Électrofilage de fibres à partir de mélanges polystyrène/poly(vinyl méthyl éther)

L’électrofilage est un procédé permettant de préparer des fibres possédant un diamètre de l’ordre du micromètre ou de quelques centaines de nanomètres. Son utilisation est toutefois limitée par le manque de contrôle sur la structure et les propriétés des fibres ainsi produites. Dans ce travail, des fibres électrofilées à partir de mélanges de polystyrène (PS) et de poly(vinyl méthyl éther) (PVME) ont été caractérisées. La calorimétrie différentielle à balayage (DSC) a montré que les fibres du mélange PS/PVME sont miscibles (une seule transition vitreuse) lorsque préparées dans le benzène, alors qu'une séparation de phases a lieu lorsque le chloroforme est utilisé. Les fibres immiscibles sont néanmoins malléables, contrairement à un film préparé par évaporation du chloroforme qui a des propriétés mécaniques médiocres. Des clichés en microscopies optique et électronique à balayage (MEB) ont permis d’étudier l'effet de la composition et du solvant sur le diamètre et la morphologie des fibres. Des mesures d’angles de contact ont permis d’évaluer l’hydrophobicité des fibres, qui diminue avec l’ajout de PVME (hydrophile); les valeurs sont de 60° supérieures à celles des films de composition équivalente. Un retrait sélectif du PVME a été réalisé par l’immersion des fibres dans l’eau. La spectroscopie infrarouge a montré que la composition passe de 70 à 95% de PS pour une fibre immiscible mais seulement à 75% pour une fibre miscible. Ces résultats indiquent que la phase riche en PVME se situe presque uniquement à la surface des fibres immiscibles, ce qui a été confirmé par microscopie à force atomique (AFM) et MEB. Finalement, l’effet du mélange des deux solvants, lors de l’électrofilage du mélange PS/PVME, a été étudié. La présence du chloroforme, même en quantité réduite, provoque une séparation de phases similaire à celle observée avec ce solvant pur.

Polyamides and polyesters made of bile acids in the main chain

La préparation de polymères à base d’acides biliaires, molécules biologiques, a attiré l'attention des chercheurs en raison des applications potentielles dans les domaines biomédicaux et pharmaceutiques. L’objectif de ce travail est de synthétiser de nouveaux biopolymères dont la chaîne principale est constituée d’unités d’acides biliaires. La polymérisation par étapes a été adoptée dans ce projet afin de préparer les deux principales classes de polymères utilisés en fibres textiles: les polyamides et les polyesters. Des monomères hétéro-fonctionnels à base d’acides biliaires ont été synthétisés et utilisés afin de surmonter le déséquilibre stoechiométrique lors de la polymérisation par étapes. Le dérivé de l’acide lithocholique modifié par une fonction amine et un groupement carboxylique protégé a été polymérisé en masse à températures élevées. Les polyamides obtenus sont très peu solubles dans les solvants organiques. Des polyamides et des polyesters solubles en milieu organique ont pu être obtenus dans des conditions modérées en utilisant l’acide cholique modifié par des groupements azide et alcyne. La polymérisation a été réalisée par cycloaddition azoture-alcyne catalysée par l'intermédiaire du cuivre(Ι) avec deux systèmes catalytiques différents, le bromure de cuivre(I) et le sulfate de cuivre(II). Seul le bromure de cuivre(Ι) s’est avéré être un catalyseur efficace pour le système, permettant la préparation des polymères avec un degré de polymérisation égale à 50 et une distribution monomodale de masse moléculaire (PDI ˂ 1.7). Les polymères synthétisés à base d'acide cholique sont thermiquement stables (307 °C ≤ Td ≤ 372 °C) avec des températures de transition vitreuse élevées (137 °C ≤ Tg ≤ 167 °C) et modules de Young au-dessus de 280 MPa, dépendamment de la nature chimique du lien.

Développement de nouveaux sels Binol-imidazoliums : de la catalyse asymétrique aux applications biologiques

Le 1,1'-bi-2-naphtol ou Binol, présentant une chiralité axiale, est un ligand très utilisé en catalyse asymétrique. Au cours des vingt dernières années, le Binol a servi de synthon à l’élaboration de très nombreux ligands permettant la catalyse asymétrique de tous types de réactions, allant de l’hydrogénation, à l’alkylation, en passant par diverses réactions péricycliques. Le grand intérêt pour ce ligand vient de sa versatilité et des nombreuses possibilités de fonctionnalisation qu’il offre, permettant d’altérer ses propriétés catalytiques à volonté, aussi bien en modifiant son caractère électronique, qu’en introduisant des facteurs stériques autour du site catalytique. Parallèlement aux développements de la catalyse par des dérivés de Binol, le domaine des liquides ioniques a connu un intérêt croissant ces dernières années. Les liquides ioniques, sels dont le point de fusion est inférieur à 100°C, cumulent de nombreuses qualités convoitées : faible pression de vapeur, stabilité thermique et chimique et fort pouvoir de solvatation. Dû à ces propriétés, les liquides ioniques ont principalement été étudiés dans l’optique de développer une gamme de solvants recyclables. Alors que les propriétés des liquides ioniques sont facilement modulables en fonction de l’anion et du cation choisi, le concept de liquide ionique à tâche spécifique va plus loin et propose d’introduire directement, sur le cation ou l’anion, un groupement conférant une propriété particulière. En suivant cette approche, plusieurs ligands ioniques ont été rapportés, par simple couplage d’un cation organique à un ligand déjà connu. Étonnamment, le Binol a fait l’objet de très peu de travaux pour l’élaboration de ligands ioniques. Dans cette thèse, nous proposons l’étude d’une famille de composés de type Binol-imidazolium dont les unités Binol et imidazolium sont séparées par un espaceur méthylène. Différents homologues ont été synthétisés en variant le nombre d’unités imidazolium et leur position sur le noyau Binol, la longueur de la chaîne alkyle portée par les unités imidazolium et la nature du contre-anion. Après une étude des propriétés thermiques de ces composés, l’utilisation des Binol-imidazoliums en tant que ligands dans une réaction asymétrique d’éthylation d’aldéhydes aromatique a été étudiée en milieu liquide ionique. La réaction a été conduite en solvant liquide ionique dans le but de recycler aussi bien le ligand Binol-imidazolium que le solvant, en fin de réaction. Cette étude nous a permis de démontrer que la sélectivité de ces ligands ioniques dépend grandement de leur structure. En effet, seuls les Binols fonctionnalisés en positions 6 et 6’ permettent une sélectivité de la réaction d’éthylation. Alors que les dérivés de Binol fonctionnalisés en positions 3 et 3’ ne permettent pas une catalyse énantiosélective, il a déjà été rapporté que ces composés avaient la capacité de complexer des anions. D’autre part, il a déjà été rapporté par notre groupe, que les composés comportant des unités imidazolium pouvaient permettre le transport d’anions à travers des bicouches lipidiques en fonction de leur amphiphilie. Ceci nous a amenés à la deuxième partie de cette thèse qui porte sur les propriétés ionophores des Binols fonctionnalisés en positions 3 et 3’ par des unités imidazoliums. Dans un premier temps, nous nous sommes intéressés à l’étude de la relation structure-activité et au mécanisme de transport de ces composés. Le transport d’anions étant un processus clé dans la biologie cellulaire, l’activité biologique des composés présentant une activité ionophore dans des systèmes modèles (liposomes) a été étudiée par la suite. L’activité antibactérienne des nos composés a été testée sur quatre souches de bactéries. Il s’est avéré que les composés Binol-imidazolium sont actifs uniquement sur les bactéries Gram positives. Finalement, la cytotoxicité des composés présentant une activité antibactérienne a été étudiée sur des cellules humaines.

Supramolecular polymers azo-containing : photo-responsive block copolymer elastomers and homopolymers

Beaucoup d'efforts dans le domaine des matériaux polymères sont déployés pour développer de nouveaux matériaux fonctionnels pour des applications spécifiques, souvent très sophistiquées, en employant des méthodes simplifiées de synthèse et de préparation. Cette thèse porte sur les polymères photosensibles – i.e. des matériaux fonctionnels qui répondent de diverses manières à la lumière – qui sont préparés à l'aide de la chimie supramoléculaire – i.e. une méthode de préparation qui repose sur l'auto-assemblage spontané de motifs moléculaires plus simples via des interactions non covalentes pour former le matériau final désiré. Deux types de matériaux photosensibles ont été ciblés, à savoir les élastomères thermoplastiques à base de copolymères à blocs (TPE) et les complexes d'homopolymères photosensibles. Les TPEs sont des matériaux bien connus, et même commercialisés, qui sont généralement composés d’un copolymère tribloc, avec un bloc central très flexible et des blocs terminaux rigides qui présentent une séparation de phase menant à des domaines durs isolés, composés des blocs terminaux rigides, dans une matrice molle formée du bloc central flexible, et ils ont l'avantage d'être recyclable. Pour la première fois, au meilleur de notre connaissance, nous avons préparé ces matériaux avec des propriétés photosensibles, basé sur la complexation supramoléculaire entre un copolymère tribloc simple parent et une petite molécule possédant une fonctionnalité photosensible via un groupe azobenzène. Plus précisément, il s’agit de la complexation ionique entre la forme quaternisée d'un copolymère à blocs, le poly(méthacrylate de diméthylaminoéthyle)-poly(acrylate de n-butyle)-poly(méthacrylate de diméthylaminoéthyle) (PDM-PnBA-PDM), synthétisé par polymérisation radicalaire par transfert d’atomes (ATRP), et l'orange de méthyle (MO), un composé azo disponible commercialement comportant un groupement SO3 -. Le PnBA possède une température de transition vitreuse en dessous de la température ambiante (-46 °C) et les blocs terminaux de PDM complexés avec le MO ont une température de transition vitreuse élevée (140-180 °C, en fonction de la masse molaire). Des tests simples d'élasticité montrent que les copolymères à blocs complexés avec des fractions massiques allant de 20 à 30% présentent un caractère élastomère. Des mesures d’AFM et de TEM (microscopie à force atomique et électronique à ii transmission) de films préparés à l’aide de la méthode de la tournette, montrent une corrélation entre le caractère élastomère et les morphologies où les blocs rigides forment une phase minoritaire dispersée (domaines sphériques ou cylindriques courts). Une phase dure continue (morphologie inversée) est observée pour une fraction massique en blocs rigides d'environ 37%, ce qui est beaucoup plus faible que celle observée pour les copolymères à blocs neutres, dû aux interactions ioniques. La réversibilité de la photoisomérisation a été démontrée pour ces matériaux, à la fois en solution et sous forme de film. La synthèse du copolymère à blocs PDM-PnBA-PDM a ensuite été optimisée en utilisant la technique d'échange d'halogène en ATRP, ainsi qu’en apportant d'autres modifications à la recette de polymérisation. Des produits monodisperses ont été obtenus à la fois pour la macroamorceur et le copolymère à blocs. À partir d'un seul copolymère à blocs parent, une série de copolymères à blocs partiellement/complètement quaternisés et complexés ont été préparés. Des tests préliminaires de traction sur les copolymères à blocs complexés avec le MO ont montré que leur élasticité est corrélée avec la fraction massique du bloc dur, qui peut être ajustée par le degré de quaternisation et de complexation. Finalement, une série de complexes d'homopolymères auto-assemblés à partir du PDM et de trois dérivés azobenzènes portant des groupes (OH, COOH et SO3) capables d'interactions directionnelles avec le groupement amino du PDM ont été préparés, où les dérivés azo sont associés avec le PDM, respectivement, via des interactions hydrogène, des liaisons ioniques combinées à une liaison hydrogène à travers un transfert de proton (acidebase), et des interactions purement ioniques. L'influence de la teneur en azo et du type de liaison sur la facilité d’inscription des réseaux de diffraction (SRG) a été étudiée. L’efficacité de diffraction des SRGs et la profondeur des réseaux inscrits à partir de films préparés à la méthode de la tournette montrent que la liaison ionique et une teneur élevée en azo conduit à une formation plus efficace des SRGs.

The Cratylia Mollis Seed Lectin Induces Membrane Permeability Transition In Isolated Rat Liver Mitochondria And A Cyclosporine A-insensitive Permeability Transition In Trypanosoma Cruzi Mitochondria.

Previous results provided evidence that Cratylia mollis seed lectin (Cramoll 1,4) promotes Trypanosoma cruzi epimastigotes death by necrosis via a mechanism involving plasma membrane permeabilization to Ca(2+) and mitochondrial dysfunction due to matrix Ca(2+) overload. In order to investigate the mechanism of Ca(2+) -induced mitochondrial impairment, experiments were performed analyzing the effects of this lectin on T. cruzi mitochondrial fraction and in isolated rat liver mitochondria (RLM), as a control. Confocal microscopy of T. cruzi whole cell revealed that Cramoll 1,4 binding to the plasma membrane glycoconjugates is followed by its internalization and binding to the mitochondrion. Electrical membrane potential (∆Ψm ) of T. cruzi mitochondrial fraction suspended in a reaction medium containing 10 μM Ca(2+) was significantly decreased by 50 μg/ml Cramoll 1,4 via a mechanism insensitive to cyclosporine A (CsA, membrane permeability transition (MPT) inhibitor), but sensitive to catalase or 125 mM glucose. In RLM suspended in a medium containing 10 μM Ca(2+) this lectin, at 50 μg/ml, induced increase in the rate of hydrogen peroxide release, mitochondrial swelling, and ∆Ψm disruption. All these mitochondrial alterations were sensitive to CsA, catalase, and EGTA. These results indicate that Cramoll 1, 4 leads to inner mitochondrial membrane permeabilization through Ca(2+) dependent mechanisms in both mitochondria. The sensitivity to CsA in RLM characterizes this lectin as a MPT inducer and the lack of CsA effect identifies a CsA-insensitive MPT in T. cruzi mitochondria.

Oxidative Stress And Susceptibility To Mitochondrial Permeability Transition Precedes The Onset Of Diabetes In Autoimmune Non-obese Diabetic Mice.

Beta cell destruction in type 1 diabetes (TID) is associated with cellular oxidative stress and mitochondrial pathway of cell death. The aim of this study was to determine whether oxidative stress and mitochondrial dysfunction are present in T1D model (non-obese diabetic mouse, NOD) and if they are related to the stages of disease development. NOD mice were studied at three stages: non-diabetic, pre-diabetic, and diabetic and compared with age-matched Balb/c mice. Mitochondria respiration rates measured at phosphorylating and resting states in liver and soleus biopsies and in isolated liver mitochondria were similar in NOD and Balb/c mice at the three disease stages. However, NOD liver mitochondria were more susceptible to calcium-induced mitochondrial permeability transition as determined by cyclosporine-A-sensitive swelling and by decreased calcium retention capacity in all three stages of diabetes development. Mitochondria H2O2 production rate was higher in non-diabetic, but unaltered in pre-diabetic and diabetic NOD mice. The global cell reactive oxygen species (ROS), but not specific mitochondria ROS production, was significantly increased in NOD lymphomononuclear and stem cells in all disease stages. In addition, marked elevated rates of 2',7'-dichlorodihydrofluorescein (H2DCF) oxidation were observed in pancreatic islets from non-diabetic NOD mice. Using matrix-assisted laser desorption/ionization (MALDI) mass spectrometry (MS) and lipidomic approach, we identified oxidized lipid markers in NOD liver mitochondria for each disease stage, most of them being derivatives of diacylglycerols and phospholipids. These results suggest that the cellular oxidative stress precedes the establishment of diabetes and may be the cause of mitochondrial dysfunction that is involved in beta cell death.

Transition From Glass To Digital Slide Microscopy In The Teaching Of Oral Pathology In A Brazilian Dental School.

Several medical and dental schools have described their experience in the transition from conventional to digital microscopy in the teaching of general pathology and histology disciplines; however, this transitional process has scarcely been reported in the teaching of oral pathology. Therefore, the objective of the current study is to report the transition from conventional glass slide to virtual microscopy in oral pathology teaching, a unique experience in Latin America. An Aperio ScanScope® scanner was used to digitalize histological slides used in practical lectures of oral pathology. The challenges and benefits observed by the group of Professors from the Piracicaba Dental School (Brazil) are described and a questionnaire to evaluate the students' compliance to this new methodology was applied. An improvement in the classes was described by the Professors who mainly dealt with questions related to pathological changes instead of technical problems; also, a higher interaction with the students was described. The simplicity of the software used and the high quality of the virtual slides, requiring a smaller time to identify microscopic structures, were considered important for a better teaching process. Virtual microscopy used to teach oral pathology represents a useful educational methodology, with an excellent compliance of the dental students.

Key Participants Of The Tumor Microenvironment Of The Prostate: An Approach Of The Structural Dynamic Of Cellular Elements And Extracellular Matrix Components During Epithelial-stromal Transition.

Cancer is a multistep process that begins with the transformation of normal epithelial cells and continues with tumor growth, stromal invasion and metastasis. The remodeling of the peritumoral environment is decisive for the onset of tumor invasiveness. This event is dependent on epithelial-stromal interactions, degradation of extracellular matrix components and reorganization of fibrillar components. Our research group has studied in a new proposed rodent model the participation of cellular and molecular components in the prostate microenvironment that contributes to cancer progression. Our group adopted the gerbil Meriones unguiculatus as an alternative experimental model for prostate cancer study. This model has presented significant responses to hormonal treatments and to development of spontaneous and induced neoplasias. The data obtained indicate reorganization of type I collagen fibers and reticular fibers, synthesis of new components such as tenascin and proteoglycans, degradation of basement membrane components and elastic fibers and increased expression of metalloproteinases. Fibroblasts that border the region, apparently participate in the stromal reaction. The roles of each of these events, as well as some signaling molecules, participants of neoplastic progression and factors that promote genetic reprogramming during epithelial-stromal transition are also discussed.

Analyzing the n→π* Electronic Transition of Formaldehyde in Water. A Sequential Monte Carlo/Time-Dependent Density Functional Theory

The n→π* absorption transition of formaldehyde in water is analyzed using combined and sequential classical Monte Carlo (MC) simulations and quantum mechanics (QM) calculations. MC simulations generate the liquid solute-solvent structures for subsequent QM calculations. Using time-dependent density functional theory in a localized set of gaussian basis functions (TD-DFT/6-311++G(d,p)) calculations are made on statistically relevant configurations to obtain the average solvatochromic shift. All results presented here use the electrostatic embedding of the solvent. The statistically converged average result obtained of 2300 cm-1 is compared to previous theoretical results available. Analysis is made of the effective dipole moment of the hydrogen-bonded shell and how it could be held responsible for the polarization of the solvent molecules in the outer solvation shells.

Transition to complete synchronization in phase-coupled oscillators with nearest neighbor coupling

We investigate synchronization in a Kuramoto-like model with nearest neighbor coupling. Upon analyzing the behavior of individual oscillators at the onset of complete synchronization, we show that the time interval between bursts in the time dependence of the frequencies of the oscillators exhibits universal scaling and blows up at the critical coupling strength. We also bring out a key mechanism that leads to phase locking. Finally, we deduce forms for the phases and frequencies at the onset of complete synchronization.

Ventilation behavior in trained and untrained men during incremental test: evidence of one metabolic transition point

This study aimed to describe and compare the ventilation behavior during an incremental test utilizing three mathematical models and to compare the feature of ventilation curve fitted by the best mathematical model between aerobically trained (TR) and untrained ( UT) men. Thirty five subjects underwent a treadmill test with 1 km.h(-1) increases every minute until exhaustion. Ventilation averages of 20 seconds were plotted against time and fitted by: bi-segmental regression model (2SRM); three-segmental regression model (3SRM); and growth exponential model (GEM). Residual sum of squares (RSS) and mean square error (MSE) were calculated for each model. The correlations between peak VO2 (VO2PEAK), peak speed (Speed(PEAK)), ventilatory threshold identified by the best model (VT2SRM) and the first derivative calculated for workloads below (moderate intensity) and above (heavy intensity) VT2SRM were calculated. The RSS and MSE for GEM were significantly higher (p < 0.01) than for 2SRM and 3SRM in pooled data and in UT, but no significant difference was observed among the mathematical models in TR. In the pooled data, the first derivative of moderate intensities showed significant negative correlations with VT2SRM (r = -0.58; p < 0.01) and Speed(PEAK) (r = -0.46; p < 0.05) while the first derivative of heavy intensities showed significant negative correlation with VT2SRM (r = -0.43; p < 0.05). In UT group the first derivative of moderate intensities showed significant negative correlations with VT2SRM (r = -0.65; p < 0.05) and Speed(PEAK) (r = -0.61; p < 0.05), while the first derivative of heavy intensities showed significant negative correlation with VT2SRM (r= -0.73; p < 0.01), Speed(PEAK) (r = -0.73; p < 0.01) and VO2PEAK (r = -0.61; p < 0.05) in TR group. The ventilation behavior during incremental treadmill test tends to show only one threshold. UT subjects showed a slower ventilation increase during moderate intensities while TR subjects showed a slower ventilation increase during heavy intensities.

Anomalous thermodynamic properties in ferropericlase throughout its spin crossover transition

The thermodynamics properties of ferropericlase (Mg(1-x)Fe(x)O where x=0.1875) (Fp) throughout its spin crossover were investigated by first principles. Fp was treated as an ideal solid solution of pure high-spin and low-spin states. The Gibbs free energies of the pure states were addressed using the LDA+U method. A vibrational virtual-crystal model was developed to address the vibrational properties of the pure spin cases and used in conjunction with quasiharmonic theory to compute their vibrational free energies. The thermodynamics properties of Fp display significant anomalies that should be typical of spin crossover systems in general. In Fp, in particular, they are fundamental for understanding the state of earth's interior, where the pressure and temperature conditions of the crossover are realized.

Homeotropic surface anchoring and the layer-thinning transition in free-standing films

In this work, we investigate the interplay between surface anchoring and finite-size effects on the smectic-isotropic transition in free-standing smectic films. Using an extended McMillan model, we study how a homeotropic anchoring stabilizes the smectic order above the bulk transition temperature. In particular, we determine how the transition temperature depends on the surface ordering and film thickness. We identify a characteristic anchoring for which the transition temperature does not depend on the film thickness. For strong surface ordering, we found that the thickness dependence of the transition temperature can be well represented by a power-law relation. The power-law exponent exhibits a weak dependence on the range of film thicknesses, as well as on the molecular alkyl tail length. Our results reproduce the main experimental findings concerning the layer-thinning transitions in free-standing smectic films.

Sao Paulo: globalisation and metropolitan transition

The recent transformations taking place in the city of Sao Paulo show how the global urban dimension goes hand in hand with local deprivation and segregation. Both globalisation trends and segregation dynamics orientate a social and spatial process of change which has as the main result the dissolution of the urban condition in Sao Paulo. The metropolisation dynamics currently at work in South American cities can be understood, taking into consideration evidences and facts coming from the analysis of Sao Paulo, as a transition resulting from the globalisation process which takes place in contemporary cities.

Kinematic constraints to the transition redshift from supernovae type Ia union data

The kinematic approach to cosmological tests provides direct evidence to the present accelerating stage of the Universe that does not depend on the validity of general relativity, as well as on the matter-energy content of the Universe. In this context, we consider here a linear two-parameter expansion for the decelerating parameter, q(z)=q(0)+q(1)z, where q(0) and q(1) are arbitrary constants to be constrained by the union supernovae data. By assuming a flat Universe we find that the best fit to the pair of free parameters is (q(0),q(1))=(-0.73,1.5) whereas the transition redshift is z(t)=0.49(-0.07)(+0.14)(1 sigma) +0.54-0.12(2 sigma). This kinematic result is in agreement with some independent analyses and more easily accommodates many dynamical flat models (like Lambda CDM).