Magnetic characterization by SQUID and FMR of a biocompatible ferrofluid based on Fe(3)O(4)

Biocompatible superparamagnetic iron oxide nanoparticles of magnetite coated with dextran were magnetically characterized using the techniques of SQUID (superconducting quantum interference device) magnetometry and ferromagnetic resonance (FMR). The SQUID magnetometry characterization was performed by isothermal measurements under applied magnetic field using the methods of zero-field-cooling (ZFC) and field-cooling (FC). The magnetic behavior of the nanoparticles indicated their superparamagnetic nature and it was assumed that they consisted exclusively of monodomains. The transition to a blocked state was observed at the temperature T(B) = (43 +/- 1) K for frozen ferrofluid and at (52 +/- 1) K for the lyophilized ferrofluid samples. The FMR analysis showed that the derivative peak-to-peak linewidth (Delta H(PP)), gyromagnetic factor (g), number of spins (N(S)), and spin-spin relaxation time (T(2)) were strongly dependent on both temperature and super-exchange interaction. This information is important for possible nanotechnological applications, mainly those which are strongly dependent on the magnetic parameters.

Antiferromagnetic exchange interactions from hybrid density functional theory

A hybrid theory which combines the full nonlocal ¿exact¿ exchange interaction with the local spin-density approximation of density-functional theory is shown to lead to marked improvement in the description of antiferromagnetically coupled systems. Semiquantitative agreement with experiment is found for the magnitude of the coupling constant in La2CuO4, KNiF3, and K2NiF4. The magnitude of the unpaired spin population on the metal site is in excellent agreement with experiment for La2CuO4.

Preparation of alpha-labeled aldehydes by base-catalyzed exchange reactions

A simple, efficient protocol for the preparation of α-labeled aldehydes based on H/D exchange catalyzed by 4-(N,N-dimethylamino)pyridine or Et3N is described. High chemical yields and ratios of isotope incorporation were obtained even when small amounts (1 mmol) of aldehyde were used.

Preparation of alpha-labeled aldehydes by base-catalyzed exchange reactions

A simple, efficient protocol for the preparation of α-labeled aldehydes based on H/D exchange catalyzed by 4-(N,N-dimethylamino)pyridine or Et3N is described. High chemical yields and ratios of isotope incorporation were obtained even when small amounts (1 mmol) of aldehyde were used.

Cartographie du réseau d'interactions protéiques de la machinerie de transcription dans les cellules humaines

Les protéines sont les macromolécules les plus polyvalentes de la cellule. Elles jouent un rôle fondamental dans la majorité des processus biologiques à travers la formation de complexes multi-protéiques. Durant la transcription, une multitude de facteurs sont impliquées dans le contrôle de l’activité des complexes ARN polymérases. Notre laboratoire s’est intéressé au réseau d’interaction de la machinerie de transcription des ARN polymérases nucléaires, dans le but de mieux comprendre leurs mécanismes de régulation. Pour ce faire, une procédure protéomique comprenant la purification de complexes protéiques par affinité couplée à la spectrométrie de masse et à l’analyse bioinformatique a été développée. La méthode de purification TAP (Tandem Affinity Purification) a été adaptée pour permettre la purification de complexes protéiques solubles assemblés in vivo à partir de cellules humaines. L’objectif de mon projet de maîtrise était de purifier le complexe de l’ARN Pol I ainsi que de poursuivre l’expansion du réseau d’interactions protéine-protéine de la machinerie de transcription de l’ARN Pol II humaine. À l’aide des protéines POLR1E, TWISTNB, POLR2E, PFDN4, MBD2, XPA, CAND1 et PDCD5 étiquetées (TAP-tag) exprimées dans des lignées cellulaires ECR-293, plusieurs complexes protéiques solubles ont été purifiés et analysés par spectrométrie de masse. Les interactions protéiques ont été triées et validées bioinformatiquement pour donner en final une liste d’interactions ayant un haut degré de confiance à partir de laquelle des réseaux d’interactions protéine-protéine ont été créés. Le réseau créé au cours de ce projet connecte plusieurs composantes de la machinerie transcriptionnelle tels que les ARN Pol I, II et III, les complexes RPAP3/R2TP/prefoldin-like, TRiC/CCT, Mi-2/NuRD et des facteurs de transcription et de réparation de l’ADN. Ce type d’analyse nous a permis d’identifier et de caractériser de nouveaux régulateurs de la machinerie de transcription de l’ARN Pol I et II et de mieux comprendre son fonctionnement.

Un système d'aide à la visualisation interactive de logiciels

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Étude du champ magnétique interne de deux matériaux magnétiques et d'un supraconducteur sans symétrie d'inversion.

Cette thèse est divisée en trois parties. Une première section présente les résultats de l'étude de la formation de polarons magnétiques liés (BMP) dans le ferroaimant EuB6 par diffusion de neutrons à petits angles (SANS). La nature magnétique du système ferromagnétique est observée sous une température critique de 15K. La signature des BMP n'apparaît pas dans la diffusion de neutrons, mais ces mesures permettent de confirmer une limite inférieure de 100\AA à la longueur de cohérence des BMP (xi_{Lower}). Dans un second temps, l'étude du LaRhSi3, un supraconducteur sans symétrie d'inversion, par muSR et ZF-muSR nous permet de sonder le comportement magnétique du système dans la phase supraconductrice. Aucun champ magnétique interne n'a été détecté en ZF-muSR sous la température critique (T_c = 2.2K). Cela indique que la phase supraconductrice ne porte pas de moment cinétique intrinsèque. L'analyse du spectre d'asymétrie sous l'application d'un champ magnétique externe nous apprend que le système est faiblement type II par l'apparition de la signature de domaines magnétiques typique d'un réseau de vortex entre H_{c1}(0) et H_{c2}(0), respectivement de 80+/- 5 et 169.0 +/- 0.5 G. Finalement, la troisième section porte sur l'étude du champ magnétique interne dans l'antiferroaimant organique NIT-2Py. L'observation d'une dépendance en température des champs magnétiques internes aux sites d'implantation muonique par ZF-muSR confirme la présence d'une interaction à longue portée entre les moments cinétiques moléculaires. Ces valeurs de champs internes, comparées aux calculs basés sur la densité de spins obtenue par calculs de la théorie de la fonctionnelle de la densité, indiquent que la moitié des molécules se dimérisent et ne contribuent pas à l'ordre antiferromagnétique. La fraction des molécules contribuant à l'ordre antiferromagnétique sous la température critique (T_c = 1.33 +/- 0.01K) forme des chaines uniformément polarisées selon l'axe (1 0 -2). Ces chaines interagissent antiferromagnétiquement entre elles le long de l'axe (0 1 0) et ferromagnétiquement entre les plan [-1 0 2].

Studies on Pseudoscalar Meson Bound States and Semileptonic Decays in a Relativistic Potential Model

In this thesis quark-antiquark bound states are considered using a relativistic two-body equation for Dirac particles. The mass spectrum of mesons includes bound states involving two heavy quarks or one heavy and one light quark. In order to analyse these states within a unified formalism, it is desirable to have a two-fermion equation that limits to one body Dirac equation with a static interaction for the light quark when the other particle's mass tends to infinity. A suitable two-body equation has been developed by Mandelzweig and Wallace. This equation is solved in momentum space and is used to describe the complete spectrum of mesons. The potential used in this work contains a short range one-gluon exchange interaction and a long range linear confining and constant potential terms. This model is used to investigate the decay processes of heavy mesons. Semileptonic decays are more tractable since there is no final state interactions between the leptons and hadrons that would otherwise complicate the situation. Studies on B and D meson decays are helpful to understand the nonperturbative strong interactions of heavy mesons, which in turn is useful to extract the details of weak interaction process. Calculation of form factors of these semileptonic decays of pseudo scalar mesons are also presented.

Síntesi, estructura i reactivitat de nous complexos de Cu, Ag i Ni contenint lligands triazamacrocíclics. Aplicacions en l'activació d'enllaços

· S'ha preparat i caracteritzat una família de complexos de Cu(III) contenint lligands triazamacrocíclics, estudiant-se les seves propietats estructurals, espectroscòpiques i redox. Aquesta àmplia família de complexos tenen un gran interès perquè permeten descriure les propietats dels complexos de Cu en un estat d'oxidació poc habitual i a més ens han permès mesurar de manera quantitativa l'efecte Meyerstein. · Una nova família de complexos de Cu(I) amb els lligands triazamacrocíclics es sintetitzada i caracteritzada per tècniques espectroscòpiques i estructurals, demostrant que aquests complexos presenten diferents estructures a l'estat sòlid i en dissolució. Així doncs, mentre que en dissolució es demostra per RMN que es tracta d'una espècie monomèrica, la determinació estructural per difracció de raigs X d'aquests complexos de Cu(I), ens confirma la formació d'espècies polimèriques. Per altra banda, s'ha estudiat la seva reactivitat; a) la seva implicació en la formació de lligands deuterats mitjançant l'intercanvi H/D en condicions suaus i b) la formació de complexos bisfenoxo a partir de la reactivitat entre els corresponents complexos de Cu(I) i oxigen molecular. De la mateixa manera, s'ha preparat el corresponent anàleg de Ag(I) en estat sòlid, obtenint la formació d'un polímer de Ag(I), el qual presenta a l'estat sòlid una estructura en forma de ziga-zaga, diferent a l'estructura del polímer de Cu(I), que és lineal. · S'ha determinat i proposat el mecanisme que té lloc en l'activació de l'enllaç C-H i posterior reacció de transferència per tal d'estabilitzar els productes finals mitjançant una reacció de desproporció. El seguiment de la reacció té lloc mitjançant tècniques espectroscòpiques com UV-vis. Dit seguiment, ens permet determinar les diferents influències electròniques sobre la reacció de formació dels complexos organometàl·lics de Cu(III). A més a més, el seguiment de la reacció a baixa temperatura ens permet determinar espectroscòpica i teòricament la formació d'un intermedi de Cu(II), i mitjançant la determinació dels paràmetres cinètics i termodinàmics es proposa un mecanisme de reacció. Posteriorment, s'ha assajat la reactivitat d'una sal de Cu(II) amb un lligand macrocíclic que conté un grup metil en el carboni orientat cap al centre del macrocicle, implicant la formació d'un intermedi agòstic. De la determinació estructural d'aquest intermedi de CuII i del lligand protonat, s'extreuen una sèrie de conclusions molt interessants, com són la demostració estructural de l'activació de l'enllaç C-C en la primera etapa de formació i de manera anàloga poder comparar-ho amb els sistemes macrocíclics HL2-HL6, demostrant la possible formació d'un intermedi agòstic, on es produeix l'activació de l'enllaç C-H. Aquesta similitud estaria d'acord amb els sistemes HL2-HL6, els quals espectroscòpica i teòricament s'havia detectat la presència d'un intermedi de característiques similars. Degut a l'acidesa d'aquest protó, i gràcies a la presència d'una base com és el propi lligand, aquest podia ésser extret donant lloc a la formació dels corresponents organometàl·lics de Cu(III). Dita estructura també representa un dels pocs exemples d'un organometàl·lic de CuII, un estat d'oxidació poc conegut dins d'aquest camp. · S'ha descrit la reactivitat dels nous complexos organometàl·lics de Cu(III), els quals sota medi pròtic i en condicions àcides o neutres són espècies totalment estables, però en condicions bàsiques o reductores aquestes espècies reaccionen donant lloc a la formació de noves espècies de tipus bisfenoxo, on el Cu es troba en estat d'oxidació +2. S'han caracteritzat mitjançant difracció de RX, on es s'observa l'entorn químic del Cu, la geometria del complex bisfenoxo i l'hidroxilació de l'anell aromàtic. · Finalment, s'ha descrit per primera vegada la síntesi i caracterització d'uns nous complexos organometàl·lics de Ni. Aquests són sintetitzats en base als càlculs teòrics realitzats sobre els nostres sistemes macrocíclics. Per aquests complexos hem investigat l'efecte del metall, canviant el coure per altres metalls de la primera sèrie de transició (Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn) i de la segona sèrie de transició (Ru, Rh, Pd, Ag). Els resultats demostren que el Ni(II), és el metall que presenta una major capacitat de l'activació de l'enllaç C-H en aquests sistemes aromàtics. Aquests compostos s'oxiden lentament cap a complexos de Ni(III). Per altra banda, l'addició d'una sal de clor sobre una solució d'un complex de Ni(II) permet aïllar el corresponent complex de Ni(III), caracteritzat per ressonància de spin electrònic

A new tetranuclear copper(II) complex with oximate bridges: structure, magnetic properties and DFT study

A new tetranuclear complex, [Cu4L4](ClO4)4·2H2O (1), has been synthesized from the self-assembly of copper(II) perchlorate and the tridentate Schiff base ligand (2E,3E)-3-(2-aminopropylimino) butan-2-one oxime (HL). Single-crystal X-ray diffraction studies reveal that complex 1 consists of a Cu4(NO)4 core where the four copper(II) centers having square pyramidal environment are arranged in a distorted tetrahedral geometry. They are linked together by a rare bridging mode (μ3-η1,η2,η1) of oximato ligands. Analysis of magnetic susceptibility data indicates moderate antiferromagnetic (J1 = −48 cm−1, J2 = −40 cm−1 and J3 = −52 cm−1) exchange interaction through σ-superexchange pathways (in-plane bridging) of the oxime group. Theoretical calculations based on DFT technique have been used to obtain the energy states of different spin configurations and estimate the coupling constants and to understand the exact magnetic exchange pathways.

2-(4,5,6,7-tetrafluorobenzimidazol-2-yl)-4,4,5,5-tetramethyl-4,5-dihydro-1H-imidazole-3-oxide-1-oxyl, a hydrogen-bonded organic quasi-1D ferromagnet

The title radical (F4BlmNN) is a stable nitronylnitroxide that forms hydrogen-bonded NH center dot center dot center dot ON chains in the solid state. The chains assemble the F4BlmNN molecules to form stacked contacts between the radical groups, in a geometry that is expected to exhibit ferromagnetic (FM) exchange based on spin polarization (SP) models. The experimental magnetic susceptibility of F4BlmNN confirms the expectation, showing 1-D Heisenberg chain FM exchange behavior over 1.8-300 K with an intrachain exchange constant Of J(chain)/k = +22 K. At lower temperatures, ac magnetic susceptibility and variable field heat capacity measurements show that F4BlmNN acts as a quasi-1-D ferromagnet. The dominant ferromagnetic exchange interaction is attributable to overlap between spin orbitals of molecules within the hydrogen-bonded chains, consistent with the SP model expectations. The chains appear to be antiferromagnetically exchange coupled, giving cusps in the ac susceptibility and zero field heat capacity at lower temperatures. The results indicate that the sample orders magnetically at about 0.7 K. The magnetic heat capacity ordering cusp shifts to lower temperatures as external magnetic field increases, consistent with forming a bulk antiferromagnetic phase below a Neel temperature of T-N(0) = 0.72 K, with a critical field of H-c approximate to 1800 Oe. The interchain exchange is estimated to be zJ/k congruent to (-)0.1 K.

MAGNETIC FIELD INDUCED NEAR-BAND-GAP OPTICAL PROPERTIES IN EuTe LAYERS

The magnetic response of the near-band-edge optical properties is studied in EuTe layers. In several magneto-optical experiments, the absorption and emission are described as well as the related Stokes shift. Specifically, we present the first experimental report of the photoluminescence excitation (PLE) spectrum in Faraday configuration. The PLE spectra shows to be related with the absorption spectra through the observation of resonance between the excitation light and the zero-field band-gap. A new emission line appears at 1.6 eV at a moderate magnetic field in the photoluminescence (PL) spectra. Furthermore, we examine the absorption and PL red-shift induced by the magnetic field in the light of the d-f exchange interaction energy involved in these processes. Whereas the absorption red-shift shows a quadratic dependence on the field, the PL red-shift shows a linear dependence which is explained by spin relaxation of the excited state.

Isostructural M(RL)(2)(hfac)(2) complexes with RL=5-(4-[N-tert-butyl-N-aminoxyl]phenyl)pyrimidine

5-(4-(N-tert-Butyl-N-aminoxylphenyl)) pyrimidine (RL, 4PPN) forms crystallographically isostructural and isomorphic pseudo-octahedral M(RL)(2)(hfac)(2) complexes with M(hfac)(2), M = Zn, Cu, Ni, Co, and Mn. Multiple close contacts occur between sites of significant spin density of the organic radical units. Magnetic behavior of the Zn, Cu, Ni, Co complexes appears to involve multiple exchange pathways, with multiple close crystallographic contacts between sites that EPR (of 4PPN) indicates to have observable spin density. Powder EPR spectra at room temperature and low temperature are reported for each complex. Near room temperature, the magnetic moments of the complexes are roughly equal to those expected by a sum of non-interacting moments (two radicals plus ion). As temperature decreases, AFM exchange interactions become evident in all of the complexes. The closest fits to the magnetic data were found for a 1-D Heisenberg AFM chain model in the Zn(II) complex (J/k = (-)7 K), and for three-spin RL-M-RL exchange in the other complexes (J/k = (-)26 K, (-)3 K, (-) 6 K, for Cu(II), Ni(II), and Co(II) complexes, respectively). (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Evidence for magnetic phase separation in La(0.86)Sr(0.14)Mn(1-x)Cu(x)O(3+delta) manganites from NMR and magnetic measurements

Polycrystalline La(0.86)Sr(0.14)Mn(1-x)Cu(x)O(3+delta) (x = 0, 0.05, 0.10, 0.15, 0.20) manganites were investigated by means of magnetic measurements and zero-field (139)La and (55)Mn nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy. Magnetization versus temperature measurements revealed a paramagnetic to ferromagnetic transition in most samples, with lower Curie temperatures and broader transitions for samples with higher Cu contents. The details of the magnetization measurements suggested a phase-separated scenario, with ferromagnetic clusters embedded in an antiferromagnetic matrix, especially for the samples with large Cu contents (x = 0.15 and 0.20). Zero-field (139)La NMR measurements confirmed this finding, since the spectral features remained almost unchanged for all Cu-doped samples, whereas the bulk magnetization was drastically reduced with increasing Cu content. (55)Mn NMR spectra were again typical of ferromagnetic regions, with a broadening of the resonance line caused by the disorder introduced by the Cu doping. The results indicate a coexistence of different magnetic phases in the manganites studied, with the addition of Cu contributing to the weakening of the double-exchange interaction in most parts of the material.

Entanglement temperature in molecular magnets composed of S-spin dimers

In the present work, we investigate the quantum thermal entanglement in molecular magnets composed of dimers of spin S, using an Entanglement Witness built from measurements of magnetic susceptibility. An entanglement temperature, T(e), is then obtained for some values of spin S. From this, it is shown that T(e) is proportional to the intradimer exchange interaction J and that entanglement appears only for antiferromagnetic coupling. The results are compared to experiments carried on three isostructural materials: KNaMSi(4)O(10) (M=Mn, Fe or Cu). Copyright (C) EPLA, 2009