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Investigação do metabolismo de nanomateriais absorvidos por plantas empregando-se espectroscopias vibracional e de Raios X

Processo: 15/05942-0
Modalidade de apoio:Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
Vigência: 01 de agosto de 2015 - 31 de julho de 2019
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Analítica
Pesquisador responsável:Hudson Wallace Pereira de Carvalho
Beneficiário:Hudson Wallace Pereira de Carvalho
Instituição Sede: Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA). Universidade de São Paulo (USP). Piracicaba , SP, Brasil
Pesquisadores associados:Adriana Pinheiro Martinelli ; Bruno Leonardo Caetano ; Francisco José Krug
Auxílios(s) vinculado(s):16/50014-6 - Tailoring oxide based nanoparticles for the mineral nutrition of plants, AP.R SPRINT
15/19121-8 - EMU concedido no processo 2015/05942-0: sistema de microfluorescência de Raios X, AP.EMU
Bolsa(s) vinculada(s):18/13401-7 - Espectroscopia de raio-X revelando os efeitos do glifosato sobre a absorção foliar de manganês em soja, BP.MS
18/02462-5 - Alinhamento, programação e comissionamento de um sistema de Fluorescência de Raios X em regime de reflexão total (TXRF) sob vácuo e automático para aplicação em pesquisas agropecuárias e ambientais, BP.MS
17/16375-4 - Efeitos da aplicação foliar de La e Ce em plantas de soja, BP.MS
16/08589-1 - Avaliação da aglomeração de nanopartículas e controle da qualidade da solução nutritiva de plantas em cultivo hidropônico, BP.IC
16/04611-2 - Avaliação da absorção radicular e deslocamento de nanopartículas de ZnO em Phaseolus vulgaris (feijão), BP.MS
Assunto(s):Radiação síncrotron  Raios X  Espectroscopia Raman  Materiais nanoestruturados  Fluorescência de raio X 
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:assimilação de nanomateriais por plantas | espectroscopia de absorção de raios X (XANES e EXAFS) | Espectroscopia de Espalhamento Raman | espectroscopia de fluorescência de raios X | nanoecotoxicologia | Radiação Síncrotron | Espectroscopia dedicada a analise de nanomateriais

Resumo

Nos últimos anos tem-se observado o desenvolvimento crescente de produtos comerciais contendo nanomateriais. Por outro lado, as implicações ecotoxicológicas, a assimilação e reatividade de nanomateriais em seres vivos é pouco compreendida. Além disso, tais tópicos de pesquisa ainda são incipientes no mundo. Nesse contexto o presente projeto tem o ousado objetivo de nuclear um grupo de pesquisas e adquirir a infraestura necessária para o estudo do transporte, acúmulo e transformações químicas sofridas por nanomateriais (ZnO, ZrO2 e CuO) absorvidos por plantas (Phaseolus vulgaris, i.e., Feijão). Os nanomateriais absorvidos assim como os micronutrientes metálicos serão quantificados e os parâmetros que governam a absorção, tais como do tamanho de partícula, concentração e tempo de exposição dos sistemas radiculares e foliares serão avaliados. Os órgãos vegetais serão mapeados por micro fluorescência de raios X, revelando em quais tecidos especializados os nanomateriais são estocados. De forma complementar, a distribuição de metabólitos orgânicos nas regiões de acúmulo de nanomateriais serão mapeadas por espectroscopia de espalhamento Raman. A combinação dessas duas técnicas resultará em imagens químicas com resolução micrométrica que permitirão compreender, de forma inédita para este cultivar e nanopartículas, o metabolismo ao redor das regiões de armazenamento. Ainda, o ambiente químico dos nanomateriais absorvidos será determinado por espectroscopia de absorção de raios X, dessa forma, indicando os mecanismos de desintoxicação da planta. A cinética de transporte e armazenamento será investigado in vivo por micro fluorescência de raios X. (AU)

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(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
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GOMES, MARCOS H. F.; MACHADO, BIANCA A.; RODRIGUES, EDUARDO S.; MONTANHA, GABRIEL SGARBIERO; ROSSI, MONICA LANZONI; OTTO, RAFAEL; LINHARES, FRANCISCO S.; CARVALHO, HUDSON W. P.. In Vivo Evaluation of Zn Foliar Uptake and Transport in Soybean Using X-ray Absorption and Fluorescence Spectroscopy. Journal of Agricultural and Food Chemistry, v. 67, n. 44, p. 12172-12181, . (18/13401-7, 15/05942-0)
LAU, ELIZABETH C. H. T.; CARVALHO, LUCAS B.; PEREIRA, ANDERSON E. S.; MONTANHA, GABRIEL S.; CORREA, CAMILA G.; CARVALHO, HUDSON W. P.; GANIN, ALEXEY Y.; FRACETO, LEONARDO F.; YIU, HUMPHREY H. P.. Localization of Coated Iron Oxide (Fe3O4) Nanoparticles on Tomato Seeds and Their Effects on Growth. ACS APPLIED BIO MATERIALS, v. 3, n. 7, p. 4109-4117, . (18/02413-4, 18/23608-8, 15/19121-8, 15/05942-0)
RODRIGUES, EDUARDO S.; MONTANHA, GABRIEL S.; MARQUES, JOAO P. R.; DE ALMEIDA, EDUARDO; YABUKI, LAUREN N. M.; MENEGARIO, AMAURI A.; PEREIRA DE CARVALHO, HUDSON W.. Foliar application of rare earth elements on soybean (Glycine max (L)): Effects on biometrics and characterization of phytotoxicity. JOURNAL OF RARE EARTHS, v. 38, n. 10, p. 1131-1139, . (17/16375-4, 15/05942-0)
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DA CRUZ, TATIANA N. M.; SAVASSA, SUSILAINE M.; GOMES, MARCOS H. F.; RODRIGUES, EDUARDO S.; DURAN, NADIA M.; DE ALMEIDA, EDUARDO; MARTINELLI, ADRIANA P.; DE CARVALHO, HUDSON W. P.. Shedding light on the mechanisms of absorption and transport of ZnO nanoparticles by plants via in vivo X-ray spectroscopy. ENVIRONMENTAL SCIENCE-NANO, v. 4, n. 12, p. 2367-2376, . (15/19121-8, 16/04611-2, 15/05942-0, 16/08589-1)
DE ALMEIDA, EDUARDO; DURAN, NADIA M.; GOMES, MARCOS H. F.; SAVASSA, SUSILAINE M.; DA CRUZ, TATIANA N. M.; MIGLIAVACCA, RAFAELA A.; PEREIRA DE CARVALHO, HUDSON W.. EDXRF for elemental determination of nanoparticle-related agricultural samples. X-RAY SPECTROMETRY, v. 48, n. 2, p. 94-104, . (15/05942-0)
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RODRIGUES MARQUES, JOAO PAULO; SPOSITO, MARCEL BELLATO; AMORIM, LILIAN; MONTANHA, GABRIEL SGARBIERO; SILVA JUNIOR, GERALDO JOSE; PEREIRA DE CARVALHO, HUDSON WALLACE; APPEZZATO-DA-GLORIA, BEATRIZ. Persistent Calyxes in Postbloom Fruit Drop: A Microscopy and Microanalysis Perspective. PATHOGENS, v. 9, n. 4, . (15/05942-0, 08/54176-4, 15/19121-8)
DE OLIVEIRA, JESSICA BEZERRA; RODRIGUES MARQUES, JOAO PAULO; RODAK, BRUNA WURR; GALINDO, FERNANDO SHINTATE; CARR, NATALIA FERNANDES; ALMEIDA, EDUARDO; ARAKI, KOITI; GONCALVES, JOSUE MARTINS; DOS REIS, ANDRE RODRIGUES; VAN DER ENT, ANTONY; et al. Fate of nickel in soybean seeds dressed with different forms of nickel. RHIZOSPHERE, v. 21, p. 10-pg., . (15/05942-0, 19/04585-0, 18/13738-1, 15/19121-8)
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MENDES, NANDHARA ANGELICA CARVALHO; LANZA, MARIA GABRIELA DANTAS BERETA; SILVA, VINICIUS MARTINS; BOSSE, MARCO ANTONIO; MONTANHA, GABRIEL SGARBIERO; DE CARVALHO, HUDSON WALLACE PEREIRA; CUNHA, MATHEUS LUIS OLIVEIRA; DOS REIS, ANDRE RODRIGUES. Selenium Increases Ureide Metabolism and Yield of Cowpea Plants: Examining Se Distribution in Leaves and Seeds Using Microprobe X-Ray Fluorescence Spectroscopy. GESUNDE PFLANZEN, v. 75, n. 5, p. 12-pg., . (18/10912-0, 15/19121-8, 15/05942-0)
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CASTRO, BARBARA M. M.; SANTOS-RASERA, JOYCE R.; ALVES, DEJANE S.; MARUCCI, ROSANGELA C.; CARVALHO, GERALDO A.; CARVALHO, HUDSON W. P.. Ingestion and effects of cerium oxide nanoparticles on Spodoptera frugiperda (Lepidoptera: Noctuidae). Environmental Pollution, v. 279, . (15/05942-0, 15/19121-8)
MACHADO, BIANCA A.; GOMES, MARCOS H. F.; MARQUES, JOAO P. R.; OTTO, RAFAEL; DE CARVALHO, HUDSON W. P.. X-ray Spectroscopy Fostering the Understanding of Foliar Uptake and Transport of Mn by Soybean (Glycine max L. Merril): Kinetics, Chemical Speciation, and Effects of Glyphosate. Journal of Agricultural and Food Chemistry, v. 67, n. 47, p. 13010-13020, . (18/13401-7, 15/05942-0, 15/19121-8)
ORTEGA RODRIGUEZ, DAIGARD RICARDO; DE ALMEIDA, EDUARDO; TOMAZELLO-FILHO, MARIO; PEREIRA DE CARVALHO, HUDSON WALLACE. Space-resolved determination of the mineral nutrient content in tree-rings by X-ray fluorescence. Science of The Total Environment, v. 708, . (15/05942-0, 15/19121-8)
ANDRADE, DANIEL FERNANDES; DE ALMEIDA, EDUARDO; PEREIRA DE CARVALHO, HUDSON WALLACE; PEREIRA-FILHO, EDENIR RODRIGUES; AMARASIRIWARDENA, DULASIRI. Chemical inspection and elemental analysis of electronic waste using data fusion - Application of complementary spectroanalytical techniques. Talanta, v. 225, . (16/01513-0, 15/05942-0, 16/17304-0, 18/24569-6, 19/24223-5)

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