Performance analysis of AlGaAs/GaAs tunnel junctions for ultra-high concentration photovoltaics

An n(++)-GaAs/p(++)-AlGaAs tunnel junction with a peak current density of 10 100Acm(-2) is developed. This device is a tunnel junction for multijunction solar cells, grown lattice-matched on standard GaAs or Ge substrates, with the highest peak current density ever reported. The voltage drop for a current density equivalent to the operation of the multijunction solar cell up to 10 000 suns is below 5 mV. Trap-assisted tunnelling is proposed to be behind this performance, which cannot be justified by simple band-to-band tunnelling. The metal-organic vapour-phase epitaxy growth conditions, which are in the limits of the transport-limited regime, and the heavy tellurium doping levels are the proposed origins of the defects enabling trap-assisted tunnelling. The hypothesis of trap-assisted tunnelling is supported by the observed annealing behaviour of the tunnel junctions, which cannot be explained in terms of dopant diffusion or passivation. For the integration of these tunnel junctions into a triple-junction solar cell, AlGaAs barrier layers are introduced to suppress the formation of parasitic junctions, but this is found to significantly degrade the performance of the tunnel junctions. However, the annealed tunnel junctions with barrier layers still exhibit a peak current density higher than 2500Acm(-2) and a voltage drop at 10 000 suns of around 20 mV, which are excellent properties for tunnel junctions and mean they can serve as low-loss interconnections in multijunction solar cells working at ultra-high concentrations.

Strain-specific differences in mouse hepatic wound healing are mediated by divergent T helper cytokine responses

Hepatic fibrosis represents the generalized response of the liver to injury and is characterized by excessive deposition of extracellular matrix. The cellular basis of this process is complex and involves interplay of many factors, of which cytokines are prominent. We have identified divergent fibrosing responses to injury among mouse strains and taken advantage of these differences to examine and contrast T helper (Th)-derived cytokines during fibrogenesis. Liver injury was induced with carbon tetrachloride, fibrosis was quantitated, and Th1/Th2 cytokine mRNAs measured. Liver injury in BALB/c mice resulted in severe fibrosis, whereas C57BL/6 mice developed comparatively minimal fibrosis. Fibrogenesis was significantly modified in T and B cell-deficient BALB/c and C57BL/6 severe combined immunodeficient (SCID) mice compared with wild-type counterparts, suggesting a role of Th subsets. Fibrogenic BALB/c mice exhibited a Th2 response during the wounding response, whereas C57BL/6 mice displayed a Th1 response, suggesting that hepatic fibrosis is influenced by different T helper subsets. Moreover, mice lacking interferon γ, which default to the Th2 cytokine pathway, exhibited more pronounced fibrotic lesions than did wild-type animals. Finally, shifting of the Th2 response toward a Th1 response by treatment with neutralizing anti-interleukin 4 or with interferon γ itself ameliorated fibrosis in BALB/c mice. These data support a role for immune modulation of hepatic fibrosis and suggest that Th cytokine subsets can modulate the fibrotic response to injury.

Plasminogen deficiency leads to impaired remodeling after a toxic injury to the liver

Cellular proliferation and tissue remodeling are central to the regenerative response after a toxic injury to the liver. To explore the role of plasminogen in hepatic tissue remodeling and regeneration, we used carbon tetrachloride to induce an acute liver injury in plasminogen-deficient (Plgo) mice and nontransgenic littermates (Plg+). On day 2 after CCl4, livers of Plg+ and Plgo mice had a similar diseased pale/lacy appearance, followed by restoration of normal appearance in Plg+ livers by day 7. In contrast, Plgo livers remained diseased for as long as 2.5 months, with a diffuse pale/lacy appearance and persistent damage to centrilobular hepatocytes. The persistent centrilobular lesions were not a consequence of impaired proliferative response in Plgo mice. Notably, fibrin deposition was a prominent feature in diseased centrilobular areas in Plgo livers for at least 30 days after injury. Nonetheless, the genetically superimposed loss of the Aα fibrinogen chain (Plgo/Fibo mice) did not correct the abnormal phenotype. These data show that plasminogen deficiency impedes the clearance of necrotic tissue from a diseased hepatic microenvironment and the subsequent reconstitution of normal liver architecture in a fashion that is unrelated to circulating fibrinogen.

NCX-1000, a NO-releasing derivative of ursodeoxycholic acid, selectively delivers NO to the liver and protects against development of portal hypertension

Portal hypertension resulting from increased intrahepatic resistance is a common complication of chronic liver diseases and a leading cause of death in patients with liver cirrhosis, a scarring process of the liver that includes components of both increased fibrogenesis and wound contraction. A reduced production of nitric oxide (NO) resulting from an impaired enzymatic function of endothelial NO synthase and an increased contraction of hepatic stellate cells (HSCs) have been demonstrated to contribute to high intrahepatic resistance in the cirrhotic liver. 2-(Acetyloxy) benzoic acid 3-(nitrooxymethyl) phenyl ester (NCX-1000) is a chemical entity obtained by adding an NO-releasing moiety to ursodeoxycholic acid (UDCA), a compound that is selectively metabolized by hepatocytes. In this study we have examined the effect of NCX-1000 and UDCA on liver fibrosis and portal hypertension induced by i.p. injection of carbon tetrachloride in rats. Our results demonstrated that although both treatments reduced liver collagen deposition, NCX-1000, but not UDCA, prevented ascite formation and reduced intrahepatic resistance in carbon tetrachloride-treated rats as measured by assessing portal perfusion pressure. In contrast to UDCA, NCX-1000 inhibited HSC contraction and exerted a relaxing effect similar to the NO donor S-nitroso-N-acetylpenicillamine. HSCs were able to metabolize NCX-1000 and release nitrite/nitrate in cell supernatants. In aggregate these data indicate that NCX-1000, releasing NO into the liver microcirculation, may provide a novel therapy for the treatment of patients with portal hypertension.

Análise Conformacional e estudo das interações eletrônicas de algumas α-fenilseleno-α-dietóxifosforilacetofenonas para-substituídas

A presente Dissertação relata a síntese e o estudo conformacional das α-fenilseleno-α-dietóxifosforilacetofenonas para-substituídas p-X-Φ-C(O)CH[SeΦ][P(O)(OEt2] (X=OMe 1, Me 2, H 3, F 4, Cl 5, Br 6 e NO2 7) através da banda de estiramento da carbonila no infravermelho, em solventes de polaridade crescente apoiado por cálculos ab initio HF/6-3IG**. A comparação entre a freqüência e a intensidade relativa dos componentes do dubleto, para os derivados 6 e 7, e do singleto para os derivados 1-5, no solvente apolar tetracloreto de carbono, e dos componentes do dubleto, nos solventes de polaridade crescente (clorofórmio, diclorometano e acetonitrila), para os derivados 1-7, com os dados do cálculo ab initio de 3 (composto de referência), indicou que ambas as conformações estáveis (g1 e g2) apresentam a ligação C-Se na geometria anti-clinal (gauche) em relação à carbonila (C=O), enquanto que a ligação C-P assume uma geometria sin-periplanar (cis) em relação à carbonila. A análise dos contatos interatômicos de átomos relevante em comparação com a soma de seus raios de van der Waals, indicou que ambas as conformações g1 e g2 são fortemente estabilizadas pelo sinergismo das interações orbitalares e eletrostáticas π*(CO) / nSe e Oδ-[CO].....Pδ+[PO]. Analogamente, as interações mais fracas Oδ-[OR]..... Cδ+[CO], 0-Hδ+[SeΦ]....Oδ-[PO] e 0-Hδ+[ΦC(O)]....Oδ-[CO] estabilizam as conformações g1 e g2, aproximadamente na mesma extensão. No entanto, somente a conformação g1 é estabilizada pela interação eletrostática (ligação de hidrogênio) Hδ+[α-CH].....Oδ-[OR], enquanto que sómente a conformação g2 é desestabilizada pelo Efeito de Campo Repulsivo entre os dipolos Cδ+=.Oδ- e Pδ+-ORδ- Assim sendo, pode-se concluir que no dubleto de VCO no IV, o componente de maior freqüência e de menor intensidade corresponde à conformação menos estável g2 (do cálculo) enquanto que o componente de menor freqüência e mais intenso corresponde à conformação mais estável g1 (do cálculo). Estes dados estão de pleno acordo com os deslocamentos de freqüência mais negativos da carbonila (ΔVCO) do confôrmero mais estável g1 em relação ao menos estável g2.

Avaliação físico-química de óleos da amêndoa de pequi (Caryocar brasiliense Camb.) obtidos artesanalmente e por prensagem a frio e sua influência sobre marcadores bioquímicos, oxidativos e inflamatórios de ratos submetidos à toxicidade aguda por tetracloreto de carbono

O óleo da amêndoa de pequi (Caryocar brasiliense Camb.) é considerado um coproduto do fruto, consumido na região do Cerrado, bioma brasileiro. Ele é fundamental para agregar valor e ampliar a utilização deste fruto regional a outros setores produtivos comerciais. Relatos na literatura apontam que o óleo possui capacidade antioxidante e efeitos benéficos sobre doenças inflamatórias, que estão associados à presença de ácidos graxos insaturados e fitoquímicos em sua composição química. Por outro lado, o tetracloreto de carbono (CCl4) é uma potente hepatotoxina, capaz de gerar radicais livres que levam ao estresse oxidativo e à inflamação. Nesse contexto, o objetivo do presente estudo foi caracterizar os óleos da amêndoa de pequi obtidos artesanalmente e por prensagem a frio e verificar o efeito de seus constituintes graxos e bioativos sobre parâmetros oxidativos e inflamatórios de ratos submetidos à toxicidade aguda induzida por tetracloreto de carbono. Inicialmente, foram investigados os parâmetros de qualidade dos óleos, bem como o perfil de ácidos graxos, teores de compostos bioativos, capacidade antioxidante e estabilidade termo-oxidativa. Os óleos da amêndoa de pequi apresentaram boa qualidade e resistência termo-oxidativa e mostraram-se ricos em ácido graxo oleico, além de possuírem compostos com propriedades antioxidantes, como fenólicos, carotenoides, tocoferóis e fitosteróis. Posteriormente, o efeito do tratamento por 22 dias com óleos da amêndoa de pequi artesanal ou prensado a frio (3 mL/kg) sobre a toxicidade aguda induzida pelo CCl4 em ratos \"Wistar\" machos foi avaliado. Para tal, foram determinados marcadores bioquímicos séricos, perfil lipídico, peroxidação lipídica, marcadores do sistema de defesa antioxidante e detoxificante, além de parâmetros inflamatórios do tecido hepático. De maneira geral, verificou-se que os óleos da amêndoa de pequi não minimizaram as alterações hepáticas induzidas pelo CCl4, evidenciadas pelas enzimas marcadoras do dano hepático e por parâmetros inflamatórios, no entanto os animais tratados com o óleo prensado a frio aumentaram sua capacidade antioxidante.

Biotransformações na obtenção de hidróxi-selenetos e hidróxi-teluretos quirais

Neste trabalho foi estudado o comportamento de hidróxi-calcogenetos (Se e Te) frente a biotransformações, empregando enzimas isoladas em meio orgânico ou aquoso e empregando microorganismos (fungos). Estudos comparativos sobre a influência de diversas variáveis, como solvente, temperatura, imobilização enzimática e estrutura do hidróxi-calcogeneto, foram realizados. Inicialmente os compostos foram sintetizados utilizando métodos descritos na literatura, em seguida foi estudada a resolução de hidróxiselenetos em meio orgânico empregando lipases isoladas (Esquema 1), (ver arquivo), incluindo um estudo de imobilização da PSL em diversos suportes, além do estudo da influência da variação do solvente, da temperatura, da lipase, etc. Na resolução em meio aquoso empregando enzimas isoladas, primeiramente os hidróxi-selenetos foram acetilados quimicamente e depois realizado uma triagem (com dez enzimas de diferentes fontes) empregando indicador de pH colori métrico. Posteriormente os acetatos dos hidróxi-selenetos (Esquema 2) (ver arquivo) foram submetidos à resolução enzimática em meio aquoso empregando as enzimas que foram selecionadas na triagem enzimática. As biotransformações utilizando fungos foram realizadas empregando células inteiras de algumas linhagens de Aspergillus terreus. Na seqüência foi realizada a resolução de hidróxi-teluretos em meio orgânico utilizando lipases isoladas (Esquema 3)(ver arquivo). Nessas resoluções também foi estudada a influência da variação do solvente, da lipase, do tempo, etc. De forma a demonstrar a importância dos compostos resolvidos, um hidróxi-seleneto quiral e dois hidróxi-teluretos quirais foram usados para preparar compostos pertencentes a classes de unidades estruturais de vasta ocorrência em produtos naturais: um álcool alílico e duas lactonas (Esquema 4)(ver arquivo).

Formação de ligação carbono-carbono através de compostos orgânicos de telúrio

Diversas classes de compostos orgânicos de telúrio foram exploradas neste trabalho. Inicialmente foi estudada a transmetalação entre teluretos alílicos e dibutil cianocupratos de lítio de ordem superior, levando aos respectivos cianocupratos alílicos de lítio. Estes, por sua vez, foram acoplados com triflatos vinílicos, importantes intermediários sintéticos preparados previamente a partir de teluretos vinílicos, levando a sistemas altamente insaturados em ótimos rendimentos (Esquema 1). (Ver no arquivo em PDF) Em seguida, foi explorada a reatividade de teluretos aromáticos frente a reagentes organometálicos. Cianocupratos arílicos, gerados a partir da transmetalação entre teluretos aromáticos com cianocupratos de lítio de ordem superior, foram adicionados a cetonas α,β -insaturadas, levando aos produtos de adição 1,4 em bons rendimentos (Esquema 2). (Ver no arquivo em PDF) Teluretos vinílicos funcionalizados de configuração Z também foram alvo de estudo visando a formação de ligação carbono-carbono. Reações de substituição entre estes teluretos e cianocupratos de lítio de ordem inferior levaram a cetonas e ésteres α,β- insaturados com estereoquímica defInida em ótimos rendimentos (Esquema 3). (Ver no arquivo em PDF) De agosto/20OJ a março/2004, a aluna realizou um estágio sanduíche na University of California, Santa Barbara, sob a orientação do Prof. Bruce H. Lipshutz, onde realizou estudos sobre a ciclização de Bergman, visando a síntese do fragmentobiarílico A-B da vancornicina. Diversas condições para a ciclização foram estudadas com um composto modelo (Esquema 4) (Ver no arquivo em PDF) e parte da síntese total do fragmento da vancomlcma, onde a ciclização seria a etapa-chave, foi realizada com sucesso (Esquema 5). (Ver no arquivo em PDF)

The influence of the sample introduction system on signals of different tin compounds in inductively coupled plasma-based techniques

The influence of the sample introduction system on the signals obtained with different tin compounds in inductively coupled plasma (ICP) based techniques, i.e., ICP atomic emission spectrometry (ICP–AES) and ICP mass spectrometry (ICP–MS) has been studied. Signals for test solutions prepared from four different tin compounds (i.e., tin tetrachloride, monobutyltin, dibutyltin and di-tert-butyltin) in different solvents (methanol 0.8% (w/w), i-propanol 0.8% (w/w) and various acid matrices) have been measured by ICP–AES and ICP–MS. The results demonstrate a noticeable influence of the volatility of the tin compounds on their signals measured with both techniques. Thus, in agreement with the compound volatility, the highest signals are obtained for tin tetrachloride followed by di-tert-butyltin/monobutyltin and dibutyltin. The sample introduction system exerts an important effect on the amount of solution loading the plasma and, hence, on the relative signals afforded by the tin compounds in ICP–based techniques. Thus, when working with a pneumatic concentric nebulizer, the use of spray chambers affording high solvent transport efficiency to the plasma (such as cyclonic and single pass) or high spray chamber temperatures is recommended to minimize the influence of the tin chemical compound. Nevertheless, even when using the conventional pneumatic nebulizer coupled to the best spray chamber design (i.e., a single pass spray chamber), signals obtained for di-tert-butyltin/monobutyltin and dibutyltin are still around 10% and 30% lower than the corresponding signal for tin tetrachloride, respectively. When operating with a pneumatic microconcentric nebulizer coupled to a 50 °C-thermostated cinnabar spray chamber, all studied organotin compounds provided similar emission signals although about 60% lower than those obtained for tin tetrachloride. The use of an ultrasonic nebulizer coupled to a desolvation device provides the largest differences in the emission signals, among all tested systems.