Supramolecular Gold Metallogelators: The Key Role of Metallophilic Interactions

Gold metallogelators is an emerging area of research. The number of results published in the literature is still scarce. The majority of these gels is observed in organic solvents, and the potential applications are still to be explored. In this work, we present an overview about gold metallogelators divided in two different groups depending on the type of solvent used in the gelation process (organogelators and hydrogelators). A careful analysis of the data shows that aurophilic interactions are a common motif directly involved in gelation involving Au(I) complexes. There are also some Au(III) derivatives able to produce gels but in this case the organic ligands determine the aggregation process. A last section is included about the potential applications that have been reported until now with this new and amazing class of supramolecular assemblies.

Supramolecular chemistry for nanomedicine

Mimicking Nature, supramolecular chemistry represents the chemistry beyond the molecule, in view that intermolecularinteractions constitute the driving force for the preparation of molecular and supramolecular assemblies, using the chemicalinformation contained in molecular building blocks. Upon molecular recognition between discrete units, chemical processessuch as self-assembly and self-organisation start operating, and are the leading processes to build up supramolecular aggregates and materials. When those materials have dimensions on thenanometric scale, a recently emerging scientific discipline is defined,Nanoscience. Nanomaterials are promising tools for many applications, and their use in biomedical and clinical applicationsdefines the so-called Nanomedicine. In this review we present a few selected examples of nanomaterials designed for therapeutical purposes, emphasizing the importance of the preparation methodology in terms of their therapeutical use.

Desarrollo del proceso DELOS-susp para la encapsulación de fármacos hidrofílicos en vesículas unilamelares pequeñas

En los últimos años el crecimiento de la nanotecnología ha revolucionado el mundo de la investigación farmacológica promoviendo la investigación de nuevos vehículos de transporte de fármacos de tamaño nanométrico denominados “drug nanocarriers” entre los cuales las vesículas y las partículas poliméricas biodegradables son los que se han estudiado más ampliamente. Estas entidades son interesantes ya que pueden mejorar la biodisponibilidad del activo y pueden ser empleadas como materiales inteligentes que pueden transportar el activo al sitio específico de acción. A pesar de haber sido demostrado que con estos dispositivos en muchos casos se consigue administrar el fármaco de un modo más eficiente que administrando éste en su forma libre, el éxito de estos “nanocarriers” está ligado al desarrollo de tecnologías reproducibles, eficientes, respetuosas con el medio ambiente y fácilmente escalables que permitan su producción a escala industrial. A día de hoy las tecnologías basadas en fluidos comprimidos (FCs), que emergieron a principio de los años 90 como una alternativa al uso de disolventes líquidos convencionales en la producción de materiales micro- y nanoparticulados, están siendo investigadas para la producción de diversos “nanocarriers”. Algunas de las ventajas de estas tecnologías son: la reducción en el uso de disolventes orgánicos, el empleo de bajas temperaturas de procesado, disminución del número de etapas de producción, ser fácilmente escalables y reproducibles. A su vez, este tipo de procesos permiten obtener productos más uniformes estructuralmente que aquellos obtenidos mediante tecnologías convencionales. Dentro de este marco el grupo Nanomol (ICMAB-CSIC) ha desarrollado el proceso DELOS-susp, basado en el uso de fluidos comprimidos, para la obtención en un solo paso de producción vesículas unilamelares pequeñas (SUVs) con elevada uniformidad tanto a nivel de tamaño y morfología como a nivel supramolecular con aplicación en nanomedicina. Como un paso más en el desarrollo del proceso DELOS-susp para la producción de SUVs, en este proyecto se ha estudiado y probado la viabilidad de este proceso para le encapsulación de activos hidrofílicos en vesículas catiónicas de colesterol:CTAB usando sulfato de gentamicina como activo hidrofílico modelo y se ha demostrado la factibilidad de un escalado del proceso por un factor de 50.

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.

Estudis estructurals dels canvis conformacionals de les E3 ubiquitin lligases per RMN

L'estudi a nivell molecular de la ruta de senyalització activada per TGF-B té un impacte notable en el panorama actual donada la seva implicació en processos autoimmunitaris i carcinogènics. D'altra banda, l'elucidació a nivell estructural dels mecanismes moleculars que permeten a les ubiquitin lligases de tipus E3 marcar específicament llurs dianes per a la degradació proteosòmica - entre d'altres - resulta fonamental donada la seva importància pel que fa al control sobre el turnover proteic a nivell intracel•lular. En aquest projecte es pretén elucidar els mecanismes d'activació i catlàlisi de les ubiquitin lligases E3 tipus HECT Smurf1 i Nedd4L al mateix temps que se n'estudia la implicació en la regulació dels agents missatgers de la ruta del TGF-B. Així, la tasca es divideix en tres sub-projectes els quals se centren en a) l'estudi de la interacció d'aquestes lligases amb llurs dianes; b) l'elucidació del mecanisme d'activació i c) del de catàlisi d'aquests enzims. Per tal d'assolir aquests objectius ens servim principalment dels avantatges que ens aporta la Ressonància Magnètica Nuclear i altres tècniques biofísiques, principalment la ITC. Durant el temps que he gaudit de la beca FI, m'he centrat principalment en la preparació de pèptids per SPPS, llur purificació per HPLC i caracterització per MS i RMN. Aquests pèptids representen diferents patrons de fosforilació de certes dianes de les lligases esmentades, de manera que han estat emprats per a l'estudi d'interaccions proteïna-proteïna per ITC i RMN. M'he iniciat doncs en l'ús d'aquestes tècniques. D'altra banda, també he preparat mostres protèiques mitjançant l'ús de sistemes d'expressió bacterians basats en E.coli, incloent l'amplificació i clonació del gen que codifica per la proteïna d'interés així com la seva expressió, purificació i caracterització per MS i RMN.

Substrate influence on the properties of doped thin silicon layers grown by Cat-CVD

We present structural and electrical properties for p- and n-type layers grown close to the transition between a-Si:H and nc-Si:H onto different substrates: Corning 1737 glass, ZnO:Al-coated glass and stainless steel. Structural properties were observed to depend on the substrate properties for samples grown under the same deposition conditions. Different behaviour was observed for n- and p-type material. Stainless steel seemed to enhance crystallinity when dealing with n-type layers, whereas an increased crystalline fraction was obtained on glass for p-type samples. Electrical conduction in the direction perpendicular to the substrate seemed to be mainly determined by the interfaces or by the existence of an amorphous incubation layer that might determine the electrical behaviour. In the direction perpendicular to the substrate, n-type layers exhibited a lower resistance value than p-type ones, showing better contact properties between the layer and the substrate.

Shutterless deposition of phosphorous doped microcrystalline silicon by Cat-CVD

In this paper we present results on phosphorous-doped μc-Si:H by catalytic chemical vapour deposition in a reactor with an internal arrangement that does not include a shutter. An incubation phase of around 20 nm seems to be the result of the uncontrolled conditions that take place during the first stages of deposition. The optimal deposition conditions found lead to a material with a dark conductivity of 12.8 S/cm, an activation energy of 0.026 eV and a crystalline fraction of 0.86. These values make the layers suitable to be implemented in solar cells.

Investigations on doping of amorphous and nano-crystalline silicon films deposited by catalytic chemical vapour deposition

Hydrogenated amorphous and nanocrystalline silicon, deposited by catalytic chemical vapour deposition, have been doped during deposition by the addition of diborane and phosphine in the feed gas, with concentrations in the region of 1%. The crystalline fraction, dopant concentration and electrical properties of the films are studied. The nanocrystalline films exhibited a high doping efficiency, both for n and p doping, and electrical characteristics similar to those of plasma-deposited films. The doping efficiency of n-type amorphous silicon is similar to that obtained for plasma-deposited electronic-grade amorphous silicon, whereas p-type layers show a doping efficiency of one order of magnitude lower. A higher deposition temperature of 450°C was required to achieve p-type films with electrical characteristics similar to those of plasma-deposited films.

Photonic characteristics of Langmuir-Blodgett self-assembled monolayers of colloidal silica particles

Monodispersed colloidal crystals based on silica sub-micrometric particles were synthesized using the Stöber-Fink-Bohn process. The control of nucleation and coalescence result in improved characteristics such as high sphericity and very low size dispersion. The resulting silica particles show characteristics suitable for self-assembling across large areas of closely-packed 2D crystal monolayers by an accurate Langmuir-Blodgett deposition process on glass, fused silica and silicon substrates. Due to their special optical properties, colloidal films have potential applications in fields including photonics, electronics, electro-optics, medicine (detectors and sensors), membrane filters and surface devices. The deposited monolayers of silica particles were characterized by means of FESEM, AFM and optical transmittance measurements in order to analyze their specific properties and characteristics. We propose a theoretical calculation for the photonic band gaps in 2D systems using an extrapolation of the photonic behavior of the crystal from 3D to 2D. In this work we show that the methodology used and the conditions in self-assembly processes are decisive for producing high-quality two-dimensional colloidal crystals by the Langmuir-Blodgett technique.

Stereoselective Acetate Aldol Reactions From Metal Enolates

This review deals with metal enolate-mediated stereoselective acetate aldol reactions. It summarizes recent advances on aldol additions of unsubstituted metal enolates from chiral auxiliaries, stoichiometric and catalytic Lewis acids, or acting in substrate- controlled reactions, which provide stereocontrolled aldol transformations that allow the efficient synthesis of structurally complex natural products.

Surface passivation of crystalline silicon by Cat-CVD amorphous and nanocrystalline thin silicon films

In this work, we study the electronic surface passivation of crystalline silicon with intrinsic thin silicon films deposited by Catalytic CVD. The contactless method used to determine the effective surface recombination velocity was the quasi-steady-state photoconductance technique. Hydrogenated amorphous and nanocrystalline silicon films were evaluated as passivating layers on n- and p-type float zone silicon wafers. The best results were obtained with amorphous silicon films, which allowed effective surface recombination velocities as low as 60 and 130 cms -1 on p- and n-type silicon, respectively. To our knowledge, these are the best results ever reported with intrinsic amorphous silicon films deposited by Catalytic CVD. The passivating properties of nanocrystalline silicon films strongly depended on the deposition conditions, especially on the filament temperature. Samples grown at lower filament temperatures (1600 °C) allowed effective surface recombination velocities of 450 and 600 cms -1 on n- and p-type silicon.

Stability of hydrogenated nanocrystalline silicon thin-film transistors

Hydrogenated nanocrystalline silicon thin-films were obtained by catalytic chemical vapour deposition at low substrate temperatures (150°C) and high deposition rates (10 Å/s). These films, with crystalline fractions over 90%, were incorporated as the active layers of bottom-gate thin-film transistors. The initial field-effect mobilities of these devices were over 0.5 cm 2/V s and the threshold voltages lower than 4 V. In this work, we report on the enhanced stability of these devices under prolonged times of gate bias stress compared to amorphous silicon thin-film transistors. Hence, they are promising candidates to be considered in the future for applications such as flat-panel displays.

On the role of G protein-coupled receptors oligomerization

The existence of a supramolecular organization of the G protein-coupled receptor (GPCR) is now being widely accepted by the scientific community. Indeed, GPCR oligomers may enhance the diversity and performance by which extracellular signals are transferred to the G proteins in the process of receptor transduction, although the mechanism that underlies this phenomenon still remains unsolved. Recently, it has been proposed that a trans-conformational switching model could be the mechanism allowing direct inhibition/activation of receptor activation/inhibition, respectively. Thus, heterotropic receptor-receptor allosteric regulations are behind the GPCR oligomeric function. In this paper we want to revise how GPCR oligomerization impinges on several important receptor functions like biosynthesis, plasma membrane diffusion or velocity, pharmacology and signaling. In particular, the rationale of receptor oligomerization might lie in the need of sensing complex whole cell extracellular signals and translating them into a simple computational model.

Regio- and stereoselective microwave-assisted synthesis of 5-alkyl-4-alkenyl-4-phenyl-1,3-oxazolidin-2-ones

Chiral symmetrical alk-2-yne-1,4-diols have been stereoselectively transformed into 5-alkyl-4-alkenyl-4-phenyl-1,3-oxazolidin- 2-ones, which are precursors of quaternary α-amino β-hydroxy acids. The key step was the cyclization of the bis(tosylcarbamates) of 2- phenylalk-2-yne-1,4-diols, easily obtained from the starting chiral diols. These cyclizations were accomplished with complete regioselectivity and up to 92:8 dr in the presence of catalytic amounts of Ni(0) or Pd (II) derivatives under microwave heating.

Technological solution for the automatic replacement of the catalytic filaments in HWCVD

The degradation of the catalytic filaments is the main factor limiting the industrial implementation of the hot wire chemical vapor deposition (HWCVD) technique. Up to now, no solution has been found to protect the catalytic filaments used in HWCVD without compromising their catalytic activity. Probably, the definitive solution relies on the automatic replacement of the catalytic filaments. In this work, the results of the validation tests of a new apparatus for the automatic replacement of the catalytic filaments are reported. The functionalities of the different parts have been validated using a 0.2 mm diameter tungsten filament under uc-Si:H deposition conditions.