Low-molecular-weight gelators: Elucidating the principles of gelation based on gelator solubility and a cooperative self-assembly model

This paper highlights the key role played by solubility in influencing gelation and demonstrates that many facets of the gelation process depend on this vital parameter. In particular, we relate thermal stability (T-gel) and minimum gelation concentration (MGC) values of small-molecule gelation in terms of the solubility and cooperative self-assembly of gelator building blocks. By employing a van't Hoff analysis of solubility data, determined from simple NMR measurements, we are able to generate T-calc values that reflect the calculated temperature for complete solubilization of the networked gelator. The concentration dependence of T-calc allows the previously difficult to rationalize "plateau-region" thermal stability values to be elucidated in terms of gelator molecular design. This is demonstrated for a family of four gelators with lysine units attached to each end of an aliphatic diamine, with different peripheral groups (Z or Bee) in different locations on the periphery of the molecule. By tuning the peripheral protecting groups of the gelators, the solubility of the system is modified, which in turn controls the saturation point of the system and hence controls the concentration at which network formation takes place. We report that the critical concentration (C-crit) of gelator incorporated into the solid-phase sample-spanning network within the gel is invariant of gelator structural design. However, because some systems have higher solubilities, they are less effective gelators and require the application of higher total concentrations to achieve gelation, hence shedding light on the role of the MGC parameter in gelation. Furthermore, gelator structural design also modulates the level of cooperative self-assembly through solubility effects, as determined by applying a cooperative binding model to NMR data. Finally, the effect of gelator chemical design on the spatial organization of the networked gelator was probed by small-angle neutron and X-ray scattering (SANS/SAXS) on the native gel, and a tentative self-assembly model was proposed.

Influence of the solvent on the self-assembly of a modified amyloid beta peptide fragment. II. NMR and computer simulation investigation

The conformation of a model peptide AAKLVFF based on a fragment of the amyloid beta peptide A beta 16-20, KLVFF, is investigated in methanol and water via solution NMR experiments and Molecular dynamics computer simulations. In previous work, we have shown that AAKLVFF forms peptide nanotubes in methanol and twisted fibrils in water. Chemical shift measurements were used to investigate the solubility of the peptide as a function of concentration in methanol and water. This enabled the determination of critical aggregation concentrations, The Solubility was lower in water. In dilute solution, diffusion coefficients revealed the presence of intermediate aggregates in concentrated solution, coexisting with NMR-silent larger aggregates, presumed to be beta-sheets. In water, diffusion coefficients did not change appreciably with concentration, indicating the presence mainly of monomers, coexisting with larger aggregates in more concentrated solution. Concentration-dependent chemical shift measurements indicated a folded conformation for the monomers/intermediate aggregates in dilute methanol, with unfolding at higher concentration. In water, an antiparallel arrangement of strands was indicated by certain ROESY peak correlations. The temperature-dependent solubility of AAKLVFF in methanol was well described by a van't Hoff analysis, providing a solubilization enthalpy and entropy. This pointed to the importance of solvophobic interactions in the self-assembly process. Molecular dynamics Simulations constrained by NOE values from NMR suggested disordered reverse turn structures for the monomer, with an antiparallel twisted conformation for dimers. To model the beta-sheet structures formed at higher concentration, possible model arrangements of strands into beta-sheets with parallel and antiparallel configurations and different stacking sequences were used as the basis for MD simulations; two particular arrangements of antiparallel beta-sheets were found to be stable, one being linear and twisted and the other twisted in two directions. These structures Were used to simulate Circular dichroism spectra. The roles of aromatic stacking interactions and charge transfer effects were also examined. Simulated spectra were found to be similar to those observed experimentally.(in water or methanol) which show a maximum at 215 or 218 nm due to pi-pi* interactions, when allowance is made for a 15-18 nm red-shift that may be due to light scattering effects.

Severe novel influenza A (H1N1) infection in cancer patients

Patients and methods: Clinical data from all patients admitted with acute respiratory failure due to novel viral H1N1 infection were reviewed. Lung tissue was submitted for viral and bacteriological analyses by real-time RT-PCR, and autopsy was conducted on all patients who died. Results: Eight patients were admitted, with ages ranging from 55 to 65 years old. There were five patients with solid organ tumors (62.5%) and three with hematological malignancies (37.5%). Five patients required mechanical ventilation and all died. Four patients had bacterial bronchopneumonia. All deaths occurred due to multiple organ failure. A milder form of lung disease was present in the three cases who survived. Lung tissue analysis was performed in all patients and showed diffuse alveolar damage in most patients. Other lung findings were necrotizing bronchiolitis or extensive hemorrhage. Conclusions: H1N1 viral infection in patients with cancer can cause severe illness, resulting in acute respiratory distress syndrome and death. More data are needed to identify predictors of unfavorable evolution in these patients.

Surface active ionic liquids: Study of the micellar properties of 1-(1-alkyl)-3-methylimidazolium chlorides and comparison with structurally related surfactants

The impetus for the increasing interest in studying surface active ionic liquids (SAILs; ionic liquids with long-chain ""tails"") is the enormous potential for their applications, e.g., in nanotechnology and biomedicine. The progress in these fields rests on understanding the relationship between surfactant structure and solution properties, hence applications. This need has prompted us to extend our previous study on 1-(1-hexadecyl)-3-methylimidazolium chloride to 1-(1-alkyl)-3-methylimidazolium chlorides, with alkyl chains containing 10, 12, and 14 carbons. In addition to investigating relevant micellar properties, we have compared the solution properties of the imidazolium-based surfactants with: 1-(1-alkyl)pyridinium chlorides, and benzyl (2-acylaminoethyl)dimethylammonium chlorides. The former series carries a heterocyclic ring head-group, but does not possess a hydrogen that is as acidic as H2 of the imidazolium ring. The latter series carries an aromatic ring, a quaternary nitrogen and (a hydrogen-bond forming) amide group. The properties of the imidazolium and pyridinium surfactants were determined in the temperature range from 15 to 75 degrees C. The techniques employed were conductivity, isothermal titration calorimetry, and static light scattering. The results showed the important effects of the interactions in the interfacial region on the micellar properties over the temperature range studied. (C) 2011 Elsevier Inc. All rights reserved.

Micellar properties of surface active ionic liquids: A comparison of 1-hexadecyl-3-methylimidazolium chloride with structurally related cationic surfactants

Ionic liquids, ILs, carrying long-chain alkyl groups are surface active, SAIIs. We investigated the micellar properties of the SAIL 1-hexadecyl-3-methylimidazolium chloride, C(16)MeImCl, and compared the data with 1-hexadecylpyridinium chloride, C(16)PYCl, and benzyl (3-hexadecanoylaminoethyl)dimethylammonium chloride, C(15)AEtBzMe(2)Cl. The properties compared include critical micelle concentration, cmc; thermodynamic parameters of micellization; empirical polarity and water concentrations in the interfacial regions. In the temperature range from 15 to 75 degrees C, the order of cmc in H(2)O and in D(2)O is C(16)PYCl > C(16)MeImCl > C(15)AEtBzMe(2)Cl. The enthalpies of micellization, Delta H(mic)(degrees), were calculated indirectly from by use of the van`t Hoff treatment; directly by isothermal titration calorimetry, ITC. Calculation of the degree of counter-ion dissociation, alpha(mic), from conductivity measurements, by use of Evans equation requires knowledge of the aggregation numbers, N(agg), at different temperatures. We have introduced a reliable method for carrying out this calculation, based on the volume and length of the monomer, and the dependence of N(agg) on temperature. The N(agg) calculated for C(16)PyCl and C(16)MeImCl were corroborated by light scattering measurements. Conductivity- and ITC-based Delta H(mic)(degrees) do not agree; reasons for this discrepancy are discussed. Micelle formation is entropy driven: at all studied temperatures for C(16)MeImCl; only up to 65 degrees C for C(16)PyCl; and up to 55 degrees C for C(15)AEtBzMe(2)Cl. All these data can be rationalized by considering hydrogen-bonding between the head-ions of the monomers in the micellar aggregate. The empirical polarities and concentrations of interfacial water were found to be independent of the nature of the head-group. (C) 2010 Elsevier Inc. All rights reserved.

Entropy Drives an Attached Water Molecule from the C- to N-Terminus on Protonated Proline

Results from infrared photodissociation (IRPD) spectroscopy and kinetics of singly hydrated, protonated proline indicate that the water molecule hydrogen bonds preferentially to the formally neutral carboxylic acid at low temperatures and at higher temperatures to the protonated N-terminus, which bears the formal charge. Hydration isomer populations obtained from IRPD kinetic data as a function of temperature are used to generate a van`t Hoff plot that reveals that C-terminal binding is enthalpically favored by 4.2-6.4 kJ/mol, whereas N-terminal binding is entropically favored by 31-43 J/(mol K), consistent with a higher calculated barrier for water molecule rotation at the C-terminus.

Sample stacking in CZE using dynamic thermal junctions I. Analytes with low dpK(a)/dT crossing a single thermally induced pH junction in a BGE with high dpH/dT

The possibility to compress analyte bands at the beginning of CE runs has many advantages. Analytes at low concentration can be analyzed with high signal-to-noise ratios by using the so-called sample stacking methods. Moreover, sample injections with very narrow initial band widths (small initial standard deviations) are sometimes useful, especially if high resolutions among the bands are required in the shortest run time. In the present work, a method of sample stacking is proposed and demonstrated. It is based on BGEs with high thermal sensitive pHs (high dpH/dT) and analytes with low dpK(a)/dT. High thermal sensitivity means that the working pK(a) of the BGE has a high dpK(a)/dT in modulus. For instance, Tris and Ethanolamine have dpH/dT = -0.028/degrees C and -0.029/degrees C, respectively, whereas carboxylic acids have low dpK(a)/dT values, i.e. in the -0.002/degrees C to+0.002/degrees C range. The action of cooling and heating sections along the capillary during the runs affects also the local viscosity, conductivity, and electric field strength. The effect of these variables on electrophoretic velocity and band compression is theoretically calculated using a simple model. Finally, this stacking method was demonstrated for amino acids derivatized with naphthalene-2,3-dicarboxaldehyde and fluorescamine using a temperature difference of 70 degrees C between two neighbor sections and Tris as separation buffer. In this case, the BGE has a high pH thermal coefficient whereas the carboxylic groups of the analytes have low pK(a) thermal coefficients. The application of these dynamic thermal gradients increased peak height by a factor of two (and decreased the standard deviations of peaks by a factor of two) of aspartic acid and glutamic acid derivatized with naphthalene-2,3-dicarboxaldehyde and serine derivatized with fluorescamine. The effect of thermal compression of bands was not observed when runs were accomplished using phosphate buffer at pH 7 (negative control). Phosphate has a low dpH/dT in this pH range, similar to the dK(a)/dT of analytes. It is shown that vertical bar dK(a)/dT-dpH/dT vertical bar >> 0 is one determinant factor to have significant stacking produced by dynamic thermal junctions.

Sample stacking in CZE using dynamic thermal junctions II: Analytes with high dpK(a)/dT crossing a single thermal junction in a BGE with low dpH/dT

In a previous work [M. Mandaji, et al., this issue] a sample stacking method was theoretically modeled and experimentally demonstrated for analytes with low dpK(a)/dT (analytes carrying carboxylic groups) and BGEs with high dpH/dT (high pH-temperature-coefficients). In that work, buffer pH was modulated with temperature, inducing electrophoretic mobility changes in the analytes. In the present work, the opposite conditions are studied and tested, i.e. analytes with high dpK(a)/dT and BGEs that exhibit low dpH/dT. It is well known that organic bases such as amines, imidazoles, and benzimidazoles exhibit high dpK(a)/dT. Temperature variations induce instantaneous changes on the basicity of these and other basic groups. Therefore, the electrophoretic velocity of some analytes changes abruptly when temperature variations are applied along the capillary. This is true only if BGE pH remains constant or if it changes in the opposite direction of pK(a) of the analyte. The presence of hot and cold sections along the capillary also affects local viscosity, conductivity, and electric field strength. The effect of these variables on electrophoretic velocity and band stacking efficacy was also taken into account in the theoretical model presented. Finally, this stacking method is demonstrated for lysine partially derivatized with naphthalene-2,3-dicarboxaldehyde. In this case, the amino group of the lateral chain was left underivatized and only the alpha amino group was derivatized. Therefore, the basicity of the lateral amino group, and consequently the electrophoretic mobility, was modulated with temperature while the pH of the buffer used remained unchanged.

Tecnicas de sensoriamento remoto e geoprocessamento aplicadas ao mapeamento geologico e geotecnico no municipio de Tres Cachoeiras, litoral norte do Rio Grande do Sul

As técnicas de sensoriarnento remoto e geoprocessamento são fundamentais para processamento e integração de dados de mapeamento geológico/geotécnico, principalmente estudos de gerenciamento e planejamento. A área estudada compreende o município de Três Cachoeiras. Litoral Norte do Rio Grande do Sul o qual inclui-se na "Reserva da Biosfera da Mata Atlântica". O município tem st: deparado com problemas de localização de sitios adequados à disposição final dos resíduos sólidos. bem como o assentamento de loteamentos residenciais e industriais, localização de jazidas de extração de material para construção, fontes de abastecimento de água e necessidade de criação de áreas de preservação ambiental. O objetivo deste trabalho foi produzir mapeamentos da área em questão, através da pesquisa geológico-geotécnica desenvolvida com emprego de imagens de satélite e fotografias aéreas, em que as informações foram cruzadas no SIG. Baseado nisto, investigaram-se os aspectos acima mencionados. a partir de uma contribuição geológico/geotécnica ao município, incluindo-se levantamento de campo, fotointerpretação, processamento e classificação de imagens do município de Três Cachoeiras, sendo os dados integrados num sistema de geoprocessamento. Utilizando-se cartas planialtimétricas, fotografias aéreas e imagem de satélite LANDSAT TM5. foram criados planos de informação como o limite da área estudada, a estrutura viária municipal, a delimitação de reservas ecológicas baseadas na legislação ambiental vigente e, por meio do modelo numérico do terreno, a carta de declividade. A fotointerpretação gerou planos de rede de drenagem, litológica. morfoestruturas e formações superficiais. Os dados de campo. sobrepostos às litológicas obtidas por fotointerpretação, produziram a carta litológica. No tratamento das imagem, foram gerados produtos com contraste, operações entre bandas, filtragens e análise de componentes principais, os quais contribuíram parira classificação da imagem e resultando nos planos de rochas/solos e cobertura/uso do solo (carta de uso atual do solo). O cruzamento destas informações permitiu a obtenção da carta de formações superficiais, lidrogeológica que, juntamente com as cartas litológica, declividades e uso atual do solo distribuíram os atributos do meio físico em planos elaborados por novos cruzamentos, que satisfazem o objetivo do estudo, sendo estes planos o produto final, ou seja, cartas de recomendação: a extração de materiais para construção civil; a implantação de obras de infraestrutura; a disposição de resíduos sólidos e loteamentos; geotécnica à agricultura; à implantação de áreas destinadas à preservação ambienta1 e recuperação.

Metodologia de análise de dioxinas em cinzas obtidas da incineração de couro Wet-Blue

O presente trabalho trata da validação de uma metodologia de análise para a determinação de dibenzo-p-dioxinas policloradas (PCDDs) em cinzas obtidas através de um processo de incineração de aparas de couro wet-blue. As dioxinas, compostos de extrema toxicidade, podem ser formadas na superfície das partículas de cinzas em reações de combustão. O mecanismo de formação de PCDDs requer uma atmosfera rica em oxigênio, uma fonte de cloro e a presença na cinza de um metal capaz de catalizar uma reação Deacon. O couro wet-blue apresenta em sua composição os precursores para a formação de dioxinas tais como o cloro e o metal catalisador sódio, cuja presença destes elementos foi comprovada por análises de superfície realizadas no couro e nas cinzas usando as técnicas de Rutherford Back-scattering Spectrometry (RBS) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Desta forma, torna-se necessária a análise de dioxinas em cinzas de couro para especificar seu tratamento e destino final. As cinzas de couro foram obtidas numa unidade de bancada de incineração com reator de leito fixo, processo conhecido como GCC (Gaseificação e Combustão Combinadas). A metodologia utilizada para analisar dioxinas nas cinzas de couro foi baseada no Método 8280B da Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos da América (EPA-USA). Este método descreve os procedimentos de extração de matrizes específicas, o clean-up para os analitos específicos e a determinação de dioxinas através das técnicas de cromatografia gasosa de alta resolução e espectrometria de massa de baixa resolução. O sucesso da análise depende da preparação dos extratos das amostras, etapa conhecida como clean-up, a qual é descrita minuciosamente neste trabalho, incluindo a montagem das colunas cromatográficas. A eficiência de extração das dioxinas foi obtida com os resultados comparativos das análises entre matrizes contaminadas com solução padrão de dioxinas e o padrão analítico. A validação deste método para análise de dioxinas policloradas em cinzas de couro wet-blue foi considerada satisfatória para os objetivos do trabalho, uma vez que a eficiência de extração de dioxinas obtida ficou dentro dos critérios estabelecidos pelo método.

Política na organização: convivendo positivamente com o jogo do poder

This consideration about power in the organizations discuss alternatives to bring managers to have a more sociable co-existence with the political dimension of their work. It is not a goal to be achieved, but a continuous process of measuring the conflicts in order to reach better results for the company as well as the employees. Although it is not naturaly faced inside the organization, the power game always occurs when people is united around the same purpose. The departments are no exception. The power conflicts costs, mainly caused by lack of legitimacy, by excessive dependence, by low participation, by structures that stimulate segmentation, by an imperfect comunaction and by lack of political education, are extremely significant to the organizations. Therefore, facing the matter in a realistic way and developing attitudes and abilities to manage positively the divergent politics are basic tasks to the leader who desires to create a good working environment, as well as to rise his company world-wide.

Integração de dados geológicos, de sensoriamento remoto, espectrorradiométricos e geofísica aplicada à prospecção de depósitos filoneanos de fluorita hidrotermal no sudeste de Santa Catarina

Os processamentos de imagens orbitais efetuados através de técnicas de sensoriamento remoto geraram informações qualitativas de natureza textural (morfo-estruturas). Estas permitiram (1) o reconhecimento de áreas com diferentes padrões estruturais tendo diferentes potencialidades para a prospecção de fluorita, (2) a identificação de novos lineamentos estruturais potencialmente favoráveis à mineralização e (3) evidenciaram prolongamentos extensos para as principais estruturas mineralizadas, (4) às quais se associam um grande número de estruturas, antes desconhecidas, com grande potencial prospectivo. O aprimoramento de técnicas de classificação digital sobre produtos de razões de bandas e análise por componentes principais permitiu identificar a alteração hidrotermal associada às estruturas, incorporando novos critérios para a prospecção de fluorita. Buscando-se quantificar os dados de alteração hidrotermal, foi efetuada a análise espectrorradiométrica das rochas do distrito fluorítico. Integrando estas informações com dados TM LANDSAT 5, em nível de reflectância, obteve-se a classificação espectral das imagens orbitais, o que permitiu a identificação de estruturas menores com um detalhe nunca antes obtido. Os processamentos de dados aerogeofísicos forneceram resultados sobre estruturas (magnetometria) e corpos graníticos afetados por alteração hidrotermal (aerogamaespectrometria). Estes produtos foram integrados com dados TM LANDSAT 5 associando o atributo textural da imagem orbital ao comportamento radiométrico das rochas. Diagnosticou-se o lineamento Grão-Pará como o principal prospecto do distrito. E levantaram-se uma série de dados sobre a compartimentação tectônica da região, a zonação de fácies das rochas graníticas (rocha fonte do flúor) e as alterações hidrotermais associadas ao magmatismo granítico. Isto permitiu a compreensão da distribuição regional dos depósitos de fluorita, adicionando-se um novo critério à prospecção de fluorita, a relação espacial entre a mineralização e a rocha fonte de F. Esta última corresponde à fácies granítica da borda do Maciço Pedras Grandes.

Vascularização arterial da região hipocampal em Hydrochoerus hydrochaeris (capivara)

O objetivo deste trabalho foi de angariar conhecimentos sobre a vascularização arterial da região hipocampal em Hydrochoerus hydrochaeris, descrevendo através da repleção vascular e dissecção anatômica a artéria cerebral caudal e ramos dos ramos terminais da artéria basilar que fazem o aporte sanguíneo para o hipocampo, mapeando seus territórios. Utilizou-se 68 hemisférios cerebrais de Hydrochoerus hydrochaeris, machos e fêmeas, injetados com Látex 603 ou Látex Frasca, pigmentado em vermelho e azul, fixados em solução de formol a 20%. A artéria cerebral caudal originou-se do ramo terminal da artéria basilar rostral à raiz do nervo oculomotor. Logo após sua emergência lançou a artéria tectal rostral em 27,9% dos casos. Em seguida cruzou os pedúnculos cerebrais, dorsalmente aos corpos geniculados e ao pulvinar, emitindo pequenos ramos perfurantes para estas estruturas. Enquanto a artéria cerebral caudal percorreu a superfície do giro para-hipocampal, dorsalmente foram emitidos pequenos ramos que penetraram no sulco hipocampal, rostromedialmente a artéria coroidéia caudal e caudalmente de três a onze ramos corticais. A artéria coroidéia caudal apresentou-se única em 85,3% dos casos, dupla em 13,2% e ausente em 1,5%. A artéria coroidéia caudal apresentou-se única em 85,3% dos casos, dupla em 13,2% e ausente em 1,5%. A artéria coroidéia rostral originou-se do ramo terminal da artéria basilar logo após a emergência da artéria cerebral caudal anastomosando-se com a artéria coroidéia caudal suprindo o plexo corióideo do terceiro ventrículo e os ventrículos laterais. Ao longo de seu curso tanto a artéria coroidéia caudal como a artéria coroidéia rostral lançaram ramos hipocampais que anastomosaram-se entre si e com os ramos emitidos pela artéria cerebral caudal formando verdadeiras redes. Os ramos terminais da artéria cerebral caudal cruzaram o esplênio do corpo caloso para distribuirem-se na superfície caudomedial do hemisfério cerebral. Os limites territoriais da artéria cerebral caudal compreenderam a face caudal do lobo piriforme, a face tentorial, a porção retroesplênica da face medial e também uma estreita área da face dorsolateral do hemisfério cerebral margeando as fissuras longitudinal dorsal e transversa do cérebro. A vascularização arterial do hipocampo da capivara foi suprida por ramos originados da artéria cerebral caudal e pela artéria coroidéia rostral.

Grafos internos e multirrelações como "spans" : propriedades e composicionalidade

Um span em uma categoria é um par ordenado de morfismos dessa categoria, ambos com origem num mesmo objeto. O destino do primeiro morfismo é a origem do span e o destino do segundo morfismo é o destino do span. Spans, embora sejam uma estrutura bastante simples numa categoria e tenham uma definição também bastante simples, são versáteis, pois, com especializações sutis apresentadas aqui, são capazes de representar outras estruturas, tais como as tratadas nesses trabalho: relações binárias, multirrelações binárias, grafos e, em conjunto com um morfismo adicional, sistemas de transições etiquetadas (LTS). Permitem ainda, como proposto nesse trabalho, definir de forma também simples, redes de Petri como sendo um endospan em uma categoria. Mostra-se que a composição de spans aplicada a essas estruturas é capaz de expresar a composição de multirrelações — mas não de relações —, uma composição de grafos cujo grafo resultante indica caminhos em que cada parte é uma aresta de um dos grafos operados, uma composição de LTS cujo LTS resultante apresenta transações que podem ser compostas por transições de diferentes LTS e uma composição de redes de Petri cujo resultado também apresenta transações compostas por transições que podem ser realizadas em redes de Petri distintas. Mostra-se algumas propriedades dessas composições, bem como suas provas. Como verificar propriedades de relações e de grafos através de spans também é proposto.