Orange II removal by a horseradish peroxidase immobilized onto chemically modified diatomites is a combination of adsorption and oxidation processes

In this work, a horseradish peroxidase (HRP) was immobilized onto diatomites by covalent bonding. Results indicated that the enzyme loading increased when diatomites were modified with (3-Aminopropyl) triethoxysilane (APTES) and glutaraldehyde. The immobilization was confirmed by SEM/EDX, XRD, DRIFT, and TGA analysis. Higher HRP concentrations of the immobilization solution and immobilization time had also a positive effect on the enzyme loading. Orange II (OII) adsorption onto diatomites and oxidative catalytic activity was evaluated. Results demonstrated that diatomites had a low OII adsorption capacity. However, under the presence of hydrogen peroxide, the dye removal was highly increased due to the catalytic activity of the immobilized HRP. A mathematical model that adequately describes the simultaneous adsorption and enzymatic oxidation of OII in batch tests was developed. Finally, immobilized diatomites were tested in the decolourization reaction of Orange II in a fixed-bed column reactor. Column results demonstrated that the immobilized HRP remained active for at least 12 h during three sequential OII removal tests.Fil: Morales Urrea, Diego Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; Argentina. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ingeniería Química; ArgentinaFil: Haure, Patricia Monica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; Argentina. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Departamento de Ingeniería Química; ArgentinaFil: Contreras, Edgardo Martin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; Argentin

Inactivation of a commercial peroxidase by hydrogen peroxide

El objetivo del presente trabajo fue evaluar la estabilidad de una peroxidasa comercial (HRP) en condiciones de reacción. Espectrofotométricamente se pudieron identificar tres estados de la enzima. En ausencia de peróxido (P), la enzima está en su estado basal (E0). Aunque la literatura indica que en presencia de P el estado basal E0 se oxida a un estado E1 perdiendo dos electrones, solo se observó el estado intermedio E2, el cual está un electrón debajo de E0. En presencia altas concentraciones de P se identificó una tercera especie E3, la cual decae a E0. Además, la HRP pudo catalizar la descomposición del peróxido, evidenciando la actividad catalásica de la HRP. El decaimiento de E3 también generó una especie Ex, la cual resultó catalíticamente inactiva. Asimismo, la formación de la especie inactiva se correlacionó con la pérdida de actividad peroxidasa. Experimentos similares en presencia de OII como sustrato reductor externo, empleando bajas concentraciones de P y tiempos cortos, muestran también una disminución de la actividad peroxidasa. Considerando que en estas condiciones la formación de E3 es despreciable, los resultados sugieren una ruta alternativa de inactivación, independiente de la formación de E3. Por lo tanto, se concluye que en las condiciones estudiadas la pérdida de actividad enzimática es una característica intrínseca de la HRP estudiada.The objective of the present work was to evaluate the stability of a commercial peroxidase (HRP) under reaction conditions. Three states of the enzyme could be identified spectrophotometrically. In the absence of peroxide (P), the enzyme is under its basal state (E0). Although the literature indicates that the ground state E0 can be readily oxidized by P to a state E1 losing two electrons, only the intermediate state E2 was observed, which is one electron below E0. In the presence of high concentrations of P, a third species E3 was identified, which slowly decays to E0. Furthermore, HRP was able to catalyze the decomposition of peroxide, demonatrating the catalasic activity of HRP. The decay of E3 also generated a species Ex, which was catalytically inactive. Likewise, the formation of the inactive species was correlated with the loss of peroxidase activity. Experiments in the presence of OII as an external reducing substrate, using low concentrations of P and short times, also show a decrease in peroxidase activity. Considering that under these conditions the formation of E3 is negligible, results suggest an alternative inactivation pathway, independent of the formation of E3. Therefore, it is concluded that in the studied conditions the loss of enzymatic activity is an intrinsic characteristic of the studied HRP.Fil: Morales Urrea, Diego Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: Contreras, Edgardo Martin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; Argentin

Inactivación de una peroxidasa comercial por peróxido de hidrógeno

El objetivo del presente trabajo fue evaluar la estabilidad de una peroxidasa comercial (HRP) en condiciones de reacción. Espectrofotométricamente se pudieron identificar tres estados de la enzima. En ausencia de peróxido (P), la enzima está en su estado basal (E0). Aunque la literatura indica que en presencia de P el estado basal E0 se oxida a un estado E1 perdiendo dos electrones, solo se observó el estado intermedio E2, el cual está un electrón debajo de E0. En presencia altas concentraciones de P se identificó una tercera especie E3, la cual decae a E0. Además, la HRP pudo catalizar la descomposición del peróxido, evidenciando la actividad catalásica de la HRP. El decaimiento de E3 también generó una especie Ex, la cual resultó catalíticamente inactiva. Asimismo, la formación de la especie inactiva se correlacionó con la pérdida de actividad peroxidasa. Experimentos similares en presencia de OII como sustrato reductor externo, empleando bajas concentraciones de P y tiempos cortos, muestran también una disminución de la actividad peroxidasa. Considerando que en estas condiciones la formación de E3 es despreciable, los resultados sugieren una ruta alternativa de inactivación, independiente de la formación de E3. Por lo tanto, se concluye que en las condiciones estudiadas la pérdida de actividad enzimática es una característica intrínseca de la HRP estudiada

Potato pulp as a biomaterial to remove an industrial pollutant compound (Orange II)

En el presente estudio se acondicionó un biomaterial a base de pulpa de papa liofilizada (PPL) para la remoción de un colorante industrial, Orange II (S), con peróxido de hidrógeno (P). El uso de enzimas es actualmente una de las tecnologías más promisorias para la eliminación de contaminantes industriales recalcitrantes. Se caracteriza la actividad peroxidasa de PPL mediante la oxidación de ácido 2,2´-azino-bis-(3-etillbenzotiazolin-6-sulfónico) (ABTS) y su capacidad para remover S. Los resultados indicaron que PPL es una potencial fuente de enzima peroxidasa y que además tiene la capacidad para eliminar el Orange II mediante oxidación enzimática y bioadsorción. Esto aporta la catálisis enzimática, un 65 % de la remoción total del colorante. Se concluye que la decoloración de S con P en presencia de PPL es conveniente realizarla a pH 9 y un valor inicial de P0/S0 = 10 mol/mol.In the present research study, a biomaterial from lyophilized potato pulp (PPL) was developed to remove a common industrial dye (Orange II, S) with hydrogen peroxide (P). Enzymatic catalysis is one of the most promising technologies to eliminate recalcitrant industrial compounds. Peroxidase activity of PPL is characterized by oxidation of 2,2'-azino-bis-(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonate acid (ABTS) and its ability to remove S. The results indicated that PPL was a potential source of peroxidase enzymes that can also remove Orange II by enzymatic oxidation and bioadsorption. The enzymatic process contributed to close to 65 % of the total dye removal. It is concluded that S decolourization with P by PPL was best at pH 9 and with an initial value of P0/S0 = 10 mol/mol.Fil: Morales Urrea, Diego Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: López Córdoba, Alex Fernando. Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia; Colombia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Contreras, Edgardo Martin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; Argentin

Analysis of an audiovisual artistic translation of the national anthem into argentine sign language

En este artículo, analizamos la traducción artística audiovisual del himno nacional a la Lengua de Señas Argentina (LSA) que fue aprobada como la primera versión de la comunidad Sorda nacional en la Confederación Argentina de Sordos. Este análisis constituye una forma de autorreflexión respecto de nuestra propia producción, en tanto formamos parte del equipo traductor de dicha versión. En esta propuesta, la traducción artística supone trasladar de un idioma a otro una experiencia artística, mientras que la modalidad audiovisual parte de la integración de elementos sonoros de la canción y de la modalidad visual, que incluye tanto elementos lingüísticos (LSA) como no lingüísticos (como las ilustraciones animadas). Consideramos que esta propuesta forma parte de un proceso de apropiación de la canción patria en clave intercultural por parte de la comunidad Sorda. Nos centramos, específicamente, en algunos desafíos musicales y lingüísticos que surgieron en el proceso de traducción. Asimismo, realizamos un análisis contrastivo de las decisiones tomadas para crear una versión artística audiovisual en la LSA.In this article, we analyze the audiovisual artistic translation of the national anthem into Argentine Sign Language (LSA) that was approved as the first version of the national Deaf community by the National Association of the Deaf (Confederación Argentina de Sordos). This analysis is also a form of self-reflection regarding our own production, as we are part of the translation team of this version. In this production, the artistic translation involves the transfer of an artistic experience from one language to another, while the audiovisual modality implies the integration of audible elements of the song with the visual modality, which includes both linguistic (LSA) and non-linguistic elements (such as the animated illustrations). We consider this production as part of the Deaf community‘s process of appropriation of the national song within an intercultural approach. Specifically, we focus on some musical and linguistic challenges that arose in the translation process. Likewise, we carry out a contrastive analysis of the decisions made to create an audiovisual artistic version into LSA.Fil: Martínez, Rocío Anabel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Filosofía y Letras. Instituto de Lingüística; ArgentinaFil: Morales Urrea, Diego Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Entre Ríos. Facultad de Trabajo Social; ArgentinaFil: Armand, Verónica. Universidad Nacional de Entre Ríos. Facultad de Trabajo Social; ArgentinaFil: Arce, Sabina. Universidad Nacional de Entre Ríos. Facultad de Trabajo Social; ArgentinaFil: Lemmo, Pablo. Universidad Nacional de Entre Ríos. Facultad de Trabajo Social; Argentin

Horseradish peroxidase-mediated decolourization of Orange II: modelling hydrogen peroxide utilization efficiency at different pH values

Enzymatic decolourization of azo-dyes could be a cost-competitive alternative compared to physicochemical or microbiological methods. Stoichiometric and kinetic features of peroxidase-mediated decolourization of azo-dyes by hydrogen peroxide (P) are central for designing purposes. In this work, a modified version of the Dunford mechanism of peroxidases was developed. The proposed model takes into account the inhibition of peroxidases by high concentrations of P, the substrate-dependant catalatic activity of peroxidases (e.g. the decomposition of P to water and oxygen), the generation of oxidation products (OP) and the effect of pH on the decolourization kinetics of the azo-dye Orange II (OII). To obtain the parameters of the proposed model, two series of experiments were performed. In the first set, the effects of initial P concentration (0.01–0.12 mM) and pH (5–10) on the decolourization degree were studied at a constant initial OII concentration (0.045 mM). Obtained results showed that at pH 9–10 and low initial P concentrations, the consumption of P was mainly to oxidize OII. From the proposed model, an expression for the decolourization degree was obtained. In the second set of experiments, the effect of the initial concentrations of OII (0.023–0.090 mM), P (0.02–4.7 mM), HRP (34–136 mg/L) and pH (5–10) on the initial specific decolourization rate (q0) was studied. As a general rule, a noticeable increase in q0 was observed for pHs higher than 7. For a given pH, q0 increased as a function of the initial OII concentration. Besides, there was an inhibitory effect of high P concentrations on q0. To asses the possibility of reusing the enzyme, repeated additions of OII and P were performed. Results showed that the enzyme remained active after six reuse cycles. A satisfactory accordance between the change of the absorbance during these experiments and absorbances calculated using the proposed model was obtained. Considering that this set of data was not used during the fitting procedure of the model, the agreement between predicted and experimental absorbances provides a powerful validation of the model developed in the present work.Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicada

Inactivation of a commercial peroxidase by hydrogen peroxide

El objetivo del presente trabajo fue evaluar la estabilidad de una peroxidasa comercial (HRP) en condiciones de reacción. Espectrofotométricamente se pudieron identificar tres estados de la enzima. En ausencia de peróxido (P), la enzima está en su estado basal (E0). Aunque la literatura indica que en presencia de P el estado basal E0 se oxida a un estado E1 perdiendo dos electrones, solo se observó el estado intermedio E2, el cual está un electrón debajo de E0. En presencia altas concentraciones de P se identificó una tercera especie E3, la cual decae a E0. Además, la HRP pudo catalizar la descomposición del peróxido, evidenciando la actividad catalásica de la HRP. El decaimiento de E3 también generó una especie Ex, la cual resultó catalíticamente inactiva. Asimismo, la formación de la especie inactiva se correlacionó con la pérdida de actividad peroxidasa. Experimentos similares en presencia de OII como sustrato reductor externo, empleando bajas concentraciones de P y tiempos cortos, muestran también una disminución de la actividad peroxidasa. Considerando que en estas condiciones la formación de E3 es despreciable, los resultados sugieren una ruta alternativa de inactivación, independiente de la formación de E3. Por lo tanto, se concluye que en las condiciones estudiadas la pérdida de actividad enzimática es una característica intrínseca de la HRP estudiada.The objective of the present work was to evaluate the stability of a commercial peroxidase (HRP) under reaction conditions. Three states of the enzyme could be identified spectrophotometrically. In the absence of peroxide (P), the enzyme is under its basal state (E0). Although the literature indicates that the ground state E0 can be readily oxidized by P to a state E1 losing two electrons, only the intermediate state E2 was observed, which is one electron below E0. In the presence of high concentrations of P, a third species E3 was identified, which slowly decays to E0. Furthermore, HRP was able to catalyze the decomposition of peroxide, demonatrating the catalasic activity of HRP. The decay of E3 also generated a species Ex, which was catalytically inactive. Likewise, the formation of the inactive species was correlated with the loss of peroxidase activity. Experiments in the presence of OII as an external reducing substrate, using low concentrations of P and short times, also show a decrease in peroxidase activity. Considering that under these conditions the formation of E3 is negligible, results suggest an alternative inactivation pathway, independent of the formation of E3. Therefore, it is concluded that in the studied conditions the loss of enzymatic activity is an intrinsic characteristic of the studied HRP.Fil: Morales Urrea, Diego Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: Contreras, Edgardo Martin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; Argentin

Monitoring the enzymatic oxidation of xenobiotics by hydrogen peroxide through oxidation-reduction potential measurements

In this work, three xenobiotics (orange II, phenol, and bisphenol A) were oxidized by hydrogen peroxide in the presence of a horseradish peroxidase (HRP) using a fed-batch system. During the experiments, the oxidation-reduction potential (ORP) of the reaction mixture was measured continuously. Results demonstrate that ORP values only increased when both substrates of the enzyme (hydrogen peroxide and the target compound) were present in the reaction mixture. For all of the tested pollutants, the continuous addition of hydrogen peroxide caused an increase in ORP values. When the reducing substrate was depleted, the addition of an excess of hydrogen peroxide caused a decrease of ORP values. The time at which ORP reached a maximum represented the end of the oxidation process. This maximum could be easily detected by means of the derivative of ORP as a function of time. To extend the application of the developed technique, the enzymatic oxidation of a binary mixture of BPA and OII was also followed using ORP measurements. Results were similar to those observed with only one reducing substrate. This work demonstrates that ORP measurements can be useful to maximize hydrogen peroxide efficiency through the controlled addition of the oxidant during the oxidation of OII, phenol, and BPA catalyzed by HRP. This approach allows a minimization of time and process costs since the reaction end-point can be easily detected on a real-time basis.Fil: Morales Urrea, Diego Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: Haure, Patricia Monica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: Contreras, Edgardo Martin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; Argentin

Development and validation of an instrument to assess the level of sustainable competencies in future physical education teachers. PESD-FT questionnaire

Purpose – Education for Sustainable Development (EDS) has highlighted the need to generate instruments to assess the sustainability competencies of different populations. In this regard, Physical Education (PE) has been recognized as a subject with unique characteristics that allow students to develop competencies that favor sustainability. However, in previous literature, there are no specific instruments to assess the competencies of future Physical Education teachers (PETs). Therefore, this research aims to design and validate an instrument to assess sustainable competencies in future PETs. Design/methodology/approach – This paper shows the validation process of a questionnaire designed ad hoc to measure the future teacher's sustainable competencies. In total, 341 students completed the Physical Education Scale for Sustainable Development in Future Teachers (PESD-FT) questionnaire consisting of 20 items and an eight-point Likert scale. To ensure the relationship of the instrument's items with the sustainable development, the specific targets that compose the 17 Sustainable Development Goals were considered. Findings – The results showed that the instrument had very high reliability (0.949), excellently fulfilling the validity criteria (0.929). Furthermore, the principal component factor analysis results showed that the PESD-FT comprises three factors, which coincide with the three dimensions of sustainability. Originality/value – It is concluded that PESD-FT is an instrument that reliably assesses the sustainable competencies of prospective PET and expands the possibilities of PE as a valuable instrument to promote sustainable competencies in an integrated way with PE learning objectives. As such, it can be a robust and valuable measurement tool for proposing effective education for sustainable development policies and programs in initial teacher education for PET

Immobilization of horseradish peroxidase onto electrospun polyurethane nanofiber matrices

In this work, horseradish peroxidase (HRP) was immobilized onto polyurethane nanofiber membranes. The following variables were optimized to maximize the surface density of grafted HRP (Q): NaClO functionalization time (tf), immobilization time (ti), HRP concentration of the immobilization solution (CHRP), and immobilization temperature (T). Catalytic activity was evaluated using the decolorization reaction of Orange II (OII). A statistical analysis of SEM images demonstrates that fiber diameters (d) of native (M), AGE-modified (MA), and HRP immobilized (MAH) electrospun membranes obeyed a log-normal distribution and that the effects of the NaClO activation procedure, and the use of MAH membranes in OII oxidation during 4 h on the fiber size were negligible. Although obtained membranes at 40°C (MAH9540) presented the highest Q, matrices obtained at 20°C (MAH9520) exhibited the highest catalytic activity, indicating that HRP was partially inactivated during the immobilization at 40°C. Reusability tests demonstrated that membranes retained between 11% and 33% of their initial enzyme activity after a total reaction time between 4 and 8 h.Fil: Morales Urrea, Diego Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: Caracciolo, Pablo Christian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: Haure, Patricia Monica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: Contreras, Edgardo Martin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; Argentin