Controlled synthesis of tunable nanoporous carbons for gas storage and supercapacitor application

A simple methodology has been developed for the synthesis of functional nanoporous carbon (NPC) materials using a metal-organic framework (IRMOF-3) that can act as a template for external carbon precursor (viz, sucrose) and also a self-sacrificing carbon source. The resultant graphitic NPC samples (abbreviated as NPC-0, NPC-150, NPC-300, NPC-500 and NPC-1000 based on sucrose loading) obtained through loading different amounts of sucrose exhibit tunable textural parameters. Among these, NPC-300 shows very high surface area (BET approximate to 3119 m(2)/g, Langmuir approximate to 4031 m(2)/g) with a large pore volume of 1.93 cm(3)/g. High degree of porosity coupled with polar surface functional groups, make NPC-300 remarkable candidate for the uptake of H-2 (2.54 wt% at 1 bar, and 5.1 wt% at 50 bar, 77 K) and CO2 (64 wt% at 1 bar, 195 K and 16.9 wt% at 30 bar, 298 K). As a working electrode in a supercapacitor cell, NPC-300 shows excellent reversible charge storage thus, demonstrating multifunctional usage of the carbon materials. (C) 2015 Elsevier Inc. All rights reserved.

Targeted Modifications in Adeno-Associated Virus Serotype 8 Capsid Improves Its Hepatic Gene Transfer Efficiency In Vivo

Recombinant adeno-associated virus vectors based on serotype 8 (AAV8) have shown significant promise for liver-directed gene therapy. However, to overcome the vector dose dependent immunotoxicity seen with AAV8 vectors, it is important to develop better AAV8 vectors that provide enhanced gene expression at significantly low vector doses. Since it is known that AAV vectors during intracellular trafficking are targeted for destruction in the cytoplasm by the host-cellular kinase/ubiquitination/proteasomal machinery, we modified specific serine/threonine kinase or ubiquitination targets on the AAV8 capsid to augment its transduction efficiency. Point mutations at specific serine (S)/threonine (T)/lysine (K) residues were introduced in the AAV8 capsid at the positions equivalent to that of the effective AAV2 mutants, generated successfully earlier. Extensive structure analysis was carried out subsequently to evaluate the structural equivalence between the two serotypes. scAAV8 vectors with the wild-type (WT) and each one of the S/T -> Alanine (A) or K-Arginine (R) mutant capsids were evaluated for their liver transduction efficiency in C57BL/6 mice in vivo. Two of the AAV8-S -> A mutants (S279A and S671A), and a K137R mutant vector, demonstrated significantly higher enhanced green fluorescent protein (EGFP) transcript levels (similar to 9- to 46-fold) in the liver compared to animals that received WT-AAV8 vectors alone. The best performing AAV8 mutant (K137R) vector also had significantly reduced ubiquitination of the viral capsid, reduced activation of markers of innate immune response, and a concomitant two-fold reduction in the levels of neutralizing antibody formation in comparison to WT-AAV8 vectors. Vector bio-distribution studies revealed that the K137R mutant had a significantly higher and preferential transduction of the liver (106 vs. 7.7 vector copies/mouse diploid genome) when compared to WT-AAV8 vectors. To further study the utility of the K137R-AAV8 mutant in therapeutic gene transfer, we delivered human coagulation factor IX (h. FIX) under the control of liver-specific promoters (LP1 or hAAT) into C57BL/6 mice. The circulating levels of h. FIX: Ag were higher in all the K137R-AAV8 treated groups up to 8 weeks post-hepatic gene transfer. These studies demonstrate the feasibility of the use of this novel AAV8 vectors for potential gene therapy of hemophilia B.

New symmetrical dinucleating ligand based assembly of bridged dicopper(II) and dizinc(II) centers: Synthesis, structure, spectroscopy, magnetic properties and glycoside hydrolysis

Two dinuclear copper(II) complexes Li(H2O)(3)(CH3OH)](4)Cu2Br4]Cu-2(cpdp)(mu-O2CCH3)](4)(OH)(2) (1), Cu (H2O)(4)]Cu-2(cpdp)(mu-O2CC6H5)](2)Cl-2 center dot 5H(2)O (2), and a dinuclear zinc(II) complex Zn-2(cpdp)(mu-O2CCH3)] (3) have been synthesized using pyridine and benzoate functionality based new symmetrical dinucleating ligand, N, N'-Bis2-carboxybenzomethyl]-N, N'-Bis2-pyridylmethyl]-1,3-diaminopropan-2-ol (H(3)cpdp). Complexes 1, 2 and 3 have been synthesized by carrying out reaction of the ligand H3cpdp with stoichiometric amounts of Cu-2(O2CCH3)(4)(H2O)(2)], CuCl2 center dot 2H(2)O/C6H5COONa, and Zn(CH3COO)(2)center dot 2H(2)O, respectively, in methanol in the presence of NaOH at ambient temperature. Characterizations of the complexes have been done using various analytical techniques including single crystal X-ray structure determination. The X-ray crystal structure analyses reveal that the copper(II) ions in complexes 1 and 2 are in a distorted square pyramidal geometry with Cu-Cu separation of 3.455(8) angstrom and 3.492(1)angstrom, respectively. The DFT optimized structure of complex 3 indicates that two zinc(II) ions are in a distorted square pyramidal geometry with Zn-Zn separation of 3.492(8)angstrom. UV-Vis and mass spectrometric analyses of the complexes confirm their dimeric nature in solution. Furthermore, H-1 and C-13 NMR spectroscopic investigations authenticate the integrity of complex 3 in solution. Variable-temperature (2-300 K) magnetic susceptibility measurements show the presence of antiferromagnetic interactions between the copper centers, with J = -26.0 cm(-1) and -23.9 cm(-1) ((H) over cap = -2JS(1)S(2)) in complexes 1 and 2, respectively. In addition, glycosidase-like activity of the complexes has been investigated in aqueous solution at pH similar to 10.5 by UV-Vis spectrophotometric technique using p-nitrophenyl-alpha-D-glucopyranoside (4) and p-nitrophenyl-beta-D-glucopyranoside (5) as model substrates. (C) 2015 Elsevier B.V. All rights reserved.

MULTI-INSTRUMENT DETECTION IN POLYPHONIC MUSIC USING GAUSSIAN MIXTURE BASED FACTORIAL HMM

We formulate the problem of detecting the constituent instruments in a polyphonic music piece as a joint decoding problem. From monophonic data, parametric Gaussian Mixture Hidden Markov Models (GM-HMM) are obtained for each instrument. We propose a method to use the above models in a factorial framework, termed as Factorial GM-HMM (F-GM-HMM). The states are jointly inferred to explain the evolution of each instrument in the mixture observation sequence. The dependencies are decoupled using variational inference technique. We show that the joint time evolution of all instruments' states can be captured using F-GM-HMM. We compare performance of proposed method with that of Student's-t mixture model (tMM) and GM-HMM in an existing latent variable framework. Experiments on two to five polyphony with 8 instrument models trained on the RWC dataset, tested on RWC and TRIOS datasets show that F-GM-HMM gives an advantage over the other considered models in segments containing co-occurring instruments.

Quasi-geostrophic dynamics in the presence of moisture gradients

The derivation of a quasi-geostrophic system from the rotating shallow-water equations on a midlatitude -plane coupled with moisture is presented. Condensation is prescribed to occur whenever the moisture at a point exceeds a prescribed saturation value. It is seen that a slow condensation time-scale is required to obtain a consistent set of equations at leading order. Further, since the advecting wind fields are geostrophic, changes in moisture (and hence precipitation) occur only via non-divergent mechanisms. Following observations, a saturation profile with gradients in the zonal and meridional directions is prescribed. A purely meridional gradient has the effect of slowing down the dry Rossby waves, through a reduction in the equivalent gradient' of the background potential vorticity. A large-scale unstable moist mode results on the inclusion of a zonal gradient by itself, or in conjunction with a meridional moisture gradient. For gradients that are are representative of the atmosphere, the most unstable moist mode propagates zonally in the direction of increasing moisture, matures over an intraseasonal time-scale and has small phase speed.

Inhibition of p300 lysine acetyltransferase activity by luteolin reduces tumor growth in head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC) xenograft mouse model

Chromatin acetylation is attributed with distinct functional relevance with respect to gene expression in normal and diseased conditions thereby leading to a topical interest in the concept of epigenetic modulators and therapy. We report here the identification and characterization of the acetylation inhibitory potential of an important dietary flavonoid, luteolin. Luteolin was found to inhibit p300 acetyltransferase with competitive binding to the acetyl CoA binding site. Luteolin treatment in a xenografted tumor model of head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC), led to a dramatic reduction in tumor growth within 4 weeks corresponding to a decrease in histone acetylation. Cells treated with luteolin exhibit cell cycle arrest and decreased cell migration. Luteolin treatment led to an alteration in gene expression and miRNA profile including up-regulation of p53 induced miR-195/215, let7C; potentially translating into a tumor suppressor function. It also led to down regulation of oncomiRNAs such as miR-135a, thereby reflecting global changes in the microRNA network. Furthermore, a direct correlation between the inhibition of histone acetylation and gene expression was established using chromatin immunoprecipitation on promoters of differentially expressed genes. A network of dysregulated genes and miRNAs was mapped along with the gene ontology categories, and the effects of luteolin were observed to be potentially at multiple levels: at the level of gene expression, miRNA expression and miRNA processing.

Effect of Magnetic Field on Photoresponse of Cobalt Integrated Zinc Oxide Nanorods

Cobalt integrated zinc oxide nanorod (Co-ZnO NR) array is presented as a novel heterostructure for ultraviolet (UV) photodetector (PD). Defect states in Co-ZnO NRs surface induces an enhancement in photocurrent as compared to pristine ZnO NRs PD. Presented Co-ZnO NRs PD is highly sensitive to external magnetic field that demonstrated 185.7% enhancement in response current. It is concluded that the opposite polarizations of electron and holes in the presence of external magnetic field contribute to effective separation of electron hole pairs that have drifted upon UV illumination. Moreover, Co-ZnO NRs PD shows a faster photodetection speed (1.2 s response time and 7.4 s recovery time) as compared to the pristine ZnO NRs where the response and recovery times are observed as 38 and 195 s, respectively.

Estructura, diversidad florística y estimación de carbono almacenado en tres bosques del municipio El Castillo, Río San Juan, Nicaragua, 2012

La planificación y manejo integral de fincas es un mod elo con tendencias productivas, en Nicaragua la ausencia de metodologías sencillas, flexibles, con alta factibilidad económica y confiabilidad de los resultados, es un factor determinante de la aceptación e implementación de los planes de manejo a nivel de finca. El presente estudio se realizó con la finalidad de contribuir información de metodología para inventarios forestales y resultados florísticos en el almacenamiento de carbono, en tres fincas productivas del bosque húmedo tropical del municipio El Castillo, Río San Juan. El estudio se estableció en tres etapas metodológicas: planificación de trabajo, fase de campo y almacenamiento de datos (procesamiento). Para cumplir los objetivos se implementó un inventario forestal por muestreo sistemático con diferentes intensidades de muestreo en cada finca, se establecieron parcelas de 10m x 50m (0.05 ha), para comparar la diversidad entre fincas se utilizó igual tamaño de parcelas (0.3 ha), mediante el índice de Margalef (riqueza) e índice de Shannon-Weiner (equidad), se analizó la estructura horizontal mediante el cálculo de abundancia, área basal y volumen por hectárea, para la estimación de carbono se optó por el método no destructivo utilizando la ecuación general de biomasa (Brown, 1997) y el factor de carbono según IPCC, 2005. Las variables estudiadas son: nombre botánico de la especie arbórea, DAP (1.30m sobre el suelo ) mayor a 10 cm y altura fustal. Se identificaron 31 familias botánicos, 57 géneros y 68 especies, las familias más representativas, según el número de especie son, Moraceae, Rubiaceae, Fabaceae, Sapotaceae, Anonaceae, Burseraceae, Cumbretaceae, Lauraceae, Meliaceae, Vochysiaceae, Mimosaceae, alta presencia de especies indicadoras de bosques alterados o secundarios y bajo número de especies comerciales. No obstante el estudio de muestra alta riqueza en las tres fincas sin diferencias significativas (X²= 0,916; P>0,05) y baja equidad en La Pavona y La Perilla, por el contrario La Primavera presenta mejor representatividad de las especies. El bosque con mayor área basal y volumen (desarrollo estructural), fue La Pavona (26.51 m2ha-1 y 365.39 m3 ha-1), también almacenó mayor carbono por hectárea (195.66Mg C ha-1), básicamente los resultado de carbono son similares entre las tres fincas (La Perilla con 184.38 MgC ha-1 y La Primavera con 192.21 MgC ha-1), también se encontró alta relación entre el estado de desarrollo (clases naturales de edades), abundancia, volumen y el almacenamiento de carbono por la alta cantidad de biomasa.

Efecto de cuatro niveles de fertilizantes sobre el crecimiento y rendimiento de cinco variedades de frijol común (Phaseolus vulgaris L.) bajo el sistema de cero labranza

El experimento fue conducido para determinar el efecto de cuatro niveles de N-P-K y cinco variedades sobre el crecimiento, y rendimiento del frijol común (Phaseolus vulgaris L.) bajo el sistema de cero labranza. Dicho experimento fue realizado en un suelo franco-limoso Typic Durandept, perteneciente a la estación experimental La Compañía, municipio de San Marcos, Departamento de Carazo en época de Postrera de 1992. Se utilizó un diseño de Parcelas Divididas dispuestas en Bloques Completamente al Azar con 20 tratamientos y tres réplicas. El fertilizante fue aplicado en bandas al momento de la siembra en dosis de 0, 65, 130 y 195 kg/ha. Las variedades evaluadas fueron la REVOLUCION-79, DOR-364, DOR-391, RAB-310 y NIC-64. Los resultados demuestran que las dosis de N-P-K no presentaron efecto significativo sobre la altura de planta pero sí lo hicieron las variedades. El efecto sobre el diámetro de tallo de los niveles de N-P-K y de las variedades no fue significativo. El contenido de nutrientes (N-P-K) en los tejidos vegetales no se vio afectado por los niveles del fertilizante y las variedades. El efecto de los niveles de N-P-K sobre la mayoría de parámetros estudiados fue no significativo, pero sí lo fueron las variedades a excepción del número de vainas que no mostró efecto positivo. No se observaron claras evidencias del efecto de los diferentes niveles de N-P-K sobre el rendimiento de grano, no obstante el rendimiento fue estimulado cuando se utilizó la mayor dosis (195 kg/ha). Por su parte las variedades sí mostraron influencia significativa sobre el rendimiento de grano.

Estudio del efecto de diferentes niveles y fraccionamientos del nitrógeno sobre el crecimiento y rendimiento del ajonjolí (Sesamum indicum L.) var. Turen, y comparación de costo y rendimiento de cada tratamiento

El presente trabajo se planificó con la finalidad de determinar la influencia de cuatro niveles de nitrógeno (0, 65, 130 y 195 kilogramos por hectárea) y cuatro fraccionamientos (100 % a los 20 días después de la siembra; 50 % a los 20 y 50 % a los 30 días después de la siembra; 50 % a los 20 y 50% a los 45 días después de la siembra; 100 % a los 30 días después de la siembra) sobre el crecimiento y rendimiento del cultivo de ajonjolí (Sesamum indicum L.) variedad TUREN bajo las condiciones ecológicas de la Hacienda Las Mercedes, Managua. El ensayo se estableció en la siembra de primera de 1991 (lro. de Junio hasta el 22 de Agosto), utilizándose un diseño experimental con arreglo en parcelas divididas y distribución en bloques completos al azar, con 13 tratamientos y 4 repeticiones. No se encontraron diferencias significativas entre las variables estudiadas, a excepción del diámetro del tallo que presentó diferencias significativas a los 35 días después de la siembra, siendo la mejor respuesta a esta variable cuando se le aplicó 195 kg de N/ha. Los resultados estadísticos mostraron que la aplicación de los diferentes niveles y fraccionamientos del nitrógeno no presentan diferencias significativas sobre el rendimiento y sus componentes principales. Sin embargo, se determinó a través del análisis económico que el mayor ingreso neto se obtuvo utilizando 130 kg N/ha aplicado en un 100% a los 20 días después de la siembra, seguido del tratamiento que incluye la dosis de 65 kg N/ha aplicado en un 100% a los 30 días después de la siembra con un margen de diferencia entre ellos de un 7.11 %; este último a su vez presentó la mayor rentabilidad.

Nonuniformity Effect of Surface-Nanocrystalline Materials in Nanoindentation Test

In the present research, microstructures of the surface-nanocrystalline Al alloy material are observed and measured based on the transmission electron microscopy (TEM) technique, and the corresponding mechanical behaviors are investigated experimentally and theoretically. In the experimental research, the nanoindentation test method is used, and the load and microhardness curves are measured, which strongly depend on the grain size and grain size nonuniformity. Two kinds of the nanoindentation test methods are adopted: the randomly selected loading point method and the continuous stiffness method. In the theoretical modeling, based on the microstructure characteristics of the surface-nanocrystalline Al alloy material, a dislocation pile-up model considering the grain size effect and based on the Mott theory is presented and used. The hardness-indent depth curves are predicted and modeled.

Evaluación preliminar de la colección de frijol común (Phaseolus vulgaris L) del Banco de Germoplasma del Regen; en época de postrera en la Estación Experimental La Compañía, Carazo

El presente trabajo se realizó en la época de postrera (Octubre-Diciembre) de 1995, en la Estación Experimental La Compañía en el departamento de Carazo, con los objetivos de evaluar preliminarmente la colección de germoplasma de frijol común (Phaseolus vulgaris L.), encontrar material promisorio a ser utilizados en programas de mejoramientos y mostrar tendencias en la respuestas del material evaluado a la fertilización. Las accesiones objeto de estudios fueron colectadas en diferentes regiones geográficas del país y almacenadas en el banco de germoplasma del Programa de Recursos Genéticos Nicaraguenses (REGEN). Se utilizaron dos testigos, la variedad mejorada DOR-364 y Compañía 93, el diseño consistió en un ensayo preliminar con dos repeticiones una fertilizada y la otra sin fertilizar, los análisis estadísticos realizados a los datos fueron: Media, Desviación Standar, distribución de frecuencias y correlaciones fenotípicas Pearson entre los caracteres evaluados, se midieron trece variables ocho sobre fenología cuatro sobre rendimientos y sus componentes y enfermedades dentro de las cuales se evaluaron mancha angular, roya y bacteríosis. Se observaron amplíos rangos de comportamiento sobre fenología. rendimiento y sus componentes y enfermedades. 195 accesiones fueron más precoces que e1 testigo Compañía 9J y 244 más que el DOR-364 bajo sistema no fertilizado. En el sistema fertilizado 184 accesiones mostraron mayor precocidad que Compañía 93 y 220 más que DOR-364. Como accesiones altamente productivas se pueden señalar: 1740, 3145, 1793 y la 2145, ya que superaron a ambos testigos en los dos sistemas evaluados. Se observó que existen accesiones con tendencias a responder al fertilizante, de los componentes del rendimiento, vainas por planta presentó las mayores diferencias entre sistemas. En cuanto a enfermedades, mancha angular presenta los mayores niveles de severidad 2 y 3.

Efecto de diferentes niveles y fraccionamientos de nitrógeno, sobre el crecimiento y rendimiento del cultivo del ajonjoli (Sesamum indicum L.) variedad mejicana y análisis económico de los tratamientos

El presente trabajo se planificó con la finalidad de determinar el efecto de diferentes niveles (0. 65, 130 y 195 kg/ha) y fraccionamiento (100% a los 20 dds; 50% a los 20 dds y 50% a los 35 dds; 50% a los 20 dds y 50% a los 45 dds y 100% a los 45 dds) de urea 46% de N sobre el crecimiento y rendimiento del cultivo del ajonjolí (Sesamum indicum L.) variedad Mejicana y análisis económicos de los tratamientos, bajo las condiciones ecológicas de la Hacienda Las Mercedes. El ensayo se estableció en la siembra de primera de 1997 (10 de Junio al 10 de Septiembre), se utilizó un diseño en bloques completos al azar con arreglos en parcelas divididas, estableciéndose cuatro repeticiones. Los resultados estadísticos mostraron efecto real de los niveles del Factor A (dosis) en las variables número de capsulas por planta y rendimiento de grano; para el Factor B (fraccionamiento) no se encontró diferencias estadísticas entre las variables evaluadas y para el efecto de la interacción de los factores solamente las variables altura de planta, numero de hojas por planta, numero de capsulas por planta y rendimiento de grano resultaron ser significativamente diferentes. La mejor dosis fue la de 195 kg de urea 46% DE n /ha y el mejor momento de aplicación fue cuando se fracciono 50% a los 20 dds Y 50% a los 45 dds, y cuando se combinaron ambos niveles se obtuvo el mayor rendimiento de 1,716.07 kg de grano por hectárea. El tratamiento que resulto económicamente más rentable fue la combinación a4b2 con una tasa de retorno marginal de 1,108.9%.