Epitaxial growth of biferroic YMnO3(0001) on platinum electrodes

Epitaxial films of the biferroic YMnO3 (YMO) oxide have been grown on platinum-coated SrTiO3(1 1 1) and Al2O3(0 0 0 1) substrates. The platinum electrodes, (1 1 1) oriented, are templates for the epitaxy of the hexagonal phase of YMO with a (0 0 0 1) out-of-plane orientation, which is of interest as this is the polarization direction of YMO. X-ray diffractometry indicates the presence of two crystal domains, 60° rotated in-plane, in the Pt(1 1 1) layers which subsequently are transferred on the upperlaying YMO. Cross-section analysis by high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM) of YMnO3/Pt/SrTiO3(1 1 1) shows high-quality epitaxy and sharp interfaces across the structure in the observed region. We present a detailed study of the epitaxial growth of the hexagonal YMO on the electrodes.

Structural and functional characterization of (110)-oriented epitaxial La2/3Ca1/3MnO3 electrodes and SrTiO3 tunnel barriers

La2/3Ca1/3MnO3 (LCMO) films have been deposited on (110)-oriented SrTiO3 (STO) substrates. X-ray diffraction and high-resolution electron microscopy reveal that the (110) LCMO films are epitaxial and anisotropically in-plane strained, with higher relaxation along the [1¿10] direction than along the [001] direction; x-ray absorption spectroscopy data signaled the existence of a single intermediate Mn3+/4+ 3d-state at the film surface. Their magnetic properties are compared to those of (001) LCMO films grown simultaneously on (001) STO substrates It is found that (110) LCMO films present a higher Curie temperature (TC) and a weaker decay of magnetization when approaching TC than their (001) LCMO counterparts. These improved films have been subsequently covered by nanometric STO layers. Conducting atomic-force experiments have shown that STO layers, as thin as 0.8 nm, grown on top of the (110) LCMO electrode, display good insulating properties. We will show that the electric conductance across (110) STO layers, exponentially depending on the barrier thickness, is tunnel-like. The barrier height in STO (110) is found to be similar to that of STO (001). These results show that the (110) LCMO electrodes can be better electrodes than (001) LCMO for magnetic tunnel junctions, and that (110) STO are suitable insulating barriers.

Effects of SrTiO3 capping in La2/3Ca1/3MnO3 electrodes of different orientations

We report on the study of the structural, magnetic, and electronic properties of SrTiO3 capped La2/3Ca1/3MnO3 electrodes grown on (001) and (110) SrTiO3 substrates. Magnetic properties of the (001) and (110) capped electrodes evolve differently when the capping layer thickness increases, revealing a reduction of the saturation magnetization for the (001) ones. Electronic properties are studied combining 55Mn nuclear magnetic resonance (NMR) and x-ray photoemission spectroscopy (XPS). NMR experiments highlight that electronic phase separation in the (001) electrodes is enhanced by the presence of the SrTiO3 capping layer and XPS measurements show that the electronic state of interfacial Mn ions from (001) electrode is more sensitive to the capping layer.

Platinum (II) and palladium (II) complexes with (N,N') and (C,N,N') ligands derived from pyrazole as anticancer and antimalarial agents: synthesis, characterization and in vitro activities

The study of the reactivity of three 1-(2-dimethylaminoethyl)-1H-pyrazole derivatives of general formula [1-(CH2)2NMe2}-3,5-R2-pzol] {where pzol represents pyrazole and Rdouble bond; length as m-dashH (1a), Me (1b) or Ph (1c)} with [MCl2(DMSO)2] (Mdouble bond; length as m-dashPt or Pd) under different experimental conditions allowed us to isolate and characterize cis-[M{κ2-N,N′-{[1-(CH2)2NMe2}-3,5-R2-pzol])}Cl2] {MMdouble bond; length as m-dashPtPt (2a-2c) or Pd (3a-3c)} and two cyclometallated complexes [M{κ3-C,N,N′-{[1-(CH2)2NMe2}-3-(C5H4)-5-Ph-pzol])}Cl] {Mdouble bond; length as m-dashPt(II) (4c) or Pd(II) (5c)}. Compounds 4c and 5c arise from the orthometallation of the 3-phenyl ring of ligand 1c. Complex 2a has been further characterized by X-ray crystallography. Ligands and complexes were evaluated for their in vitro antimalarial against Plasmodium falciparum and cytotoxic activities against lung (A549) and breast (MDA MB231 and MCF7) cancer cellular lines. Complexes 2a-2c and 5c exhibited only moderate antimalarial activities against two P. falciparum strains (3D7 and W2). Interestingly, cytotoxicity assays revealed that the platinacycle 4c exhibits a higher toxicity than cisplatin in the three human cell lines and that the complex 2a presents a remarkable cytotoxicity and selectivity in lung (IC50 = 3 μM) versus breast cancer cell lines (IC50 > 20 μM). Thus, complexes 2c and 4c appear to be promising leads, creating a novel family of anticancer agents. Electrophoretic DNA migration studies in presence of the synthesized compounds have been performed, in order to get further insights into their mechanism of action.

Platinum Electrodeposition in an Ionic Liquid Analogue. Solvent Stability Monitoring

The use of ionic liquid analogues as solvents has increased in order to substitute the aqueous solvents in some applications in which the side reactions are undesirable. However these solvents prepared from the mixture in the eutectic proportion of species establishing hydrogen bonds are susceptible of electrochemical reactions. The study of platinum deposition on vitreous carbon in an ionic liquid analogue (2 urea: choli ne chloride) is presented; the electrochemical study has permitted to interpret the sequence of the metal deposition process and simultaneously to analyze the behavior of the ionic liquid analogue along the process. Reduction reactions of the solvent relat ed both to the electronation of choline and hydrogen formation have been detected. Different substrata have been used in order to test the possibility and the extent of these reactions depending on the nature of material. The results indicate that the feas ible electrochemical window of the substrate/solvent is highly dependent of the kind of substrate; the negative limit is tied by the massive hydrogen reaction, reaction enhanced by the electrocatalytic character of the substrate.

Monitor EMG con conexión inalámbrica

El sistema desarrollado en este trabajo permite la detección de fatiga del músculo de un paciente. Las señales electromiográficas generadas por el músculo son detectadas mediante electrodos superficiales, que sirven de entrada al circuito hacia los diferentes canales de entrada. Tras una primera etapa de amplificación, las señales son filtradas por un filtro pasabanda. Las señales acondicionadas se digitalizan mediante un conversor analógico digital que está conectado a un microcontrolador. Éste establece la comunicación con el PC enviándole los datos a través del puerto serie. Finalmente, mediante un programa implementado en Labview se procesan los datos y se determina la existencia o no de fatiga muscular.

Marine biotoxins in the Catalan littoral: could biosensors be integrated into monitoring programmes?

Aquest article descriu els sensors enzimàtics i immunosensors electroquímics que s’han desenvolupat als nostres grups per a la detecció de la biotoxina marina àcid okadaic (OA), i discuteix la possibilitat d’integrar-los en programes de seguiment. Els sensors enzimàtics per a OA que es presenten es basen en la inhibició de la proteïna fosfatasa (PP2A) per aquesta toxina i la mesura electroquímica de l’activitat enzimàtica mitjançant l’ús de substrats enzimàtics apropiats, electroquímicament actius després de la seva desfosforació per l’enzim. Els immunosensors electroquímics descrits en aquest article es basen en un enzimoimmunoassaig sobre fase sòlida competitiu indirecte (ciELISA), amb fosfatasa alcalina (ALP) o peroxidasa (HRP) com a marcatges, i un sistema de reciclatge enzimàtic amb diaforasa (DI). Els biosensors presentats aquí s’han aplicat a l’anàlisi de dinoflagel·lats, musclos i ostres. Les validacions preliminars amb assaigs colorimètrics i LC-MS/MS han demostrat la possibilitat d’utilitzar les bioeines desenvolupades per al cribratge preliminar de biotoxines marines en mostres de camp o de cultiu, que ofereixen informació complementària a la cromatografia. En conclusió, tot i que encara cal optimitzar alguns paràmetres experimentals, la integració dels biosensors a programes de seguiment és viable i podria proporcionar avantatges respecte a altres tècniques analítiques pel que fa al temps d’anàlisi, la simplicitat, la selectivitat, la sensibilitat, el fet de poder ser d’un sol ús i l’efectivitat de cost. This article describes the electrochemical enzyme sensors and immunosensors that have been developed by our groups for the detection of marine biotoxin okadaic acid (OA), and discusses the possibility of integrating them into monitoring programmes. The enzyme sensors for OA reported herein are based on the inhibition of immobilised protein phosphatase 2A (PP2A) by this toxin and the electrochemical measurement of the enzyme activity through the use of appropriate enzyme substrates, which are electrochemically active after dephosphorylation by the enzyme. The electrochemical immunosensors described in this article are based on a competitive indirect Enzyme- Linked ImmunoSorbent Assay (ciELISA), using alkaline phosphatase (ALP) or horseradish peroxidase (HRP) as labels, and an enzymatic recycling system with diaphorase (DI). The biosensors presented herein have been applied to the analysis of dinoflagellates, mussels and oysters. Preliminary validations with colorimetric assays and LC-MS/MS have demonstrated the possibility of using the developed biotools for the preliminary screening of marine biotoxins in field or cultured samples, offering complementary information to chromatography. In conclusion, although optimisation of some experimental parameters is still required, the integration of biosensors into monitoring programmes is viable and may provide advantages over other analytical techniques in terms of analysis time, simplicity, selectivity, sensitivity, disposability of electrodes and cost effectiveness.

Elaboració de membranes de fibra buida modificades amb nanopartícules metàl·liques per aplicacions catalítiques

Investigación producida a partir de una estancia en la Université Paul Sabatier, Toulouse III - CNRS, entre 2007 y 2009. Durante los últimos años la investigación centrada en nuevos materiales de tamaño nanoscòpico (nanopartículas, quantum dots, nanotubos de carbono,...) ha experimentado un crecimiento considerable debido a las especiales propiedades de los "nanoobjetos" con respecto a magnetismo, catálisis, conductividad eléctrica, etc ... Sin embargo, hoy en día todavía existen pocas aplicaciones de las nanopartículas en temas medioambientales. Uno de los motivos de esta situación es la posible toxicidad de los nanoobjetos, pero existe también una dificultad tecnológica dado que las nanopartículas tienden a agregarse y es muy difícil manipularlas sin que pierdan sus propiedades especiales. Así, aunque la preparación de materiales catalíticos nanoestructurados es muy interesante, es necesario definir nuevas estrategias para prepararlos. Este proyecto de investigación tiene como objetivo principal la preparación de nuevas membranas catalíticas con nanopartículas metálicas en el interior para aplicaciones de tratamiento de agua. La innovación principal de este proyecto consiste en que las nanopartículas no son introducidas en la matriz polimérica una vez preformadas sino que se hacen crecer en el interior de la matriz polimérica mediante una síntesis intermatricial. El único requisito es que la matriz polimérica contenga grupos funcionales capaces de interaccionar con los precursores de las nanopartículas. Una vez finalizado el proyecto se puede afirmar que se han logrado parte de los objetivos planteados inicialmente. Concreamente ha quedado demostrado que se pueden sintetizar nanopartículas metálicas de metales nobles (platino y paladio) en membranas de fibra hueca de micro- y ultrafiltración siguiendo dos metodologías diferentes: modificación fotoquímica de polímeros y deposición de multicapas de polielectrolitos. Los nuevos materiales son efectivos en la catálisis de reducción de un compuesto modelo (4-nitrofenol con borohidruro de sodio) y, en general, los resultados han sido satisfactorios. Sin embargo, se ha puesto de manifiesto que el uso de un reactivo que genera hidrógeno gas en contacto con la solución acuosa dificulta enormemente la implementación de la reacción catalítica al ser el medio de la membrana una matriz porosa. Así, como conclusión principal se puede decir que se han encontrado las limitaciones de esta aproximación y se sugieren dos posibilidades de continuidad: la utilización de las membranas sintetizadas en contactores gas-líquido o bien el estudio y optimización del sistema de membrana en configuración de membranas planas, un objetivo más asequible dada su menor complejidad. Esta investigación se ha realizado en el seno del “Laboratoire de Génie Chimique” de Toulouse y del Departamento de Química de la Michigan State University y ha sido posible gracias a un proyecto financiado por la “Agence National pour la Recherce” y al programa PERMEANT entre el CNRS y la NSF.

Valor pronóstico de la densidad microvascular y de la expresión del VEGF, EGFR y HIF-1 en pacientes con cáncer de cérvix localmente avanzado tratados con quimioradiación

Introducción: Colombia cuenta con poca información sobre el comportamiento del cáncer, no obstante, el carcinoma de cuello uterino representa la segunda causa de muerte por la enfermedad entre las mujeres de nuestro entorno. El patrón epidemiológico de la enfermedad es preocupante porque los estados localmente avanzados constituyen el estado más frecuente al momento del diagnóstico y la mortalidad siendo bastante alta a pesar de la presencia de un programa de cribado organizado. Objetivo: Describir el valor pronóstico de la densidad microvascular (DMV) y de la expresión proteica de varios genes relacionados con la supervivencia y proliferación del cáncer de cérvix localmente avanzado en un grupo de mujeres tratadas con quimioradiación y braquiterapia intracavitaria. Se estimaron la tasa de respuesta global (TRG), la supervivencia libre de progresión (SLP) y la supervivencia global (SG). Resultados: Se incluyeron 61 mujeres con una edad media de 52 ± 10 años; todas tenían diagnóstico de cáncer de cérvix localmente avanzado (IIA 2.3%/IIB 47.5%/IIIA 4.9%/IIIB 37.7%/IVA 3.3%/no definido 3.3%), con un volumen tumoral promedio de 6.4cm (DE ± 1.8cm) e infección por VPH en 46% de los casos; 58 sujetos (95%) tenían un patrón escamoso, dos fueron adenocarcinomas y &50% presentaba neoplasias moderada o pobremente diferenciadas. Todas fueron tratadas con quimioradiación (interrupción transitoria en teleterapia por toxicidad y otras causas en 19% y 21.4%, respectivamente/media de ciclos de platino concomitante 4.8 series ± 1.0) y braquiterapia (77% completaron el tratamiento intracavitario). La mediana para la SLP y global fue de 6.6 meses (r, 4.0-9.1) y 30 meses (r, 11-48), respectivamente. Ninguna de las variables tuvo un efecto positivo sobre la SLP, mientras el análisis multivariado demostró que los niveles de expresión del VEGF (P=0.026), EGFR (P=0.030), y el volumen tumoral menor de 6 cm (P=0.02) influyeron positivamente sobre éste desenlace. Conclusión: Existe una influencia positiva sobre el pronóstico, de la tipificación en el cáncer de cérvix localmente avanzado tratado con quimioradiación basada en platino.

Construcció d'un elèctrode d'ió selectiu amb membrana de PVC i marro de cafè com a ionòfor

Els elèctrodes són instruments d’anàlisi molt emprats per la seva gran eficiència, fàcil utilització, de resposta “in situ” i que ocupen poc espai. Tot i això, existeix una problemàtica actual dels elèctrodes, que és la no comercialització d’elèctrodes per tots els metalls que trobem dissolts en solucions d’interès analític. Per aquest motiu s’estudien possibles substàncies dins la formació de la membrana dels elèctrodes, ionòfors, que reaccionin amb espècies iòniques amb inexistència d’elèctrodes comercials. S’han dut a terme estudis amb residus vegetals com a ionòfors. Algunes dels biomaterials estudiats són la rapa i la iohimbe per a la detecció del Cr(VI) i l’Hg(II). Aquestes han sigut les motivacions que han dut a construir un elèctrode de ió selectiu amb membrana de PVC i marro de cafè com a ionòfor, i seguidament avaluar-ne laseva resposta

Eliminació d'artefactes en EGG mitjançant l'ús de la Multivariate Empirical Mode Decomposition

La tècnica de l’electroencefalograma (EEG) és una de les tècniques més utilitzades per estudiar el cervell. En aquesta tècnica s’enregistren els senyals elèctrics que es produeixen en el còrtex humà a través d’elèctrodes col•locats al cap. Aquesta tècnica, però, presenta algunes limitacions a l’hora de realitzar els enregistraments, la principal limitació es coneix com a artefactes, que són senyals indesitjats que es mesclen amb els senyals EEG. L’objectiu d’aquest treball de final de màster és presentar tres nous mètodes de neteja d’artefactes que poden ser aplicats en EEG. Aquests estan basats en l’aplicació de la Multivariate Empirical Mode Decomposition, que és una nova tècnica utilitzada per al processament de senyal. Els mètodes de neteja proposats s’apliquen a dades EEG simulades que contenen artefactes (pestanyeigs), i un cop s’han aplicat els procediments de neteja es comparen amb dades EEG que no tenen pestanyeigs, per comprovar quina millora presenten. Posteriorment, dos dels tres mètodes de neteja proposats s’apliquen sobre dades EEG reals. Les conclusions que s’han extret del treball són que dos dels nous procediments de neteja proposats es poden utilitzar per realitzar el preprocessament de dades reals per eliminar pestanyeigs.

Reduced microwave losses of YBa2Cu3O7_thin films on electro-optic LiNbO3 crystals

We report on the growth of epitaxial YBa2Cu3O7 thin films on X-cut LiNbO3 single crystals. The use of double CeO2/YSZ buffer layers allows a single in-plane orientation of YBa2Cu3O7, and results in superior superconducting properties. In particular, surface resistance Rs values of 1.4 m¿ have been measured at 8 GHz and 65 K. The attainment of such low values of Rs constitutes a key step toward the incorporation of high Tc materials as electrodes in photonic and acoustic devices.

SrRuO3/SrTiO3/SrRuO3 heterostructures for magnetic tunnel junctions

We report on the growth and characterization of SrRuO3 single layers and SrRuO3/SrTiO3/SrRuO3 heterostructures grown on SrTiO3(100) substrates. The thickness dependence of the coercivity was determined for these single layers. Heterostructures with barrier thickness tb=1, 2.5, and 4 nm were fabricated, with electrodes having thickness ranging from 10 to 100 nm. The hysteresis loops of heterostructures with tb=2.5¿nm, 4 nm reveal uncoupled magnetic switching of the electrodes. Therefore, these heterostructures can be used for the fabrication of magnetic tunneling junctions.

Plasma-enhanced chemical vapor deposition of boron nitride thin films from B2H6-H2-NH3 and B2H6-N2 gas mixtures

Highly transparent and stoichiometric boron nitride (BN) films were deposited on both electrodes (anode and cathode) of a radio-frequency parallel-plate plasma reactor by the glow discharge decomposition of two gas mixtures: B2H6-H2-NH3 and B2H6-N2. The chemical, optical, and structural properties of the films, as well as their stability under long exposition to humid atmosphere, were analyzed by x-ray photoelectron, infrared, and Raman spectroscopies; scanning and transmission electron microscopies; and optical transmittance spectrophotometry. It was found that the BN films grown on the anode using the B2H6-H2-NH3 mixture were smooth, dense, adhered well to substrates, and had a textured hexagonal structure with the basal planes perpendicular to the film surface. These films were chemically stable to moisture, even after an exposition period of two years. In contrast, the films grown on the anode from the B2H6-N2 mixture showed tensile stress failure and were very unstable in the presence of moisture. However, the films grown on the cathode from B2H6-H2-NH3 gases suffered from compressive stress failure on exposure to air; whereas with B2H6-N2 gases, adherent and stable cathodic BN films were obtained with the same crystallographic texture as anodic films prepared from the B2H6-H2-NH3 mixture. These results are discussed in terms of the origin of film stress, the effects of ion bombardment on the growing films, and the surface chemical effects of hydrogen atoms present in the gas discharge.