Influence of the long-range corrections on the interfacial properties of molecular models using Monte Carlo simulation

We analyze the influence of the long-range corrections, due to the dispersive term of the intermolecular potential energy, on the surface tension using direct simulation of the vapour-liquid interface of different molecular models. Although several calculation methods have been proposed recently to compute the fluid-fluid interfacial properties, the truncation of the intermolecular potential or the use of the tail corrections represents a contribution relevant from a quantitative perspective. In this work, a simplified model for methane, namely a spherical Lennard-Jones intermolecular potential, has been considered first, and afterwards other models including rigid non polarizable structures with both Lennard-Jones sites and point electric charges, representing some of the most popular models to describe water (namely the original TIP4P model, and the TIP4P/Ew and TIP4P/2005 versions), and carbon dioxide (MSM, EPM2, TraPPE, and ZD models) have been studied. Our results show that for all cases tested, including those in which the electrostatic interactions may be predominant, an incomplete account of the long-range corrections produces a systematic underestimation of the computed interfacial tension.The authors acknowledge CESGA (www.cesga.es), for providing access to computing facilities, and Consellería de Educación e Ordenación Universitaria (Xunta de Galicia) and Ministerio de Ciencia e Innovación (Grant Nos. FIS2009- 07923, FIS2010-14866, and FIS2012-33621, and FPU Grant No. AP2007-02172 for J.M.M.), in Spain, for financial support. Further financial support from Proyecto de Excelencia de la Junta de Andalucía (Grant No. P07-FQM02884) and Universidad de Huelva are also acknowledged

Caracterización y mantenimiento in vitro de células germinales inducidas para la preservación de la fertilidad

INTRODUCCIÓN La infertilidad es una condición clínica que afecta al 15% de las parejas en edad reproductiva; de las cuales un 28% se ven afectadas por diferentes patologías que resultan en la ausencia de gametos, dentro de este porcentaje se incluyen pacientes con fallo ovárico precoz, mujeres postmenopáusicas y pacientes masculinos diagnosticados de azoospermia no-obstructiva o cualquier otra patología que conlleve la ausencia de espermatozoides funcionales o, al menos, espermátidas elongadas que permitan su uso en tratamientos de reproducción asistida. Estas patologías producen infertilidad en el 1% de las mujeres y el 0.63% de los hombres, en la población general; como consecuencia el uso de gametos de donantes es caso obligado para estos pacientes. Además, aquellas parejas que sean portadores de cualquier trastorno genético con un alto riesgo de transmisión de enfermedades graves a su descendencia o pacientes con fallo recurrente en procesos de fecundación in vitro son considerados como candidatos para terapias que implican donación de gametos. Otro grupo de pacientes que podrían beneficiarse del uso de gametos artificiales son aquellos pacientes que han sido tratados de cáncer en su infancia y han desarrollado infertilidad secundaria al tratamiento contra el cáncer recibido en una etapa en la que no podían preservar sus propios gametos previamente al tratamiento anti tumoral. Por último, existe un grupo poblacional que no sufre de infertilidad y que podría beneficiarse del uso de gametos artificiales generados in vitro; es el caso de parejas del mismo sexo, padres/madres solteras y mujeres post-menopaúsicas. Es por ello que la generación in vitro de gametos artificiales puede ser una excelente oportunidad para estos pacientes para desarrollar sus deseos de ser padres teniendo descendencia genéticamente relacionada. Además del claro beneficio médico para los pacientes de reproducción asistida que subyace tras los modelos de generación de gametos artificiales, su generación contribuiría a una mejor comprensión del proceso de especificación de la línea germinal en humanos de la cual se desconocen sus bases moleculares debido a las restricciones éticas que hacen complicado trabajar con embriones humanos o realizar ensayos funcionales con células germinales obtenidas a partir de células madre pluripotentes o progenitores germinales humanos; así como una mejor conocimiento en potenciales tratamientos de trastornos relacionados con la infertilidad y otras enfermedades genéticas que son susceptibles de ser transmitidas a la descendencia. Las células germinales son la fuente de variabilidad genética y responsables de producir el zigoto totipotente después de la fecundación a partir del cual comienza el proceso de embriogénesis. Durante este período la línea germinal se distingue como un grupo independiente de células conocidas como células germinales primordiales (PGCs de sus siglas en inglés). Los mecanismos que rigen la especificación de la línea germinal en el reino animal varía significativamente según el filo a considerar e incluso, en algunos casos, entre especies muy próximas entre sí. Estas células germinales son cruciales en organismos con reproducción sexual, y en concreto en mamíferos, para completar su ciclo vital. La línea germinal se forma en el momento de la gastrulación a partir de un pequeño grupo de células fundadoras especificadas durante el desarrollo embrionario, estas células PGCs escapan a su destino somático dado por el entorno físico en el que se encuentran dentro del embrión para adquirir un estatus germinal, que las dotará de unas características específicas que les permitirán llevar a cabo con éxito el proceso de meiosis y formar los gametos haploides maduros y funcionales: óvulos y espermatozoides. Actualmente se tiene un relativamente amplio conocimiento acerca de la especificación de la línea germinal durante el desarrollo temprano en mamíferos, aunque este se basa principalmente en el modelo murino debido a la facilidad de acceso a material biológico en todas las etapas de desarrollo y a la relativa facilidad para llevar a cabo modelos funcionales con animales. En este caso las células germinales se originan en la base del alantoides (o epiblasto posterior) en día embrionario 6.25 (E6.25) como un pequeño grupo de aproximadamente 40 células que comienzan a expresar el gen Prdm1 (también conocido como Blimp1) seguido de Prdm14 . Estas células son inducidas mediante señales extrínsecas secretadas por el ectodermo extraembrionario, específicamente BMP4 y BMP8b (bone morphogenetic proteins, en inglés). A su vez, existe una señalización inhibitoria en el eje anterior posterior que procede del endodermo visceral anterior (AVE) que en conjunto con las señales de especificación provenientes del ectodermo extraembrionario restringen el desarrollo de la línea germinal al epiblasto posterior. Prdm1 está considerado como el regulador mayoritario en la especificación de la línea germinal en ratón, su expresión es esencial en la supresión del programa somático, lo que va a permitir la expresión de factores específicos de célula primordial germinal como son Tfap2c, que codifica para AP2 (un factor crítico en la especificación que a su vez participa en la represión de genes somáticos), y Nanos3 (que presenta un rol en la supresión de la apoptosis y participa en la supervivencia y migración de las PGCs); así como marcadores de pluripotencia Sox2, Oct4 y Nanog. La expresión de Prdm1 está promovida en parte por LIN28A, una proteína de unión a microRNAs que interacciona con el microRNA Let7 cuya función es el silenciamiento del mensajero de Prdm1. Así mismo, LIN28A presenta un papel clave en el establecimiento y mantenimiento de la red de pluripotencia puesto que en combinación con OCT4, SOX2 y NANOG es suficiente para inducir este estado en fibroblastos generando así células madre pluripotentes inducidas (iPSCs). El siguiente gen de relevancia en el establecimiento de la línea germinal murina es Prdm14. Su activación también es dependiente de la señalización por BMPs, y actúa sinérgicamente con Prdm1 induciendo la readquisición de pluripotencia e iniciando la reprogramación epigenética necesaria para la especificación; además, junto con Nanog mantiene activas las redes de señalización implicadas en pluripotencia. Prdm14 se expresa en las PGCs entre los estadíos E6.5 y E13.5-14.5; inicialmente su expresión es independiente de PRDM1 pero su mantenimiento depende estrictamente de este. Una vez desencadenada toda esta red de señalización, las PGCs quedan especificadas alrededor del estadio E7.25 como un pequeño grupo de células fosfatasa positivas en el mesodermo extraembrionario (base del alantoides). Una vez que las PGCs son especificadas comienzan a expresar Fragilis (también conocido como Ifitm3) y Stella (Dppa3), mientras que mantienen la expresión de Oct4, Nanog y fosfatasa alcalina. El siguiente proceso clave es el inicio de la migración de las PGCs. El hecho de que las células germinales se especifiquen fuera del embrión propiamente dicho puede ser debido a un mecanismo de plasticidad evolutiva que separa la especificación de las líneas germinal y somática; como consecuencia, las PGCs han de migrar a su localización definitiva que es la gónada. A día 8.5 de desarrollo embrionario, una vez finalizado el proceso de especificación, las células germinales primordiales comienzan a migrar y proliferar a través del endodermo subyacente, alrededor del día E9.5 atraviesan el mesodermo y comienzan a migrar bilateralmente colonizando las crestas gonadales (gónada primitiva), proceso que finaliza aproximadamente a día E11.5. Cuando las PGCs alcanzan la cresta gonadal comienzan a proliferar activamente y forman lo que se conocen como gonocitos, los precursores de las células madre pluripotentes de los gametos, caracterizadas por un alto ratio núcleo/citoplasma. Es a partir de este momento cuando las células germinales cambian su programa de expresión genética, una vez más, y su perfil epigenético, comenzando a expresar genes implicados en la supervivencia y maduración como son Dazl, Vasa y los incluidos en la familia Daz (Daz2 o Boule). Estos genes codifican para un conjunto de proteínas de unión a RNA implicadas en un compendio de procesos celulares como son la identidad sexual, proliferación, supervivencia, migración y regulación de elementos transponibles. Este grupo de proteínas está altamente conservado a lo largo de la evolución y suelen encontrarse asociadas formando grandes complejos en el citoplasma conocidos como cuerpos P. Algunas de estas proteínas con funciones importantes en la línea germinal son, VASA, NANOS, PUMILIO, DND1, DAZL PIWI Y TUDOR. Por ejemplo, DAZL parece ser un elemento crítico en meiosis y DAZ funciona como un regulador clave en el proceso de espermatogénesis en ratón. Todo este conocimiento se ha usado como base para entender el mecanismo de especificación de la línea germinal en mamíferos, suponiendo un mecanismo similar entre todos ellos, con las diferencias obvias. Recientemente se ha comprobado gracias a los modelos in vitro, que las diferencias entre humano y ratón parecen ser más amplias de lo considerado previamente; ya a nivel morfológico existe una clara divergencia en el desarrollo embrionario de ambas especies, el embrión de ratón implanta a día E4.5 y forma una estructura ovoide de ejes proximal-distal y anterior-posterior bien definidos. Sin embargo, tanto humanos como otros mamíferos no-roedores, presentan un embrión plano, en forma de disco bilaminar que después de la gastrulación se convierte en un disco trilaminar que contiene las tres capas germinales (ectodermo, mesodermo y endodermo). Estas diferencias estructurales conllevan también diferencias en los tiempos de desarrollo, expresión génica y señalización requerida para la pluripotencia y la segregación entre linajes. El proceso de especificación en humanos ocurre durante la tercera semana de desarrollo y culmina en la semana 4 dónde las PGCs humanas se identifican como un pequeño grupo de células con una morfología única. A modo teórico el embrión cilíndrico de ratón se ha proyectado en una estructura planar que representa el embrión humano, así el embrión de ratón a día E6.5 (cuando ocurre la especificación de las células germinales) se corresponde aproximadamente con el embrión humano en día E17. El mecanismo de señalización en la especificación parece ser exactamente el mismo en ambos modelos, de este modo nos encontramos con el mismo papel relevante de las BMPs cuyos diversos gradientes restringen la especificación de las PGCs al epiblasto posterior y el incipiente mesodermo. Los mecanismos de especificación comparten muchos puntos clave entre el modelo murino y el humano, pero con diferencias importantes. Por ejemplo, PRDM1 sigue siendo un factor relevante en este proceso, pero en humanos se ha visto que SOX17 juega un papel fundamental siendo el primer factor en ser activado y el encargado de iniciar la expresión de PRDM1. Otra diferencia notable implica a SOX2, un factor de transcripción elemental para la pluripotencia en humanos y ratón, y que se ve sobreexpresado en las PGCs en ratón; sin embargo, en humanos ocurre justamente lo contrario, SOX2 es reprimido en respuesta a la secreción de BMP4 que induce las PGCs. Por el contrario, las PGCs humanas expresan otros factores asociados con el estado de pluripotencia naïve de la masa celular interna (ICM) del embrión, como son TFCP2L1 y KLF4. Los factores de transcripción SOX funcionan en unión con otro factor de transcripción que se une a un lugar adyacente en el ADN, así la función de la proteína SOX depende tanto del contexto del ADN al que se está uniendo como de la identidad de su compañero. Así un cambio entre SOX2 y SOX17 podría ser el responsable de la activación de los genes de célula germinal y endodermo al mismo tiempo, mientras que la expresión de PRDM1 en aquellas células competentes para la línea germinal estaría inhibiendo los genes endodérmicos y permitiendo el desarrollo del perfil germinal. PRDM14, otro factor de gran importancia en la especificación en ratón presenta un perfil de expresión completamente diferente en humanos, llegando a ser incluso prescindible para este proceso. Su expresión es alta en células madre embrionarias humanas competentes para formar células germinales, pero su expresión se silencia rápidamente durante la especificación de las células primordiales humanas-like inducidas in vitro (human PGC-like cells, hPGCLCs, del inglés), hasta unos niveles mínimos. Es probable que esta rápida represión sea necesaria para la salida del estado pluripotente de las células. En este contexto, el papel asociado a PRDM14 en ratón puede haber sido asumido por SOX17 en humanos. Al igual que en ratón las células germinales humanas experimentan un proceso de migración desde el endodermo del saco vitelino, atravesando el endodermo del intestino posterior y el mesenterio dorsal hasta alcanzar las crestas genitales, proceso que tiene lugar entre las semanas 4 y 5 de desarrollo. Durante el proceso de especificación de la línea germinal, tanto en ratón como en humano, resulta fundamental que estás células experimenten un proceso de reprogramación epigenética que elimine cualquier marca epigenética previa. En el ciclo vital de los mamíferos existen dos grandes eventos de reprogramación epigenética que implican un borrado masivo de marcas de metilación. Uno durante el desarrollo de las PGCs que restaura el potencial de desarrollo y elimina las marcas de impronta. Mientras que el segundo tiene lugar en el cigoto, justo después de la fecundación, que tiene como finalidad el borrado de la firma epigenética heredada de los gametos (a excepción de la impronta) y la readquisición de la totipotencia. El primero de ellos tiene lugar en dos fases, una durante la migración de las células germinales dónde la mayoría de las marcas de metilación son eliminadas a excepción de algunas “secuencias con memoria epigenética” como es el caso de las regiones improntadas, las islas CpG del cromosoma X y las de promotores de genes relacionas con el desarrollo germinal. La segunda fase tiene lugar una vez las PGCs han colonizado las crestas genitales, momento en el que todas las secuencias metiladas remanentes sufren un proceso de desmetilación. Las PGCs especificadas mediante las señales extrínsecas descritas anteriormente presentan un estatus epigenético estable, con el ADN globalmente metilado y el cromosoma X inactivo en hembras; esta condición representa un obstáculo para la adquisición del estado totipotente característico de las PGCs, por lo que durante el proceso de migración (E7.5 en ratón y semana 4-5 en humanos), van a experimentar un borrado epigenético global, la reactivación del cromosoma X extra en individuos XX y un remodelado de la cromatina (caracterizado principalmente por la eliminación de modificaciones represivas de las histonas, generando así una cromatina mucho más accesible). La modificación epigenética más ampliamente estudiada es la metilación del ADN, que se basa en la adición de un grupo metilo en posición 5 del anillo pirimidínico de las citosinas (C); se trata de una modificación covalente que tiene lugar principalmente en las citosinas localizadas en los dinucleótidos citosina-guanina (CpG), que a su vez, se suelen agrupar en las denominadas islas CpG, que no son más que áreas en la secuencia de ADN particularmente enriquecidas en estos dinucleótidos CpG; estas islas suelen encontrarse en regiones promotoras, y regiones 5’UTR, todas ellas regiones de ADN no codificante pero relacionado con funciones de regulación del proceso de transcripción. Cabe destacar que cada tipo celular distinto en un organismo adquiere, a lo largo del desarrollo, un patrón de metilación característico, tejido-específico; en un proceso que se suele caracterizar por un incremento en metilación respecto al estado anterior más indiferenciado y acompañado de represión transcriptómica El proceso de reprogramación epigenética viene dado principalmente por dos genes clave en el proceso de especificación de la línea germinal (basado en el conocimiento obtenido del modelo murino), que son PRDM14 y PRDM1. Ambos en conjunto son los responsables de reprimir dos ADN metilasas, Dnmt3a y Dnmt3b, implicadas en la metilación de novo del ADN; junto con otro factor, Uhrf implicado en la maquinaria de mantenimiento de la metilación del ADN en la célula. Tras este proceso las PGCs se encuentran en un estado epigenético naïve (con la inmensa mayoría de las regiones de ADN susceptibles de ser metiladas, completamente desmetiladas), más una vez iniciado el proceso de gametogénesis el genoma de los gonocitos debe de ser metilado de novo para adquirir así el perfil de metilación sexo-específico característicos de los gametos maduros. En el sexo masculino, este proceso ocurre de forma temprana tras el borrado epigenético anterior (entre E14.5-E16.5) y continúa hasta los estadios de espermatogonia; por el contrario, en hembras el patrón de metilación específico se estable en el ovocito en crecimiento tras el nacimiento del individuo. El siguiente paso crucial en el desarrollo de la línea germinal es el proceso de meiosis y gametogénesis, procesos ambos que conducen hacia la formación de los gametos haploides y maduros capaces dar lugar a un nuevo individuo tras la fecundación. La meiosis es un proceso de división celular mediante el cual una célula diploide (2n2c cromosomas) experimenta dos divisiones sucesivas, una primera división meiótica reduccional (en la cual se generan dos células hijas haploides, 1n2c), y una segunda división meiótica ecuacional en la que dos células haploides se dividen para dar lugar a otras dos células haploides cada una, pero con una única cromátida por cromosoma (1n1c). Este proceso se lleva a cabo en el microambiente de la gónada femenina gracias a la secreción del ácido retinoico (AR) por el mesonefros que se inicia síncronamente con la migración de las PGCs hacia la gónada primitiva. El AR induce el proceso de meiosis promoviendo la expresión del gen Stra8; este proceso se detiene a día E13.5 en ratón y semana 12 en humanos y se continúa en la pubertad tras la activación del eje hipotálamo-hipofisario. En el microambiente testicular los gonocitos se dividen por mitosis hasta llegar al estado de pre-espermatogonia, cuando sufren un arresto en fase G0 del ciclo celular, en este caso el proceso de meiosis no se iniciará hasta la pubertad. Esto es debido a la acción de la proteína citocromo P450 CYP26B1, sintetizada por las células de Sertoli bajo el control del gen Sry, cuya función es inducir la degradación del ácido retinoico, evitando así la entrada en meiosis de los gonocitos en este ambiente gonadal XY, hasta que se alcance la pubertad dónde los cambios hormonales provocan la represión de CYP26B1 evitando así la metabolización del ácido retinoico por parte de las células de Sertoli. En resumen, en un ambiente gonadal masculino los gonocitos experimentan sucesivas rondas de mitosis aumentando exponencialmente el número de células progenitoras de gametos hasta alcanzar un punto en el detienen su ciclo celular. En este estado permanecen hasta que el individuo alcanza su madurez sexual durante la pubertad, caracterizada por la activación del eje hipotálamo-hipofisario-gonadal; momento en el cual las pre-espermatogonias retoman sus duplicaciones mediante mitosis y a la vez entran en meiosis para producir espermatozoides (gametos masculinos funcionales). En un ambiente gonadal femenino, por el contrario, la presencia de ácido retinoico permite a los gonocitos (que previamente habían experimentado varios procesos de duplicación por mitosis, durante la migración de las PGCs y al colonizar la gónada indiferenciada) entrar en meiosis, generando la reserva ovocitaria total del individuo. Al igual que en machos, estas células sufrirán un proceso de arresto, pero en este caso en meiosis I, que finalizará igualmente al llegar la pubertad, dónde los gradientes hormonales serán los responsables de reclutar una cohorte de ovocitos en cada ciclo para su maduración hacia gametos femeninos completamente funcionales. Las gónadas consisten en glándulas endocrinas encargadas de la producción de hormonas sexuales y de la maduración de las células sexuales o gametos. En la gónada madura la población de células de soporte establece una estrecha relación con las células germinales aportando el soporte físico y la secreción de importantes factores que desempeñan un rol clave en la supervivencia y maduración de los futuros gametos. Se genera así una estructura permisiva para la maduración de las células germinales tempranas, promoviendo la proliferación y meiosis de estas células y generando gametos haploides maduros y funcionales; este compartimento altamente especializado se conoce como nicho gonadal. Al comienzo del desarrollo embrionario el sistema reproductivo resulta indistinguible entre sexos, y se encuentra conformado por una gónada indiferenciada y dos conductos acompañantes, el Mülleriano y el de Wolff; el primero de ellos es el precursor del tracto reproductivo femenino (oviducto, útero y la parte superior de la vagina), mientras que el segundo dará lugar al tracto reproductivo masculino, (que incluye el epidídimo, el conducto deferente y las vesículas seminales). Las gónadas se forman como órganos bipotentes que pueden desarrollarse como testículos u ovarios dependiendo del sexo de las células somáticas e independientemente del contenido cromosómico (XX o XY) de las células germinales que las colonicen. Esta plasticidad de la gónada embrionaria de mamíferos está asociada con un estado de equilibrio transcripcional transitorio en el cual los genes relacionados

On interfacial tension calculation from the test-area methodology in the grand canonical ensemble

We propose the extension of the test-area methodology, originally proposed to evaluate the surface tension of planar fluid-fluid interfaces along a computer simulation in the canonical ensemble, to deal with the solid-fluid interfacial tension of systems adsorbed on slitlike pores using the grand canonical ensemble. In order to check the adequacy of the proposed extension, we apply the method for determining the density profiles and interfacial tension of spherical molecules adsorbed in slitlike pore with different pore sizes and solid-fluid dispersive energy parameters along the same simulation. We also calculate the solid-fluid interfacial tension using the original test-area method in the canonical ensemble. Agreement between the results obtained from both methods indicate that both methods are fully equivalent. The advantage of the new methodology is that allows to calculate simultaneously the density profiles and the amount of molecules adsorbed onto a slitlike pore, as well as the solid- fluid interfacial tension. This ensures that the chemical potential at which all properties are evaluated during the simulation is exactly the same since simulations can be performed in the grand canonical ensemble, mimicking the conditions at which the adsorption experiments are most usually carried out in the laboratory.The authors would like to acknowledge helpful discussions with B. Mendiboure. This work was supported by Ministerio de Ciencia e Innovación (MICINN, Spain) through Grant Nos. FIS2010-14866, FIS2009-07923, and FPU Ref. AP2007-02172 (J.M.M.). Further financial support from Proyecto de Excelencia from Junta de Andalucía (Grant No. P07-FQM02884) and Universidad de Huelva are also acknowledged

Adsorption and interfacial phenomena of a Lennard-Jones fluid adsorbed in slit pores: DFT and GCMC simulations

Confinement of fluids in porous media leads to the presence of solid–fluid (SF) interfaces that play a key role in many different fields. The experimental characterisation of SF interfacial properties, in par- ticular the surface tension, is challenging or not accessible. In this work, we apply mean-field density functional theory (DFT) to determine the surface tension and also density profile of a Lennard-Jones fluid in slit-shaped pores for realistic amounts of adsorbed molecules. We consider the pore walls to interact with fluid molecules through the well-known 10-4-3 Steele potential. The results are com- pared with those obtained from Monte Carlo simulations in the Grand Canonical Ensemble (GCMC) using the test-area method. We analyse the effect on the adsorption and interfacial phenomena of volume and energy factors, in particular, the pore diameter and the ratio between SF and fluid–fluid dispersive energy parameters, respectively. Results from DFT and GCMC simulations were found to be comparable, which points to their reliability.The authors would like to acknowledge helpful discussions with A. I. Moreno-Ventas Bravo. We also acknowledge Centro de Supercomputación de Galicia (CESGA, Santiago de Compostela, Spain) and MCIA (Mésocentre de Calcul Intensif Aquitain) of the Universités de Bordeaux and Pau et Pays de l’Adour (France), for providing access to computing facilities

An accurate density functional theory for the vaporliquid interface of chain molecules based on the statistical associating fluid theory for potentials of variable range for Mie chainlike fluids

A new Helmholtz free energy density functional is presented to predict the vapor-liquid interface of chainlike molecules. The functional is based on the last version of the statistical associating fluid theory for potentials of variable range for homogeneous Mie chainlike fluids (SAFT-VR Mie). Following the standard formalism, the density functional theory (SAFT-VR Mie DFT) is constructed using a perturbative approach in which the free energy density contains a reference term to describe all the short-range interactions treated at the local level, and a perturbative contribution to account for the attractive perturbation which incorporates the long-range dispersive interactions. In this first work, we use a mean-field version of the theory in which the pair correlations are neglected in the attractive term. The SAFT-VR Mie DFT formalism is used to examine the effect of molecular chain length and the repulsive exponent of the intermolecular potential on density profiles and surface tension of linear chains made up to six Mie (lr6) segments with different values of the repulsive exponent of the intermolecular potential. Theoretical predictions from the theory are compared directly with molecular simulation data for density profiles and surface tension of Mie chainlike molecules taken from the literature. Agreement between theory and simulation data is good for short-chain molecules at all thermodynamic conditions of coexistence considered. Once the theory has proven that is able to predict the interfacial properties, and particularly interfacial tension, the SAFT-VR Mie DFT formalism is used to predict the interfacial behavior of two new coarse-grained models for carbon dioxide and water recently proposed in the literature. In particular, the theoretical formalism, in combination with the coarse-grained models for carbon dioxide and water, is able to predict the interfacial properties of these important substances in a reasonable way.The authors thank helpful discussions with Carlos Avendaño andJosé Matías Garrido. We also acknowledge Centro de Supercom-putación de Galicia (CESGA, Santiago de Compostela, Spain) andMCIA (Mésocentre de Calcul Intensif Aquitain) of the Universitésde Bordeaux and Pau et Pays de l’Adour (France), for providingaccess to computing facilities and Ministerio de Economía, In-dustria y Competitividad through Grant with reference FIS2017-89361-C3-1-P co-financed by EU FEDER funds. Further financialsupport from Junta de Andalucía and Universidad de Huelva isalso acknowledged. J.A., J.M.M., and F.J.B. thankfully acknowl-edge the computer resources at Magerit and the technical supportprovided by the Spanish Supercomputing Network (RES) (ProjectQCM-2018-2-0042)

Lifetime improvement after phosphorous diffusion gettering on upgraded metallurgical grade silicon

Wide experimental evidence of the phosphorus diffusion gettering beneficial effect on solar grade silicon is found by measuring electron effective lifetime and interstitial iron concentration in as-grown and post processed samples from two ingots of upgraded metallurgical grade silicon produced by Ferrosolar. Results after two different P-diffusion processes are compared: P emitter diffusion at 850ºC followed by fast cool-down (called “standard process”) or followed by slow cool-down (called “extended process”). It is shown that final lifetimes of this low cost material are in the range of those obtained with conventional material. The extended process can be beneficial for wafers with specific initial distribution and concentration of iron, e.g. materials with high concentration of big Fe precipitates, while for other cases the standard process is enough efficient. An analysis based on the comparison of measured lifetime and dissolved iron concentration with theoretical calculations helps to infer the initial iron distribution and concentration, and according to that, choose the more effective type of gettering

Vapor-liquid interfacial properties of rigid-linear Lennard-Jones chains

We have obtained the interfacial properties of short rigid-linear chains formed from tangentially bonded Lennard-Jones monomeric units from direct simulation of the vapour-liquid interface. The full long-range tails of the potential are accounted for by means of an improved version of the inhomogeneous long-range corrections of Janecek [J. Phys. Chem. B 110, 6264–6269 (2006)] proposed recently by MacDowell and Blas [J. Chem. Phys. 131, 074705 (2009)] valid for spherical as well as for rigid and flexible molecular systems. Three different model systems comprising of 3, 4, and 5 monomers per molecule are considered. The simulations are performed in the canonical ensemble, and the vapor-liquid interfacial tension is evaluated using the test-area method. In addition to the sur- face tension, we also obtain density profiles, coexistence densities, critical temperature and density, and interfacial thickness as functions of temperature, paying particular attention to the effect of the chain length and rigidity on these properties. According to our results, the main effect of increasing the chain length (at fixed temperature) is to sharpen the vapor-liquid interface and to increase the width of the biphasic coexistence region. As a result, the interfacial thickness decreases and the sur- face tension increases as the molecular chains get longer. The surface tension has been scaled by critical properties and represented as a function of the difference between coexistence densities relative to the critical density.The authors would like to acknowledge helpful discus- sions with F. J. Martínez-Ruiz, E. de Miguel, C. Vega, and A. Galindo. This work was supported by Ministerio de Ciencia e Innovación (MICINN, Spain) through Grant Nos. FIS2010- 14866 (F.J.B.), FIS2009-07923 (J.M.M. and M.M.P.) and FIS2010-22047-C05-05 (L.G.M.D.). J.M.M. also acknowledges Ministerio de Ciencia e Innovación for the FPU Grant with reference AP2007-02172. Further financial support from Proyecto de Excelencia from Junta de Andalucía (Grant No. P07-FQM02884), Consellería de Educacion e Ordenacion Universitaria (Xunta de Galicia), Comunidad Autónoma de Madrid (Grant No. MODELICO-P2009/EPS-1691), and Universidad de Huelva are also acknowledged

Vapour–liquid interfacial properties of square-well chains from density functional theory and Monte Carlo simulation

The statistical associating fluid theory for attractive potentials of variable range (SAFT-VR) density functional theory (DFT) developed by [Gloor et al., J. Chem. Phys., 2004, 121, 12740–12759] is used to predict the interfacial behaviour of molecules modelled as fully-flexible square-well chains formed from tangentially-bonded monomers of diameter s and potential range l = 1.5s. Four different model systems, comprising 4, 8, 12, and 16 monomers per molecule, are considered. In addition to that, we also compute a number of interfacial properties of molecular chains from direct simulation of the vapour–liquid interface. The simulations are performed in the canonical ensemble, and the vapour– liquid interfacial tension is evaluated using the wandering interface (WIM) method, a technique based on the thermodynamic definition of surface tension. Apart from surface tension, we also obtain density profiles, coexistence densities, vapour pressures, and critical temperature and density, paying particular attention to the effect of the chain length on these properties. According to our results, the main effect of increasing the chain length (at fixed temperature) is to sharpen the vapour–liquid interface and to increase the width of the biphasic coexistence region. As a result, the interfacial thickness decreases and the surface tension increases as the molecular chains get longer. The interfacial thickness and surface tension appear to exhibit an asymptotic limiting behaviour for long chains. A similar behaviour is also observed for the coexistence densities and critical properties. Agreement between theory and simulation results indicates that SAFT-VR DFT is only able to predict qualitatively the interfacial properties of the model. Our results are also compared with simulation data taken from the literature, including the vapour–liquid coexistence densities, vapour pressures, and surface tension.Francisco José Martínez-Ruiz, Felipe J. Blas and A.Ignacio Moreno-Ventas Bravo acknowledge Ministerio de Economía y Competitividad of Spain for financial support from project FIS2013-49620-C2-1-P, co financed with EU Feder funds. We also acknowledge financial support from project number FIS2015-71749-REDT ‘‘Red de Simulación Molecular’’, Acciones de Dinamización Redes de Excelencia del Ministerio de Economía y Competitividad. Additional support from Universidad de Huelva and Junta de Andalucía is also acknowledged

Unraveling the periprandial changes in brain serotonergic activity and its correlation with food intake-related neuropeptides in rainbow trout Oncorhynchus mykiss

This study explored changes in brain serotonin content and activity together with hypothalamic neuropeptide mRNA abundance around feeding time in rainbow trout, as well as the effect of one-day fasting. Groups of trout fed at two (ZT2) and six (ZT6) hours after lights on were sampled from 90 minutes before to 240 minutes after feeding, while additional groups of non-fed trout were also included in the study. Changes in brain amine and metabolite contents were measured in hindbrain, diencephalon and telencephalon, while in the diencephalon the mRNA abundance of tryptophan hydroxylase ( tph1 , tph2 ), serotonin receptors (5htr1a , 5htr1b and 5htr2c ) and several neuropeptides ( npy , agrp1 , cartpt , pomca1 , crfb ) involved in the control of food intake were also assessed. The results showed changes in the hypothalamic neuropeptides that were consistent with the expected role for each in the regulation of food intake in rainbow trout. Serotonergic activity increased rapidly at the time of food intake in the diencephalon and hindbrain and remained high for much of the postprandial period. This increase in serotonin abundance was concomitant with elevated levels of pomca1 mRNA in the diencephalon, suggesting that serotonin might act on brain neuropeptides to promote a satiety profile. Furthermore, serotonin synthesis and neuronal activity appear to increase already before the time of feeding, suggesting additional functions for this amine before and during food intake. Exploration of serotonin receptors in the diencephalon revealed only small changes for gene expression of 5htr1b and 5htr2c receptors during the postprandial phase. Therefore, the results suggest that serotonin may play a relevant role in the regulation of feeding behavior in rainbow trout during periprandial time, but a better understanding of its interaction with brain centers involved in receiving and processing food-related signals is still needed.Agencia Estatal de Investigación | Ref. PID2022-136288OB-C31Xunta de Galicia | Ref. ED431B 2019/37Agencia Estatal de Investigación | Ref. BES-2017-079708Xunta de Galicia | Ref. ED481B-2022-08

La evolución de los valores sociales en Galicia

[Resumen] En el presente libro se recogen los hallazgos obtenidos de los datos de tres oleadas de encuestas realizadas en Galicia los años 1995, 2001 y 2008. El resultado final es la descripcion y representacion de una Galicia que, alejada de los estereotipos y topicos de siempre, no escapa al impacto de la globalizacion, cuyos efectos se hacen sentir en aspectos clave de su sistema de valores como son la moral, la religion, la politica, la economia y la familia