Estudio de propiedades interfaciales de interés en electroquímica, catálisis heterogénea y corrosión

La estructura y propiedades de la interfase electroquímica son el resultado de las interacciones que se producen entre los distintos componentes de una solución electrolítica y el electrodo metálico. En particular, las interacciones anión/metal han sido objeto de considerable interés en los últimos años gracias al desarrollo de nuevas técnicas que han permitido el estudio tanto in situ como ex situ de las características de este enlace de adsorción. Los iones específicamente adsorbidos modifican la distribución de carga y la estructura de la interfase y consecuentemente influencian los procesos que ocurren en ella. De allí que la comprensión de las interacciones anion/electrodo es de fundamental importancia en relación con procesos electroquímicos de relevancia tales como corrosión, UPD y electrocatálisis. Por ello, hemos encarado el estudio de procesos de adsorción de aniones sobre superficies metálicas desde un punto de vista teórico utilizando métodos mecánico cuánticos. El objetivo general de este proyecto es lograr una comprensión a nivel atómico-molecular de los procesos de adsorción en la interfase metal/vacío y metal/solución. Los estudios de adsorción de aniones tienen como objetivo entender desde un punto de vista molecular la naturaleza de procesos tales como fosfatizado de metales, corrosión, disolución de óxidos, cambios de reactividad por el agregado de aditivos, etc. pues la primera etapa de todos estos procesos siempre involucran la adsorción de aniones sobre la superficie. Por ello es necesario realizar simulaciones realísticas que representen adecuadamente el entorno de la interfase electroquímica. Por lo tanto, para poder entender las interacciones anión/metal en la interfase electroquímica es necesario considerar la adsorción de aniones hidratados sobre superficies metálicas como así también la coadsorción de aniones con moléculas de agua y otros aniones. Este grado de complejidad constituye nuestro objetivo general para poder comprender procesos macroscópicos tales como los de corrosión a nivel molecular. Los objetivos específicos de este proyecto son el estudio de las distintas propiedades del enlace anión/metal tales como la energía de adsorción, la transferencia de carga del anión al metal y relajación del anión como consecuencia del proceso de adsorción. Estas propiedades se investigarán tanto para aniones hidratados como no hidratados en presencia de campos eléctricos aplicados externamente y comparables con los que existen en una interfase electroquímica. Se continuarán los estudios de oxoaniones y ahora se considerará la hidratación de ellos, especialmente sulfato. El objetivo en este caso es comprender la influencia de la capa de hidratación en el enlace anión/metal. También se estudiará la influencia del campo eléctrico en la geometría de adsorción de moléculas de agua. El objetivo en este caso es comprender el mecanismo de disociación del agua por efecto del campo eléctrico en sus productos de descomposición: OH- y H3O+.

Circulación y epidemiología molecular de virus emergentes asociados a patologías humanas linfoproliferativas, neurológicas y gastrointestinales en Córdoba

Desde hace mucho tiempo las enfermedades diarreicas y linfoproliferativas constituyen un importante problema de Salud Pública. Sin embargo hasta el momento no existen datos sobre la prevalencia de los virus emergentes entericos y los retrovirus humanos HTLV-I y HTLV-II en la ciudad de Córdoba, información imprescindible para conocer la magnitud del problema y para la implementación de programas preventivos y asistenciales que reduzcan la diseminación y morbi mortalidad por estas patologías. Los objetivos generales de este proyecto son: * Establecer la prevalencia y perfil local de las infecciones producidas por los retrovirus humanos HTLV-I y HTLV-II en la Provincia de Córdoba. * Identificar, caracterizar y determinar la frecuencia etiológica de agentes virales emergentes asociados a gastroenteritis en la provincia de Córdoba. * Desarrollar, estandarizar e implementar metodologías moleculares suplementarias para el diagnóstico confirmatorio de la infección por retrovirus humanos y virus asociados a gastroenteritis. * Realizar estudios de epidemiología molecular para caracterizar las cepas circulantes en Córdoba. La importancia de la estandarización e implementación de metodologías serológicas y moleculares para los virus en estudio se fundamenta en la necesidad de disponer de técnicas sensibles y específicas que permitan realizar estudios continuados de la circulación de estos virus en nuestra comunidad. (...) Siendo la sangre vía transfusión una de las principales formas de transmisión de estos agentes y cuyo control a tiempo evitaría la diseminación de los mismos, creemos que nuestros resultados serán de fundamental importancia para ilustrar a las autoridades de salud sobre cuál es la situación en nuestro medio y poder así evaluar la necesidad de iniciar el control de los virus HTLV-I y HTLV-II en los bancos de sangre de nuestra ciudad, como se está haciendo en otros países no endémicos del mundo. Los resultados del proyecto informarán sobre la magnitud del problema en nuestro medio, los grupos más expuestos al riesgo de infección, la época del año en la que prevalecen las diferentes infecciones y otros datos que servirán para la aplicación de eventuales medidas preventivas (control de Bancos de Sangre, control de pacientes inmunodeprimidos hospitalizados por diarreas, etc.).

Estudio de la vía intraperitoneal y sus células presentadoras de antígenos en la inducción de tolerancia a EAE

La Esclerosis Múltiple es una de las enfermedades autoinmunes del Sistema Nervioso Central más frecuentes en adultos jóvenes. Un modelo experimental de la misma es la Encefalomielitis Autoinmune Experimental (EAE). Numerosos trabajos demuestran que en EAE, los clones patogénicos capaces de transferir la enfermedad son células T cooperadoras tipo 1 (Th1), mientras que las células T cooperadoras tipo 2 (Th2) actuarían como clones protectivos. Debido a las funciones opuestas de estas dos poblaciones existe la posibilidad de que la desregulación inmune asociada a Esclerosis Múltiple y su modelo experimental EAE se relacione a un desbalance Th1-Th2. La célula presentadora de antígeno (CPA), la dosis de antígeno, su ruta de entrada, el tipo de interleuquina presente en el medio, las moléculas co-estimulatorias de la CPA, etc., son fundamentales para la inducción de poblaciones Th1 ó Th2. Las estrategias terapéuticas actuales intentan suprimir la enfermedad administrando el autoantígeno por distintas vías, como por ejemplo la vía oral, intragástrica, endovenosa, etc. La inducción de tolerancia utilizando la vía intraperitoneal (ip) no ha sido muy explorada. Recientemente hemos iniciado una nueva línea de trabajo en la cual se suprimió la EAE inyectando i.p. antígenos de mielina en días previos a la inmunización. El objetivo de este proyecto será estudiar la vía i.p. y las CPA peritoneales en la inducción de supresión de la EAE. Se analizará: 1) El mecanismo inmunológico por el cual se induce supresión al inyectar antígenos de mielina por la vía i.p., estudiando si en los animales suprimidos se genera un estado de anergia al autoantígeno y/o células capaces de regular negativamente la respuesta autoinmune. 2) Si las CPA peritoneales pulsadas in vivo con antígenos de mielina al ser transferidas a animales receptores singénicos en días previos a la inmunización con mielina bovina son capaces de inducir supresión de la respuesta autoinmune en los animales receptores. 3) El fenotipo de las CPA peritoneales ya que se sabe que CPA que expresen determinadas moléculas de superficie tales como antígenos del Complejo Mayor de Histocompatibilidad, moléculas de adhesión, moléculas coestimulatorias, etc., participan activamente en el destino final de la respuesta inducida.

Modulación exógena y endógena de la respuesta inmune

Al igual que todos los sistemas biológicos, el sistema inmune se mantiene en equilibrio mediante mecanismos regulatorios endógenos. Sin embargo, a diferencia de ellos, este sistema se caracteriza por responder a estímulos externos desconocidos y de distinta naturaleza, los que generalmente no pueden anticiparse. Una sofisticada red de interacciones que involucra numerosas moléculas, células y órganos participan activamente en los procesos de resistencia frente a los agentes infecciosos. La respuesta generada debe ser lo suficientemente rápida y eficaz para controlar el crecimiento del patógeno, eliminarlo y restablecer la condición de equilibrio inicial. Cesado el estímulo perturbador se ponen en marcha los mecanismos endógenos de control de la respuesta contribuyendo al mantenimiento de la homeostesis. Si es posible comprender los mecanismos básicos responsables de esta regulación, se puede intentar modificar selectivamente las respuestas indeseadas, así como implementar estrategias alternativas de inmunointervención. En este proyecto se analizarán dos aspectos de la modulación de la respuesta inmune evaluando el rol de las lectinas pertenecientes a la familia de las galectinas como moduladores endógenos y como modulador exógeno, se estudiará la influencia del estrés en la progresión de una infección oportunista [Candidiasis] El objetivo del presente proyecto es analizar los mecanismos moleculares involucrados en la respuesta inmune. Esta temática abordará dos aspectos, profundizando el conocimiento acerca de los reguladores endógenos que operan normalmente en el establecimiento de la homeostasis del sistema y evaluando la consecuencia del desplazamiento de este estado de equilibrio por la acción de estímulos exógenos como la presencia de microorganismos y el efecto del estrés

Síntesis y aplicación de Hidrogeles

La síntesis y estudios de hidrogeles está siendo muy desarrollada desde que se conoce su potencial aplicación como carriers para medicamentos, membranas hidrofílicas para separación, en agricultura, para usarse como complemento de suelos áridos por su capacidad de retener agua y en liberación controlada de herbicidas, fertilizantes, abonos, etc. Para su obtención, se suelen usar reacciones de copolimerización a radicales libres entre monómeros hidrofílicos y agentes entrecruzantes, variando proporciones relativas de cada compuesto y demás condiciones experimentales (temperatura, tiempo, agente porógeno, etc.). Así, se pueden lograr productos con propiedades mecánicas y de difusión distintas, como por ejemplo, polímeros con fuerza y elongación, o rigidez y resistencia y que sean capaces de absorber su propio peso de agua. En base a la experiencia adquirida en nuestro grupo de trabajo en síntesis de geles que forman soportes poliméricos con propiedades concretas de aplicación en el área de afinidad cromatográfica y, conociendo algunas variables (ciclización por reacciones intramoleculares, problemas de impedimento esterico) que afectan la obtención de buenos rendimientos de productos reticulados y las propiedades finales de los productos, proponemos realizar síntesis de hidrogeles que pueden ser usados como matriz polimérica en aplicaciones específicas. Para ello, como objetivo general se plantea: * Realizar el estudio de las variables que afectan los procesos de gelación y la influencia que tienen los mismos sobre las propiedades de los productos. Como objetivo específico se plantea: * Llevar a cabo la obtención de geles hidrofílicos realizando estudios de copolimerización radicalaría de comonomeros como acrilamida (AAm), ácido acrílico (AAm), hidroxietilmetacrilato (HEMA) y agentes entrecruzantes como etilenglicoldimetacrilato (EGDM). Así, una vez conocidas las condiciones óptimas y la metodología apropiada para los procesos de gelación, se comenzará con los estudios para la obtención de hidrogeles a partir de nuevos monómeros polifuncionales sintetizados en nuestros laboratorios o a partir de monómeros tradicionales modificados químicamente.

Las ciclodextrinas y su utilización en Química Farmacéutica

Se conocen una serie de derivados naftoquinónicos los cuales poseen propiedades tripanosidas, bactericidas y antineoplásicas. Desafortunadamente estos compuestos presentan una muy baja solubilidad en agua, la cual es de 3-4 órdenes de magnitud inferior a la concentración mínima necesaria para la formulación de soluciones parentales utilizadas en estudios clínicos. Además este es también un factor limitante para la realización de estudios in vitro a algunos de estos derivados. Para revertir esta situación se intentará la la formación de complejos de inclusión con ciclodextrinas, ya que en la literatura se encuentra una gran cantidad de antecedentes respecto al aumento de la solubilidad en agua de diversas drogas mediante la utilización de ciclodextrinas. Los estudios comprenderán: 1. Formación de complejos de inclusión. a. En solución. Se intentará la formación de complejos entre la 2-hidroxi-N-(3,4-dimetil-5-isoxazolil) -1, 4-naftoquinona-4-imina con la 2-hidroxi-N-(5-metil-3-isoxazolil)-1,4- naftoquinona-4-imina con la 2-hidroxipropil-b-ciclodextrina. Se analizará el efecto que produce la encapsulación molecular sobre la solubilidad acuosa y la estabilidad. b. En estado sólido. Se prepararán complejos de inclusión sólidos, los cuales se caracterizarán por métodos de análisis térmicos y por IR. 2. HPLC utilizando soluciones acuosas de Ciclodextrinas como fase móvil. Se analizará el efecto que ejerce, sobre la separación de ácido acetilsalicílico y ácido salicílico, la adición de ciclodextrinas a la fase móvil de un sistema de HPLC, con el objeto de encontrar un método de análisis rápido y sencillo para muestras comerciales de AAs.

Estudio de reacciones de reducción y oxidación por transferencia electrónica: Mecanismo y reactividad de especies intermediarias

El objetivo general de este trabajo es aportar nuevos conocimientos en el campo de las reacciones que ocurren por transferencia electrónica (TE) e involucran radicales, radicales aniones y cationes como intermediarios, desde un punto de vista del mecanismo de reacción, reactividad de especies reaccionantes y posibles aplicaciones en síntesis. Se realizará un estudio cuantitativo de las reacciones de reducción de halogenuros alifáticos no activados por TE fotoinducida con aniones. Se determinará el mecanismo de esta reducción (...) y el rendimiento cuántico de la reacción, así como su variación con la longitud de onda. Se realizará el estudio con diferentes haloalcanos (...) y diferentes carbaniones. La oxidación biológica de compuestos organozufrados es muy conocida, sin embargo el mecanismo de estas reacciones sólo en muy pocos casos ha sido estudiado. Las oxidaciones pueden ser de dos electrones o por TE de un electrón formado radical catión centrado en azufre. El estudio de diferentes pasos de reacción de estos radicales cationes, (especialmente alfa-deprotonación o fragmentación del enlace C-S en competencia con S-oxidación), es de utilidad para comprobar su mediación en una dada reacción. De esta manera se continuará con el estudio de reacciones de TE fotoasistida entre sulfuros cíclicos (tiiranos sustituídos) y aceptores de electrones como tetranitrometano, determinando la distribución de productos en función de la estructura del tiirano así como los pasos de reacción de los radicales cationes de azufre así formados. En forma anexa se realizan estudios de sulfenilación de compuestos con metilenos activos. Se conoce que los compuestos carbonílicos sulfenilados en posición alfa son versátiles intermediarios sintéticos. Hemos encontrado un nuevo y fácil método de obtención del alfa-feniltiocetonas en condiciones suaves y con excelentes rendimientos, a partir del enolato de la cetona y la N-feniltiocaprolactama en DMSO a 25º C y en 10 minutos. Se continuará con el estudio del alcance de estas reacciones de sulfenilación determinando: la regioespecificidad de la reacción con cetonas asimétricas; la sulfenilación de cetonas derivadas de productos naturales; la reacción con otros carbaniones derivados de ésteres, lactonas, amidas, lactamas, nitrilos, aldehídos, etc.; así como el empleo de otros agentes sulfenilantes tales como N-alquiltiocaprolactama y N-feniltioftalimida.

Nucleótidos ciclícos potenciales transductores en el reino vegetal; actividad de ciclasas (adenilato y guanilato) en Triticum aestivum en diversas condiciones

El objetivo de este proyecto en general es iniciar estudios de reducción nucleotídica en el reino vegetal. Específicamente, el objetivo planteado es la actividad de ciclasas (adenilato y guanilato), enzimas de síntesis de los nucleótidos cíclicos cAMP y cGMP respectivamente, en Triticum aestivum en diferentes condiciones de iluminación y presión osmótica. La presencia de nucleótidos cíclicos en el reino vegetal es aún motivo de controversias y continúa como un área no explorada ante la escasez de información experimental al respecto, razones que motivan este proyecto. El material de estudio serán segmentos de Triticum aestivum de siete días de desarrollo, de aproximadamente 6 cm., sin porción basal o apical. En extractos obtenidos a partir de este material, se estudiará la actividad de ciclasas (adenilato y guanilato) mediante la capacidad de las muestras de producir cAMP y/o cGMP, producto directo de síntesis de ciclasas. La concentración de cAMP y cGMP de las muestras será dosada por radioinmunoensayo (RIE), metodología rutinaria en este laboratorio. El diseño experimental prevé el estudio de ciclasas en esta especie vegetal en condiciones de temperatura e iluminación controladas; así como la exposición de muestras a distintas condiciones de presión osmótica obtenidas con distintas concentraciones de manitol (0, 0.2M 0.5M manitol).

Estudio fotoquímico y por impacto electrónico de especies adsorbidas sobre superficies sólidas

La mayoría de la investigación en ciencia de superficie fue y es realizada mediante activación térmica de procesos químicos elementales que ocurren en la superficie como: la quimisorción, migración superficial, reacción en la superficie, desorción y difusión hacia o desde el interior del sólido. Esta área es natural a los químicos quienes a menudo están interesados en procesos térmicamente activados. Otra forma de activación de procesos superficiales implica la excitación electrónica de especies que se encuentran en la superficie mediante el uso de fotones, electrones o bombardeo iónico. En estos casos se tiene la oportunidad de iniciar procesos de alta energía que son inaccesibles térmicamente, de tal manera que como resultado de la excitación electrónica son expulsadas diferentes especies desde la superficie. Éstas, que son a menudo fragmentos de las moléculas originales, pueden ser recapturadas en la superficie, sufrir reacciones secundarias con otras especies superficiales, formar "clusters" que abandonan la superficie, emitir radiación, ionizarse, etc. Todo este conjunto de eventos originados por excitaciones electrónicas es conocido bajo el nombre de Diet (Desorption Induced by electronic transitions). El interés principal del presente proyecto abarca dos áreas de investigación: I) Fotoquímica heterogénea de especies reservorias de interés atmosférico. Estudio fotoquímico del CINO3, adsorbido sobre hielo. II) ESD (Electron stimulated desorption): Estudio de desorción estimulada por impacto electrónico de moléculas inorgánicas sencillas adsorbidas sobre metales de transición. El objetivo general del presente proyecto es el estudio de procesos de desorción inducidos por excitaciones electrónicas. Dentro de este tema se incluyen la fotoquímica superficial, la excitación con electrones de energía controlada, el estudio de reacciones catalíticas y el análisis de superficies en general utilizando ambientes de alto y ultra alto vacío. I) El objetivo específico aquí es el estudio de la fotólisis heterogénea de especies atmosféricas reservorias, como CINO3, adsorbidas sobre hielo. II) En este caso el objetivo es comenzar un estudio de ESD de moléculas sencillas adsorbidas sobre sustratos metálicos de transición monocristalinos y/o policristalinos.

Estudio de la perfomance de pulsos modulados en frecuencia y amplitud en RCN pura

La RCN, en los últimos tiempos, ha mostrado ser una técnica valiosa en estudio de propiedades microscópicas en sistemas con algún grado de desorden. Los pulsos usados usualmente para excitar al conjunto de spin son de frecuencia, fase y amplitud constante. Los spines fuera de resonancia con respecto al pulso son pobremente excitados, perjudicando esta detección de sitios químicamente inequivalentes. De esta se hace necesario, en el caso de líneas anchas (cientos de kHz), hacer uso de la técnica de reconstrucción. Ya hemos mostrado que los pulsos modulados en frecuencia son útiles para detectar sitios químicamente inequivalente, pero no es posible con ellos excitar igualmente en un ancho de banda de cientos de kHz. Surge así la idea de incorporar a estos pulsos además de la modulación en frecuencia, la modulación en amplitud. Es por esto que los objetivos de este plan de trabajo están orientados a: (1) Estudiar la respuesta de un sistema de spines a la excitación con pulsos modulados en frecuencia y amplitud. (2) Implementar experimentalmente la técnica y aplicarla a sistemas conocidos (desordenados: p-cloronitrobenceno, p-bromonitrobenceno; inconmensurados: dicloro bifenilsulfone, etc.).