Implementation and application of basis set superposition error-correction schemes to the theoretical modeling of weak intermolecular interactions

This thesis deals with the so-called Basis Set Superposition Error (BSSE) from both a methodological and a practical point of view. The purpose of the present thesis is twofold: (a) to contribute step ahead in the correct characterization of weakly bound complexes and, (b) to shed light the understanding of the actual implications of the basis set extension effects in the ab intio calculations and contribute to the BSSE debate. The existing BSSE-correction procedures are deeply analyzed, compared, validated and, if necessary, improved. A new interpretation of the counterpoise (CP) method is used in order to define counterpoise-corrected descriptions of the molecular complexes. This novel point of view allows for a study of the BSSE-effects not only in the interaction energy but also on the potential energy surface and, in general, in any property derived from the molecular energy and its derivatives A program has been developed for the calculation of CP-corrected geometry optimizations and vibrational frequencies, also using several counterpoise schemes for the case of molecular clusters. The method has also been implemented in Gaussian98 revA10 package. The Chemical Hamiltonian Approach (CHA) methodology has been also implemented at the RHF and UHF levels of theory for an arbitrary number interacting systems using an algorithm based on block-diagonal matrices. Along with the methodological development, the effects of the BSSE on the properties of molecular complexes have been discussed in detail. The CP and CHA methodologies are used for the determination of BSSE-corrected molecular complexes properties related to the Potential Energy Surfaces and molecular wavefunction, respectively. First, the behaviour of both BSSE-correction schemes are systematically compared at different levels of theory and basis sets for a number of hydrogen-bonded complexes. The Complete Basis Set (CBS) limit of both uncorrected and CP-corrected molecular properties like stabilization energies and intermolecular distances has also been determined, showing the capital importance of the BSSE correction. Several controversial topics of the BSSE correction are addressed as well. The application of the counterpoise method is applied to internal rotational barriers. The importance of the nuclear relaxation term is also pointed out. The viability of the CP method for dealing with charged complexes and the BSSE effects on the double-well PES blue-shifted hydrogen bonds is also studied in detail. In the case of the molecular clusters the effect of high-order BSSE effects introduced with the hierarchical counterpoise scheme is also determined. The effect of the BSSE on the electron density-related properties is also addressed. The first-order electron density obtained with the CHA/F and CHA/DFT methodologies was used to assess, both graphically and numerically, the redistribution of the charge density upon BSSE-correction. Several tools like the Atoms in Molecules topologycal analysis, density difference maps, Quantum Molecular Similarity, and Chemical Energy Component Analysis were used to deeply analyze, for the first time, the BSSE effects on the electron density of several hydrogen bonded complexes of increasing size. The indirect effect of the BSSE on intermolecular perturbation theory results is also pointed out It is shown that for a BSSE-free SAPT study of hydrogen fluoride clusters, the use of a counterpoise-corrected PES is essential in order to determine the proper molecular geometry to perform the SAPT analysis.

En la prehistòria dels hisendats. De senyors útils a propietaris (vegueria de Girona, 1486-1730)

A la vegueria de Girona, entre 1486 i 1730, es produeix el procés de formació històrica d'un grup social que sorgit de la pagesia s'anirà diferenciant progressivament d'aquesta: els senyors útils i propietaris de masos. Aquest grup social basa el seu poder econòmic i polític en l'acumulació de masos: font de rendes i font de l'estatus social assolit dins la parròquia i la universitat on fixa la seva residència. El seu pes social el manifesta a través dels seus espais de sociabilitat (especialment la parròquia, veritable espai de representació), però també manifesta la seva posició de preeminència, fet que pot abocar als conflictes amb el conjunt de la comunitat. Un conflicte que es planteja en termes de diferenciació dels uns i d'igualtat dels altres. És l'enfrontament entre dues visions de la societat: l'individualisme enfront el comunitarisme.

La consolidació de la propietat pagesa a Catalunya (el Baix Empordà, 1850-1940)

Aquesta tesi estudia algunes de les transformacions agràries enregistrades en un àmbit comarcal (la comarca catalana del Baix Empordà) entre mitjan segle XIX i mitjan segle XX. EI fil conductor és la distribució de la propietat del sol agrícola. Però per a la seva comprensió es considera necessari integrar moltes altres variables. EI treball també es proposa assajar alguns procediments metodològics poc habituals en l'anàlisi de la distribució de la propietat del sòl agrícola i la seva evolució en època contemporània. Com a hipòtesi central, es sosté que, al Baix Empordà i al llarg del període comprès entre 1850 i 1940, els canvis que varen produir-se en l'estructura de la propietat i, també, en I'estructura social rural, varen apuntar genèricament a favor dels grups pagesos. En particular, es sosté : ( I) Que la situació de partida (de mitjan segle XIX) ja es caracteritzava per un notable pes de la petita propietat pagesa sobre I'estructura de la propietat agrícola i sobre el conjunt del sistema agrari. (2) Que, amb posterioritat a la crisi agrària finisecular, els problemes de rendibilitat de la producció agrària i l'erosió soferta per alguns mecanismes d'extracció de renda varen tendir a allunyar els sectors rendistes que tradicionalment havien exercit la seva hegemonia -econòmica i social- en la societat rural. (3) I, finalment, que al llarg del període va produir-se un avenç de la propietat pagesa com a conseqüència del fet que una porció significativa de famílies pageses aconseguissin ampliar el seu patrimoni territorial a través de compres realitzades en el mercat de terres, alhora que un nombre significatiu de vells grans patrimonis es fraccionava i desfeia. La magnitud d'aquests canvis va ser moderada i no va pas estar exempta d'ambigüitats, però posa de relleu la capacitat de resistència i adequació de l'explotació pagesa a les condicions d'un capitalisme evolvent, malgrat els pronòstics en sentit contrari de molts teòrics. La tesi està articulada en dues parts. En la primera es duu a terme una descripció detallada de les característiques del sistema agrari baixempordanès de mitjan segle XIX amb l'objectiu final de determinar el significat econòmic de les terres posseïdes per cada patrimoni familiar (més enllà de la simple consideració de les superfícies). EI primer pas consisteix en l'anàlisi dels usos del sòl, dels conreus principals i la seva ordenació en rotacions, dels rendiments físics, de les practiques de reposició de la fertilitat i de la dotació ramadera. A continuació es descriuen les tècniques i el procés de treball agrari amb l'objectiu de formular un model d'organització del treball agrícola que permeti mesurar les exigències en treball d'aquesta activitat. Es conclou que, des de la perspectiva de l'ocupació i de la demanda de treball generades pel sistema agrari, les localitats rurals es caracteritzaven per un fort excedent de mà d'obra en relació a les demandes laborals dels conreus tant des d'una perspectiva macroeconòmica com microeconòmica. EI tercer capítol es centra en l'avaluació de les necessitats de consum i reproducció de les UFP. Les estimacions realitzades permeten proposar un model flexible, que és contrastat amb els ingressos potencialment obtenibles per cada patrimoni. S'arriba a la conclusió que només una ínfima part de la població arribava a obtenir, amb l'explotació directa del seu patrimoni, l'ingrés necessari per a la seva reproducció econòmica simple. Paral·lelament però, es posa de relleu la importància econòmica i social dels petits patrimonis pagesos. S'estima que entorn una mitjana del 45% del sòl agrícola estava posseït per aquest segment de propietaris i, en el quart capítol, s'estudien les implicacions d'aquest fet. EI retrat de la situació de partida finalitza amb l'estudi dels règims de no-propietat predominants a la comarca. En la segona part, aquesta visió estàtica deixa pas a una anàlisi dinàmica. A mitjan segle XIX, al Baix Empordà, s'estava arribant a la fi d'una llarga etapa expansiva iniciada una centúria abans. Els primers signes d'esgotament varen ser la intensa pèrdua de població rural entre 1860 i 1880, la paralització de l'expansió dels conreus i el fort desenvolupament de la industria surera, eix del nou motor econòmic comarcal. Amb posterioritat a 1860 els canvis en l'estructura distributiva de la propietat varen tendir a apuntar cap a la consolidació de la propietat pagesa. Es va produir un procés de transferència de terres des dels sectors rendistes cap a sectors pagesos que va realitzar-se a través de compravendes en el mercat de la terra més que a través d'establiments i subestabliments emfitèutics. Va tenir com a conseqüència última el retrocés dels vells patrimonis rendistes, que, en general, no varen ser substituïts per l'aparició de nous grans patrimonis, com havia pogut passar fins aleshores. Paral·lelament, un bon nombre d'unitats familiars rurals també varen anar abandonant el camp i les seves propietats, produint-se una altra línia de transferència de terres entre sectors pagesos. La depreciació sostinguda dels preus agrícoles, la caiguda de la renda agrària, la superior rendibilitat de les inversions en valors mobiliaris i la incidència d'una creixent conflictivitat agrària són els factors que es destaquen per explicar la reculada dels grans patrimonis territorials. Des de la perspectiva pagesa es proposen tres elements explicatius per interpretar el procés d'acumulació patrimonial observat en un determinat segment de població: (1) el manteniment d'estratègies de producció per a l'autoconsum (un aspecte sempre polèmic i de difícil demostració); (2) l'existència d'un flux important d'ingressos salarials i extra-agrícoles en la composició de l'ingrés familiar pagès; i (3) el canvi en les orientacions tècniques i productives de les explotacions pageses. La combinació dels tres, alhora que hauria limitat els efectes directes dels moviments dels preus agraris, hauria possibilitat l'estratègia acumulativa observada.

Mirades turístiques a la ciutat. Anàlisi del comportament dels visitants del Barri Vell de Girona

Mirades Turístiques a la ciutat és un estudi sobre el comportament del turisme en les ciutats monumentals, a partir de l'experiència viscuda pels visitants del Barri Vell de Girona. Una recerca que ha pretès determinar, precisament, la forma com els visitants entren en contacte amb el patrimoni monumental de la ciutat medieval. A partir, d'identificar quins factors influeixen (i quins no) en el comportament dels turistes durant la seva visita, tant pel que fa referència als factors ambientals generals (la meteorologia, la congestió, la informació...) com els factors singulars de cada visitant. Per tal d'assolir aquests objectius, en hem plantejat una sèrie d'hipòtesis de treball: 1. Existeix una manera turística d'apropar-se al patrimoni que té les seves pròpies regles, les seves estructures específiques i en conseqüència la necessitat d'uns instruments de gestió particulars. 2. L'aproximació del turista al patrimoni monumental és el resultat de dues forces aparentment contradictòries. D'una banda, el turista tendeix a reproduir pautes de comportament socialment construïdes que prenen la forma d'un ritual. D'altra banda, més enllà d'aquest patró comú, cada visitant viu una experiència singular. Per tant, la relació amb el patrimoni és el resultat d'un subtil equilibri entre experiència i ritual. 3. El consum turístic del patrimoni depèn de la relació entre quatre factors. El primer, la imatge del lloc, és la projecció (sovint idealitzada) de l'espai de visita, una metàfora de la ciutat. El segon, el codi d'interpretació turístic , actua com una mena de ritual, un guió no escrit de la pràctica turística. En tercer lloc, el substrat material que són els components artístics, històrics o culturals de la destinació: la geometria del casc, les visuals, el pes de la història o el valor estètic de les peces condicionen, com és obvi, la mirada turística. Finalment, l'experiència està condicionada per la gestió (pública i privada) del turisme: informació, fluxos, interpretació... L'estudi s'ha sustentat en una metodologia inèdita basada en l'observació directa a partir del seguiment dels visitants durant els seus recorreguts. Hem observat el visitants i hem recollit la informació bàsica de la seva visita: l'itinerari, els monuments visitats, les actituds manifestades, els temps d'estada... Aquesta metodologia ha estat ja implementada en alguns estudis de públic de diversos museus. S'han recollit tres tipus de dades: dades relacionades amb els arcs (segment de carrer entre dues interseccions), dades relacionades amb els nodes (els elements d'interès) i dades relacionades amb el visitant. Les tres fonts estan unides per un identificador comú, que és el codi del turista. Això ens ha permès vincular les dades dels visitants amb el seu recorregut i la seva visita als monuments de la ciutat. Els resultats de l'estudi ens han permès identificar els factors que singularitzen l'apropament dels visitants al patrimoni i que el diferencien d'altres formes de relació o ús. És a dir, els factors que incideixen en el comportament dels visitants de Girona. Així mateix, hem pogut definir models d'itineraris amb una estructura interna molt compacta però molt diferents entre ells; que ens evidencien que, malgrat les regularitats detectades en les visites dels turistes de la ciutat, també existeixen elements diferencials en el seu comportament. Hem detectat quatre models de recorreguts urbans que hem anomenat: itinerari bàsic, comercial, complex i de les muralles, que a l'hora es poden subdividir en varies categories. Finalment, els estadístics multivariants ens han permès demostrar que la relació entre el turista i el patrimoni respon almenys a quatre formes de consum diferenciades, que hem anomenat "no turistes", "rituals", "interessats" i "erudits".

Representações sociais que professores constroem sobre a aprendizagem de alunos numa escola pública inclusiva : um cenário de contradições

Esta dissertação de Mestrado tem por objetivo investigar as representações dos profes-sores sobre a aprendizagem de alunos com deficiência no cotidiano escolar de uma escola inclusiva; as concepções, expectativas, avanços e impasses que permeiam a atuação dos edu-cadores que desenvolvem seu trabalho numa escola pública inclusiva. A base teórica desta pesquisa esteve respaldada na teoria das Representações Sociais e em autores como, Durkheim (1987), Moscovici (1978), Mantoan (2005), Maroja (1998), Emygdio (2011), Sas-saki (1997), Nóvoa (1992), entre outros que ao longo de vários anos vem se preocupando em discutir as representações sociais bem como a temática da inclusão no contexto escolar. A amostra deste estudo foi constituída por oito professoras que trabalham na escola campo de pesquisa, no município de João Pessoa. A coleta de dados foi realizada a partir dos instrumentos de pesquisa como, a observação, o diário de campo, o relato de experiência, a exposição e análise de um filme e a entrevista semi estruturada. As respostas obtidas mostraram que para realizar a educação inclusiva faz-se necessário refletir sobre o conceito, o preconceito, as crenças e concepções acerca da inclusão escolar. Constatamos o desejo de maiores condições de trabalho, no que tange a capacitação, mais recursos pedagógicos e a efetiva participação da família, no processo escolar. Observa-mos ainda, que é impossível trabalhar numa escola inclusiva cultivando o preconceito, a indi-vidualidade, a intolerância e a insensibilidade. Ficou evidente a necessidade de maiores discussões, estudos, ações, espaços adequados para o atendimento especializado e envolvimento de todos os atores da educação para que se efetive de forma satisfatória o processo de inclusão escolar.

Infeções associadas aos cuidados de saúde

Este trabalho aborda como principal tema as infecções associadas aos cuidados de saúde. As infecções associadas aos cuidados de saúde são um problema de saúde pública cuja incidência tem aumentando nos últimos anos. Em primeiro lugar é feita uma referência às IACS com maior prevalência em Portugal. As infecções mais frequentes são a pneumonia associada ao ventilador, a infecção do trato urinário associado ao cateter, a infecção do local cirúrgico e a infecção da corrente sanguinea associada a cateter. O aparecimento destas é favorecido pela utilização de dispositivos médicos, pelo facto de o doente apresentar co morbilidades, pela insuficiente lavagem das mãos por parte dos profissionais de saúde e através do grande consumo de AB. O consumo mundialmente excessivo de AB mundialmente nos últimos anos leva à pressão seletiva dos microrganismos favorecendo a multiplicação e disseminação de estirpes resistentes. O ECDC reporta que na europa morram 25 000 pessoas todos os anos devido às resistências bacterianas [1]. Desta forma deve ser feito um uso racional dos AB, deve-se usar AB cujo espetro de acção seja curto e deve, também, ser feita a identificação do microrganismo permitindo a adequação da terapêutica. Com a crescente preocupação do risco, que representam as estirpes resistentes, têm sido desenvolvidos programas de vigilância epidemiológica (VE). Estes têm como objectivo promover a boa prática e identificar áreas onde é possível intervir. Em Portugal foi desenvolvido um sistema nacional de VE pelo PNCI. Este engloba vários programas como a vigilância das infecções nosocomiais da corrente sanguinea, a vigilância das unidades de cuidados intensivos neonatais e Incidentes infeciosos em doentes submetidos a Diálise. Engloba também alguns programas adaptados do HELICS, destes destacam-se o HELICS-UCI e HELCIS-CIR. Para diminuir a transmissão de microrganismos devem ser adotadas diversas medidas, destas destacam-se a higiene das mãos antes dos procedimentos médicos, a higiene pessoal, a roupa, as mascaras e as luvas. Para cada procedimento em particular existem, também, medidas que devem ser adotadas como, é exemplo, o duche pré operatório no cateter vascular central totalmente implantado e na ILC e a limpeza do períneo com solução antisséptica antes da inserção na CAUTI. Este tema tem sido alvo de grande preocupação nos últimos anos, já que enfrentamos a combinação de dois problemas; a evolução dos microrganismos que os tornou extremamente resistentes aos AB existentes e a difícil descoberta de AB com novos mecanismos de acção. Passa assim por nós, profissionais de saúde fazer uma boa gestão dos recursos disponíveis.

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.

An investigation of the germylene addition reaction, GeH2+C2H2: Time-resolved gas-phase kinetic studies and quantum chemical calculations of the reaction energy surface

Time resolved studies of germylene, GeH2, generated by laser flash photolysis of 3,4-dimethylgermacyclopentene-3, have been carried out to obtain rate constants for its bimolecular reaction with acetylene, C2H2. The reaction was studied in the gas-phase over the pressure range 1-100 Tort, with SF6 as bath gas, at 5 temperatures in the range 297-553 K. The reaction showed a very slight pressure dependence at higher temperatures. The high pressure rate constants (obtained by extrapolation at the three higher temperatures) gave the Arrhenius equation: log(k(infinity)/cm(3) molecule(-1) s(-1)) (-10.94 +/- 0.05) + (6.10 +/- 0.36 kJ mol(-1))/RTln10. These Arrhenius parameters are consistent with a fast reaction occurring at approximately 30% of the collision rate at 298 K. Quantum chemical calculations (both DFT and ab initio G2//B3LYP and G2//QCISD) of the GeC2H4 potential energy surface (PES), show that GeH2 + C2H2 react initially to form germirene which can isomerise to vinylgermylene with a relatively low barrier. RRKM modelling, based on a loose association transition state, but assuming vinylgermylene is the end product (used in combination with a weak collisional deactivation model) predicts a strong pressure dependence using the calculated energies, in conflict with the experimental evidence. The detailed GeC2H4 PES shows considerable complexity with ten other accessible stable minima (B3LYP level), the three most stable of which are all germylenes. Routes through this complex surface were examined in detail. The only product combination which appears capable of satisfying the (P-3) + C2H4.C2H4 was confirmed as a product by GC observed lack of a strong pressure dependence is Ge(P-3) + C2H4. C2H4 was confirmed as a product by GC analysis. Although the formation of these products are shown to be possible by singlet-triplet curve crossing during dissociation of 1-germiranylidene (1-germacyclopropylidene), it seems more likely (on thermochernical grounds) that the triplet biradical, (GeCH2CH2.)-Ge-., is the immediate product precursor. Comparisons are made with the reaction of SiH2 with C2H2.

Vibrations in the B-4 rhombic structure

A double minimum six-dimensional Potential energy surface (PES) is determined in symmetry coordinates for the most stable rhombic (D-2h) B-4 isomer in its (1)A(g) electronic ground state by fitting to energies calculated ab initio. The PES exhibits a barrier to the D-4h square structure of 255 cm(-1). The vibrational levels (J=0) are calculated variationally using an approach which involves the Watson kinetic energy operator expressed in normal coordinates. The pattern of about 65 vibrational levels up to 1600 cm-1 for all stable isotopomers is analyzed. Analogous to the inversion in ammonia-like molecules, the rhombus rearrangements lead to splittings of the vibrational levels. In B-4 it is the B-1g (D-4h mode which distorts the square molecule to its planar rhombic form. The anharmonic fundamental vibrational transitions of B-11(4) are calculated to be (splittings in parentheses): G(O) = 2352(22) cm(-1), v(1)(A(1g)) - 1136(24) cm(-1,) v(2)(B-1g)=209(144) cm(-1) v(3)(B-2g)=1198(19)cm(-1), v(4)(B-2u) = 271(24) cm(-1), and v(5) (E-u) = 1030( 166) cm(-1) (D-4h notation). Their variations in all stable isotoporners were investigated. Due to the presence of strong anharmonic resonances between the B-1g in-plane distortion and the B-2u, out-of-plane bending modes. the hiaher overtones and combination levels are difficult to assign unequivocally. (C) 2005 American Institute of Physics.

Full-dimensional quantum calculations of ground-state tunneling splitting of malonaldehyde using an accurate ab initio potential energy surface

Quantum calculations of the ground vibrational state tunneling splitting of H-atom and D-atom transfer in malonaldehyde are performed on a full-dimensional ab initio potential energy surface (PES). The PES is a fit to 11 147 near basis-set-limit frozen-core CCSD(T) electronic energies. This surface properly describes the invariance of the potential with respect to all permutations of identical atoms. The saddle-point barrier for the H-atom transfer on the PES is 4.1 kcal/mol, in excellent agreement with the reported ab initio value. Model one-dimensional and "exact" full-dimensional calculations of the splitting for H- and D-atom transfer are done using this PES. The tunneling splittings in full dimensionality are calculated using the unbiased "fixed-node" diffusion Monte Carlo (DMC) method in Cartesian and saddle-point normal coordinates. The ground-state tunneling splitting is found to be 21.6 cm(-1) in Cartesian coordinates and 22.6 cm(-1) in normal coordinates, with an uncertainty of 2-3 cm(-1). This splitting is also calculated based on a model which makes use of the exact single-well zero-point energy (ZPE) obtained with the MULTIMODE code and DMC ZPE and this calculation gives a tunneling splitting of 21-22 cm(-1). The corresponding computed splittings for the D-atom transfer are 3.0, 3.1, and 2-3 cm(-1). These calculated tunneling splittings agree with each other to within less than the standard uncertainties obtained with the DMC method used, which are between 2 and 3 cm(-1), and agree well with the experimental values of 21.6 and 2.9 cm(-1) for the H and D transfer, respectively. (C) 2008 American Institute of Physics.

MULTIMODE quantum calculations of intramolecular vibrational energies of the water dimer and trimer using ab initio-based potential energy surfaces

We report vibrational configuration interaction calculations of the monomer fundamentals of (H2O)(2), (D2O)(2), (H2O)(3), and (D2O)(3) using the code MULTIMODE and full dimensional ab initio-based global potential energies surfaces (PESs). For the dimer the HBB PES [Huang , J. Chem. Phys 128, 034312 (2008)] is used and for the trimer a new PES, reported here, is used. The salient properties of the new trimer PES are presented and compared to previous single-point calculations and the vibrational energies are compared with experiments. (C) 2008 American Institute of Physics.

Recovery and purification of surfactin from fermentation broth by a two-step ultrafiltration process

Surfactin is a bacterial lipopeptide produced by Bacillus subtilis and it 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, two-step membrane filtration processes were evaluated using centrifugal and stirred cell devices while the mechanisms of separation were investigated by particle size and surface charge measurements. 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 effective]), retained by the membrane in UF-2. Ultrafiltration was carried out either using centrifugal devices with 30 and 10 kDa MWCO regenerated cellulose membranes, or a stirred cell device with 10 kDa MWCO polyethersulfone (PES) and regenerated cellulose (RC) membranes. Total rejection of surfactin was consistently observed in UF-1, while in UF-2 PES membranes had the lowest rejection coefficient of 0.08 +/- 0.04. It was found that disruption of surfactin micelles, aggregation of protein contaminants and electrostatic interactions in UF-2 can further improve the selectivity of the membrane based purification technique. (C) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

Potential energy surface and moleculardynamics of MbNO: existence of an unsuspected FeON minimum

Ligands such as CO, O2, or NO are involved in the biological function of myoglobin. Here we investigate the energetics and dynamics of NO interacting with the Fe(II) heme group in native myoglobin using ab initio and molecular dynamics simulations. At the global minimum of the ab initio potential energy surface (PES), the binding energy of 23.4 kcal/mol and the Fe-NO structure compare well with the experimental results. Interestingly, the PES is found to exhibit two minima: There exists a metastable, linear Fe-O-N minimum in addition to the known, bent Fe-N-O global minimum conformation. Moreover, the T-shaped configuration is found to be a saddle point, in contrast to the corresponding minimum for NO interacting with Fe(III). To use the ab initio results for finite temperature molecular dynamics simulations, an analytical function was fitted to represent the Fe-NO interaction. The simulations show that the secondary minimum is dynamically stable up to 250 K and has a lifetime of several hundred picoseconds at 300 K. The difference in the topology of the heme-NO PES from that assumed previously (one deep, single Fe-NO minimum) suggests that it is important to use the full PES for a quantitative understanding of this system. Why the metastable state has not been observed in the many spectroscopic studies of myoglobin interacting with NO is discussed, and possible approaches to finding it are outlined.

A study of the atmospherically relevant reaction between molecular chlorine and dimethylsulfide (DMS): establishing the reaction intermediate and measurement of absolute photoionization cross-sections

In a study using UV photoelectron spectroscopy (PES) of the atmospherically relevant reaction CH3SCH3 + Cl2 → CH3SCH2Cl + HCl bands associated with a reaction intermediate have been observed. These have been assigned to ionization of the covalently bound molecule (CH3)2SCl2 on the basis of the intensity of the observed bands as a function of reaction time, molecular orbital calculations of vertical ionization energies and evidence from infrared spectroscopy. A method has also been developed, with the flow-tube/PE spectrometer combination used, to measure photoionization cross-sections of the reagents and products at the photon energy utilized and this has allowed the photoionization cross-section of the intermediate to be estimated. This work augments an earlier study in which the rate constant of the reaction between CH3SCH3 (DMS) and Cl2 has been measured at room temperature.

Neural and psychological maturation of decision-making in adolescence and young adulthood

We examined the maturation of decision-making from early adolescence to mid-adulthood using fMRI of a variant of the Iowa gambling task. We have previously shown that performance in this task relies on sensitivity to accumulating negative outcomes in ventromedial PFC and dorsolateral PFC. Here, we further formalize outcome evaluation (as driven by prediction errors [PE], using a reinforcement learning model) and examine its development. Task performance improved significantly during adolescence, stabilizing in adulthood. Performance relied on greater impact of negative compared with positive PEs, the relative impact of which matured from adolescence into adulthood. Adolescents also showed increased exploratory behavior, expressed as a propensity to shift responding between options independently of outcome quality, whereas adults showed no systematic shifting patterns. The correlation between PE representation and improved performance strengthened with age for activation in ventral and dorsal PFC, ventral striatum, and temporal and parietal cortices. There was a medial-lateral distinction in the prefrontal substrates of effective PE utilization between adults and adolescents: Increased utilization of negative PEs, a hallmark of successful performance in the task, was associated with increased activation in ventromedial PFC in adults, but decreased activation in ventrolateral PFC and striatum in adolescents. These results suggest that adults and adolescents engage qualitatively distinct neural and psychological processes during decision-making, the development of which is not exclusively dependent on reward-processing maturation.