Adecuación de catalizadores zeolíticos para su aplicación en síntesis de productos químicos finos y catálisis ambiental

La catálisis es la ciencia estratégica por excelencia ya que de ella depende todo el desarrollo de la industria. Si se analiza toda la química y la petroquímica en el mundo se verá que el impacto de ésta alcanza al 50 % en ahorro de material, energía y disminución de sustancias peligrosas para el ambiente. En catálisis heterogénea se emplean materiales sólidos o productos químicos sólidos que poseen un elevado valor de mercado en función de su especificidad. La preparación de dichos materiales involucra principalmente la química del estado sólido y fenómenos de adhesión, gas-sólido y líquido-sólido. Asimismo, presentan una textura complicada y un área superficial bien desarrollada cuya manufactura implica la química coloidal y varios fenómenos de interfase relacionados con la adición, difusión y procesos de movilidad en los sólidos o en sus superficies. Algunos científicos consideran que hacer un catalizador, además de ser una ciencia, es un arte. En este sentido, preparar catalizadores con elevada actividad, selectividad y prolongada vida útil, requiere incrementar el conocimiento de las bases científicas para el desarrollo de diferentes métodos de preparación así como también atender a la actividad inherente a sus componentes (composición química), la estructura física del catalizador, la resistencia mecánica (estabilidad) y las condiciones operativas de la reacción. En función de lo antedicho, cabe señalar que los objetivos de esta investigación son: adecuar y modificar catalizadores zeolíticos selectores de forma según la necesidad del proceso a encarar; y aplicarlos a reacciones de síntesis de productos químicos finos y especialidades, y a procesos catalíticos que involucren el mejoramiento de la calidad del medio ambiente. Para la realización de este plan de trabajo se estudiará el efecto de las condiciones de intercambio en el desarrollo de catalizadores con funciones activas del tipo protónico, amonio, Zn, Ga, Mn, Ni, PB, Mo, Cu, W. También, se tendrá en cuenta su caracterización fisicoquímica y aplicación en reacciones de química fina y catálisis ambiental, tales como: sustitución de aromática electrofílica de anilina con metanol; transalquilación de naftaleno con mesitileno; oxidación de 2 metil naftaleno hacia 2 metil 1,4 naftoquinona (vitamina K3); transformación de residuos plásticos (polietileno, polipropileno y copolimero etileno-polipropileno) en hidrocarburos aromáticos; relación naturaleza sitio activo y actividad catalítica.

Estudio de las sustancias antimicrobianas producidas por los microorganismos integrantes de la microbiota de terneros jóvenes

El uso desmedido de antibióticos, en especial en los animales que son destinados al consumo humano, produjo la aparición de cepas bacterianas resistentes y favoreció la presencia de residuos de esas sustancias en los alimentos. Esta situación ha sido relacionada con la aparición de alergias, trastornos gastrointestinales y otros problemas que han puesto en riesgo la salud de la población y han promovido una presión creciente de los consumidores y de los entes reguladores para que el sector de la producción de alimentos no utilice antimicrobianos y evite la presencia de sus residuos. El objetivo del trabajo es evaluar la capacidad de las sustancias con actividad antimicrobiana, producida por la microbiota natural, para inhibir el desarrollo de bacterias patógenas responsables de causar enfermedades en terneros jóvenes. Se utilizarán bacterias ácido lácticas autóctonas aisladas a partir de intestinos (duodeno, yeyuno, íleon, colon y ciego), cavidad bucal de terneros de crianza artificial y de vagina de vacas en la etapa pre-parto y que forman parte del cepario del Laboratorio de Análisis de Alimentos, DSPV. Los microorganismos que demuestren capacidad para producir sustancias antimicrobianas serán identificados utilizando técnicas moleculares (amplificación del 16S rRNA, secuenciación y comparación en bases de datos). Las sustancias producidas por los microorganismos serán purificadas antes de analizar su capacidad inhibitoria. Posteriormente, se evaluará el efecto de los agentes físicos (temperatura) y químicos (solventes orgánicos, ácidos, tripsina, proteinasa K y pepsina) sobre dicha capacidad.

Desarrollo de productos cárnicos con bajo contenido en sodio, adicionados con sustancias prebióticas y microorganismos potencialmente probióticos

El objetivo del trabajo es el desarrollo de productos cárnicos bajos en sodio, adicionados con sustancias prebióticas y bacterias con capacidad probiótica,se trabajará con cultivos inciadores comerciales y con cepas microbianas indígenas, provenientes de fabricas de chacinados, aisladas e identificadas, a las que se le probarán sus capacidades probióticas en ensayos in Vitro, a partir de las que mejores resultados se obtengan se elaborarán diferentes productos cárnicos (emulsiones cárnicas y embutidos crudo-curados) sobre la base de formulaciones regionales modificadas en su contenido de sodio (2,5 %, 2%, 1,5%, 1%, 0,5 %) y con el agregado de fibra de cítricos en diferentes concentraciones (0,5%, 1%, 2.5% y 5 %), a nivel escala piloto y en condiciones de producción industrial de volúmenes controlados, se compararán con productos elaborados a partir de la incorporación de cultivos iniciadores comerciales con capacidad probiótica ,con la misma formulación, a fin de comparar los resultados obtenidos con los diferentes inóculos. Se realizarán las siguientes determinaciones analíticas: pH, color, TPA (análisis instrumental de perfil de textura), humedad, proteínas y lípidos totales, contenido de sodio, recuento de microorganismos probióticos durante las etapas de elaboración y almacenamiento para determinar viabilidad de los mismos en el producto final. También se realizará la evaluación sensorial de los productos obtenidos A través del proyecto se pretende atender la demanda de los consumidores, con mayor variedad de productos que posean características que sean benéficas para la salud.

Modificaciones sitio dirigidas en la albúmina sérica humana para mejorar su afinidad en el transporte de medicamentos

La albúmina sérica humana es una proteína globular de importancia biológica. Se destacan su capacidad para mantener la presión oncótica del plasma y como transportadora de muchos compuestos, entre ellos fármacos. Muchos de estos fármacos, antimicóticos y oncológicos son altamente hidrofóbicos y son vehiculizados en medios acuosos formando complejos con la albúmina. Esta interacción ocurre por la presencia de tres dominios hidrofóbicos presentes en el interior de su estructura proteica. Esto permite deducir que la incorporación de drogas hidrofóbicas se encuentra limitado por el número de dominios hidrofóbicos. Este proyecto plantea como objetivo el desarrollo de nuevas variantes de albúmina, que presenten dominios hidrofóbicos más extendidos para mejorar su capacidad transportadora. Se procederá en primera instancia a realizar el clonado del cADN de la albúmina en un vector de expresión. Se realizarán modificaciones puntuales e inserciones de nucleótidos en el gen de la albúmina que permitan incrementar la cantidad de secuencias hidrofóbicas presentes. Se expresarán y purificarán las diferentes variantes de albúmina. De lograrse los objetivos, se caracterizarán las propiedades biológicas y fisico-químicas de estas variantes mediante análisis farmacológicos, inmunológicos y de biocompatibilidad. En una segunda etapa podremos analizar y evaluar la posibilidad de usar algunas de estas variantes como nuevos vehículos para el transporte de diversos fármacos.

Comportamiento electroquímico de moléculas de interés biológico y ambiental: Electroanalítica

El proyecto abarca diferentes aspectos relacionados con la electroquímica de moléculas orgánicas, priorizando las de interés biológico. Se estudia el comportamiento electroquímico de los sistemas enzimáticos, de los macrociclos y sus complejos de inclusión y de las interfases líquido/líquido modificadas o no por monocapas de sustancias anfipáticas, frente al transporte de iones, iones complejos e ionóforos. Se estudian además procesos de adsorción de iones complejos aplicables al análisis de trazas de iones metálicos. En todos los casos se estudian aspectos básicos y sus aplicaciones electroanalíticas. 1) Comportamiento electroquímico de moléculas orgánicas y de sus complejos de inclusión con ciclodextrinas: se estudia el efecto del macrociclo sobre la reacción de transferencia de carga del ácido ascórbico y de otras moléculas de estructura fenólica o derivados de los catecoles, tales como neurotransmisores y sus metabolitos relacionados. 2) Electrodos enzimáticos: se estudia el comportamiento de polifenol oxidasas provenientes de diversas fuentes, frente a sustratos fenólicos o derivados de catecoles, tales como neurotransmisores y sus metabolitos relacionados. Las enzimas se inmovilizan sobre electrodos de carbono y sobre electrodos de sales orgánicas conductoras mediante diferentes metodologías. Se analizan las aplicaciones analíticas. 3) Interfases líquidas: se continúa con el estudio de la transferencia de iones a través de la interfase H2O/1,2-dicloroetano modificada por la presencia de una monocapa de fosfolípido, como así también del mecanismo de transporte de cationes alcalinos y alcalino-térreos en presencia de distintos ligandos. 4) Estudio de la adsorción de complejos de cationes metálicos sobre electrodos de mercurio y de carbono. Se determinan parámetros de la etapa de transferencia de masa y de la adsorción propiamente dicha, tendientes a establecer los mecanismos de reacciones involucradas en las técnicas voltamétricas de adsorción-desorción. Se compara con técnicas voltamétricas de deposición disolución para los mismos cationes metálicos, con especial énfasis en las aplicaciones analíticas relacionadas con la determinación de cationes metálicos a nivel de trazas.

Regulación del transporte de iones a través de membranas biológicas: El transporte activo Na/K y el contratransporte Na/Ca

El contra-transporte Na-Ca presente en células excitables es un sistema que, reversiblemente, puede introducir Ca de las células en intercambio por Na. La energía requerida para el transporte de Ca en contra de su gradiente electroquímico es provista por el gradiente de Na generado por la actividad de la Na+, K+- ATPasa. Por ello, aunque estos dos mecanismos funcionan independientemente uno del otro, están íntimamente ligados en la gestión integradora de la homeostasis iónica celular. (...) El presente plan consiste en dos subproyectos que estudiarán dos sistemas de transporte de cationes a través de la membrana celular estrechamente ligados entre sí. Estos son el contratransporte Na/Ca y el transporte activo Na/K que a su vez provee de energías (el gradiente de Na) para el funcionamiento del primero. Los estudios enfatizarán la regulación metabólica, su relevancia en la maduración y diferenciación celular y los intermediarios en los ciclos de reacción. (I) Subproyecto de Intercambio Na/Ca: Los objetivos que se persiguen son: (i) avanzar en la propiedades del sitio activador externo para cationes monovalentes (SAECM); (ii) analizar el ciclo de reacción en base a las propiedades del ciclo único tratando de establecer la cinética del sistema de unión de ligandos transportados (secuencial o ping pong); (iii) analizar el/los mecanismos asociados a la estimulación por MgATP. Si la fosforilación por ATP es requerida, identificar las reacciones y estructuras involucradas. Las preparaciones a utilizar incluyen células nerviosas en cultivo, vesículas de esas células y vesículas de cerebro total y de miocardio. (II) Transporte activo Na/K: el propósito es proveer información relevante al debate respecto del mecanismo por el cual K estimula la reacción de intercambio fosforil entre ATP y ADP y revierte la inhibición por Na exterior de la actividad Na-ATPasa, de la deforilación de E2P y del intercambio ATP-ADP. La preparación a utilizar será la Na+, K+- ATPasa purificada; la ubicación topográfica de sitios de interacción se efectuará utilizando la enzima incorporada en liposomas.

Efectos de las situaciones estresantes sobre la ansiogenésis y el consumo de sustancias: interacciones con las estrategias cognitivo-comportamentales y las drogas antidepresivas

El presente proyecto desarrolla algunas hipótesis acerca de una de las emociones más primitivas: la ansiedad. Su influencia en los trastornos mentales está ampliamente reconocida, aunque sus causas y mecanismos están aún bajo intentos científicos de comprensión. Por otra parte intenta establecer relaciones entre la ansiedad y el consumo oral de drogas ansiolíticas. El proyecto está diseñado para estudiar la ansiedad en un modelo animal. Plantea por un lado, un procedimiento para inducir ansiedad y por otro un test de ansiedad independiente de la situación de inducción de la ansiedad, cuyo objetivo es hacer más válido el modelo, ya que en los seres humanos la ansiedad se mantiene independientemente de las situaciones. El diseño experimental en primera instancia permite la evaluación de variables tanto psicológicas como neurobiológicas y también la medición del consumo oral de benzodiacepinas. Se prevé también la utilización de drogas antidepresivas para estudiar su efecto per se y la interacción de las variables psicológicas. Objetivos * Evaluar los niveles diferenciales de ansiedad en sujetos expuestos a situaciones estresantes con distintos grados de predectibilidad y controlabilidad. * Evaluar la posible influencia de las estrategias cognitivo-comportamentales sobre la ansiedad. * Determinar la relación entre ansiedad y consumo de ansiolíticos. * Estudiar comparativamente los efectos de drogas antidepresivas sobre los cambios en la ansiedad y el consumo de ansiolíticos inducidos por estrés. * Utilizar herramientas farmacológicas como los antagonistas de los receptores NMDA, los cuales afectan el establecimiento de las estrategias cognitivo-comportamentales, para confirmar la posible influencia de las mencionadas estrategias sobre la ansiedad y el consumo de ansiolíticos.

Transporte de carga y espín en sistemas mesoscópicos

Se busca profundizar en el entendimiento del transporte cuántico prediciendo y observando efectos de interferencias temporales (ecos mesoscópicos) y espaciales. Estos conocimientos se aplican a la difusión de excitaciones, cuantificando así las interacciones que controlan la relajación. En el caso de espines, se desarrollan métodos de análisis que permiten una mejor cuantificación de las interacciones magnéticas. Se posibilita así la caracterización de moléculas y nanopartículas metálicas por RMN. En el caso de microdispositivos, el control de las excitaciones cuánticas nos permitió el diseño de un amplificador de ultra-sonido por emisión estimulada (SASER) que convierte las excitaciones electrónicas en ultrasonido. Objetivos En lo relativo al transporte de carga, se quiere optimizar los parámetros del dispositivo SASER (amplificador de ultra-sonido por emisión estimulada). Se estudiará la compatibilidad de las aproximaciones de transporte coherente y secuencial. Por otra parte se continuará con el estudio de las manifestaciones del confinamiento electrónico en una nanoestructura en el espectro de RMN de núcleos metálicos para lograr un mejor ajuste con los resultados experimentales. En lo relativo al transporte de magnetización, el objetivo teórico es encontrar las condiciones para la observación de ecos cuánticos así como otros fenómenos temporales en el transporte de espines en molécula, procurando extenderlos al transporte de carga en microdispositivos. Se desea evaluar la influencia de interacciones de muchas partículas y otras interacciones que rompen la coherencia de fase en la descripción dinámica de las excitaciones. En la parte experimental, se crecen monocristales de moléculas orgánicas susceptibles de presentar los ecos dinámicos estudiados en la parte teórica. (...) También deseamos explorar la difusión de magnetización mediante el análisis de Coherencias Cuánticas Múltiples. En síntesis, se espera mejorar la cuantificación e identificación de los ecos medidos en ferroceno y cimantreno, incorporando el efecto de las interacciones que rompen la coherencia de fase.

Estudio de las tecnologías asociadas al uso de combustibles en el sector transporte

Uno de los fenómenos que ha caracterizado el siglo XX ha sido el crecimiento desmesurado de las ciudades, en cantidad de habitantes y en extensión. La correspondiente incidencia en la motorización, sobre todo en las áreas urbanas, tornan muy importante el estudio de los impactos ambientales asociados al uso de combustibles en el sector transporte. Resulta imprescindible para estos fines el análisis de las alternativas tecnológicas disponibles en la actualidad y la posibilidad de utilización de nuevas tecnologías que logran disminuir la polución ambiental. El proyecto abarcará el estudio de las distintas tecnologías asociadas al uso de combustibles, la evolución del consumo y precios de los distintos combustibles. También se realizará un análisis del impacto ambiental para concluir con la aplicación a un caso hipotético específico del transporte público de pasajeros a desarrollarse en la Ciudad de Córdoba, proponiendo políticas y evaluando los impactos sociales de la aplicación de las mismas. Objetivos generales: * Evaluar la posibilidad de implementación de políticas de transporte público relacionadas a la tipología de vehículos utilizados en el servicio de transporte urbano de pasajeros. * Proponer alternativas viables en el corto y mediano plazo con el fin de disminuir el impacto sobre el ambiente en la Ciudad de Córdoba. Objetivos específicos: * Estudio pormenorizado del crecimiento del sector automotriz en los últimos años haciendo hincapié en los vehículos de transporte masivo y según el tipo de combustibles utilizados para la propulsión. * Estudio de la incidencia impositiva de los distintos impuestos que gravan el consumo de combustibles. * Análisis de los distintos contaminantes del medio asociados a cada tipología. * Evaluación social de la aplicación determinadas tecnologías en el transporte urbano de pasajeros conjuntamente con el planteo de planes de acción a seguir.

Sustancias lipídicas y proteicas en semillas de dicotiledóneas Americanas

Se estudian mediante métodos clásicos y modernos las características físicas y químicas cuali y cuantitativas de semillas oleaginosas y potencialmente oleaginosas silvestres y cultivadas del centro y noreste de Argentina, como así también materiales de Bolivia, Perú y Ecuador. Las familias de plantas que se indagan son Apocináceas, Cactáseas, Curcubitáceas y Solanáceas. Se enfatizará en contenido de aceite, composiciones acídicas, esteroles, hidrocarburos, proteínas solubles y totales. Se estudian además algunos procesos oxidativos en los lípidos semiales. Para la resolución de los problemas se recurre a diferentes técnicas tales como extracción sólido-líquido, líquido-líquido, cromatografía CCD, CGL y HPLC, espectroscopía visible, UV, IR, RMN y EM. Los objetivos son realizar aportes a la fitoquímica y quimiotaxonomía utilizando componentes lipídicos y proteicos semiales. Los trabajos son continuación de una de nuestras líneas de investigación. Objetivos generales: Conocer las características de las fracciones saponificable e insaponificable de los aceites semiales, como así como también las proteínas totales y solubles de semillas de especies silvestres y cultivadas que crecen en Argentina y otros países de América. Objetivos específicos: -Conocer las características de los ácidos grasos enoicos y sus productos de oxidación. - Establecer mediante técnicas numéricas los balances y asociaciones que pueden originarse entre las muestras, utilizando como parámetros los acilglicéridos, composición acídica, esteroles, hidrocarburos, terpenoides, fracciones proteicas, características físicas de las semillas, etc., con finalidades fitoquímicas, quimiotaxonómicas y eventualmente su proyección como semillas potencialmente oleaginosas.

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.

Estudio de las sustancias antimicrobianas producidas por los microorganismos integrantes de la microbiota de terneros jóvenes.

El uso desmedido de antibióticos, en especial en los animales que son destinados al consumo humano, produjo la aparición de cepas bacterianas resistentes y favoreció la presencia de residuos de esas sustancias en los alimentos. Esta situación ha sido relacionada con la aparición de alergias, trastornos gastrointestinales y otros problemas que han puesto en riesgo la salud de la población y han promovido una presión creciente de los consumidores y de los entes reguladores para que el sector de la producción de alimentos no utilice antimicrobianos y evite la presencia de sus residuos. El objetivo del trabajo es evaluar la capacidad de las sustancias con actividad antimicrobiana, producida por la microbiota natural, para inhibir el desarrollo de bacterias patógenas responsables de causar enfermedades en terneros jóvenes. Se utilizarán bacterias ácido lácticas autóctonas aisladas a partir de intestinos (duodeno, yeyuno, íleon, colon y ciego), cavidad bucal de terneros de crianza artificial y de vagina de vacas en la etapa pre-parto y que forman parte del cepario del Laboratorio de Análisis de alimentos, DSPV. Los microorganismos que demuestren capacidad para producir sustancias antimicrobianas serán identificados utilizando técnicas moleculares (amplificación del 16S rRNA, secuenciación y comparación en bases de datos). Las sustancias producidas por los microorganismos serán purificadas antes de analizar su capacidad inhibitoria. Posteriormente, se evaluará el efecto de los agentes físicos (temperatura) y químicos (solventes orgánicos, ácidos, tripsina, proteinasa K y pepsina) sobre dicha capacidad.