Effect of confinement of horse heart cytochrome c and formate dehydrogenase from Candida boidinii on mesoporous carbons on their catalytic activity

This study reports the immobilization of two biocatalysts (e.g., cytochrome c—Cyt c—and the non-metalloenzyme formate dehydrogenase from Candida boidinii–cbFDH) on a series of mesoporous carbons with controlled pore sizes. The catalytic activity of the nanoconfined proteins was correlated with the pore size distribution of the carbon materials used as supports. The electrochemical behaviour of nanoconfined Cyt c showed direct electron transfer electroactivity in pore sizes matching tightly the protein dimension. The pseudo-peroxidase activity towards H2O2 reduction was enhanced at pH 4.0, due to the protein conformational changes. For cbFDH, the reduction of CO2 towards formic acid was evaluated for the nanoconfined protein, in the presence of nicotinamide adenine dinucleotide (NADH). The carbons displayed different cbFDH uptake capacity, governed by the dimensions of the main mesopore cavities and their accessibility through narrow pore necks. The catalytic activity of nanoconfined cbFDH was largely improved, compared to its performance in free solution. Regardless of the carbon support used, the production of formic acid was higher upon immobilization with lower nominal cbFDH:NADH ratios.NHI. VM and JI thank MINICINN, Spain (projects CTQ2013-48280-C3-3-R and CTQ2016-76231-C2-2-R) for financial support. COA thanks the financial support of the European Research Council through a Consolidator Grant (PHOROSOL 684161)

The electrochemistry of 5-halocytosines at carbon based electrodes towards epigenetic sensing

Epigenetic modifications in DNA are strongly linked to the triggering and development of pathophysiological disorders and cancer diseases. The halogenation of DNA via radical species, particularly the formation of 5-chlorocytosine (ClC), has recently emerged as epigenetic modification. This work deals for the first time with the exploration of the electrochemical behaviour of ClC on different carbon electrodes such as glassy carbon and boron-doped diamond using cyclic voltammetry and square wave voltammetry. When comparing both carbon materials, the use of glassy carbon turned out to be the appropriate in terms of a more well-defined anodic wave and higher sensitivity. The electrochemical oxidation potential of ClC resulted to be linearly dependent on the pH with a maximum current intensity in acetic acid buffer solution under the conditions used. Moreover, a linear response between peak current intensity and ClC concentration was obtained within the range of 200 and 1000 μM with a limit of detection of 200 μM. In order to elucidate the reaction mechanism of the process, the main oxidation products after a preparative electrolysis were detected by HPLC-MS. Simultaneous detection of ClC in the presence of the unmodified cytosine and mixtures containing other nucleic bases such as guanine, adenine and thymine was also addressed. Finally, the effect of the halogen atom (X = F, Cl, Br) located at position C-5 of the cytosine entity upon the electrooxidation process was examined by theoretical calculations, too.I.S.M., N.H.I. and J.I. thank the Ministerio de Economia y Competitividad MINECO, Spain for its financial support by the research projects CTQ2013-48280-C3-3-R and CTQ2016-76231-C2-2-R

Boron-doped diamond electrodes explored for the electroanalytical detection of 7-methylguanine and applied for its sensing within urine samples

Epigenetic modifications have been associated by many studies with several types of diseases and metabolic dysfunctions. Specifically, N7-methyl modification of guanine (7-mG) is well established to be used as a biomarker for the detection and determination of DNA methylation. The use of an electrochemical sensor has the potential to provide a simpler and more economic sensing methodology for the determination of 7-mG compared to traditionally utilised laboratory based approaches. In this paper we demonstrate the feasibility of an electrochemical sensor which could potentially be easily applied towards the determination of 7-mG within biological samples, such as human urine. A practical electrochemical configuration was employed consisting of a boron-doped diamond electrode (BDD) as the working electrode and a screen-printed graphite electrode (SPE) providing the counter electrode and the reference electrode. With this new protocol, the electrochemical behaviour of 7-mG has been investigated via cyclic voltammetry (CV) and square wave voltammetry (SWV) using a BDD electrode with a simplified electrochemical set-up. The electrochemical behaviour of 7-mG within acetate buffer solutions at a BDD electrode has been compared and contrasted to a glassy carbon electrode with the following parameters studied: voltammetric scan rate, solution pH, 7-mG concentration and electrode surface pretreatment. The oxidative mechanism elucidation has been performed at controlled potential and such results have provided the dimer formation as the major product. The simultaneous electroanalytical identification of 7-mG together with the presence of guanine, adenine and 8-oxoguanine has been investigated under the optimum experimental conditions. Furthermore, the feasibility of using a BDD electrode for the detection of 7-mG is explored in a human urine sample.Authors would like to acknowledge funding throughout the University of Alicante. J. Iniesta thanks the programme Salvador de Madariaga from the Ministerio de Economía y Competitividad, grant number PRX14/00363

Realización de un congreso online para fomentar la participación y aprendizaje en reuniones científicas

Los congresos científicos son una herramienta tan valiosa como infrautilizada en el aprendizaje para estudiantes de tercer ciclo y es que, desgraciadamente, éstos no son aprovechados al máximo puesto que las intervenciones en las que los estudiantes plantean dudas o preguntas son prácticamente nulas. Con el objetivo de fomentar la participación de los estudiantes en los congresos científicos, se ha organizado y realizado un congreso online para estudiantes de máster y doctorado en el programa interuniversitario "Electroquímica. Ciencia y Tecnología", empleando la herramienta Moodle. En este congreso, los alumnos han presentado comunicaciones científicas en formato póster y se han llevado a cabo discusiones científicas sobre estas contribuciones. Para fomentar la participación de los alumnos, se han otorgado certificados de participación y premios al estudiante más participativo y al mejor póster. El congreso ha sido evaluado por parte de los participantes mediante una encuesta, con el fin de obtener un feedback para una posible próxima edición del congreso

Celebración del I Congreso Online de Jóvenes Investigadores, herramienta científica de presente y futuro

Históricamente, los congresos científicos son, y han sido, uno de los mecanismos más efectivos para la difusión y el debate del conocimiento. A pesar de ello, un ambiente altamente formal no es el más idóneo para que los estudiantes de tercer ciclo saquen el máximo rendimiento, relegándolos a un segundo plano y anulando prácticamente su participación. Con el reto de propiciar la intervención de los estudiantes de máster y doctorado, fundamentalmente a través de planteamiento de preguntas, se ha organizado y celebrado el I Congreso Online de Jóvenes Investigadores en Electroquímica. Enmarcado en los programas interuniversitarios de máster y doctorado de “Electroquímica. Ciencia y Tecnología”, y mediante la herramienta Moodle, los estudiantes han participado en el congreso mediante comunicaciones en formato de póster. Además, han podido mantener discusiones científicas y expresar sus dudas e inquietudes hacia el trabajo de sus compañeros. Para implicar al alumno, se han otorgado certificados de participación y varios premios, uno de ellos otorgado por los propios estudiantes mediante un sistema de votación. En previsión de próximas ediciones del congreso se hizo una encuesta de satisfacción y sugerencias entre los participantes

Congreso online como herramienta docente para estudiantes de tercer ciclo en Electroquímica

Los congresos científicos son una buena herramienta para que los estudiantes de tercer ciclo puedan ampliar sus conocimientos. Sin embargo, las intervenciones donde los estudiantes plantean dudas o preguntas son prácticamente nulas. Con el objetivo de fomentar la participación de los estudiantes en los congresos científicos, la nueva red continua con el trabajo anteriormente realizado, llevando a cabo la II edición del Congreso online de estudiantes dentro del programa interuniversitario “Electroquímica. Ciencia y Tecnología”. La red busca concienciar acerca de la importancia que para un investigador tiene un congreso científico y a su vez, incrementar y mejorar su participación. Para ello, se utiliza un formato más atractivo que en la edición anterior, que mejora el entorno de trabajo y favorece la interacción entre los estudiantes. Asimismo, se emplean estrategias de comunicación más desarrolladas para hacer crecer el número de participantes. Finalmente, se establecerán diferentes parámetros para evaluar la actividad durante el congreso y se entregarán premios para motivar la participación

PH effects on molecular hydrogen storage in porous organic cages deposited onto platinum electrodes

Hydrogen absorption is a crucial process in energy storage (microscopic or macroscopic) and management and here a porous organic cage (POC) material is shown to bind and release hydrogen when deposited directly onto a platinum electrode and immersed into aqueous electrolyte. Preliminary voltammetry experiments for the POC CC3 deposited onto a platinum disc electrode reveal uptake and release of hydrogen gas (probably coupled to water release and uptake, respectively) in the vicinity of the electrode. Significant pH effects on the rate of binding and release are reported and explained with a change in H2 binding rate. In future, “wet” POCs or POCs dispersed in aqueous solution could be employed for enhancing hydrogen capture/transport in energy applications.N.H. and J.I. thank MINICINN, Spain (projects CTQ2013-48280-C3-3-R and CTQ2016-76231-C2-2-R (AEI/FEDER, UE)) for financial support and the University of Alicante for support for a PhD exchange visit. J.-S.M.L., M.E.B., and A.I.C. thank EPSRC (EP/H000925/1) for financial support

Congreso online como herramienta docente para estudiantes de máster y doctorado

Los congresos científicos son el segundo medio de difusión de resultados y conocimientos científicos y representan además, una gran oportunidad para contactar con otros colegas de profesión y establecer futuras colaboraciones. En el entorno de esta red se ha organizado la segunda edición de un congreso online para estudiantes del Programa de Máster y Doctorado en “Electroquímica. Ciencia y Tecnología”, con la firme intención de que sirva no sólo como medio de aprendizaje, sino también para que los estudiantes se habitúen al intercambio de dudas y preguntas sobre sus propios trabajos y los de otros investigadores y pasen a desempeñar un papel más activo en congresos científicos presenciales. Por otro lado, en esta segunda edición del congreso online, se han planteado objetivos más ambiciosos tanto en cuanto al número de participantes respecto a la edición anterior como en el grado de participación de los inscritos. En este sentido, las estrategias llevadas a cabo han sido satisfactorias y hemos logrado no sólo un importante aumento de participantes sino también un mayor grado de implicación de los mismos, lo que se refleja en el número de visitas a los pósteres como el número de preguntas y respuestas formuladas por los estudiantes

Estrategias para la mejora de la cooperación y trabajo en equipo en un congreso

La introducción de las tecnologías de la información y comunicación (TIC) en los campos de la docencia e investigación presenta numerosas ventajas en relación al fomento de la participación, el trabajo colaborativo y la cooperación de los estudiantes de grado, de máster o de doctorado. Este trabajo tiene como primer objetivo analizar el impacto de las plataformas online sobre el aprendizaje de los estudiantes y, en segundo lugar, desarrollar alternativas que fomenten la participación e interacción de los estudiantes utilizando estas plataformas educativas. Con estos objetivos, esta red educativa ha adquirido durante estos últimos años una notable experiencia en la organización de congresos online. Sin embargo, todas las potencialidades comunicativas que podría ofrecer un congreso online a sus participantes no han sido todavía exploradas: la incorporación de las herramientas utilizadas en las redes sociales para promover la participación de los estudiantes, o bien la posibilidad de que los estudiantes participen a través de otros formatos además del póster, entre otras, podrían ser altamente beneficiosas. En relación a este último aspecto, una posible alternativa sería la presentación de comunicaciones en formato de presentación flash, PowerPoint, o cualquier otro formato interactivo donde se muestren los aspectos claves de la investigación del participante

Platinum Nanoparticle Inclusion into a Carbonized Polymer of Intrinsic Microporosity: Electrochemical Characteristics of a Catalyst for Electroless Hydrogen Peroxide Production

The one-step vacuum carbonization synthesis of a platinum nano-catalyst embedded in a microporous heterocarbon (Pt@cPIM) is demonstrated. A nitrogen-rich polymer of an intrinsic microporosity (PIM) precursor is impregnated with PtCl62− to give (after vacuum carbonization at 700 °C) a nitrogen-containing heterocarbon with embedded Pt nanoparticles of typically 1–4 nm diameter (with some particles up to 20 nm diameter). The Brunauer-Emmett-Teller (BET) surface area of this hybrid material is 518 m2 g−1 (with a cumulative pore volume of 1.1 cm3 g−1) consistent with the surface area of the corresponding platinum-free heterocarbon. In electrochemical experiments, the heterocarbon-embedded nano-platinum is observed as reactive towards hydrogen oxidation, but essentially non-reactive towards bigger molecules during methanol oxidation or during oxygen reduction. Therefore, oxygen reduction under electrochemical conditions is suggested to occur mainly via a 2-electron pathway on the outer carbon shell to give H2O2. Kinetic selectivity is confirmed in exploratory catalysis experiments in the presence of H2 gas (which is oxidized on Pt) and O2 gas (which is reduced on the heterocarbon surface) to result in the direct formation of H2O2. View Full-Tex