaliação toxicológica, com recurso a abordagens in vitro e in vivo.
Tem cerca de meia centena de participações em encontros científicos nacionais e internacionais e vinte e
quatro artigos científicos publicados em revistas internacionais.
Avaliação toxicológica de nanomateriais – avanços e desafios
Sónia Fraga
DIA 3 - 14h40
InStItuIçãO REQUIMTE, Laboratório de Toxicologia, Departamento de Ciências Biológicas, Faculdade de Farmácia da Universidade do Porto
E-mAIL DO OrADOr [email protected]
nOtA BIOgráfIcA
E N C O N T R O N A C I O N A L D E N A N O T O X I C O L O G I A 2 0 1 3 P 3 0
Abordagem qualitativa à avaliação e controlo do risco de exposição a nanopartículas artificiais
AutOr Francisco Silva1
Pedro Arezes2
Paul Swuste3
InStItuIçãO 1 - Centro Tecnológico da Cerâmica e do Vidro
2 - Universidade do Minho
3 - Universidade Técnica de Delft
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1. INTRODUÇÃO
A nanotecnologia é apresentada como parte de uma nova revolução industrial, sendo feitos elevados investimentos para
se conseguirem novos nanomateriais (NM) e produtos nanoestruturados com características inovadoras. Contudo, este
“alvorecer” económico e social pode ser ensombrado pelos possíveis efeitos adversos que lhe poderão estar associados,
tanto para a saúde humana como para o ambiente. Neste clima de incerteza, a gestão do risco é essencial para sustentar o
desenvolvimento económico, sem comprometer o ambiente e a saúde humana, em particular no caso dos trabalhadores de
laboratórios e indústrias expostos a NM (potencialmente) perigosos.
2. EFEITOS DAS NANOPARTÍCULAS NA SAÚDE HUMANA
Durante os últimos anos, particularmente na última década, têm sido feitos testes toxicológicos com diferentes tipos de
nanopartículas (NP) na tentativa de compreender os seus efeitos no corpo humano. São realizados, sobretudo, testes in vitro e in vivo, seguindo as técnicas utilizadas para os materiais “tradicionais”. As NP testadas apresentam diferentes
comportamentos no organismo quando comparados com partículas de maior dimensão do mesmo material. Para além
dos efeitos notados nos pulmões, algumas NP demonstram capacidade para ultrapassar barreiras do corpo e entrar na
circulação sanguínea e penetrar em vários órgãos. Vários autores propõem baterias de testes para a caracterização físico-
química e toxicológica dos materiais para o estabelecimento de uma base de conhecimento necessária à avaliação dos riscos
para a saúde humana associados à exposição a NP artificiais. Considerando que os princípios básicos estão estabelecidos
para enquadrar a caracterização das NP em relação à sua perigosidade, pode-se considerar que a informação resultante
irá contribuir para a avaliação do risco ocupacional, considerando a precaução necessária sempre que a informação for
insuficiente ou menos precisa.
3. AVALIAÇÃO E CONTROLO DO RISCO
No que respeita ao risco de exposição a agentes químicos, são utilizados, preferencialmente, os métodos quantitativos em
relação aos qualitativos. Quando o agente é uma NP, mesmo das mais bem conhecidas e caracterizadas, existem dúvidas
acerca do melhor método de medição da concentração e os valores limite de exposição não estão ainda definidos, embora
existam já propostas para alguns tipos de NP. Neste contexto, os métodos qualitativos são referidos por vários autores
como sendo uma alternativa à falta de metodologias quantitativas para avaliar o risco, tanto em contexto ocupacional
como ambiental. Em particular, vários autores referem-se ao Control Banding como um método adequado para avaliar
o risco de exposição ocupacional a NP. Como exemplo de métodos baseados no Control Banding desenvolvidos para a
exposição a NP podem-se referir a CB Nanotool e o Stoffenmanager Nano. Alguns autores têm ainda referido a necessidade
de metodologias que lidem com os riscos associados às nanotecnologias baseadas no design dos processos ou produtos. A
metodologia de análise do design permite estudar e compreender as condições do local de trabalho e põe o foco no controlo
do risco e não na avaliação.
4. CONCLUSÕES
Devido à falta de informação e às incertezas relacionadas com a exposição ocupacional a NP, existe uma oportunidade de
aplicação de métodos qualitativos de avaliação do risco. Considerando a abordagem pelo design, focada no controlo, será
possível selecionar processos de produção que minimizem a exposição dos trabalhadores.
Assim, é intenção dos autores investigar esta área para confirmar a aplicabilidade dos métodos qualitativos e da abordagem
pelo design no campo da higiene ocupacional relacionada com NP, testando-os em diferente situações de trabalho
e em projetos de desenvolvimento de NM.
DIA 3 - 15h10
E N C O N T R O N A C I O N A L D E N A N O T O X I C O L O G I A 2 0 1 3 P 3 1
Caracterização da genotoxicidade de nanomateriais manufaturados numa linha celular de epitélio brônquico humano
AutOr Ana Tavares*Henriqueta Louro*Nádia Vital1
Susana AntunesJoão LavinhaMaria João Silva
InStItuIçãO Dept. de Genética Humana, Insti-tuto Nacional de Saúde Dr. Ricardo Jorge I.P. (INSA)
E-mAIL DO OrADOr [email protected]
Os nanomateriais manufaturados (NMs) apresentam propriedades físico-químicas específicas que lhes conferem
caraterísticas mecânicas, óticas, elétricas e magnéticas únicas e vantajosas para aplicações industriais e
biomédicas. Contudo, o desenvolvimento exponencial das nanotecnologias contrasta com a avaliação ainda
insuficiente dos seus eventuais perigos, nomeadamente ao nível dos potenciais efeitos lesivos do genoma e seu
impacto na saúde humana e no ambiente.
O presente trabalho, desenvolvido no âmbito do Projeto NANOGENOTOX (www.nanogenotox.com), teve como
objetivo contribuir para a caracterização dos efeitos genotóxicos representativos de três classes de NMs utilizados
em produtos de consumo - sílica sintética amorfa, dióxido de titânio (TiO2) e nanotubos de carbono de parede
múltipla (MWCNTs) - numa linha celular derivada do epitélio respiratório humano.
As propriedades físico-químicas dos NMs testados, bem como o seu comportamento em meio aquoso, foram
previamente determinados por outros participantes do projeto através de vários métodos, incluindo dynamic light
scattering e microscopia eletrónica de transmissão. Para a caracterização dos efeitos genotóxicos de cada NM
recorreu-se a uma linha celular de epitélio brônquico humano (células BEAS-2B) expostas a várias concentrações
de cada um dos NMs dispersos num meio aquoso, de acordo com um protocolo desenvolvido e estandardizado
para o efeito. Foram utilizados, em simultâneo, controlos negativos e positivos incluindo, como controlo
nanoparticulado, o óxido de zinco (ZnO). Perante a incerteza sobre qual o método mais adequado para testar a
genotoxicidade dos NMs, selecionou-se a combinação de dois ensaios complementares: o ensaio do cometa que
permite a quantificação de quebras ao nível do DNA e o ensaio do micronúcleo, um dos métodos mais sensíveis
para detetar a indução de instabilidade cromossómica.
Globalmente, os resultados de ambos os ensaios foram concordantes, sendo que não se identificaram efeitos
genotóxicos inequívocos após exposição das células BEAS-2B aos NMs estudados. No caso do NM de TiO2,
observou-se um ligeiro aumento de quebras no DNA após 24h de exposição, apesar de não se ter detetado
indução de quebras cromossómicas pelo ensaio do micronúcleo, sugerindo a indução de um efeito lesivo
transitório ao nível do DNA. Por sua vez, apenas a concentração mais elevada do ZnO nanoparticulado induziu
um aumento significativo de quebras no DNA, sendo, no entanto, já citotóxica. Estes resultados serão comparados
com os obtidos noutros Laboratórios em condições experimentais similares (comparação inter-laboratorial), para
avaliação da sua consistência e, também, da adequação destes ensaios in vitro na avaliação da genotoxicidade
dos NMs.
Para além disso, espera-se que a integração dos presentes resultados com os obtidos em ensaios in vivo, contribua
para uma caracterização mais completa e fidedigna da genotoxicidade destes nanomateriais.
*Ambas as autoras contribuiram igualmente para o trabalho.
Este trabalho foi co-financiado pela EU, Grant Agreement 2009 21 01 (NANOGENOTOX), no âmbito do Health
Programme e pelo INSA.
DIA 3 - 15h30
E N C O N T R O N A C I O N A L D E N A N O T O X I C O L O G I A 2 0 1 3 P 3 2
Toxicidade celular de nanopartículas de óxidos metálicos em células de neuroblastoma humano
AutOr Carla Costa1
Vanessa Valdiglesias2,3
Gözde Kiliç3
Solange Costa1
Blanca Laffon2
JP Teixeira1
InStItuIçãO 1- Dept. de Saúde Ambiental, Instituto Nacional de Saúde Dr. Ricardo Jorge, Porto, Portugal
2- Unidade de Toxicologia, Dept. de Psicobiologia, Universidade da Corunha, Espanha
3- Instituto IRCCS San Raffaele Pisana, Roma, Itália
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As nanopartículas (NP) de óxidos metálicos, tais como as de dióxido de titânio (TiO2) e de óxido de zinco (ZnO),
são vulgarmente utilizadas numa grande variedade de aplicações médicas e industriais, incluindo materiais de
alta tecnologia, plásticos, tintas, implantes artificiais ortopédicos, produtos de papel, cosméticos e protetores
solares. Estudos sobre os efeitos destes NP no sistema nervoso são escassos na literatura científica. O objectivo
do presente trabalho foi a caracterização de três tipos de NP de óxidos metálicos (uma de ZnO e duas de
TiO2) e a avaliação dos seus efeitos potenciais sobre células neuronais SHSY5Y de neuroblastoma humano,
tratadas com diferentes concentrações e durante vários tempos de exposição. Os resultados mostraram que o
comportamento dos dois tipos de TiO2 é comparável apesar da sua diferente forma cristalina. Após exposição,
embora não tenham sido encontradas alterações na viabilidade celular, as NP de TiO2 são internalizadas nas
células SHSY5Y, induzem genotoxicidade de forma dose-dependente e apoptose através da via intrínseca. Por
outro lado, as NP de ZnO que não entram nas células neuronais são responsáveis pela diminuição da viabilidade
celular, genotoxicidade (incluindo lesões oxidativas do ADN) e apoptose (via extrínseca) sendo a maioria destes
efeitos proporcionais à dose aplicada e ao tempo de exposição. Os resultados obtidos neste trabalho ajudam à
ampliação do conhecimento sobre o impacto das NP de óxido de metal sobre a saúde humana em geral e, mais
especificamente, sobre o sistema nervoso.
Agradecimentos
Este trabalho foi realizado no âmbito das colaborações estabelecidas com o projecto Nanolinen financiado pela
União Europeia através do Programa New Indigo.
DIA 3 - 16h20
E N C O N T R O N A C I O N A L D E N A N O T O X I C O L O G I A 2 0 1 3 P 3 3
Citotoxicidade de Materiais Nanoporosos para o Armazenamento e Libertação Lenta de Óxido Nítrico
AutOr Ana C. FernandesFernando AntunesJoão Pires
InStItuIçãO CQB e Dept. de Química e Bioquímica, Faculdade de Ciências da Universudade de Lisboa
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Este trabalho baseou-se na preparação de materiais de nanoporos a partir de argilas, tendo como principal
objetivo o estudo das suas potencialidades no domínio do armazenamento e liberação de óxido nítrico para
aplicações terapêuticas.
Os materiais preparados foram argilas com pilares (PILCs, do inglês pillared interlayered clays), obtidos a
partir de argilas naturais (montmorilonite, proveniente do estado de Wyoming nos EUA e sepiolite, uma argila
espanhola fornecida pelo grupo Tolsa).
Os dados cinéticos, para o armazenamento e libertação de óxido nítrico (NO) foram realizados em fase gasosa.
Foram ainda realizados ensaios de libertação de NO soluções de oxihemoglobina conforme detalhado na
literatura.1
Tendo em conta os resultados obtidos, isto é, os teores de adsorção/libertação de NO, bem como os parâmetros
cinéticos, foram selecionadas algumas amostras para a realização de ensaios toxicológicos em células HeLa. As
amostras selecionadas revelaram toxicidade baixa, ao fim de 72 h, quando usadas em concentração de 450 µg/
mL. Foi ainda testada a viabilidade das células, fazendo variar a concentração de dois dos materiais (Figura 1)
entre 100 e 1800 µg/mL. Embora a viabilidade decresça para concentrações mais elevadas, pode-se considerar
que, de um modo geral, a viabilidade é elevada, sendo mais favorável para os sólidos preparados a partir da
argila do tipo montmorillonite do que para os obtidos da argila do tipo sepiolite.
Figura 1 – Viabilidade das células HeLa em função da concentração das amostras.
Referências1D. K. Martin Feelisch, Jürgen Werringloer, in Methods in Nitric Oxide Research, ed. M. F. a. J. S. Stamler, John
Wiley & Sons Ltd, 1996, p. 732.
Agradece-se financiamento à FCT Pest-OE/QUI/UI0612/2011 (CQB/FC/UL) e bolsa SFRH/BD/72058/2010 (ACF)
DIA 3 - 16h40
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>>COMUNICAÇÕES EM POSTERCARACTERIZAÇÃO
Bettencourt A et al.
Paula C. Pinheiro et al.
A. P. Carapeto et al.
Ana Sanches Silva et al.
Ana Sanches Silva et al.
Ângela S. Pereira et al.
Helena I. Gomes et al.
Rúben Raposo et al.
ECOTOXICIDADE
Bessa, M. et al.
Mário S. Diniz et al.
Miguel Larguinho et al.
Paulo Geraldes et al.
Paulo Geraldes et al.
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Produção e caracterização de nanopartículas de
polimetilmetacrilato para veiculação de acetato de tocoferol
Desenvolvimento de nanopartículas bio-adsorventes para a
remoção magnética de corantes de águasFilmes nanoporosos de celulose para aplicação em
biossensores
Melhoria das propriedades físicas das embalagens
alimentares com recurso à nanotecnologia
Inovação nas embalagens alimentares ativas com capacidade
antimicrobiana: recurso à nanotecnologia
Síntese de nanocristais de óxidos metálicos em óleos vegetais
Utilização conjunta de nanopartículas de ferro zero valente
com o método electrocinético para descontaminação de solos
com PCBs
Síntese de nanopartículas poliméricas para aplicações
biomédicas
Aplicação de nanopartículas na mitigação do processo de
eutroficação de lagoas pouco profundas
Alterações na actividade enzimática (GST e CAT) e
histopatologia em Danio rerio após exposição a diferentes
concentrações de nanodiamante
Bioacumulação e nanotoxicidade de nanopartículas de ouro
em organismos marinhos
A toxicidade das nanopartículas de óxido de cobre para
os microrganismos aquáticos decompositores depende do
tamanho das nanopartículas e da presença de ácidos húmicos
Efeito do tamanho das nanopartículas de óxido de cobre e da presença
de ácidos húmicos no invertebrado detritívoro Allogamus ligonifer
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Impacto de NPs de TiO2 na germinação de diferentes espécies
vegetais
Caracterização de Nanopartículas Poliméricas de Tintas
Aquosas no Tratamento Biológico de uma ETAR
Água vs sedimento: Efeito das nanopartículas de cobre na
amêijoa Ruditapes decussatus
Tratamento de efluente de lagar de azeite por processos
avançados de oxidação utilizando dois nanomateriais como
catalisadores (TiO2 e Fe2O3)
Avaliação da nanotoxicidade de nanopartículas lipídicas
aplicadas na formulação de sistemas de libertação controlada
Avaliação da nanotoxicidade de nanopartículas lipidicas
aplicadas na formulação de sistemas de libertação controlada
Análise do potencial toxicológico de um sistema antisense Au-
nanobeacons para terapia génica
Nanopartículas fluorescentes baseadas em carbono
Avaliação in vitro da toxicidade de nanopartículas de prata
(AgNPs) em células humanas
Estudo do efeito mutagénico de um nanomaterial de dióxido
de titânio num modelo de ratinho transgénico
Estudo exploratório dos efeitos metabólicos de nanopartículas
de prata (Ag-NPs) em queratinócitos da epiderme humana
Avaliação dos efeitos citotóxicos de nanopartículas lipídicas
catiónicas em células de retinoblastoma humano Y79
Estabilidade Estrutural de Anticancerígenos de Ruténio
e sua Incorporação em Vectores de Transporte Nanoestruturados
Os Sistemas Complexos na Prevenção da Exposição às
Nanopartículas
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Sónia Silva et al.
S. Piçarra et al.
Tainá Fonseca et al.
Verónica Nogueira et al.
TOXICIDADE HUMANA
Ana A. Matias et al.
Ana A. Matias, António A.
Vicente et al.
Ana Cordeiro et al.
Eliana F. C. Simões et al.
Helena Oliveira et al.
Henriqueta Louro et al.
Joana Carrola et al.
Joana F. Fangueiro et al.
Luís M. F. Lopes et al.
M. S. Queirós Domingues et al.
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Produção e caracterização de nanopartículas de polimetilmetacrilato para veiculação de acetato de tocoferol
AutOr Bettencourt A1
Matos A1,2
Ferreira IFS1
Almeida AJ1
InStItuIçãO 1 - Research Institute for Medicines and Pharmaceutical Sciences (iMed.UL), Faculdade de Farmácia, Universidade de Lisboa
2 - Faculdade de Ciências e Tecnologias da Saúde (ULHT)
E-mAIL [email protected]
A encapsulação de fármacos em nanopartículas poliméricas surge como estratégia a considerar na formulação de
moléculas instáveis que se oxidam facilmente em contato com o ar, como é o caso dos antioxidantes1.
O objetivo deste trabalho consistiu em produzir e caracterizar nanopartículas de polimetilmetacrilato (PMMA),
um polímero biocompativel, que tem demonstrado potencial na encapsulação de diversas biomoléculas, para
veiculação de um antioxidante, o acetato de tocoferol (AT), composto derivado da vitamina E1,2.
As nanopartículas de PMMA com e sem AT foram preparadas pelo método da emulsão simples o/a com evaporação
do solvente orgânico. Foram avaliados diversos parâmetros de formulação das partículas tais como a sua
morfologia, o rendimento de produção, o tamanho, a eficiência de encapsulação (EE) e o perfil de libertação do
antioxidante in vitro.
A análise microscópica de varrimento (SEM) evidenciou que as nanopartículas produzidas apresentavam uma
superfície lisa e forma esférica. A análise granulométrica por dispersão dinâmica da luz mostrou que as
nanopartículas apresentavam uma distribuição de tamanhos uniforme e que o diâmetro médio volumétrico
era inferior para as nanopartículas com AT (404,7±5,08 nm) comparativamente às vazias (435,3±7,34 nm).
Este resultado sugere que a molécula antioxidante adicionada à fase interna da emulsão contribuiu para a
estabilização da mesma com consequente redução do tamanho das nanopartículas2. A incorporação de AT
interferiu ligeiramente no rendimento do processo mas quer no caso de nanopartículas vazias, quer carregadas,
obtiveram-se valores de rendimento do processo superiores a 80%. A EE foi igual a (84,4±8,1)% e a cinética
de libertação do AT correlacionou-se com o modelo de Higuchi, indicando um mecanismo de difusão simples do
antioxidante a partir das nanopartículas.
Prevê-se desenvolver agora os estudos de caracterização das nanopartículas, designadamente a determinação do
seu potencial zeta e a avaliação da sua citotoxicidade.
Agradecimentos
Os autores agradecem o financiamento da Fundação para a Ciência e Tecnologia (projecto PEst-OE/SAU/UI4013/2011
e EXCL/CTM-NAN/0166/2012).
Referências1Bettencourt A. et al. Incorporation of tocopherol acetate-containing particles in acrylic bone cement. Journal of
Microencapsulation, 2010; 27(6): 533–541.2Bettencourt A. e Almeida AJ. Poly(methyl methacrylate) particulate carriers in drug delivery. Journal of
Microencapsulation, 2012; 29(4): 353–367.
>Caracterização e aplicações
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Desenvolvimento de nanopartículas bio-adsorventes para a remoção magnética de corantes de águas
AutOr Ana M. SalgueiroAna L. Daniel-da-SilvaPaula C. PinheiroTito Trindade
InStItuIçãO CICECO, Departamento de Química, Instituto de Nanotecnologia de Aveiro, Universidade de Aveiro
E-mAIL [email protected]
Os corantes estão presentes nos efluentes de um número considerável de indústrias (têxtil, papel, plásticos, etc.).
A descarga destes efluentes não tratados em cursos de água constitui uma preocupação ecológica, uma vez que a
maioria dos corantes provoca uma diminuição dos teores de oxigénio presente na água, podendo originar a morte
da flora e fauna aquática do meio em que estão presentes. Este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de
bionanocompósitos magnéticos que atuem como adsorventes na remoção rápida e eficiente de corantes orgânicos
de águas.
Foram primeiramente sintetizadas nanopartículas (NPs) compostas por núcleos de magnetite (Fe3O4) revestidos
por um biopolímero (k-carragenano), tendo este afinidade para moléculas de corantes catiónicos. As NPs foram
caracterizadas utilizando técnicas de microscopia eletrónica, espetroscopia vibracional e de análise térmica,
tendo sido possível confirmar a presença do revestimento de biopolímero em torno do núcleo magnético,
num teor de 12% em massa. As NPs revestidas apresentavam dimensões inferiores a 10 nm e propriedades
superparamagnéticas à temperatura ambiente. Testaram-se as NPs para a remoção de um corante modelo (azul
de metileno-AzM) de soluções aquosas, em diferentes condições de pH, tendo sido verificado que a eficiência
na captura de AzM era maior em meio alcalino. Verificou-se que, nas condições experimentais testadas (pH 9,
23ºC), as NPs apresentam uma capacidade máxima de adsorção de AzM de 185.3 mg/g, superior à de outros
adsorventes magnéticos descritos na literatura, permitindo ainda uma remoção de AzM rápida, dado que se
atingiu o equilíbrio ao final de 10 minutos. Estes resultados mostram que as NPs magnéticas revestidas com
k-carragenano constituem materiais promissores para a remoção magnética rápida e eficiente de corantes de
águas. O facto dos componentes polimérico e inorgânico destes bionanocompósitos ocorrerem naturalmente
permite sugerir uma utilização amigável ao nível ambiental.
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Filmes nanoporosos de celulose para aplicação em biossensores
AutOr A. P. Carapeto1
A. M. Ferraria1
P. Brogueira2
S. Boufi3
A. M. Botelho do Rego1
InStItuIçãO 1 - Centro de Química-Física Mo-lecular e IN, IST, UTL
2 - ICEMS, IST, UTL
3 - Laboratoire des Sciences des Matériaux et Environnement, Université de Sfax, Tunisie
E-mAIL [email protected]
Os materiais nanoporosos ideais apresentam um elevado rácio superfície/volume, uma estrutura muito ordenada
e elevada estabilidade e durabilidade1. Encontram aplicações em diversas áreas, em particular, a sua elevada
área específica torna-os adequados para estruturas de suporte funcionais que podem interagir com diferentes
espécies químicas. Nas aplicações em biossensores2,3, um elevado grau de porosidade permite a imobilização de
uma grande percentagem de moléculas ou partículas, como proteínas, ADN ou nanopartículas.
Os materiais nanoporosos podem ser sintetizados a partir de biopolímeros, como por exemplo, a celulose, que além
de ser muito abundante na biosfera, tem propriedades físico-químicas intrínsecas, tais como a biodegrabilidade e
a biocompatibilidade, essenciais para a engenharia de células e tecidos. A celulose pode ser facilmente modificada
com diferentes grupos funcionais, vantajosos não só para aplicações biosensoras, mas também por exemplo no
fabrico de tecidos bactericida quando modificada com nanopartículas de prata.
Seguindo uma estratégia de derivatização da celulose seguida de deposição e regeneração da celulose4 obtiveram-
se filmes de celulose por dip-coating, com poros de dimensões submicro- e nanoporosos e com diferentes estruturas
morfológicas e topográficas, dependendo do substrato utilizado e das condições experimentais. As superfícies
foram caracterizadas por microscopia de força atómica e por espectroscopia de fotoeletrão de raio-X.
Referências1Lu, G. Q. and Zhao, X. S., ICP (2004).2Martin, Charles R. et al., Science 317 (2007) 331.3Hu, Kongcheng et al., Biosensors and Bioelectronics 24 (2009) 3113.4Vilar, M.R. et al., J. Phys. Chem. C 111 (2007) 12792.
E N C O N T R O N A C I O N A L D E N A N O T O X I C O L O G I A 2 0 1 3 P 3 9
Melhoria das propriedades físicas das embalagens alimentares com recurso à nanotecnologia
AutOr Denise CostaHelena Soares CostaTânia G. AlbuquerqueAna Sanches Silva
InStItuIçãO Dept. de Alimentação e Nutrição, Instituto Nacional de Saúde Doutor Ricardo Jorge, I.P.
E-mAIL [email protected]
A nanotecnologia tem um vasto espectro de aplicação, embora a tecnologia aplicada à indústria alimentar seja
um campo mais recente. Este trabalho aborda esta área de conhecimento, fazendo uma revisão dos principais
materiais compósitos (polímero/carga) nanoestruturados (nanocompósitos) usados na melhoria das propriedades
físicas das embalagens alimentares.
Os nanocompósitos são uma estratégia para melhorar as propriedades físicas dos polímeros, incluindo a sua
resistência mecânica, estabilidade térmica e as suas propriedades barreira. Um dos principais objetivos destes
materiais é prolongar a vida útil dos alimentos, melhorando a função barreira da embalagem de forma a reduzir a
permeabilidade a gases (oxigénio, dióxido de carbono, compostos voláteis e vapor de água) bem como a exposição
à luz ultravioleta.
O desafio principal destes materiais é a compatibilidade entre polímeros e cargas e a obtenção de uma perfeita
dispersão destas na matriz polimérica. São citados vários exemplos como nanocargas introduzidas nos polímeros,
que aumentam as propriedades barreira a gases. Duas das cargas mais utilizadas são a montmorillonite e a
caulinita.
Os nanocompósitos podem ainda oferecer vantagens ambientais em relação aos plásticos convencionais quando a
carga se dispersa num material biodegradável como o ácido poliláctico (PLA), já que o bio-nanocompósito de PLA
tem uma velocidade de degradação maior que a do PLA sem aditivos.
Agradecimentos
Ana Sanches Silva agradece o contrato de pós-doutoramento no âmbito do programa “Ciência 2007”, financiado
pela Fundação para a Ciência e Tecnologia.
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Inovação nas embalagens alimentares ativas com capacidade antimicrobiana: recurso à nanotecnologia
AutOr Ana Sanches SilvaDenise CostaTânia G. AlbuquerqueHelena Soares Costa
InStItuIçãO Dept. de Alimentação e Nutrição, Instituto Nacional de Saúde Doutor Ricardo Jorge, I.P.
E-mAIL [email protected]
A procura de alimentos com melhor qualidade, com vida útil mais extensa, mais seguros e ecologicamente
sustentáveis tem incentivado o desenvolvimento de embalagens alimentares inovadoras. Segundo o Regulamento
EU nº 1935/2004 as embalagens ativas são concebidas para incorporar componentes ativos destinados a ser
libertados para os alimentos ou a absorver substâncias dos alimentos. Dado que os microrganismos são uma
das principais causas de deterioração dos alimentos, têm sido desenvolvidas e comercializadas embalagens que
libertam substâncias antimicrobianas (por exemplo, etanol ou dióxido de carbono) para os alimentos.
No entanto, com o objetivo de revolucionar o sector das embalagens alimentares têm-se identificado nanopartículas
com capacidade antimicrobiana de modo a serem incorporadas nas embalagens alimentares.
Neste trabalho é realizado um estudo sobre os avanços no campo das embalagens alimentares com nanopartículas
antimicrobianas que contribui para compreender quais as principais tendências futuras neste sector. Várias são
as nanopartículas que têm vindo a ser usadas, tais como as nanopartículas de prata, óxido de zinco e dióxido de
titânio.
As nanopartículas de quitosano também têm suscitado especial interesse dada a sua elevada atividade
antimicrobiana em relação a fungos e bactérias Gram positivas e Gram negativas. O quitosano é obtido por
desacetilação da quitina, o principal polissacarídeo dos crustáceos, não é tóxico e é biocompatível, tendo por isso
sido usado em embalagens alimentares.
Agradecimentos
Ana Sanches Silva agradece o contrato de pós-doutoramento no âmbito do programa “Ciência 2007” financiado
pela Fundação para a Ciência e Tecnologia.
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Síntese de nanocristais de óxidos metálicos em óleos vegetais
AutOr Ângela S. PereiraNuno J. O. SilvaTito TrindadeSérgio Pereira
InStItuIçãO CICECO, Universidade de Aveiro
E-mAIL [email protected]
A síntese de nanocristais (NCs) coloidais de compostos binários pode ser atualmente efetuada por uma diversidade
de estratégias, sendo a mais bem sucedida a decomposição térmica de precursores moleculares, inicialmente
descrita por Murray, Norris e Bawendi.1 Alternativas subsequentes deste método incluem a utilização de
precursores unimoleculares proposto por Trindade e O’Brien2 e o uso de reagentes comerciais mais comuns, como
sugerido por Peng e Peng.3 Desde o início dos anos 90, estas estratégias de síntese de compostos binários foram
investigadas tendo em comum o uso de solventes surfactantes de ponto de ebulição elevado, cujas moléculas
coordenam à superfície dos NCs, por conseguinte passivando a sua superfície e originando partículas protegidas
com um revestimento orgânico. Estes solventes são geralmente caros e apresentam limitações ambientais,
nomeadamente para procedimentos scale-up. Alguns dos métodos alternativos que têm sido investigados
pretendem eliminar do procedimento experimental, por exemplo, o uso de compostos derivados de fosfina4-6.
A substituição destes surfactantes por solventes de origem vegetal apresenta uma abordagem que se enquadra
nos procedimentos típicos de Química Verde. Por exemplo, Sapra et al. descreveram a utilização de azeite, cujo
principal componente químico é o ácido oleico, como o principal solvente na síntese de NCs de CdSe.6 A nossa
investigação neste campo teve como objetivo desenvolver uma estratégia de síntese geral para óxidos metálicos,
em que se utilizam precursores unimoleculares e óleos vegetais como solventes. Nesta comunicação serão
apresentados resultados respeitantes à síntese e caracterização de nanocristais de óxidos de ferro. O método
discutido é extensível a outros óxidos metálicos, como por exemplo o ZnO, e também a outros óleos vegetais
como solventes.7 Finalmente será feita uma discussão crítica sobre as vantagens e limitações desta abordagem,
tendo em conta nomeadamente o controlo morfológico das partículas, custos associados e impacto ambiental em
termos do processo produtivo.
Referências1C.B. Murray, D.J. Norris and M.G. Bawendi, J Amer Chem Soc, 115, 8706 (1993) 2T. Trindade and P. O’Brien, Adv Mater, 8, 161 (1996) 3Z.A. Peng and X.G. Peng, J Amer Chem Soc, 123, 1389 (2001) 4Z.T. Deng, L. Cao, F.Q. Tang and B.S. Zou, J Phys Chem B, 109, 16671 (2005) 5J. Jasieniak, C. Bullen, J. van Embden and P. Mulvaney, J Phys Chem B, 109, 20665 (2005) 6S. Sapra, A.L. Rogach and J. Feldmann, J Mater Chem, 16, 3391 (2006) 7A.S. Pereira, N. J. O. Silva, T. Trindade, S. Pereira, J. Nanosci. Nanotechnol. 12, 8963 (2012)
E N C O N T R O N A C I O N A L D E N A N O T O X I C O L O G I A 2 0 1 3 P 4 2
Utilização conjunta de nanopartículas de ferro zero valente com o método electrocinético para descontaminação de solos com PCBs
AutOr Helena I. Gomes1,2
Célia Dias-Ferreira2
Alexandra B. Ribeiro1
InStItuIçãO 1 - CENSE - Dept. de Ciências e Engenharia do Ambiente, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade Nova de Lisboa
2 - CERNAS - Centro de Estudos de Recursos Naturais, Ambiente e Sociedade
E-mAIL [email protected]
Os PCBs (bifenis policlorados) são um grupo de compostos organoclorados, classificados como poluentes orgânicos
persistentes (POP) pela Convenção de Estocolmo. Atualmente, as soluções mais frequentes para o tratamento de
solos contaminados com estes poluentes são a deposição em aterro e a incineração, que não constituem opções
sustentáveis para a gestão destes resíduos perigosos. Apesar do seu uso ter sido restringido na União Europeia
em 1985, dada a sua persistência e toxicidade, os PCBs criam graves riscos para a saúde humana por via da
bioacumulação.
Este estudo alia duas técnicas emergentes de descontaminação de solos, o método electrocinético e a
nanoremediação para o tratamento de solos contaminados com PCBs. O transporte das nanopartículas de ferro
zero valente será potenciado através do processo electrocinético, através da utilização de corrente eléctrica direta,
permitindo a descloração destes compostos persistentes pelas nanopartículas. Esta metodologia representa uma
inovação pela integração destes dois métodos para aplicação in situ ou on site.
Outros objectivos deste estudo consistem em: i) desenvolver e testar uma abordagem analítica e metodológica
para compreender o destino final das nanopartículas de ferro zero valente no solo; ii) analisar a mobilidade,
reatividade e tempo de vida destas nanopartículas no solo; iii) determinação dos produtos de reação das
nanopartículas e os processos de descloração dos PCBs.
Resultados preliminares de ensaios electroforéticos para o transporte de nanopartículas em meios de baixa
permeabilidade demonstraram que este pode ser intensificado por ação da corrente eléctrica, mas que factores
como o pH do meio e a força iónica do electrólito podem ser muito importantes. Simultaneamente, verificou-se a
agregação e rápida corrosão das nanopartículas, limitante para a efetiva descloração dos PCBs. Outro desafio à
eficácia do processo de tratamento será a forte adsorção dos PCBs à matéria orgânica no solo, que potencialmente
restringe a reação de descloração com as nanopartículas.
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Síntese de nanopartículas poliméricas para aplicações biomédicas
AutOr Carina CruchoMaria Teresa BarrosRúben Raposo
InStItuIçãO REQUIMTE, CQFB, Departamento de Química, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade Nova de Lisboa
E-mAIL [email protected]
Com o avanço da interdisciplinaridade nas áreas de Química e Ciência dos Materiais existe um crescente
interesse no desenvolvimento e aplicação de estruturas à escala nanométrica. O interesse fundamental das
nanoestruturas reside no facto da sua dimensão atribuir-lhes um grau significativo de funcionalidade com novas
propriedades à nanoescala. Nos últimos anos, um esforço significativo tem sido dedicado ao desenvolvimento
da nanotecnologia para aplicações biológicas e médicas1-3. Neste contexto, pretende-se estudar a síntese de
nanopartículas poliméricas, com potencial para a encapsulação de compostos bioativos. Com este propósito
estão a ser sintetizados polímeros anfifílicos de poli(etileno glicol) (PEG), incorporando uma unidade de açúcar
e um derivado do colesterol. Prevê-se que estes conjugados em condições apropriadas sejam capazes de se
auto-organizar em nanopartículas poliméricas. As nanoestruturas serão caracterizadas por microscopia de força
atómica (AFM), dispersão dinâmica de luz (DLS) e microscopia eletrónica de varrimento (SEM).
Agradecimentos
Os autores agradecem à Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT) pelo financiamento plurianual à instituição
de acolhimento (PEst-C/EQB/LA0006/2011). Carina Crucho agradece à FCT pelo financiamento através de uma
bolsa de doutoramento (SFRH/ BD/71648/ 2010).
Referências1Ochekpe N. A., Olorunfemi P. O., Ngwuluka N. C., Trop. J. Pharm. Res. 2009, 8 (3), 265.2Leucuta S. E., Curr. Clin. Pharmcol. 2010, 5, 257.3Ochekpe N. A., Olorunfemi P. O., Ngwuluka N. C., Trop. J. Pharm. Res. 2009, 8 (3), 275.
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Aplicação de nanopartículas na mitigação do processo de eutroficação de lagoas pouco profundas
AutOr Bessa, M.1,2
Abrantes, N.1,2
Pereira, R.2,3
Gonçalves, F1,2
InStItuIçãO 1 - Dept. de Biologia da Universi-dade de Aveiro
2 - CESAM - Centro de Estudos do Ambiente e do Mar
3 - Dept. de Biologia da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto
E-mAIL [email protected]
Segundo a avaliação do milénio relativa aos ecossistemas, a excessiva entrada de nutrientes nos recursos de água
doce, resultante das mais diversas atividades antrópicas, é uma das principais ameaças à sua sustentabilidade.
Assim, dada a importância destes ecossistemas no fornecimento de diversos serviços de provisão, regulação e
culturais, e dada a elevada biodiversidade que os compõem, torna-se premente procurar novas metodologias que
contribuam para mitigar o processo de eutroficação cultural em curso em muitos destes sistemas, especialmente
em lagoas pouco profundas. Este estudo teve assim como objetivo avaliar a eficiência de nanopartículas de óxido
de titânio (NP-TiO2), na fixação de fósforo no sedimento (T1) e na eliminação de blooms algais (T2). Para o efeito, em
laboratório, simularam-se as condições ambientais de uma lagoa pouco profunda, em 16 microcosmos cilíndricos
(20 cm diâmetro e 70 cm altura), distribuídos por 4 tratamentos. Em cada microcosmo foi colocado 10 cm de
sedimento recolhido numa lagoa pouco profunda que se encontra em avançado estado de eutroficação (Lagoa da
Vela, Figueira da Foz). Seguidamente, em cada microcosmo foi colocada água filtrada (25 um), até uma altura de
60 cm. Os microcosmos foram revestidos, até 30 cm, com película opaca de forma a evitar a penetração lateral
de luz; o arejamento, suave, foi colocado à superfície, de forma a criar um gradiente de oxigénio dissolvido em
profundidade na coluna de água; as condições de temperatura (20±2ºC) e fotoperíodo (16L:8D) foram igualmente
asseguradas. O sistema encontrou-se em estabilização durante 4 semanas. Os tratamentos correspondem a dois
controlos, que diferem na ausência (C1)/presença (C2) de fitoplâncton; a um tratamento T1, em que as NP-TiO2
foram aplicadas (1g L-1) de imediato após o período de estabilização, e um tratamento T2, em que as NP-TiO2
só foram aplicadas após um crescimento significativo do fitoplâncton. O controlo C2, e os tratamentos (T1 e T2)
foram inoculados com fitoplâncton proveniente da mesma lagoa e mantido em laboratório. As medições iniciais
de fósforo na coluna de água revelaram valores superiores a 100 mgm-3, facto que consubstancia o contributo
do fósforo presente no sedimento para a produtividade biológica e a necessidade premente de se implementar
medidas de reabilitação, com vista a assegurar a sustentabilidade destes ecossistemas. As NP-TiO2, com a ação
conjunta do arejamento, promovem a agregação das células algais e a sua rápida deposição. A aplicação em larga
escala terá, contudo, que ter por base uma avaliação detalhada dos efeitos das NPs para a comunidade aquática
e, sobretudo, a avaliação da eficácia de outras NPs absolutamente inertes para o ecossistema.
>>Ecotoxicidade
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Alterações na actividade enzimática (GST e CAT) e histopatologia em Danio rerio após exposição a diferentes concentrações de nanodiamanteAutOr Mário S. Diniz1
Hellene Laugros2
Isabel Peres3
Luisa Castro3
Elsa Mendonça4
Ana Picado5
InStItuIçãO 1 - 1REQUIMTE, Dept. de Química, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Centro de Química Fina e Biotecno-logia, Universidade Nova de Lisboa
2 - Laboratoire d‘Immunologie-Microbiologie (LIM/ESE-CNRS, unité FRE 2635), IUT de Thionville-Yutz, France
3 - IMAR-Instituto do Mar, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Univer-sidade Nova de Lisboa - Dept. de Ciências e Engenharia do Ambiente
4 - APA, Agência Portuguesa do Ambiente I.P.
5 - LNEG, Laboratório Nacional de Energia e Geologia
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A nanotecnologia e a manipulação de nanomateriais têm ganho um relevo especial nos últimos anos principalmente
ao elevado potencial que apresenta para o desenvolvimento e progresso da humanidade nas mais diversas
áreas da indústria e da tecnologia. Por exemplo, as nanopartículas (NPs), partículas com um tamanho que pode
variar entre 1 a 100 nm e pelo menos uma dimensão, apresentam propriedades e características específicas que
fazem com que apresentem um potencial elevado para uso na biomedicina, química, engenharia dos materiais,
computação, etc. Contudo o aumento previsível da utilização em massa destes nanomateriais coloca em discussão
a questão da avaliação de risco ambiental uma vez que os ecossistemas aquáticos são geralmente o reservatório
final das descargas de águas residuais industriais. Desse modo, torna-se essencial conhecer os efeitos destes
nanomateriais nos organismos que habitam este meio de modo a implementar estratégias futuras que minimizem
o risco de contaminação e exposição. No presente estudo, seleccionou-se o peixe zebra (Danio rerio) como modelo
de estudo de exposição a diferentes concentrações de nanodiamante (ND) (0 a 100 mg/L ND) durante 21 dias. No
final do período experimental observou-se mortalidade (17%) na concentração testada mais elevada. Foram ainda
determinadas a actividade da glutationa-s-transferase (GST), superóxido-dismutase (SOD) e catalase (CAT) no
fígado, intestino e brânquias dos peixes. Ao nível da actividade enzimática, os resultados obtidos para os vários
órgãos mostram variações significativas que estão de acordo com as concentrações testadas de NDs. Por outro
lado, realizaram-se observações histológicas que mostraram alterações nos tecidos dos órgãos alvo compatíveis
com os resultados da actividade enzimática e evidenciando que a exposição a NDs provoca stress oxidativo e
alterações nas células e consequentemente afecta negativamente a homeostasia da espécie estudada.
Assim, dadas as várias implicações ambientais relativamente à nanotecnologia industrial o presente estudo
pretende contribuir com informação relevante e crítica que permita clarificar e discutir o potencial impacte
ambiental da exposição do biota aquático a NDs.
Agradecimentos
Projecto financiado pela Fundação para a Ciência e Tecnologia - PTDC/CTM/099446/2008.
E N C O N T R O N A C I O N A L D E N A N O T O X I C O L O G I A 2 0 1 3 P 4 6
Bioacumulação e nanotoxicidade de nanopartículas de ouro em organismos marinhos
AutOr Miguel Larguinho1,2
Daniela Correia1
Mário S. Diniz2
Pedro V. Baptista1
InStItuIçãO 1 - Nanotheranostics Group, CIGMH/DCV, Faculdade de Ciências e Tecno-logia, Universidade Nova de Lisboa
2 - BioScope Group, REQUIMTE/DQ, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade Nova de Lisboa
E-mAIL [email protected]
Devido às suas propriedades físico-químicas, as nanopartículas de ouro (AuNPs) têm vindo a ser exploradas em
crescente número de aplicações, em especial o seu potencial para fins terapêuticos – drug & gene delivery 1,2.
As AuNPs esféricas têm demonstrado um índice relativamente baixo de nanotoxicidade, sendo que o tamanho
(diâmetro) desempenha um papel importante no modo de entrada na célula3,4 e, consequentemente no seu
metabolismo. Os efeitos de nanotoxicidade relacionados com a internalização de AuNPs podem também variar
de acordo com a funcionalização da sua superfície com moléculas biológicas (ex. PEGs)5,6. Apesar dos vários
estudos realizados sobre efeitos de nanotoxicidade, existe um número reduzido de trabalhos focados na
bioacumulação destes nanomateriais, um aspecto a considerar aquando da avaliação de risco, e em particular
de risco ambiental.
O presente estudo incide sobre a bioacumulação de AuNPs esféricas de 13 nm, com e sem funcionalização,
entre dois organismos marinhos da mesma cadeia trófica. Para tal, foram seleccionados a clorofícea Dunaliella
salina (microalga marinha) e o bivalve Mytilus galloprovincialis (mexilhão de água salgada). Para além disso, são
avaliados os potenciais efeitos de nanotoxicidade nos tecidos e nas células dos organismos alvo deste estudo.
Referências1Brown et al., Journal of the American Chemical Society 2010, 132:4678.2Han et al., NanoBiotechnology 2007, 3:40.3Pan et al., Small 2007, 3:1941.4Alkilany and Murphy, Journal of Nanoparticle Research 2010, 12:2313.5Zhang et al., International Journal of Nanomedicine 2011, 6:2071.6Goodman et al., Bioconjugate Chemistry 2004, 15:897.
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A toxicidade das nanopartículas de óxido de cobre para os microrganismos aquáticos decompositores depende do tamanho das nanopartículas e da presença de ácidos húmicosAutOr Arunava PradhanPaulo GeraldesSeena SahadevanCláudia PascoalFernanda Cássio
InStItuIçãO Centro de Biologia Molecular e Ambiental (CBMA), Dept. de Biologia, Universidade do Minho
E-mAIL [email protected]
O aumento do uso de nanopartículas metálicas aumenta a probabilidade da sua libertação nos ecossistemas de
água doce, constituindo um potencial risco para o biota e para os processos por eles conduzidos. Em pequenos
ribeiros florestados, os microrganismos (fungos e bactérias) decompõem a folhada proveniente da vegetação
ribeirinha tornando-a mais palatável para os invertebrados detritívoros. Neste trabalho investigámos o efeito do
tamanho das nanopartículas de óxido de cobre e da presença de ácidos húmicos nas comunidades microbianas
decompositoras. Para isso, folhada de amieiro foi imersa num ribeiro durante 7 dias, para permitir a colonização
microbiana, e foi, seguidamente, exposta em microcosmos a nanopartículas de óxido de cobre com diferentes
tamanhos (12, 50 e 80 nm) a concentrações até 400 mg/l (5 níveis), na ausência ou na presença de ácidos húmicos
(até 100 mg/l; 3 níveis). Na ausência de ácido húmico, os efeitos das nanopartículas na perda de massa da folha
tornaram-se mais fortes à medida que o tamanho das nanopartículas diminuiu e a sua concentração aumentou.
A biomassa microbiana foi afectada pela exposição às nanopartículas mas a biomassa bacteriana foi muito mais
sensível à exposição às nanopartículas do que a biomassa dos fungos. Além disso, os valores de EC50 para a
biomassa microbiana aumentaram com o aumento do tamanho das nanopartículas. A decomposição foliar e a
biomassa microbiana também foram afectados pela exposição ao ácido húmico sozinho. Os efeitos negativos das
nanopartículas diminuíram na presença de ácido húmico mas isso não se verificou no caso das nanopartículas de
maior dimensão (80 nm). A reprodução e a diversidade da comunidade de fungos também foram afectadas pela
exposição às nanopartículas e os efeitos foram semelhantes aos observados na decomposição da folhada e na
biomassa microbiana. A análise da folhada por microscopia electrónica de varrimento mostrou que a adsorção de
nanopartículas aumentou com o aumento da sua concentração na água.
O FEDER-POFC-COMPETE e a FCT (PTDC/AAC-AMB/121650/2010) financiaram este estudo e Arunava Pradhan (SFRH/
BD/45614/2008) e Paulo Geraldes (SFRH/BD/75516/2010).
Efeito do tamanho das nanopartículas de óxido de cobre e da presença de ácidos húmicos no invertebrado detritívoro Allogamus ligoniferAutOr Arunava PradhanPaulo GeraldesSeena SahadevanCláudia PascoalFernanda Cássio
InStItuIçãO Centro de Biologia Molecular e Ambiental (CBMA), Dept. de Biologia, Universidade do Minho
E-mAIL [email protected]
Nos rios florestados de baixa ordem, os invertebrados detritívoros desempenham um papel chave na transformação
da matéria orgânica e na transferência da energia dos detritos vegetais, provenientes da vegetação ribeirinha,
para os níveis tróficos superiores. Neste estudo investigámos os efeitos de nanopartículas de óxido de cobre com
diferentes tamanhos e a influência dos ácidos húmicos no comportamento alimentar do detritívoro Allogamus
ligonifer (Trichoptera). Os animais foram expostos a concentrações sub-letais de nanopartículas de óxido de
cobre com 12, 50 e 80 nm de tamanho (até 100 mg/L, três níveis) na ausência e na presença de ácidos húmicos
(100 mg/L) e foram alimentados com folhada de amieiro durante cinco dias. Na ausência de nanopartículas e de
ácidos húmicos, a taxa de consumo do detritívoro foi de 0,416 mg folha seca/mg animal seco/dia. Na ausência de
ácidos húmicos, as taxas de consumo dos animais diminuíram com o aumento da concentração de nanopartículas,
principalmente no caso das nanopartículas de menor tamanho (12 nm). Na ausência de nanopartículas, os ácidos
húmicos inibiram a taxa de consumo dos invertebrado (0,197 mg folha seca/mg animal seco/dia). No entanto,
quando os animais foram co-expostos a nanopartículas e ácidos húmicos, os efeitos negativos das nanopartículas
de menor tamanho diminuíram. Uma experiência de alimentação foi, ainda, realizada para avaliar a capacidade
dos animais recuperarem do stress induzido pela exposição às nanopartículas e aos ácidos húmicos. Para isso,
os animais que tinham sido previamente expostos a estes químicos foram alimentados com folhas que não
foram expostas a qualquer composto, durante cinco dias. As taxas de consumo dos animais aumentaram, mas a
recuperação foi baixa. A maior recuperação foi observada quando os invertebrados detritívoros foram expostos
apenas a ácidos húmicos ou à concentração mais baixa de nanopartículas de maior dimensão (80 nm).
O FEDER-POFC-COMPETE e a FCT (PTDC/AAC-AMB/121650/2010) financiaram este estudo, bem como Arunava
Pradhan (SFRH/BD/45614/2008) e Paulo Geraldes (SFRH/BD/75516/2010).
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Impacto de NPs de TiO2 na germinação de diferentes espécies vegetais
AutOr Sónia SilvaHelena OliveiraConceição Santos
InStItuIçãO CESAM e Dept. de Biologia da Universidade de Aveiro
E-mAIL [email protected]
As áreas de aplicação da nanotecnologia aumentaram nos últimos anos. Em consequência, a produção de
nanopartículas (NPs) e a sua disseminação pelo meio ambiente sofreu um incremento. O impacto das NPs no meio
ambiente tem sido alvo de atenção por parte da comunidade científica e por parte de entidades governamentais.
Vários estudos revelaram que as NPs podem ser tóxicas para diferentes espécies, incluindo algas, bactérias,
organismos aquáticos e humanos. Apesar de já existir informação considerável em espécies animais, menos
atenção tem sido dada ao impacto das NPs nas plantas.
De forma a estudar os efeitos de NPs de TiO2 na germinação de diferentes espécies vegetais de importância
alimentar (eg. Lactuca sativa), as sementes foram expostas a diferentes concentrações de NPs: 0; 5; 10; 50; 100
e 150 mg/L de NPs de TiO2. Após cinco dias de exposição foi determinada a taxa de germinação, o crescimento
da raiz e da parte aérea e a biomassa das plântulas. Além disso, foi analisado o ciclo celular das raízes por
citometria de fluxo. Os dados revelaram alterações na taxa de germinação e na biomassa. A dinâmica do ciclo
celular apresentou também alterações: observou-se uma tendência para a diminuição do número de células em
fase G0/G1.
Agradecimentos
A FCT financiou as bolsas de Sónia Silva (SFRH/BPD/74299/2010) e Helena Oliveira (SFRH/BPD/48853/2008).
E N C O N T R O N A C I O N A L D E N A N O T O X I C O L O G I A 2 0 1 3 P 4 9
Caracterização de Nanopartículas Poliméricas de Tintas Aquosas no Tratamento Biológico de uma ETAR
AutOr A.Nobre1
A.M. Barreiros2
S. Piçarra1,3
InStItuIçãO 1 - Escola Superio de Tecnologia de Setúbal, Instituto Politécnico de Setúbal
2- Instituto Superior de Engenharia de Lisboa, Instituto Politécnico de Lisboa
3 - Centro de Química-Física molecular, Instituto Superior Técnico
E-mAIL [email protected]
A crescente preocupação com os efeitos nefastos da atividade humana no ambiente tem sido o motor para
a substituição das tradicionais tintas orgânicas utilizadas durante largas décadas por tintas aquosas que,
naturalmente, emitem menores teores de compostos orgânicos voláteis para a atmosfera. Estas novas tintas são
formuladas à base de nanopartículas poliméricas em emulsão. Sendo de base aquosa, a lavagem dos utensílios
utilizados na aplicação das tintas é normalmente feita sob água corrente, sendo as nano e micropartículas nelas
contidas encaminhadas com os restantes esgotos domésticos para uma ETAR. Embora estas partículas sejam
maioritariamente formadas por materiais biocompatíveis à escala macroscópica (estirenos, acrilatos, etc.) os
seus efeitos em escalas micro ou nano são ainda desconhecidos. O mesmo se pode afirmar quanto à eficiência
da remoção destas partículas numa ETAR. Na realidade, não se sabe se serão degradadas durante o tratamento
biológico (sendo eliminadas) ou, caso resistam, se agregam e precipitam (juntando-se à corrente de lamas) ou
se, simplesmente, permanecem isoladas em emulsão (saindo com o efluente tratado). Uma análise detalhada da
caracterização destas partículas ao longo do tratamento poderá fornecer importantes indicações sobre o destino
deste possível xenobiótico.
Neste estudo adicionaram-se nanopartículas modelo de poli(metacrilato de butilo) com ca. 50 nm de diâmetro a
reatores descontínuos e sequenciais previamente inoculados com lamas recolhidas no tanque de arejamento de
uma ETAR. A caracterização das partículas ao longo do tratamento biológico foi seguida por técnicas de dispersão
de luz dinâmica e cromatografia de permeação gel. Os microrganismos foram observados por AFM e sujeitos
a testes respirométricos na presença de diferentes concentrações de nanopartículas poliméricas. Foram ainda
monitorizadas as concentrações de carbono orgânico e de azoto (nas formas de amónio, nitrito e nitrato) ao longo
de um ciclo de arejamento de dois reatores sequencias, com e sem nanopartículas.
Verificou-se que o diâmetro médio das partículas aumentou mais ao longo do tempo na presença dos
microrganismos, mas que a estrutura interna das nanopartículas não era afetada. Verificou-se ainda que alguns
microrganismos conseguiam sorver as nanopartículas, acabando por entrar em stress oxidativo e morrer. Embora
não tivessem sido detetadas alterações significativas no consumo de carbono, a eficiência de remoção de azoto
diminuiu claramente na presença das nanopartículas.
A caracterização rigorosa das nanopartículas ao longo do tratamento permitiu, portanto, concluir que as
nanopartículas poliméricas não se degradam durante o tratamento biológico mas sofrem agregação e sorção
à superfície de certos microrganismos, saindo na corrente de lamas. Permitiu ainda concluir que, embora
biocompatíveis à escala macro, estes materiais deixam de ser inócuos à escala nano, afetando sobretudo as
bactérias nitrificantes e prejudicando a eficiência do tratamento biológico da ETAR.
E N C O N T R O N A C I O N A L D E N A N O T O X I C O L O G I A 2 0 1 3 P 5 0
E N C O N T R O N A C I O N A L D E N A N O T O X I C O L O G I A 2 0 1 3 P 5 1
Água vs sedimento: Efeito das nanopartículas de cobre na amêijoa Ruditapes decussatus
AutOr Tainá Fonseca1
Tânia Gomes2
Ângela Serafim2
Rui Company2
Vânia Serrão Sousa3
Margarida Ribau Teixeira3
Maria João Bebianno2
InStItuIçãO 1 - Universidade Estadual Paulista, Campus do Litoral Paulista, Brasil
2 - CIMA, FCT, Universidade do Algarve
3 - CENSE, FCT, Universidade do Algarve
E-mAIL [email protected]
A crescente produção de nanomateriais torna inevitável a sua libertação para o ambiente aquático, onde a elevada
área de superfície e reatividade característica dos mesmos vai aumentar a sua biodisponibilidade e toxicidade
para os organismos aquáticos. Consequentemente, torna-se crucial compreender o impacto destes nanomateriais
nos recursos aquáticos e possibilitar a avaliação de possíveis riscos para a saúde humana e para o meio ambiente.
Dentro do elevado número de nanopartículas que se encontram em existe, as nanopartículas de óxido de cobre
(NPs CuO) são das mais utilizadas com aplicabilidade em diversas áreas industriais e comerciais. Após entrada
no ambiente aquático, as NPs CuO poderão tornar-se parte dos componentes coloidais e estar sujeitas a uma
variedade de fatores fisíco químicos que poderão promover a sua agregação e deposição no substrato/sedimento.
Deste modo, o sedimento poderá representar uma fonte de exposição adicional de nanopartículas, especialmente
para os organismos bentónicos. Os moluscos bivalves são abundantes em vários ambientes aquáticos, constituindo
um grupo relevante para estudar os efeitos das nanopartículas devido à sua capacidade de acumular partículas
em suspensão e poluentes convencionais. Dentro deste grupo, as amêijoas Ruditapes decussatus são um dos
bivalves filtradores com maior importância ecológica e económica na Europa, particularmente no sul de Portugal.
Para compreender a acumulação e efeitos destas NPs, amêijoas R. decussatus foram expostas a uma concentração
ambientalmente relevante de 10 µg.L-1 de NPs CuO durante 15 dias através de duas vias de exposição: água e
sedimento. Neste contexto, foram aplicados biomarcadores de exposição (concentração de metalotioninas) e de
dano (peroxidação lipídica) para avaliar os efeitos provocados por estas NPs e determinar qual a via de exposição
mais significativa para esta espécie de bivalve.
E N C O N T R O N A C I O N A L D E N A N O T O X I C O L O G I A 2 0 1 3 P 5 2
Tratamento de efluente de lagar de azeite por processos avançados de oxidação utilizando dois nanomateriais como catalisadores (TiO2 e Fe2O3)AutOr Verónica Nogueira1,2
Isabel Lopes1,2
Teresa Rocha-Santos2,3,4
Fernando Gonçalves1,2
Armando C. Duarte2,4
Ruth Pereira5,2
InStItuIçãO 1 - Departmento de Biologia Universidade de Aveiro
2- CESAM (Centro de Estudos do Ambiente e do Mar), Universidade de Aveiro
3 - ISEIT/Viseu, Instituto Piaget
4 - Dept. de Química, Universidade de Aveiro
5 - Dept. de Biologia, Faculdade de Ciências, Universidade do Porto
E-mAIL [email protected]
A indústria de azeite é responsável pela produção e descarga de um efluente altamente poluente e que representa
um grande problema ambiental na região Mediterrânica. O efluente dos lagares de azeite, vulgarmente designado
por águas ruças, é rico em compostos orgânicos recalcitrantes e fitotóxicos. Várias metodologias têm vindo a
ser aplicadas no tratamento deste efluente de modo a minimizar o seu impacto no ecossistema, nomeadamente
tratamentos biológicos, físicos e químicos ou até mesmo a combinação de processos. No entanto, nenhum conseguiu
ainda ser totalmente eficaz na redução da sua toxicidade e consequentes impactos nos ecossistemas receptores.
Neste contexto surge a nanotecnologia, oferecendo novas possibilidades no tratamento de efluentes com base
nas propriedades físicas e químicas melhoradas dos nanomateriais, que podem aumentar consideravelmente
o seu potencial de adsorção e oxidação. Deste modo, o presente trabalho teve como objectivo investigar a
eficácia de metodologias envolvendo vários processos oxidativos avançados e usando como catalisadores dois
nanomateriais (TiO2 e Fe2O3), na redução da toxicidade de águas ruças, e na melhoria das suas características
químicas. Foram testados vários tratamentos, como oxidação fotoquímica na presença de um oxidante (UV/H2O2),
oxidação fotocatalítica (UV/TiO2 e UV/Fe2O3) e sistemas combinados (UV/TiO2/H2O2 e UV/Fe2O3/H2O2). Foi investigado
também o efeito da adição de várias concentrações de catalisador (2-0,25 g L-1 de TiO2 e Fe2O3) assim como
várias concentrações de oxidante (1-0,03 M de H2O2). A eficácia dos tratamentos testados foi avaliada através de
medições de redução de cor (465nm) e de compostos aromáticos (270nm), carência química de oxigénio (CQO),
conteúdo em fenóis e toxicidade (Microtox®). Os resultados sugerem que os tratamentos de fotodegradação que
associam o TiO2 ou Fe2O3 com o H2O2 foram os mais eficientes, responsáveis pela redução de cerca de 39% de
compostos aromáticos, 79% de cor, 73% de CQO e 78% em conteúdo de fenóis, após 2 horas de UV, 1M de oxidante
e 1.0 g L-1 de catalisador. Em termos de redução de toxicidade para a bactéria Vibrio fisheri os tratamentos mais
promissores são também os que utilizam o oxidante e catalisador juntos, no entanto o tratamento UV/H2O2 foi o
que promoveu uma maior redução, cerca de 38%.
E N C O N T R O N A C I O N A L D E N A N O T O X I C O L O G I A 2 0 1 3 P 5 3
Avaliação da nanotoxicidade de nanopartículas lipidicas aplicadas na formulação de sistemas de libertação controlada
AutOr V. Gonçalves1,2
C.M.M. Duarte1,2
Ana A. Matias1
InStItuIçãO 1 - Instituto de Tecnologia Química e Biológica, Universidade Nova de Lisboa
2 - IBET – Instituto de Biologia Experimental e Tecnológica
E-mAIL [email protected]
É cada vez mais evidente que as partículas à nanoescala podem desencadear respostas celulares nefastas para
a saúde humana, existindo cada vez mais estudos sobre o impacto de nanopartículas em diferentes sistemas
celulares.
No entanto, muitos destes estudos incidem sobre a avaliação da toxicidade de nanopartículas inorgânicas, sendo
ainda escassos os trabalhos que avaliam o impacto a nivel celular de materiais biodegradáveis processados à
nanoescala, tais como polímeros e lípidos ou combinação de ambos. Estes materiais biodegradáveis são muito
utilizados na preparação de sistemas para libertação de drogas para vários modos de administração (ex.oral,
nasal, dérmica) sendo crescente a aplicação dos mesmos a uma escala nano. É por isso relevante avaliar a
segurança dos diversos sistemas estudando quais as respostas celulares desencadeadas em diferentes modelos
celulares, e tentando correlacionar as diferentes características físico-químicas com a resposta biológica.
Sistemas híbridos de nanoparticulas compostas por combinações de lípidos (Gelucire® e Peceol®) e agentes anti-
aglomerantes (sílica e talco) foram preparados por PGSS (particles from gas saturated solutions) e caracterizados
em termos de tamanho de particula, distribuição de tamanho, potencial zeta, morfologia e estrutura. A
citotoxicidade desses sistemas foi quantificada através de morte celular, resposta inflamatória (ex. excreção de
NO) e avaliação do stress oxidativo (ex. quantificação de ROS) induzido, utilizando o modelo celular de epitélio
intestinal humano (células diferenciadas Caco-2). Foram testadas diferentes concentrações de partículas em meio
celular, avaliando-se também o impacto de adsorção de proteina na superficie das estruturas.
>>>Toxicidade humana
Avaliação da nanotoxicidade de nanopartículas lipidicas aplicadas na formulação de sistemas de libertação controlada
AutOr Sara Nunes1,2
C.M.M. Duarte1,2
Ana A. Matias1
Melissa C. Rivera3
Ana I. Bourbon3
Miguel A. Cerqueira3
António A. Vicente3
InStItuIçãO 1 - Instituto de Tecnologia Química e Biológica, Universidade Nova de Lisboa
2 - IBET - Instituto de Biologia Experimental e Tecnológica
3 - IBB - Instituto de Biotecnolo-gia e Bioengenharia - Centro de Engenharia Biológica, Universidade do Minho
E-mAIL [email protected]@deb.uminho.pt
Tem sido crescente a evidência de que nanopartículas podem induzir toxicidade celular relevante com forte
impacto na saúde humana. Esta toxicidade pode ser expressa através da indução de diversas respostas celulares
tais como a morte celular, inflamação e stress oxidativo, tornando-se assim de extrema importância a utilização
de modelos celulares in vitro para avaliar a resposta biológica desencadeada pela presença dos nanosistemas
formulados. O modelo celular Caco-2, utilizado neste trabalho, é um modelo amplamente aceite para avaliação
da toxicidade, transporte e uptake de vários materiais à nanoescala.
Os nanogeis de base proteica têm atraído muita atenção devido à sua não-toxicidade, pequena dimensão e
interior reticulado apropriado para uma bioconjugação polivalente, oferecendo diferentes possibilidades para
encapsulação de componentes funcionais através de ligações covalentes. Interações entre biopolimeros naturais,
como peptidos ou proteinas, promovidas por condições específicas tais como pH, temperatura, força iónica e
concentração, originam nano-hidrogéis que exibem propriedades funcionais muito melhoradas comparativamente
às proteínas ou péptidos isolados. Estes nanosistemas podem ser incorporados em vários produtos (alimentos,
cosméticos e farmacêuticos, por exemplo) com o objetivo de proteger um composto bioativo ou melhorar as
propriedades dos produtos comerciais tornando-se assim importante avaliar a sua toxicidade de modo a aferir
conclusões sobre a sua segurança.
Para este trabalho, foi preparado um nano-hidrogel (NH) de lactoferrina (Lf) e glicomacropeptido (GMP), dois
importantes compostos bioativos presentes no leite, e avaliaram-se nano-interações ocorridas entre o NH e células
do epitélio intestinal, Caco-2 polarizadas. Estudou-se o efeito na viabilidade do epitélio intestinal de diferentes
concentrações de NH em diferentes tempos de incubação, através da quantificação da atividade metabólica das
células e da resistência transepitelial da monocamada celular. A permeabilidade da lactoferrina foi também
monitorizada ao longo dos diferentes tempos de incubação. Ao fim de 15 min mais de metade da lactoferrina
inicial já tinha sido internalizada e cerca de 4% transportada para o lado basal. Os mesmos resultados são
reportados na literatura mas para 24 h de incubação. O NH preparado mostrou ser não citotóxico para os tempos
de incubação testados e uma formulação promissora para o aumento da biodisponibilidade da lactoferrina.
E N C O N T R O N A C I O N A L D E N A N O T O X I C O L O G I A 2 0 1 3 P 5 4
Análise do potencial toxicológico de um sistema antisense Au-nanobeacons para terapia génica
AutOr Ana Cordeiro1,2
Miguel Larguinho1,2
João Conde1,3
Luís R. Raposo4,5
Pedro M. Costa6
Susana Santos4,5
Mário S. Diniz2
Alexandra R. Fernandes4,5,7
Pedro V. Baptista1
InStItuIçãO 1 - CIGMH, Dept. de Ciências da Vida, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade Nova de Lisboa
2 - REQUIMTE, Dept. de Química, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade Nova de Lisboa
3 - Instituto de Nanociencia de Aragón, Universidad de Zaragoza, Zaragoza, Espanha
4 - Centro de Química Estrutural, Instituto Superior Técnico, Lisboa
5 - CB3, Faculdade de Engenharia e Ciências Naturais, Universidade Lusófona de Humanidades e Tecnologias
6 - IMAR - Instituto do Mar, Dept. de Ciências e Engenharia do Ambiente, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade Nova de Lisboa
7 - Dept. de Ciências da Vida, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade Nova de Lisboa
E-mAIL [email protected]
Nanopartículas de ouro (AuNPs) têm vindo a ser utilizadas como veículo de internalização de oligonucleotídeos
antisense para regulação pós-transcripcional de genes de modo a promover o desenvolvimento de sistemas
terapêuticos eficazes1. Entre as principais vantagens, para além da possibilidade de funcionalização com grande
número de biomoléculas (e.g. targeting específico), as AuNPs fornecem protecção contra nucleases e apresentam
elevada capacidade de internalização em células sem necessidade de agentes transfectantes2. Para que estes
sistemas terapêuticos possam ser utilizados, é fundamental um conhecimento do potencial toxicológico e de
possíveis alterações biológicas para a célula após internalização das AuNPs.
No presente trabalho, foram desenvolvidos nanobeacons de ouro (Au-nanobeacons) antisense caracterizados
estruturalmente por um hairpin de DNA marcado com um fluoróforo (3’-Cy3) e funcionalizado na superfície da
AuNP através de um grupo 5’-Tiol-C6. Estes Au-nanobeacons foram testados como bloqueadores de expressão
génica em células HCT-116, demonstrando ser capazes de silenciar o gene alvo através da emissão de um sinal
de fluorescência indicando a ocorrência de silenciamento3,4.
Para avaliar a biocompatibilidade do sistema proposto foram efectuados estudos de toxicidade celular aguda
e de genotoxicidade em conjunto com a análise de perfis de expressão proteicos. Os ensaios efectuados de
viabilidade celular, actividade da glutationa S-transferase, anomalias nucleares (micronúcleos) e Comet assay
(SCGE) validaram a estratégia proposta ao demonstrar a ausência de toxicidade significativa associada. A análise
do perfil proteico por 2-DE e por MALDI-TOF MS também não revelou alterações significativas a nível de expressão
proteica.
Referências1Kim et al.Trends in Molecular Medicine 2009, 15:491.2Conde et al.Journal of Drug Delivery 2012, 2012:751075.3Rosa et al.Biosensors and Bioelectronics 2012, 36:161.4Conde et al.Biomaterials 2013, 34:2516.
E N C O N T R O N A C I O N A L D E N A N O T O X I C O L O G I A 2 0 1 3 P 5 5
Nanopartículas fluorescentes baseadas em carbono
AutOr Eliana F. C. Simões1,2
João M. M. Leitão1
Joaquim C. J. Esteves da Silva2
InStItuIçãO 1 - Centro de Investigação em Química (CIQ-UP), Faculdade de Farmácia da Universidade de Coim-bra, Pólo de Ciências da Saúde
2 - Centro de Investigação em Química (CIQ-UP), Dept. de Química, Faculdade de Ciências do Porto
E-mAIL [email protected]
As nanopartículas fluorescentes começam a ser utilizadas em bioimagem e como sensores químicos ou biosensores.
As vantagens destes nanomateriais é apresentarem coeficientes de extinção e rendimentos quânticos elevados,
grande fotoestabilidade, tempos de vida relativamente elevados e as suas propriedades óticas variam com o
tamanho1. No entanto, para utilização in vivo estas nanopartículas devem ser não tóxicas e biocompatíveis.
Os nanomateriais fluorescentes mais conhecidos são os semicondutores nanocristalinos, vulgarmente denominados
de “quantum dots” (QDs). No entanto, os QDs, como são constituídos por metais tóxicos, têm suscitado problemas
de citotoxicidade e biocompatibilidade. Para resolver estes problemas têm surgido novos nanomateriais baseados
em carbono (‘carbon dots’, CDs)1-3. Por outro lado, se a sua funcionalização for efetuada com um composto de
origem biológica ou um composto de utilização terapêutica estamos na presença potencial de uma nanopartícula
funcionalizada não tóxica2,3.
As nanopartículas de carbono fluorescentes potencialmente não tóxicas têm sido desenvolvidas com o objetivo
de poderem ser utilizadas in vivo1-3. Para tal a síntese dos CDs bem como a sua funcionalização tem que ser
efetuada utilizando reagentes não tóxicos. Nesta comunicação apresentam-se CDs sintetizados por digestão ácida
de carboidratos assistida por ultra-sons e por autoclave com funcionalização com ácido fólico. Os CDs assim
obtidos, para além de potencialmente não tóxicos, permitirão a sua utilização como sensor para a deteção das
espécies reativas de oxigénio e azoto.
Agradecimentos
Financiamento da Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT, Lisboa), COMPETE e FSE-FEDER projeto PTDC/
QUI/71001/2006. Agradece-se também uma bolsa de Doutoramento SFRH/BD/81074/2011 atribuída a Eliana
Simões à FCT, Lisboa.
Referências1Gonçalves H, Duarte A, Esteves da Silva J C G, Fiber optics carbon dots based mercury(II) sensor, Bios. Bioelectron.
(2010) 26:1302–1306.2Esteves da Silva J C G, Gonçalves H, Analytical and bioanalytical applications of carbon dots, Trends. Anal. Chem.
(2011) 30: 1327–1336.3Zhang Y, Gonçalves H, Esteves da Silva J C G, Geddes C D, Metal-Enhanced Photoluminescence from Carbon
Nanodots, Chem. Commun., (2011) 47:5313-5315.
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Avaliação in vitro da toxicidade de nanopartículas de prata (AgNPs) em células humanas
AutOr Helena OliveiraFernanda RosárioVerónica BastosJosé Miguel P. Ferreira de OliveiraConceição Santos
InStItuIçãO CESAM & Laboratório de Biotecno-logia e Citómica, Dept. de Biologia, Universidade de Aveiro
E-mAIL [email protected]
As nanopartículas de prata (AgNPs) são umas das NPs mais utilizadas devido às suas propriedades antimicrobianas,
estando presentes numa grande variedade de produtos de consumo, tais como cosméticos, têxteis, produtos
alimentares, médicos, entre outros. Assim, o uso difundido de produtos contendo AgNPs pode levantar questões
referentes à sua potencial toxicidade para os sistemas biológicos. Neste contexto, torna-se essencial o estudo da
citotoxicidade das AgNPs em células humanas. Para este trabalho foram selecionados vários modelos de células
humanas, nomeadamente queratinócitos (HaCaT), células de pulmão (A549) e osteoblastos (MG-63) que foram
expostos a AgNPs estabilizadas em PVP ou citrato com diferentes tamanhos (10 nm-60nm) em concentrações
de 5 até 100 µg/ml por 24 ou 48h. A confluência e a morfologia celular foram observadas diariamente ao
microscópio. A viabilidade celular foi medida pelo ensaio de MTT. As células foram marcadas com iodeto de
propídio e analisadas por citometria de fluxo para avaliação da progressão do ciclo celular, alterações na ploidia
e eventual clastogenicidade. Os níveis de apoptose nas células foram avaliados através da marcação com anexina
V-FITC e análise por citometria de fluxo. Os resultados obtidos indicam que as AgNPs induzem apoptose e paragem
no ciclo celular nos vários modelos celulares. Neste trabalho demonstra-se também o efeito do tamanho e da
estabilização das AgNPs na sua toxicidade em células humanas.
Agradecimentos
Este trabalho foi apoiado pelo programa COMPET/FCT (Fundação para a Ciência e Tecnologia) através dos projectos
PTDC/AAC_AMB/113649/2009 and PTDC/SAU-TOX/120953/2010. A FCT também financiou as bolsas de Helena
Oliveira (SFRH/BPD/48853/2008), Fernanda Rosário (SFRH/BD/91270/2012), Verónica Bastos (SFRH/BD/81792/2011)
e Miguel Oliveira (SFRH/BPD/74868/2010).
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Estudo do efeito mutagénico de um nanomaterial de dióxido de titânio num modelo de ratinho transgénico
AutOr Henriqueta LouroAna TavaresNádia VitalJoão LavinhaMaria João Silva
InStItuIçãO Dept. de Genética Humana, Insti-tuto Nacional de Saúde Dr. Ricardo Jorge I.P.
E-mAIL [email protected]
Uma das principais preocupações relativamente aos efeitos adversos na saúde humana decorrentes do uso dos
nanomateriais manufaturados (NMs) é o seu potencial efeito carcinogénico. Sabe-se que grande parte dos agentes
carcinogénicos atua por uma via genotóxica, i.e., através da indução e acumulação de alterações irreversíveis no
genoma das células somáticas. Neste sentido, os ensaios de genotoxicidade (de curto-termo) são utilizados para
caracterizar o potencial efeito carcinogénico de xenobióticos, sendo propostas várias abordagens baseadas na
combinação de testes de genotoxicidade in vitro e in vivo. Em particular, os agentes que apresentem resultados
inconclusivos in vitro devem ser testados in vivo, uma vez que a utilização de modelos animais, apesar de
dever ser restringida, tem o valor incontornável de fazer intervir toda a complexidade inerente a um organismo
superior.
No âmbito do projeto NANOGENOTOX (www.nanogenotox.com), foram caracterizados os efeitos genotóxicos de
NMs representativos de três classes: sílica amorfa sintética, dióxido de titânio (TiO2) e nanotubos de carbono
em várias linhas celulares. Face a alguns resultados inconclusivos in vitro, no presente estudo pretendeu-se
caracterizar os efeitos mutagénicos associados à exposição a um NM de TiO2 (anatase), recorrendo-se a um
modelo de ratinho transgénico baseado em plasmídeo contendo o gene bacteriano LacZ. Este modelo pode ser
usado de forma integrada, permitindo a determinação da frequência de mutações induzidas em vários órgãos,
bem como a análise de instabilidade cromossómica (ensaio do micronúcleo).
Assim, grupos de cinco ratinhos foram tratados por via intravenosa em dois dias consecutivos, com duas doses
de TiO2 preparado segundo um protocolo de dispersão estandardizado. As doses foram selecionadas com base
nos dados de toxicocinética e bioacumulação previamente obtidos por parceiros do projeto. Em simultâneo, foram
utilizados um grupo de controlo negativo injetado com o meio de dispersão do NM e um grupo de controlo positivo
exposto a etilnitrosureia (ENU). Decorridas 42h após a última injeção, realizou-se o ensaio do micronúcleo em
reticulócitos do sangue periférico e, ao fim de 28 dias, sacrificaram-se os animais e recolheram-se os órgãos para
análise de lesões no DNA (ensaio do cometa em células hepáticas e esplénicas) e de mutações no transgene.
A análise dos resultados dos ensaios do cometa e do micronúcleo não revelou propriedades genotóxicas do
TiO2 nos ratinhos. Resultados preliminares da frequência de mutação no transgene isolado a partir de células
hepáticas parecem estar concordantes, embora esta análise ainda esteja em curso.
Em conclusão, espera-se que a integração dos resultados destes três endpoints e a sua interpretação global
contribuam para o “corpo de evidência” relativamente à genotoxicidade associada a este NM de dióxido de
titânio, permitindo concluir acerca da sua segurança para a saúde humana.
Projeto co-financiado pela EU no âmbito do Health Programme, Grant Agreement 2009 21 01 (NANOGENOTOX) e
pelo INSA.
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Estudo exploratório dos efeitos metabólicos de nanopartículas de prata (Ag-NPs) em queratinócitos da epiderme humana
AutOr Joana Carrola1
Verónica Bastos2
José Miguel P. Ferreira de Oliveira2
Helena Oliveira2
Conceição Santos2
Ana L. Daniel da Silva1
Ana M. Gil1
Iola F. Duarte1
InStItuIçãO 1 - CICECO, Dept. de Química, Universidade de Aveiro
2 - CESAM, Dept. de Biologia, Universidade de Aveiro
E-mAIL [email protected]
As nanopartículas de prata (Ag-NPs) têm sido crescentemente utilizadas em formulações tópicas para o tratamento
de feridas e em produtos de uso comum. Há, no entanto, uma margem estreita entre a actividade bactericida das
Ag-NPs e a sua toxicidade para as células humanas, sendo fundamental compreender melhor os seus efeitos
biológicos. Este trabalho visa avaliar a resposta metabólica a Ag-NPs, através da análise dos perfis metabólicos
intra-celulares por espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear (RMN). Queratinócitos da epiderme
humana (HaCaT) foram expostos a Ag-NPs de 30 nm a uma concentração de 20 µg/mL (correspondente ao IC20
determinado por MTT). Ao fim de 48 horas, procedeu-se à extração das células (controlo e expostas) com solventes
(MeOH:CHCl3:H2O) e os extratos obtidos foram analisados por RMN-1H (500 MHz). Em paralelo, monitorizou-se
a estabilidade das Ag-NPs em meio de cultura, durante o tempo da experiência, através de espectroscopia de
UV-Vis e Dispersão Dinâmica de Luz (DLS), tendo-se observado uma variação do diâmetro hidrodinâmico de 63.2
nm (0h) para 150.6 nm (48h). Através da análise dos perfis metabólicos dos extratos celulares, verificou-se que
a exposição a Ag-NPs levou a um aumento dos teores dos aminoácidos aromáticos tirosina e fenilalanina e de
glutationa reduzida (GSH), provavelmente em relação com o aumento da proteção anti-oxidante, e à diminuição
dos níveis de glutamina, glutamato, glicina, glicerofosfocolina, glucose e mio-inositol. Estes resultados mostram
que a medição de alterações no metabolismo celular, através da metabolómica, poderá constituir uma sonda
sensível da exposição a nanopartículas e fornecer pistas sobre os seus mecanismos de ação a nível celular e
molecular.
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Avaliação dos efeitos citotóxicos de nanopartículas lipídicas catiónicas em células de retinoblastoma humano Y79
AutOr Joana F. Fangueiro1
Eliana B. Souto1,2
Amélia M. Silva3,4
InStItuIçãO 1 - Faculdade de Ciências da Saúde, Universidade Fernando Pessoa, Porto
2 - Instituto de Biotecnologia e Bioengenharia, Centro de Genómica e Biotecnologia, Vila Real
3 - Departamento de Biologia e Ambiente, Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro (UTAD)
4 - Centro de Investigação e de Tecnologias Agro-ambientais e Biológicas, CITAB-UTAD
E-mAIL [email protected]
As nanopartículas lipídicas (NL) são vetores coloidais aplicados na vetorização de fármacos. A administração ocular
destes vetores tem sido reportada como segura e de grande eficácia terapêutica. Devido à natureza aniónica da
mucosa ocular, o uso de agentes catiónicos permite produzir LN catiónicas que promovem a mucoadesão e desta
forma prolongam o tempo de retenção dos fármacos aumentando a sua biodisponibilidade. Uma vez que as
concentrações destes agentes catiónicos não estão estabelecidas, a influência da sua concentração em NL nas
características físico-químicas e a citotoxidade foi avaliada em células derivadas da retina, nomeadamente em
células de retinoblastoma humano, Y79. Para o efeito foram utilizadas 4 concentrações de CTAB, nomeadamente
0.25, 0.50, 0.75 e 1.0 % na produção de NL.
As NL foram produzidas através do método da dupla emulsão. Uma fase interna aquosa foi adicionada
à fase lipídica composta por lipídeo sólido, lipídeo catiónico, glicerol e lecitina de soja. Esta pré-emulsão foi
homogeneizada a alta velocidade (UltraTurrax®T25, Ika, Inglaterra) durante 15 min seguida da adição de uma faze
aquosa de tensioativo gelada durante 10 min por agitação magnética. A caracterização das NL, nomeadamente
o tamanho médio de partícula, índice de polidispersão e potencial zeta, foi avaliada por espetrofotometria de
correlação fotónica (Zetasizer Nano ZS, Malvern, Inglaterra). Para a análise da citotoxicidade foram utilizadas 4
concentrações diferentes de cada concentração de CTAB, nomeadamente 10, 25. 50 e 100 µg/mL. As células foram
ressuspendidas em meio de cultura sem soro bovino fetal (SBF) e plantadas em placas de 96 poços (densidade final
1x105 cel/mL). As 4 formulações foram preparadas com meio de cultura sem SBF para obtenção da concentração
de NL final e adicionadas às células após 24 h. A viabilidade celular foi avaliada pelo teste do Alamar blue
adicionando 10% (v/v) a cada poço sendo a absorvância medida após 24, 48 e 72 h de exposição aos compostos.
Os resultados foram expressos como percentagem de viabilidade relativa ao controlo.
Obtiveram-se NL com tamanhos compreendidos entre 169,1 e 230,7 nm. A concentração de CTAB apenas influencia
significativamente (p<0.05) o potencial zeta das NL, como seria esperado, quanto maior a concentração de CTAB,
maior o potencial zeta. A análise da citotoxicidade permite verificar que a concentração de 10 µg/mL não apresenta
toxicidade para todas as concentrações de CTAB, após 24, 48 e 72 h. A concentração de 25 µg/mL não apresenta
toxicidade para concentrações de CTAB entre 0,25 e 0,50% após 24, 48 e 72 h. A concentração de 50 µg/mL não
apresenta toxicidade apenas para NL contendo 0,25% de CTAB para todas as exposições (24, 48 e 72 h).
Desta forma, conclui-se que a concentração de CTAB influencia fortemente a viabilidade celular das células
Y79, sendo fundamental proceder à escolha da sua concentração em formulações oculares que permitam obter
características satisfatórias afetando minimamente a integridade das células oculares.
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Estabilidade Estrutural de Anticancerígenos de Ruténioe sua Incorporação em Vectores de Transporte Nanoestruturados
AutOr Luís M. F. LopesLaura M. Ilharco
InStItuIçãO 1 - CQFM - Centro de Química-Física Molecular e IN - Instituto de Nano-ciência e Nanotecnologia, Instituto Superior Técnico
E-mAIL [email protected]
Na última década, a investigação em torno de agentes anticancerígenos à base metais de transição foi fortemente
impulsionada pelos resultados conseguidos com a administração do fármaco cisplatina [PtCl2(NH3)2]. Entre o vasto
número de compostos sintetizados e avaliados, os complexos de ruténio surgem como os mais promissores, sendo
actualmente os únicos compostos não-platínicos em ensaios clínicos, nomeadamente o KP1019 {(H2ind)[trans-
RuCl4(Hind)2]} e o NAMI-A {(H2im)[trans-RuCl4(Him)(DMSO)]}. Tal reconhecimento advém da sua menor toxicidade
e maior selectividade comparativamente aos restantes, resultado de características estruturais (geometria,
potencial de redução, labilidade dos ligandos, etc.). Estas permitem a sua activação por redução e aquação apenas
no meio redutor das células malignas, e a capacidade de mimetizar a ligação do ferro a biomoléculas (como a
albumina e a transferrina), facultando-lhes um mecanismo de transporte natural no organismo.
Porém, à semelhança dos congéneres, a maioria destes complexos possui baixa solubilidade em meios aquosos,
propriedade essencial na formulação farmacológica. Para colmatar este problema, temos vindo a desenvolver
nanocápsulas de sílica como veículos de transporte destes anticancerígenos capazes de os proteger e libertar
de forma controlada, directamente nas células cancerígenas. Além de actuarem como reservatórios de grandes
quantidades de fármaco, estes materiais são capazes de exibir diversas funcionalidades, na medida em que
podem incorporar agentes de contraste, sensores, ligandos para endereçamento específico, etc.
Neste trabalho reportamos os estudos de estabilidade do complexo anticancerígeno (H2trz)[trans-RuCl4(N2-Htrz)2]
sob diferentes condições e a sua incorporação em nanocápsulas de sílica produzidas pela combinação do método
sol-gel com a técnica de microemulsão inversa. As nanopartículas obtidas são ocas, possuem dimensões que
variam entre os 20-70 nm consoante as condições reaccionais utilizadas, e são funcionalizadas com um precursor
de sílica fluorado para visualização por RMN de 19F. As partículas foram caracterizadas por microscopia electrónica
(SEM e TEM), isotérmicas de adsorção/dessorção de azoto a 77 K e espectroscopia de infravermelho em reflectância
difusa (DRIFT). A cinética de libertação do complexo de ruténio em diferentes estados de decomposição foi
estudada por espectroscopia de UV-Vis.
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Os Sistemas Complexos na Prevenção da Exposição às Nanopartículas
AutOr M. S. Queirós Domingues1,2
A. M. Dias2
M. Tato Diogo1
J. S. Baptista1
InStItuIçãO 1 - CIGAR – Faculdade de Engenha-ria da Universidade do Porto
2 - ISQ – Instituto de Soldadura e Qualidade
E-mAIL [email protected]
Os sistemas de pensamento são abrangentes e nada reducionistas, portanto capazes de englobar a complexidade.
As referências que surgem no domínio dos sistemas complexos conduzem à surpresa implícita das abordagens
de previsão quanto às propriedades emergentes de um projecto. Quanto mais complexo for um sistema mais
controlado terá de ser o ambiente local, para que o mesmo possa construir as suas réplicas por perturbações.
Neste contexto, a engenharia de resiliência como paradigma da gestão da segurança, privilegia a resposta dos
intervenientes face à complexidade para atingirem o sucesso. Os sistemas resilientes têm a capacidade de
antecipar, perceber e responder. Como tal, a cultura de segurança é uma abordagem capaz de melhorar a segurança
dos sistemas complexos, como os relacionados com a nanotoxicologia humana, através do estabelecimento de
metodologias preventivas eficazes.
Dado a extensa e diversificada aplicação de nanomateriais e nanotecnologias nas mais distintas atividades
económicas, é igualmente difícil estimar o número de trabalhadores expostos. Acresce o atual estado de
conhecimento do real impacto ocupacional e ambiental destes novos materiais. É pois, expectável que na primeira
linha de elevados níveis de exposição estejam os trabalhadores das nanoindústrias.
As propriedades específicas dos nanomateriais têm uma interacção diferente com os organismos, de efeitos ainda
não totalmente identificados. Torna-se primordial conhecer as suas propriedades toxicológicas, caracterizar os
efeitos eventualmente nocivos e selecionar medidas eficazes e adequadas de controlo à exposição ocupacional.
Uma correcta avaliação do risco assenta em métodos fiáveis de amostragem e medição, que permitam realizar
uma avaliação consolidada da exposição ocupacional. Ainda em fase de I&D, existem já alguns estudos que
sugerem metodologias de amostragem e medição para nanomateriais resultantes da combinação de vários
instrumentos e métodos.
Alguns métodos de identificação da presença de nanopartículas assentam essencialmente na determinação da
massa de partículas inalada. Os efeitos toxicológicos parecem indicar uma estreita relação entre a área superficial
das partículas depositadas nos pulmões e a reacção inflamatória observada. Assim, a medição da massa de
partículas não é suficiente, sendo necessário medir também a sua área superficial.
A mudança de paradigma científico, coloca a questão da aplicação dos sistemas complexos para campos
segmentados como o da nanotoxicologia. Sendo os nanomateriais um risco emergente, não sendo consensual o
uso metodologias de avaliação quantitativa do risco, deverão utilizar-se outras estratégias de forma a proteger a
saúde dos trabalhadores potencialmente expostos, recorrendo a uma estratégia preventiva assente na abordagem
pela complexidade.
Lista de ParticipantesÁlvaro Augusto Teixeira LopesUniversidade de [email protected]
Ana Alexandra Barrinha CordeiroUniversidade Nova de [email protected]
Ana Alexandra Figueiredo [email protected]
Ana Patrícia Matos CarapetoInstituto Superior Té[email protected]
Ana Paula Marreilha dos SantosUniversidade de [email protected]
Ana Cristina Pereira FernandesFaculdade de Ciências da Universidade de [email protected]
Ana Francisca de Campos Simão BettencourtFaculdade de Farmácia, Universidade de [email protected]
Ana Maria Garcia Henriques Barreiros Joanaz de MeloISEL/[email protected]
Ana Maria Robalo Lisboa Baracho DiasInstituto de Soldadura e [email protected]
Ana Teresa Sanches SilvaInstituto Nacional de Saúde Doutor Ricardo [email protected]
Andréa Cristiane de Jesus [email protected]
Andreia Ferreira de Castro GomesUniversidade do [email protected]
Ângela Sofia dos Santos PereiraCICECO - Universidade de [email protected]
Ana Cristina Anjinho ViegasInstituto Superior Té[email protected]
Carina Isabel Correia CruchoUniversidade Nova de [email protected]
Carla Sofia Trindade da CostaUniversidade do [email protected]
Carlos MonteiroInstituto Superior Té[email protected]
Cláudia PascoalUniversidade do [email protected]
Cristiana FrancoInstituto Superior Té[email protected]
Daniela Filipa Santo RoquePotencial [email protected]
Daniela Soraia dos Santos TavaresUniversidade de [email protected]
Eliana Filipa Carrinho SimõesUniversidade do [email protected]
Elsa MendonçaAgência Portuguesa do [email protected]
Elvira FortunatoUniversidade Nova de [email protected]
Fernanda CássioUniversidade do [email protected]
Filipa CalhôaUniversidade de [email protected]
Francisco António Coelho e SilvaCentro Tecnológico da Cerâmica e do [email protected]
Gonçalo ValeInstituto Superior Té[email protected]
Helena Isabel Caseiro Rego GomesUniversidade Nova de [email protected]
Helena Cristina Correia de OliveiraUniversidade de [email protected]
Isabel Alves-PereiraUniversidade de É[email protected]
Inês Pimentel MarquesInstituto Superior Té[email protected]
Joana Capela-PiresUniversidade de É[email protected]
Joana Carolina Quintela CarrolaUniversidade de [email protected]
Joana Filipa Peixoto FangueiroUniversidade Fernando [email protected]
João LavinhaInstituto Nacional de Saúde Doutor Ricardo [email protected]
João Manuel Correia [email protected]
João Manuel Pires da SilvaFaculdade de Ciências da Universidade de [email protected]
João Paulo Fernandes TeixeiraInstituto Nacional de Saúde Doutor Ricardo [email protected]
João Miguel Pinto CoelhoFaculdade de Ciências da Universidade de [email protected]
Lídia SantosUniversidade Nova de [email protected]
Luís M. Figueiredo LopesInstituto Superior Té[email protected]
José Paulo PinheiroUniversidade do [email protected]
Mafalda CostaUniversidade Nova de Lisboa
Manuel A. AbreuFaculdade de Ciências da Universidade de [email protected]
Marcelo de Oliveira LimaInstituto Evandro [email protected]
Márcia Luísa Bessa da SilvaUniversidade de [email protected]
Maria do Sameiro Queirós DominguesUniversidade do [email protected]
Maria João Aleixo SilvaInstituto Nacional de Saúde Doutor Ricardo [email protected]
Maria João BebiannoUniversidade do [email protected]
Mário Emanuel Campos de Sousa DinizUniversidade Nova de [email protected]
Mário [email protected]
Marisa Sárria Pereira PassosUniversidade do [email protected]
Marta CandeiasFundação para a Ciência e [email protected]
Miguel Ângelo Rodrigues LarguinhoUniversidade Nova de [email protected]
Miguel Tato DiogoUniversidade do [email protected]
Nathália Santos Serrão de CastroUniversidade Nova de [email protected]
Paula Cristina de Almeida PinheiroUniversidade de [email protected]
Paulo Jorge Passos GeraldesUniversidade do [email protected]
Ricardo João Borges PintoUniversidade de [email protected]
Rita BranquinhoUniversidade Nova de [email protected]
Rúben Carlos Ferreira RaposoUniversidade Nova de [email protected]
Rui FerreiraUniversidade de É[email protected]
Rute DomingosInstituto Superior Té[email protected]
Sérgio Paulo do Carmo AlvesInstituto Superior Té[email protected]
Sónia FragaUniversidade do [email protected]
Sónia Marina Pinto Nunes da SilvaUniversidade de [email protected]
Susana LoureiroUniversidade de [email protected]
Susana Piçarra GonçalvesInstituto Politécnico de Setú[email protected]
Susana RajadoCentro Tecnológico da Cerâmica e do [email protected]
Tânia Cristina Martins GomesUniversidade do [email protected]
Teresa Margarida Alves GouveiaInstituto Superior Té[email protected]
Teresa PinheiroInstituto Superior Té[email protected]
Tito TrindadeUniversidade de [email protected]
Toni GalindoUniversidade de [email protected]
Vânia Sofia Serrão SousaUniversidade do [email protected]
Verónica NogueiraUniversidade de [email protected]
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