FCT: DQ - Dissertações de Mestrado
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- Verificação de método alternativo para contagem de bactérias ácido-láticas em matrizes alimentares de acordo com a ISO 16140:3-2021Publication . Raposo, Catarina Oliveira; Duarte, Maria Paula; Bernardo, SilviaAs bactérias ácido-láticas (BAL) desempenham um papel crucial na indústria alimentar, sendo benéficas em produtos fermentados, onde contribuem para a segurança, preservação e desenvolvimento de características organoléticas desejáveis. No entanto, a sua presença em outros tipos de alimentos pode alterar negativamente as propriedades sensoriais, conferindo sabores e aromas indesejáveis. A contagem de BAL através do método de referência, embora amplamente utilizada, apresenta desvantagens, como maior tempo de incubação, necessidade de preparação e esterilização de meios e dificuldade na distinção de colónias, justificando a procura por alternativas mais rápidas e práticas. Nesta dissertação foi realizada a verificação do método Neogen® Petrifilm® Lactic Acid Bacteria Count Plate para a contagem de BAL, cuja simplicidade, rapidez e redução de recursos o torna uma alternativa promissora. De acordo com a ISO/IEC 17025:2017, os laboratórios de ensaio e calibração devem recorrer a métodos validados e assegurar, através da verificação, que estes podem ser aplicados de forma reprodutível. Para este fim, utilizou-se a ISO 16140-3:2021, que define os protocolos para a verificação intralaboratorial de métodos alternativos. Os resultados demonstraram que o método alternativo Neogen® Petrifilm® Lactic Acid Bacteria Plate Count apresenta elevada consistência e reprodutibilidade, com valores dentro dos limites de aceitação definidos na validação do método. Assim, a sua implementação em rotina laboratorial representa uma solução fiável e eficiente, permitindo a obtenção de resultados robustos. Adicionalmente, a enumeração de BAL em diversas matrizes alimentares evidenciou a sua presença consistente, incluindo em produtos complexos como sushi e vegetais minimamente processados.
- Desenvolvimento de copolímeros de acrilonitrilo à escala piloto e estudo da sua dissoluçãoPublication . Marques, Ana Raquel dos Santos ; Correia, Paulo; Ramos, Ana Maria
- Optimization of Membrane Ultrafiltration Processes for the Production of OligonucleotidesPublication . Silva, Rita Duarte Martins Pires da; Yeo, Jet; Crespo, JoãoAfter it was proved that small nucleic acids were capable of altering the gene expression, the first marketing authorisation of an oligonucleotide-based therapy was approved at the end of the 20th century. Oligonucleotides are a class of single or double-stranded small synthetic nucleic acid polymers (≈20-mer) that can be used to modulate gene expression. Since the approval of the first oligonucleotide for medical use in 1998, 12 other oligonucleotides have reached the market, and a broad pipeline is currently in late clinical development. Traditionally, oligonucleotides have been synthesized at large scale through Solid Phase Oligonucleotide Synthesis (SPOS). However, at Exactmer, a new type of technology has been studied and developed: the process of Liquid Phase Oligonucleotide Synthesis (LPOS). Unlike SPOS, LPOS consists of the chemical synthesis of oligonucleotides, in which oligo chains are built step-by-step in a solution (liquid phase) rather than on a solid support. As the demand for oligonucleotides in the pharmaceutical industry continues to rise, there is a growing focus on developing more environmentally friendly methods, driving the development of improved procedures and the exploration of new strategies to enhance the reaction process. By studying these factors, it was possible to design an optimized version of the synthesizers with a second stage and solvent recycling system. The model, firstly conceived by depicting a flowsheet that possesses these three sections, was carefully programmed using mass balance equations. The model was then successfully validated through the method of graph isomorphism. The solvent recycling stage was further studied by evaluating the limitations of the membrane used in this process. Experiments were carried out using the acid and base involved in the deprotection step of oligonucleotide synthesis, exposing the membrane to increasing concentrations of tribenzylamine (base) and methanesulfonic acid (acid). After reaching a concentration level where no permeate flow was observed, and therefore, no rejection samples could be collected, it was possible to conclude that osmotic pressure is a critical factor to be aware of in this process. The concentration value deemed to be the critical for the system was 0.385 mol/L, which by default represent an osmotic pressure being applied by the molecules of 19.087 bar. With a pressure of 20 bar, the real “driving force” of the system is 0.913 bar. By incorporating the insights gained from the membrane experiments into the model, a valuable dataset was gathered to support the optimization of oligonucleotide production.
- Descarbonização de sistemas autónomos para produção de eletricidade com tecnologia fotovoltaica e hidrogénioPublication . Alegria, Ricardo Nuno Espinha; Ribeiro, Rui; Gonçalves, Maria MargaridaA tese aborda o problema da descarbonização da produção de energia elétrica em áreas remotas da República Democrática do Congo (RDC). A utilização de geradores a diesel para produção de energia elétrica é comum nesta região devido à sua confiabilidade, mas estes geradores apresentam custos operacionais elevados, emissões significativas de CO₂ e dependência do preço e da volatilidade dos combustíveis fósseis. Para enfrentar este desafio, o estudo comparou duas alternativas baseadas em energias renováveis: um sistema fotovoltaico acoplado a um eletrolisador e célula de combustível para armazenamento de hidrogénio verde e um sistema solar fotovoltaico com armazenamento em baterias. A análise incluiu uma avaliação económica, técnica e operacional, assumindo pressupostos específicos. A solução que combina energia solar fotovoltaica e hidrogénio verde demonstrou melhores indicadores económicos no cenário considerado. Este sistema permite armazenamento sazonal e maior autonomia em períodos prolongados sem geração solar. No entanto, apresenta desafios técnicos e operacionais significativos, como o elevado investimento inicial, a necessidade de infraestrutura especializada (eletrolisadores PEM e células de combustível) e requisitos específicos para manutenção. Por outro lado, a solução baseada em baterias mostrou-se mais adequada para armazenamento de curta duração e estabilização de redes elétricas.
- Arylamide Glycofoldamers for Bacterial Adhesion InhibitionPublication . Graça, Marco Nuno Caramelo; Pinheiro, Benedita; Mateus, PedroAntimicrobial resistance is a major threat to the effectiveness of current treatments for bacterial infections. Among pathogenic agents that are resistant, Pseudomonas aeruginosa has been shown to be particularly problematic, affecting patients with compromised immune systems. With its lectin-mediated adhesion to glycan receptors on host cells starting the infection process, inhibitors of LecA and LecB’s binding are an interesting target for research. One such possible inhibitor, arylamide foldamers, has proven to be an interesting platform, as they allow meticulous control over the displayed glycans, leading to highly customizable molecules. This project used four arylamide foldamers, with different sizes, number of amide groups and number of ligands, in order to test their binding strength, crystallization and microarray printing capability. Results showed that even though crystallization of lectin: foldamer complexes was not achieved, changes in the components used for the foldamers could positively change this outcome. Binding between the lectins and the foldamers was observed, although it was unspecific, and printing onto different glass platforms was successful. These results support the objective of using arylamide foldamers as both a promising target for future anti-adhesion therapy studies and, as a possible diversified set of microarray probes for printing, presenting different glycan epitopes, allowing for a large number of different studies to be conducted.
- Doces Leituras: Conceção de uma pastelaria sazonal e sustentável com inspiração literária em ElvasPublication . Carapinha, Ana Filipa Rodeia; Leite, BrunoO trabalho realizado consistiu na criação de um conceito de espaço de pastelaria onde o menu será sazonal, utilizando preferencialmente produtos locais e sustentáveis. Foi feita uma pesquisa bibliográfica sobre a história e a evolução do café e da pastelaria, assim como dos hábitos de leitura e da sua importância. Também se explorou a relevância da gastronomia sustentável e do turismo associado, sobretudo em territórios com forte identidade culinária. Nesse âmbito, analisaram-se ingredientes emblemáticos da tradição alentejana, região definida para a implantação do espaço. Na fase experimental, realizaram-se entrevistas com pequenos produtores e desenvolveram-se ementas sazonais. Seguiram-se duas análises sensoriais: a primeira, avaliou o menu de primavera através de um grupo de foco que analisou o conceito do estabelecimento e os pratos elaborados, dos quais um foi escolhido para a segunda análise, em formato de estudo de mercado, que verificou a aceitação do “bolo mármore de cenoura”, por um público mais alargado. Este último estudo contou com a participação de 67 pessoas, sendo que a maioria “gostou muito” do doce tanto ao nível de cada um dos atributos avaliados como de forma global. Além disso, uma grande parte dos provadores referiu que “possivelmente compraria” o produto apresentado.
- STUDYING THE IMPACT OF HIGH TEMPERATURE ON RICE REPRODUCTIONPublication . Santos, Daniela da Luz; Saibo, Nelson; Pinheiro, CarlaRice ( Oryza sativa L.) is a staple food for over two-thirds of the global population, yet its productivity is threatened by global warming. Rising temperatures, especially during anthesis, compromise fertilisation and yield, with an estimated 3% rice grain yield loss per 1ºC increase. Developing heat-tolerant rice varieties is therefore a priority. Publicly available transcriptomic data for the heat-tolerant variety Nagina 22 (N22) enabled identification of genes differentially expressed in pistils during anthesis under heat stress (HS). Selected genes were validated through controlled HS assays and gene expression analysis by RT-qPCR. OsWRKY55 andOsPLDalpha4 were selected for knockout due to their lower expression level in N22, as com- pared with Nipponbare, while OsWRKY53, a homolog of OsWRKY55, was included to account for potential functional redundancy. Using CRISPR-Cas9, rice plants with single-knockouts ofOsWRKY55 and OsPLDalpha4, and a double-knockout of OsWRKY53 and OsWRKY55 were suc- cessfully generated, all producing truncated proteins with loss of function. OsYABBY7 andOsLEA17 were selected as upregulated genes in pistils under HS. To further study the function of all selected genes, their expression profile was assessed in pistil of different rice varieties, including varieties grown in Portugal, in response to HS at anthesis. Ariete showed expression patterns potentially associated with higher heat tolerance, while Kitaake demonstrated poten- tially greater heat-sensitivity. Pistil morphology analysis showed that Ariete, OP2115, and Teti, may have advantages under HS conditions. Grain yield assay under HS was limited by the se- verity of the heat treatment, since most rice varieties did not produce seeds. Nevertheless, it confirmed that N22 is the most HS-tolerant variety, since it was the only one producing seeds. Altogether, this work allowed us to identify and characterise new genetic targets and to pro- duce new rice genotypes with potentially higher HS tolerance, providing both fundamental knowledge and applied strategies to mitigate the HS effects.
- Development and electrochemical testing of a new family of electrodes for Solid Oxide Cells: The future of energy productionPublication . Malveiro, Guilherme Fradinho Fernandes; Maria, Antonio; Machado, AnaThe exponential rise in population, urbanization, and industrialization, together with modern living standards, has led to a sharp increase in energy demand. Heavy reliance on fossil fuels has severely affected the environment and human health, with the power sector standing out as a major source of greenhouse gas emissions and pollutants. As a result, hydrogen has gained significant attention as a clean alternative, and many nations are investing in fuel cell research. Among these, solid oxide fuel cells (SOFCs) have emerged as a commercially viable option at small scale, producing negligible emissions and showing promise through efforts to reduce operating temperatures, material costs, and polarization losses. Within this context, High Entropy Oxides (HEOs), a class of High Entropy Materials (HEMs), have drawn increasing interest over the past 15 years due to their potential to enhance SOFC technology. To explore this potential, two types of HEOs were tested: HEO-5, containing chromium, and HEO-7, without chromium. They were subjected to electrochemical and morphological experiments to assess their behavior as electrodes. HEO-5 corresponded to expectations, maintaining a stable current over long periods and performing comparably to other electrodes. In solid oxide electrolysis cell (SOEC) mode, it showed a polarization resistance (Rp) of 0.207 Ω · cm2 at 900°C, with cell voltage degrading only slightly from 1.080 V to 1.020 V after 72 h at 0.195 A/cm2. In contrast, HEO-7 did not meet expectations, although the absence of chromium was thought to improve performance by avoiding cluster formation, its results were less favorable as it exhibited an Rp of 0.110 Ω · cm2 at 900°C but degraded almost immediately under operation. Additionally, HEO-7 requires further optimization of its microstructure and electrode/electrolyte interface before its suitability for future research can be determined.
- Análise e otimização de um sistema de recuperação de calor residual na indústria do cimentoPublication . Matoso, Ivo Marújo Gil; Fagundes , Leonardo; Eusébio, MárioA indústria do cimento apresenta um elevado consumo energético e uma contribuição significativa para as emissões globais de CO₂, sendo a recuperação de calor residual uma das principais oportunidades de descarbonização do setor. Neste contexto, este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de um modelo de simulação do Waste Heat Recovery System presente na fábrica do Outão, baseado num ciclo Orgânico de Rankine como tecnologia de conversão. O modelo foi implementado no Engineering Equation Solver, calibrado para as condições de projeto e posteriormente validado com dados reais de operação, demonstrando uma boa capacidade de representar o comportamento do sistema ao longo de diferentes regimes de carga. Após a validação, realizaram-se análises de sensibilidade às principais variáveis operacionais, permitindo identificar os parâmetros com maior influência na produção de eletricidade do ciclo. Os resultados evidenciaram que a temperatura do ar de excesso do arrefecedor de clínquer e a pressão de evaporação constituem as variáveis de maior impacto no desempenho do sistema. Foi ainda estudada a otimização do ciclo de limpeza do PH Boiler através da avaliação do impacto económico do fouling do permutador, considerando a variação do preço da eletricidade. A análise demonstrou que a frequência ótima de limpeza depende simultaneamente da taxa de acumulação de partículas e do preço da eletricidade, podendo variar entre uma limpeza anual e intervalos significativamente mais curtos. No âmbito da sustentabilidade e descarbonização, avaliou-se o impacto da introdução de Low Carbon Clinker no arrefecedor de clínquer da fábrica do Outão. Embora esta alteração conduza a uma redução da produção de eletricidade do sistema de recuperação de calor residual, os resultados demonstram que os benefícios ambientais e económicos associados à diminuição das emissões de CO₂ no processo de fabrico do clínquer superam amplamente essa perda, contribuindo para uma redução significativa da pegada de carbono global da unidade industrial.
- Paving the way for Nasal Delivery of Biopharmaceuticals: Particle Engineering and Performance CharacterizationPublication . Carmo, Beatriz Geraldes Couchinho Simões do; Ricardo, Ana; Henriques, PatriciaO desenvolvimento de formulações em pó nasal para administração de fármacos biológicos do nariz ao cérebro requer uma otimização cuidadosa da estabilidade do fármaco, do perfil de deposição nasal, e da robustez do processo de produção. O presente trabalho visou desenvolver formulações de pó nasal de péptidos com estabilidade adequada e deposição direcionada do nariz ao cérebro através do estabelecimento de uma metodologia preditiva de screening de formulações para garantir a integridade dos péptidos em condições de stress e da comparação de estratégias de engenharia de partículas, como secagem por atomização, liofilização e mistura física com diferentes excipientes, em termos de robustez de processo e perfil de deposição. Dois péptidos modelo, P1 e P2 foram inicialmente selecionados para avaliar a estabilidade sob tensão de corte e stress térmico na presença de seis excipientes. Em seguida, foram produzidas oito formulações por secagem por atomização, liofilização e mistura física com dois tipos de carriers. Estudos de estabilidade acelerada validaram o valor preditivo do screening. A caracterização da deposição nasal no Alberta Idealized Nasal Inlet mostrou que as formulações secas por atomização obtiveram resultados robustos, com alta deposição na região dos cornetos nasais (> 50% da dose administrada), apesar do seu baixo tamanho de partículas (Dv50 ≤ 5 μm). Os pós liofilizados, por outro lado, apresentaram um desempenho geral reduzido, com alto teor de água residual e baixa dose emitida (aproximadamente 20% p/p). As misturas físicas melhoraram a deposição no vestíbulo e nos cornetos nasais, ao mesmo tempo em que reduziram a deposição na nasofaringe e no filtro, mas mostraram performance inferior à obtida pelas formulações obtidas por secagem por atomização. Este estudo destaca o papel crítico do design da formulação e da estratégia de produção na performance do pó peptídico nasal. A secagem por atomização mostrou ser uma abordagem robusta, oferecendo o equilíbrio mais promissor entre estabilidade e desempenho de administração nasal.