NOVO PROCESSO DE PRODUÇÃO DE ÒXIDO DE GRAFENO À TEMPERATURA AMBIENTE

NOVO PROCESSO DE PRODUÇÃO DE ÒXIDO DE GRAFENO À TEMPERATURA
AMBIENTE
FRANCISLEI SANTA ANNA SANTOS1*
1 Msc. em Engenharia Química, UFBA, Salvador-BA, Fone: (71) 99978- 3702,francisleisantos@yahoo.com.br
Apresentado no
Congresso Técnico Científico da Engenharia e da Agronomia – CONTECC’2016
29 de agosto a 1 de setembro de 2016 – Foz do Iguaçu, Brasil

 

 

RESUMO: As tecnologias convencionais de obtenção do óxido de grafeno (OG) são de baixo rendimento e baixa reprodutibilidade. O baixo rendimento aumenta o preço do produto final. O grama do OG chega a ser vendido por $ 150 no mercado internacional. O alto preço do OG restringe as pesquisas aplicadas com esse material a poucos laboratórios especializados em nanotecnologia. O alto preço do óxido de grafeno e as limitações tecnológicas atuais inibem sua aplicação em larga escala pelas indústrias nacionais e estrangeiras. Objetiva-se por este trabalho, apresentar um novo processo de produção de óxido de grafeno (OG) a temperatura ambiente. O novo processo em patente é caracterizado pela oxirredução de uma substância rica em carbono a temperatura ambiente. A nova rota de processo pode ser usada para obtenção do OG nas escalas de laboratório e industrial. O produto obtido pela nova rota de processo de produção de OG foi caracterizado por Espectroscopia Raman, MEV, DRX e Microscopia Óptica. Os resultados mostram a formação de compostos do tipo grafíticos (característicos de OG) e carbono amorfo (aC).
PALAVRAS–CHAVE: óxido de grafeno, métodos de produção, carbono amorfo.

NEW PROCESS FOR PRODUCTION OF GRAPHENE OXIDE AT ROOM TEMPERATURE
ABSTRACT: Conventional technologies for obtaining graphene oxide (OG) are low-income and low reproducibility. The low yield increases the price of the final product. Gram’s OG comes to be sold for $ 150 on the international market. The high price of OG restricts the applied research with this  material a few specialized laboratories in nanotechnology. The high price of the graphene oxide and the current technology limitations inhibit its large-scale application of national industry and foreign. The objective for this work is to present a new graphene oxide production process (GL) at room temperature. The new process is characterized by the patent redox carbon-rich material at room temperature. The new process route can be used for obtaining GL on laboratory and industrial scale. The product obtained by the new route OG production process was characterized by Raman spectroscopy, SEM, XRD and optical microscopy. Results show the formation of graphitic compounds of the type (characteristic OG) and amorphous carbon (aC). KEYWORDS: graphene oxide, production methods, amorphous carbon.

INTRODUÇÃO
Atualmente, tem-se utilizado o termo grafeno de forma um pouco mais ampla, abrangendo não só o material original (formado por uma única folha com espessura monoatômica), mas também a uma família de materiais formados por duas, três, quatro folhas de grafeno empilhadas de forma organizada cujas propriedades são diferentes entre si, devido às diferentes interações entre as várias folhas em
cada estrutura (Mehl, 2014). O óxido de grafeno reduzido ou simplesmente grafeno, como é mais conhecido atualmente, foi o primeiro cristal bidimensional estável isolado, com seu longo sistema pconjugado, onde os elétrons estão confinados em duas dimensões, o que confere propriedades excepcionais (Zarbine et all., 2013) tais como condutividade elétrica, resistência mecânica, leveza entre outras peculiaridades que diversificam a sua aplicação.
O grafeno é o alótropo mais novo da família do carbono ao lado do diamante e do carbono amorfo. O grafeno foi isolado e caracterizado pela primeira vez em 2004, através de sucessivas etapas de PEELING de um pedaço de grafite, com o auxílio de uma fita adesiva. O trabalho rendeu o prêmio Nobel de física de 2010 a seus autores, A. Geim e K. Novoselov, da Universidade de Manchester.
(Zarbine et all, 2013).Outro método muito difundido de obtenção do grafeno a partir do grafite se chama ESFOLIAÇÂO QUÌMICA, onde procura enfraquecer as ligações que unem as folhas de grafeno.Existem mais de uma rota de processo estudada por vários pesquisadores, porém a mais conhecida usa o grafite natural como substância rica em carbono. Esse grafite é aquecido em solução ácida, (H2SO4, HCl entre outros) e ainda utilizando-se do recurso de micro-ondas para produzir o óxido de grafite. Este óxido, já com as folhas de grafeno distanciadas umas das outras, é lavado com água deionizada e submetido a um processo de esfoliação (separação das folhas) utilizando-se
ultrassom ou a expansão térmica. Formando assim, o óxido de grafeno que pode ser reduzido com hidrazina para obtenção do grafeno ou óxido de grafeno reduzido. Neste método, o grafeno é submetido a um processo agressivo que acaba provocando vários defeitos na estrutura molecular. Os defeitos inviabilizam a produção do grafeno em larga escala além de diminuir a qualidade desejada
através da ESFOLIAÇÂO QUÌMICA.

As rotas apresentadas acima são de baixo rendimento e alto impacto ambiental pela extração do grafite natural obtido pelo processo de extração mineral. Outra forma de obter o grafite que é através do processo CVD (Carbon Vapour Deposition). O CVD é um método que sintetiza o grafite a partir de gases ricos em carbono, em especial o etileno que é aquecido a 1400 oC em um forno especial. Nesta etapa, o grafeno se forma em filme único sobre um substrato metálico (cobre), porém ainda não se conseguiu produzir grafeno em larga escala com áreas maiores através do método CVD. Fato este que limita a reprodutibilidade do método em questão. Poucos países, por exemplo: EUA, China e Cingapura, produzem o óxido de grafeno em larga escala e comercializam a altos preços que variam de $50 a $250/ grama a depender da pureza. Esta realidade restringe as pesquisas aplicadas com esse material a poucos laboratórios no mundo e inibem os investimentos em inovação; apesar do comprovado potencial de impacto nos setores de energia, biomedicina, agricultura, industrial,
eletrônicos, energias renováveis, ambiental, aeronáutico, aplicações médicas, têxteis. A importância desse material é proporcional ao alto número de patentes publicadas nos últimos anos. Zarbin et all.(2013) afirma que o principal desafio ainda está no desenvolvimento de métodos massivos de produção de amostras de óxido de grafeno reduzido com qualidade estrutural, e com controle do número de camadas. Afirma Mehl (2014) que há um grande interesse no desenvolvimento de rotas de preparação do grafeno, que sejam viáveis do ponto de vista prático (com alto rendimento e pureza, com e boa qualidade estrutural) e economicamente viável.
Esse trabalho foi resultado do estudo individual sobre eletrólise, nanotecnologia e interação molecular que deram as bases teóricas para a construção do protótipo em funcionamento. O novo método brasileiro, cujo título da patente é “PRODUção de nanopartículas de carbono a temperatura ambiente” (BR 10 2016012475 1) foi denominado de “ROTA NHK” que neste trabalho foi usado para
obtenção de OG. O destaque do novo método está na reprodutibilidade, na baixa emissão de poluentes e controle das etapas de produção. O objetivo desse trabalho é apresentar um novo processo de produção do óxido de grafeno a temperatura ambiente.
MATERIAL E MÉTODOS
A substância rica em carbono usada neste novo processo de produção de óxido de grafeno foi o carbono natural; e constitui o eletrólito de uma célula eletrolítica onde será submetido aos processos de oxidação e redução.Os testes experimentais foram realizados em instalação adaptada a um laboratório que está, atualmente, localizado na cidade de Alagoinhas-BA. As pesquisas foram financiadas com recursos próprios.
O produto obtido pela “ROTA NHK”, foi analisado por espectroscopia Raman empregando-se um espectrômetro Raman Witec (Alpha 500), acoplado a um detector CCD Witec (modelo DV401ABV-352) do Laboratório de Corrosão e Proteção do IPT. A focalização do laser na amostra e a coleta da radiação espalhada foram feitas através de um microscópio óptico Witec (Carl Zeiss, Serien-Nr
334000409). Foi utilizada linha de excitação na região do infravermelho próximo em 785,0 nm de um laser de diodo (XTRA 00222, Toptica) e na região do visível em 532,0 nm de um laser de argônio (WiTec) e em 633,0 nm de um laser de hélio-neônio (Modelo 30584, Optics Inc.). Os espectros são resultado da média de dez espectros obtidos com tempo de integração de 1 s, utilizando-se rede de
difração de 600 linhas/mm; lente de aumento de 100x (número de abertura 0,55, CF Plan). A Figura 1 a seguir representa o novo método de obtenção de óxido de grafeno a temperatura ambiente. Onde mostra uma fonte rica em carbono natural (1), na concentração de 0,576g/ml que constitui o meio reacional. A carga positiva constitui o anodo (3) de prata onde ocorrerá a etapa de
oxidação das partículas de carbono para obtenção do grafito oxidado em suspensão. Em paralelo, o outro eletrodo inerte (ex: Ag, Au) é alimentado com carga negativa e constitui o catodo (3) onde ocorrerá a reação de redução do grafito oxidado a óxido de grafeno reduzido em suspensão. Cada eletrodo é conectado por fios condutores de eletricidade (5) e são imersos no reator (2) de 30ml de capacidade com massa total de 15g aproximadamente. Uma fonte de energia elétrica (4) gera a diferença de potencial (ddp) necessário para o processo de oxirredução. O tempo de reação estimado para esse processo é de 9,0 min/ml de suspensão na CNTP em recipiente fechado, podendo variar em função da concentração. O óxido de grafeno quando exposto à luz excessiva sofre degradação. A Figura 1 representa o sistema da nova rota do processo em narrativa.

Figura 1 – ROTA NHK de produção de óxido de grafeno a temperatura ambiente.

RESULTADOS E DISCUSSÃO
O novo processo de produção de óxido de grafeno é caracterizado pela reação redox na mistura reacional que origina a formação de nano partículas de óxido de grafeno em suspensão no reator que opera a temperatura ambiente. Toda a carga de carbono é convertida em alótropos. As vantagens são a redução do custo energético, redução na geração de resíduos, controle das etapas de produção e reprodutibilidade do processo. A Figura 2 mostra o produto final em suspensão aquosa (A) cuja concentração mássica do produto obtido foi de aproximadamente de 0,600 g/ml em suspensão, as imagens (B) e (C) são o MEV e o DRX do produto obtido pelo novo método.
Figura 2 – (A) Nanopartículas de OG em suspensão aquosa, (B) MEV e (C) DRX da amostra.

A respeito dos testes para caracterização por espectroscopia Raman da amostra de carbono verificou que amostra apresenta elevada sensibilidade às radiações empregadas, o que resulta em sua degradação durante a irradiação com laser, mesmo em potência mínima (Figura 3) indicando que a amostra é fotossensível e pode formar outros alótropos do carbono a exemplo do carbono amorfo. Figura 3 – Imagens de microscopia óptica em aumento de 100x da Amostra de OG antes e após irradiação por laser para obtenção do espectro Raman nos comprimentos de onda (A) 532,0 nm, (B) 633,0 nm e (C) 785,0 nm.

Devido à sensibilidade da amostra, espectros Raman foram adquiridos com tempo curto de aquisição (50 ms) e 10 acumulações de maneira a diminuir o tempo de exposição à radiação do laser. Desta maneira, a qualidade dos espectros, razão sinal ruído, é baixa (Figura 4). O padrão espectral na página seguinte, para uma mesma radiação excitante, varia de acordo com o ponto de análise, indicando que a amostra não é homogênea (Figuras 4B e 4C) podendo conter óxido de grafeno e outros alótropos do carbono. Os espectros apresentados nas Figuras 4A e 4B apresentam duas bandas largas em aproximadamente 1350 cm-1 e 1580 cm-1 . Estas bandas podem ser atribuídas às bandas G e D de compostos sp2 de carbono como o óxido de grafeno, respectivamente (Dresselhaus et all. , 2010). Estas bandas também são observadas nos espectros de carbono amorfo (Marton et all., 2013). Para os espectros nas radiações 532,0 nm e 633,0 nm (Figura 4A e 4B) a banda D (~1380 cm-1 ) é mais intensa que a banda G (~1350 cm-1 ). Esta razão de intensidade está de acordo com aquela observada para compostos grafíticos, tais como óxidos de grafeno (Stankovich et all., 2007). A elevada largura das bandas G e D indica a presença de carbono amorfo. Os compostos sp2 de carbono (grafite, OG, grafeno, nanotubos de carbono, fulerenos) apresentam efeito Raman ressonante. No efeito Raman ressonante, a energia do fóton da radiação excitante é comparável ou mesmo coincidente com a energia de transição eletrônica da molécula em estudo (cromóforo). Neste caso, ocorre uma intensificação na ordem de 105 vezes das bandas associadas aos modos vibracionais do cromóforo. Por conta disso, não é possível afirmar, a partir dos espectros Raman, qual a proporção entre o óxido de grafeno e o carbono amorfo presentes na amostra analisada.

 

A amostra apresenta elevada sensibilidade ao laser empregado para caracterização por espectroscopia Raman. Os espectros Raman nas radiações excitante 532,0 nm e 633,0 nm apresentam bandas largas em aproximadamente 350 cm-1 e 1580 cm-1 , sendo a segunda mais intensa que a primeira. Tais resultados indicam que a amostra contem compostos do tipo grafítico (característico do óxido de grafeno) e carbono amorfo, porém não permite determinar se as estruturas grafíticas de óxido de grafeno estão presentes em elevada concentração na amostra devido ao efeito Raman ressonante. Este fato mostra a oportunidade de melhoria nas próximas etapas do nosso trabalho.

CONCLUSÕES
O novo método produz óxido de grafeno à temperatura ambiente.
AGRADECIMENTOS
-Deus pelos desafios que a vida impôs.
-Minha Família pelo apoio e confiança depositados neste trabalho.
-IF/UFBA e ao DEQ/UFCG pelas caracterizações do MEV e DRX respectivamente.

REFERÊNCIAS
Dresselhaus, M.S.; Jorio, A.; Hofmann, M.; Dresselhaus, G.; Saito, R. Perspectives on carbono
nanotubes and graphene Raman Spectroscopy. Nano letters, v. 10, p. 751-758, 2010.
Li, X.; Cai, W.; An, J.; Kim, S.; Nah, J.; Yong, D.; Piner, R.; Veldmakanni, A.; Juerg, I.; Tutuk, E.;
Banerjee, S. K.; Colombo, L.; Ruoff, R. S.; Science, p.324 e p.1312, 2009.
Marton, M.; Vojs, M.; Zdravecká, E.; Himmerlich, M.; Haensel, T.; Krishock, S.; Michiniak, P.;
Vesely, M.; Redhammer, R. Raman spectroscopy of amorphous carbono prepared by pulsed arc
discharge in various gas mixture. Journal of Spectroscopy, v. 2013, 6p. 2013.
Mehl, Hiany. The effect of variation of reactional parameters in the preparation of graphene by
oxidation and reduction of graphite. Quím. Nova, vol.37, n.10, pp.1639-1645. 2014.
Stankovich, S.; Dikin, D.A.; Piner, R.D; Kohlhaas, K.A.; Kleinhammes, A.; Jia, Y.; Wu, Y.; Nguyen,
S.T.; Rouff, R.S. Synthesis of graphene-based nanosheets via chemical reduction of exfoliated
grafite oxide. Carbon, v. 45, p. 1558-1565, 2007.
Zarbin, Aldo J. G. e Oliveira, Marcela M.. Carbon nanostructures (nanotubes and graphene): Quo
Vadis?. Quím. Nova, vol.36, n.10, pp.1533-1539. 2013.

 

Fonte: www.confea.org.br/media/contecc2016/quimica/novo%20processo%20de%20produção%20de%20òxido%20de%20grafeno%20à%20temperatura%20ambiente.pdf

Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=h5aeVZzsvKY

Padrão de interface de software do microcontrolador Cortex

Padrão de interface de software do microcontrolador Cortex

O CMSIS permite um suporte de dispositivo consistente e interfaces de software simples para o processador e seus periféricos, simplificando a reutilização de software, reduzindo a curva de aprendizado para desenvolvedores de microcontroladores e reduzindo o tempo de mercado para novos dispositivos.


Visão geral

A partir do CMSIS-CORE, uma camada de abstração de hardware independente do fornecedor para os processadores Cortex-M, o CMSIS expandiu-se para áreas como o gerenciamento de componentes de software e as interfaces de depurador de referência. A criação de software é um fator de custo importante na indústria incorporada. A padronização das interfaces de software em todos os produtos do fornecedor de silício Cortex-M, especialmente ao criar novos projetos ou a migrar o software existente para um novo dispositivo, significa redução significativa de custos.

O CMSIS é definido em estreita cooperação com vários fornecedores de silício e software e fornece uma abordagem comum para a interface para periféricos, sistemas operacionais em tempo real e componentes de middleware. Isso simplifica a reutilização de software, reduzindo a curva de aprendizado para novos desenvolvedores de microcontroladores e reduzindo o tempo de colocação no mercado para dispositivos.


Componentes do CMSIS

CMSIS-CORE: inicialização consistente do sistema e acesso periférico

A inicialização do sistema, o acesso ao núcleo do processador e as definições periféricas são essenciais para cada aplicativo incorporado. O CMSIS-CORE padronizado é implementado para mais de 3900 dispositivos diferentes e facilita a introdução de um novo dispositivo ou migra software em microcontroladores.

CMSIS versão 5

O CMSIS é desenvolvido publicamente no GitHub. A última versão pode ser baixada aqui:

CMSIS-RTOS: Execução determinista de software em tempo real

Um conceito de super-loop só é adequado para aplicativos embutidos simples. Os microcontroladores Cortex-M são projetados para sistemas operacionais em tempo real que oferecem controle de recursos e tempo.

O CMSIS-RTOS é uma API que permite camadas de software consistentes com componentes de middleware e biblioteca. O CMSIS-RTOS RTX é executado em todos os dispositivos Cortex-M e é a implementação de referência comprovada que é fácil de aprender e usar.

CMSIS-DSP: implementação rápida de processamento de sinal digital

O desenvolvimento de um sistema de processamento de sinais digitais em tempo real (DSP) não é trivial, já que os algoritmos DSP dependem fortemente de operações matemáticas complexas que são mesmo críticos para o tempo.

A biblioteca CMSIS-DSP é uma rica coleção de funções DSP que o Arm optimizou para os vários núcleos de processadores Cortex-M. O CMSIS-DSP é amplamente utilizado na indústria e também permite a geração de código C otimizada a partir de várias ferramentas de terceiros.

CMSIS-Driver: interfaces periféricas genéricas para middleware e código de aplicativo

Interfacing microcontroller periféricos com middleware ou código genérico de aplicação pode ser um desafio, pois cada dispositivo é diferente. As interfaces CMSIS-Driver prontas para usar estão disponíveis para muitas famílias de microcontroladores e evitam a portabilidade do driver pesada e demorada.

CMSIS-Pack: acesso fácil a componentes de software reutilizáveis

Anteriormente, os módulos de software eram difíceis de integrar, pois os arquivos de origem e de cabeçalho tinham requisitos pouco claros, documentação inconsistente ou informações de licença perdidas.

Como o CMSIS-Pack define a estrutura de um pacote de software que contém componentes de software, esses problemas são abordados. Os componentes de software são facilmente selecionáveis ​​e todas as dependências de outros softwares são destacadas.

CMSIS-SVD: visão consistente para dispositivos e periféricos

Para cada microcontrolador suportado, os depuradores podem fornecer visualizações detalhadas aos periféricos do dispositivo que exibem o estado do registro atual.

Os arquivos CMSIS-SVD permitem essas visualizações e garantem que a exibição do depurador coincida com a implementação real dos periféricos do dispositivo.

CMSIS-DAP: conectividade para hardware de avaliação de baixo custo

Planos de desenvolvimento baratos estão disponíveis em muitos fornecedores de microcontroladores. Freqüentemente, uma unidade de depuração de baixo custo está incluída, mas interfaces diferentes precisam de uma configuração de ferramenta específica.

O CMSIS-DAP é uma interface padronizada para a Porta de Acesso de Depuração Cortex (DAP) e é usado por muitos kits de inicialização e é suportado por vários depuradores.

CMSIS-NN: kernels de rede neural eficiente

As soluções baseadas em rede neural estão se tornando cada vez mais populares para aplicações de aprendizado de máquinas incorporadas.

O CMSIS-NN é uma coleção de kernels de redes neurais eficientes desenvolvidos para maximizar o desempenho e minimizar a pegada de memória de redes neurais nos núcleos de processadores Cortex-M.

 

Fonte:  https://developer.arm.com/embedded/cmsis

https://developer.arm.com/products/system-design/development-boards

https://developer.arm.com/products/system-design/development-boards/logictile-express

https://community.arm.com/b/carlosdelfino/posts/facilitando-o-desenvolvimento-para-a-proxima-geracao-de-embarcados-inteligentes-e-conectados

ALLEN ATLAS CEREBRAL

Visão geral

Esta base de dados de células cerebrais é uma pesquisa de características biológicas derivadas de dados de células únicas, de humanos e ratos.

O banco de dados contém propriedades eletrofisiológicas , morfológicas e transcriptômicas coletadas de células individuais e modelos simulando atividade celular. Nesta fase inicial da geração de dados, a cobertura da pesquisa foi focada em áreas selecionadas do córtex cerebral e nos neurônios talâmicos.

Procure os dados de resposta eletrofisiológica e as morfologias neuronais reconstruídas usando a ferramenta de Pesquisa de Caracteres Celulares . Os dados transcriptômicos podem ser acessados ​​através da página de download .

Use o Kit de Desenvolvimento de Software Allen (SDK) para acessar e analisar programaticamente dados em bruto e executar modelos.

Os dados podem ser baixados selecionando experimentos individuais na ferramenta de Pesquisa de Caracteres de Celular, acessando arquivos RNA-Seq transcriptômicos através da página de Download , ou através do SDK ou API Allen

 

 

 

Dados de rato

As células são adquiridas de áreas cerebrais selecionadas em ratos adultos. As células são identificadas para o isolamento com base em linhas de ratos transgênicos que abrigam repórteres fluorescentes conduzidos por drivers específicos do tipo celular. Para análises eletrofisiológicas e morfológicas, foram selecionadas células excitatórias com expressão enriquecida em camada e células inibitórias baseadas em marcadores clássicos. As áreas cerebrais selecionadas para análise incluem sub-regiões do córtex visual, córtex motor e córtex motor lateral anterior (ALM), na área do motor secundário (MOs).

Para a análise transcriptômica, foram realizadas dissecções regionais e laminares em espécimes de linhas transgênicas pan-neuronais, pan-excitatórias e pan-inibitórias, para amostra de forma abrangente. Os dados do núcleo geniculado lateral (LGd) também estão incluídos.

Este diagrama interativo de Venn mostra quantas células estão disponíveis para cada modalidade de dados (eletrofisiologia, morfologia, transcriptômica) e modelos. Selecione uma categoria para visualizar o subconjunto de células.

Existem 1058 células de mouse para as quais temos dados de eletrofisiologia.

 

 

Dados humanos

As células são adquiridas a partir do tecido cerebral doado nos lobos temporais ou frontais com base em anotações estruturais descritas no Atlas de referência do cérebro humano Allen . Para análises eletrofisiológicas e morfológicas no córtex, as células são selecionadas com base na forma do soma e na localização laminar.

Para a análise transcriptômica, diferentes camadas de córtex são dissecadas e os núcleos neuronais são isolados. A amostragem laminar é guiada pelo número relativo de neurônios presentes em cada camada.

 

 

 

Sobre eletrofisiologia

As gravações de grampos de patch de células inteiras fornecem informações básicas sobre propriedades de disparo celular. As gravações são realizadas usando uma variedade de protocolos de estímulo, incluindo pulsos curtos, passos longos, rampas lentas e ruído naturalista para caracterizar as propriedades intrínsecas desses neurônios. Os protocolos detalhados são descritos no whitepaper técnico de visão geral de eletrofisiologia .

Sobre Morfologia

A estrutura celular informa a função e a diversidade neuronal. Para ver a forma da célula, as células são preenchidas com biocitina e imagens em série para visualizar suas morfologias. Imagens planar e reconstruções de células 3D podem ser visualizadas com os dados de eletrofisiologia da célula, ou baixados para análise off-line. Os protocolos detalhados são descritos no whitepaper técnico da síntese de morfologia .

Sobre Transcriptomics

A seqüência de ARN pode fornecer um perfil transcriptômico para cada célula. Os transcritos genéticos são isolados, amplificados e seqüenciados, e as leituras estão alinhadas com um genoma de referência. A expressão de ARN por gene é relatada como uma média de isoformas de transcrição. Os dados estão disponíveis para células inteiras e, em alguns casos, isolados de frações nucleares. Para os núcleos, uma proporção significativa de lições se alinha aos intrões. Todos os dados podem ser baixados e os protocolos detalhados são descritos no quadro técnico geral da transcriptomics .

Sobre Modelos

Uma variedade de modelos neuronais que simulam propriedades de células intrínsecas estão disponíveis. Os modelos incluem: modelos generalizados de injeção e fogo, modelos biofisicamente realistas, de neurônio único com dendritos passivos e soma ativo (perisomático) e com condutâncias ativas (tudo ativo). As simulações podem ser vistas em linha ao lado das respostas celulares medidas, quando disponíveis. Todos os modelos podem ser baixados, e protocolos detalhados são descritos nos whitepapers técnicos: GLIF , perisomatic , all-active .

 

Fonte:  http://celltypes.brain-map.org/

DNALinux – Uma solução Linux para Bioinformática

Programas de bioinformática incluídos no DNALinux

 

 

O ApE- A Plasmid Editor
Funciona no Windows (testado em 98, XP, NT), OS X (10.3, 10.4 e 10.5) e Linux / Unix, destaca sites de restrição na janela de edição, mostra tradução, Tm,% GC, ORF de DNA selecionado em tempo real, lê os arquivos DNA Strider, Fasta, Genbank e EMBL, copiar e salvar gráficos como metarquivos do Windows (somente MS Windows) em outros recursos. Para mais informações, visite o website.

Web site: http://www.biology.utah.edu/jorgensen/wayned/ape/

Outros documentos:

Citação:

AutodockSuite 4.0.1

AutoDock é um conjunto de ferramentas de encaixe automatizadas. Ele é projetado para prever como pequenas moléculas, como substratos ou medicamentos candidatos, se ligam a um receptor de estrutura 3D conhecida. O AutoDock consiste de dois programas principais: AutoDock executa o encaixe do ligando para um conjunto de grades descrevendo a proteína alvo; O AutoGrid pré-calcula essas grades. Além de usá-los para encaixe, as redes de afinidade atômica podem ser visualizadas. Isso pode ajudar, por exemplo, a orientar químicas sintéticas orgânicas para designar melhores aglutinantes.

Web site: http://autodock.scripps.edu/

Outra documentação:

Citação: Morris GM, Goodsell DS, Huey R, Olson AJ. Distribuição automated docking de ligandos flexíveis para proteínas: aplicações paralelas do AutoDock 2.4. J Comput Aided Mol Des. 1996 Ago; 10 (4): 293-304. Pubmed


O Biopython é um conjunto de ferramentas livremente disponíveis para computação biológica escrita em Python por uma equipe internacional de desenvolvedores.
É um esforço colaborativo distribuído para o desenvolvimento de bibliotecas e aplicações Python que abordam as necessidades dos trabalhos atuais e futuros em bioinformática. O código fonte está disponível sob a licença Biopython, que é extremamente liberal e compatível com quase todas as licenças do mundo. Trabalhamos junto com a Open Bioinformatics Foundation, que generosamente fornece espaço na web e CVS para o projeto.

Web site: www.biopython.org

Outra documentação: Bassi S (2007) A Primer on Python for Life Science Researchers. PLoS Comput Biol 3 (11): e199. doi: 10.1371 / journal.pcbi.0030199 
Python para Bioinformáticalivro de Sebastian Bassi

Citação: Cock PJ, Antao T, Chang JT, Chapman BA, Cox CJ, Dalke A, Friedberg I, Hamelryck T, Kauff F, Wilczynski B e Hoon MJ. Biopython: ferramentas Python livremente disponíveis para biologia molecular computacional e bioinformática. Bioinformática 2009 1 de junho; 25 (11) 1422-3. doi: 10.1093 / bioinformática / btp163 pmid: 19304878. Pubmed

 

Blast 2.2.20

A Ferramenta de Pesquisa de Alinhamento Local Básico (BLAST) encontra regiões de similaridade local entre sequências. O programa compara sequências de nucleotídeos ou proteínas para bases de dados de sequências e calcula a significância estatística dos fósforos. O BLAST pode ser usado para inferir relações funcionais e evolutivas entre sequências, bem como ajudar a identificar membros de famílias de genes.

Site: http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/

Outros documentos:

Citação: Altschul, Stephen F., Thomas L. Madden, Alejandro A. Schaffer, Jinghui Zhang, Zheng Zhang, Webb Miller e David J Lipman (1997), “Gapped BLAST e PSI-BLAST: uma nova geração de programas de pesquisa de banco de dados de proteína”, Nucleic Acids Res. 25: 3389-3402.

 

ClustalX

Alinhamento múltiplo de sequências de ácido nucleico e proteína.
Clustal X é uma interface do Windows para o programa de alinhamento de sequências múltiplas ClustalW. Ele fornece um ambiente integrado para realizar alinhamentos múltiplos de seqüências e perfis e analisar os resultados. O alinhamento da seqüência é exibido em uma janela na tela. Um esquema de coloração versátil foi incorporado, permitindo destacar os recursos conservados no alinhamento. Os menus pull-down na parte superior da janela permitem selecionar todas as opções necessárias para o alinhamento de múltiplas sequências e perfis tradicionais.

Site: http://www.clustal.org/

Outros documentos:

Citação: Jeanmougin, F., Thompson, JD, Gouy, M., Higgins, DG e Gibson, TJ (1998) Alinhamento de seqüências múltiplas com Clustal X. Tendências Biochem Sci, 23, 403-5.

 

O EMBOSS é “A Suite Européia de Software de Biologia Molecular Européia”. O EMBOSS é um pacote gratuito de análise de software de código aberto especialmente desenvolvido para as necessidades da comunidade de usuários de biologia molecular (por exemplo, EMBnet). O software lida automaticamente com dados em uma variedade de formatos e até permite a recuperação transparente de dados de sequência da web. Além disso, à medida que as extensas bibliotecas são fornecidas com o pacote, é uma plataforma para permitir que outros cientistas desenvolvam e liberem softwares com um verdadeiro espírito de código aberto. O EMBOSS também integra uma série de pacotes e ferramentas atualmente disponíveis para a análise de seqüências em um todo sem costura. O EMBOSS quebra a tendência histórica para pacotes de software comercial.

Web site: www.emboss.org

Outra documentação:

Citação: Arroz, P. Longden, eu. e Bleasby, A. EMBOSS: The European Molecular Biology Open Software Suite (2000) Tendências em Genética 16, (6) pp276-277.

 

EMNU-1.05
emnu exibe um menu simples baseado em caracteres que permite que você exiba os nomes dos programas em relevo e selecione-os. Ele também exibe os nomes dos arquivos em seu diretório atual e permite exibir seus conteúdos, copiá-los, excluí-los e fazer outras coisas com eles. Emnu permite mover os menus de programas ou arquivos usando as teclas de seta. Pressionando RETURN quando você selecionou um item executará um programa ou exibirá um arquivo.

Web site: http://web.mit.edu/emboss_v4.0.0/www/embassy/emnu/emnu.html

Outros documentos:

Citação:

ESIM4-1.0.0
Alinhar um mRNA a um

site de sequência de DNA genômico : http://saf.bio.caltech.edu/hhmi_manuals/solaris/embassy_apps/esim4/esim4.html

Outros documentos:

Citação: Florea L, Hartzell G, Zhang Z, Rubin GM, Miller W. “Um programa de computador para alinhar uma sequência de cDNA com uma sequência de DNA genômico”. Genoma Res 1998 Sep; 8 (9): 967-74

 

FinchTV – Visualizador de rastreamento de cromatografia de sequência de DNA. 
O utilitário FinchTV para visualização de arquivos de cromatograma é um aplicativo autônomo que os pesquisadores usam para visualizar e editar facilmente seus dados de seqüência com interatividade dinâmica.

Web site: http://www.geospiza.com/Products/finchtv.shtml

Outros documentos:

Citação:

HMMER-2.3.2 Os
modelos escondidos do Markov do perfil (HMMs do perfil) podem ser usados ​​para fazer pesquisa de banco de dados sensível usando descrições estatísticas do consenso de uma família de seqüência. HMMER é uma implementação livremente distribuível do software HMM de perfil para análise de seqüência de proteínas.

Web site: http://hmmer.janelia.org/

Outra documentação:

Citação: A teoria por trás do perfil HMMs: R. Durbin, S. Eddy, A. Krogh e G. Mitchison, análise de seqüência biológica: modelos probabilísticos de proteínas e ácidos nucleicos, Cambridge University Press, 1998. IPRSCAN-4.3.1 Web site: documentação adicional: Citação:

Kalign 2.03
Kalign é uma ferramenta de linha de comando para realizar o alinhamento múltiplo de seqüências biológicas. Ele emprega o algoritmo Wu-Manber string-matching, para melhorar tanto a precisão quanto a velocidade do alinhamento. Ele usa abordagem de alinhamento global e progressivo, enriquecendo empregando um algoritmo aproximado de correspondência de cadeias para calcular distâncias de seqüência e incorporando combinações locais no alinhamento de outra forma global. Nas comparações feitas por seus autores, Kalign era cerca de 10 vezes mais rápido do que o ClustalW e, dependendo do tamanho do alinhamento, até 50 vezes mais rápido do que os métodos iterativos populares.

Web site: http://msa.sbc.su.se/cgi-bin/msa.cgi

Outra documentação:

Citação: Timo Lassmann e Erik LL Sonnhammer. Kalign – um algoritmo de alinhamento de sequências múltiplo preciso e rápido. BMC Bioinformatics 2005, 6: 298doi: 10.1186 / 1471-2105-6-298

MEMENEW-0.1.0 Web site de
detecção de motivos

http://saf.bio.caltech.edu/hhmi_manuals/solaris/embassy_apps/memenew/ememe.html

MIRA-2.8.2
O assembler do fragmento mira genome é um montador especializado para projetos de seqüenciamento classificados como “difíceis” devido ao alto número de repetições similares. Para transcrições de EST, miraEST é especializada na reconstrução de transcritos de ARNm prístinos enquanto detecta e classifica polimorfismos de nucleotídeos únicos (SNP) ocorrendo em diferentes variações.
O sistema de montagem está usando estratégias multipassos iterativas centradas no uso de regiões de alta confiança dentro de seqüências e tem uma estratégia de retorno para usar regiões de baixa confiança quando necessário.

Site: http://chevreux.org/projects_mira.html

 

MSE-1.0.0 Web site do 
Editor de Sequências Múltiplas

http://saf.bio.caltech.edu/hhmi_manuals/solaris/embassy_apps/mse/mse.html

 

MYEMBOSS-6.0.0 O
MYEMBOSS fornece uma estrutura de diretório e stubs de makefile para desenvolver suas próprias aplicações mais facilmente do que em versões anteriores a 3.0.0.

Web site: http://saf.bio.caltech.edu/hhmi_manuals/solaris/embassy_apps/myemboss/

 

NCBI Toolkit

O NCBI Toolkit é uma coleção de utilitários desenvolvidos para a produção e distribuição do GenBank, Entrez, BLAST e serviços relacionados pelo Centro Nacional de Informação Biotecnológica. Inclui as ferramentas populares de bioinformática formatdb e blastall.

Web site: http://www.ncbi.nih.gov/IEB/ToolBox/SDKDOCS/INDEX.HTML

 

Polyxmass 0.9.7

PHYLIP (o pacote de inferência PHYLogeny) é um pacote de programas para inferir filogenias (árvores evolutivas). Está disponível gratuitamente na Internet e escrito para trabalhar em tantos tipos diferentes de sistemas de computador quanto possível.
Felsenstein, J. 2005. PHYLIP (Phylogeny Inference Package) versão 3.6. Distribuído pelo autor. Departamento de Ciências do Genoma, Universidade de Washington, Seattle.

Web site: http://evolution.gs.washington.edu/phylip.html

 

polyxmass é um conjunto de software para espectrometria de massa (bio) de polímero que é o Software Livre desenvolvido no GNU / Linux. Permite a definição de química de polímeros e a simulação / análise de dados espectrométricos de massa obtidos em (bio) polímeros.

Citação: Filippo Rusconi, GNU polyxmass: uma estrutura de software para simulações de espectrometria de massa de analitos lineares (bio-) poliméricos. BMC Bioinformatics 2006, 7: 226doi: 10.1186 / 1471-2105-7-226

 

Primer3 1.1.4 / Primer3plus (GUI da Web para primer3) O 
Primer3 é um programa amplamente utilizado para projetar iniciadores de PCR (PCR = “Reação em Cadeia de Polimerase”). O PCR é uma ferramenta essencial e omnipresente em genética e biologia molecular. O Primer3 também pode projetar sondas de hibridação e iniciadores de seqüenciamento.

Web site: http://primer3.sourceforge.net/

Outra documentação:

Citação: Rozen S, Skaletsky H (2000) Primer3 na WWW para usuários em geral e para programadores biologicos. Em: Krawetz S, Misener S (eds) Métodos e Protocolos de Bioinformática: Métodos em Biologia Molecular. Humana Press, Totowa, NJ, pp 365-386

 

Pymol 1.0r2 O
PyMOL é um sistema de visualização molecular de código aberto, criado por Warren Lyford DeLano e comercializado pela DeLano Scientific LLC, que é uma empresa de software privada dedicada à criação de ferramentas úteis que se tornam universalmente acessíveis para comunidades científicas e educacionais.

Site: http://www.pymol.org/

 

Rasmol 2.7.3.1
RasMol é um programa de gráficos moleculares destinado à visualização de proteínas, ácidos nucleicos e moléculas pequenas.

Site: http://www.rasmol.org/

 

 

readseq 1.7
Lê e grava seções nucleicas / proteínas em vários formatos. Os arquivos de dados podem ter múltiplas seqüências.

 

Sigma Align 1.1.1
A maioria das ferramentas para o alinhamento de sequências múltiplas são focadas no alinhamento da seqüência de proteínas ou da sequência de DNA que codifica a proteína. Sigma (“Alinhamento múltiplo codicioso simples”) é um programa de alinhamento com um novo algoritmo e esquema de pontuação projetado especificamente para seqüência de DNA não codificante.

Site: http://www.imsc.res.in/~rsidd/sigma/

Outros documentos:

Citação: Rahul Siddharthan, “Sigma: alinhamento múltiplo de sequências de DNA não codificantes fracamente conservadas”, BMC Bioinformatics 7: 143 ( 2006). Pubmed

 

SIGNATURE-0.1.0

Web site: http://saf.bio.caltech.edu/hhmi_manuals/solaris/embassy_apps/signature/

 

STRUCTURE-0.1.0

Web site: http://saf.bio.caltech.edu/hhmi_manuals/solaris/embassy_apps/structure/

 

TREEFINDER calcula árvores filogenéticas a partir de seqüências moleculares. O programa infere árvores mesmo grandes por máxima probabilidade sob uma variedade de modelos de evolução de seqüência. Ele aceita dados de nucleotídeos e aminoácidos e leva em consideração a heterogeneidade da taxa. Modelos separados podem ser assumidos para partições de dados definidas pelo usuário, taxas separadas, comprimentos de borda separados, composições de caracteres separadas. Todos os parâmetros podem ser estimados a partir dos dados. A pesquisa de árvores pode ser guiada por restrições topológicas fornecidas pelo usuário e iniciar árvores.

Web site: http://www.treefinder.de/

Outros documentos: o manual está disponível em formato pdf .

Citação: Jobb, G., A. von Haeseler e K. Strimmer. TREEFINDER: Um poderoso ambiente de análise gráfica para filogenética molecular. 2004. BMC Evolutionary Biology. Pubmed

 

TreeView 0.5.1
TreeView fornece uma maneira simples de ver o conteúdo de um arquivo de árvore de formato NEXUS, PHYLIP, Hennig86, Clustal ou outro formato. Enquanto PAUP e MacClade possuem excelentes instalações de impressão de árvores, pode haver momentos em que você só deseja ver as árvores sem ter que carregar o conjunto de dados de que foram geradas. O pacote PHYLIP contém programas de desenho de árvores que oferecem uma maior variedade de árvores que o TreeView, mas são um tanto desgastantes de usar. O próximo PAUP * para Windows não possui uma interface gráfica, portanto, o TreeView permite que você crie árvores de qualidade de publicação a partir de arquivos PAUP, diretamente ou gerando arquivos gráficos para edição por outros programas.

Web site: http://taxonomy.zoology.gla.ac.uk/rod/treeview.html

Outra documentação:

Citação: Page, RDM 1996. TREEVIEW: uma aplicação para exibir árvores filogenéticas em computadores pessoais. Aplicações informáticas nas Biociências 12: 357-358.

 

 

TOPO-1.0.0
TOPO cria uma imagem de uma proteína transmembranar.

Web site: http://saf.bio.caltech.edu/hhmi_manuals/solaris/embassy_apps/topo/topo.html

 

Vienna RNA 1.8.25

O Vienna RNA Package consiste em uma biblioteca de código C e vários programas autônomos para a predição e comparação de estruturas secundárias de RNA.
A predição da estrutura secundária do RNA através da minimização de energia é a função mais utilizada na embalagem. Nós fornecemos três tipos de algoritmos de programação dinâmica para a predição da estrutura: o algoritmo mínimo de energia livre de (Zuker & Stiegler 1981) que produz uma única estrutura ótima, o algoritmo de função de partição de (McCaskill 1990) que calcula as probabilidades de pares de bases no conjunto termodinâmico, e o algoritmo de dobragem sub-óptimo de (Wuchty et.al 1999) que gera todas as estruturas sub-ótimas dentro de uma determinada faixa de energia da energia ideal. Para a comparação de estrutura secundária, o pacote contém várias medidas de distância (dissimilaridades) usando o alinhamento de cordas ou a edição de árvores (Shapiro & Zhang, 1990). Finalmente, fornecemos um algoritmo para projetar seqüências com uma estrutura predefinida (dobra inversa).

Web site: http://www.tbi.univie.ac.at/RNA/

Outros documentos:

Citação: Ivo L. Hofacker, Walter Fontana, Peter F. Stadler, L. Sebastian Bonhoeffer, Manfred Tacker e Peter Schuster. Folding Rápido e Comparação de Estruturas Secundárias de RNA. Apareceu em: Monatsh.Chem. 125: 167-188 (1994).

 

 

Faça o download do DNALinux

DNALinux Virtual Desktop. Python for Bioinformatics Edition (NOVO! Jun 2009)

Instruções de instalação

  1. Baixe o arquivo torrent .
  2. Faça o download do DNALinux usando o torrent com um programa compatível com bittorrent como “Bittorrent”, Bittorrnado, Vuze ( veja aqui para obter uma lista completa )
  3. Faça o download do VMWare Free Player
  4. Baixar 7zip uncompressor
  5. Descompacte DNALinux.7z usando o 7zip e reproduza o arquivo vmk com o VMWare Player.

Download direto no RapidShare (12 partes):

Instrução para arquivos baixados do Rapidshare:

Para juntar as peças no Windows:

copiar / b dbasea * dnalinux.7z

Para juntar as peças no Linux:

gato dbasea *> dnalinux.7z

Soma de verificação MD5: f75e88f48e08161be62b70a8ef465e17

Versão antiga (não suportada):

Servidor DNALinux

Nota: A nova versão (VDE Python para Bioinformatcs) já é um servidor, portanto a edição do servidor é interrompida.

 

 

 

 

 

 

 

 

Fonte: http://www.dnalinux.com/installedsoftware.html