Synthesis and characterization of silver/alanine nanocomposites for radiation detection in medical applications: the influence of particle size on the detection properties

Silver/alanine nanocomposites with varying mass percentage of silver have been produced. The size of the silver nanoparticles seems to drive the formation of the nanocomposite, yielding a homogeneous dispersion of the silver nanoparticles in the alanine matrix or flocs of silver nanoparticles segregated from the alanine crystals. The alanine crystalline orientation is modified according to the particle size of the silver nanoparticles. Concerning a mass percentage of silver below 0.1%, the nanocomposites are homogeneous, and there is no particle aggregation. As the mass percentage of silver is increased, the system becomes unstable, and there is particle flocculation with subsequent segregation of the alanine crystals. The nanocomposites have been analyzed by transmission electron microscopy (TEM), UV-Vis absorption spectroscopy, X-ray diffraction (XRD), and Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy and they have been tested as radiation detectors by means of electron spin resonance (ESR) spectroscopy in order to detect the paramagnetic centers created by the radiation. In fact, the sensitivity of the radiation detectors is optimized in the case of systems containing small particles (30 nm) that are well dispersed in the alanine matrix. As the agglomeration increases, particle growth (up to 1.5 mu m) and segregation diminish the sensitivity. In conclusion, nanostructured materials can be used for optimization of alanine sensitivity, by taking into account the influence of the particles size of the silver nanoparticles on the detection properties of the alanine radiation detectors, thus contributing to the construction of small-sized detectors.

Conformationally Controlled Electron Delocalization in n-Type Rods: Synthesis, Structure, and Optical, Electrochemical, and Spectroelectrochemical Properties of Dicyanocyclophanes

A series of dicyanobiphenyl-cyclophanes 1-6 with various pi-backbone conformations and characteristic n-type semiconductor properties is presented. Their synthesis, optical, structural, electrochemical, spectroelectrochemical, and packing properties are investigated. The X-ray crystal structures of all n-type rods allow the systematic correlation of structural features with physical properties. In addition, the results are supported by quantum mechanical calculations based on density functional theory. A two-step reduction process is observed for all n-type rods, in which the first step is reversible. The potential gap between the reduction processes depends linearly on the cos(2) value of the torsion angle phi between the pi-systems. Similarly, optical absorption spectroscopy shows that the vertical excitation energy of the conjugation band correlates with the cos(2) value of the torsion angle phi. These correlations demonstrate that the fixed intramolecular torsion angle phi is the dominant factor determining the extent of electron delocalization in these model compounds, and that the angle phi measured in the solid-state structure is a good proxy for the molecular conformation in solution. Spectroelectrochemical investigations demonstrate that conformational rigidity is maintained even in the radical anion form. In particular, the absorption bands corresponding to the SOMO-LUMO+i transitions are shifted bathochromically, whereas the absorption bands corresponding to the HOMO-SOMO transition are shifted hypsochromically with increasing torsion angle phi.

Sample size in orthodontic randomized controlled trials: are numbers justified?

Sample size calculations are advocated by the Consolidated Standards of Reporting Trials (CONSORT) group to justify sample sizes in randomized controlled trials (RCTs). This study aimed to analyse the reporting of sample size calculations in trials published as RCTs in orthodontic speciality journals. The performance of sample size calculations was assessed and calculations verified where possible. Related aspects, including number of authors; parallel, split-mouth, or other design; single- or multi-centre study; region of publication; type of data analysis (intention-to-treat or per-protocol basis); and number of participants recruited and lost to follow-up, were considered. Of 139 RCTs identified, complete sample size calculations were reported in 41 studies (29.5 per cent). Parallel designs were typically adopted (n = 113; 81 per cent), with 80 per cent (n = 111) involving two arms and 16 per cent having three arms. Data analysis was conducted on an intention-to-treat (ITT) basis in a small minority of studies (n = 18; 13 per cent). According to the calculations presented, overall, a median of 46 participants were required to demonstrate sufficient power to highlight meaningful differences (typically at a power of 80 per cent). The median number of participants recruited was 60, with a median of 4 participants being lost to follow-up. Our finding indicates good agreement between projected numbers required and those verified (median discrepancy: 5.3 per cent), although only a minority of trials (29.5 per cent) could be examined. Although sample size calculations are often reported in trials published as RCTs in orthodontic speciality journals, presentation is suboptimal and in need of significant improvement.

The Design and Synthesis of Versatile Molecular Building Blocks: Working Towards the Controlled Self-Assembly of Novel Functional Materials

Our research goals are focused on the preparation of novel molecule-based materials that possess specifically designed properties in solution or in the solid state e.g. self-assembly, magnetism, conductivity and spin crossover phenomena. Most of our systems incorporate paramagnetic transition metal ions and the search for new molecule-based magnetic materials is a prominent theme. Specific areas of research include the preparation and study of oxalate based 2D and 3D magnets, probing the versatility of octacyanometalate building blocks as precursors for new molecular magnets, and the preparation of new tetrathiafulvalene (TIF) derivatives for applications in molecular and supramolecular chemistry.

c-Myc enhances protein synthesis and cell size during B lymphocyte development

Members of the myc family of nuclear protooncogenes play roles in cell proliferation, differentiation, and apoptosis. Moreover, inappropriate expression of c-myc genes contributes to the development of many types of cancers, including B cell lymphomas in humans. Although Myc proteins have been shown to function as transcription factors, their immediate effects on the cell have not been well defined. Here we have utilized a murine model of lymphomagenesis (Eμ-myc mice) to show that constitutive expression of a c-myc transgene under control of the Ig heavy-chain enhancer (Eμ) results in an increase in cell size of normal pretransformed B lymphocytes at all stages of B cell development. Furthermore, we show that c-Myc-induced growth occurs independently of cell cycle phase and correlates with an increase in protein synthesis. These results suggest that Myc may normally function by coordinating expression of growth-related genes in response to mitogenic signals. Deregulated c-myc expression may predispose to cancer by enhancing cell growth to levels required for unrestrained cell division.

Design and synthesis of constrained azacyclic pyrrolidine analogues of FTY720 as anticancer agents & metal coordination-controlled and bifunctional catalysis toward tertiary β-Ketols

Cette thèse se compose en deux parties: Première Partie: La conception et la synthèse d’analogues pyrrolidiniques, utilisés comme agents anticancéreux, dérivés du FTY720. FTY720 est actuellement commercialisé comme médicament (GilenyaTM) pour le traitement de la sclérose en plaques rémittente-récurrente. Il agit comme immunosuppresseur en raison de son effet sur les récepteurs de la sphingosine-1-phosphate. A fortes doses, FTY720 présente un effet antinéoplasique. Cependant, à de telles doses, un des effets secondaires observé est la bradycardie dû à l’activation des récepteurs S1P1 et S1P3. Ceci limite son potentiel d’utilisation lors de chimiothérapie. Nos précédentes études ont montré que des analogues pyrrolidiniques dérivés du FTY720 présentaient une activité anticancéreuse mais aucune sur les récepteurs S1P1 et S1P3. Nous avons soumis l’idée qu’une étude relation structure-activité (SARs) pourrait nous conduire à la découverte de nouveaux agents anti tumoraux. Ainsi, deux séries de composés pyrrolidiniques (O-arylmethyl substitué et C-arylmethyl substitué) ont pu être envisagés et synthétisés (Chapitre 1). Ces analogues ont montré d’excellentes activités cytotoxiques contre diverses cellules cancéreuses humaines (prostate, colon, sein, pancréas et leucémie), plus particulièrement les analogues actifs qui ne peuvent pas être phosphorylés par SphK, présentent un plus grand potentiel pour le traitement du cancer sans effet secondaire comme la bradycardie. Les études mécanistiques suggèrent que ces analogues de déclencheurs de régulation négative sur les transporteurs de nutriments induisent une crise bioénergétique en affamant les cellules cancéreuses. Afin d’approfondir nos connaissances sur les récepteurs cibles, nous avons conçu et synthétisé des sondes diazirine basées sur le marquage d’affinité aux photons (méthode PAL: Photo-Affinity Labeling) (Chapitre 2). En s’appuyant sur la méthode PAL, il est possible de récolter des informations sur les récepteurs cibles à travers l’analyse LC/MS/MS de la protéine. Ces tests sont en cours et les résultats sont prometteurs. Deuxième partie: Coordination métallique et catalyse di fonctionnelle de dérivés β-hydroxy cétones tertiaires. Les réactions de Barbier et de Grignard sont des méthodes classiques pour former des liaisons carbone-carbone, et généralement utilisées pour la préparation d’alcools secondaires et tertiaires. En vue d’améliorer la réaction de Grignard avec le 1-iodobutane dans les conditions « one-pot » de Barbier, nous avons obtenu comme produit majoritaire la β-hydroxy cétone provenant de l’auto aldolisation de la 5-hexen-2-one, plutôt que le produit attendu d’addition de l’alcool (Chapitre 3). La formation inattendue de la β-hydroxy cétone a également été observée en utilisant d’autres dérivés méthyl cétone. Étonnement dans la réaction intramoléculaire d’une tricétone, connue pour former la cétone Hajos-Parrish, le produit majoritaire est rarement la β-hydroxy cétone présentant la fonction alcool en position axiale. Intrigué par ces résultats et après l’étude systématique des conditions de réaction, nous avons développé deux nouvelles méthodes à travers la synthèse sélective et catalytique de β-hydroxy cétones spécifiques par cyclisation intramoléculaire avec des rendements élevés (Chapitre 4). La réaction peut être catalysée soit par une base adaptée et du bromure de lithium comme additif en passant par un état de transition coordonné au lithium, ou bien soit à l’aide d’un catalyseur TBD di fonctionnel, via un état de transition médiée par une coordination bidenté au TBD. Les mécanismes proposés ont été corroborés par calcul DFT. Ces réactions catalytiques ont également été appliquées à d’autres substrats comme les tricétones et les dicétones. Bien que les efforts préliminaires afin d’obtenir une enantioselectivité se sont révélés sans succès, la synthèse et la recherche de nouveaux catalyseurs chiraux sont en cours.

Design and synthesis of constrained azacyclic pyrrolidine analogues of FTY720 as anticancer agents & metal coordination-controlled and bifunctional catalysis toward tertiary β-Ketols

Cette thèse se compose en deux parties: Première Partie: La conception et la synthèse d’analogues pyrrolidiniques, utilisés comme agents anticancéreux, dérivés du FTY720. FTY720 est actuellement commercialisé comme médicament (GilenyaTM) pour le traitement de la sclérose en plaques rémittente-récurrente. Il agit comme immunosuppresseur en raison de son effet sur les récepteurs de la sphingosine-1-phosphate. A fortes doses, FTY720 présente un effet antinéoplasique. Cependant, à de telles doses, un des effets secondaires observé est la bradycardie dû à l’activation des récepteurs S1P1 et S1P3. Ceci limite son potentiel d’utilisation lors de chimiothérapie. Nos précédentes études ont montré que des analogues pyrrolidiniques dérivés du FTY720 présentaient une activité anticancéreuse mais aucune sur les récepteurs S1P1 et S1P3. Nous avons soumis l’idée qu’une étude relation structure-activité (SARs) pourrait nous conduire à la découverte de nouveaux agents anti tumoraux. Ainsi, deux séries de composés pyrrolidiniques (O-arylmethyl substitué et C-arylmethyl substitué) ont pu être envisagés et synthétisés (Chapitre 1). Ces analogues ont montré d’excellentes activités cytotoxiques contre diverses cellules cancéreuses humaines (prostate, colon, sein, pancréas et leucémie), plus particulièrement les analogues actifs qui ne peuvent pas être phosphorylés par SphK, présentent un plus grand potentiel pour le traitement du cancer sans effet secondaire comme la bradycardie. Les études mécanistiques suggèrent que ces analogues de déclencheurs de régulation négative sur les transporteurs de nutriments induisent une crise bioénergétique en affamant les cellules cancéreuses. Afin d’approfondir nos connaissances sur les récepteurs cibles, nous avons conçu et synthétisé des sondes diazirine basées sur le marquage d’affinité aux photons (méthode PAL: Photo-Affinity Labeling) (Chapitre 2). En s’appuyant sur la méthode PAL, il est possible de récolter des informations sur les récepteurs cibles à travers l’analyse LC/MS/MS de la protéine. Ces tests sont en cours et les résultats sont prometteurs. Deuxième partie: Coordination métallique et catalyse di fonctionnelle de dérivés β-hydroxy cétones tertiaires. Les réactions de Barbier et de Grignard sont des méthodes classiques pour former des liaisons carbone-carbone, et généralement utilisées pour la préparation d’alcools secondaires et tertiaires. En vue d’améliorer la réaction de Grignard avec le 1-iodobutane dans les conditions « one-pot » de Barbier, nous avons obtenu comme produit majoritaire la β-hydroxy cétone provenant de l’auto aldolisation de la 5-hexen-2-one, plutôt que le produit attendu d’addition de l’alcool (Chapitre 3). La formation inattendue de la β-hydroxy cétone a également été observée en utilisant d’autres dérivés méthyl cétone. Étonnement dans la réaction intramoléculaire d’une tricétone, connue pour former la cétone Hajos-Parrish, le produit majoritaire est rarement la β-hydroxy cétone présentant la fonction alcool en position axiale. Intrigué par ces résultats et après l’étude systématique des conditions de réaction, nous avons développé deux nouvelles méthodes à travers la synthèse sélective et catalytique de β-hydroxy cétones spécifiques par cyclisation intramoléculaire avec des rendements élevés (Chapitre 4). La réaction peut être catalysée soit par une base adaptée et du bromure de lithium comme additif en passant par un état de transition coordonné au lithium, ou bien soit à l’aide d’un catalyseur TBD di fonctionnel, via un état de transition médiée par une coordination bidenté au TBD. Les mécanismes proposés ont été corroborés par calcul DFT. Ces réactions catalytiques ont également été appliquées à d’autres substrats comme les tricétones et les dicétones. Bien que les efforts préliminaires afin d’obtenir une enantioselectivité se sont révélés sans succès, la synthèse et la recherche de nouveaux catalyseurs chiraux sont en cours.

Synthesis and electrochemical properties of mesoporous nickel oxide

Mesoporous Ni(OH)(2) is synthesized using sodium dodecyl sulfate as a template and urea as a hydrolysis-controlling agent. Mesoporous NiO with a centralized pore-size distribution is obtained by calcining Ni(OH)(2) at different temperatures. The BET specific surface area reaches 477.7 m(2) g(-1) for NiO calcined at 250 degreesC. Structure characterizations indicate a good mesoporous structure for the nickel oxide samples. Cyclic voltammetry shows the NiO to have good capacitive behaviour due to its unique mesoporous structure when using a large amount of NiO to fabricate the electrode. Compared with NiO prepared by dip-coating and cathodic precipitation methods, mesoporous NiO with a controlled pore structure can be used in much larger amounts to fabricate electrodes and still maintain a high specific capacitance and good capacitive behaviour. (C) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

A new approach to the synthesis of nanocrystal conjugated polymer composites

A novel one pot process has been developed for the preparation of PbS nanocrystals in the conjugated polymer poly 2-methoxy,5-(2 ethyl-hexyloxy-p-phenylenevinylene) (MEH-PPV). Current techniques for making such composite materials rely upon synthesizing the nanocrystals and conducting polymer separately, and subsequently mixing them. This multi-step technique has two serious drawbacks: templating surfactant must be removed before mixing, and co-solvent incompatibility causes aggregation. In our method, we eliminate the need for an initial surfactant by using the conducting polymer to terminate and template nanocrystal growth. Additionally, the final product is soluble in a single solvent. We present materials analysis which shows PbS nanocrystals can be grown directly in a conducting polymer, the resulting composite is highly ordered and nanocrystal size can be controlled.

Segmented polyurethane nanocomposites: Impact of controlled particle size nanofillers on the morphological response to uniaxial deformation

A series of TPU nanocomposites were prepared by incorporating organically modified layered silicates with controlled particle size. To our knowledge, this is the first study into the effects of layered silicate diameter in polymer nanocomposites utilizing the same mineral for each size fraction. The tensile properties of these materials were found to be highly dependent upon the size of the layered silicates. A decrease in disk diameter was associated with a sharp upturn in the stress-strain curve and a pronounced increase in tensile strength. Results from SAXS/SANS experiments showed that the layered silicates did not affect the bulk TPU microphase structure and the morphological response of the host TPU to deformation or promote/hinder strain-induced soft segment crystallization. The improved tensile properties of the nanocomposites containing the smaller nanofillers resulted from the layered silicates aligning in the direction of strain and interacting with the TPU sequences via secondary bonding. This phenomenon contributes predominantly above 400% strain once the microdomain architecture has largely been disassembled. Large tactoids that are unable to align in the strain direction lead to concentrated tensile stresses between the polymer and filler, instead of desirable shear stresses, resulting in void formation and reduced tensile properties. In severe cases, such as that observed for the composite containing the largest silicate, these voids manifest visually as stress whitening.

Synthesis and characterization of mesoporous nickel oxide and its application to electrochemical capacitor

Mesoporous Ni(OH)(2) was synthesized using cationic surfactant as template and urea as hydrolysis-controlling agent. Mesoporous NiO with centralized pore size distribution was obtained by calcining Ni(OH)(2) at different temperatures. The BET specific surface area reaches 477.7 m(2).g(-1) for NiO calcined at 523 K. Structure characterizations indicate the polycrystalline pore wall of mesoporous nickel oxide. The pore-formation mechanism is also deduced to be quasi-reverse micelle mechanism. Cyclic voltammetry shows the good capacitive behavior of these NiO samples due to its unique mesoporous structure when using large amount of NiO to fabricate electrode. Compared with NiO prepared by dip-coating and cathodic precipitation methods, this mesoporous NiO with controlled pore structure can be used in much larger amount to fabricate the electrode and still maintains high specific capacitance and good capacitive behavior.

Synthesis and aggregation behavior of four-arm star amphiphilic block copolymers in water

We report the first synthesis of amphiphilic four-arm star diblock copolymers consisting of styrene (STY) and acrylic acid (AA) made using reversible addition-fragmentation chain transfer (RAFT; Z group approach with no star-star coupling). The polymerization proceeded in an ideal living manner. The size of the poly(AA(132)-STYm)(4) stars in DMF were small and close to 7 nm, suggesting no star aggregation. Slow addition of water (pH = 6.8) to this mixture resulted in aggregates of 15 stars per micelle with core-shell morphology. Calculations showed that the polyAA blocks were slightly extended with a shell thickness of 15 nm. Treatment of these micelles with piperidine to cleave the block arms from the core resulted in little or no change on micelle size or morphology, but the polyAA shell thickness was close to 29 nm (33 nm is the maximum at full extension) suggesting a release of entropy when the arms are detached from the core molecule. In this work we showed through the use of star amphiphilic polymers that the micelle size, aggregation number, and morphology could be controlled.