The influence of the shape of Au nanoparticles on the catalytic current of fructose dehydrogenase

Graphite electrodes were modified with triangular (AuNTrs) or spherical (AuNPs) nanoparticles and further modified with fructose dehydrogenase (FDH). The present study reports the effect of the shape of these nanoparticles (NPs) on the catalytic current of immobilized FDH pointing out the different contributions on the mass transfer–limited and kinetically limited currents. The influence of the shape of the NPs on the mass transfer–limited and the kinetically limited current has been proved by using two different methods: a rotating disk electrode (RDE) and an electrode mounted in a wall jet flow-through electrochemical cell attached to a flow system. The advantages of using the wall jet flow system compared with the RDE system for kinetic investigations are as follows: no need to account for substrate consumption, especially in the case of desorption of enzyme, and studies of product-inhibited enzymes. The comparison reveals that virtually identical results can be obtained using either of the two techniques. The heterogeneous electron transfer (ET) rate constants (kS) were found to be 3.8 ± 0.3 s−1 and 0.9 ± 0.1 s−1, for triangular and spherical NPs, respectively. The improvement observed for the electrode modified with AuNTrs suggests a more effective enzyme-NP interaction, which can allocate a higher number of enzyme molecules on the electrode surface

Caracterização estrutural de vesículas modificadas com quitosana

Vesículas a base de L-α-fosfatidilcolina (PC) y mezclas de PC/fosfogliceroles fueron caracterizadas por medio de dispersión de luz dinámica (DLS), microscopía electrónica de barrido-criogénico (Cryo-SEM) y calorimetría de titulación isotérmica (ITC). La incorporación de fosfogliceroles en la formulación de vesículas a base PC disminuyó el tamaño y la polidispersidad de las partículas, debido a un mayor empaquetamiento de las cadenas alifáticas por medio de interacciones de van der Waals. Además, resultó en una disminución significativa de la carga superficial de -75 mV comparada con el potencial Z (ξ) de las vesículas a base de PC. Ambos sistemas fueron modificados usando un polielectrolito catiónico (quitosano) de un peso molecular de 865 kDa y con un grado de desacetilación de 77 %. La naturaleza aniónica de la vesícula fosfolipídica resultó en una efectiva interacción con el polielectrolito catiónico mediante fuerzas del tipo electrostática, la cual fue determinada por medio de ITC. Los resultados fueron complementados mediante la determinación de potencial Z de los sistemas modificados, lo cual demostró que no es necesaria una inversión completa de la carga inicial de la superficie de la vesícula para asegurar el recubrimiento de esta. La adición de concentraciones de quitosano mayores a 0,1 mg/mL condujo a la agregación de las vesículas, lo cual fue demostrado mediante Cryo-SEM y DLS. Este efecto fue más significativo para el sistema basado en dimiristoilfosfoglicerol sal de sodio y quitosano, debido a la fuerte atracción electrostática.L-α-phosphatidylcholine (PC) and PC/phosphoglycerol based-vesicles were characterized by Dynamic Light Scattering (DLS), Cryo-Scanning Electron Microscopy (Cryo-SEM), and Isotermal Titration Calorimetry (ITC). The incorporation of phosphoglycerol into the PC vesicles decreased the size and the polydispersity of the particles, due to an increase of the packing of the aliphatic chains in the layer. This phenomenon has been interpreted in terms of strong van der Waals interactions. The addition of phosphoglycerols resulted in a reduction in zeta potential (ξ) to values of -75 mV, compared to PC based-vesicles. Both systems were modified by using a high molecular weight chitosan (865 kDa) with a degree of deacetylation of 77%. Strong electrostatic interactions between the cationic polyelectrolyte and the vesicles were determined by ITC experiments. The results were reinforced by means of Z potential analysis. It has been demonstrated that a complete inverse of the vesicle surface charge is not required to perform a complete coating of the phospholipid particles. The addition of concentration of chitosan above 0,1 mg/mL induced vesicles aggregation. Aggregated vesicle-polymer structures were visualized by Cryo-SEM and measured by DLS. This behavior was more significant for the PC/DMPG-Na-/chitosan system.Vesículas a base de L-α-fosfatidilcolina (PC) e mesclas de PC/fosfogliceróis foram caracterizadas por meio de dispersão de luz dinâmica (DLS), microscopia eletrônica de varredura-criogênico (Cryo-SEM) e calorimetria de titulação isotérmica (ITC). A incorporação de fosfogliceróis na formulação de vesículas a base de PC diminuiu o tamanho e a polidispersão das partículas, devido a um maior empacotamento das cadeias alifáticas por meio de interações de van der Waals. Além disso, resultou em uma diminuição significativa da carga superficial de -75 mV comparada com o potencial Z (ξ) das vesículas a base de PC. Ambos os sistemas foram modificados usando um polieletrólito catiônico (quitosana) de um peso molecular de 865 kDa e com um grau de desacetilação de 77 %. A natureza aniônica da vesícula fosfolipídica resultou em uma interação efetiva com o polieletrólito catiônico através de forças do tipo eletrostática, que foi determinada por meio de ITC. Os resultados foram complementados por meio da determinação de potencial Z dos sistemas modificados, o qual demostrou não ser necessária uma inversão completa da carga inicial da superfície da vesícula para assegurar o recobrimento desta. A adição de concentrações de quitosana maiores a 0,1 mg/mL conduziu à agregação das vesículas, o qual foi demostrado mediante Cryo-SEM e DLS. Este efeito foi mais significativo para o sistema baseado em dimiristoil fosfoglicerol sal de sódio e quitosana, devido à forte atração eletrostática.Ministerio de Ciencia y Tecnología/[Materiales inteligentes 023930]/MICIT/Costa RicaConsejo Nacional para Investigaciones Científicas y Tecnológicas/[Materiales inteligentes 023930]/CONICIT/Costa RicaUCR::Vicerrectoría de Docencia::Ciencias Básicas::Facultad de Ciencias::Escuela de Químic

Síntesis de nanopartículas anisotrópicas de oro utilizando vesículas liposomales modificadas con quitosano con potencial aplicación biomédica

Soto Cruz, J. (2015). Síntesis de nanopartículas anisotrópicas de oro utilizando vesículas liposomales modificadas con quitosano con potencial aplicación biomédica. [Tesis de Licenciatura]. Universidad Nacional, Heredia, C.R.Las nanopartículas de oro son una interesante alternativa para ser utilizadas en aplicaciones biomédicas como: terapias fototérmicas sobre células tumorales, liberación controlada de drogas y en el diseño de sensores. Sin embargo en la actualidad los métodos de síntesis utilizan reactivos que causan citoxicidad en las células y las que son sintetizadas con reactivos biocompatibles muestran un bajo rendimiento en la formación de partículas anisotrópicas. En este trabajo se desarrolló un método de síntesis de nanopartículas anisotrópicas de oro, utilizando vesículas a base de L-a-fosfatidilcolina (PC) y mezclas de PC/fosfogliceroles. Las vesículas fueron caracterizadas por medio de potencial Zeta. dispersión de luz dinámica (DLS) y microscopía electrónica de barrido-criogénico (CryoSEM). Las dispersiones mostraron potenciales Zeta negativos y tamaños de partícula entre 700 y 2600 nm, estos disminuyeron hasta alcanzar tamaños de alrededor de 100 nm según DLS, al someter las dispersiones a sonicación y extrusión, estos resultados coincidieron con los obtenidos mediante la técnica de Cryo-SEM. Las vesículas a base de PC fueron modificadas con quitosano de alto peso molecular (865 kDa) y con un grado de desacetilación de 77,8 ± 0,6 0/0, este proceso fue evaluado por medio del potencial Zeta y DLS. Las vesículas a base de PC y dimiristoilfosfatidilglicerol sal de sodio (DMPG-Na) también fueron modificadas con quitosano, este proceso fue estudiado por la técnica nanocalorímetrica de titulación isotérmica (nanoITC), potencial Zeta y DLS. De acuerdo con los resultados obtenidos se demostró que no es necesario invertir la carga inicial de la vesícula para asegurar el recubrimiento de la superficie de la misma con el quitosano. Las dispersiones preparadas se utilizaron en la síntesis de nanopartículas de oro (AuNPs). Las nanopartículas sintetizadas fueron caracterizadas por espectroscopía ultravioleta-visible (UV-Vis), microscopía electrónica de transmisión (TEM), microscopía de fuerza atómica (AFM), potencial Zeta y DLS. Con las mezclas de PC y fosfogliceroles se lograron sintetizar nanopartículas anisotrópicas, siendo la mezcla PC y DMPG-Na la que mostró un mejor rendimiento. Los máximos de absorción fueron reportados a 526 y 822 nm. Las partículas presentaron un potencial Zeta de -61 ± 16 mv y un tamaño de partícula de 132 ± 46 nm. Según las micrografías TEM se confirmó la obtención de partículas anisotrópicas, específicamente triangulares siendo la longitud de borde promedio entre los 75 y 100 nm. La síntesis de las AuNPs muestra una dependencia con la temperatura y el tiempo de reacción, siendo la síntesis a 25 0C la que genera un mejor rendimiento de partículas anisotrópicas. El efecto de la adición de sales resultó en el desplazamiento del máximo de absorción entre 800-1100 nm, distinguiéndose la completa desaparición del máximo de absorción con la adición de yoduro de sodio. Al añadir quitosano la absorción entre 7001100 nm disminuyó, obteniéndose partículas triangulares más redondeadas de acuerdo con el análisis de TEM. La centrifugación demostró ser un método de purificación efectivo según el análisis de TEM, duplicando la cantidad de partículas triangulares. Las partículas obtenidas podrían ser utilizadas en aplicaciones biomédicas debido a que se encuentran estabilizadas con fosfolípidos biocompatibles y biodegradables.Gold nanoparticles are an interesting alternative to be used in biomedical applications such as: photothermal therapies on tumor cells, controlled drug release and sensor design. However, currently the synthesis methods use reagents that cause cytotoxicity in cells and those that are synthesized with biocompatible reagents show a low yield in the formation of anisotropic particles. In this work, a method for the synthesis of anisotropic gold nanoparticles was developed, using vesicles based on L-a-phosphatidylcholine (PC) and PC/phosphoglycerol mixtures. The vesicles were characterized by means of Zeta potential. dynamic light scattering (DLS) and cryogenic-scanning electron microscopy (CryoSEM). The dispersions showed negative Zeta potentials and particle sizes between 700 and 2600 nm, these decreased until reaching sizes of around 100 nm according to DLS, when subjecting the dispersions to sonication and extrusion, these results coincided with those obtained by the Cryo- SEM. The PC-based vesicles were modified with chitosan of high molecular weight (865 kDa) and with a degree of deacetylation of 77.8 ± 0.6 0/0, this process was evaluated by means of the Zeta potential and DLS. Vesicles based on PC and dimyristoylphosphatidylglycerol sodium salt (DMPG-Na) were also modified with chitosan, this process was studied by the isothermal titration nanocalorimetric technique (nanoITC), Zeta potential and DLS. According to the results obtained, it was shown that it is not necessary to reverse the initial charge of the vesicle to ensure the coating of its surface with chitosan. The prepared dispersions were used in the synthesis of gold nanoparticles (AuNPs). The synthesized nanoparticles were characterized by ultraviolet-visible spectroscopy (UV-Vis), transmission electron microscopy (TEM), atomic force microscopy (AFM), Zeta potential, and DLS. With the mixtures of PC and phosphoglycerols it was possible to synthesize anisotropic nanoparticles, being the mixture PC and DMPG-Na the one that showed the best performance. Absorption maxima were reported at 526 and 822 nm. The particles presented a Zeta potential of -61 ± 16 mv and a particle size of 132 ± 46 nm. According to the TEM micrographs, the obtaining of anisotropic particles was confirmed, specifically triangular, with the average edge length between 75 and 100 nm. The synthesis of the AuNPs shows a dependence on the temperature and the reaction time, being the synthesis at 25 0C the one that generates the best yield of anisotropic particles. The effect of the addition of salts resulted in the displacement of the absorption maximum between 800-1100 nm, distinguishing the complete disappearance of the absorption maximum with the addition of sodium iodide. By adding chitosan, the absorption between 700-1100 nm decreased, obtaining more rounded triangular particles according to the TEM analysis. Centrifugation proved to be an effective purification method according to TEM analysis, doubling the amount of triangular particles. The obtained particles could be used in biomedical applications because they are stabilized with biocompatible and biodegradable phospholipids.Universidad Nacional, Costa RicaEscuela de Químic

Caracterización estructural de vesículas modificadas con quitosano

L-α-phosphatidylcholine (PC) and PC/phosphoglycerol based-vesicles were characterized by means of Dynamic Light Scattering (DLS), Cryo-Scanning Electron Microscopy (Cryo-SEM), and Isotermal Titration calorimetry (ITC). The incorporation of phosphoglycerol into the PC vesicles decreased the size and the polydispersity of the particles, due to an increase of the packing of the aliphatic chains in the palisade layer. This phenomenon has been interpreted in terms of strong van der Waal interactions.  The addition of phosphoglycerols resulted in a reduction in zeta potential (ξ) to values of -75 mV, compared to PC based-vesicles. Both systems were modified by using a high molecular weight chitosan (865 kDa) with a degree of deacetylation of 77%. Strong electrostatic interactions between the cationic polyelectrolyte and the vesicles were determined by ITC experiments. The results were reinforced by means of Z potential analysis.  It has been demonstrated that a complete inverse of the vesicle surface charge is not required to perform a complete coating of the phospholipid particles. The addition of concentration of chitosan above 0,1 mg/mL induced vesicles aggregation. Aggregated vesicle-polymer structures were visualized by Cryo-SEM and measured by DLS. This behavior was more significant for the PC/DMPG-Na-/chitosan system.Vesículas a base de L-α-fosfatidilcolina (PC) y mezclas de PC/fosfogliceroles fueron caracterizadas por medio de dispersión de luz dinámica (DLS), microscopía electrónica de barrido-criogénico (Cryo-SEM) y calorimetría de titulación isotérmica (ITC). La incorporación de fosfogliceroles en la formulación de vesículas a base PC disminuyó el  tamaño y la polidispersidad de las partículas, debido a un mayor empaquetamiento de las cadenas alifáticas por medio de interacciones de van der Waals. Además, resultó en una disminución significativa de la carga superficial de -75 mV comparada con el potencial Z (ξ) de las vesículas a base de PC. Ambos sistemas fueron modificados usando un polielectrolito catiónico (quitosano) de un peso molecular de 865 kDa y con un grado de desacetilación de 77 %.  La naturaleza aniónica de la vesícula fosfolipídica resultó en una efectiva interacción con el polielectrolito catiónico mediante fuerzas del tipo electrostática, la cual fue determinada por medio de ITC. Los resultados fueron complementados mediante la determinación de potencial Z de los sistemas modificados, lo cual demostró que no es necesaria una inversión completa de la carga inicial de la superficie de la vesícula para asegurar el recubrimiento de esta. La adición de concentraciones de quitosano mayores a 0,1 mg/mL condujo a la agregación de las vesículas, lo cual fue demostrado mediante Cryo-SEM y DLS. Este efecto fue más significativo para el sistema basado en dimiristoilfosfoglicerol sal de sodio y quitosano, debido a la fuerte atracción electrostática.

Nivel de Adherencia al Tratamiento Farmacológico y Dietético en Pacientes del Programa de Diabetes del Policlínico Chiclayo Oeste - Essalud en Diciembre del 2015

Objetivo. Como parte del tratamiento de la Diabetes Mellitus 2 (DM 2) no solo está implicado el tratamiento farmacológico sino también el ajuste de la dieta alimenticia, el control del peso y el desarrollo de actividades físicas. El objetivo de este estudio fue estimar el nivel de adherencia al tratamiento farmacológico y dietético, teniendo en cuenta la relación existente con la edad, el sexo, el grado de instrucción y el control de glicemia. Material y Método. Se realizó un estudio transversal descriptivo en 124 pacientes pertenecientes al programa de Diabetes del Policlínico Chiclayo Oeste – EsSalud en diciembre del 2015, el muestreo fue probabilístico y se contó con la autorización de las autoridades del Policlínico y del médico tratante, el análisis estadístico fue mediante Software Excel 2013. Resultados. De un total de 124 encuestados, el 35,48% presentó adherencia farmacológica, y el 33,87% adherencia dietética. Además el 47,58% reflejó control de la enfermedad teniendo como base el nivel de glicemia de su último control. Conclusiones. El nivel de adherencia al tratamiento tanto farmacológico como dietético no llega a la mitad de los pacientes y no se encontró una relación significativa entre pacientes con nivel de glicemia controlada y nivel de adherencia al tratamiento farmacológico y dietético

Evolution over Time of Ventilatory Management and Outcome of Patients with Neurologic Disease∗

OBJECTIVES: To describe the changes in ventilator management over time in patients with neurologic disease at ICU admission and to estimate factors associated with 28-day hospital mortality. DESIGN: Secondary analysis of three prospective, observational, multicenter studies. SETTING: Cohort studies conducted in 2004, 2010, and 2016. PATIENTS: Adult patients who received mechanical ventilation for more than 12 hours. INTERVENTIONS: None. MEASUREMENTS AND MAIN RESULTS: Among the 20,929 patients enrolled, we included 4,152 (20%) mechanically ventilated patients due to different neurologic diseases. Hemorrhagic stroke and brain trauma were the most common pathologies associated with the need for mechanical ventilation. Although volume-cycled ventilation remained the preferred ventilation mode, there was a significant (p < 0.001) increment in the use of pressure support ventilation. The proportion of patients receiving a protective lung ventilation strategy was increased over time: 47% in 2004, 63% in 2010, and 65% in 2016 (p < 0.001), as well as the duration of protective ventilation strategies: 406 days per 1,000 mechanical ventilation days in 2004, 523 days per 1,000 mechanical ventilation days in 2010, and 585 days per 1,000 mechanical ventilation days in 2016 (p < 0.001). There were no differences in the length of stay in the ICU, mortality in the ICU, and mortality in hospital from 2004 to 2016. Independent risk factors for 28-day mortality were age greater than 75 years, Simplified Acute Physiology Score II greater than 50, the occurrence of organ dysfunction within first 48 hours after brain injury, and specific neurologic diseases such as hemorrhagic stroke, ischemic stroke, and brain trauma. CONCLUSIONS: More lung-protective ventilatory strategies have been implemented over years in neurologic patients with no effect on pulmonary complications or on survival. We found several prognostic factors on mortality such as advanced age, the severity of the disease, organ dysfunctions, and the etiology of neurologic disease