Photorelease of Pyridyl Esters in Organometallic Ru(II) Arene Complexes

New Ru(II) arene complexes of formula [((6)-p-cym)Ru(N-N)(X)](2+) (where p-cym = para-cymene, N-N = 2,2'-bipyrimidine (bpm) or 2,2'-bipyridine (bpy) and X = m/p-COOMe-Py, 1-4) were synthesised and characterized, including the molecular structure of complexes [((6)-p-cym)Ru(bpy)(m-COOMe-Py)](2+) (3) and [((6)-p-cym)Ru(bpy)(p-COOMe-Py)](2+) (4) by single-crystal X-ray diffraction. Complexes 1-4 are stable in the dark in aqueous solution over 48 h and photolysis studies indicate that they can photodissociate the monodentate m/p-COOMe-Py ligands selectively with yields lower than 1%. DFT and TD-DFT calculations (B3LYP/LanL2DZ/6-31G**) performed on singlet and triplet states pinpoint a low-energy triplet state as the reactive state responsible for the selective dissociation of the monodentate pyridyl ligands.

Aplicação da técnica simulated annealing na investigação da ciclagem de nitrogênio na inteface água-sedimento

Neste trabalho é apresentado a aplicação de um método de otimização a fim de estimar parâmetros que normalmente estão presentes na modelagem matemática da dinâmica de espécies químicas na interface água-sedimento. O Problema Direto aqui consistiu na simulação das concentrações das espécies orgânicas e inorgânicas (amônia e nitrato) de nitrogênio, num ambiente idealizado, o qual foi fracionado em quatro camadas: uma camada de água (1 metro) e três camadas de sedimento (0-1 cm, 1-2 cm e 2-10 cm). O Problema Direto foi resolvido pelo Método de Runge Kutta, tendo sido gerada uma simulação de 50 dias. Na estimativa dos coeficientes de difusão e porosidade foi aplicado o Método Simulated Annealing (SA). A eficiência da estratégia aqui adotada foi avaliada através do confronto entre dados experimentais sintéticos e as concentrações calçadas pela solução do Problema Direto, adotando-se os parâmetros estimados pela SA. O melhor ajuste entre dados experimentais e valores calculados se deu quando o parâmetro estimado foi a porosidade. Com relação à minimização da função objetivo, a estimativa desse parâmetro também foi a que exigiu menor esforço computacional. Após a introdução de um ruído randômico às concentrações das espécies nitrogenadas, a técnica SA não foi capaz de obter uma estimativa satisfatória para o coeficiente de difusão, com exceção da camada 0-1 cm sedimentar. Para outras camadas, erros da ordem de 10 % foram encontrados (para amônia na coluna dágua, pro exemplo). Os resultados mostraram que a metodologia aqui adotada pode ser bastante promissora enquanto ferramenta de gestão de corpos dágua, especialmente daqueles submetidos a um regime de baixa energia, como lagos e lagoas costeiras.

Associação de componentes dietéticos com desordens alimentares e seus agravos em adolescentes atletas tenistas e não atletas

Adolescentes apresentam rápido crescimento e intensas mudanças corporais que os tornam vulneráveis em termos nutricionais. A prática de restrições alimentares, bastante comum entre adolescentes, pode levar a inadequações nutricionais que parecem ser o primeiro sinal para o início de uma desordem alimentar (DA). A participação feminina no esporte e o número de casos de DA em adolescentes atletas de modalidades que exigem exposição do corpo, agilidade e leveza dos movimentos, como o tênis, têm aumentado nos últimos anos. As DA podem levar a complicações de saúde como irregularidades menstruais (IM) e baixa densidade mineral óssea (DMO), caracterizando a Tríade da Mulher Atleta (TMA). Desta forma, acredita-se que alguns componentes dietéticos podem ter associação com DA e seus agravos. O objetivo do presente estudo foi avaliar a associação de componentes dietéticos com desordens alimentares, irregularidades menstruais e composição corporal em adolescentes atletas tenistas e não atletas do sexo feminino. Trata-se de estudo do tipo transversal. Foram realizadas avaliações do desenvolvimento puberal pela auto-aplicação dos critérios de Tanner; da composição corporal pela absortometria radiológica de dupla energia (DXA); dos parâmetros dietéticos por registro alimentar de três dias alternados; das DA pela aplicação de três questionários validados (Eating Attitudes Test - EAT-26, Bulimic Investigatory Test, Edinburgh- BITE e o Body Shape Questionnaire - BSQ); do ciclo menstrual por questionário validado e da DMO também pelo DXA. A Tríade da Mulher Atleta (TMA) foi estabelecida pela presença concomitante de DA e/ou baixa disponibilidade de energia (BDE), IM e baixa DMO. Foram realizadas associações por meio de correlações de Spearman entre as variáveis numéricas de componentes dietéticos com DA e composição corporal. Também foram realizadas associações por meio do teste qui-quadrado, teste exato de Fisher ou prova binomial para as variáveis categóricas de adequação dos componentes dietéticos com DA e seus agravos. Participaram do estudo 75 adolescentes (25 tenistas, 50 não atletas) apresentando desenvolvimento puberal similar. Atletas obtiveram melhor perfil da composição corporal quanto ao tecido adiposo. Quanto à ingestão de macronutrientes, os carboidratos merecem destaque. Em ambos os grupos, a maioria das participantes apresentaram baixa ingestão de carboidratos, sendo este percentual de inadequação significativamente maior para as atletas. Os micronutrientes que obtiveram maior percentual de inadequação foram folato e cálcio em ambos os grupos. Verificou-se que 92%, 32% e 24% das atletas e 72%, 8% e 30% das não atletas preencheram critérios para DA e/ou BDE, IM e baixa massa óssea, respectivamente. Apesar de adolescentes atletas tenistas e não atletas apresentarem prevalência de DA similares, as não atletas apresentaram maior insatisfação com a imagem corporal pelo teste BSQ. No entanto, as atletas parecem estar em situação mais grave uma vez que apresentaram maior prevalência de BDE e de IM. A DMO e a prevalência de TMA foram similares entre os grupos. Foi verificada associação inversa e significativa entre alguns componentes dietéticos (principalmente energia e carboidratos) e os escores do teste BSQ. Foi possível concluir que a baixa ingestão de alguns componentes dietéticos, principalmente energia e carboidratos, podem funcionar como marcadores para desordens alimentares em ambos os grupos a fim de previnir posteriores consequências à saúde

MicroRNAs in breast cancer progression and DNA damage response

Os tumores de mama são caracterizados pela sua alta heterogeneidade. O câncer de mama é uma doença complexa, que possui o seu desenvolvimento fortemente influenciado por fatores ambientais, combinada a uma progressiva acumulação de mutações genéticas e desregulação epigenética de vias críticas. Alterações nos padrões de expressão gênica podem ser resultado de uma desregulação no controle de eventos epigenéticos, assim como, na regulação pós-transcricional pelo mecanismo de RNA de interferência endógeno via microRNA (miRNA). Estes eventos são capazes de levar à iniciação, à promoção e à manutenção da carcinogênese, como também ter implicações no desenvolvimento da resistência à terapia Os miRNAs formam uma classe de RNAs não codificantes, que durante os últimos anos surgiram como um dos principais reguladores da expressão gênica, através da sua capacidade de regular negativamente a atividade de RNAs mensageiros (RNAms) portadores de uma seqüencia parcialmente complementar. A importância da regulação mediada por miRNAs foi observada pela capacidade destas moléculas em regular uma vasta gama de processos biológicos incluindo a proliferação celular, diferenciação e a apoptose. Para avaliar a expressão de miRNAs durante a progressão tumoral, utilizamos como modelo experimental a série 21T que compreende 5 linhagens celulares originárias da mesma paciente diagnosticada com um tumor primário de mama do tipo ErbB2 e uma posterior metástase pulmonar. Essa série é composta pela linhagem obtida a partir do tecido normal 16N, pelas linhagens correspondentes ao carcinoma primário 21PT e 21NT e pelas linhagens obtidas um ano após o diagnóstico inicial, a partir da efusão pleural no sítio metastatico 21MT1 e 21MT2. O miRNAoma da série 21T revelou uma redução significativa nos níveis de miR-205 e nos níveis da proteina e-caderina e um enriquecimento do fator pró-metastático ZEB-1 nas células 21MT. Considerando a importância dos miRNAs na regulação da apoptose, e que a irradiação em diferentes espectros é comumente usada em procedimentos de diagnóstico como mamografia e na radioterapia, avaliamos a expressão de miRNAs após irradiação de alta e baixa energia e do tratamento doxorrubicina. Para os ensaios foram utilizados as linhagens não tumorais MCF-10A e HB-2 e as linhagens de carcinoma da mama MCF-7 e T-47D. Observou-se que raios-X de baixa energia são capazes de promover quebras na molécula do DNA e apoptose assim como, alterar sensivelmente miRNAs envolvidos nessas vias como o let-7a, miR-34a e miR-29b. No que diz respeito à resposta a danos genotóxicos, uma regulação positiva sobre a expressão de miR-29b, o qual em condições normais é regulado negativamente foi observada uma regulação positiva sobre miR-29b expressão após todos os tratamentos em células tumorais. Nossos resultados indicam que miR-29b é um possível biomarcador de estresse genotóxico e que miR-205 pode participar no potencial metastático das células 21T.

Colapso gravitacional na teoria de Hořava-Lifshitz no limite infravermelho

O objetivo desta tese é verificar se algumas soluções de matéria da teoria da relatividade geral também satisfazem as equações da teoria de Horava-Lifshitz no limite infravermelho. Para isso, partimos das soluções mais simples possíveis, tais como é o caso de um fluido de radiação nula e de poeira, conhecidas na relatividade geral, e encontramos que estas não correspondem a quaisquer soluções na teoria de gravitação de Hořava-Lifshitz para o limite de baixas energias, infravermelho, no qual esta teoria deveria se reduzir à anterior. Este resultado nos remete a novos desafios na direção de ajustes teóricos que permitam que esta teoria descreva corretamente tanto o cenário cosmológico quanto o de formação de estruturas, estáveis ou colapsadas. Para tornar o trabalho mais claro, é feita uma introdução à teoria de Hořava- Lifshitz, tema central deste trabalho, e como ela se acopla com a matéria.

Efeito da suplementação dietética com cálcio sobre a plasticidade ontogenética no modelo de superalimentação pós-natal

A obesidade está relacionada com o desenvolvimento da diabetes, estresse oxidativo, esteatose hepática, alteração da sensibilidade hormonal e redução da capacidade termogênica pelo tecido adiposo marrom (TAM). Na obesidade, alterações do sistema dopaminérgico mesocorticolímbico podem levar ao vício por alimentos palatáveis. Todas estas características contribuem para o baixo gasto energético e o alto consumo alimentar. Para estudar os efeitos em longo prazo da obesidade infantil, utilizamos o modelo de redução do tamanho da ninhada. Para induzir a superalimentação neonatal, o tamanho da ninhada foi reduzido para 3 filhotes machos de PN3 21 (grupo SL). O grupo controle permaneceu com 10 filhotes (grupo NL). Em PN120, o grupo SL foi dividido em: SL que recebeu ração controle e SL-Ca que recebeu dieta controle suplementada com 10g/kg de CaCO3. Os sacrifícios ocorreram em PN120 e PN180. Durante todo o período experimental, avaliamos o consumo alimentar e peso corporal. Em PN175, avaliamos a preferência alimentar dos animais por uma dieta rica em açúcar ou em lipídio. Avaliamos os hormônios por ELISA, RIA e quimioluminescência; o conteúdo proteico por Western blotting no fígado, tecido adiposo branco (TAB) e marrom (TAM), adrenal e regiões cerebrais; as atividades enzimáticas no soro e no fígado por cinética enzimática. Em PN21, PN120 e PN180, avaliamos in vivo a atividade simpática do TAM. Ao desmame, os ratos SL apresentaram maior estado pró-oxidativo no fígado e plasma e menor sensibilidade às catecolaminas no TAB. Na idade adulta, a suplementação é capaz de melhorar o estado pró-oxidativo no fígado e plasma, a sensibilidade à insulina e a microesteatose no fígado. Tanto a alteração de metabolismo/ação da vitamina D e do glicocorticóide no tecido adiposo como a menor capacidade termogênica do TAM contribuem para a maior adiposidade dos animais do grupo SL. A suplementação com cálcio corrigiu parte dessas alterações. A superalimentação pós-natal levou a redução da via dopaminérgica e a maior preferencia por gordura, enquanto a suplementação com cálcio normalizou esta via apenas a nível hipotalâmico e corrigiu a preferência alimentar. Nossos dados destacam o impacto benéfico da suplementação dietética com cálcio, que pode ter um papel nutricional promissor para auxiliar a perda de peso e minimizar os distúrbios relacionados a obesidade e a síndrome metabólica dos animais obesos que foram superalimentados na lactação.

Biomimetic bone-like composites fabricated through an automated alternate soaking process.

Hydroxyapatite-gelatin composites have been proposed as suitable scaffolds for bone and dentin tissue regeneration. There is considerable interest in producing these scaffolds using biomimetic methods due to their low energy costs and potential to create composites similar to the tissues they are intended to replace. Here an existing process used to coat a surface with hydroxyapatite under near physiological conditions, the alternate soaking process, is modified and automated using an inexpensive "off the shelf" robotics kit. The process is initially used to precipitate calcium phosphate coatings. Then, in contrast to previous utilizations of the alternate soaking process, gelatin was added directly to the solutions in order to co-precipitate hydroxyapatite-gelatin composites. Samples were investigated by Fourier transform infrared spectroscopy, scanning electron microscopy, energy dispersive X-ray spectroscopy and nanoindentation. Calcium phosphate coatings formed by the alternate soaking process exhibited different calcium to phosphate ratios, with correspondingly distinct structural morphologies. The coatings demonstrated an interconnected structure with measurable mechanical properties, even though they were 95% porous. In contrast, hydroxyapatite-gelatin composite coatings over 2mm thick could be formed with little visible porosity. The hydroxyapatite-gelatin composites demonstrate a composition and mechanical properties similar to those of cortical bone.

Sediment Quality Triad assessment in Kachemak Bay: characterization of soft bottom benthic habitats and contaminant bioeffects assessment

A baseline environmental characterization of the inner Kachemak Bay, Alaska was conducted using the sediment quality triad approach based on sediment chemistry, sediment toxicity, and benthic invertebrate community structure. The study area was subdivided into 5 strata based on geophysical and hydrodynamic patterns in the bay (eastern and western intertidal mud flats, eastern and western subtidal, and Homer Harbor). Three to seven locations were synoptically sampled within each stratum using a stratified random statistical design approach. Three sites near the village of Port Graham and two sites in the footprint of a proposed Homer Harbor expansion were also collected for comparison. Concentrations of over 120 organic and metallic contaminants were analyzed. Ambient toxicity was assessed using two amphipod bioassays. A detailed benthic community condition assessment was performed. Habitat parameters (depth, salinity, temperature, dissolved oxygen, sediment grain size, and organic carbon content) that influence species and contaminant distribution were also measured at each sampling site. Sediments were mostly mixed silt and sand; characteristic of high energy habitats, with pockets of muddy zones. Organic compounds (PAHs, DDTs, PCBs, cyclodienes, cyclohexanes) were detected throughout the bay but at relatively low concentrations. Tributyltin was elevated in Homer Harbor relative to the other strata. With a few exceptions, metals concentrations were relatively low and probably reflect the input of glacial runoff. Relative to other sites, Homer Harbor sites were shown to have elevated concentrations of metallic and organic contaminants. The Homer Harbor stratum however, is a deep, low energy depositional environment with fine grained sediment. Concentrations of organic contaminants measured were five to ten times higher in the harbor sites than in the open bay sites. Concentration of PAHs is of a particular interest because of the legacy of oil spills in the region. There was no evidence of residual PAHs attributable to oil spills, outside of local input, beyond the confines of the harbor. Concentrations were one to ten times below NOAA sediment quality guidelines. Selected metal concentrations were found to be relatively elevated compared to other data collected in the region. However, levels are still very low in the scale of NOAA’s sediment quality guidelines, and therefore appear to pose little or no ecotoxicity threat to biota. Infaunal assessment showed a diverse assemblage with more than 240 taxa recorded and abundances greater than 3,000 animals m-22 in all but a few locations. Annelid worms, crustaceans, snails, and clams were the dominant taxa accounting for 63 %, 19%, 5%, and 7 % respectively of total individuals. Specific benthic community assemblages were identified that were distributed based on depth and water clarity. Species richness and diversity was lower in the eastern end of the bay in the vicinity of the Fox River input. Abundance was also generally lower in the eastern portion of the study area, and in the intertidal areas near Homer. The eastern portions of the bay are stressed by the sediment load from glacial meltwater. Significant toxicity was virtually absent. Conditions at the sites immediately outside the existing Homer Harbor facility did not differ significantly from other subtidal locations in the open Kachemak Bay. The benthic fauna at Port Graham contained a significant number of species not found in Kachemak Bay. Contaminant conditions were variable depending on specific location. Selected metal concentrations were elevated at Port Graham and some were lower relative to Kachemak Bay, probably due to local geology. Some organic contaminants were accumulating at a depositional site.

低能N+诱导拟南芥突变体DNA变异的研究

低能离子束的诱变效应首先由我国科学家发现并将其广泛应用于育种实践，但是离子注入诱导DNA变异的研究结果主要是以微生物离体质粒DNA为材料获得的，以活体高等生物为材料的研究尚未见报道。 我们以30 keV N+（注入剂量80×1015 ions/cm2）注入拟南芥后获得的稳定突变体T80II为实验材料，对突变体植株进行了RAPD标记，并将T80II和对照部分RAPD特异条带进行克隆测序和DNA序列分析。结果显示，在可分辨的总计397个RAPD条带中，T80II株系中有52个条带表现出差异，包括条带的缺失和增加，条带变异率为13.1%;克隆的T80II序列中，平均每16.8个碱基出现一个碱基变异位点，表现出较高频率的碱基突变。碱基突变的类型包括碱基的颠换、转换、缺失、插入等。在检测到的275个碱基突变中，主要是单碱基置换（97.09%），碱基缺失或者插入的比例较小（2.91%）。在碱基置换中，转换的频率（66.55%）高于颠换的频率（(30.55%)。此外，构成DNA的四种碱基均可以被离子束辐照诱发变异，而且每一种碱基都可以被其它三种碱基所替换，但是胸腺嘧啶（T）的辐射敏感性要高于其它三种碱基。通过分析突变碱基周边序列，对低能N+离子注入拟南芥突变体引发的碱基突变热点进行了讨论。 另外，低能离子注入诱变获得的突变体特异表达基因的克隆方面也没有报道。我们以突变体T80II作为实验材料，用PCR增效的减法杂交技术构建了T80II特异表达的cDNA减法文库，克隆特异表达的cDNA片段，并对其中1个与14-3-3 protein GF14 nu (GRF7) gene有部分同源性、长712 bp的cDNA片段进行了讨论。我们的研究证明通过减法杂交技术克隆低能离子诱发的突变体特异表达的cDNA是可能的，这为低能离子注入技术在分子生物学上的应用开辟了一个新思路。

Deposition of diamond-like carbon films by photon-enhanced chemical vapour deposition of methane using a windowless hydrogen lamp

Thin films of diamond-like carbon (DLC) have been deposited using a novel photon-enhanced chemical vapour deposition (photo-CVD) method. This low energy method may be a way to produce better interfaces in electronic devices by reducing damage due to ion bombardment. Methane requires high energy photons for photolysis to take place and these are not transmitted in most photo-CVD methods owing to the presence of a window between the lamp and the deposition environment. In our photo-CVD system there is no window and all the high energy photons are transmitted into the reaction gas. Initial work has proved promising and this paper presents recent results. Films have been characterized by measuring electron energy loss spectra, by ellipsometry and by fabricating and testing diode structures. Results indicate that the films are of a largely amorphous nature and are semiconducting. Diode structures have on/off current ratios of up to 106.

The shear mode of multilayer graphene

The quest for materials capable of realizing the next generation of electronic and photonic devices continues to fuel research on the electronic, optical and vibrational properties of graphene. Few-layer graphene (FLG) flakes with less than ten layers each show a distinctive band structure. Thus, there is an increasing interest in the physics and applications of FLGs. Raman spectroscopy is one of the most useful and versatile tools to probe graphene samples. Here, we uncover the interlayer shear mode of FLGs, ranging from bilayer graphene (BLG) to bulk graphite, and suggest that the corresponding Raman peak measures the interlayer coupling. This peak scales from ∼43cm -1 in bulk graphite to ∼31cm -1 in BLG. Its low energy makes it sensitive to near-Dirac point quasiparticles. Similar shear modes are expected in all layered materials, providing a direct probe of interlayer interactions. © 2012 Macmillan Publishers Limited. All rights reserved.

Use of vertically-aligned carbon nanotube array to enhance the performance of electrochemical capacitors

In the domain of energy storage, electrochemical capacitors have numerous applications ranging from hybrid vehicles to consumer electronics, with very high power density at the cost of relatively low energy storage. Here, we report an approach that uses vertically aligned carbon nanotube arrays as electrodes in electrochemical capacitors. Different electrolytes were used and multiple parameters of carbon nanotube array were compared: carbon nanotube arrays were shown to be two to three times better than graphite in term of specific capacitance, while the surface functionalization was demonstrated to be a critical factor in both aqueous and nonaqueous solutions to increase the specific capacitance. We found that a maximum energy density of 21 Wh/kg at a power density of 1.1 kW/kg for a hydrophilic electrode, could be easily achieved by using tetraethylammonium tetrafluoroborate in propylene carbonate. These are encouraging results in the path of energy-storage devices with both high energy density and power density, using only carbon-based materials for the electrodes with a very long lifetime, of tens of thousands of cycles. © 2011 IEEE.

Photoluminescence properties of tensile-strained GaAsP/GaInP single quantum wells grown by metal organic chemical vapor deposition

Tensile-strained GaAsP/GaInP single quantum well (QW) laser diode (I-D) structures have been grown by low-pressure metal organic chemical vapor deposition (LP-MOCVD) and related photoluminescence (PL) properties have been investigated in detail. The samples have the same well thickness of 16 nm but different P compositions in a GaAsP QW. Two peaks in room temperature (RT) PL spectra are observed for samples with a composition larger than 0.10. Temperature and excitation-power-dependent PL spectra have been measured for a sample with it P composition of 0.15. It is found that the two peaks have a 35 meV energy separation independent of temperature and only the low-energy peak exists below 85 K. Additionally, both peak intensities exhibit a monotonous increase as excitation power increases. Analyses indicate that the two peaks arise from the intrinsic-exciton recombination mechanisms of electron-heavy hole (e-hh) and electron-light hole (e-hh). A theoretical calculation based oil model-solid theory, taking, into account the spin-orbit splitting energy, shows good agreement with our experimental results. The temperature dependence of PL intensity ratio is well explained using the spontaneous emission theory for e-hh and e-hh transitions. front which the ratio can be characterized mainly by the energy separation between the fill and Ill states.

Enhancement of Exciton-Phonon Interaction in InGaN Quantum Wells Induced by Electron-Beam Irradiation

InGaN/GAN multiple quantum wells grown by metal-organic chemical vapor deposition were irradiated with the electron beam from a low energy accelerator. The electron irradiation induced a redshift by 50 meV in the photoluminescence spectra of the electron-irradiated InGaN/GaN quantum wells, irrespective of the exposure time to the electron beam which ranges from 10 to 1000s. The localization parameter extracted from the temperature-dependent photoluminescence spectra was found to increase in the Irradiated samples. Analysis of the intensity of the longitudinal optical phonon sidebands showed the enhancement of the exciton-phonon coupling, indicating that the excitons are more strongly localized in the irradiated InGaN wells. The change in the pholotuminescence spectra. In the irradiated InGa/GAN quantum wells were explained in terms of the increase of indium concentration in indium rich clusters induced by the electron irradiation (C) 2009 The Japan Society of Applied Physics

First principle study of Mg, Si and Mn co-doped GaN

Calculations of electronic structures and optical properties of Mg (or Si) and Mn co-doped GaN were carried out by means of first-principle plane-wave pesudopotential (PWP) based on density functional theory - The spin polarized impurity bands of deep energy levels were found for both systems. They are half metallic and suitable for spin injectors. Compared with GaN Mn, GaN Mn-Mg exhibits a significant increase in T-C 1 while the 1.3 eV absorption peak in GaN Mn disappears due to addition of Mg. In addition, a strong absorption peak due to T-4(1) (F) -> T-4(2) (F) transition of Mn4+ were observed near 1.1 eV. Nevertheless, GaN Mn-Si failed to show increase of T-C, and the absorption peak was not observed at the low energy side.