Fluorescent Superparamagnetic Iron Oxide Core–Shell Nanoprobes for Multimodal Cellular Imaging

Multimodal imaging agents that combine magnetic and fluorescent imaging capabilities are desirable for the high spatial and temporal resolution. In the present work, we report the synthesis of multifunctional fluorescent ferrofluids using iron oxide as the magnetic core and rhodamine B as fluorochrome shell. The core–shell structure was designed in such a way that fluorescence quenching due to the inner magnetic core was minimized by an intermediate layer of silica. The intermediate passive layer of silica was realized by a novel method which involves the esterification reaction between the epoxy group of prehydrolysed 3-Glyidoxypropyltrimethoxysilane and the surfactant over iron oxide. The as-synthesized ferrofluids have a high saturation magnetization in the range of 62–65 emu/g and were found to emit light of wavelength 640 nm ( excitation = 446 nm). Time resolved life time decay analysis showed a bi-exponential decay pattern with an increase in the decay life time in the presence of intermediate silica layer. Cytotoxicity studies confirmed the cell viability of these materials. The in vitro MRI imaging illustrated a high contrast when these multimodal nano probes were employed and the R2 relaxivity of these ∗Author to whom correspondence should be addressed. Email: smissmis@gmail.com sample was found to be 334 mM−1s−1 which reveals its high potential as a T2 contrast enhancing agent

Magnetic field-induced cluster formation and variation of magneto-optical signals in zinc-substituted ferrofluids

Fine magnetic particles (sizeffi100A ˚ ) belonging to the series ZnxFe1 xFe2O4 were synthesized by cold co-precipitation methods and their structural properties were evaluated using X-ray diffraction. Magnetization studies have been carried out using vibrating sample magnetometry (VSM) showing near-zero loss loop characteristics. Ferrofluids were then prepared employing these fine magnetic powders using oleic acid as surfactant and kerosene as carrier liquid by modifying the usually reported synthesis technique in order to induce anisotropy and enhance the magneto-optical signals. Liquid thin films of these fluids were prepared and field-induced laser transmission through these films was studied. The transmitted light intensity decreases at the centre with applied magnetic field in a linear fashion when subjected to low magnetic fields and saturate at higher fields. This is in accordance with the saturation in cluster formation. The pattern exhibited by these films in the presence of different magnetic fields was observed with the help of a CCD camera and was recorded photographically

Natural Rubber Latex Filler Masterbatch by Soap Sensitised Coagulation-Preparation, Processing and Evaluation

Sensitisation of natural rubber latex by addition of a small quantity of an anionic surfactant prior to the addition of a coacervant results in quick coagulation. The natural rubber prepared by the novel coagulation method shows improved raw rubber characteristics, better cure characteristics in gum and carbon black filled compounds and improved mechanical properties as compared to the conventionally coagulated natural rubber. Compounds based on dried masterbatches prepared by the incorporation of fluffy carbon black in different forms of soap sensitised natural rubber latices such as fresh latex, preserved field latex, centrifuged latex and a blend of preserved field latex and skim latex show improved cure characteristics and vucanizate properties as compared to an equivalent conventional dry rubber-fluffy carbon black based compound. The latex masterbatch based vulcanizates show higher level of crosslinking and better dispersion of filler. Vulcanizates based on fresh natural rubber latex- dual filler masterbatches containing a blend of carbon black and silica prepared by the modified coagulation process shows very good mechanical and dynamic properties that could be correlated to a low rolling resistance. The carbon black/silica/nanoclay tri-filler - fresh natural rubber latex masterbatch based vulcanizates show improved mechanical properties as the proportion of nanoclay increased up to 5 phr. The fresh natural rubber latex based carbon black-silica masterbatch/ polybutadiene blend vulcanizates show superior mechanical and dynamic properties as compared to the equivalent compound vulcanizates prepared from the dry natural rubber-filler (conventional dry mix)/polybutadiene blends

Synthesis, Characterization and Applications of Hybrid Nanocomposites of TiO2 With Conducting Polymers

A nanocomposite is a multiphase solid material where one of the phases has one, two or three dimensions of less than 100 nanometers (nm), or structures having nano-scale repeat distances between the different phases that make up the material. In the broadest sense this definition can include porous media, colloids, gels and copolymers, but is more usually taken to mean the solid combination of a bulk matrix and nano-dimensional phase(s) differing in properties due to dissimilarities in structure and chemistry. The mechanical, electrical, thermal, optical, electrochemical, catalytic properties of the nanocomposite will differ markedly from that of the component materials. Size limits for these effects have been proposed, <5 nm for catalytic activity, <20 nm for making a hard magnetic material soft, <50 nm for refractive index changes, and <100 nm for achieving superparamagnetism, mechanical strengthening or restricting matrix dislocation movement. Conducting polymers have attracted much attention due to high electrical conductivity, ease of preparation, good environmental stability and wide variety of applications in light-emitting, biosensor chemical sensor, separation membrane and electronic devices. The most widely studied conducting polymers are polypyrrole, polyaniline, polythiophene etc. Conducting polymers provide tremendous scope for tuning of their electrical conductivity from semiconducting to metallic region by way of doping and are organic electro chromic materials with chemically active surface. But they are chemically very sensitive and have poor mechanical properties and thus possessing a processibility problem. Nanomaterial shows the presence of more sites for surface reactivity, they possess good mechanical properties and good dispersant too. Thus nanocomposites formed by combining conducting polymers and inorganic oxide nanoparticles possess the good properties of both the constituents and thus enhanced their utility. The properties of such type of nanocomposite are strongly depending on concentration of nanomaterials to be added. Conducting polymer composites is some suitable composition of a conducting polymer with one or more inorganic nanoparticles so that their desirable properties are combined successfully. The composites of core shell metal oxide particles-conducting polymer combine the electrical properties of the polymer shell and the magnetic, optical, electrical or catalytic characteristics of the metal oxide core, which could greatly widen their applicability in the fields of catalysis, electronics and optics. Moreover nanocomposite material composed of conducting polymers & oxides have open more field of application such as drug delivery, conductive paints, rechargeable batteries, toners in photocopying, smart windows, etc.The present work is mainly focussed on the synthesis, characterization and various application studies of conducting polymer modified TiO2 nanocomposites. The conclusions of the present work are outlined below, Mesoporous TiO2 was prepared by the cationic surfactant P123 assisted hydrothermal synthesis route and conducting polymer modified TiO2 nanocomposites were also prepared via the same technique. All the prepared systems show XRD pattern corresponding to anatase phase of TiO2, which means that there is no phase change occurring even after conducting polymer modification. Raman spectroscopy gives supporting evidence for the XRD results. It also confirms the incorporation of the polymer. The mesoporous nature and surface area of the prepared samples were analysed by N2 adsorption desorption studies and the mesoporous ordering can be confirmed by low angle XRD measurementThe morphology of the prepared samples was obtained from both SEM & TEM. The elemental analysis of the samples was performed by EDX analysisThe hybrid composite formation is confirmed by FT-IR spectroscopy and X-ray photoelectron spectroscopyAll the prepared samples have been used for the photocatalytic degradation of dyes, antibiotic, endocrine disruptors and some other organic pollutants. Photocatalytic antibacterial activity studies were also performed using the prepared systemsAll the prepared samples have been used for the photocatalytic degradation of dyes, antibiotic, endocrine disruptors and some other organic pollutants. Photocatalytic antibacterial activity studies were also performed using the prepared systems Polyaniline modified TiO2 nanocomposite systems were found to have good antibacterial activity. Thermal diffusivity studies of the polyaniline modified systems were carried out using thermal lens technique. It is observed that as the amount of polyaniline in the composite increases the thermal diffusivity also increases. The prepared systems can be used as an excellent coolant in various industrial purposes. Nonlinear optical properties (3rd order nonlinearity) of the polyaniline modified systems were studied using Z scan technique. The prepared materials can be used for optical limiting Applications. Lasing studies of polyaniline modified TiO2 systems were carried out and the studies reveal that TiO2 - Polyaniline composite is a potential dye laser gain medium.

Effect of Gas Sparging in Mammalian Cell Bioreactors

One of the major problems in the operations of mammalian cell bioreactors is the detrimental effect of gas sparging. Since the most convenient way to oxygenate any bioreactor is by gas sparging, this adverse effect has often been one of the limiting oxygen transport problems in both laboratory and industrial mammalian cell bioreactors. When one examines the literature on the effect of gas sparging on the death of mammalian cells, a great deal of confusions has been reported. It is not clear from the published literature as to the leading cause for gas-sparged related cell death. These confusions prevent the rational design and operations of mammalian cell bioreactors. In our laboratory, we have attempted to address this problem both fundamentally as well as attempt to obtain a general understanding on the adverse effect of gas sparging. Our analyses first examined the fluid shear associated with the various sections that the gas bubbles encounter during entrance, passage through the bioreactor and the final exit of the gas bubbles. Our analyses showed that the major damage of the mammalian cells by gas bubbles is due to the burst of the bubbles when exiting the bioreactor. It was also our hypothesis that the entrained cells in the liquid boundary layer of the gas bubble upon bursting is the major cause for cell death. We have corroborated this hypothesis by correlating the liquid entrainment with the cell death rate using results from our laboratory as well as other studies. Pluonic F-68, a weak surfactant, has routinely been used in laboratory and industrial bioreactors. In the past, the protective effect of Pluronic F-68 has never been shown as to why it is effective. In our research, we have data using microphotography which clearly demonstrated and corroborated our entrainment hypothesis is the major reason for the effectiveness of Pluronic F-68 in protecting the cells from gas-sparged related cell death.

Suplementación de hormona tiroidea en pacientes pediátricos críticos con síndrome eutiroideo enfermo

Introducción : el síndrome del eutiriodeo enfermo en enfermedades graves es factor de pobre pronóstico. La suplementación con hormona tiroidea mejora la contractibilidad miocardica y estimula la producción de surfactante pulmonar; sin embargo existe controversia debido a las complicaciones secundarias, ausencia de efectos a nivel hemodinámico y de estancia hospitalaria. Objetivo : determinar el efecto de la suplementación oral de hormonas tiroideas en pacientes con choque refractario y necesidad de más de dos inotrópicos con respecto a estabilidad hemodinámica, arritmias, requerimientos de inotrópicos y mortalidad asociada al tratamiento. Metodología : estudio longitudinal observacional de variables repetidas con análisis previo y posterior a la intervención. Realizado en pacientes con choque refractario de la unidad de cuidado intensivo pediátrico del Hospital Simón Bolívar, desde el 1 de enero del 2007 hasta 1 enero del 2009. Resultados: la suplementación tiroidea mostró una disminución significativa en el requerimiento de los inotrópicos adrenérgicos: dopamina, adrenalina y noradrenalina con rangos de [4,78-2.4], [3.92 - 2.98] y [3.58- 2.24] (p <0.001) respectivamente, sin haber diferencia en los vasodilatadores, inodilatadores y diuréticos. No se encontró asociación entre su uso y la presencia de arritmias. Discusión y conclusiones: La hormona tiroidea mostró efecto benéfico en términos de disminución de soporte inotrópico. resultado en concordancia con la literatura y relacionado con la función moduladora de la hormona tiroidea favoreciendo la inotropía miocardica y los índices de contractilidad ventricular izquierda.

Factores perinatales como predictores de severidad de la enfermedad de membrana hialina

Objetivo: determinar los factores de riesgo asociados a la mayor severidad de EMH. Materiales y Métodos: estudio observacional con componente analítico tipo casos y controles. Resultados: total de pacientes 64, 13 (20.3%) con EMH severa y 51 EMH leve moderada. Se encontró relación entre la ruptura prematura de membranas, la cesárea sin trabajo de parto, la asfixia-acidosis fetal y la infección neonatal temprana con mayor requerimiento surfactante p<0.05. La PMVA requerida fue mayor en los hijos de madre diabética y los recién nacidos con asfixia-acidosis fetal p<0.05. El tiempo de ventilación mecánica fue menor en los que recibieron esteroides antenatales p<0.05. Se encontró una tendencia para presentar EMH severa en los pacientes con diabetes gestacional, quienes tuvieron un parto por cesárea sin haber iniciado el trabajo de parto o tuvieron el antecedente de hemorragia del tercer trimestre. Conclusiones: no se encontraron diferencias significativas en las variables de Diabetes gestacional, Hemorragia del tercer trimestre y cesárea sin trabajo de parto, probablemente por el tamaño de la muestra. Se considera entonces la posibilidad de realizar más estudios a futuro que relacionen estos factores con la severidad de la enfermedad de membrana hialina. Objetivo: Determinar los factores de riesgo asociados a la mayor severidad de EMH. Materiales y Métodos: Estudio observacional con componente analítico tipo casos y controles. Resultados: Total de pacientes 64, 13 (20.3%) con EMH severa y 51 EMH leve moderada. Se encontró relación entre la ruptura prematura de membranas, la cesárea sin trabajo de parto, la asfixia-acidosis fetal y la infección neonatal temprana con mayor requerimiento surfactante p<0.05. La PMVA requerida fue mayor en los hijos de madre diabética y los recién nacidos con asfixia-acidosis fetal p<0.05. El tiempo de ventilación mecánica fue menor en los que recibieron esteroides antenatales p<0.05. Se encontró una tendencia para presentar EMH severa en los pacientes con diabetes gestacional, quienes tuvieron un parto por cesárea sin haber iniciado el trabajo de parto o tuvieron el antecedente de hemorragia del tercer trimestre. Conclusiones: No se encontraron diferencias significativas en las variables de Diabetes gestacional, Hemorragia del tercer trimestre y cesárea sin trabajo de parto, probablemente por el tamaño de la muestra. Se considera entonces la posibilidad de realizar más estudios a futuro que relacionen estos factores con la severidad de la enfermedad de membrana hialina. Palabras Claves: Enfermedad de membrana hialina, ruptura prematura de membranas, diabetes gestacional.

Morbilidad y mortalidad en prematuros menores de 1500 gramos en un hospital regional del 2011 a 2013

Introducción: El presente estudio pretende determinar la mortalidad y caracterizar morbilidad de este grupo de recién nacidos, para establecer planes de mejoramiento. Materiales y método: Estudio descriptivo retrospectivo de corte transversal. Se revisaron 158 historias clínicas de los recién nacidos prematuros menores de 1500 gramos hospitalizados en la unidad de cuidados intensivos neonatales del Hospital Universitario Departamental de Nariño durante el periodo 2011 al 2013. La información fue analizada estadísticamente. Resultados: Se encontró que de 5447 nacidos vivos el 2,9 % fueron menores de 1500 gramos. 52,5 % eran de género masculino, 63,9% nacieron por cesárea. El 23,4 % no recibió esteroides antenatales. La tasa de mortalidad para el periodo de estudio en este grupo de pacientes fue de 7.3 por mil nacidos vivos. El 100% de los recién nacidos de menos de 750 gr fallecieron. Mientras que no se registro ninguna sobrevida de menos de 24 semanas. Conclusiones: Podría establecerse este como límite de viabilidad el peso al nacer < 750 gr y menos de 24 semanas de gestación, en donde la muerte es prácticamente la regla, siempre teniendo en cuenta evaluar cuidadosamente cada caso particular. La morbilidad de los prematuros de muy bajo peso al nacer esta en los rangos reportados en la literatura.

Aspectes físics i químics del destintatge de paper revista mitjançant tensioactius catiònics

En una tesi anterior (Puig, 2004) es varen estudiar els aspectes mecànics vinculats al desfibratge i als consums energètics associats al procés de desintegració per acabar quantificant les forces implicades en el procés d'individualització dels components de diferents paperots. Aquest estudi, ha permès conèixer les condicions de desintegració que condueixen a un mínim consum energètic, aspecte complementari al reciclatge i destintatge del paperot però molt important per aconseguir un procés realment sostenible. Degut als requeriments del mercat, hi ha un altre aspecte o vessant realment important com és l'eliminació de tinta. Aquest procés, malgrat la complexitat industrial, es pot reduir o simplificar en dues etapes: la desintegració i la flotació. Ambdues, per raons d'eficàcia i condicionades pels agents químics que s'utilitzen, es realitzen en medi fortament alcalí (entorn d'un pH a 12). Aquest fet, genera una forta contaminació (DQO elevada) i per tant, és un procés poc respectuós amb el medi ambient. Els factors que condicionen treballar en medi alcalí són principalment, el despreniment de la tinta del suport, clarament accelerat en medi bàsic i fonamental per un bon destintatge i la utilització de tensioactius aniònics. Aquests tensioactius són sensibles al pH i la seva eficàcia disminueix en medi neutre o quasi neutre. Atès el que s'ha exposat, s'ha plantejat aquesta tesi que porta per títol "Aspectes Físics i Químics del Destintatge de Paper Revista mitjançant Tensioactius Catiònics", com un estudi del procés de destintatge de paper revista recuperat parant especial atenció a les variables físico-químiques i mecàniques del procés i a la seva influència en el despreniment i fragmentació de la tinta, així com en el procés d'eliminació de la tinta per flotació per tal d'avaluar la viabilitat d'un procés de destintatge en medi neutre enfront del destintatge alcalí convencional. S'ha utilitzat, com a paperot a destintar, el paper revista ja que aquest tipus de paper representa un percentatge elevat del paper recuperat a la Unió Europea. A més, aquest tipus de paper és utilitzat habitualment en les plantes de destintatge industrials per millorar les propietats de les suspensions destintades de paper de diari. La utilització de tensioactius catiònics és deguda a que la seva activitat no es veu afectada pel pH de la suspensió. Així, durant la comparació dels processos de destintatge en medi neutre i en medi alcalí, les eficàcies dels processos no es veuran influenciades pel grau d'ionització del tensioactiu. Donada l'absència d'estudis sobre la influència de les variables del procés en les mesures de concentració efectiva de tinta residual (ERIC) i ja que s'ha emprat aquest paràmetre per avaluar el despreniment i fragmentació de la tinta durant l'etapa de desintegració. En primer lloc, s'ha plantejat un estudi fonamental de la influència que poden tenir les variables del procés (granulometria, concentració de tinta i tipus de suport) en aquest paràmetre. Pel que fa a l'etapa de flotació, s'estudiarà l'efectivitat d'aquesta etapa, posant especial atenció a la capacitat del tensioactiu per eliminar tota la tinta despresa en l'etapa de desintegració. A més, donada la poca informació bibliogràfica referida als mecanismes de flotació amb tensioactius catiònics i la influència que té l'adsorció d'aquests agents per part de la suspensió paperera en l'etapa de flotació, s'ha dut a terme un estudi de l'adsorció dels tensioactius catiònics per part dels components d'una suspensió paperera. Per tant, la tesi realitzada té com a objectius:  Estudi fonamental de les mesures de ERIC (concentració efectiva de tinta residual) amb suports específics.  Estudi de la desintegració en medi neutre i comparació amb la desintegració clàssica.  Modelització del desfibratge de paperot a l'etapa de desintegració.  Estudi de l'eliminació de tinta per flotació en medi neutre i comparació amb la flotació clàssica.  Estudi del mecanisme d'adsorció de tensioactius en suspensions de cel·lulosa sintètica i de paperot.

Estudi fonamental i aplicat de l'etapa d'eliminació de tinta per flotació

La tesi realitza un estudi detallat dels principals processos que tenen lloc durant l'eliminació de tinta tòner per flotació. L'estudi del procés d'adhesió de tinta a la superfície de bombolles d'aire s'ha realitzat mitjançant visió artificial. Els resultats obtinguts han mostrat que un excés de tensioactiu provoca una disminució de la quantitat de tinta unida a la bombolla d'aire i per tant una disminució de l'eficàcia del procés de flotació. La caracterització de les bombolles d'aire presents en una cel·la de flotació ha posat de manifest que tant el cabal d'aire com la velocitat de l'agitador configuren la distribució de diàmetres final. L'estudi del procés d'eliminació de tinta per flotació en absència de fibres cel·lulòsiques ha mostrat que les variables físico-químiques estudiades són les que tenen una major influència en el procés d'eliminació de tinta tòner per flotació. Finalment s'han addicionat fibres cel·lulòsiques a la suspensió. S'ha pogut comprovar que s'aconsegueix una bona eliminació de tinta sempre i quan les condicions hidrodinàmiques siguin les adequades.

Noves aproximacions a la síntesi i caracterització de poliglicols al·lílics, polihidrosiloxans i surfactants copolimèrics. Avaluació d'aquests surfactants en formulacions de poliuretà

Els polímers són una sèrie de compostos que troben un ampli ventall d'aplicacions en la indústria actual. Un exemple són les espumes de poliuretà, estructures de tipus cel·lular obtingudes mitjançant la reacció química entre compostos de tipus isocianat i compostos de tipus poliol (polièters amb diferent nombre de grups hidroxil). És imprescindible l'ús d'additius d'estructura tensioactiva (surfactants de silicona) per estabilitzar el procés d'espumació i per proporcionar una estructura cel·lular ordenada i homogènia en mida i distribució. La síntesis i caracterització de les molècules precursores (polihidrosiloxans i polièters al·lílics), l'estudi de la reacció d'hidrosililació com a via d'obtenció dels diferents surfactants per reacció d'addició entre els polihidrosiloxans i els polièters al·lílics i la caracterització i avaluació en formulacions comercials de poliuretà dels surfactants sintetitzats han constituït els objectius del present treball. MEMÒRIA La Tesi Doctoral ha estat presentada seguint el següent esquema: CAPÍTOL I. INTRODUCCIÓ A LA QUÍMICA DEL POLIURETÀ. Es presenten els principis de la química del poliuretà, fent esment dels recents avenços en la síntesis i caracterització d'aquests compostos polimèrics, així com un apartat concret centrat en els surfactants de silicona. Es presenten les estructures habituals d'aquests compostos comercials i es detallen les reaccions de síntesi i les característiques físiques que aquests compostos proporcionen a les espumes de poliuretà. CAPÍTOL II. OBJECTIUS. 1.- Síntesis y caracterització d'una àmplia gamma de poliglicols al·lílics i de polihidrosiloxans amb grups hidrur reactius, ambdós precursors d'estructures polimèriques de tipus surfactant. 2.- Estudi de la reacció d'hidrosililació com a via de formació d'enllaços Si-C no hidrolitzables, mitjançant la reacció d'addició entre els substrats al·lílics insaturats i els polisiloxans amb grups hidrur reactius. 3.- Caracterització de les estructures polimèriques de tipus surfactant sintetitzades i avaluació d'aquestes en formulacions de poliuretà, a fi de relacionar l'estructura química d'aquests oligómers amb els efectes físics que originen en l'espuma de poliuretà. CAPÍTOL III. SÍNTESI I CARACTERITZACIÓ DE SUBSTRATS AL·LÍLICS INSATURATS DE TIPUS POLIGLICOL. S'han caracteritzat per HPLC-UV una sèrie de polietilenglicols comercials. S'ha estudiat la reacció de derivatització al·lílica sobre els grups hidroxil dels polièters comercials (PEG, PPG i copolímers PEG-PPG) i s'han caracteritzat exhaustivament els productes sintetitzats (1H,13C-RMN, GC, GC-MS, FTIR, ESI-MS, HPLC-UV). S'ha iniciat un estudi de polimerització aniònica sobre nous epòxids amb un punt de diversitat molecular, sintetitzant-se i caracteritzant-se els corresponents nous polièters obtinguts. CAPÍTOL IV. SÍNTESI I CARACTERITZACIÓ DE POLIHIDROSILOXANS REACTIUS. S'estudia la síntesis de polihidrosiloxans amb grups hidrur reactius, mitjançant la reacció de polimerització aniònica d'obertura d'anell ("AROP, anionic ring opening polimerization") i mitjançant la reacció de polimerització per equilibració catiònica. Es presenta una caracterització exhaustiva dels productes sintetitzats i es descriu la naturalesa de la microestructura polimèrica a partir de la distribució bivariant dels copolímers PDMS-co-PHMS (poli(dimetilsiloxà)-co-poli(hidrometilsiloxà)). CAPÍTOL V. ESTUDI SISTEMÀTIC DE LA REACCIÓ D'HIDROSILILACIÓ. S'ha estudiat la reacció d'hidrosililació amb la finalitat de sintetitzar estructures copolimèriques poliglicol-polisiloxà a partir de la reacció de polisiloxans hidrur reactius i polièters al·lílics. S'han provat diferents catalitzadors (Pt/C 5%, cat. de Speier i cat. de Karstedt), s'han sintetitzat diferents estructures tensoactives (lineals i ramificades) i s'ha modelitzat les diferents reaccions secundàries observades, per presentar un estudi mecanístic de la reacció d'hidrosililació aplicada a la síntesis de molècules d'elevat PM a partir de la reacció entre substrats al·lílics insaturats i polihidrosiloxans. CAPÍTOL VI. AVALUACIÓ DELS SURFACTANTS EN FORMULACIONS DE POLIURETÀ. S'ha estudiat la idoneïtat dels surfactants de silicona sintetitzats en diferents formulacions de poliuretà comercials. S'ha relacionat el comportament físic d'aquests surfactants en les espumes de poliuretà amb la seva estructura química a partir de l'anàlisi per microscòpia electrònica de rastreig. CAPÍTOL VII. CONCLUSIONS. S'han esposat les conclusions extretes de cada capítol.

Plant roots release phospholipid surfactants that modify the physical and chemical properties of soil

Plant root mucilages contain powerful surfactants that will alter the interaction of soil solids with water and ions, and the rates of microbial processes. The lipid composition of maize, lupin and wheat root mucilages was analysed by thin layer chromatography and gas chromatography-mass spectrometry. A commercially available phosphatidylcholine (lecithin), chemically similar to the phospholipid surfactants identified in the mucilages, was then used to evaluate its effects on selected soil properties. The lipids found in the mucilages were principally phosphatidylcholines, composed mainly of saturated fatty acids, in contrast to the lipids extracted from root tissues. In soil at low tension, lecithin reduced the water content at any particular tension by as much as 10 and 50% in soil and acid-washed sand, respectively. Lecithin decreased the amount of phosphate adsorption in soil and increased the phosphate concentration in solution by 10%. The surfactant also reduced net rates of ammonium consumption and nitrate production in soil. These experiments provide the first evidence we are aware of that plant-released surfactants will significantly modify the biophysical environment of the rhizosphere.

A further study of the recovery and purification of surfactin from fermentation broth by membrane filtration

Surfactin is a bacterial lipopeptide produced by Bacillus subtilis and is a powerful surfactant, having also antiviral, antibacterial and antitumor properties. The recovery and purification of surfactin from complex fermentation broths is a major obstacle to its commercialization; therefore, a two-step membrane filtration process was developed using a lab scale tangential flow filtration (TFF) unit with 10 kDa MWCO regenerated cellulose (RC) and polyethersulfone (PES)membranes at three different transmembrane pressure (TMP) of 1.5 bar, 2.0 bar and 2.5 bar. Two modes of filtrations were studied, with and without cleaning of membranes prior to UF-2. In a first step of ultrafiltration (UF-1), surfactin was retained effectively by membranes at above its critical micelle concentration (CMC); subsequently in UF-2, the retentate micelles were disrupted by addition of 50% (v/v) methanol solution to allow recovery of surfactin in the permeate. Main protein contaminants were effectively retained by the membrane in UF-2. Flux of permeates, rejection coefficient (R) of surfactin and proteinwere measured during the filtrations. Overall the three different TMPs applied have no significant effect in the filtrations and PES is the more suitable membrane to selectively separate surfactin from fermentation broth, achieving high recovery and level of purity. In addition this two-step UF process is scalable for larger volume of samples without affecting the original functionality of surfactin, although membranes permeability can be affected due to exposure to methanolic solution used in UF-2.

Single amino acid substitutions in puroindoline-b mutants influence lipid binding properties

External reflectance Fourier transform infrared (ER-FTIR) spectroscopy and surface pressure measurements have been used to characterize the interaction of wild-type puroindoline-b (Pin-b) and two mutant forms featuring single residue substitutions-namely, Gly-46 to Ser-46 (Pin-bH) and Trp-44 to Arg-44 (Pin-bS)-with condensed-phase monolayers of zwitterionic (L-alpha-dipalmitoylphosphatidylcholine, DPPC) and anionic (L-alpha-dipalmitoylphosphatidyl-dl-glycerol, DPPG) phospholipids. The interaction with anionic DPPG monolayers, monitored by surface pressure isotherms, was influenced significantly by mutations in Pin-b (p < 0.05); wild-type Pin-b showed the highest surface pressure change of 10.6 +/- 1.0 mN m(-1), followed by Pin-bH (7.9 +/- 1.6 mN m(-1)) and Pin-bS (6.3 +/- 1.0 mN m(-1)), and the surface pressure isotherm kinetics were also different in each case. Integrated Amide I peak areas from corresponding ER-FTIR spectra confirmed the differences in adsorption kinetics, but also showed that differences in adsorbed amount were less significant, suggesting that mutations influence the degree of penetration into DPPG films. All Pin-b types showed evidence of interaction with DPPC films, detected as changes in surface pressure (5.6 +/- 1.1 mN m(-1)); however, no protein peaks were detected in the ER-FTIR spectra, which indicated that the interaction was via penetration with limited adsorption at the lipid/water interface. The expression of Pin-b mutants is linked to wheat endosperm hardness; therefore, the data presented here suggest that the lipid binding properties may be pivotal within the mechanism for this quality trait. In addition, the data suggest antimicrobial activities of Pin-b mutants would be lower than those of the wild-type Pin-b, because of decreased selectivity toward anionic phospholipids.

Investigation of the prototype silylene reaction, SiH2+H2O(and D2O): time-resolved gas-phase kinetic studies, isotope effects, RRKM calculations, and quantum chemical calculations of the reaction energy surface

Time-resolved kinetic studies of the reaction of silylene, SiH2, with H2O and with D2O have been carried out in the gas phase at 296 and at 339 K, using laser flash photolysis to generate and monitor SiH2. The reaction was studied over the pressure range 10-200 Torr with SF6 as bath gas. The second-order rate constants obtained were pressure dependent, indicating that the reaction is a third-body assisted association process. Rate constants at 339 K were about half those at 296 K. Isotope effects, k(H)/k(D), were small averaging 1.076 0.080, suggesting no involvement of H- (or D-) atom transfer in the rate determining step. RRKM modeling was undertaken based on a transition state appropriate to formation of the expected zwitterionic donoracceptor complex, H2Si...OH2. Because the reaction is close to the low pressure (third order) region, it is difficult to be definitive about the activated complex structure. Various structures were tried, both with and without the incorporation of rotational modes, leading to values for the high-pressure limiting (i.e., true secondorder) rate constant in the range 9.5 x 10(-11) to 5 x 10(-10) cm(3) molecule' s(-1). The RRKM modeling and mechanistic interpretation is supported by ab initio quantum calculations carried out at the G2 and G3 levels. The results are compared and contrasted with the previous studies.