Nickel(II) complexes based on L-amino-acid-derived ligands: Synthesis, characterization and study of the role of the supramolecular structure in carbon dioxide capture

The formation of the symmetrical 3-carbonate-bridged self-assembled trinuclear NiII complex Na2{[Ni(LO)2(H2O)]3(3-CO3)} (LO is the carboxylate anion of a l-tyrosine derivative), involves atmospheric CO2 uptake. The asymmetric unit of the complex comprises an octahedral coordination for the NiII with two l-tyrosine-based ligands, a water molecule and one O atom of the carbonate bridge. The Ni3–3-CO3 core in this compound is the first reported of this kind according to the Cambridge Structural Database (CSD). The supramolecular structure is mainly sustained by hydrogen bonds developed by the phenolic functionality of the l-tyrosine moiety of one ligand and the carboxylate group of a neighbouring ligand. The crystal packing is then characterized by three interpenetrated supramolecular helices associated with a diastereoisomer of the type RsupP, which is essential for the assembly process. Magnetic susceptibility and magnetization data support weak ferromagnetic exchange interactions within the novel Ni3–3-CO3 core. The NiII complex obtained under the same synthetic conditions but using the analogous ligand derived from the amino acid l-phenylalanine instead of l-tyrosine gives rise to to a mononuclear octahedral system. The results obtained for the different complexes demonstrate the role of the supramolecular structure regarding the CO2 uptake property for these NiII–amino-acid-based systems.Fil: Rivas Marquina, Andrea Paola. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física; ArgentinaFil: Movilla, Federico. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física; ArgentinaFil: Sanchez Montilva, Olga Carolina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Rentschler, Eva. Universidad de Mainz; AlemaniaFil: Carrella, Luca. Universidad de Mainz; AlemaniaFil: Alborés, Pablo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Di Salvo, Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física; Argentin

Robust estimation of bacterial cell count from optical density

Optical density (OD) is widely used to estimate the density of cells in liquid culture, but cannot be compared between instruments without a standardized calibration protocol and is challenging to relate to actual cell count. We address this with an interlaboratory study comparing three simple, low-cost, and highly accessible OD calibration protocols across 244 laboratories, applied to eight strains of constitutive GFP-expressing E. coli. Based on our results, we recommend calibrating OD to estimated cell count using serial dilution of silica microspheres, which produces highly precise calibration (95.5% of residuals <1.2-fold), is easily assessed for quality control, also assesses instrument effective linear range, and can be combined with fluorescence calibration to obtain units of Molecules of Equivalent Fluorescein (MEFL) per cell, allowing direct comparison and data fusion with flow cytometry measurements: in our study, fluorescence per cell measurements showed only a 1.07-fold mean difference between plate reader and flow cytometry data

Synthesis, structural characterization, and properties of systems obtained from Schiff-bases derived building blocks

Las bases de Schiff son compuestos que se obtienen a partir de reacciones de condensación que involucran típicamente un grupo aldehído y una amina primaria. El grupo funcional generado, llamado azometino (HC=N), actúa como sitio de coordinación de iones metálicos mediante el par de electrones libres del átomo de N. Por otro lado, controlando las condiciones de síntesis es posible la obtención de bases de Schiff reducidas (aminas secundarias). Estas especies son menos reactivas, pero más resistentes a la hidrólisis, y además, presentan un grupo funcional capaz de establecer uniones de hidrógeno, aportándole estabilidad estructural al sistema resultante. La eficacia y estabilidad de los compuestos tipo base de Schiff como ligandos mejora cuando estos están acompañados de otros grupos funcionales con capacidad de donar electrones, dando lugar a ligandos polidentados. Los complejos metálicos generados son de gran interés debido a su estabilidad y versatilidad. En este sentido, las aplicaciones de los sistemas que presentan este tipo de ligandos se han reportado recientemente, entre los que se destacan, su empleo como catalizadores, el desarrollo de dispositivos de óptica no lineal y quimiosensores, y su utilización en el campo de la biomedicina. En este contexto, a lo largo de la presente tesis doctoral, se diseñaron y sintetizaron diferentes familias de compuestos tipo base de Schiff utilizando mono-, di- y trialdehídos y diferentes aminas, incluyendo L-α-aminoácidos. Como resultado se obtuvieron sistemas con una gran diversidad estructural y de propiedades. En primer lugar, se sintetizó una familia de derivados utilizando L-fenilalanina (L-Phe) y L-tirosina (L-Tyr) y los aldehídos piperonal y benzaldehído, y sus complejos de coordinación de níquel (II). Luego, se estudió la influencia de la identidad del aminoácido y el aldehído empleado, es decir de los grupos funcionales que estos aportan a la base de Schiff, en las propiedades moleculares y de autoensamblado. En segundo lugar, se sintetizaron di y trialdehídos para estudiar el efecto de aumentar la cantidad de grupos funcionales en las moléculas resultantes. Empleando L-Phe y L-Tyr se sintetizó una familia de di y triarilaminas ramificadas que, además de poder establecer uniones de coordinación con diferentes iones metálicos (gracias al desarrollo de interacciones no covalentes muy estables, como uniones hidrógeno e interacciones π-π), dieron lugar a geles supramoleculares. Finalmente, se sintetizaron y caracterizaron compuestos de coordinación mono- y dinucleares utilizando la plataforma [Ir(ppy)2]^+(ppy = fenilpiridina), con el objetivo de estudiar cómo las propiedades fotofísicas y fotoquímicas pueden ser moduladas variando la naturaleza de los ligandos incorporados. Específicamente, se investigaron dos familias de compuestos de Ir(III), utilizando ligandos orgánicos tipo base de Schiff sintetizados a partir de diaminas y 4-carboxipiridina, y por otro lado, los aniones cianato (NCO—), tiocianato (NCS—), cianuro (CN—) y azida (N3—). En resumen, durante el desarrollo de la presente tesis ha sido posible demostrar la versatilidad de las bases de Schiff para el diseño y desarrollo de bloques de construcción que le otorgan diferentes propiedades estructurales y fisicoquímicas a los sistemas resultantes [fórmula aproximada, revisar la misma en el original].Schiff bases are usually prepared by condensation of aldehydes and primary amines, involving a covalent imine bond formation. The corresponding azomethine (-HC=N-) resulting functional group can act as a coordination site to several metal ions via lone pairs of the N atoms. On the other hand, by controlling the synthesis conditions, it is possible to obtain reduced Schiff bases (secondary amines). These species are less reactive but more resistant to hydrolysis. In addition, they present a functional group capable of establishing hydrogen bonds, providing structural stability to the resulting system. The efficiency and the stability of Schiff bases as ligands are enhanced with the presence of others electron donor functional groups, providing polydentate ligands. The metal complexes generated are of great interest due to their stability and versatility. In this sense, the applications of the systems that present this type of ligands have been reported recently, among which stand out, their use as catalysts, the development of nonlinear optics devices and chemosensors, and their aplication in the field of biomedicine. In this context, throughout this doctoral thesis, different families of Schiff base-type compounds were synthesized using mono-, di- and trialdehydes and amines, including L-α-amino acids. Therefore, systems with great structural diversity and properties were obtained. Firstly, a family of derivatives using L-phenylalanine (L-Phe) and L-tyrosine (L-Tyr) with piperonal and benzaldehyde, and their nickel (II) coordination complexes were synthesized. One of the main goals was the study of the influence of the L-α-AA and aldehyde used as starting materials, molecules that provide the functional groups present in the Schiff base ligands, in the molecular and self-assembly properties. Then, flexible di and trialdehydes were synthesized as platforms for the obtaining of a family of branched di and triarylamines derived from L-Phe and L-Tyr. Obtained products showed multiple hydrogen bonding sites and π-π interactions and gave place to supramolecular gels at room temperature. Finally, mono- and dinuclear complexes were synthesized using the [Ir(ppy)2]^+(ppy = phenylpyridine) core, to study the modulation of the photophysical and photochemical properties by modifying the identity of the incorporated ligand. Thus, two families of the Ir(III) complexes were synthesized. One uses Schiff base-type ligands prepared from diamines and 4-carboxypyridine, and the other, incorporates cyanate (NCO—), thiocyanate (NCS—), cyanide (CN—) and azide (N3—) anions. In summary, during the research of this PhD thesis, it has been possible to demonstrate the versatility of systems based on Schiff base compounds to the design and development of building blocks that provide structural diversity and different physical and chemical properties [fórmula aproximada, revisar la misma en el original].Fil: Rivas Marquina, Andrea Paola. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina