Electrochemical sensor for anti-doping in athletes / Sensor eletroquímico para anti-doping em atletas / Sensor electroquímico para antidoping en deportistas

ABSTRACT Introduction: Several athletes use steroids such as nandrolone aiming at muscle hypertrophy and performance gain. The current research focused on developing a GO-TiO2 nanostructure as an electrochemical sensor for detecting Nandrolone (ND) like doping agents. Objective: Develop a graphene oxide and carbon paste-modified TiO2 nanocomposite electrode (TiO2-GO/CPE) as an electrochemical biosensor for the detection of anabolic steroids in the urine of athletes. Methods: The hydrothermal approach was employed to make GO-TiO2 nanocomposites, while the modified Hummers approach was used to make GO nanofilaments. Results: The interaction of TiO2 nanostructures with GOES resulted in the anchoring of TiO2 nanoparticles on the surface of GO nanowires, as demonstrated by structural investigations of the generated nanocomposite using SEM. The DPV approach was used to investigate the electrochemical properties of an anabolic steroid sensor, which revealed a stable and selective response to anabolic steroids and superior performance to previously reported anabolic steroid sensors. Conclusion: RSD values ranged from 3.20% to 4.45%, indicating that the developed electrochemical anabolic steroid sensor can be used as a viable detection technique to identify anabolic steroids in human biological fluids. Level of evidence II; Therapeutic studies - investigation of treatment outcomes.

RESUMO Introdução: Vários atletas fazem uso de esteróides como nandrolone visando a hipertrofia muscular e ganho de performance. A pesquisa atual se concentrou no desenvolvimento de uma nanoestrutura GO-TiO2 como um sensor eletroquímico para detecção de Nandrolone (ND) como agente dopante. Objetivo: Desenvolver um eletrodo de nanocomposto de óxido de grafite e pasta de carbono modificado (TiO2-GO/CPE) como um biossensor eletroquímico para a detecção de esteróides anabólicos na urina de atletas. Métodos: A abordagem hidrotérmica foi empregada para fazer nanocompósitos de GO-TiO2, enquanto a abordagem Hummers modificada foi usada para fazer nanofilamentos de GO. Resultados: A interação das nanoestruturas de TiO2 com GOES resultou na ancoragem de nanopartículas de TiO2 na superfície dos nanofilamentos de GO, como demonstrado pelas investigações estruturais do nanocomposto gerado usando SEM. A abordagem DPV foi utilizada para investigar as propriedades eletroquímicas de um sensor de esteróides anabólicos, que revelou uma resposta estável e seletiva aos esteróides anabólicos, bem como um desempenho superior ao dos sensores de esteróides anabólicos anteriormente relatados. Conclusão: Os valores de RSD variaram de 3,20% a 4,45%, indicando que o sensor de esteróides anabolizantes eletroquímicos desenvolvido pode ser usado como uma técnica de detecção viável para identificar esteróides anabolizantes em fluidos biológicos humanos. Nível de evidência II; Estudos terapêuticos - investigação dos resultados do tratamento.

RESUMEN Introducción: Varios atletas hacen uso de esteroides como la nandrolona con el objetivo de hipertrofia muscular y aumento de rendimiento. La presente investigación se centró en el desarrollo de una nanoestructura de GO-TiO2 como sensor electroquímico para la detección de nandrolona (ND) como agente dopante. Objetivo: Desarrollar un electrodo de nanocompuesto de óxido de grafito y pasta de carbono modificado (TiO2-GO/CPE) como biosensor electroquímico para la detección de esteroides anabólicos en la orina de atletas. Métodos: Se empleó el enfoque hidrotérmico para hacer nanocompuestos de GO-TiO2, mientras que el enfoque de Hummers modificado se utilizó para hacer nanofilamentos de GO. Resultados: La interacción de las nanoestructuras de TiO2 con el GOES dio lugar al anclaje de las nanopartículas de TiO2 en la superficie de los nanofilamentos de GO, tal y como demostraron las investigaciones estructurales del nanocompuesto generado mediante SEM. El enfoque de DPV se utilizó para investigar las propiedades electroquímicas de un sensor de esteroides anabólicos, que reveló una respuesta estable y selectiva a los esteroides anabólicos, así como un rendimiento superior a los sensores de esteroides anabólicos reportados anteriormente. Conclusión: Los valores de RSD oscilaron entre el 3,20% y el 4,45%, lo que indica que el sensor electroquímico de esteroides anabólicos desarrollado puede utilizarse como una técnica de detección viable para identificar esteroides anabólicos en fluidos biológicos humanos. Nivel de evidencia II; Estudios terapéuticos - investigación de los resultados del tratamiento.

Ação cicatrizante da nanopartícula de prata com norbixina em queimaduras / Healing action of silver nanoparticle with norbixin on burns

Introdução: A queimadura é uma injúria que altera a integridade da pele, decorrente de traumas térmicos. Dentre os compostos não convencionais utilizados na cicatrização de feridas estão a norbixina e as preparações com prata. Objetivo: avaliar a ação cicatrizante da nanopartícula de prata associada à norbixina em queimaduras de Mus musculus. Métodos: Inicialmente, preparou-se uma solução nanoprata/norbixina e a partir desta obteve-se o gel teste. Posteriormente dividiu-se os animais em 3 grupos, sendo negativo (sem tratamento), positivo (sulfadiazina de prata) e teste (gel teste). Nestes animais houve a indução das queimaduras. No 7º e 14º dia realizou-se a eutanásia e os tecidos lesionados foram coletados para análise microscópica. Resultado: Verificou-se potencial vantagem do grupo teste em relação ao negativo e igualdade comparada ao positivo. Conclusão: A nanopartícula de prata associada à norbixina representa uma fonte alternativa para a cicatrização de queimaduras. (AU)

Introduction: Burning is an injury that alters the integrity of the skin, due to thermal trauma. Among the non-conventional compounds used in wound healing are norbixin and silver preparations. Objective: to evaluate the cicatrizing action of silver nanoparticle associated with norbixina in Mus musculus burns. Methods: Initially, a nanoprata / norbixin solution was prepared and from this solution the test gel was obtained. Afterwards the animals were divided into 3 groups, being negative (without treatment), positive (silver sulfadiazine) and test (gel test). In these animals, there was the induction of burns. On the 7th and 14th day, euthanasia was performed and the injured tissues were collected for microscopic analysis. Result: There was a potential advantage of the test group in relation to negative and equality compared to positive. Conclusion: The silver nanoparticle associated with norbixin represents an alternative source for the healing of burns. (AU)

Nanotechnology in the food industry / Nanotecnologia na indústria de alimentos

Nanotechnologies involve the manipulation of matter at a very small scale, generally between 1 and 100 nanometers. They exploit novel properties and functions that occur in matter at this scale. The application of nanotechnology in the areas of food and food packaging is growing rapidly, and in the area of food security, these applications include the detection of microorganisms, environmental protection, water purification, encapsulation of nutrients and food packing. Nanotechnology is opening up a world of new possibilities for the food industry, but the entry of nanoparticles into the food chain can result in a buildup of toxic contaminants in food and harm human health. This review focuses on the nanoencapsulation of bioactive compounds, nanosensor especially to detect foodborne pathogens, applications of nanotechnology in food packing and highlight some of aspects of toxicology.

A nanotecnologia envolve a manipulação da matéria em uma escala muito pequena, geralmente entre 1 e 100 nanômetros. Ela explora novas propriedades e funções que ocorrem na matéria nesta escala nanometrica. A aplicação da nanotecnologia nas áreas de alimentos, embalagens para alimentos e segurança alimentar têm crescido rapidamente. Estas aplicações incluem a detecção de microrganismos, proteção ambiental, purificação de água, encapsulamento de nutrientes e embalagem para alimentos. A nanotecnologia está abrindo novas possibilidades para a indústria de alimentos, mas, a entrada de nanopartículas na cadeia alimentar pode resultar em um acúmulo de contaminantes que podem ser tóxicos e prejudicar a saúde humana. Esta revisão enfoca a nanoencapsulação de compostos bioativos, nanosensores, especialmente para detecção de patógenos em alimentos, aplicação da nanotecnologia na área de embalagens para alimentos e destaca alguns aspectos sobre toxicologia.

Síntesis de matrriales microcompuestos de poliailina/arcilla: caracterización y evaluación de su actividad como agentes anticorrosioos / Synthesi of polyyanilineclay microcomposite materials: characterizationn and assessment of its activity as anticorrosive agetss / Síntese d materiiais micro-compostos de polianilina/argila: caracterização e avaliação da sua atividade como agentes anti-corossivos

En el presente trabajo se realiza la síntesis de materiales “microcompuestos” a partir de polianilina en su forma esmeraldina base y dos montmorillonitas colombianas. Las arcillas naturales fueron sometidas a intercambio catiónico con una sal de amonio cuaternaria para obtener arcillas organofílicas que posteriormente fueron modificadas con polianilina mediante polimerización oxidativa in situ. La caracterización de los sólidos mediante espectroscopía infrarroja (FT-IR), difracción de rayos X (DRX), SEM y DSC evidencia la síntesis exitosa de los materiales mediante intercalación o delaminación de los minerales de arcilla. Los sólidos sintetizados se evaluaron como agentes anticorrosivos mediante mediciones electroquímicas de potencial de corrosión, resistencia de polarización y corriente de corrosión sobre electrodos de acero cold-rolled 1020 (AISI-SAE). Se encontró que los microcompuestos sintetizados brindan protección a la superficie del acero contra los agentes corrosivos, obteniendo diferencias significativas entre los materiales microcompuestos de polianilina/ arcilla, sin que éstos superen el potencial anticorrosivo de la polianilina en su forma esmeraldina base pura.

In the present work microcomposites-materials from polyaniline as emeraldine- base and two Colombian montmorillonites were synthesized. The natural clays were subjected to cationic exchange with an ammonium quaternary salt in order to obtain organophilic clays to be modified with polyaniline by an “in situ” oxidative polymerization. Characterization by infrared spectroscopy (FT-IR), X-ray diffraction analysis (XRD), SEM and DSC reveals the successful synthesis of materials by means of intercalation or delamination of the clay minerals. The synthesized solids were assessed as anticorrosive agents by electrochemical measurements of corrosion potential, polarization resistance and corrosion current on electrodes of cold-rolled 1020 (AISI-SAE) steel. It was found that the synthesized microcomposites provide protection to the surface of steel against corrosive agents, obtaining in this way important difference between the microcomposites materials of polyaniline/ clay, without they can surpass the anticorrosive potential of the polyaniline in the pure emeraldine-base form.

No presente trabalho realizou-se a síntese de materiais “micro-compostos” a partir de polianilina em sua forma esmeraldina base e duas montmorillonitas colombianas. As argilas naturais foram submetidas a intercâmbio catiónico com uma sal da amônia quaternaria para obter argilas organofílicas que foram modificadas posteriormente com polianilina mediante polimerização oxidativa “in situ”. A caracterização dos sólidos mediante espectroscopia de absorção na região de infravermelho (FT-IR), difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (SEM) e DSC evidência a síntese exitosa dos materiais mediante intercalação ou elaminação dos minerais da argila. Os sólidos sintetizados foram avaliados como agentes anti-corrosivos mediante medidas eletroquímicas do potencial da corrosão, resistência do polarização e corrente da corrosão sobre elétrodos de aço cold-rolled 1020 (AISI-SAE). Encontrou-se que os micro-compostos sintetizados oferecem proteção à superfície do aço contra os agentes corrosivos, obtendo-se diferenças importantes entre os materiais micro-compostos de polianilina/ argila, sem que estes superem o potencial anti-corrosivo da polianilina em sua forma esmeraldina base pura.