Composición florística y diversidad de un área restaurada post-minería en el matorral espinoso tamaulipeco

Las estrategias de restauración tienen como objetivo favorecer la recuperación de los ecosistemas alterados, para lograr el restablecimiento de su estructura y funcionamiento naturales. La presente investigación evaluó la abundancia, dominancia, frecuencia y diversidad de especies, de áreas de matorral espinoso tamaulipeco sometidas durante 7 años (2006-2013) a procesos de aprovechamiento a cielo abierto de material calizo, y restauradas bajo tres tratamientos: 1) deposición material rocoso y edáfico, y 2) sin intervención. El éxito de las intervenciones de restauración se evaluó mediante la comparación de la estructura de la comunidad vegetal de los sitios tratados, respecto a los de una comunidad de referencia de matorral espinoso tamaulipeco maduro. Se establecieron 12 sitios de muestreo de 100 m2 (10 x 10 m) en cada uno de éstos tratamientos, así como en la comunidad de referencia en lo que se registraron los atributos ecológicos de las comunidades vegetales establecidas. En el área sin restaurar no se registró regeneración de la comunidad vegetal. La variable riqueza específica (S), índice de Margalef (DMG) e índice de Shannon (H´) mostraron diferencias significativas (Valores medios S 4.75 y 8.25, DMG 0.87 y 1.80, H´ 0.7 y 1.54, respectivamente), entre el área restaurada y el área referencia las variables de densidad, área de copa e índice de Pretzsch (A) fueron similares. Se concluyen que la técnica de restauración activa, consiste en el depósito de material rocoso y edáfico en el área, su exclusión de actividades productivas generan condiciones favorables para que la comunidad vegetal del matorral espinoso tamaulipeco se establezca teniendo similitud en la densidad y área de copa a un área de referencia en siete años.

Construcción de mapas de combustible forestal para detectar el peligro de incendio en un bosque de pino-encino

Como herramienta para la identificación de áreas con peligro de incendio se pueden generar mapas a partir de variables que influyen en el comportamiento de estos fenómenos. Los combustibles forestales tienen una influencia directa en el desarrollo y establecimiento de los incendios y son el único componente que puede ser modificado por el hombre. Considerando esto, el presente trabajo se enfocó en la generación de un mapa basado en inventarios de combustibles forestales. La realización de estos inventarios se llevó a cabo mediante la técnica conocida como intersecciones planeares, la información recaudada en campo se aplicó el método Kriging para generar un mapa con la carga de combustible total. Los resultados para el inventario de combustibles se estimaron en un promedio de 37.57 Mg/ha-1. El mapa generado permite identificar áreas con mayor peligro de incendio dentro del área de estudio. La generación de este tipo de información ayuda a la toma de decisiones para la prevención y combate de incendios forestales.

Desarrollo de Cu₃SbSe₄ en película delgada con potencial aplicación en celdas solares

Propósito y Método de Estudio: Debido al incremento de la contaminación ambiental y el agotamiento de combustibles fósiles, generados a partir de la producción de energía eléctrica, se han investigado fuentes de energía alterna, tal como la energía solar, que sean amigables con el medio ambiente y ofrezcan un enorme potencial para satisfacer las futuras demandas energéticas. Actualmente, existe una búsqueda constante de nuevos materiales semiconductores que puedan ser utilizados dentro de una celda solar, a partir de métodos prácticos y que no afecten al ambiente. Por lo tanto, en el presente trabajo se investigó el desarrollo de películas delgadas de Cu3SbSe4 por medio de la técnica de depósito por baño químico (CBD) para su potencial aplicación en celdas solares. Contribuciones y Conclusiones: En este trabajo se obtuvieron películas delgadas conformadas por la fase ternaria Cu3SbSe4 y fases secundarias Cu3SbS4 y selenio elemental a partir de la técnica de depósito por baño químico. Se evaluaron las propiedades ópticas y eléctricas de las películas delgadas obtenidas, las cuales exhibieron valores de Eg de 1.63, 1.57, 1.62 eV y conductividades de 3.92, 7.20, 3.25 (Ω•cm)-1, respectivamente. Además, se determinó su tipo de conductividad, el cual resultó en un semiconductor tipo p. Esto indicó que el material tiene perspectiva de aplicación en celdas solares.

Síntesis y caracterización de materiales nanoestructurados con potencial aplicación como un sensor de glucosa

El presente proyecto se llevó a cabo con el fin de contribuir al desarrollo de nuevos materiales para ser implementados en dispositivos para el sensado de glucosa no ezimaticos, en este trabajo se realizaron diversos estudios sobre desarrollo de nanofibras de carbón decoradas con nanoestructuras de ZnO y CuO, en el que según reportes realizados por diversos investigadores tanto el ZnO como el CuO han presentado excelentes resultados para ser implementados en sensores de glucosa no enzimáticos gracias a las propiedades físicas y químicas que estos presentan, además que las nanofibras presentan alta porosidad, buena conducción y pueden funcionalizarse fácilmente por lo que es ampliamente utilizada como sustrato para depósito de nanoestructuras de semiconductores. Las nanofibras de carbón fueron obtenidas mediante la técnica de electrohilado utilizando como materia prima poliacrilonitrilo y posteriormente fueron sometidas a una calcinación en una atmosfera inerte. Las nanofibras de carbón fueron pre-tratadas para el depósito y crecimiento de las nanoestructuras de ZnO y CuO en donde se utilizó síntesis por hidrotermal para crecimiento de los semiconductores. La caracterización morfológica y estructural se lleco a cabo por Microscopia Electrónica de Barrido (SEM), Microcopia Electrónica de Transmisión (TEM), la composición química y cristalográfica de los materiales se determinó por medios de Espectroscopia de Infrarrojo de Transformada de Furier (FTIR), Espectroscopia de Energía Dispersiva de rayos X (EDXS), Difracción de Rayos X (DRX), así mismo se llevó a cabo el Análisis Térmico Diferencial y Análisis Térmico Gravimétrico simultáneamente, finalmente los materiales fueron caracterizados electroquímicamente por Voltamperometría Cíclica (CV) para conocer si este material podría tener potencial aplicación en sensores de glucosa no enzimático. Contribuciones y Conclusiones: Se establecieron las óptimas condiciones para obtención de las NFCs utilizando PAN como precursor mediante la técnica de electrohilado, además se consiguió determinar las condiciones para una carbonización controlada en una atmosfera de airenitrógeno. Así mismo se determinaron las condiciones óptimas para la producción de nanoestructuras de ZnO/CuO mediante el sembrado y crecimiento de nanopartículas sobre las NFCs. La diversidad en la morfología y la cantidad de material en la superficie de las nanofibras son de gran importancia en la eficiencia del material ya que ésta se ve perjudicada cuando se tiene pobres cantidades depositadas. Por otro lado, el ZnO no presenta sensibilidad por sí sólo, ante la presencia de la glucosa, del mismo modo el CuO presentó la misma incapacidad de detección. El uso de CuO como catalizador en el ZnO ha demostrado que el electrodo modificado de NFCs/ZnO-CuO presenta propiedades para oxidar la glucosa, en comparación a los de NFCs/ZnO y NFCs/CuO los cueles no presentaron ninguna actividad de oxidación para esta. Lo que permitió tener una idea que al depositar estos dos materiales depositados en el mismo sustrato, la eficiencia de éstos incrementa, lo cual podría contribuir a investigaciones futuras para estos materiales.

Preparación y caracterización de películas delgadas de Cu3BiS3 con potencial aplicación en celdas solares

Propósito y Método de Estudio: El despliegue a gran escala de la energía fotovoltaica se está convirtiendo cada vez en un aspecto más importante. Las tecnologías actuales que utilizan elementos raros como el indio y el galio es improbable que sean capaces de satisfacer la creciente demanda de celdas solares de película delgada. Las películas de Cu3BiS3 formadas por depósito por baño químico exhiben alta absorbancia óptica en la región visible y una conductividad de tipo “p”. Contribuciones y Conclusiones: Se depositaron películas delgadas de Cu3BiS3 sobre sustratos de vidrio por el método de CBD aplicando tratamiento térmico durante 1.5 h a vacío a capas de Bi2S3-CuS. Los espesores logrados fueron desde 170 nm hasta 450 nm. El análisis por difracción de rayos X confirmó la formación del material Cu3BiS3. Las películas con espesor de 170 nm presentan bajos %T y %R, estos porcentajes disminuyen al aumentar el espesor de la película a 450 nm. Se obtuvieron valores de Eg = 1.65 y 1.0 eV para las películas de 170 y 450 nm, respectivamente. Así mismo fue calculada la conductividad del material obteniendo valores de 2.58 y 1.01 (Ω-cm)-1. Se logró la incorporación del material Cu3BiS3 en estructuras de celdas solares obteniendo adherencia sobre las capas anteriores. Las celdas solares desarrolladas presentaron valores de Jsc= 0.26 y 0.02 (mA/cm2) y V = 130 y 1.45 mV para las películas de 170 y 450 nm respectivamente.

Síntesis de nanopartículas derivadas de biopolímeros extraídos de biomasa por métodos térmicos

La celulosa como un biopolímero sustentable y renovable, ha sido ampliamente estudiada para la generación de materiales que cuenten con características físicas y químicas versátiles. Los procesos para la extracción de celulosa se han modificado para lograr la conformación de celulosa nano y microfibrilada estos procesos son estudiados para conseguir mayores rendimientos y operaciones sustentables. En el presente proyecto para la formación de nanopartículas de celulosa se utiliza un proceso de irradiación de microondas, partiendo de una extracción primaria de la celulosa de dos residuos agroindustriales y un residuo de la industria del papel, mediante un pre-tratamiento posteriormente aplicar el proceso de hidrólisis asistida por microondas para la producción de las nanopartículas.

Evaluación de las características de liberación de isoniazida a partir de un biomaterial cerámico

La tuberculosis es un serio problema de salud pública, esta enfermedad representa la segunda causa de muerte ocasionada por un agente infeccioso. Una de las razones de la elevada tasa de morbi-mortalidad es la multifarmacorresistencia desarrollada por la bacteria, dicha resistencia es más frecuente en infecciones que requieren un tratamiento prolongado, lo cual conduce a mayor riesgo de incumplimiento por parte del paciente. Considerando la problemática asociada al tratamiento de la tuberculosis, el desarrollo de un sistema que libere isoniazida de manera sostenida representa una forma para mejorar el cumplimiento de la terapia, permitiendo mantener las concentraciones plasmáticas del fármaco en el rango terapéutico y reducir el riesgo de desarrollo de resistencia por el Mycobacterium tuberculosis. Contribuciones y Conclusiones: En el presente trabajo de investigación se evaluaron las características de liberación de la isoniazida incorporada en una matriz cerámica a base de SiO2 a condiciones fisiológicas in vitro. La síntesis del biomaterial se realizó vía sol-gel a diferentes condiciones de pH y relación TEOS/Agua. El material cerámico conteniendo la isoniazida fue caracterizado mediante técnicas térmicas, espectrométricas y microscópicas. Se realizaron pruebas de extracción para determinar la incorporación de isoniazida en el biomaterial, así como ensayos in vitro para evaluar las características de liberación de isoniazida en solución acuosa a pH fisiológico y mediante la determinación de permeabilidad en membranas artificiales. La cinética de liberación a pH fisiológico ocurrió en dos fases y esta dependió directamente de la morfología y de las propiedades texturales de la matriz, el factor más importante fue la porosidad, mientras que el estudio de permeabilidad de isoniazida en membranas artificiales indica que no se ve afectada cuando esta se incorporó en los biomateriales.

Expresión genética en escherichia coli controlada por medio de temperatura y potencialmente con luz para el diseño de agentes terapéuticos

Utilizando la interfase entre la biología sintética y la nanotecnología, se propone el diseño de un material (bacteria), con sensibilidad optotérmica; es decir, que la sinergia entre la capacidad de las nanopartículas metálicas para convertir la luz absorbida en calor y la propiedad de respuesta térmica del termómetro de RNA, permitan una respuesta a la exposición de longitudes de onda concretas a nivel local, y además puedan ser controlados con el uso de incrementos globales en la temperatura del sistema, permitiendo con ello un precursor viable para el diseño posterior de nuevos agentes terapéuticos que actúen de forma específica y controlada. La metodología para construir los plásmidos incluyó métodos clásicos para su clonación (digestión, ligación y transformación), para la biosíntesis de AgNPs se trabajó con diferentes concentraciones de AgNO3, y cuatro cepas de Escherichia coli en fase log. Se comprobó la viabilidad de las cepas por medio de la técnica de la gota en superficie, así como la actividad del termosensor y expresión de la proteína mcherry.Contribuciones y Conclusiones: Se realizaron satisfactoriamente las transformaciones de Escherichia coli k

Bioproducción de materiales híbridos polímero-metálicos con actividad antimicrobiana mediante competencia microbiana

Obtención de nano-partículas de plata a partir de biomateriales utilizando una síntesis que no utilice compuestostóxicos y probar la capacidad antimicrobiana de las mismas. Contribuciones y Conclusiones: Se logró la síntesis de nano-partículas de plata utilizando un biomaterial que ejerce control sobre el tamaño de partícula y al mismo las puede recubrir. Esta combinación tiene una capacidad antimicrobiana efectiva.

Expresión, purificación y caracterización de proteínas quiméricas de RsbP con el dominio sensorial Per‐ARNT‐Sim y dominios de respuesta histidina quinasa y fosfatasa

Los organismos monitorean una serie de señales internas y externas para ajustar su comportamiento frente a diferentes entornos. Las proteínas encargadas de la transducción de señales son llamadas proteínas sensoriales, y éstas contienen dominios sensoriales que son sensibles a las señales tales como la absorción de la luz o la unión de una sustancia química o ligando; y dominios de respuesta que poseen actividad biológica. Algunas proteínas sensoriales contienen dominios Per-­‐ARNT-­‐Sim(PAS), estos dominios son relativamente pequeños, de aproximadamente 110 aminoácidos y han sido reportados en todos los reinos de la vida. En proteínas, un dominio se caracteriza por una secuencia de aminoácidos específica, sin embargo, los dominios PAS difieren de esta definición, pero sí se caracterizan por poseer una estructura definida que consta de cinco plegamientos beta antiparalelos flanqueados por varias alfa hélices cuya estructura les permite detectar cambios físicos y químicos. Estos dominios pueden activar diferentes dominios de respuesta, que en bacterias incluyen a fosfatasa e histidina quinasa. Se planteó la siguiente hipótesis: El dominio Per-­‐ARNT-­‐Sim(PAS) de RsbP es capaz de interactuar con distintos dominios derespuesta, ya sea fosfatasa o histidina quinasa formando estructuras cuaternarias definidas. El objetivo general es: Establecer la relación estructura-­‐función de dominios PAS bacterianos determinando interacciones específicas con distintos dominios de respuesta. La metodología incluye las técnicas de clonación tradicionales, expresión y purificación de proteínas por medio de cromatografía por afinidad y por intercambio aniónico y finalmente el estudio del estado oligomérico por medio de cromatografía de exclusión. Contribuciones y Conclusiones: en el presente estudio se expresó, purificó y caracterizó el dominio sensorial PAS de RsbP (RsbP-­‐PAS) y la proteína completa RsbP de B. subtilis. Estas proteínas seexpresaron y purificaron utilizando la proteína glutatión S-­‐transferasa (GST) como proteína de fusión. Mediante cromatografía de exclusión por tamaño se determinó la estructura cuaternaria del dominio sensorial PAS de RsbP siendo un monómero y la proteína completa RsbP como tetrámero. Además en este estudio se llevó a cabo la construcción de dos proteínas quiméricas de RsbP. La primera esta compuesta de la siguiente manera, (RsbP-­‐PAS) como domino sensorial, bucle enrollado, el cual conecta al domino sensorial con el dominio de respuesta, e histidina quinasa (PAS-­‐HPK) como dominio de respuesta; y la segunda, (RsbP-­‐PAS) como domino sensorial, el primer dominio PAS del fitocromo A que conecta ambos dominios y fosfatasa como dominio de respuesta (PAS-­‐PASalt-­‐PPM). Estas proteínas se expresaron utilizando la proteína glutatión S-­‐transferasa como proteína de fusión la cual permite la purificación por afinidad. En el caso de PAS-­‐HPK se obtuvo suficiente proteína soluble, sin embargo,PAS-­‐PASalt-­‐HPK mostró la presencia de cuerpos de inclusión los cuales disminuyen el rendimiento de proteína soluble y dificultansu purificación. Es importante señalar que en estudios posteriores se mejorará la obtención de proteína soluble de las proteínas quiméricas, para mejorar sus rendimientos de purificación y su caracterización y de esta manera conocer el estado oligomérico que éstas presentan; para corroborar la teoría que el dominio PAS puede activar diferentes dominios de respuesta ya sea con la presencia del bucle enrollado y/o la presencia de dominios PAS alternos; y posteriormente determinar los mecanismos de transducción de señales que estos dominios presentan.

Determination of the cytotoxic capacity of organotin compounds derivatives from salicylidene benzoylhidrazone

The successful application of metal complexes in the treatment of many diseases, including cancer, is a rapidly expanding area in biomedical chemistry and research. Organotin compounds studies show the versatility and the attractive features of these molecules. In the same manner, has been reported the development of new compounds derivative from bezoylhidrazones, which possess the azomethine fragment (-N = CH-), key pillar for designing new drugs with biological activity. Based on the above, we are interested in to synthesize four tin compounds derivatives from benzoylhidrazones, and the evaluation of their cytotoxic capacity. Conclusions and contribution: In this research work, we reported four new tin compounds derivatives from bezoylhidrazones, which were characterized by spectroscopic and spectrometric techniques and X-ray diffraction In the same manner, cytotoxic ability of each compound was studied and reported and compared with metaled base drugs like cisplatin and carboplatin. Also, in some cases it was possible to use their luminescent ability to study their intracellular behavior.

Remoción de compuestos fenólicos de aguas residuales de la refinación del petróleo mediante electrocoagulación, fenton y foto-fenton

En la presente investigación se evaluó la aplicación de los tratamientos de electrocoagulación (EC), Fenton y foto-Fenton para remover compuestos fenólicos presentes en el agua residual de una refinería del petróleo, y cumplir con el nivel regulatorio de descarga establecido por la Agencia de Protección Ambiental (EPA, por sus siglas en inglés). En el proceso de electrocoagulación se evaluaron las variables de tiempo de tratamiento, densidad de corriente, tipo de electrodo, tipo de configuración, posición de los electrodos, pH y agitación, mediante un diseño experimental. Al agua electrocoagulada se le aplicó el tratamiento Fenton, en el cual se evaluaron las variables de concentración de H2O2, Fe2+, y el tiempo de tratamiento. Con el fin de mejorar los porcentajes de mineralización del agua electrocoagulada se aplicó el tratamiento foto-Fenton con luz ultravioleta, en el cual se evaluaron los efectos de las concentraciones de H2O2, Fe2+ y aireación. Conclusiones y contribuciones: Para el tratamiento de electrocoagulación, las mejores condiciones de operación se obtienen bajo las siguientes condiciones: 40 mAcm-2, tiempo de tratamiento de 20 min, pH 7, agitación de 155 rpm, con electrodos orientados horizontalmente en configuración monopolar en paralelo, usando electrodos de hierro; bajo estas condiciones se remueve 52.4% de fenoles totales y 42.3% de COT. La aplicación al agua residual electrocoagulada del tratamiento Fenton, conduce a la degradación de los compuestos fenólicos remanentes del tratamiento de EC a concentraciones menores a 1 ppm y 57.6 % de remoción de COT, siendo las condiciones siguientes las mejores obtenidas: concentración de 19.8 mgL-1 de Fe2+ y 612 mgL-1 de H2O2 en un tiempo de reacción de 15 min a pH 3. Los mejores resultados del tratamiento foto-Fenton aplicado al agua electrocoagulada se obtienen con 306 mgL-1 de H2O2, 19.8 mgL-1 de Fe2+, y con aplicación de aire, alcanzando una remoción de 88% de COT.

Actividad anti-giardia in vitro de los compuestos de foeniculum vulgare y citrus aurantifolia

Giardia lamblia es un protozoario parásito que habita el intestino delgado de humanos y otros vertebrados además de ser el agente responsable de la giardiasis. El fármaco de primera línea para tratar esta parasitosis es el metronidazol, el cual posee efectos adversos considerables, presenta potencial teratogénico y embriotóxico y está considerado como posible carcinógeno en humanos. Los productos naturales son una alternativa eficaz y con menos efectos secundarios para el tratamiento de la giardiasis. En el presente trabajo se determinó la Concentración Inhibitoria media (CI50) de los extractos hexánicos de Foeniculum vulgare y Citrus aurantifolia y algunos de sus constituyentes principales en contra de los trofozoítos de G. lamblia utilizando la técnica del microensayo. También se evaluó la citotoxicidad de los compuestos más activos sobre células Vero empleando el método de exclusión con azul de tripano. Contribuciones y Conclusiones: Los extractos hexánicos de F. vulgare (CI50 89.33 μg/ml) y C. aurantifolia (CI50 185.78 μg/ml) presentaron actividad anti-Giardia in vitro. Los compuestos puros más activos presentes en el extracto hexánico de F. vulgare son Trans,trans-2,4- undecadienal (CI50 72.11 μg/ml) , (+)-Canfeno (CI50 181.13 μg/ml), p-Anisaldehído (CI50 196.78 μg/ml) y (-)-Carvona (CI50 207.01 μg/ml). Mientras que los compuestos puros más activos presentes en el extracto hexánico de C. aurantifolia son Citral (CI50 58.44 μg/ml), Geraniol (CI50 229.01 μg/ml), 3-Metil-1,2-ciclopentanediona (CI50 207.01 μg/ml), 4-Hexen-3-ona (CI50 34.35 μg/ml) y (-)-Carvona (CI50 207.01 μg/ml). De todos ellos el 4-hexen-3ona es el compuesto puro más activo y con el mejor índice de selectividad (IS 19.6820). Ninguno de los compuestos fue tan activo como el metronidazol, sin embargo, ninguno fue tan citotóxico como este.