Estudios de sistemas organizados con aplicaciones en nanoquímica, síntesis orgánica y en reactividad. Studies of organized systems with applications in nanochemistry, organic synthesis and reactivity.

El objetivo general de este proyecto es el estudio de distintos tipos de sistemas organizados, conocer los factores que determinan la forma de organización y las consecuencias que ésta tiene sobre la reactividad de moléculas que se encuentran en ese entorno organizado. Se pretende realizar, desde la fisicoquímica y la síntesis orgánica, aportes a áreas multidisciplinarias como la nanociencia y la nanotecnología. Se sintetizarán ciclodextrinas anfifílicas y se estudiará su comportamiento en solución y en interfases, sus propiedades de agregación y morfología. Se estudiará también la termodinámica de los procesos y la capacidad catalítica de estas ciclodextrinas anfifílicas en superficies bidimensionales en reacciones de hidrólisis de ésteres. Las ciclodextrinas anfifílicas sintetizadas en el laboratorio se utilizarán también en mezclas con otros surfactantes, con el objetivo de generar medios eficientes respecto a la solubilización y extracción de contaminantes orgánicos desde suelos. Se espera encontrar sistemas que presenten efectos sinérgicos. Se determinará el efecto de la formación de complejos con ciclodextrina sobre las propiedades fisicoquímicas y la reactividad de pesticidas de amplio uso en agricultura, en particular de compuestos organofosforados. Se investigarán ciclodextrinas que permitan controlar la liberación del agroquímico y se realizarán estudios de la reactividad de los pesticidas en solución y en medios que simulen el suelo determinando si la inclusión en las ciclodextrinas modifica la velocidad de descomposición. En la búsqueda de nuevos sistemas microheterogéneos se sintetizarán surfactantes gémini con una cadena hidrocarbonada y una perfluorada y se determinarán sus propiedades. Luego de su caracterización, estos surfactantes se aplicarán en estudios de reactividad de compuestos insolubles en agua.Se estudiará la formación de complejos de ciclodextrina con metales de transición y los mismos se utilizarán como catalizadores en reacciones de oxidación de sulfuros y de alquenos en medios acuosos y no acuosos buscando condiciones donde se logre inducción quiral. Se sintetizarán compuestos azufrados polifuncionales con los cuales se modificarán superficies de nanopartículas por quimioadsorción de los mismos. Dado que se pretende obtener compuestos con propiedades específicas que dependen de su estructura, se llevará a cabo el modelado computacional de las distintas moléculas en estudio, ya que esto podría aportar datos relevantes acerca de qué modificaciones estructurales podrían intensificar la propiedad o propiedades buscadas. En una etapa posterior se correlacionarán las propiedades predichas a través de cálculos teóricos con las observadas experimentalmente, lo que intrínsecamente conlleva a un mayor conocimiento del sistema.Los estudios propuestos en este proyecto permitirán avanzar en la comprensión de los factores supramoleculares que controlan y modulan la interacción de ligandos con sus receptores en interfases y la ocurrencia de reacciones hidrolíticas en interfases autoorganizadas.

Ingeniería de glicanos: diseño de inmunógenos y ligandos de lectinas. Glycan engineering: design of immunogens and ligand of lectins.

La ingeniería de glicanos es un área de investigación emergente, la que posee múltiples aplicaciones en medicina. Mediante esta herramienta se intentará reducir la flexibilidad de las uniones glicosídicas de antígenos tumorales, como la del antígeno T (Galbeta3GalNAcalfa-Ser/Thr). Aquí se realizarán las menores alteraciones posibles en la topología de glicanos que generen la mejor respuesta inmune hacia el antígeno de interés. Por otra parte, se buscará ligandos de alta afinidad que interaccionen con lectinas involucradas en diseminación de metástasis. Mediante ensayos teóricos de Docking se tratará de hallar modificaciones topológicas de glicanos que potencialmente tengan propiedades anti-adhesivas para células tumorales. Este proyecto constará de tres etapas: una teórica, utilizando programas de cálculos para ensayos de Docking y mínimos energéticos de glicanos. Otra de síntesis, generando los glicoconjugados sugeridos en la etapa anterior. En la última, se verificará si estos glicanos rediseñados adquirieron las propiedades biológicas deseadas. Así se determinará si generan una respuesta inmune que reconozca antígenos y células tumorales. También, se analizarán las propiedades anti-adhesivas de los glicanos utilizando diferentes modelos experimentales. Finalmente, se determinará si los inmunógenos producidos y/o glicoconjugados rediseñados poseen efecto en el desarrollo tumoral y sobrevida animal.

Sensores basados en nanocavidades de sistemas supramoleculares. Sensors based on nanocavities of supramolecular systems.

Uno de los grandes desafíos analíticos es resolver la complejidad del análisis de cantidades trazas de compuestos orgánicos debido a la baja sensibilidad analítica de las técnicas usuales que permiten una determinación específica como IR o RMN. El uso de espectrofotometría UV-Visible y espectroluminiscencia, técnicas que presentan mayor sensibilidad, se ve dificultada en muchos casos por el efecto matriz producido en el tratamiento de muestras reales y complejas o pérdida de la selectividad debido a la superposición de bandas.La interacción por formación de complejos entre determinados sustratos y receptores macrocíclicos que presentan poros o cavidades nanométricas, puede afectar las propiedades espectroscópicas de los sustratos. La respuesta de técnicas sensibles puede traducirse así en un análisis selectivo debido al reconocimiento molecular que se establece entre un dado receptor y el sustrato de interés. Por otra parte puede mejorar la sensibilidad debido a efectos de micropolaridad del medio, a efectos de restricciones de grados de libertad, por compartamentalización o protección de los estados excitados de los sustratos incluidos. El uso analítico de receptores selectivos es un área actualmente en desarrollo, que permite una rápida determinación de especies químicas, disminuyendo el efecto de interferentes, mejorando la sensibilidad y disminuyendo el tratamiento de la muestra.Se estudiarán los mecanismos involucrados en las interacciones y los factores que los modifican por técnicas espectroscópicas como UV-visible, RMN y luminiscencia. Se determinarán los parámetros analíticos por luminiscencia en los medios y condiciones en que la sensibilidad analítica muestre el mayor incremento. Se realizarán las pruebas de validación en las mejores condiciones para cada uno y mezclas de analitos relacionados en muestras reales.

Development of sensing systems for environmental monitoring

This project focused on the investigation and the development of a chemical sensing system for the determination of chromium Cr6+ and a bio-reactor followed by electrochemical detection at a glassy carbon electrode, for the determination of organochlorine compounds. The conjugation of Cr6+ with 1,5-diphenylcarbazide was studied at various types of electrodes such as glassy carbon, ultra-trace epoxy-graphite, chemically or un-modified carbon-paste and dropping-mercury. The cyclic voltammetric behaviour of the complex was also investigated. In addition, the possibility of developing a chemical sensor, Le. an electrochemical probe capable of sensing Cr6+ through its complexation with 1,5-diphenylacarbazide was studied. The conjugations of l-chloro-2,4-dinitrobenzene, 2,4-dichloronitrobenzene and ethacrynic, which are electrophilic organochlorine compounds, with reduced glutathione, were studied in order to test the bioreactor developed, based on the immobilisation of glutathione s-transferase. This was carried out at different types of electrodes such as glassy-carbon, gold, silver, platinum, epoxy-graphite, hangingmercury, and ferrocene-modified rotating-disc electrodes.

Design of a bifurcated stent graft, with its accompanying delivery system.

Abdominal Aortic Aneurysms (AAA) haemorhaging is a life-threatening disease. An aneurysm is a permanent swelling of an artery due to a weakness in its wall. Current surgical repair involves opening the chest or abdomen, gaining temporary vascular control of the aorta and suturing a prosthetic graft to the healthy aorta within the aneurysm itself The outcome of this surgical approach is not perfect, and the quality of life after this repair is impaired by postoperative pain, sexual dysfunction, and a lengthy hospital stay resulting in high health costs. All these negative effects are related to the large incision and extensive tissue dissection. Endovascular grafting is an alternative to the standard surgical method. This treatment is a less invasive method of treating aortic aneurysms. It involves a surgical exposure of the common femoral arteries where the stent graft can be inserted through by an over-the-wire technique. All manipulations are controlled from a remote place by the use of a catheter and this technique avoids the need to directly expose the diseased artery through a large incision or an extensive dissection. The proposed design method outlined in this project is to develop the endovascular approach. The main aim is to design an unitary bifurcated stent graft (1 e- bifurcated graft as a single component) to treat these Abdominal Aortic Aneurysms. This includes the delivery system and deployment mechanism necessary to first accurately position the stent graft across the aneurysm sac and also across the iliac bifurcation, and secondly fix the stent graft in position by using expandable metal stents. Thus, excluding the aneurysm from the circulation and therefore preventing rupture. Miniaturisation is a critical aspect of this design, as the smaller the crimped stent graft the easier to guide through the vascular system to the desired location. Biocompatibility is an important aspect. The preferred materials for this prosthesis are to use Shape Memory Alloys for the stent and a multifilament fabric for the graft. A taper design is applied for the geometry as this gives a favourable flow characteristic and reduced wave reflections. Adequate testing of the stent graft to prove its durability and the ease of the method of deployment is a prerequisite. A bench test facility has being designed and build to replicate the cardiovascular system and the disease in question aortic aneurysms at the iliac bifurcation. The testing here shows the feasibility of the proposed delivery system and the durability of the stent graft across the aneurysm sac. Finally, these endovascular treatments offer the economic advantage of short hospital stays or even treatment as an outpatient, as well as elimination of the need for postoperative intensive care The risk of developing an aneurysm increases with age, that is one of the mam reasons to look for less invasive ways of treating aneurysms. Consequently, there is enormous pressure to develop and use these devices rapidly.

Reflective and adaptive middleware for software evolution of information systems

Magdeburg, Univ., Fak. für Informatik, Diss., 2007

Design of biped robot walking based on non-linear periodical oscillations

Magdeburg, Univ., Fak. für Elektrotechnik und Informationstechnik, Diss., 2012

Verification of system properties of polynomial systems using discrete-time approximations and set-based analysis

Magdeburg, Univ., Fak. für Elektrotechnik und Informationstechnik, Diss., 2015

Design of biped robot walking with double-support phase

Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Fakultät für Maschinenbau, Univ., Dissertation, 2015

Functional design of the air ventilation apparatus and overland excurions by teleosts / Karel F. Liem.

n.s. no.37(1987)

On the design of peer punishment experiments

We discuss how technologies of peer punishment might bias the results that are observed in experiments. A crucial parameter is the “fine-to-fee” ratio, which describes by how much the punished subjects income is reduced relatively to the fee the punishing subject has to pay to inflict punishment. We show that a punishment technology commonly used in experiments embeds a variable fine-to-fee ratio and show that it confounds the empirical findings about why, whom, and how much subjects punish.

Rational design of an organometallic glutathione transferase inhibitor.

Double trouble: A hybrid organic-inorganic (organometallic) inhibitor was designed to target glutathione transferases. The metal center is used to direct protein binding, while the organic moiety acts as the active-site inhibitor (see picture). The mechanism of inhibition was studied using a range of biophysical and biochemical methods.

Numerical simulation of combined heat transfer phenomena (conduction, convection, and radiation). Application to he optimisation of thermal systems

Thermal systems interchanging heat and mass by conduction, convection, radiation (solar and thermal ) occur in many engineering applications like energy storage by solar collectors, window glazing in buildings, refrigeration of plastic moulds, air handling units etc. Often these thermal systems are composed of various elements for example a building with wall, windows, rooms, etc. It would be of particular interest to have a modular thermal system which is formed by connecting different modules for the elements, flexibility to use and change models for individual elements, add or remove elements without changing the entire code. A numerical approach to handle the heat transfer and fluid flow in such systems helps in saving the full scale experiment time, cost and also aids optimisation of parameters of the system. In subsequent sections are presented a short summary of the work done until now on the orientation of the thesis in the field of numerical methods for heat transfer and fluid flow applications, the work in process and the future work.

Heteroclinic orbits for a class of Hamiltonian systems on Riemannian manifolds

"Vegeu el resum a l'inici del document del fitxer adjunt."