Boron-doped carbon nanoparticles: Size-independent color tunability from red to blue and bioimaging applications

Here, we report the hydrothermal synthesis of boron-doped CNPs (B-CNPs) with different size/atomic percentage of doping and size-independent color tunability from red to blue. The variation of size/atomic percentage of B is achieved by simply varying the reaction time, while the color tunability is obtained by diluting the solution. With dilution, the luminescence spectra are not only blue-shifted, the intensity increases as well. The huge blue-shift in the emission energy (similar to 1 eV) is believed to be due to the increase in the interparticle distance. The quantum yield with optimum dilution is found to increase with boron doping though it is very low as compared to CNPs and nitrogen-doped CNPs. Finally, we show that B-CNPs with a quantum yield of 0.5% can be used for bioimaging applications. (C) 2015 Elsevier Ltd. All rights reserved.

High impulsivity predicting vulnerability to cocaine addiction in rats: some relationship with novelty preference but not novelty reactivity, anxiety or stress.

RATIONALE: Impulsivity is a vulnerability marker for drug addiction in which other behavioural traits such as anxiety and novelty seeking ('sensation seeking') are also widely present. However, inter-relationships between impulsivity, novelty seeking and anxiety traits are poorly understood. OBJECTIVE: The objective of this paper was to investigate the contribution of novelty seeking and anxiety traits to the expression of behavioural impulsivity in rats. METHODS: Rats were screened on the five-choice serial reaction time task (5-CSRTT) for spontaneously high impulsivity (SHI) and low impulsivity (SLI) and subsequently tested for novelty reactivity and preference, assessed by open-field locomotor activity (OF), novelty place preference (NPP), and novel object recognition (OR). Anxiety was assessed on the elevated plus maze (EPM) both prior to and following the administration of the anxiolytic drug diazepam, and by blood corticosterone levels following forced novelty exposure. Finally, the effects of diazepam on impulsivity and visual attention were assessed in SHI and SLI rats. RESULTS: SHI rats were significantly faster to enter an open arm on the EPM and exhibited preference for novelty in the OR and NPP tests, unlike SLI rats. However, there was no dimensional relationship between impulsivity and either novelty-seeking behaviour, anxiety levels, OF activity or novelty-induced changes in blood corticosterone levels. By contrast, diazepam (0.3-3 mg/kg), whilst not significantly increasing or decreasing impulsivity in SHI and SLI rats, did reduce the contrast in impulsivity between these two groups of animals. CONCLUSIONS: This investigation indicates that behavioural impulsivity in rats on the 5-CSRTT, which predicts vulnerability for cocaine addiction, is distinct from anxiety, novelty reactivity and novelty-induced stress responses, and thus has relevance for the aetiology of drug addiction.

Síntese e Polimerização da 2-Fenil-2-oxazolina assistidas por Micro-ondas

Atualmente, a irradiação por micro-ondas tem se mostrado uma boa fonte de energia para a realização de sínteses orgânicas, devido a uma série de vantagens que essa nova tecnologia apresenta. Entretanto, ainda existem poucos estudos sobre polimerizações assistidas por micro-ondas. Neste trabalho foram realizadas a síntese da 2-fenil-2-oxazolina e a sua polimerização, em solução e em massa, assistidas por micro-ondas e pelo método convencional (térmico). As reações irradiadas por micro-ondas foram feitas empregando-se vaso aberto ou fechado, e nas polimerizações foram usados como iniciadores o iodeto de metila e o eterado de trifluoreto de boro. Os heterocíclicos e os polímeros produzidos foram caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho e ressonância magnética nuclear de núcleo de hidrogênio. Para as reações assistidas por micro-ondas os rendimentos foram bons e compatíveis com os obtidos pelo método convencional. Para a reação de síntese da 2-fenil-2-oxazolina o rendimento ficou na faixa de 70% e de suas polimerizações em torno de 80%, sendo as reações irradiadas por micro-ondas realizadas em um tempo reacional muito inferior ao do método térmico. A técnica de irradiação de micro-ondas para as reações estudadas se mostrou eficiente para os parâmetros utilizados na síntese do monômero e na sua polimerização em massa.

Modificação química da poliacrilonitrila com grupos tetrazol assistida por micro-ondas

Nos últimos anos, a irradiação por micro-ondas tem sido cada vez mais usada na síntese de varias moléculas orgânicas, devido a uma série de vantagens que essa nova tecnologia apresenta. Até o momento, existem poucos estudos sobre polimerizações assistidas por micro-ondas e menos ainda sobre a modificação de polímeros usando essa nova fonte de energia. Polímeros heterocíclicos contendo anéis azóicos, como o tetrazol possuem interesse acadêmico e comercial devido as suas várias aplicações. Nesta Dissertação foi estuda a modificação química da poliacrilonitrila pela incorporação em sua cadeia polimérica de 10% de grupos tetrazol empregando-se a irradiação de micro-ondas e o método convencional (térmico). Foram utilizados um forno de micro-ondas doméstico e um reator de micro-ondas monomodo nas reações assistidas por micro-ondas. As reações em reator foram realizadas em vaso aberto, em solução (DMF) ou em massa, sendo variado o tempo e a temperatura reacional, bem como a potência do equipamento. Os copolímeros produzidos foram caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho (FTIR) e os teores de grupos tetrazol incorporados na PAN foram determinados por titulometria de neutralização. A poliacrilonitrila foi modificada quimicamente com sucesso tanto no forno doméstico quanto no reator de micro-ondas, como foi verificado pela sua análise de FTIR. Pela determinação do grau de incorporação de grupos tetrazol nos polímeros concluiu-se que, para a reação em solução, nas temperaturas mais elevas, bem como em uma potência maior, o teor de heterocíclico incorporado no polímero está muito próximo do valor obtido pelo método convencional. Já as reações conduzidas em massa apresentaram graus de incorporação inferiores as das feitas em solução.

Estudo da enzima Horseradish peroxidase (HRP) no descoramento dos corantes têxteis Azul Drimaren X-3LR, Azul Drimaren X-BLN, Rubinol Drimaren X-3LR e Azul Drimaren CL-R

O presente trabalho avaliou o potencial da enzima HRP no descoramento dos corantes têxteis: Azul Drimaren X-3LR (DMBLR), Azul Drimaren X-BLN (DMBBLN), Rubinol Drimaren X-3LR (DMR) e Azul Drimaren CL-R (RBBR). Parâmetros como concentração do corante, temperatura, concentração de peróxido de hidrogênio (H2O2) e tempo de reação foram otimizados. Os ensaios de descoramento dos corantes foram realizados a partir desses resultados. As melhores condições reacionais determinadas para os corantes estudados foram: concentração do corante = 120 mg L-1, temperatura = 35C, concentração de H2O2 = 0,55 mM e tempo de reação = 1 hora. Os percentuais de descoramento dos corantes DMBLR, DMBBLN, DMR e RBBR, após o tratamento enzimático foi de 99, 77, 94 e 97%, respectivamente. O tempo reacional de 5 minutos foi suficiente para os corantes DMBLR e RBBR apresentarem elevada porcentagem de descoramento, 96% para ambos. Já os corantes DMBBLN e DMR só apresentaram elevado grau de descoramento após 1 hora de reação, sendo o corante DMBBLN o mais recalcitrante, apresentando uma melhora de 10% na porcentagem de descoramento, após 24 horas de reação. Além do grau de descoramento, também foi avaliada a toxicidade dos corantes antes e após o tratamento enzimático utilizando Daphnia pulex e Artemia salina como bioindicadores de toxicidade. Resultados toxicológicos utilizando Daphnia pulex não foram conclusivos, indicando que esse bioindicador não foi adequado para avaliar a toxicidade dos corantes estudados no meio reacional utilizado. Com o uso da Artemia salina na avaliação toxicológica foi observado uma redução da toxicidade para os corantes DMBLR, DMR e RBBR após tratamento enzimático, e um aumento da toxicidade não significativo para o corante DMBBLN. Os resultados obtidos no trabalho ressaltam a eficiência da enzima HRP no descoramento dos corantes têxteis estudados, sem a geração de produtos tóxicos e prejudiciais ao meio ambiente

Obtenção de resinas sulfofosforiladas com propriedades biocidas

Neste trabalho, foram preparadas resinas contendo o grupo sulfofosforila a partir de copolímeros de estireno e divinilbenzeno (Sty-DVB). O copolímero sintetizado Sty-DVB foi modificado com PCl3 e AlCl3 durante 15 horas de reação em diferentes condições de temperatura e razão molar P/Al. Os copolímeros fosforilados obtidos nas diferentes condições tiveram o teor de fósforo dosado por espectrofotometria para avaliar a extensão da modificação, sendo também caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho (FTIR), termogravimetria, microscopia óptica (MO) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). A resina fosforilada otimizada de maior percentual de fósforo incorporado foi obtida empregando-se o tempo de reação de 15 horas, temperatura de 50 C e razão molar P/Al = 1/1,5. Essas condições otimizadas de fosforilação foram empregadas para obtenção da resina fosforilada RMF em larga escala. A resina fosforilada foi modificada com CS2 à temperatura ambiente em diferentes condições de tempo e quantidade molar adicionada do agente de sulforação (CS2). A resina sulfofosforilada otimizada de maior percentual de enxofre incorporado, determinado por análise elementar, foi obtida empregando-se o tempo de reação de 6 dias e adição de 15 mL de CS2, à temperatura ambiente. As resinas sulfofosforiladas foram também caracterizadas por FTIR, termogravimetria, MO e MEV, e tiveram a capacidade biocida avaliada através da determinação do número de células viáveis utilizando a técnica de contagem em placa junto à suspensão de Escherichia coli (ATCC25922TM, tipo selvagem). A maior capacidade biocida foi observada na resina sulfofosforilada com maior teor de enxofre incorporado

Produção de açúcares a partir da palha de cana-de-açúcar para a produção de etanol

A crescente demanda por tecnologias que produzam biocombustíveis de maneira sustentável vem incentivando a utilização de diversos materiais lignocelulósicos para tal finalidade. O objetivo deste trabalho foi comparar o potencial de produção de açúcares (glicose e xilose) da palha e do bagaço de cana-de-açúcar. Inicialmente, as duas biomassas foram caracterizadas, mostrando percentuais muito similares de celulose e hemicelulose (42,1% e 22,6% para o bagaço e 39,2% e 22,7% para a palha, respectivamente). Isto evidencia potenciais similares de produção de açúcares. Posteriormente, foram realizados experimentos em laboratório para comparar os resultados de rendimento de xilose e produção de furfural após as reações de hidrólise ácida das duas biomassas, com o intuito de verificar se este processo, comumente utilizado para o bagaço, pode ser utilizado para a palha. As variáveis que foram avaliadas foram a concentração de ácido (0,5-3,0%m/m), o tempo reacional (15-60min) e a relação sólido-líquido (RSL - 0,1-0,2m/m). Concentrações de 42,72g/L e de 41,31g/L de xilose foram encontradas para a palha e para o bagaço, respectivamente, alcançando rendimentos de xilose superiores a 80%, em reações em laboratório. Também foram realizados ensaios de hidrólise ácida em planta piloto e de hidrólise enzimática em laboratório para avaliar os resultados de rendimento de glicose da palha. Os resultados de rendimento de xilose e produção de inibidores para estas reações foram avaliados e comparados com os dados obtidos em laboratório. Concentrações de 35,2g/Lde xilose e de 27,3g/L de glicose foram encontradas para a palha, alcançando rendimentos de xilose próximos a 100% e de glicose superiores a 64%, em reações de pré-tratamento em planta piloto e em reações de hidrólise enzimática em laboratório. Os resultados evidenciaram que as variáveis concentração de ácido e relação sólido:líquido são as mais influenciam na produção de xilose e glicose

Sintesi hidrotermal bidezko titanio dioxidozko nanohodien lorpena

[EUS] Gaur egun nanozientzia zientzia eta teknologia arlo guztietara zabaldu da, gizarte garapenean eragin handia izan du. Ikerkuntza arlo guztietara zabaldu da ezinezkoak ziruditen erronkak argitu eta ezezagunak ditugun ezagutzak garatzeko asmoz. Lan honetan TiO2 nanohagatxoen sintesia burutu da metodo hidrotermala erabiliz. Sintesi baldintzek lortutako produktuaren egituran eta forman duten eragina kontuan harturik, sintesia gertatzeko ezinbestekoak diren pHa, tenperatura eta denbora aztertu dira. Ondoren, tratamendu kimiko eta termiko ezberdinen bidez konposizio eta egitura ezberdinak lor daitezkeela frogatu da. Bereziki, surfaktante eta pHaren arabera egitura ezberdinak lortzen direla ikusirik. Sintetizatutako laginen karakterizazioa burutzeko X izpien difrakzioa, transmisio bidezko mikroskopia elektronikoa, infragorri espektroskopia, eta termograbimetria teknikak erabili dira. Hauen bidez NaTi3O6·(OH)x·(H2O)y , (TiO2)x(H2O)y , anatasa eta rutilo faseak identifikatu dira, eta nanohagatxoen lodiera eta morfologia ezberdinak ikusi dira.

Caracterização e utilização do resíduo de palha de milho para obtenção de nanocelulose

Esta Dissertação discorre sobre a pesquisa de caracterização de palha de milho e a sua utilização como matéria prima para a obtenção de nanocelulose. Segundo o IBGE, este resíduo agrícola foi produzido no Brasil, no ano de 2013, em cerca de seis milhões de toneladas. As amostras deste resíduo lignocelulósico utilizadas neste trabalho foram coletadas na forma cotidiana de descarte mais frequentemente encontrada em supermercados e feiras livres. Procedeu-se, então, ao beneficiamento mecânico, beneficiamento químico (mercerização e branqueamento) e hidrólise ácida dessas amostras, o que produziu os seguintes materiais: palha de milho beneficiada mecanicamente, palha de milho beneficiada quimicamente e nanocelulose. Cada um destes materiais foi caracterizado, conforme o tipo, por menos ou mais dos seguintes ensaios: determinação de densidade, determinação de umidade, determinação do teor de cinzas, resistência à tração, determinação do teor de extraíveis, determinação do teor de holocelulose, determinação do teor de hemicelulose, determinação do teor de alfacelulose, determinação do teor de lignina, análise termogravimétrica (TGA), espectroscopia por infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), índice de cristalinidade por difração de raios-x (CrI), medição do tamanho de partícula por espalhamento de luz dinâmico (DLS), morfologia por microscopia eletrônica de varredura (SEM) e determinação do rendimento dos produtos de hidrólise. Nesta pesquisa também se estudou, empregando a técnica de planejamento de experimento fatorial com ponto central, a influência dos fatores razão fibra/ácido e tempo da reação na obtenção da nanocelulose, conseguida com êxito em todos os experimentos executados com a palha de milho que foi branqueada de forma efetiva neste trabalho

Specificity of reflex adaptation for task-relevant variability.

The motor system responds to perturbations with reflexes, such as the vestibulo-ocular reflex or stretch reflex, whose gains adapt in response to novel and fixed changes in the environment, such as magnifying spectacles or standing on a tilting platform. Here we demonstrate a reflex response to shifts in the hand's visual location during reaching, which occurs before the onset of voluntary reaction time, and investigate how its magnitude depends on statistical properties of the environment. We examine the change in reflex response to two different distributions of visuomotor discrepancies, both of which have zero mean and equal variance across trials. Critically one distribution is task relevant and the other task irrelevant. The task-relevant discrepancies are maintained to the end of the movement, whereas the task-irrelevant discrepancies are transient such that no discrepancy exists at the end of the movement. The reflex magnitude was assessed using identical probe trials under both distributions. We find opposite directions of adaptation of the reflex response under these two distributions, with increased reflex magnitudes for task-relevant variability and decreased reflex magnitudes for task-irrelevant variability. This demonstrates modulation of reflex magnitudes in the absence of a fixed change in the environment, and shows that reflexes are sensitive to the statistics of tasks with modulation depending on whether the variability is task relevant or task irrelevant.

Attention deficit/hyperactivity disorder children with a 7-repeat allele of the dopamine receptor D4 gene have extreme behavior but normal performance on critical neuropsychological tests of attention

An association of the dopamine receptor D4 (DRD4) gene located on chromosome 11p15.5 and attention deficit/hyperactivity disorder (ADHD) has been demonstrated and replicated by multiple investigators. A specific allele [the 7-repeat of a 48-bp variable number of tandem repeats (VNTR) in exon 3] has been proposed as an etiological factor in attentional deficits manifested in some children diagnosed with this disorder. In the current study, we evaluated ADHD subgroups defined by the presence or absence of the 7-repeat allele of the DRD4 gene, using neuropsychological tests with reaction time measures designed to probe attentional networks with neuroanatomical foci in D4-rich brain regions. Despite the same severity of symptoms on parent and teacher ratings for the ADHD subgroups, the average reaction times of the 7-present subgroup showed normal speed and variability of response whereas the average reaction times of the 7-absent subgroup showed the expected abnormalities (slow and variable responses). This was opposite the primary prediction of the study. The 7-present subgroup seemed to be free of some of the neuropsychological abnormalities thought to characterize ADHD.

Effects of exogenous double-stranded RNA on the basonuclin gene expression in mouse oocytes

In plants and less-advanced animal species, such as C.elegans, introduction of exogenous double-stranded RNA (dsRNA) into cells would trigger degradation of the mRNA with homologous sequence and interfere with the endogenous gene expression. It might represent an ancient anti-virus response which could prevent the mutation in the genome that was caused by virus infection or mobile DNA elements insertion. This phenomenon was named RNA interference, or RNAi. In this study, RNAi was used to investigate the function of basonuclin gene during oogenesis. Microinjection of dsRNA directed towards basonuclin into mouse germinal-vesicle-intact (GV) oocytes brought down the abundance of the cognate mRNA effectively in a time- and concentration-dependent manner. This reduction effect was sequence-specific and showed no negative effect on other non-homologous gene expression in oocytes, which indicated that dsRNA can recognize and cause the degradation of the transcriptional products of endogenous basonuclin gene in a sequence-specific manner. Immunofluorescence results showed that RNAi could reduce the concentration of basonuclin protein to some extent, but the effect was less efficient than the dsRNA targeting towards tPA and cMos which was also expressed in oocytes. This result might be due to the long half life of basonuclin protein in oocytes and the short reaction time which was posed by the limited life span of GV oocytes cultured in vitro. In summary, dsRNA could inhibit the expression of the cognate gene in oocytes at both mRNA and protein levels. The effect was similar to Knock-out technique which was based on homologous recombination. Furthermore, hairpin-style dsRNA targeting basonuclin gene could be produced by transcription from a recombinant plasmid and worked efficiently to deplete the cognate mRNA in oocytes. This finding offered a new way to study the function of basonuclin in the early stage of oogenesis by infection of primordial oocytes with the plasmid expressing hairpin-style basonuclin dsRNA.

Paradoxical evidence integration in rapid decision processes

Decisions about noisy stimuli require evidence integration over time. Traditionally, evidence integration and decision making are described as a one-stage process: a decision is made when evidence for the presence of a stimulus crosses a threshold. Here, we show that one-stage models cannot explain psychophysical experiments on feature fusion, where two visual stimuli are presented in rapid succession. Paradoxically, the second stimulus biases decisions more strongly than the first one, contrary to predictions of one-stage models and intuition. We present a two-stage model where sensory information is integrated and buffered before it is fed into a drift diffusion process. The model is tested in a series of psychophysical experiments and explains both accuracy and reaction time distributions. © 2012 Rüter et al.

Controlled amine functionality in self-assembled monolayers via the hidden amine route: chemical and electronic tunability.

A synthetic strategy for fabricating a dense amine functionalized self-assembled monolayer (SAM) on hydroxylated surfaces is presented. The assembly steps are monitored by X-ray photoelectron spectroscopy, Fourier transform infrared- attenuated total reflection, atomic force microscopy, variable angle spectroscopic ellipsometry, UV-vis surface spectroscopy, contact angle wettability, and contact potential difference measurements. The method applies alkylbromide-trichlorosilane for the fabrication of the SAM followed by surface transformation of the bromine moiety to amine by a two-step procedure: S(N)2 reaction that introduces the hidden amine, phthalimide, followed by the removal of the protecting group and exposing the free amine. The use of phthalimide moiety in the process enabled monitoring the substitution reaction rate on the surface (by absorption spectroscopy) and showed first-order kinetics. The simplicity of the process, nonharsh reagents, and short reaction time allow the use of such SAMs in molecular nanoelectronics applications, where complete control of the used SAM is needed. The different molecular dipole of each step of the process, which is verified by DFT calculations, supports the use of these SAMs as means to tune the electronic properties of semiconductors and for better synergism between SAMs and standard microelectronics processes and devices.

Macrocyclic polyamine-modified poly(glycidyl methacrylate-co-ethylene dimethacrylate) monolith for capillary electrochromatography

1,4,10,13,16-Pentaazatricycloheneicosane-9,17-dione (macrocyclic polyamine)-modified polymer-based monolithic column for CEC was prepared by ring opening reaction of epoxide groups from poly(glycidyl methacrylate-co-ethylene dimethacrylate) (GMA-co-EDMA) monolith with macrocyclic polyamine. Conditions such as reaction time and concentration of macrocyclic polyamine for the modification reaction were optimized to generate substantial EOF and enough chromatographic interactions. Anodic EOF was observed in the pH range of 2.0-8.0 studied due to the protonation of macrcyclic polyamine at the surface of the monolith. Morphology of the monolithic column was examined by SEM and the incorporation of macrocyclic polyamine to the poly(GMA-co-EDMA) monolith was characterized by infrared (IR) spectra. Successful separation of inorganic anions, isomeric benzenediols, and benzoic acid derivatives on the monolithic column was achieved for CEC. In addition to hydrophobic interaction, hydrogen bonding and electrostatic interaction played a significant role in the separation process.