Desarrollo de la técnica Barridos de Efecto Mössbauer: aplicación al estudio de propiedades estructurales y magnéticas

En esta tesis se desarrolla desde aspectos teóricos y prácticos diferentes alcances del uso de posicionamiento a energía constante (velocidad constante) en la espectroscopía de efecto Mössbauer.Facultad de Ciencias Exacta

Metodología en la sincronización entre captura de video y aplicador magnético en el estudio de la respuesta dinámica de cadenas de micropartículas magnéticas en presencia de campos magnéticos oscilantes de baja frecuencia mediante microscopía óptica

Actualmente las nanopartículas magnéticas (NPM) resultan de gran interés debido a sus aplicaciones en diversas áreas especializadas como la medicina, terapias oncológicas, biosensores, catálisis, agricultura y medio ambiente. La dependencia de la respuesta de sistemas nanoestructurados ante estímulos magnéticos externos es un tema de estudio actual. Una de las temáticas que se está abordando actualmente es el transporte y promoción de estímulos mecánicos aplicando campos magnéticos alternos sobre sistemas dotados de nanopartículas magnéticas. Por ejemplo, la promoción de movimiento en el interior de células tumorales como iniciadores de muerte celular por aumento de permeabilización de las membranas celulares. La caracterización de la respuesta mecánica de agregados magnéticos ante campos de baja frecuencia es actualmente de interés. El estudio de estos movimientos mediante videos, o imágenes tomadas en forma consecutiva, en observaciones por microscopio óptico, permite extraer un importante grado de información. Algunos ejemplos de las caracterizaciones posibles son distribución de tamaños de agregados, tiempos característicos en formación de agregados, dependencia de la forma del agregado con intensidad de campos aplicados, o dependencia de orientación de agregados ante cambios en la orientación o magnitud del campo aplicado. Una de las dificultades que se encuentra para realizar muchas de estas caracterizaciones es la sincronización entre la señal del campo aplicado y los frames recopilados. Principalmente si se pretende hacer estudios a frecuencias comparables con el número de cuadros por segundo (fps, del inglés frames per second) que puede captar el dispositivo de adquisición. En este sentido surgen varios conceptos relacionados a las cámaras y encoders de video que son relevantes y definen las capacidades y posibilidades de la metodología propuesta. En este trabajo discutiremos dos metodologías de sincronización.Facultad de Ingenierí

Glutathione Complexed Iron- Sulfur Centres. Reaction Intermediates and Evidence for a Template Effect Promoting Assembly and Stability

Assembly and stabilization of a glutathione-complexed [2Fe–2S] cluster is promoted by aggregation of glutathione. The cluster core selects the tetramer species from a collection of equilibrating solution aggregate species, and in turn the core is stabilized toward hydrolytic degradation. Studies of glutathione derivatives, in combination with mass spectrometric and Mo¨ssbauer investigations provide insight on reaction intermediates during formation of [2Fe–2S](GS)4Fil: Qi, Wenbin. Ohio State University; Estados UnidosFil: Li, Jingwei. Ohio State University; Estados UnidosFil: Chain, Cecilia Yamil. Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico La Plata. Instituto de Física La Plata; ArgentinaFil: Pasquevich, Gustavo Alberto. Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico La Plata. Instituto de Física La Plata; ArgentinaFil: Pasquevich, Gustavo Alberto. Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Departamento de Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico La Plata. Instituto de Física La Plata; ArgentinaFil: Cowan, James. Ohio State University; Estados Unido

Optimal configuration for programmable Mössbauer experiments

Based on channel independency of recently developed Mössbauer instrumentation an approximation to optimal configuration of experiments is presented. The analysis relies on the presumption that all the available channels of the spectrum are not equally efficient for a given experimental application. A quantification of this concept is presented and a method for different channel layout comparison is proposed. The optimization of recorded spectra is important in dynamic experiments where efficiency in data taking imposes feasibility limits as well as in static applications as a way of reducing experimental time.Facultad de Ciencias Exacta

Glutathione-complexed iron–sulfur clusters: reaction intermediates and evidence for a template effect promoting assembly and stability

Assembly and stabilization of a glutathione-complexed [2Fe–2S] cluster is promoted by aggregation of glutathione. The cluster core selects the tetramer species from a collection of equilibrating solution aggregate species, and in turn the core is stabilized toward hydrolytic degradation. Studies of glutathione derivatives, in combination with mass spectrometric and Mossbauer investigations provide insight on reaction intermediates during formation of [2Fe–2S](GS)₄²⁻.Facultad de Ciencias Exacta

Fixed magnetic nanoparticles: Obtaining anisotropy energy density from high field magnetization

A simple method is proposed to obtain the effective anisotropy energy density Keff of an assembly of randomly oriented magnetic nanoparticles, from their hysteresis loops. It involves the fitting of a high field asymptotic expression of the magnetization in inverse powers of the applied field H, up to H−3. This is derived from the partition function formalism and the Stoner–Wohlfarth model for single domain nanoparticles. This method can be applied to ferrogels, frozen ferrofluids or magnetic nanoparticles powder (or any system where the nanoparticles are fixed in random directions, and not allowed to rotate), when dipolar interactions can be neglected. As a proof of concept, it is applied to a suspension of iron oxide nanoparticles in hexane, at different temperatures, obtaining the anisotropy energy density Keff as a function of temperature below the fusion point.Fil: Actis, Daniel Guillermo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; ArgentinaFil: Bruvera, Ignacio Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; ArgentinaFil: Pasquevich, Gustavo Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; ArgentinaFil: Mendoza Zélis, Pedro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Física La Plata. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Física La Plata; Argentin

Perturbaciones magnetomecánicas de partículas magnéticas internalizadas en células tumorales : Evaluación de su potencial uso para terapia oncológica y como agente radiosensibilizante

Si bien en los últimos años, a través de diversas vías terapéuticas, se ha logrado un buen control del cáncer, en la actualidad sigue siendo una enfermedad compleja y frecuente. No sólo por su incidencia, sino por la proporción tan alta de pacientes que padecen recaídas. Esto, a su vez, constituye un reto terapéutico adicional considerando el progresivo aumento en la vida media de la población. Por este motivo, se busca optimizar las diferentes opciones de tratamientos, dado que aunque se han realizado importantes avances, es necesario mejorar la tasa curativa de la enfermedad y la sobrevida del paciente. Este trabajo tiene como objetivo evaluar los efectos citotóxicos inducidos por el movimiento y rotación de nanoestructuras magnéticas en el interior de células tumorales para su eventual uso terapéutico. Con ese fin se busca correlacionar las características del movimiento de las nanoestructuras con los efectos biológicos inducidos. Estudios recientes han demostrado la factibilidad de esta técnica. Como muestran Shen et al (2017), la ruptura de las membranas lisosomales puede inducir una muerte celular con el tiempo. En este último trabajo, se rastreó las nanopartículas magnéticas (NPM) para asegurarse que se encuentren en los lisosomas, para luego aplicar el estímulo externo del campo, generando así el vuelco del contenido lisosomal en el citoplasma. Por otra parte, Chen et al (2016) ha realizado estudios in vivo con esta técnica mostrando resultados favorables. El presente plan apunta a reducir el número de células tumorales debido a un daño mecánico realizado por las NPM, las cuales, luego de ser incorporadas por las células, son expuestas a un campo magnético rotante de baja frecuencia. Las NPM al ser internalizadas son agrupadas en endosomas de unos 600 nm de diámetro. Estos endosomas pueden ser alineados en cadenas mediante campos magnéticos uniformes y luegos mediante rotación de estos últimos, lo que promoverá un movimiento acorde en el interior de las células. Para alcanzar estos objetivos, se estudiará el modelo in vitro del tratamiento, sobre la línea celular A549 (carcinoma de pulmón humano). En particular, las nanopartículas que se utilizarán serán de magnetita (Fe3O4) funcionalizadas con ácido cítrico y el campo rotante se generará a partir de un arreglo de imanes permanentes de tipo Halbach, anclados en un soporte, al cual se lo hará rotar mecánicamente por un motor. En este sentido se realizará: síntesis de partículas magnéticas, medición de toxicidad de las NPM, generación de endosomas magnéticos, generación de arreglos de endosomas magnéticos, promoción de rotaciones de las estructuras e identificación de parámetros físicos relevantes relativos al movimiento de las estructuras en el medio fisiológico. Finalmente se evaluarán los efectos citotóxicos de estos estímulos.Universidad Nacional de La Plat

Perturbaciones magnetomecánicas de partículas magnéticas internalizadas en células tumorales : Evaluación de su potencial uso para terapia oncológica y como agente radiosensibilizante

Si bien en los últimos años, a través de diversas vías terapéuticas, se ha logrado un buen control del cáncer, en la actualidad sigue siendo una enfermedad compleja y frecuente. No sólo por su incidencia, sino por la proporción tan alta de pacientes que padecen recaídas. Esto, a su vez, constituye un reto terapéutico adicional considerando el progresivo aumento en la vida media de la población. Por este motivo, se busca optimizar las diferentes opciones de tratamientos, dado que aunque se han realizado importantes avances, es necesario mejorar la tasa curativa de la enfermedad y la sobrevida del paciente. Este trabajo tiene como objetivo evaluar los efectos citotóxicos inducidos por el movimiento y rotación de nanoestructuras magnéticas en el interior de células tumorales para su eventual uso terapéutico. Con ese fin se busca correlacionar las características del movimiento de las nanoestructuras con los efectos biológicos inducidos. Estudios recientes han demostrado la factibilidad de esta técnica. Como muestran Shen et al (2017), la ruptura de las membranas lisosomales puede inducir una muerte celular con el tiempo. En este último trabajo, se rastreó las nanopartículas magnéticas (NPM) para asegurarse que se encuentren en los lisosomas, para luego aplicar el estímulo externo del campo, generando así el vuelco del contenido lisosomal en el citoplasma. Por otra parte, Chen et al (2016) ha realizado estudios in vivo con esta técnica mostrando resultados favorables. El presente plan apunta a reducir el número de células tumorales debido a un daño mecánico realizado por las NPM, las cuales, luego de ser incorporadas por las células, son expuestas a un campo magnético rotante de baja frecuencia. Las NPM al ser internalizadas son agrupadas en endosomas de unos 600 nm de diámetro. Estos endosomas pueden ser alineados en cadenas mediante campos magnéticos uniformes y luegos mediante rotación de estos últimos, lo que promoverá un movimiento acorde en el interior de las células. Para alcanzar estos objetivos, se estudiará el modelo in vitro del tratamiento, sobre la línea celular A549 (carcinoma de pulmón humano). En particular, las nanopartículas que se utilizarán serán de magnetita (Fe3O4) funcionalizadas con ácido cítrico y el campo rotante se generará a partir de un arreglo de imanes permanentes de tipo Halbach, anclados en un soporte, al cual se lo hará rotar mecánicamente por un motor. En este sentido se realizará: síntesis de partículas magnéticas, medición de toxicidad de las NPM, generación de endosomas magnéticos, generación de arreglos de endosomas magnéticos, promoción de rotaciones de las estructuras e identificación de parámetros físicos relevantes relativos al movimiento de las estructuras en el medio fisiológico. Finalmente se evaluarán los efectos citotóxicos de estos estímulos.Universidad Nacional de La Plat

Glutathione complexed Fe-S centers

Glutathione (γ-glutamyl-cysteinyl-glycine, GSH) is a major thiol-containing peptide with cellular levels of up to 10 mM.(1) Several recent reports have demonstrated glutaredoxins (Grx) to form [Fe2S2] cluster-bridged dimers, where glutathione provides two exogenous thiol ligands, and have implicated such species in cellular iron sulfur cluster biosynthesis. We report the finding that glutathione alone can coordinate and stabilize an [Fe2S2] cluster under physiological conditions, with optical, redox, Mossbauer, and NMR characteristics that are consistent with a [Fe2S2](GS)4 composition. The Fe–S assembly protein ISU catalyzes formation of [Fe2S2](GS)4 from iron and sulfide ions in the presence of glutathione, and the [Fe2S2] core undergoes reversible exchange between apo ISU and free glutathione.Facultad de Ciencias Exacta

Role of defects on the magnetic behaviour of the geometrically frustrated spinel ZnFe2O4

Defective zinc ferrites ZnFe2O4-δ obtained by vacuum annealing bulk Zn-ferrite at different temperatures TAnn were investigated by using XANES at Zn-K, Fe-K and XMCD at Fe-L2,3 edges, static and dynamic magnetic measurements. The cation inversion that confers to the starting ferrite a weak ferromagnetic response is progressively lost when TAnn surpasses 250 °C. Consequently, there is a detriment of the magnetic response that reaches its lower value for TAnn around 370 °C, being the latter coincident with a negligible non-equilibrium occupancy. Above TAnñ 450 °C the ferrite progressively enhances its magnetic response. In such case, even though Zn and Fe occupy non-equilibrium sites at surface regions, the deficiency of oxygen predominates over inversion and the former triggers an increment of the magnetic coupling between Fe3+ at octahedral spinel sites. We discuss the magnetic results that account for spin-glass and/or cluster-glass behavior of this geometrically frustrated compound as due to the randomness and frustration introduced by local defects.Instituto de Física La Plat