Comparative effects of macro-sized aluminum oxide and aluminum oxide nanoparticles on erythrocyte hemolysis: influence of cell source, temperature and size

Al2O3 is the most abundantly produced nanomaterial and has been used in diverse fields, including the medical, military and industrial sectors. As there are concerns about the health effects of nanoparticles, it is important to understand how they interact with cells, and specifically with red blood cells. The hemolysis induced by three commercial nano-sized aluminum oxide particles (nanopowder 13 nm, nanopowder <50 nm and nanowire 2-6 nm × 200-400 nm) was compared to aluminum oxide and has been studied on erythrocytes from humans, rats and rabbits, in order to elucidate the mechanism of action and the influence of size and shape on hemolytic behavior. The concentrations inducing 50% hemolysis (HC50) were calculated for each compound studied. The most hemolytic aluminum oxide particles were of nanopowder 13, followed by nanowire and nanopowder 50. The addition of albumin to PBS induced a protective effect on hemolysis in all the nano-forms of Al2O3, but not on Al2O3. The drop in HC50 correlated to a decrease in nanomaterial size, which was induced by a reduction of aggregation Aluminum oxide nanoparticles are less hemolytic than other oxide nanoparticles, and behave differently depending on the size and shape of the nanoparticles. The hemolytic behavior of aluminum oxide nanoparticles differs from that of aluminum oxide.

Comparative effects of macro-sized aluminum oxide and aluminum oxide nanoparticles on erythrocyte hemolysis: influence of cell source, temperature and size

Al2O3 is the most abundantly produced nanomaterial and has been used in diverse fields, including the medical, military and industrial sectors. As there are concerns about the health effects of nanoparticles, it is important to understand how they interact with cells, and specifically with red blood cells. The hemolysis induced by three commercial nano-sized aluminum oxide particles (nanopowder 13 nm, nanopowder <50 nm and nanowire 2-6 nm × 200-400 nm) was compared to aluminum oxide and has been studied on erythrocytes from humans, rats and rabbits, in order to elucidate the mechanism of action and the influence of size and shape on hemolytic behavior. The concentrations inducing 50% hemolysis (HC50) were calculated for each compound studied. The most hemolytic aluminum oxide particles were of nanopowder 13, followed by nanowire and nanopowder 50. The addition of albumin to PBS induced a protective effect on hemolysis in all the nano-forms of Al2O3, but not on Al2O3. The drop in HC50 correlated to a decrease in nanomaterial size, which was induced by a reduction of aggregation Aluminum oxide nanoparticles are less hemolytic than other oxide nanoparticles, and behave differently depending on the size and shape of the nanoparticles. The hemolytic behavior of aluminum oxide nanoparticles differs from that of aluminum oxide.

Mitochondrial fatty acid oxidation in obesity

Significance: Current lifestyles with high-energy diets and little exercise are triggering an alarming growth in obesity. Excess of adiposity is leading to severe increases in associated pathologies, such as insulin resistance, type 2 diabetes, atherosclerosis, cancer, arthritis, asthma, and hypertension. This, together with the lack of efficient obesity drugs, is the driving force behind much research. Recent Advances: Traditional anti-obesity strategies focused on reducing food intake and increasing physical activity. However, recent results suggest that enhancing cellular energy expenditure may be an attractive alternative therapy. Critical Issues: This review evaluates recent discoveries regarding mitochondrial fatty acid oxidation (FAO) and its potential as a therapy for obesity. We focus on the still controversial beneficial effects of increased FAO in liver and muscle, recent studies on how to potentiate adipose tissue energy expenditure, and the different hypotheses involving FAO and the reactive oxygen species production in the hypothalamic control of food intake. Future Directions: The present review aims to provide an overview of novel anti-obesity strategies that target mitochondrial FAO and that will definitively be of high interest in the future research to fight against obesity-related disorders.

Estudi de reparació de l’estructura horitzontal d’un aparcament subterrani situat a L’Hospitalet de Llobregat

El document determina les anomalies detectades en el comportament del formigó que formalitza el forjat reticular dels sostres de l’aparcament subterrani estudiat, Es manifestava que, en cas de no intervenir, es provocarien un seguit de pèrdues de prestacions a curt termini per oxidació prematura dels armats, acceleració de carbonatacions, i disfuncions mecàniques per ruptura del formigó dels cassetons i fissuració no admissible en la capa de compressió del forjat.Es manifesta la necessitat d’actuació evident per l’augment de la fissuració. Es detecta que la part dreta de la planta inferior es troba en pitjor estat que la resta, per la qual cosa és necessari aquí plantejar un grau més de reforç que el proposat pel costat esquerre amb un autonivellant nou.La part superior que dóna a plaça pública presenta de forma generalitzada microfisuració per retracció en las parts més inferiors on la massa/volum de formigó i la pròpia situació en relació al gruix, és més important. En canvi, aquí per tant preocupa menys l’estat del forjat a nivell de capa de compressió, és més un tema de protecció i impermeabilització del seu parament inferior.

Determinação voltamétrica de Cd e Pb usando eletrodo modificado com polianilina sulfonada

A co-polimerização eletroquímica de misturas de anilina e ácido 3-aminobenzenosulfônico foi realizada por voltametria cíclica em solução de ácido sulfúrico.O grau de polimerização aumentou com o crescimento da acidez e da concentração de anilina em solução. Os eletrodos cobertos com filme de mercúrio e polianilina sulfonada foram avaliados para a análise de metais traço por voltametria de redissolução anódica. Os limites de detecção para o chumbo e cádmio foram 6,96 e 15,3 nmol L-1, respectivamente. O eletrodo modificado foi usado para determinar os metais em amostras ambientais reais.

Caracterització electroquímica de catalitzadors de Pt/C per a PEMFC

Màster en Química Avançada: Química Física de Materials, Curs: 2007-2008

Estabilització del color de la fracció cel·lular de sang de porc deshidratada per atomització

L’ús de colorants alimentaris pot ser controvertit, ja que la seva presència s’associa amb problemes provocats pel seu consum a llarg termini, o perquè es tem que siguin emprats per dissimular deficiències en la qualitat del producte. Aquesta preocupació és una tendència creixent entre els consumidors i ha portat a moltes empreses del sector alimentari a revisar la formulació dels seus productes i substituir, sempre que sigui econòmica i tecnològicament possible, els colorants artificials per colorants naturals. L’hemoglobina procedent de la sang dels escorxadors industrials podria ser una font important de colorant vermell natural degut a les grans quantitats generades diàriament. A més, s' evitaria que anés a parar a les aigües residuals. El seu ús com a colorant vermell natural queda supeditada al fet de trobar alguna substància o sistema capaç de protegir-la de l’oxidació durant el procés de deshidratació i el posterior període d’emmagatzematge ja que l’hemoglobina és poc estable i es poden produir canvis en el seu color. Inicialment l’hemoglobina presenta un color vermell brillant. La seva desoxigenació comporta un canvi a color porpra. I l’oxidació del ferro confereix a la molècula un indesitjable color marró. En l’estudi que aquí es presenta es pretén estabilitzar el color de l’hemoglobina de sang porcina tant durant la seva deshidratació per atomització com durant l’emmagatzematge a temperatura ambient de la pols obtinguda afegint al concentrat d’hemoglobina, prèviament a la deshidratació, combinacions de diferents substàncies que puguin actuar de manera complementària en l’estabilització del ferro hèmic enfront la seva oxidació. L’objectiu d’aquest treball és determinar si la seva combinació amb agents antioxidants comporta una millora en l’estabilització de la forma reduïda de l’hemoglobina tant durant la deshidratació per atomització com durant l’emmagatzematge de la pols a temperatura ambient

Fixar-se amb el que ensenya la natura

Anna Company demostra en la seva tesi que el desenvolupament de sistemes model constitueix una bona estratègia per a l'estudi de les ciències naturals. Que la natura és sàvia ho hem sentit a dir moltes vegades. Des de fa uns anys, els químics hi dirigeixen l'atenció, per reproduir la senzilla complexitat amb la qual els sorprèn dia a dia. La tesi que ha defensat Anna Company camina en aquesta direcció, en voler reproduir determinats fenòmens d'oxidació que es donen en el nucli dels enzims

Anàlisi tèrmica de l'obtenció d'òxids de ceri a partir de precursors moleculars

El projecte consisteix en l’anàlisi tèrmica de l’obtenció d’òxids de ceri a partir de precursors moleculars com són el propionat de ceri (III), el propionat de ceri (III) dopat amb gadolini i el propionat de ceri (III) dopat amb zirconi. Els òxids resultants són materials superconductors que ofereixen una resistència nul•la al pas del corrent en determinades condicions. Per realitzar l’estudi hem fet servir quatre tècniques diferents: termogravimetria, calorimetria diferencial, espectrometria de masses i difracció de raigs-x

Influencia de la concentración de iones agresivos en la corrosión de metales y efecto de los inhibidores.

El proyecto se realiza en el Departamento de Química Analítica de la E.U.P. de Valladolid por tres profesores del mismo. El objetivo es el diseño de experimentos que permiten estudiar el fenómeno de la corrosión en metales. Los fenómenos de corrosión se producen de forma muy lenta, pero el proceso se acelera sis e aplica un potencial eléctrico controlado, lo que posibilita obtener datos y conclusiones en el breve período de una sesión de prácticas. Para ello, se ha utilizado un potenciostato-galvanostato y un generador de funciones conectados, mediante la tarjeta de comunicación adecuada, a un ordenador. Para el desarrollo del trabajo se han ensayado distintos metales y aleaciones, de los cuales se han elegido para las dos prácticas propuestas: acero inoxidable y aluminio. Con acero inoxidable se han realizado estudios de polarización anódica en medio ácido (H2SO4), medio agresivo (NaCl) y medio inhibidor (NaNO3). Con el aluminio se han llevado a cabo estudios de la capacidad inhibidora frente a su corrosión con seis sustancias distintas. Así mismo, se ha desarrollado un sistema de adquisición de datos, que permite el tratamiento de los mismos mediante un equipo informático, que ha dado lugar a un Proyecto Fin de Carrera de un alumno de esta Escuela. Como resultados, además del Proyecto Fin de Carrera indicado, se han diseñado dos prácticas de laboratorio que favorecerán el aprendizaje de los alumnos en un tema, la corrosión metálica, que es un aspecto importante de su formación. Como materiales elaborados, además del Proyecto Fin de Carrera disponible para consulta en la biblioteca del Centro, se han realizado los guiones de dos prácticas tituladas: 'Corrosión del acero en medio acuosos' e 'Inhibidores de corrosión para el aluminio', que serán utilizados por los alumnos en el laboratorio, y que si bien no han sido publicados, se entregan para su realización.

Enhancement of oxidation rate of a-Si nanoparticles during dehydrogenation

Oxidation of amorphous silicon (a-Si) nanoparticles grown by plasma-enhanced chemical vapor deposition were investigated. Their hydrogen content has a great influence on the oxidation rate at low temperature. When the mass gain is recorded during a heating ramp in dry air, an oxidation process at low temperature is identified with an onset around 250°C. This temperature onset is similar to that of hydrogen desorption. It is shown that the oxygen uptake during this process almost equals the number of hydrogen atoms present in the nanoparticles. To explain this correlation, we propose that oxidation at low temperature is triggered by the process of hydrogen desorption

Determination of the direct band-gap energy of InAlAs matched to InP by photoluminescence excitation spectroscopy

A series of InxAl1-xAs samples (0.51≪x≪0.55)coherently grown on InP was studied in order to measure the band-gap energy of the lattice matched composition. As the substrate is opaque to the relevant photon energies, a method is developed to calculate the optical absorption coefficient from the photoluminescence excitation spectra. The effect of strain on the band-gap energy has been taken into account. For x=0.532, at 14 K we have obtained Eg0=1549±6 meV

Si3N4 single-crystal nanowires grown from silicon micro- and nanoparticles near the threshold of passive oxidation

A simple and most promising oxide-assisted catalyst-free method is used to prepare silicon nitride nanowires that give rise to high yield in a short time. After a brief analysis of the state of the art, we reveal the crucial role played by the oxygen partial pressure: when oxygen partial pressure is slightly below the threshold of passive oxidation, a high yield inhibiting the formation of any silica layer covering the nanowires occurs and thanks to the synthesis temperature one can control nanowire dimensions

Oxidation of silicon: further tests for the interfacial silicon emission model

The classical description of Si oxidation given by Deal and Grove has well-known limitations for thin oxides (below 200 Ã). Among the large number of alternative models published so far, the interfacial emission model has shown the greatest ability to fit the experimental oxidation curves. It relies on the assumption that during oxidation Si interstitials are emitted to the oxide to release strain and that the accumulation of these interstitials near the interface reduces the reaction rate there. The resulting set of differential equations makes it possible to model diverse oxidation experiments. In this paper, we have compared its predictions with two sets of experiments: (1) the pressure dependence for subatmospheric oxygen pressure and (2) the enhancement of the oxidation rate after annealing in inert atmosphere. The result is not satisfactory and raises serious doubts about the model’s correctness

Aprofitament de residus vegetals per a la concentració i separació d'ions metàl·lics de solucions aquoses

La adsorció sobre carbó actiu és un tractament habitual para a l'eliminació de metalls contaminants d'afluents aquosos. Amb la finalitat de reduir el cost dels tractament actuals s'està estudiant la utilització d'adsorbents de baix cost com a substituts dels sorbents convencionals que s'utilitzen usualment en els tractaments d'aigües. En aquesta tesi s'ha avaluat la possibilitat d'aprofitar diversos residus vegetals procedents de processos agrícoles o residus industrials, com a sorbents per a l'eliminació de metalls de solucions aquoses. En concret, el treball s'ha centrat en assolir dos grans objectius, primer de tot, conèixer la possibilitat d'utilitzar el pinyol d'oliva com a adsorbent de metalls divalents de solucions aquoses, com són el Cd(II), Cu(II), Ni(II) i Pb(II), i en segon lloc, avaluar la utilització de quatre residus vegetals (escorça de yohimbe, rapa de raïm, suro i pinyol d'oliva) per a l'extracció de Cr(VI) de solucions aquoses i utilitzar el residu vegetal més apropiat com a base per tal d'obtenir un nou sorbent, amb més bona morfologia per ser utilitzat en sistemes d'eliminació de Cr(VI) en continu. Les dades cinètiques d'adsorció es van tractar amb el model cinètic de pseudo-segon ordre, amb el que es van determinar la velocitat inicial d'adsorció dels metalls. Els models d'isotermes d'equilibri de Langmuir i Freundlich es van utilitzar per descriure els equilibris d'adsorció i calcular els paràmetres de les isotermes. En els assajos amb mescles binàries de metalls, els resultats es van tractar amb el model ampliat de Langmuir. En aquest treball s'ha determinat, primerament, que el pinyol d'oliva és un bon sorbent dels metalls divalents estudiats. S'ha determinat que l'adsorció dels metalls varia amb el pH de la solució i que la presència de sals en la solució provoca una davallada en l'adsorció. També es va determinar la competència en l'adsorció entre els metalls al realitzar assajos en mescles binàries. Amb els estudis d'extracció de Cr(VI) amb els quatre materials s'ha determinat que aquests vegetals poden adsorbir el Cr(VI) en solució, tot i que la rapa i la yohimbe són els materials que presenten unes capacitats d'adsorció més elevades. Les anàlisis amb espectroscòpia electrònica de Raig-X realitzats en la rapa de raïm i la yohimbe en contacte amb Cr(VI) varen demostrar la presència del metall en els dos estats d'oxidació, Cr(VI) i Cr(III), evidenciant la participació del mecanisme de reducció de Cr(VI) en l'adsorció del metall sobre els materials. Amb l'encapsulació de la rapa de raïm es va incrementar significativament la capacitat d'adsorció del metall respecta a la seva utilització en la forma original. Les dades experimentals es van tractar amb un model de difusió i es va determinar el coeficient de difusió en l'adsorció en el sorbent amb diferent percentatge de rapa en l'interior. Finalment s'han realitzat estudis preliminars d'adsorció de crom hexavalent en continu utilitzant columnes de petites dimensions farcides amb el sorbent format per boles de rapa encapsulada en alginat càlcic. En aquests assajos s'ha determinat l'efecte en l'adsorció de metall de diversos paràmetres d'operació, com la concentració inicial de metall, el cabal i l'alçada de llit. El model de transferència de matèria i difusió en columna emprat pel tractament de les dades experimentals va mostrar l'efecte de la concentració inicial i del cabal en els coeficients de difusió i transferència de matèria. El model BDST no va predir correctament el temps de servei en els diferents paràmetres d'operació experimentats a causa de la complexitat del procés d'adsorció. Amb aquests assajos preliminars s'han establert les bases de l'adsorció de Cr(VI) amb el nou sorbent en sistemes en continu amb la finalitat de realitzar estudis posteriors d'eliminació del metall en columnes de majors dimensions.