Modelación numérica hidrodinámica de calidad del recurso en lagos y reservorios

El presente plan de trabajo consiste en el desarrollo de un modelo numérico para la simulación de la hidrodinamia en lagos, así como de los procesos de transporte turbulentos asociados que rigen la calidad del recurso. Este modelo a su vez se apoyará en mediciones de campo propias que permitan la verificación de resultados de simulación. Inicialmente se simulará y caracterizará la respuesta hidrodinámica, termodinámica y química (biológica) de un volumen de control bidimensional a un "input" atmosférico representado tanto por variaciones en la radiación solar como en la acción del viento sobre la superficie libre del cuerpo de agua, o por el efecto de efluentes/afluentes líquidos a un embalse con diferentes temperaturas medias. (...) El objetivo a largo alcance del proyecto lo constituye la modelación tridimensional de corrientes en cuerpos de agua, inducidas tanto por el viento como por estratificaciones térmicas así como por flujos líquidos de entrada/salida, para finalmente acoplarla con modelos de calidad de agua que resuelvan ecuaciones de transporte para oxígeno disuelto, demanda biológica de oxígeno, fósforo, nitrógeno, etc., considerando asimismo procesos de intercambio de calor y masa (oxígeno) en los contornos del sistema (principalmente en su superficie libre). Como sistema de estudio para los trabajo de campo se selecciona el embalse del Lago San Roque, donde se desarrollarán campañas de monitoreo periódico empleando la infraestructura del CIHRSA y la experiencia de su personal. Para la calibración y verificación del código numérico se emplearán también bases de datos externas y, dependiendo del grado de avance del proyecto PIC, se incorporarán resultados inéditos de laboratorio, los que serán claves para la especificación del rol desempeñado por estructuras turbulentas coherentes.

Reacciones catalíticas para Química Fina

El proyecto está dirigido a proporcionar métodos catalíticos para la preparación de productos de Química Fina, ya sea como producto final o intermediarios, principalmente dentro del campo de la fabricación de esencias, saborizantes y productos farmacológicos. Todo este proyecto tiene por finalidad la obtención de datos que permitan en otro desarrollo, el escalado a mayor producción no solamente de proceso (productos) sino en el caso de obtenerse un catalizador sólido, deberá proveerse la técnica de preparación del mismo, para cumplir con requerimientos habituales de las industrias, especialmente Pymes. (...) Otro tipo de proceso está representado por la síntesis vía catálisis heterogénea de ésteres del tipo del acetato de amilo y similares de uso, según su calidad como saborizante y en la industria de la perfumería. En este caso la catálisis involucrada es de tipo ácido. El objetivo general de este proyecto consiste en el desarrollo y síntesis de catalizadores heterogéneos para ser utilizado en reacciones seleccionadas de química fina, estudio de dichas reacciones y escalado de las mismas. Este objetivo general puede ser desglosado en cuatro partes u objetivos específicos: a) Optimización del sistema de reacción para síntesis de catalizadores básicos como: * Arcillas aniónicas; * Óxidos metálicos simples y mixtos; * Metales alcalinos y soportados; * Asbestos, carbones y resinas aniónicas. b) Caracterización de los catalizadores utilizando FTIR, Área superficial, Volumen de poros, Distribución y Capacidad de adsorción de moléculas sonda. c) Empleo de los catalizadores desarrollados y caracterizados en procesos de Química Fina.

Preformulación y formulación de nuevas drogas. Primera parte: Antimicrobianos fluoroquinolónicos (AMFQs)

Las fluoroquinolonas constituyen una familia de antimicrobianos que, desde su introducción en terapéutica, han demostrado propiedades anti-infecciosas que los hacen insustituibles en el tratamiento de numerosas patologías. El presente proyecto forma parte de un plan interdisciplinario de trabajo que comprende: 1) la síntesis y el estudio de actividad antimicrobiana de nuevos AMFQs; 2) el comportamiento farmacocinético de nuevas moléculas en animales de laboratorio; 3) el estudio de propiedades fisicoquímicas de los AMFQs; y 4) la preparación de derivados, sales y complejos de los AMFQs de interés farmacocinético. Como parte del trabajo realizado en nuestro laboratorio hemos logrado obtener, al estado sólido, complejos entre AMFQs zwiteriónicos y el catión aluminio (Al+3) que responden a la fórmula: (CI-+HAMFQ)3Al. Estos complejos AMFQ-Al pueden ser de interés en la formulación de constituyentes farmacéuticos sólidos de los mencionados antimicrobianos ya que exhiben una alta solubilidad en agua y, por ende, una alta velocidad de disolución. Este factor puede contribuir tanto a mejorar la biodisponibilidad de formas farmacéuticas orales cuanto a ampliar las posibilidades de formulación; constituyendo el estudio de este aspecto el eje de esta investigación. En coherencia con lo expuesto, nos proponemos como objetivos: 1) completar la caracterización física y química de los complejos al estado sólido; 2) consolidar el método de preparación de modo que pueda realizarse a mayor escala y en forma paralela desarrollar los estudios de preformulación, formulación de comprimidos y de cápsulas y la evaluación de la biodisponibilidad y toxicidad de los nuevos complejos en tales formulaciones; 3) evaluar las ventajas y/o desventajas de la formulación bajo la forma de complejos en relación con las ya existentes. En lo metodológico, cabe señalar que se prevé la utilización de métodos químicos para preparar complejos AMFQ-Al al estado sólido de norfloxacina, ciprofloxacina y ofloxacina. Asimismo, para establecer la estequimetría y caracterizar su estructura se emplearán métodos analíticos mediante los cuales se extraerá información preliminar que luego será complementada con métodos espectroscópicos, análisis térmico y microscopía electrónica.

Las ciclodextrinas y su utilización en Química Farmacéutica

Se conocen una serie de derivados naftoquinónicos los cuales poseen propiedades tripanosidas, bactericidas y antineoplásicas. Desafortunadamente estos compuestos presentan una muy baja solubilidad en agua, la cual es de 3-4 órdenes de magnitud inferior a la concentración mínima necesaria para la formulación de soluciones parentales utilizadas en estudios clínicos. Además este es también un factor limitante para la realización de estudios in vitro a algunos de estos derivados. Para revertir esta situación se intentará la la formación de complejos de inclusión con ciclodextrinas, ya que en la literatura se encuentra una gran cantidad de antecedentes respecto al aumento de la solubilidad en agua de diversas drogas mediante la utilización de ciclodextrinas. Los estudios comprenderán: 1. Formación de complejos de inclusión. a. En solución. Se intentará la formación de complejos entre la 2-hidroxi-N-(3,4-dimetil-5-isoxazolil) -1, 4-naftoquinona-4-imina con la 2-hidroxi-N-(5-metil-3-isoxazolil)-1,4- naftoquinona-4-imina con la 2-hidroxipropil-b-ciclodextrina. Se analizará el efecto que produce la encapsulación molecular sobre la solubilidad acuosa y la estabilidad. b. En estado sólido. Se prepararán complejos de inclusión sólidos, los cuales se caracterizarán por métodos de análisis térmicos y por IR. 2. HPLC utilizando soluciones acuosas de Ciclodextrinas como fase móvil. Se analizará el efecto que ejerce, sobre la separación de ácido acetilsalicílico y ácido salicílico, la adición de ciclodextrinas a la fase móvil de un sistema de HPLC, con el objeto de encontrar un método de análisis rápido y sencillo para muestras comerciales de AAs.

Efectos del deterioro producido por Diaporthe phaseolorum var. sojae sobre la calidad química del grano de soja

En la actualidad, la soja constituye la fuente más importante de aceite comestible y proteínas vegetales de alta calidad. Por tal motivo, el desarrollo de variedades con una composición química mejorada para satisfacer los requerimientos de la industria alimentaria se ha convertido, en los últimos años, en un objetivo prioritario para numerosos grupos de investigación. Existen tres factores principales que determinan la calidad química del grano de soja: a) los contenidos de proteínas y aceite, b) la composición química de los mismos, y c) el aspecto físico de la semilla. Ambos parámetros (físicos y químicos) son, definitivamente, los factores de mayor incidencia para establecer las pautas de comercialización. (...) Objetivos: 1) Analizar los contenidos de lípidos y proteínas, las composiciones acídicas y de esteroles y diferentes índices de los aceites en seis cultivares de soja sometidos a deterioro patológico inducido por Diaporthe phaseolorum var. sojae. 2) Evaluar la influencia de diferentes niveles de deterioro fúngico sobre los parámetros mencionados anteriormente. 3) Identificar y proponer el empleo de cultivares resistentes como método de control contra el hongo mencionado. Desafortunadamente, en nuestro país no existe información acerca de la influencia de diferentes niveles de deterioro por patógenos, en particular Diaphorthe phaseolorum var. sojae, sobre la composición química del grano de soja. Resulta entonces de fundamental importancia determinar el nivel aceptable de daño fúngico en granos destinados a consumo humano. En relación a los métodos utilizados para el control de hongos fitopatógenos, el de mayor practicidad y economía es el empleo de cultivares resistentes. Debido a que los mecanismos de resistencia al deterioro son regulados genéticamente, una vez identificados se podrán incorporar a cultivares de alta calidad alimenticia mediante los programas de mejoramiento genético que lleva a cabo el INTA.

Nucleótidos ciclícos potenciales transductores en el reino vegetal; actividad de ciclasas (adenilato y guanilato) en Triticum aestivum en diversas condiciones

El objetivo de este proyecto en general es iniciar estudios de reducción nucleotídica en el reino vegetal. Específicamente, el objetivo planteado es la actividad de ciclasas (adenilato y guanilato), enzimas de síntesis de los nucleótidos cíclicos cAMP y cGMP respectivamente, en Triticum aestivum en diferentes condiciones de iluminación y presión osmótica. La presencia de nucleótidos cíclicos en el reino vegetal es aún motivo de controversias y continúa como un área no explorada ante la escasez de información experimental al respecto, razones que motivan este proyecto. El material de estudio serán segmentos de Triticum aestivum de siete días de desarrollo, de aproximadamente 6 cm., sin porción basal o apical. En extractos obtenidos a partir de este material, se estudiará la actividad de ciclasas (adenilato y guanilato) mediante la capacidad de las muestras de producir cAMP y/o cGMP, producto directo de síntesis de ciclasas. La concentración de cAMP y cGMP de las muestras será dosada por radioinmunoensayo (RIE), metodología rutinaria en este laboratorio. El diseño experimental prevé el estudio de ciclasas en esta especie vegetal en condiciones de temperatura e iluminación controladas; así como la exposición de muestras a distintas condiciones de presión osmótica obtenidas con distintas concentraciones de manitol (0, 0.2M 0.5M manitol).

Semillas oleaginosas de Argentina: Nuevos productos derivados. Aspectos químicos y tecnológicos

La alimentación humana constituye en la actualidad un tema de gran relevancia y el desarrollo de nuevos alimentos económicos, nutritivos y naturales es de interés creciente. En la alimentación humana predominan las proteínas de origen vegetal, que a un nivel mundial representan el 67% del total. Las Leguminosas, entre ellas la soja y el maní, se destacan como principales fuentes proteicas para Latinoamérica, aunque proporcionalmente el consumo de proteínas de Leguminosas, resulta comparativamente bajo en relación al de proteínas de cereales y otras fuentes vegetales. La obtención de harinas deslipidizadas de soja y maní, de altos contenidos proteicos y su posterior utilización en productos de panificación, pastas, aderezos, etc, constituye una propuesta interesante dentro de las numerosas políticas de innovación tecnológica para nuestro país. En Argentina no existen antecedentes acerca de la utilización de harina deslipizada de maní para consumo humano y son escasos los relacionados con harina de soja. Otra alternativa novedosa la constituyen los alimentos líquidos de soja y maní (comúnmente denominados leches vegetales) con contenidos proteicos similares al de la leche de vaca, fibra dietaria, carentes de lactosa y colesterol, y con ventajas de un producto vegetal. La posibilidad de utilización de los subproductos obtenidos en patologías específicas, como diabetes, celiaquía u otros trastornos alimentarios, se presenta como una opción interesante frente a productos a base de cereales. Finalmente, otro aspecto importante a tener en cuanta es la aceptabilidad de los subproductos obtenidos. Es en este punto donde juega un papel fundamental la generación de "flavores" sobre todo en procesos coquinarios que contribuyen a producir modificaciones en moléculas lipídicas y/o proteicas. Objetivos generales: * Estudiar la calidad química de las semillas de soja, maní y especies silvestres de Mono y Dicotiledóneas potencialmente oleaginosas que se cultivan y crecen en Argentina, respectivamente. * Evaluar la actividad antioxidante de flavonoides y polifenoles naturales sobre aceites y derivados de soja y maní. * Desarrollar nuevos productos derivados, aptos para consumo humano, que tengan destacadas características nutricionales y de calidad-seguridad, utilizando principalmente materias primas de importancia regional como el maní y la soja. * Utilizar materiales residuales del procesado industrial de maní y soja. * Diseñar y construir algunos prototipos a escala laboratorio y cuasi piloto.

Modificación funcional de la reactividad pre y postnatal hacia el alcohol

El proyecto se genera a partir de estudios previos realizados en este laboratorio en relación con la interacción alcohol-ontogenia temprana. El plan ha sido concebido a fin de aportar información acerca de: a) procesamiento fetal de claves orosensoriales de estímulos biológicos prenatales (líquido amniótico) y de similar estímulo contaminado con etanol. Incluye esta línea el análisis de capacidades reforzantes del psicotrópico en función de la experiencia intrauterina con el agente tóxico; b) efectos de la intoxicación aguda con alcohol sobre aprendizajes asociativos durante el transcurso ontogenético. Esta línea encuentra su origen en estudios previos que sugieren efectos diferenciales en el desarrollo del organismo. Cuatro trabajos básicos han sido programados con la finalidad de especificar posibles mecanismos que subyacen a déficits en la consolidación y/o evocación de información adquirida bajo el estado tóxico en infantes y periadolescentes; c) modulación de la reactividad y apetencia etílica a través de procesos de lactancia con el contaminante etílico. Estudios de éste y otros laboratorios sugieren la discriminación del alcohol por parte del infante cuando la droga contamina la leche materna. Estudios dosis-respuesta han sido diseñados para la determinación de distribución del fármaco en el nutriente infantil, percepción del lactante y efectos sobre patrones de reconocimiento y aceptación posterior del alcohol. Las tres líneas de trabajo se articulan sobre la necesidad de comprender efectos y mecanismos originados por el temprano contacto con el alcohol.

Química láser: Transferencia de energía

El propósito general de este proyecto es el de desarrollar investigaciones experimentales y teóricas en la dinámica de las reacciones químicas, de importancia en los procesos atmosféricos (baja temperatura) y de combustión (alta temperatura), con especial énfasis en los aspectos relativos a la relajación colisional de la energía, en especies simples y en moléculas de van der Waals. Con este propósito se estudiarán las reacciones físicas y químicas de especies excitadas, en tiempo real, en función del grado de excitación y de la presión y naturaleza de los gases desactivantes. En particular, se tratará de correlacionar la cantidad de energía transferida por colisión con parámetros moleculares, basándose en la dinámica de estos procesos. Los objetivos parciales pueden clasificarse de la siguiente manera: 1) Cálculos teóricos de la relajación colisional de moléculas diatómicas excitadas vibracionalmente, con gases colisionantes mono y diatómicos. 2) Cálculos teóricos de la relajación colisional de moléculas poliatómicas, excitadas vibracionalmente, con gases monoatómicos, en función del grado de excitación rotacional. 3) Cálculos teóricos de la relajación colisional de moléculas de van der Waals, excitadas vibracionalmente, con gases monoatómicos. 4) Generación de radicales libres del tip CFxCly, con x+y=3, por descomposición multifotónica IR de precursores adecuados y estudio de sus reacciones con diversos sustratos. Por ejemplo, se estudiará la reacción de radicales CF3 con NO2. 5) Estudio de la relajación colisional de moléculas excitadas vibracionalmente por mediciones de la intensidad de fluorescencia IR, resuelta en el tiempo. 6) Instalación y puesta en funcionamiento de un aparato de haces moleculares. 7) Generación y estudio de los procesos de relajación y reactividades de moléculas de van der Waals.

Electroquímica de sustancias orgánicas, mecanismos y electrosíntesis: Producción y aplicación de electrodos modificados

En este trabajo se trata de elucidar los procesos de oxidación-reducción electroquímica de compuestos orgánico aromáticos. Interesan los productos de reacción y el manejo de las variables externas para lograr la optimización de los que sean de interés. Estos estudios se realizan en medios homogéneos y además en medios bifásicos. Así se estudian procesos de electrodos con sustancias orgánicas en sistemas bifásicos líquido-líquido. Interesan conocer los mecanismos de fotoelectroquímica de moléculas biomiméticas tales como carotenos y porfirinas, principalmente en lo referente a la producción de fotocorriente. También se estudian procesos relacionados a la preparación y obtención de electrodos modificados por sustancias orgánicas poliméricas y electrodos sensores como los de metal-óxido y polímero orgánico-metal polidisperso. Objetivos generales y específicos: Los estudios electroquímicos con sustancias orgánicas comprenden una amplia gama de posibilidades. En este proyecto se estudian procesos de electrodo de diversas sustancias orgánicas donde se trata de dilucidar los mecanismos de los procesos redox en general. En lo particular se estudia el comportamiento electroquímico y fotoelectroquímico de sustancias biomiméticas como son los compuestos carotenoides y porfirinas. Interesa fundamentalmente la producción de fotocorriente obtenidas a través de la fotoexcitación. Se propone analizar la sensibilización de semiconductores (SnO2) por medio de moléculas biomiméticas. Estas últimas actúan como aceptor primario de energía radiante y transfieren un hueco o un electrón desde el estado excitado a las bandas de energía del semiconductor base. También se estudian procesos relacionados con la preparación y obtención de electrodos modificados por sustancias orgánicas poliméricas. En este laboratorio ya se han obtenido varios tipos de polímeros y en este proyecto se propone someterlos a condiciones extremas de potencial y a medios agresivos a fin de determinar este tipo de propiedades. Una de las aplicaciones inmediatas de estos electrodos es utilizarlos como sensores electroquímicos para diversas sustancias orgánicas. Por otro lado se estudian procesos electroquímicos en interfaces líquido/ líquido, pseudofaces (micelas) además de medios homogéneos. Como reacción modelo se utiliza nitración de naftaleno.

Mecanismos de Fotopercepción No-Visual y Control Circadiano en la Retina Interna de Vertebrados en Condiciones Fisiológicas y en un Modelo Animal de Ceguera. Mechanisms of Non-visual Perception and Circadian Control in the Vertebrate Inner Retina under Physiological Conditions and in Animal Model of Blindness.

La retina juega un rol esencial en el funcionamiento del sistema circadiano de los vertebrados al ser la encargada de sensar las condiciones de iluminación ambiental que ajustan el reloj interno con el fotoperíodo exterior a través de un circuito no-visual. Este circuito es independiente de la vía de formación de imágenes e involucra a las células ganglionares retinianas (CGRs) que proyectan a varias estructuras no-visuales del cerebro; esta vía es la encargada de regular el reflejo pupilar, la sincronización de los ritmos diarios de actividad, el sueño y la supresión de melatonina pineal. La retina contiene además un reloj autónomo que genera ritmos diarios autosostenidos en distintas funciones bioquímicas y fisiológicas, que le confiere la capacidad de predecir el tiempo y anticiparse en su fisiología a los cambios lumínicos a lo largo del ciclo día-noche. Este laboratorio ha demostrado por 1ra vez que las CGRs de pollo poseen osciladores endógenos que generan variaciones diarias en la biosíntesis de fosfolípidos (Guido et al, J Neurochem. 2001; Garbarino et al., J Neurosci Res. 2004a) y de la hormona melatonina con niveles máximos durante el día (Garbarino et al., J Biol Chem 2004b). Aún más, cultivos primarios de CGRs responden a la luz a través de una cascada bioquímica de fototransducción similar a la de invertebrados y que involucra la activación de la enzima fosfolipasa C (PLC) (Contin et al., FASEB J 2006). Estos cultivos fueron obtenidos a estadios embrionarios muy tempranos en dónde solo las CGRs son postmitóticas y mayoritariamente maduras. A estos estadios, los cultivos expresan marcadores de especificación de células ganglionares (pax6, brn3), la proteina Gq y los fotopigmentos melanopsina y criptocromos con gran homología con marcadores descriptos para fotorreceptores rabdoméricos de invertebrados (Contin et al, 2006). Recientemente comenzamos a investigar la percepción de luz en pollos GUCY1*, un modelo de ceguera, en animales que carecen de células fotorreceptoras-conos y bastones-funcionales. Resultados preliminares indicarían que la retina interna, y potencialmente las CGRs de estos animales conservarían la capacidad de responder a la luz regulando el reflejo pupilar y sincronizando los ritmos diarios de alimentación. La convergencia de osciladores y fotopigmentos en la población de CGRs podría contribuir al control temporal de la fisiología del organismo y regulación de funciones no-visuales. Son objetivos de este proyecto: a) Investigar el rol de las CGRs en el sistema circadiano estudiando: i- su habilidad para sintetizar melatonina y, su regulación por luz y dopamina; ii- su capacidad fotorreceptora intrínseca, investigando la presencia de fotopigmentos y componentes de la cascada de fototransducción fundamentalmente la vía de los fosfoinosítidos y la activación de PLC, mediante ensayos moleculares, bioquímicos y farmacológicos; b) Extender estos estudios a cultivos primarios de CGRs inmunopurificadas midiendo la respuesta a la luz sobre la síntesis de melatonina, y los niveles de los mensajeros 2rios Ca2+ y AMP cíclico, la inducción de genes tempranos y la regulación de la actividad NAT, enzima clave en la síntesis de melatonina; y c) Investigar la percepción de luz en pollos GUCY1*(ciegos), sobre distintas funciones no-visuales tales como el reflejo pupilar, la sincronización de los ritmos diarios de alimentación, la síntesis de melatonina y la expresión génica en animales expuestos a estimulación lumínica de distintas intensidades y longitudes de onda. Estos estudios permitirán construir el espectro de acción de la respuesta a la luz en los pollos ciegos a fin de identificar el/los fotopigmentos intervinientes en este fenómeno. Este proyecto profundizará el conocimiento sobre la capacidad fotorreceptora-no visual de la retina interna y particularmente de las CGRs, de la naturaleza de la cascada bioquímica que opera en las mismas y de los mecanismos de regeneración del cromóforo utilizado.

Estudios de sistemas organizados con aplicaciones en nanoquímica, síntesis orgánica y en reactividad. Studies of organized systems with applications in nanochemistry, organic synthesis and reactivity.

El objetivo general de este proyecto es el estudio de distintos tipos de sistemas organizados, conocer los factores que determinan la forma de organización y las consecuencias que ésta tiene sobre la reactividad de moléculas que se encuentran en ese entorno organizado. Se pretende realizar, desde la fisicoquímica y la síntesis orgánica, aportes a áreas multidisciplinarias como la nanociencia y la nanotecnología. Se sintetizarán ciclodextrinas anfifílicas y se estudiará su comportamiento en solución y en interfases, sus propiedades de agregación y morfología. Se estudiará también la termodinámica de los procesos y la capacidad catalítica de estas ciclodextrinas anfifílicas en superficies bidimensionales en reacciones de hidrólisis de ésteres. Las ciclodextrinas anfifílicas sintetizadas en el laboratorio se utilizarán también en mezclas con otros surfactantes, con el objetivo de generar medios eficientes respecto a la solubilización y extracción de contaminantes orgánicos desde suelos. Se espera encontrar sistemas que presenten efectos sinérgicos. Se determinará el efecto de la formación de complejos con ciclodextrina sobre las propiedades fisicoquímicas y la reactividad de pesticidas de amplio uso en agricultura, en particular de compuestos organofosforados. Se investigarán ciclodextrinas que permitan controlar la liberación del agroquímico y se realizarán estudios de la reactividad de los pesticidas en solución y en medios que simulen el suelo determinando si la inclusión en las ciclodextrinas modifica la velocidad de descomposición. En la búsqueda de nuevos sistemas microheterogéneos se sintetizarán surfactantes gémini con una cadena hidrocarbonada y una perfluorada y se determinarán sus propiedades. Luego de su caracterización, estos surfactantes se aplicarán en estudios de reactividad de compuestos insolubles en agua.Se estudiará la formación de complejos de ciclodextrina con metales de transición y los mismos se utilizarán como catalizadores en reacciones de oxidación de sulfuros y de alquenos en medios acuosos y no acuosos buscando condiciones donde se logre inducción quiral. Se sintetizarán compuestos azufrados polifuncionales con los cuales se modificarán superficies de nanopartículas por quimioadsorción de los mismos. Dado que se pretende obtener compuestos con propiedades específicas que dependen de su estructura, se llevará a cabo el modelado computacional de las distintas moléculas en estudio, ya que esto podría aportar datos relevantes acerca de qué modificaciones estructurales podrían intensificar la propiedad o propiedades buscadas. En una etapa posterior se correlacionarán las propiedades predichas a través de cálculos teóricos con las observadas experimentalmente, lo que intrínsecamente conlleva a un mayor conocimiento del sistema.Los estudios propuestos en este proyecto permitirán avanzar en la comprensión de los factores supramoleculares que controlan y modulan la interacción de ligandos con sus receptores en interfases y la ocurrencia de reacciones hidrolíticas en interfases autoorganizadas.

Producción de ácido Itacónico por Aspergillus terreus y de Ácido Hialurónico por Streptococcus equi subsp. equi en Biorreactores de Tanque Agitado. Production of Itaconic Acid by Aspergillus terreus and of Hyaluronic Acid by Sreptococcus equi subsp. equi in Stirred Tank Bioreactors.

El proyecto aborda el problema general de establecer una metodología para el cambio de escala de la producción de metabolitos en biorreactores de tanque agitado.En el desarrollo de procesos de producción de metabolitos a partir de microorganismos, el cambio de escala es particularmente complejo, dado que los microorganismos experimentan un continuo cambio en sus rutas metabólicas durante el período de producción. Esto hace que en el proceso del cambio de escala, las mayores dificultades se encuentren en el desarrollo del inóculo y problemas ocasionados por modificaciones en las características de transferencia de calor, masa y momento.Dentro de este contexto general se definen dos objetivos específicos. Estos son: el estudio de la producción de ácido itacónico por Aspergillus terreus y el de la producción de ácido hialurónico por Streptococcus equi. subsp. equi, con la finalidad de desarrollar una metodología de trabajo experimental y teórica que permita sistematizar el estudio del factibilidad técnico-económica de plantas de producción, vinculando la investigación del procesos a escala de laboratorio con la producción a mayor escala.La hipótesis de trabajo es que el estudio de la producción de Aspergillus terreus y de Streptococcus equi en un biorreactor de tanque agitado a escala de laboratorio permitirá establecer los parámetros que contribuirán a realizar el cambio de escala de su producción y esto será verificado experimentalmente.Los trabajos se realizarán utilizando un biorreactor a escala de laboratorio especialmente diseñado para este tipo de trabajo. Los resultados experimentales se interpretarán con técnicas estadísticas y matemáticas de diferente complejidad a efectos de establecer los criterios de cambio de escala y luego se realizarán experiencias en un biorreactor piloto con el objeto de verificar la metodología seleccionada.El desarrollo del proyecto permitirá:1.- obtener información técnica útil sobre la producción de ácido itacónico, el que tiene importantes aplicaciones en la industria del plástico. La producción por medio del Aspergillus terreus MJL05 se realizará utilizando glicerol como fuente de carbono, el que constituye el principal subproducto en los procesos de manufactura de biodiesel. De este modo se podrá analizar la factibilidad técnica de una ruta alternativa para emplear este subproducto.2.- obtener información técnica útil sobre la producción de ácido hialurónico, biopolímero de alto valor agregado con importantes aplicaciones en medicina, y contribuir así a realizar el cambio de escala de su producción.

Diseño y caracterización de plataformas de biorreconocimiento basadas en el uso de nanoestructuras, biomoléculas y polímeros. Aplicaciones para el desarrollo de (bio)sensores electroquímicos. Design and characterization of biorecognition platforms based on the use of nanostructures, biomolecules and polymers. Applications for the development of electrochemical (bio)sensors.

Los requerimientos de métodos analíticos que permitan realizar determinaciones más eficientes en diversas ramas de la Química, así como el gran desarrollo logrado por la Nanobiotecnología, impulsaron la investigación de nuevas alternativas de análisis. Hoy, el campo de los Biosensores concita gran atención en el primer mundo, sin embargo, en nuestro país es todavía un área de vacancia, como lo es también la de la Nanotecnología. El objetivo de este proyecto es diseñar y caracterizar nuevos electrodos especialmente basados en el uso de nanoestructuras y estudiar aspectos básicos de la inmovilización de enzimas, ADN, aptámeros, polisacáridos y otros polímeros sobre dichos electrodos a fin de crear nuevas plataformas de biorreconocimiento para la construcción de (bio)sensores electroquímicos dirigidos a la cuantificación de analitos de interés clínico, farmaco-toxicológico y ambiental.Se estudiarán las propiedades de electrodos de C vítreo, Au, "screen printed" y compósitos de C modificados con nanotubos de C (CNT) y/o nanopartículas (NP) de oro y/o nanoalambres empleando diversas estrategias. Se investigarán nuevas alternativas de inmovilización de las biomoléculas antes mencionadas sobre dichos electrodos, se caracterizarán las plataformas resultantes y se evaluarán sus posibles aplicaciones analíticas al desarrollo de biosensores con enzimas y ADNs como elementos de biorreconocimiento. Se funcionalizarán CNT con polímeros comerciales y sintetizados en nuestro laboratorio modificados con moléculas bioactivas. Se diseñarán y caracterizarán nuevas arquitecturas supramoleculares basadas en el autoensamblado de policationes, enzimas y ADNs sobre Au. Se evaluarán las propiedades catalíticas de NP de magnetita y de perovskitas de Mn y su aplicación al desarrollo de biosensores enzimáticos. Se diseñarán biosensores que permitan la detección altamente sensible y selectiva de secuencias específicas de ADNs de interés clínico. Se estudiará la interacción de genotóxicos con ADN (en solución e inmovilizado) y se desarrollarán biosensores que permitan su cuantificación. Se construirán biosensores enzimáticos para la cuantificación de bioanalitos, especialmente glucosa, fenoles y catecoles, y sensores electroquímicos para la determinación de neurotransmisores, ácido úrico y ácido ascórbico. Se diseñarán nuevos aptasensores electroquímicos para la cuantificación de biomarcadores, comenzando por lisozima y trombina y continuando con otros de interés regional/nacional.Se emplearán las siguientes técnicas: voltamperometrías cíclica (CV), de pulso diferencial (DPV) y de onda cuadrada (SWV); "stripping" potenciométrico a corriente constante (PSA); elipsometría; microbalanza de cristal de cuarzo con cálculo de pérdida de energía por disipación (QCM-D); resonancia de plasmón superficial con detección dual (E-SPR); espectroscopía de impedancia electroquímica (EIE); microscopías de barrido electroquímico (SECM), de barrido electrónico (SEM), de transmisión (TEM) y de fuerzas atómicas (AFM); espectrofotometría UV-visible; espectroscopías IR, Raman, de masas, RMN.Se espera que la inclusión de los CNT y/o de las NP metálicas y/o de los nanoalambres en los diferentes electrodos permita una mejor transferencia de carga de diversos analitos y por ende una detección más sensible y selectiva de bioanalitos empleando enzimas, ADN y aptámeros como elementos de biorreconocimiento. Se espera una mayor eficiencia en los aptasensores respecto de los inmunosensores, lo que permitirá la determinacion selectiva de diversos biomarcadores. La modificación de electrodos con nanoestructuras posibilitará la detección altamente sensible y selectiva del evento de hibridación. La respuesta obtenida luego de la interacción de genotóxicos con ADN permitirá un mejor conocimiento de la asociación establecida, de la cinética y de las constantes termodinámicas. Los neurotransmisores podrán ser determinados a niveles nanomolares aún en muestras complejas.

Sustentabilidad de los suelos de fundaciones a través del mejoramiento físico-químico. Aplicación de nuevos diseños y tecnologías locales en las construcciones sociales.

El objetivo de identificar, caracterizar y ensayar los suelos cordobeses, es optimizar técnica y económicamente las subestructuras y las superestructuras de las obras civiles y arquitectónicas. Por ende, consolidar un uso de suelo sustentable, es objetivizar las construcciones tí­picas dentro del marco urbano local. Dentro de este marco, la vivienda social , es un tipo de construcción muy importante a considerar. El comportamiento de los suelos colapsibles de la región mediterránea del paí­s, es el resultado de la interacción entre su origen y la variación del estado tensional dentro de la masa de suelo en el medio. De esta interacción, se produce una mayor o menor alteración de los ví­nculos de su estructura que definen su grado de colapso. Para obtener una estructura estable a partir de este tipo de suelo, existen distintos procedimientos. Uno de ellos consiste en modificar las propiedades del suelo mediante su estabilización para hacerlo capaz de cumplir mejores requerimientos a largo plazo o durante su vida útil (Ingles y Metcalf, 1972). De acuerdo a los resultados de los ensayos ejecutados en gran mayorí­a en el Laboratorio de Suelos de la Facultad de Ingeniería de la UCC, se podrán recomendar especificaciones técnicas y constructivas concretas sustentables. Las mismas serán accesibles a la comunidad (responsabilidad social universitaria) lo que se traducirá en mejoras técnicas y económicas para el diseño de la subestructura (fundaciones o cimentaciones) y la superestructura (estructura portante) con el consiguiente beneficio social que ello implica, sobretodo para los sectores de menores recursos.