Una guía para el estudio de nanopartículas magnéticas de óxidos de hierro con aplicaciones biomédicas. Parte I

In this paper, a theoretical and experimental review of main physical properties of magnetic nanoparticles with application in magnetic hyperthermia is presented. In this way, this work has been divided in two parts: In part I, corresponding with this article, a detailed theoretical review about the particles properties and the physical laws that govern them, such as magnetization, interparticles interactions and structuring in colloidal suspensions. In the Part II, subjects such as nanoparticles synthesis, physical characterization and modeling, experimental determination of heat dissipation under radiofrequency fields, and its correlation with the current modells will be presented. This work is intended as a guide because what is expressed therein gives a series of important guidelines to take into account when making a research on magnetic nanoparticles.El siguiente artículo corresponde a una revisión teórica y experimental sobre las las principales propiedades físicas de un sistema de nanopartículas magnéticas con aplicaciones en el tratamiento del cáncer por hipertermia magnética. Así, se divide el mismo en dos partes: en la primera parte, correspondiente a esta entrega, se realiza una revisión teórica detallada sobre las principales propiedades de las nanopartículas, y las leyes físicas que las rigen, tales como magnetización, interacciones entre partículas y su ordenamiento en suspensiones coloidales. En una segunda entrega, se tratarán temas como la síntesis de nanopartículas, técnicas y modelos de caracterización física y medidas experimentales de disipación de calor bajo campos de radiofrecuencia, y su correlación con los modelos mostrados en este articulo. Se presenta este trabajo como una guía ya que ofrece una serie de pautas importantes para tener en cuenta al momento de realizar una investigación en nanopartículas magnéticas

Estudio de las propiedades térmicas de harinas de maíz producidas por tratamiento termico-alcalino

The design of a controlled cooking system (SCC) for the production of threshed cornmeal is presented. The system allows reproducibility in sample processing through time and temperature control. The corn treatment was carried out with a cooking time of 120 minutes at 92.5oC, adding calcium hydroxide (Ca (OH) 2) concentrations between 0 and 0.5% in relation to the corn mass. The cooking process was monitored with measures of moisture in the grain and pH of the solution. Flours were manufactured by adding wet milling, dehydration, dry grinding and sieving operations. The samples obtained were analyzed using the differential scanning calorimetry (MDSC) and thermogravimetric analysis (TGA) technique to study both the thermal stability of the flour and its physical variables: gelatinization interval (ΔT), enthalpy of gelatinization (ΔH), change in heat capacity (ΔCp), maximum decomposition rate (Tmd) and residue after decomposition (Rs). TGA analyzes show that the addition of calcium hydroxide improves the thermal stability of the flour, since the degradation temperature shifts to higher temperatures as the amount of calcium hydroxide increases. MDSC and TGA allowed to observe that the addition Ca (OH) 2 produces a gelatinization shift and the maximum rate of decomposition towards higher temperatures. The results were compared with the same analyzes performed on unprocessed corn. With this study an experimental method is proposed, including a controlled cooking system for the production of flour enriched with calcium, which could have a high impact in the field of nutrition.Se presenta el diseño de un sistema de cocción controlado (SCC) para la producción de harinas de maíz trillado. El sistema permite la reproducibilidad enla elaboración de las muestras a través del control de tiempo y temperatura. El tratamiento del maíz se realizó con un tiempo de cocción de 120 minutos a 92.5oC, adicionando concentraciones de hidróxido de calcio (Ca(OH)2) entre 0 y 0.5% con relación a la masa de maíz. El proceso de cocción fue monitoreado con medidas de humedad en el grano y pH de la solución. Las harinas fueron fabricadas adicionando operaciones de molienda húmeda, deshidratación, molienda seca y tamizado. Las muestras obtenidas fueron analizadas usandola técnica de calorimetría diferencial de barrido modulada (MDSC) y análisis termogravimétrico (TGA) para estudiar tanto la estabilidad térmica de la harina como sus variables físicas: intervalo de gelatinización (ΔT), entalpía degelatinización (ΔH), cambio en la capacidad calorífica (ΔCp), temperatura de máxima rata de descomposición (Tmd) y residuo después de la descomposición(Rs). Los análisis TGA muestran que la adición de hidróxido de calcio mejora la estabilidad térmica de la harina, puesto que la temperatura de degradación se desplaza a mayores temperaturas a medida que la cantidad de hidróxido de calcio aumenta. MDSC y TGA permitieron observar que la adición Ca(OH)2 produce un desplazamiento de gelatinización y de la máxima rata de descomposición hacia mayores temperaturas. Los resultados fueron comparados con los mismos análisis realizados sobre maíz sin procesar. Con este estudio se propone un método experimental, incluyendo un sistema de cocción controlada para la producción de harinas enriquecidas con calcio, las cuales podrían tener un alto impacto en el campo de la nutrición

Estudio de las propiedades térmicas de harinas de maíz producidas por tratamiento termico-alcalino

A design of a controlled cooking system (CCS) for corn flours production is presented. The system allows reproducibility in the samples preparation withcontrol of the time and the temperature. The treatment of corn was performed with a cooking time of 120 minutes at 92.5◦C, by adding calcium hydroxide (Ca(OH)2) in concentration between 0 and 0.5% compared to the corn weight.The cooking process was monitored via measures of moisture absorbed by the corn kernels and pH of the solution. The samples were manufactured by operation steps like wet milling, dehydration, dry milling and sieving. The samples were analyzed using modulated differential scanning calorimetry (MDSC)and thermogravimetric analysis (TGA) techniques, which were focused in the thermal stability of the flours and their physical variables: gelatinization range (∆T), enthalpy (∆H), change in heat capacity (∆Cp), temperature decomposition of maximum decomposition rate (Tmd) and residue after decomposition (Rs). The adding of Ca(OH)2 moves the peak gelatinization and the maximum peak of decomposition towards higher temperature. The TGA analysis showed that the addition of calcium hydroxide improves the thermal stability of the flour, since the degradation temperature shifts to higher temperatures as the amount of calcium hydroxide increases. The results were compared with the same analysis performed on raw corn. This study proposes an experimental method, including a controlled cooking system for the production of flour enriched with calcium, which could have a major impact in the field of nutrition. PACS: 64.60.-i, 61.25.hk, 61.25.hp, 83.10.TvSe presenta el diseño de un sistema de cocción controlado (SCC) para la producción de harinas de maíz trillado. El sistema permite la reproducibilidad enla elaboración de las muestras a través del control de tiempo y temperatura. El tratamiento del maíz se realizó con un tiempo de cocción de 120 minutos a 92.5oC, adicionando concentraciones de hidróxido de calcio (Ca(OH)2) entre 0 y 0.5% con relación a la masa de maíz. El proceso de cocción fue monitoreado con medidas de humedad en el grano y pH de la solución. Las harinas fueron fabricadas adicionando operaciones de molienda húmeda, deshidratación, molienda seca y tamizado. Las muestras obtenidas fueron analizadas usandola técnica de calorimetría diferencial de barrido modulada (MDSC) y análisis termogravimétrico (TGA) para estudiar tanto la estabilidad térmica de la harina como sus variables físicas: intervalo de gelatinización (ΔT), entalpía degelatinización (ΔH), cambio en la capacidad calorífica (ΔCp), temperatura de máxima rata de descomposición (Tmd) y residuo después de la descomposición(Rs). Los análisis TGA muestran que la adición de hidróxido de calcio mejora la estabilidad térmica de la harina, puesto que la temperatura de degradación se desplaza a mayores temperaturas a medida que la cantidad de hidróxido de calcio aumenta. MDSC y TGA permitieron observar que la adición Ca(OH)2 produce un desplazamiento de gelatinización y de la máxima rata de descomposición hacia mayores temperaturas. Los resultados fueron comparados con los mismos análisis realizados sobre maíz sin procesar. Con este estudio se propone un método experimental, incluyendo un sistema de cocción controlada para la producción de harinas enriquecidas con calcio, las cuales podrían tener un alto impacto en el campo de la nutrición. PACS: 64.60.-i, 61.25.hk, 61.25.hp, 83.10.T

Pirólisis del tereftalato de polietileno y poliestireno para la síntesis de nanoestructuras de carbono: una revisión bibliométrica

Este artículo se presenta una revisión bibliométrica del proceso de pirólisis de dos tipos de polímeros: tereftalato de polietileno y poliestireno (PET y PS, por sus siglas en inglés), para identificar las condiciones necesarias y así optimizar el proceso de pirólisis, garantizando la producción mayoritaria del producto gaseoso con el objetivo de llevar a cabo un segundo proceso, el crecimiento de nanoestructuras de carbono. Precursores gaseosos como el metano, acetileno y etileno son hidrocarburos esenciales para el crecimiento de dichas nanoestructuras, de las que se destacan según la literatura, una variedad de nanotubos de carbono de pared simple, de pared doble, y de pared múltiple (SWCNT, DWCNT y MWCNT, por sus siglas en inglés) y nano fibras de carbono (CNF, por sus siglas en inglés). En este trabajo se realiza un análisis de las condiciones más relevantes para optimizar el proceso de pirólisis de polímeros, es decir, disminuir la temperatura y tiempos de reacción y mejorar la composición de los productos obtenidos del proceso pirolítico. Finalmente se dan a conocer los reportes más relevantes de la pirolisis de los polímeros expuestos en la literatura

Tocopherol measurement in edible products of vegetable origin.

Abstract Since natural antioxidants present increasing interest for food industry due to their beneficial effect on health, new potential sources have been screened among edible aromatic plants and a microalgae, Spirulina platensis. The determination was performed after optimising a previously validated method, because important differences have been found among values described in literature for tocopherol content in products of vegetable origin. Values obtained ranged from 3.42 mg ␣-tocopherol/100 g of dill to 132.2 mg/100 g of fresh bay and from 0.14 mg ␥-tocopherol/100 g of spearmint to 3.45 mg/100 g of parsley. In all cases results were calculated from fresh leaves. Preliminary experiments were developed with bay (Laurus nobilis) plant to devise the supercritical fluid extraction of tocopherols, generating environmentally friendly processes to selectively extract fractions enriched with antioxidant compounds while removing fractions corresponding to essential oils, that is, those that correspond to the characteristic aroma of the plants. Another striking result has been the tocopherol content in the microalgae, 1.3 mg ␣-tocopherol/100 g of dried commercial spirulina, which do not justify the supposed source of antioxidant vitamins. Results suggest the need of more reliable determinations of tocopherols in vegetable sources to be included in databases

Mortality and pulmonary complications in patients undergoing surgery with perioperative SARS-CoV-2 infection: an international cohort study

Background: The impact of severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) on postoperative recovery needs to be understood to inform clinical decision making during and after the COVID-19 pandemic. This study reports 30-day mortality and pulmonary complication rates in patients with perioperative SARS-CoV-2 infection. Methods: This international, multicentre, cohort study at 235 hospitals in 24 countries included all patients undergoing surgery who had SARS-CoV-2 infection confirmed within 7 days before or 30 days after surgery. The primary outcome measure was 30-day postoperative mortality and was assessed in all enrolled patients. The main secondary outcome measure was pulmonary complications, defined as pneumonia, acute respiratory distress syndrome, or unexpected postoperative ventilation. Findings: This analysis includes 1128 patients who had surgery between Jan 1 and March 31, 2020, of whom 835 (74·0%) had emergency surgery and 280 (24·8%) had elective surgery. SARS-CoV-2 infection was confirmed preoperatively in 294 (26·1%) patients. 30-day mortality was 23·8% (268 of 1128). Pulmonary complications occurred in 577 (51·2%) of 1128 patients; 30-day mortality in these patients was 38·0% (219 of 577), accounting for 81·7% (219 of 268) of all deaths. In adjusted analyses, 30-day mortality was associated with male sex (odds ratio 1·75 [95% CI 1·28–2·40], p\textless0·0001), age 70 years or older versus younger than 70 years (2·30 [1·65–3·22], p\textless0·0001), American Society of Anesthesiologists grades 3–5 versus grades 1–2 (2·35 [1·57–3·53], p\textless0·0001), malignant versus benign or obstetric diagnosis (1·55 [1·01–2·39], p=0·046), emergency versus elective surgery (1·67 [1·06–2·63], p=0·026), and major versus minor surgery (1·52 [1·01–2·31], p=0·047). Interpretation: Postoperative pulmonary complications occur in half of patients with perioperative SARS-CoV-2 infection and are associated with high mortality. Thresholds for surgery during the COVID-19 pandemic should be higher than during normal practice, particularly in men aged 70 years and older. Consideration should be given for postponing non-urgent procedures and promoting non-operative treatment to delay or avoid the need for surgery. Funding: National Institute for Health Research (NIHR), Association of Coloproctology of Great Britain and Ireland, Bowel and Cancer Research, Bowel Disease Research Foundation, Association of Upper Gastrointestinal Surgeons, British Association of Surgical Oncology, British Gynaecological Cancer Society, European Society of Coloproctology, NIHR Academy, Sarcoma UK, Vascular Society for Great Britain and Ireland, and Yorkshire Cancer Research

Una Guía para el estudio de nanopartículas magnéticas de óxidos de hierro con aplicaciones biomédicas. Parte II

In this second part, the magnetic nanoparticles characterization is studied, doing special emphasys in the properties interpretation in order to define the nanosystems applications. In the case of the iron oxide magnetic nanoparticles, the influence of its properties in the heat dissipation under radiofrequency fields is analyzed, this answer is usefull in the cancer treatment by magnetic hyperthermia. In the magnetic hyperthermia treatment, particles absorb energy from a radio frequency magnetic field and dissipate it as heat. For in-vivo test and human assays, frequency ranges between 50 and 1000 kHz and field amplitudes ranges between 5 and 150 kHz are usually used. The main properties, such as magnetization, interactions between particles and particles structuring are studied using experimental data, computational simulations and suitable models for each case studied in the part I of this article. Finally, a correlationbetween these properties with heat dissipation, measured by calorimetric methods, which is the merit parameter to quantify the electromagnetic energy transduction into heat, is pointed out. En esta segunda parte del artículo, se abordará el tema de la caracterización de nanopartículas magnéticas, haciendo énfasis en la interpretación de estas propiedades para definir la aplicación biomédica de los nanosistemas en estudio. Para el caso de nanopartículas de óxidos de hierro, se analizará como estas propiedades influyen en la disipación de calor de las nanopartículas cuando son sometidas a campos de radiofrecuencia, respuesta útil en el tratamiento del cáncer por hipertermia magética. En la hipertermia magnética, las partículas absorben energía de un campo de radio frecuenciay la disipan en forma de calor, los rangos de frecuencia típicamente usados para pruebas in-vivo y en humanos están entre 50 y 1000 kHz y amplitudes entre 5 y 50 kA/m. Las propiedades de interés como magnetización, interacciones entre partículas y su ordenamiento, se estudian a partir de simulaciones computacionales y datos experimentales utilizando modelos de análisis adecuados para cada caso, ya planteados en la primera parte de este artículo. Finalmente se hace una correlación de estas propiedades con la disipación de calor, determinada por métodos calorimétricos, la cual se considera como parámetro de mérito para cuantificar la transducción de energía electromagnética a térmica.

Magnetically Assembled SERS Substrates Composed of Iron-Silver Nanoparticles Obtained by Laser Ablation in Liquid

The widespread application of surface-enhanced Raman scattering (SERS) would benefit from simple and scalable self-assembly procedures for the realization of plasmonic arrays with a high density of electromagnetic hot-spots. To this aim, the exploitation of iron-doped silver nanoparticles (NPs) synthesized by laser ablation of a bulk bimetallic iron\u2013silver target immersed in ethanol is described. The use of laser ablation in liquid is key to achieving bimetallic NPs in one step with a clean surface available for functionalization with the desired thiolated molecules. These iron\u2013silver NPs show SERS performances, a ready response to external magnetic fields and complete flexibility in surface coating. All these characteristics were used for the magnetic assembly of plasmonic arrays which served as SERS substrates for the identification of molecules of analytical interest. The magnetic assembly of NPs allowed a 28-fold increase in the SERS signal of analytes compared to not-assembled NPs. The versatility of substrate preparation and the SERS performances were investigated as a function of NPs surface coating among different thiolated ligands. These results show a simple procedure to obtain magnetically assembled regenerable plasmonic arrays for repeated SERS investigation of different samples, and it can be of inspiration for the realization of other self-assembled and reconfigurable magnetic\u2013plasmonic devices