A novel catalyst for clean production of diphenols - Ferric trisacetylacetonate MCM-41

Ferric trisacetylacetonate has been deposited within the zeolite MCM-41 and the product characterized by XRD and IR. In water at pH 7 it catalyzes the oxidation of phenol by H2O2, giving 58% conversion in 1 h at 50 degrees C: products are catechol (66%), hydroquinone (27%) and benzoquinone (7%). Other oxidants and solvents are much less effective. UV-VIS spectra suggest a radical substitution mechanism, and a pollution-free process for phenol hydroxylation is now possible.

Improved preparations of ionic liquids using microwave irradiation

Controlled, multimode microwave irradiation has been employed in a generic solvent-free process to prepare a wide range of ionic liquids based on nitrogen-containing heterocycles. The developed method offers a flexible, small to large-scale approach to prepare ionic liquids, in either sealed or open vessels, in a faster and greener process than any previously described.

Gastroretentive Extended-Release Floating Granules Prepared Using a Novel Fluidized Hot Melt Granulation (FHMG) Technique

The objective of this work was to investigate the feasibility of using a novel granulation technique, namely, fluidized hot melt granulation (FHMG), to prepare gastroretentive extended-release floating granules. In this study we have utilized FHMG, a solvent free process in which granulation is achieved with the aid of low melting point materials, using Compritol 888 ATO and Gelucire 50/13 as meltable binders, in place of conventional liquid binders. The physicochemical properties, morphology, floating properties, and drug release of the manufactured granules were investigated. Granules prepared by this method were spherical in shape and showed good flowability. The floating granules exhibited sustained release exceeding 10 h. Granule buoyancy (floating time and strength) and drug release properties were significantly influenced by formulation variables such as excipient type and concentration, and the physical characteristics (particle size, hydrophilicity) of the excipients. Drug release rate was increased by increasing the concentration of hydroxypropyl cellulose (HPC) and Gelucire 50/13, or by decreasing the particle size of HPC. Floating strength was improved through the incorporation of sodium bicarbonate and citric acid. Furthermore, floating strength was influenced by the concentration of HPC within the formulation. Granules prepared in this way show good physical characteristics, floating ability, and drug release properties when placed in simulated gastric fluid. Moreover, the drug release and floating properties can be controlled by modification of the ratio or physical characteristics of the excipients used in the formulation.

VUV-Laserablation von Spinnenseide

Spinnenseide gehört zu den stabilsten bekannten Polymerverbindungen. Spinnfäden können bis auf das Dreifache ihrer ursprünglichen Länge gedehnt werden, bevor sie reißen, und dabei mit rund 160 MJ/m³ mehr als dreimal soviel Energie absorbieren wie die stärkste synthetisch hergestellte Faser Kevlar (50 MJ/m³). Dabei weisen Spinnfäden mit 2 bis 5 Mikrometer nur ein Zehntel des Durchmessers eines menschlichen Haares auf. Das präzise, berührungslose Bearbeiten von Spinnenseide ist für verschiedene technische Anwendungen interessant, insbesondere wenn dabei ihre außergewöhnlichen Eigenschaften erhalten bleiben. Könnten die von Natur aus dünnen Seidenfäden gezielt in ihrem Durchmesser verringert werden, so wären sie unter anderem in der Mikroelektronik einzusetzen. Hier könnten sie als Trägermaterial für eine dünne, elektrisch leitfähige Schicht fungieren. Man erhielte Nanodrähte, die auch in mechanisch besonders belasteten Mikroelektronikbauteilen (MEMS) Verwendung finden könnten. In dieser Arbeit wird die Verwendung der laserinduzierten Ablation zur gezielten Bearbeitung von Haltefäden der Schwarzen Witwe (Latrodectus hesperus) beschrieben. Eingesetzt wurde ein VUV-Excimerlaser vom Typ LPF 205 (Lambda-Physik, Göttingen) mit einer Wellenlänge von 157 nm und einer Pulsdauer von 18 ns. Eine berührungslose Laserbearbeitung bei 157 nm erlaubt einen effizienten und präzisen Abtrag von Material durch Ablation aufgrund der geringen optischen Eindringtiefe von unter 100 nm oberhalb einer Schwellenfluenz (Energie/Fläche) von Φth=29 mJ/cm², ohne dabei das umgebende Material thermisch zu beeinträchtigen. Parallel zur Ablation setzt allerdings eine wellenförmige Oberflächenstrukturierung auf der Faseroberfläche ein, wodurch die mechanische Belastbarkeit der Faser entscheidend geschwächt wird. Die Ursache hierfür liegt im Abbau materialbedingter Spannungsfelder („stress release“) innerhalb einer durch das Laserlicht induzierten dünnen Schmelzschicht. Im Rahmen dieser Arbeit ist es nun gelungen, diese Strukturen durch einen anschließenden Glättungsprozeß zu entfernen. Dabei wird auf der bestrahlten Oberfläche mittels Laserlichts eine glatte Ablation erzielt. Mit feinerer Abstufung dieser Prozeßschritte konnte der Durchmesser des verwendeten Spinnenseidefadens zum Teil um 70 Prozent bis auf ca. 750 nm verringert werden. Durch Zugfestigkeitsexperimente wurde belegt, daß die mechanischen Eigenschaften der so bearbeiteten Spinnenseide weitgehend erhalten bleiben. Die im Rahmen dieser Arbeit angewandte Methode erlaubt somit eine präzise Laserablation von Spinnenseide und ähnlichen hochabsorbierenden Materialien, ohne deren Kernsubstanz in ihrer Beschaffenheit zu verändern.

Genetic parameters of racing performance traits of Quarter horses in Brazil

The data used in the present study were recorded at the Jockey Club of Sorocaba for 5094 racing performance of 1350 Quarter Horses at the Paulista Race Track of Sorocaba, state of São Paulo, Brazil, from 1991 to 1997. The considered traits were time and final rank. The model used in analysis included random animal and permanent environmental effects, and race, sex, age and origin as fixed effects. The variance and covariance components were estimated by the restricted maximum likelihood for an animal model, using the derivative-free process method and the MTDFREML software. For the time, heritability was 0.17 (0.05), while estimate of repeatability 0.55 (0.05). The lower heritability for the final rank, 0.13 (0.04), indicate that this trait is not the most appropriate one for inclusion in programs of Quarter horse selection in Sorocaba racetrack. The repeatability estimate for rank was 0.44 (0.04) and the genetic correlation between this trait and time was 0.99.

Use of sugarcane bagasse and grass hydrolysates as carbon sources for xylanase production by Bacillus circulans D1 in submerged fermentation

The use of sugarcane bagasse and grass as low cost raw material for xylanase production by Bacillus circulans D1 in submerged fermentation was investigated. The microorganism was cultivated in a mineral medium containing hydrolysate of bagasse or grass as carbon source. High production of enzyme was obtained during growth in media with bagasse hydrolysates (8.4 U/mL) and in media with grass hydrolysates (7.5 U/mL). Xylanase production in media with hydrolysates was very close to that obtained in xylan containing media (7.0 U/ mL) and this fact confirm the feasibility of using this agro-industrial byproducts by B. circulans D1 as an alternative to save costs on the enzyme production process. (c) 2005 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Effect of pectinolitic enzymes on the physical properties of caja-manga (Spondias cytherea Sonn.) pulp

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Isolamento de fungo produtor de enzimas xilanolíticas: produção e caracterização de xilanase

Pós-graduação em Alimentos e Nutrição - FCFAR

Monoamine oxidase B layer-by-layer film fabrication and characterization toward dopamine detection

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Synthese funktionalisierter Phenolpolymere durch HRP-katalysierte Polyrekombination

ZUSAMMENFASSUNG: Die durch das Enzym Horseradish Peroxidase katalysierte oxidative Polymerisation substituierter Phenole gewährt einen bequemen Zugang zu funktionalisierten Phenolpolymeren, deren Anwendung als Ersatz für konventionelle Phenol-Formaldehyd-Harze zur Zeit intensiv erforscht wird. Zur Zeit werden Polymerisation dieser Art in Mischungen aus organischen Lösungsmitteln (z.B. 1,4-Dioxan) und Puffer durchgeführt. Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine HRP-katalysierte Phenolpolymerisation von wasserunlöslichen Methacryloyl- und Maleinimid-substituierten Phenolen in 100% Pufferlösung durch die Verwendung von 2,6-methylierten Cyclodextrinen als carrier erreicht. Die so hergestellten Oligomere wurden mit Styrol und MMA copolymerisiert. Weitere Untersuchungen hatten die Synthese photoreaktiver Phenolpolymere mit Zimtsäure- oder Nitrongruppen in der Seitenkette, die Synthese thermisch vernetzbarer Phenolcopolymere aus Furan-2-carboxylsäure-(4-hydroxy-phenyl)-amid und N-methacryloyl-11-aminoundecanoyl-4-hydroxyanilid sowie die Synthese eines Redoxpolymeren ausgehend von 4-Aminophenol zum Ziel. Daneben wurden Strategien zur enzymatisch katalysierten Synthese von Poly[para-phenylenen], hyperverzweigten Phenolpolymeren und biologisch aktiven Phenolpolymeren entwickelt, und detaillierte Untersuchungen zum Polymerisationsmechanismus und zur Struktur der entstehenden Phenolpolymere vorgestellt. Die vorgestellten Phenolpolymere bestehen hoechstwahrscheinlich aus polyaromatischen Helices, da diese p-substituierten Phenole während des Rekombinationsprozesses bevorzugt an den ortho-Positionen rekombinieren.

Grenzflächenverhalten und Strukturierung von dünnen, amphiphilen Blockcopolymerfilmen

Die Oberfläche von Blockcopolymerfilmen wird aus denjenigen Blöcken gebildet, die gegenüber dem benachbarten Medium die geringste Oberflächenenergie besitzen. Durch eine gezielte Änderung des Mediums kann man Einfluss auf die chemische Zusammensetzung nehmen und einen Wechsel der Oberflächenlamelle erzwingen. Das Ziel dieser Arbeit war es, das Grenzflächenverhalten von dünnen, amphiphilen Blockcopolymerfilmen näher zu untersuchen, die Filmoberflächen in einem lösungsmittelfreien Prozess lateral zu strukturieren und anschließend chemisch zu modifizieren. Zu diesem Zweck wurden zunächst neuartige hydrophile und hydrophobe Styrenderivate mit kurzen Seitenketten dargestellt, die anschließend durch kontrollierte radikalische Polymerisation („stable free radical polymerisation“ SFRP) mit dem TEMPO Unimer zu amphiphilen Diblockcopolymeren polymerisiert wurden. Funktionelle Gruppen in den hydrophilen Blöcken sollen zusätzlich eine chemische Modifizierung der Oberflächen dünner Blockcopolymerfilme ermöglichen. Der Nachweis der Reorientierung der Oberflächenlamelle unter dem Einfluss angrenzender polarer und unpolarer Medien gelang im Folgenden sowohl indirekt durch Kontaktwinkelmessungen, als auch direkt durch „Near edge X-ray Absorption Fine Structure“ Spektroskopie (NEXAFS). Durch Letztere konnten auch kinetische Informationen über den Prozess der Reorientierung gewonnen werden. In AFM Studien konnten weiterhin Zwischenstufen des von Senchu et al. postulierten Mechanismus nachgewiesen werden, der die Reorientierung als eine Art Reißverschlussmechanismus beschreibt, bei dem sich die energetisch günstigere Lamelle über die ungünstigere Oberflächenlamelle stülpt. Die laterale Strukturierung der Oberflächen dünner Blockcopolymerfilme erfolgte abweichend von der bekannten Technik, die auf der Verwendung von hydrophoben PDMS Stempeln und einem polaren Lösungsmittel zurückgreift, durch einen lösungsmittelfreien Prozess mit hydrophilen PDMS Stempeln. Auf die hydrophilen Bereiche der so strukturierten Blockcopolymeroberflächen konnte dann mittels einer Templatstrategie selektiv elementares Kupfer abgeschieden werden. Durch die Erzeugung leitfähiger Strukturen auf Blockcopolymerfilmen konnte exemplarisch die Eignung dieser zum Aufbau von Sensorstrukturen gezeigt werden.

Desenvolvimento de biossensores enzimáticos amperométricos para a determinação de compostos de importância clínica

Este trabalho descreve a preparação e caracterização de eletrodos modificados com azul da Prússia e materiais relacionados e a sua aplicação na construção de biossensores enzimáticos amperométricos para a detecção de oxalato e de glicose. Os materiais utilizados na modificação dos eletrodos foram azul da Prússia e compostos híbridos formados por hexacianoferrato de níquel e polipirrol ou hexacianoferrato de cobre e polipirrol. Os materiais lubridos mostraram-se capazes de mediar na eletroredução de peróxido de hidrogênio, mesmo em eletrólitos contendo Na+, apresentando melhor desempenho analítico quando comparados aos respectivos hexacianoferratos sem a presença do polímero condutor. Estes materiais foram utilizados com êxito na construção de biossensores para oxalato e para glicose, imobilizando as enzimas Oxalato Oxidase e Glicose Oxidase, respectivamente. Também foi estudada a preparação de um biossensor para a detecção de glicose utilizando a técnica de automontagem eletrostática camada por camada. Esta técnica permite otimizar o processo de immobilização da enzima, obtendo excelente desempenho analítico com pouca quantidade de enzima. Finalmente, são apresentadas a síntese, caracterização e aplicação de nanopartículas de azul da Prússia na determinação de peróxido de hidrogênio. Foi possível preparar nanopartículas com um diâmetro médio de 5 nm, as quais foram imobilizadas em eletrodos mediante a técnica de automontagem eletrostática camada por camada, a fim de estudar seu comportamento eletroquímico.

Uniqueness criteria for continuous-time Markov chains with general transition structures

We derive necessary and sufficient conditions for the existence of bounded or summable solutions to systems of linear equations associated with Markov chains. This substantially extends a famous result of G. E. H. Reuter, which provides a convenient means of checking various uniqueness criteria for birth-death processes. Our result allows chains with much more general transition structures to be accommodated. One application is to give a new proof of an important result of M. F. Chen concerning upwardly skip-free processes. We then use our generalization of Reuter's lemma to prove new results for downwardly skip-free chains, such as the Markov branching process and several of its many generalizations. This permits us to establish uniqueness criteria for several models, including the general birth, death, and catastrophe process, extended branching processes, and asymptotic birth-death processes, the latter being neither upwardly skip-free nor downwardly skip-free.

Characterisation and surface-profiling techniques for composite particles produced by dry powder coating in pharmaceutical drug delivery

The production of composite particles using dry powder coating is a one-step, environmentally friendly, process for the fabrication of particles with targeted properties and favourable functionalities. Diverse functionalities, such flowability enhancement, content uniformity, and dissolution, can be developed from dry particle coating. In this review, we discuss the particle functionalities that can be tailored and the selection of characterisation techniques relevant to understanding their molecular basis. We address key features in the powder blend sampling process and explore the relevant characterisation techniques, focussing on the functionality delivered by dry coating and on surface profiling that explores the dynamics and surface characteristics of the composite blends. Dry particle coating is a solvent- and heat-free process that can be used to develop functionalised particles. However, assessment of the resultant functionality requires careful selection of sensitive analytical techniques that can distinguish particle surface changes within nano and/or micrometre ranges.