Direct electrochemistry of the Desulfovibrio gigas aldehyde oxidoreductase

Eur. J. Biochem. 271, 1329–1338 (2004)

Proof of Concept of the Electrochemical Sensing of 3-Iodothyronamine (T1AM) and Thyronamine (T0AM)

Recent studies have shown that, besides the well-recognized T3 and T4 hormones, there are other relevant thyroid hormones circulating in the human body. In particular, this is the case for 3-iodothyronamine (T1AM) and thyronamine (T0AM). One of the reasons for the lack of studies showing their precise importance is the absence of analytical methodologies available. Herein, for the first time, T1AM and T0AM are electrochemically characterized. T0AM was sensed by means of a glassy carbon electrode; furthermore, T1AM was sensed both with a graphitic surface (oxidatively) as well as with mercury (reductively). For both compounds, after oxidation, it was possible to observe the reversible redox reaction concerning the benzoquinone/hydroquinone couple, thus increasing the specificity of the electroanalysis. Therefore, this work provides the basis for an ‘at-point-of-use’ electrochemical strip test for T1AM and T0AM.

The mechanism of formate oxidation by metal-dependent formate dehydrogenases

J Biol Inorg Chem (2011) 16:1255–1268 DOI 10.1007/s00775-011-0813-8

Compact ion-source based on superionic rubidium silver iodide (RbAg4I5) solid electrolyte

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Física

Análise de imagem em química analítica: empregando metodologias simples e didáticas para entender e prevenir o escurecimento de tecidos vegetais

A simple and didactic experiment was developed for image monitoring of the browning of fruit tissues caused by the enzyme polyphenol oxidase. The procedure, easy and inexpensive, is a valuable tool to teach and demonstrate the redox reaction between the enzyme and the natural polyphenols. To obtain the browning percentage for apple, pear and banana, digital photographs were employed, and the images were analyzed by means of Monte Carlo methods and digital analysis programs. The effects of several experimental conditions were studied, such as pH, light, temperature and the presence of oxygen or anti-oxidants. It was observed that each fruit presented a different condition that better minimized the oxidation process. The absence of oxygen and the application of a bissulphite solution were sufficient to keep the quality of all fruits tested.

Fast determination of minoxidil by photometric flow titration

A photometric flow titration based on the redox reaction between KMnO4 and minoxidil is described. The best titration results were observed at 3.20 x 10-4 mol L-1 KMnO4 and 1.00 x 10-3 mol L-1 minoxidil, using the minoxidil solutions as titrant. The flow rate was fixed at 17 mL min-1 and the titrant was added to the system in aliquots of 500 µL, the color changes were monitored at 550 nm. The method was applied to commercial samples and compared with the results from a chromatographic procedure. Recoveries from 97.6 to 102.8 % were observed depending on the sample. Comparison with the chromatographic procedure reveled relative errors of 3.5 - 4.0 %.

Potentiometric determination of Minoxidil in topical use pharmaceutical samples

A potentiometric titration method for the determination of minoxidil based on its redox reaction with K2Cr2O7 is described. The best results were observed using 1.00 x 10-3 mol L-1 K2Cr2O7 and 1.00 x 10-2 mol L-1 minoxidil solutions, and the minoxidil as titrant in 2.00 mol L-1 H2SO4 medium. The method was applied to commercial samples and compared with the results from a chromatographic procedure. Recoveries from 97.4 to 98.7 % were observed depending on the sample. Comparison with the chromatographic procedure reveled agreement within 90% confidence level.

Effect of iron on reactivity of vanillin in wine models /

Phenolic compounds are important components of grapes and wines. They have been found to have important roles in grape and wine systems and properties that are beneficial for human health. Vanillin (3-methoxy-4-hydroxybenzaldehyde) is a phenolic compound coming from the oxidative degradation of lignin in oak-barrels during the aging of wine. Vanillin is an important flavour component of wine and its concentration in wine influences significantly the aroma and flavour of wine. The concentration of vanillin in wine is affected by various factors including the presence of metal ions. In this work, by using HPLC, HPLC-MS, and MS technologies, iron (III) cations were found to affect the oxidation of vanillin in a model system of wine, and the product of the oxidation was identified as divanillin. The mechanism of the redox reaction between vanillin and Fe^"^ is thought to follow that of other phenol oxidations. Increasing the concentration of Fe ^ in the model system accelerates divanillin production. The best pH condition for the divanillin production in the system is the range of 3.0 ~ 3.5. Increasing temperature from 20°C to 40°C accelerates the divanillin production. Divanillin was found to exist in three commercial red wines in this work. Keeping the storage temperature cool and decreasing the contact of grapes and wines with iron are two major measures suggested by this work in order to decrease the oxidation of vanillin during the making and aging of wine.

Agrégation de tensioactifs anioniques à une interface solide-aqueux induite par l'oxydation d'une monocouche auto-assemblée de ferrocenylalkanethiolates

L'oxydoréduction des monocouches auto-assemblées («Self-assembled monolayers ou SAMs) de ferrocenyldodecanethiolates sur une surface d'or (Fc(CH2)12SAu) dans des solutions aqueuses de n-alkyle sulfate de sodium (6, 8, 10 et 12 atomes de carbone) est étudiée par spectroscopie de résonance des plasmons de surface («Surface Plasmons Resonance ou SPR) couplée avec de la voltampérométrie cyclique (VC). La technique SPR est utilisée pour suivre en temps réel l'adsorption des tensioactifs en fonction du potentiel appliqué. Elle permet de quantifier l'épaisseur et le recouvrement des molécules adsorbées pour déterminer l'organisation des tensioactifs anioniques sur la SAM. La VC est utilisée afin de caractériser l'oxydation du groupement ferrocène en présence des n-alkyle sulfate de sodium qui s'associent à la SAM grâce à l'appariement entre le ferrocénium et le groupement sulfate. Des mélanges binaires d'alkylesulfates de différentes compositions sont utilisés dans le but de déterminer l'organisation induite par une réaction d'oxydoréduction. L'effet de la longueur de la chaîne d'hydrocarbures sur la quantité de tensioactifs anioniques adsorbés ainsi que les affinités relatives d'appariement des anions alkyle sulfate aux ferrocéniums sont rapportés dans ce mémoire. Ces surfaces électrosensibles permettront la détection de molécules amphiphiles et la compréhension du comportement de mélanges binaires de tensioactifs. Ainsi, ces travaux apporteront une avancée sur la modulation électrochimique de l'organisation de matériaux sur des substrats solides basée sur l'appariement d'ions.

Elektrochemische und spektroelektrochemische Untersuchungen symmetrischer und unsymmetrischer Spiroverbindungen

In dieser Arbeit wurden elektronische Eigenschaften der sogenannten Spiroverbin-dungen untersucht, die aus zwei durch ein gemeinsames Spiro-Kohlenstoffatom miteinander verbundenen π-Systemen bestehen. Solche Untersuchungen sind notwendig, um die gezielte Synthese organischer Materialien mit bestimmten optischen, elektrischen, photoelektrischen oder magnetischen Eigenschaften zu ermöglichen. Im einzelnen wurden mit Hilfe der Cyclovoltammetrie, Square-Wave-Voltammetrie und Spektroelektrochemie eine Reihe homologer Spiro-p-oligophenyle, sowie symmetrisch und unsymmetrisch substituierte Spiroverbindungen und Spirocyclopentadithiophene unter-sucht. Dabei ergaben sich folgende Einflussfaktoren: Kettenlänge, verschiedene Substituenten (Trimethylsilyl, tert-Butyl, Fluor, Pyridyl, perfluoriertes Pyridyl, Dimethylamino-Gruppe), verschiedene Positionen der Substitution, Lage der Spiroverknüpfung und Art des π-Systems im Spirokern. Die elektronischen Eigenschaften der untersuchten Verbindungen variieren systema-tisch mit der Kettenlänge. So vermindert sich der Betrag der Redoxpotentiale der Spiroverbin-dungen mit Zunahme der Kettenlänge, während die Anzahl der übertragenen Elektronen mit zunehmender Kettenlänge wächst. Die Absorption der neutralen und geladenen Spezies ver-schiebt sich mit steigender Kettenlänge bathochrom. Der Substituenteneinfluss auf die Poten-tiallage hängt davon ab, welcher der Effekte +I, -I, +M, -M überwiegt; dabei spielt auch die Position der Substitution eine Rolle. Weiter lässt sich der Einfluss der Lage der Spiroverknüpfung auf die Redoxpotentiale mit der verschiedenen Coulomb-Abstoßung innerhalb oder/und zwischen Phenylketten bei symmetrisch und unsymmetrisch verknüpften Spiroverbindungen begründen. Schließlich wurden die Redoxmechanismen der untersuchten Spiroverbindungen er-mittelt. Die meisten Verbindungen werden zum Bis(radikalion) reduziert bzw. oxidiert (Me-chanismus A). Nur wenige Verbindungen werden nach Mechanismus B reduziert, in dem das Elektron unter Bildung eines Dianions in die schon einfach reduzierte Molekülhälfte über-geht. Die Unterschiede der Redoxpotentiale, der Lage der Absorption, des Reduktionsme-chanismus der Verbindungen mit unterschiedlichen Spirokernen (Spirobifluoren und Spiro-cyclopentadithiophen) konnten mit den unterschiedlichen elektronischen Strukturen von Phe-nyl- und Thiophenring (aromatisches und heteroaromatisches π System) erklärt werden.

Aprofitament de residus vegetals per a la concentració i separació d'ions metàl·lics de solucions aquoses

La adsorció sobre carbó actiu és un tractament habitual para a l'eliminació de metalls contaminants d'afluents aquosos. Amb la finalitat de reduir el cost dels tractament actuals s'està estudiant la utilització d'adsorbents de baix cost com a substituts dels sorbents convencionals que s'utilitzen usualment en els tractaments d'aigües. En aquesta tesi s'ha avaluat la possibilitat d'aprofitar diversos residus vegetals procedents de processos agrícoles o residus industrials, com a sorbents per a l'eliminació de metalls de solucions aquoses. En concret, el treball s'ha centrat en assolir dos grans objectius, primer de tot, conèixer la possibilitat d'utilitzar el pinyol d'oliva com a adsorbent de metalls divalents de solucions aquoses, com són el Cd(II), Cu(II), Ni(II) i Pb(II), i en segon lloc, avaluar la utilització de quatre residus vegetals (escorça de yohimbe, rapa de raïm, suro i pinyol d'oliva) per a l'extracció de Cr(VI) de solucions aquoses i utilitzar el residu vegetal més apropiat com a base per tal d'obtenir un nou sorbent, amb més bona morfologia per ser utilitzat en sistemes d'eliminació de Cr(VI) en continu. Les dades cinètiques d'adsorció es van tractar amb el model cinètic de pseudo-segon ordre, amb el que es van determinar la velocitat inicial d'adsorció dels metalls. Els models d'isotermes d'equilibri de Langmuir i Freundlich es van utilitzar per descriure els equilibris d'adsorció i calcular els paràmetres de les isotermes. En els assajos amb mescles binàries de metalls, els resultats es van tractar amb el model ampliat de Langmuir. En aquest treball s'ha determinat, primerament, que el pinyol d'oliva és un bon sorbent dels metalls divalents estudiats. S'ha determinat que l'adsorció dels metalls varia amb el pH de la solució i que la presència de sals en la solució provoca una davallada en l'adsorció. També es va determinar la competència en l'adsorció entre els metalls al realitzar assajos en mescles binàries. Amb els estudis d'extracció de Cr(VI) amb els quatre materials s'ha determinat que aquests vegetals poden adsorbir el Cr(VI) en solució, tot i que la rapa i la yohimbe són els materials que presenten unes capacitats d'adsorció més elevades. Les anàlisis amb espectroscòpia electrònica de Raig-X realitzats en la rapa de raïm i la yohimbe en contacte amb Cr(VI) varen demostrar la presència del metall en els dos estats d'oxidació, Cr(VI) i Cr(III), evidenciant la participació del mecanisme de reducció de Cr(VI) en l'adsorció del metall sobre els materials. Amb l'encapsulació de la rapa de raïm es va incrementar significativament la capacitat d'adsorció del metall respecta a la seva utilització en la forma original. Les dades experimentals es van tractar amb un model de difusió i es va determinar el coeficient de difusió en l'adsorció en el sorbent amb diferent percentatge de rapa en l'interior. Finalment s'han realitzat estudis preliminars d'adsorció de crom hexavalent en continu utilitzant columnes de petites dimensions farcides amb el sorbent format per boles de rapa encapsulada en alginat càlcic. En aquests assajos s'ha determinat l'efecte en l'adsorció de metall de diversos paràmetres d'operació, com la concentració inicial de metall, el cabal i l'alçada de llit. El model de transferència de matèria i difusió en columna emprat pel tractament de les dades experimentals va mostrar l'efecte de la concentració inicial i del cabal en els coeficients de difusió i transferència de matèria. El model BDST no va predir correctament el temps de servei en els diferents paràmetres d'operació experimentats a causa de la complexitat del procés d'adsorció. Amb aquests assajos preliminars s'han establert les bases de l'adsorció de Cr(VI) amb el nou sorbent en sistemes en continu amb la finalitat de realitzar estudis posteriors d'eliminació del metall en columnes de majors dimensions.

Homogeneous and heterogeneous reactions of atmospheric mercury(II) with sulfur(IV)

Atmospheric models suggest that the reduction of Hg(II) to Hg(O) by S(W) prolongs the residence time of mercury. The redox reaction was investigated both in the aqueous phase (where the reductant is sulfite) and on particulate matter (where the reductant in SO2(g)). In both cases, one of the ultimate products is HgS. A mechanism is proposed involving formation of Hg(O) followed by mercury-induced disproportionation of SO2.

Electrostatic layer-by-layer deposition and electrochemical characterization of thin films composed of MnO(2) nanoparticles in a room-temperature ionic liquid

Thin films of MnO(2) nanoparticles were grown using the layer-by-layer method with poly (diallyldimetylammonium) as the intercalated layer. The film growth was followed by UV-vis, electrochemical quartz crystal microbalance (EQCM), and atomic force microscopy. Linear growth due to electrostatic immobilization of layers was observed up to 30 bilayers, but electrical connectivity was maintained only for 12 MnO(2)/PPDA bilayers. The electrochemical characterization of this film in 1-butyl-2,3-dimethyl-imidazolium (BMMI) bis(trifluoromethanesulfonyl)imide (TFSI) (BMMITFSI) with and without addition of a lithium salt indicated a higher electrochemical response of the nanostructured electrode in the lithium-containing electrolyte. On the basis of EQCM experiments, it was possible to confirm that the charge compensation process is achieved mainly by the TFSI anion at short times (<2 s) and by BMMI and lithium cations at longer times. The fact that large ions like TFSI and BMMI participate in the electroneutrality is attributed to the redox reaction that occurs at the superficial sites and to the high concentration of these species compared to that of lithium cations.

Crystallization and preliminary X-ray diffraction analysis of an l-amino-acid oxidase from Bothrops jararacussu venom

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

Produção de glicerol quinase em Pichia pastoris

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