Synthesis Of Triblock Copolymers By Radical Trap Assisted-Atom Transfer Radical Coupling

Monobrominated diblock copolymers composed of poly(styrene) (PSt), poly(methylacrylate) (PMA), or poly(methyl methacrylate) (PMMA) were synthesized by consecutive atom transfer radical polymerizations (ATRP). The brominated diblocks were utilized in atom transfer radical coupling (ATRC) and radical trap-assisted ATRC (RTA-ATRC) reactions to form ABA type triblock copolymers. Once PMMA-PStBr and PSt-PMABrBr were produced by ATRP, the synthes of PSt-PMA-PSt and PMMA-PSt- PMMA by ATRC and also by RTA-ATRC were attempted. The coupling methods were compared and it was found that RTA-ATRC succeeded in synthesizing PSt-PMA-PSt where ATRC could not, and that RTA-ATRC improved coupling over ATRC for PMMAPSt- PMMA. Incorporation of the radical trap 2-methyl-2-nitrosopropane (MNP) midchain allowed for simple thermal cleavage of the triblock to confirm the RTA-ATRC pathway occurred in preference over the head to head radical coupling pathway of ATRC. Triblocks made by ATRC did not cleave under our conditions, as no MNP was present and thus no labile C-O bond was incorporated. The RTA-ATRC pathway allowed for lower catalyst amounts (2 molar equivalents of copper(I)bromide and 2 molar equivalents of copper metal) and a high degree of coupling at lower temperatures (40°C). The RTA-ATRC improved upon ATRC because of its ability to generate a persistent radical and proceed by first order kinetics with respect to the chain end radical.

Dimerization of Poly(methyl methacrylate) Chains Using Radical Trap-Assisted Atom Transfer Radical Coupling

End-brominated poly(methyl methacrylate) (PMMABr) was prepared by atom transfer radical polymerization (ATRP) and employed in a series of atom transfer radical coupling (ATRC) and radical trap-assisted ATRC (RTA-ATRG) reactions. When coupling reactions were performed in the absence of a nitroso radical trap-traditional ATRC condition-very little coupling of the PMMA chains was observed, consistent with disproportionation as the major termination pathway for two PMMA chain-end radicals in our reactions. When 2-methyl-2-nitrosopropane (MNP) was used as the radical trap, coupling of the PMMA chains in this attempted RTA-ATRC reaction was again unsuccessful, owing to capping of the PMMA chains with a bulky nitroxide and preventing further coupling. Analogous reactions performed using nitrosobenzene (NBz) as the radical trap showed significant dimerization, as observed by gel permeation chromatography (GPC) by a shift in the apparent molecular weight compared to the PMMABr precursors. The extent of coupling was found to depend on the concentrion of NBz compared to the PMMABr chain ends, as well as the temperature and time of the coupling reaction. To a lesser extent, the concentrations of copper(I) bromide (CuBr), nitrogen ligand (N,N,N',N',N"-pentamethyldiethylenetriamine = PMDETA), and elemental copper (Cu) were also found to play a role in the success of the RTA-ATRC reaction. The highest levels of dimerization were observed when the coupling reaction was carried out at 80 degrees C for 0.5h, with ratio of 1:4:2.5:8:1 equiv of NBz: CuBr:Cu:PMDETA:PMMABr.

Polymerization of Styrene and Cyclization to Macrocyclic Polystyrene in a One-Pot, Two-Step Sequence

Dibrominated polystyrene (BrPStBr) was produced by atom transfer radical polymerization (ATRP) at 80 degrees C, using the bifunctional initiator benzal bromide to afford the telechelic precursor. The ATRP reaction was stopped around 40% monomer conversion and directly converted into an radical trap-assisted atom transfer radical coupling (RTA-ATRC) reaction by lowering the temperature to 50 degrees C, and adding the radical trap 2-methyl-2-nitrosopropane (MNP) along with additional catalyst, reducing agent, and ligand to match ATRC-type reaction conditions. In an attempt to induce intramolecular coupling, rather than solely intermolecular coupling and elongation, the total reaction volume was increased by the addition of varying amounts of THF. Cyclization, along with intermolecular coupling and elongation, occurred in all cases, with the extent of ring closure a function of the total reaction volume. The cyclic portion of the coupled product was found to have a (G) value around 0.8 by GPC analysis, consistent with the reduction in hydrodynamic volume of a cyclic polymer compared to its linear analog. Analysis of the sequence by H-1 NMR confirmed that propagation was suppressed nearly completely during the RTA-ATRC phase, with percent monomer conversion remaining constant after the ATRP phase. (C) 2013 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Síntese e caracterização de nanomateriais superparamagnéticos do tipo core-shell para aplicação em catálise e biomedicina

As diversas aplicações tecnológicas de nanopartículas magnéticas (NPM) vêm intensificando o interesse por materiais com propriedades magnéticas diferenciadas, como magnetização de saturação (MS) intensificada e comportamento superparamagnético. Embora MNP metálicas de Fe, Co e bimetálicas de FeCo e FePt possuam altos valores de MS, sua baixa estabilidade química dificulta aplicações em escala nanométrica. Neste trabalho foram sintetizadas NPM de Fe, Co, FeCo e FePt com alta estabilidade química e rigoroso controle morfológico. NPM de óxido metálicos (Fe e Co) também foram obtidas. Dois métodos de síntese foram empregados. Usando método baseado em sistemas nanoheterogêneos (sistemas micelares ou de microemulsão inversa), foram sintetizadas NPM de Fe3O4 e Co metálico. Foram empregados surfactantes cátion-substituídos: dodecil sulfato de ferro(III) (FeDS) e dodecil sulfato de cobalto(II) (CoDS). Para a síntese das NPM, foram estudados e determinados a concentração micelar crítica do FeDS em 1-octanol (cmc = 0,90 mmol L-1) e o diagrama de fases pseudoternário para o sistema n-heptano/CoDS/n-butanol/H2O. NPM esferoidais de magnetita com3,4 nm de diâmetro e comportamento quase-paramagnético foram obtidas usando sistemas micelares de FeDS em 1-octanol. Já as NPM de Co obtidas via microemulsão inversa, apesar da larga distribuição de tamanho e baixa MS, são quimicamente estáveis e superparamagnéticas. O segundo método é baseado na decomposição térmica de complexos metálicos, pelo qual foram preparadas NPM esféricas de FePt e de óxidos metálicos (Fe3O4, FeXO1-X, (Co,Fe)XO1-X e CoFe2O4) com morfologia controlada e estabilidade química. O método não mostrou a mesma efetividade na síntese de NPM de FeAg e FeCo: a liga FeAg não foi obtida enquanto que NPM de FeCo com estabilidade química foram obtidas sem controle morfológico. NPM de Fe e FeCo foram preparadas a partir da redução térmica de NPM de Fe3O4 e CoFe2O4, as quais foram previamente recobertas com sílica. A sílica previne a sinterização inter-partículas, além de proporcionar caráter hidrofílico e biocompatibilidade ao material. As amostras reduzidas apresentaram aumento dos valores de MS (entre 21,3 e 163,9%), o qual é diretamente proporcional às dimensões das NPM. O recobrimento com sílica foi realizado via hidrólise de tetraetilortosilicato (TEOS) em sistema de microemulsão inversa. A espessura da camada de sílica foi controlada variando-se o tempo de reação e as concentrações de TEOS e de NPM, sendo então proposto um mecanismo do processo de recobrimento. Algumas amostras receberam um recobrimento adicional de TiO2 na fase anatase, para o qual foi empregado etilenoglicol como solvente e ligante para formação de glicolato de Ti como precursor. A espessura da camada de TiO2 (2-12 nm) é controlada variando as quantidades relativas entre NPM e o precursor de Ti. Ensaios de hipertermia magnética foram realizados para as amostras recobertas com sílica. Ensaios de hipertermia magnéticas mostram grande aumento da taxa de aquecimento das amostras após a redução térmica, mesmo para dispersões diluídas de NPM (0,6 a 4,5 mg mL-1). Taxas de aquecimento entre 0,3 e 3,0oC min-1 e SAR entre 37,2 e 96,3 W g-1. foram obtidos. A atividade fotocatalítica das amostras recobertas foram próximas à da fase anatase pura, com a vantagem de possuir um núcleo magnético que permite a recuperação do catalisador pela simples aplicação de campos magnéticos externos. Os resultados preliminares dos ensaios de hipertermia magnética e fotocatálise indicam um forte potencial dos materiais aqui relatados para aplicações em biomedicina e em fotocatálise.

Targeted Brain Derived Neurotropic Factors (BDNF) Delivery across the Blood-Brain Barrier for Neuro-Protection Using Magnetic Nano Carriers: An In-Vitro Study

Parenteral use of drugs; such as opiates exert immunomodulatory effects and serve as a cofactor in the progression of HIV-1 infection, thereby potentiating HIV related neurotoxicity ultimately leading to progression of NeuroAIDS. Morphine exposure is known to induce apoptosis, down regulate cAMP response element-binding (CREB) expression and decrease in dendritic branching and spine density in cultured cells. Use of neuroprotective agent; brain derived neurotropic factor (BDNF), which protects neurons against these effects, could be of therapeutic benefit in the treatment of opiate addiction. Previous studies have shown that BDNF was not transported through the blood brain barrier (BBB) in-vivo.; and hence it is not effectivein-vivo. Therefore development of a drug delivery system that can cross BBB may have significant therapeutic advantage. In the present study, we hypothesized that magnetically guided nanocarrier may provide a viable approach for targeting BDNF across the BBB. We developed a magnetic nanoparticle (MNP) based carrier bound to BDNF and evaluated its efficacy and ability to transmigrate across the BBB using an in-vitro BBB model. The end point determinations of BDNF that crossed BBB were apoptosis, CREB expression and dendritic spine density measurement. We found that transmigrated BDNF was effective in suppressing the morphine induced apoptosis, inducing CREB expression and restoring the spine density. Our results suggest that the developed nanocarrier will provide a potential therapeutic approach to treat opiate addiction, protect neurotoxicity and synaptic density degeneration.

La información, un recurso en alza: El futuro de la documentación en los museos

La información es un recurso trascendental en las economías actuales y los museos empiezan a darse cuenta de la importancia de difundir el conocimiento de sus colecciones a través del potente canal de comunicación que es la web. El saber acumulado por años de investigación, trasmitido mediante publicaciones en papel, empieza a fluir a través de la red, acercando al museo a los miles de usuarios que no van a poder visitarlo físicamente. El desprendimiento generoso de esa información tiene su lógica en el modelo del “potlatch digital”, en el que la visibilidad de la información hace aumentar su valor y proporciona prestigio a la institución que la ha puesto en circulación sin restricciones. El futuro de los servicios documentales de los museos, incluidas las bibliotecas y los archivos, está en facilitar esa apertura, pensar y trabajar para la comunidad global, obteniendo así su reconocimiento.

Evaluación de la expresión de enzimas hidrolíticas de pared celular en cloroplastos de tabaco

La alta capacidad del genoma del cloroplasto para integrar y expresar transgenes en altos niveles, hace de la tecnología transplastómica una buena opción para producir proteínas de interés. Este reporte presenta la expresión estable de una pectinasa (gen PelA), una β-glucosidasa (gen Bgl1), dos celulasas (genes CelA y CelB) y la primer expresión estable de una manganeso peroxidasa (gen MnP-2) en el genoma de cloroplastos de tabaco. Se construyeron seis vectores: pES4, pES5, pES6, pHM4, pHM5 y pHM6 derivados de pPRV111A conteniendo los genes sintéticos PelA, MnP- 2, Bgl1, CelA-CelB, CelA y CelB, respectivamente. Los genes se flanquearon por un promotor sintético del gen rrn16S y una secuencia sintética 3’UTR del gen rbcL. La integración en la región intergénica rrn16S y 3'rps12 se confirmó por análisis de Southern blot. El procesamiento estable de los transcritos se confirmó por un análisis de Northern blot. Se realizó un análisis enzimático para detectar la expresión y funcionalidad de las enzimas recombinantes, las plantas maduras mostraron mayor actividad comparado con plantas de tipo silvestre. Las plantas transplastómicas exhibieron 58.5% más actividad de pectinasa a pH neutro y a 60°C, mientras que manganeso peroxidasa mostró alta actividad a pH 6 y 65°C; en el caso de las celulasas, todas las enzimas mostraron mayor actividad a pH 5 (β-glucosidasa: 30.45 xviii U/mg, CelA-CelB 58 U/mg, CelA 49.10 U/mg y CelB 48.72 U/mg) a 40°C para β- glucosidasa y 65°C para celulasas. Las plantas transplastómicas mostraron un desarrollo similar a las plantas de tipo silvestre; sin embargo, la línea pHM4 mostró fenotipos variegados en hojas. Los análisis mostraron que los genes de enzimas hidrolíticas PelA, MnP-2, Bgl1, CelA-CelB, CelA y CelB pueden integrarse y expresarse en el genoma de cloroplastos con alta actividad; de este modo, debido a que una planta madura en promedio cuenta con ~ 470 g de biomasa, es posible producir 66,676.25 unidades de pectinasa, 21,715.46 unidades de manganeso peroxidasa, 338,081.0 unidades de celulasas A-B, 231,456.7 unidades de celulasa A, 206,669.8 unidades de celulasa B y 139,395.0 unidades de β-glucosidasa por planta. Este estudio sustenta información sobre métodos y estrategias de expresión de enzimas hidrolíticas con potencial aplicación biotecnológica utilizando plantas transplastómicas.

Impact of maintenance of Macrobrachium rosenbergii de Man, 1879 (Crustacea, Decapoda, Palaemonidae) broodstock on the water used in culture ponds

A produção aquícola gera benefícios sociais e econômicos, no entanto, também pode proporcionar impactos ambientais. Os objetivos deste trabalho foram: a) caracterizar os impactos causados pela manutenção de reprodutores do camarão-da-malásia (Macrobrachium rosenbergii) nas características físicas e químicas da água utilizada nos viveiros de cultivo; e b) avaliar a relação entre a biomassa de camarões e o impacto do cultivo na água utilizada no viveiro. Entre janeiro e dezembro de 2004, foram determinadas, mensalmente, a biomassa de M. rosenbergii, por meio de biometria, e as variáveis físicas e químicas da água de abastecimento e do efluente de um viveiro utilizado para a manutenção de reprodutores. Os resultados mostraram que o efluente possui maiores valores de clorofila a, material particulado em suspensão (MPS), pH, oxigênio dissolvido, nitrogênio Kjeldahl total (NKT) e nitrogênio Kjeldahl dissolvido (NKD), nitrogênio inorgânico (NI), fósforo (PT) e fósforo dissolvido (PD) e P-ortofosfato do que a água de abastecimento do viveiro. A maior biomassa de M. rosenbergii ocorreu em abril (127,0 g.m-2) e a menor em agosto (71,5 g.m-2) e houve correlações lineares positivas entre a biomassa de camarões e a intensidade do aumento de NKT, NKD, NI, PT e PD da água utilizada no viveiro. A manutenção de reprodutores de M. rosenbergii aumentou a clorofila-a, MPS, nitrogênio e fósforo da água utilizada no viveiro. Além disso, o aumento da biomassa de camarões intensifica a exportação de nitrogênio e fósforo do viveiro pelo efluente.