Desenvolvimento, caracterização e avaliação da formação de complexos de inclusão de rutina, avobenzona e ρ-metoxicinamato de octila na presença de ciclodextrinas / Development, characterization and evaluation of inclusion complexes between rutin, avobenzone and octyl ρ-methoxycinnamate with cyclodextrins

A radiação UV pode causar danos à pele humana, e, evitar estes danos, é uma preocupação crescente para a população e um desafio à comunidade científica. Para uma ação efetiva de fotoproteção, a associação de filtros, como avobenzona (BMBM) e ρ-metoxicinamato de octila (EHMC), são empregados. Devido à semelhança estrutural com os filtros solares químicos, a rutina (RUT), tal como outros flavonoides, apresenta atividade fotoprotetora. Apesar da disponibilidade de diferentes classes de filtros solares, o desenvolvimento de fotoprotetores contendo filtros químicos é um desafio, devido à instabilidade inerente a certos filtros orgânicos. As ciclodextrinas (CDs) são oligossacarídeos cíclicos, de formato tronco-cônico, cuja estrutura externa é hidrófilica e sua cavidade interna central hidrofóbica, com a capacidade de acomodar substâncias lipofílicas, formando complexos de inclusão. A formação dos complexos de inclusão pode levar à alterações de propriedades físico-químicas da molécula hóspede, tais como, solubilidade, fotoestabilidade e biodisponibilidade. O objetivo deste trabalho foi desenvolver, caracterizar e avaliar a formação de complexos de inclusão entre RUT, BMBM e EHMC e as CDs (HPßCD e SBEßCD). Os complexos de inclusão (RUT:HPßCD, RUT:SBEßCD, BMBM:HPßCD, BMBM:SBEßCD, EHMC:HPßCD e EHMC:SBEßCD) foram obtidos pelo método de liofilização e quantificados por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). Os sistemas binários foram caracterizados em solução, pelo método de equilíbrio de solubilidade, e, no estado sólido, empregando calorimetria exploratória diferencial (DSC), termogravimetria (TG/DTG) e difração de raios-X de pó (PDRX). As substâncias isoladas e os complexos binários foram avaliados quanto à fotoestabilidade em estado sólido, e, em solução. Incremento na solubilidade (X mcg mL-1) foi observado para os complexo RUT:HPßCD (4,13x); RUT:SBEßCD (4,38x); BMBM:HPßCD (43,3x); BMBM:SBEßCD (53,3x); EHMC:HPßCD (12,7x); e EHMC:SBEßCD (70,0x). Os ensaios de DSC, TG/DTG, e P-DRX indicaram a formação de complexos de inclusão para os todos os sistemas, onde a supressão dos eventos endotérmicos característicos das substâncias isoladas foram observados; porém, nos complexos de BMBM, a presença de avobenzona livre no meio foi detectada, sugerindo, que a complexação não foi completa. A formação dos complexos de inclusão promoveu o aumento da fotoestabilidade em todos os sistemas avaliados, tanto no estado sólido, como em solução. Os resultados reportados neste estudo, indicaram que a complexação de substâncias fotoprotetoras com HPßCD e SBEßCD, pode representar, uma estratégia promissora quanto ao aumento da solubilidade e da fotoestabilidade

UV radiation may cause demage on human skin, and preventing it, is an increasing worry for the population and a challenge to the scientific community. For an effective action of photoprotection, the association of filters, like avobention (BMBM) and octyl ρ-methoxycinnamate (EHMC), are used. Due to the structural similarity with the chemical solar filters, the rutin (RUT), like other flavonoids, shows photoprotective activity. Despite the availability of different classes of sunscreens, the development of photoprotectors containing chemical filters is a challenge, due to the inherent instability of certain organic filters. The cyclodextrins (CD) are cyclic oligosaccharides of truncated conical structure, which external structure is hydrophilic and its internal central hydrophobic cavity, with capacity to accommodate lipophilic substances, forming inclusion complexes. The formation of the inclusion complexes can lead to changes in physicalchemical properties of the host molecule, such as, solubility, photostability and bioavailability. The objective of this work was to develop, characterize and evaluate the formation of the inclusion complexes between RUT, BMBM and EHMC and the CDs (HPßCD and SBEßCD). The inclusion complexes (RUT:HPßCD, RUT:SBEßCD, BMBM:HPßCD, BMBM:SBEßCD, EHMC:HPßCD and EHMC:SBEßCD) were obtained by the lyophilization method and quantified by high performance liquid chromatography (HPLC). The binary systems were characterized in solution, by solubility equilibrium method and in solid state, using differential scanning calorimetry (DSC), thermogravimetry (TG/DTG) and powder X-ray diffraction (P-XRD). The isolated substances and binary complexes were evaluated the photostability in solid state, and in solution. The increase in solubility (X mcg mL-1) was observed for the complexes RUT:HPßCD (4.13x); RUT:SBEßCD (4.38x); BMBM:HPßCD (43.3x); BMBM:SBEßCD (53.3x); EHMC:HPßCD (12.7x); and EHMC:SBEßCD (70.0x). The analysis of DSC, TG/DTG, and P-DRX indicated the formation of inclusion complexes for all systems, where the suppression of the endothermic events characteristic of the isolated substances were observed; however, in the BMBM complexes, the presence of free avobenzone was detected, suggesting that the complexation was not complete. The formation of inclusion complexes promoted the increase of photostability in all evaluated systems, as in solid state as in solution. The results reported in this study indicated that the complexation of photoprotective substances with (HPßCD e SBEßCD). may represent a promising strategy for increasing solubility and photostability

Thermogravimetric analysis for characterization of the pellets produced with different forest and agricultural residues / Análise termogravimétrica para caracterização dos pellets produzidos com diferentes resíduos florestais e agrícolas

ABSTRACT: The pelleting of forest and agricultural materials, mainly because many residues from both industries can be used in this process, has been an alternative in obtaining added value products to energy generation. Thus, the aim of this study was to evaluate the energy quality of the pellets produced from forest and agricultural residues as raw materials and to verify the utility of the thermogravimetric analysis (TGA) and the differential thermogravimetric analysis (DTG) in characterizing the behavior of the pellets during the combustion process. Four residues were used: (1) Pinus spp. woodchips, (2) apple pruning residues, (3) aciculated dry branches of Araucaria angustifolia and (4) A. angustifolia empty-seeds. Chemical composition of the raw materials was determined and the physical and energetic properties of the pellets were analysed. Plus, the proximate analysis of the pellets was carried out. The samples were submitted to TGA with a heating rate of 20ºC min-1 from room temperature to 1000ºC, in a N2 atmosphere. The variation of chemical composition of each residue was determinant in the characterization of each stage of the thermal degradation. Stages and events of the degradation were closely linked to the chemical and energetic nature of the samples. Use of TGA to characterize the thermal degradation of the pellets produced with different forest and agricultural residues was demonstrated as an efficient technique to quantify and qualify the events that occurred in each stage of the combustion of these biofuels.

RESUMO: A peletização de resíduos florestais e agrícolas tem sido uma alternativa na obtenção de produtos com maior valor agregado para a geração de energia, pois muitos resíduos podem ser utilizados neste processo. Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar a qualidade energética dos pellets produzidos com resíduos florestais e agrícolas como matéria-prima e verificar a viabilidade de uso da análise termogravimétrica (TGA) e análise termogravimétrica diferencial (DTG) para caracterizar o comportamento dos pellets durante o processo de combustão. Foram utilizados quatro resíduos: (1) partículas de Pinus spp., (2) resíduos de poda de maçã, (3) ramos secos aciculados de Araucaria angustifolia e (4) falhas de pinhão de A. angustifolia. Foram determinadas a composição química das matérias-primas e analisadas suas propriedades físicas e energéticas, bem como a análise imediata dos pellets. As amostras foram submetidas ao TGA com uma taxa de aquecimento de 20ºC min-1 da temperatura ambiente a 1000ºC, em atmosfera de N2. As curvas termogravimétricas permitiram a avaliação da perda de massa em função da temperatura. O DTG permitiu a avaliação da taxa de perda de massa. A variação na composição química de cada resíduo foi determinante para caracterizar cada estágio da degradação térmica. Os estágios e os eventos de degradação estavam intimamente ligados à natureza química e energética das amostras. O uso de TGA, para caracterizar a degradação térmica dos pellets produzidos com diferentes resíduos florestais e agrícolas, se mostrou eficiente para quantificar e qualificar os eventos que ocorreram em cada estágio de combustão desses biocombustíveis.

Biodeterioration studies of thermoplastics in nature using indigenous bacterial consortium

Thermoplastics, poly vinyl chloride and low-density polyethylene were treated in the presence of indigenously developed bacterial consortium in laboratory and natural conditions. The consortium was developed using four bacteria, selected on the basis of utilization of PVC as primary carbon source, namely P. otitidis, B. aerius, B. cereus and A. pedis isolated from the plastic waste disposal sites in Northern India. The comparative in-vitro treatment studies as revealed by the spectral and thermal data, illustrated the relatively better biodegradation potential of developed consortium for PVC than the LDPE. Further, the progressive treatments of both the thermoplastics were conducted for three months under natural conditions. For this purpose, bioformulation of consortium was prepared and characterized for the viability up to 70 days of storage at 25±1ºC. The consortium treated polymer samples were monitored through SEM and FT-IR spectroscopy. Analytical data revealed the biodeterioration potential of the developed consortium for PVC and LDPE, which could help in disposing the plastic waste.

Identification of Rhizome Dioscoreae in different areas by thermal analysis / 中草药

Object To investigate the feasibility that Rhizoma Dioscoreae in different areas was identified by thermal analysis Methods By comparison of the figures for the character of the DTA and DTG curves in N 2 and air environment, Rhizoma Dioscoreae from five areas was identified Results The DTA and DTG curves of varied Rhizoma Dioscoreae were different from each other Conclusion The method can be used in the identification of a variety of Rhizoma Dioscoreae from different areas