Revista Colombiana de Química

Anti-pepsin activity of silicon dioxide nanoparticles

SiO2NPs as an inhibitor of pepsin enzyme for treatment of gastro-esophageal reflux disease (GERD) were investigated. Silicon dioxide nanoparticles (pepsin coated SiO2NPs) are among the safest nanoparticles that can be used inside the human body. The activity of pepsin before and after the addition of certain amounts of the NPs to the reaction mixture was measured spectrophotometrically. Furthermore, these experiments were repeated at different temperatures, different weights of NPs, and different ionic strengths. The kinetic parameters (Km & Vmax) of the pepsin-catalyzed reactions were calculated from the Lineweaver-Burk plots. The results showed that there is a significant reduction of pepsin activity by SiO2NPs (Vmax of free pepsin = 4.82 U and Vmax of the immobilized pepsin = 2.90 U). The results also indicated that the presence of ionic strength causes remarkable reduction of pepsin activity. It can be concluded the best condition for inhibition of pepsin activity is by using a combinationof SiO2NPs and high concentration NaCl at 37 °C.

Se usaron nanopartículas de dióxido de silicio como inhibidores de la pepsina para el tratamiento del reflujo gastroesofágico (GERD). Estas nanopartículas (SiO2NPs recubiertas de pepsina) son unas de las más seguras y pueden usarse en el cuerpo humano. Se midió a través de espectrofotometría la actividad de la pepsina antes y después de añadir cierta cantidad de NPs a la mezcla reactante. Adicionalmente, se repitieron estas pruebas a diferentes temperaturas, variando el peso de las NPs y la fuerza iónica. Se calcularon los parámetros cinéticos (Km y Vmax) de las reacciones catalizadas con pepsina a través de las gráficas de Lineweaver-Burk. Los resultados mostraron que, usando SiO2NPs (Vmax de pepsina libre = 4.82 U y Vmax de pepsina inmovilizada = 2.90 U) y a través de la presencia de fuerza iónica, la actividad enzimática se reduce significativamente. Se concluye que la mejor condición para inhibir la actividad enzimática es usando una combinación de SiO2NPs y una alta concentración de NaCl a 37 °C.

Foram usadas nanopartículas de dióxido de silício como inibidores da pepsina para o tratamento do refluxo gastroesofágico (GERD). Estas nanopartículas (SiO2NPs cobertas de pepsina) são uma das mais seguras e podem usar-se no corpo humano. Foi medida a atividade da pepsina mediante espectrofotometria antes e depois de agregar certa quantidade de NPs à mistura de reação. Adicionalmente, repetiram-se estas provas a diferentes temperaturas, variando o peso das NPs e a força iónica. Foram calculados os parâmetros cinéticos (Km e Vmax) das reações catalisadas com pepsina a través das gráficas de Lineweaver-Burk. Os resultados mostraram que, usando SiO2NPs (Vmax de pepsina livre = 4.82 U e Vmax de pepsina imobilizada = 2.90 U) e a través da presença de força iónica, a atividade enzimática se reduze significativamente. Foi concluído que a melhor condição para inibir a atividade enzimática é usando uma combinação de SiO2NPs e uma alta concentração de NaCl a 37 °C.

**Comparison between extraction methods to obtain volátiles from lulo (Solatium quitoense) pulp**

Simultaneous Distillation-Solvent Extraction (SDE) and Headspace Solid Phase Micro-extraction (HS-SPME), coupled to Gas Chromatography-Mass Spectrometry (GC-MS), for recovery of volatiles from lulo pulp (Solanum quitoense) were compared. A completely randomized SDE/GC-MS design was applied to establish differences between the areas obtained with different solvents, whereas a two-way HS-SPME/GC-MS indicated the most appropriate extraction conditions of volatiles, having the type of fiber and the adsorption temperature as factors. SDE/GC-MS mainly promoted the extraction of hydrocarbons, aldehydes, and esters; whereas esters and aldehydes had higher areas using HS-SPME/GC-MS. Furthermore, the variance analysis showed a significant interaction among the type of fiber, the adsorption temperature, and the functional groups.

Se compararon los métodos de extracción y destilación simultánea (SDE) y microextracción en fase sólida con espacio de cabeza (HS-SPME), acoplados a cromatografía de gases con detector de espectrometría de masas (GC-MS), para la recuperación de volátiles a partir de pulpa de lulo (Solanum quitoense). Se realizó un diseño completamente al azar aplicado al tipo de solvente para SDE/GC-MS, mientras que para HS-SPME/GC-MS se ejecutó un diseño a dos vías, teniendo como factores el tipo de fibra y la temperatura de adsorción. En el primer caso se obtuvieron principalmente hidrocarburos, aldehídos y ésteres; en el segundo, se recuperaron ésteres y aldehídos. El análisis de varianza mostró una interacción significativa entre el tipo de fibra, la temperatura de adsorción y los grupos funcionales.

Foram comparados os métodos de extração e destilação simultânea (SDE) e microextração em fase sólida com espaço de cabeça (HS-SPME), acopladas à cromatografia gasosa-espectrometria de massa (GC-MS), para à recuperação de voláteis a partir da polpa de lulo (Solanum quitoense). Foi realizado um delineamento completamente casualizado aplicado ao tipo de solvente para à SDE/GC-MS, enquanto à HS-SPME/GC-MS foi executado um desenho de duas vias, tendo como fatores o tipo de fibra e a temperatura de adsorção. No primeiro caso foram obtidos sobretudo hidrocarbonetos, aldeídos e ésteres; no segundo foram obtidos ésteres e aldeídos. A análise de variância mostrou uma interação significativa entre o tipo de fibra, a temperatura de adsorção e os grupos funcionais.

Analytical method validation of GC-FID for the simultaneous measurement of hydrocarbons (C₂-C₄) in their gas mixture

An accurate gas chromatography coupled to a flame ionization detector (GC-FID) method was validated for the simultaneous analysis of light hydrocarbons (C2-C4) in their gas mixture. The validation parameters were evaluated based on the ISO/TEC 17025 definition including method selectivity, repeatability, accuracy, linearity, limit of detection (LOD), limit of quantitation (LOQ), and ruggedness. Under the optimum analytical conditions, the analysis of a gas mixture revealed that each target component was well-separated with high selectivity property. The method was also found to be precise and accurate. The method linearity was found to be high with good correlation coefficient values (R² ≥ 0.999) for all target components. It can be concluded that the GC-FID developed method is reliable and suitable for determination of light C2-C4 hydrocarbons in their gas mixture. The validated method was successfully applied to the estimation of light C2-C4 hydrocarbons in natural gas samples, showing high performance repeatability with relative standard deviation (RSD) less than 1.0% and good selectivity with no interference from other possible components.

Se validó una cromatrografía de gases precisa, acoplada con un detector de ionización de llama (GC-FID) para el análisis simultáneo de hidrocarburos ligeros (C2-C4) en su mezcla gaseosa. Los parámetros de validación se evaluaron con base en la definición de la ISO/ IEC 17025, que incluye selectividad del método, precisión y repetibilidad, exactitud, linealidad, limite de detección (LOD), limite de cuantificación (LOQ) y robustez. Bajo las condiciones analiticas óptimas, el análisis de la mezcla gaseosa mostró que cada analito de interés fue separado adecuadamente con alta selectividad. Se encontró también que el método fue preciso y exacto; la linealidad fue alta y con buen coeficiente de correlación lineal (R² ≥ 0.999) para todos los analitos. Se puede concluir que el método GC-FID es confiable y apropiado para la determinación de hidrocarburos ligeros C2-C 4 en una mezcla gaseosa. El método validado ha sido exitosamente aplicado a la valoración de hidrocarburos ligeros C2-C4 en muestras de gas natural, mostrando alta repetibilidad con desviación estándar relativa (RDS) menor al 1% y buena selectividad sin interferencias de otros posibles componentes.

Foi avaliada uma cromatografia gasosa precisa, equipada com um detector de ionização de chama (CG-FID) para a análise simultâneo de hidrocarbonetos ligeiros (C2-C4) em uma mistura gasosa. Os parâmetros de validação foram avaliados baseados na definição da ISO/IEC 17025, que inclui seletividade do método, precisão e repetibilidade, exatidão, linearidade, limite de detecção (LOD), limite de quantificação (LOQ) e robustez. Baixo as condições analiticas ótimas, a análise da mistura gasosa mostrou que cada analito foi separado adequadamente com alta seletividade. Também foi encontrado que o método foi preciso e exato; a linearidade foi alta e com bom coeficiente de correlação linear (R² ≥0.999) para todos os analitos. Pode-se concluir que o método GC-FID é confiável e apropriado para a determinação de hidrocarbonetos ligeiros C2-C4 em uma mistura gasosa. O método avaliado têm sido exitosamente aplicado à valoração de hidrocarbonetos ligeiros C2-C4 em amostras de gás natural mostrando alta repetibilidade com desvio-padrão relativo menor funcionais. ao 1% e boa seletividade sem interferências de outros possiveis componentes.

A DFT study on Dichloro {(E)-4-dimethylamino-N'-[(pyridin-2-yl) methylidene_KN] benzohydrazide-_k0}M²⁺(M = Zn, Cu, Ni, Fe, Mn, Ca and Co) complexes: Effect of the metal over association energy and complex geometry

The molecular geometry of (E)-4-dimethylamino-N'-[(pyridin-2yl)methylidene-kN]benzohydrazide (C15H16N4O) complexed with M²+ (M=Zn, Cu, Ni, Fe, Mn, Ca and Co) ions was calculated, using density functional theory (B3LYP) with 6-31G(d, p) basis set. Vibrational frequencies were computed in order to verify the absence of imaginary vibrational frequencies, fact that confirms the global minimum in geometry optimization. Molecular geometry parameters (bond lengths and angles) for Cu²+ and Zn²+ complexes were compared with crystallographic data previously reported, showing good correlation. Binding energies for all complexes were computed at the B3LYP/6-31G++(d, p) level of theory. These calculations indicate that Cu-L is the lowest favorable complex, Cu²+ corresponds to the smallest cation on the present study. On the other hand, Ca-L, one of the less favorable complex, corresponds to the largest cation analyzed in the present study. Molecular orbital analysis was carried out showing variations in ΔE HOMO-LUMO values as a function of the metallic ion employed.

La geometría molecular de la (E)-4-dimetilamino-N'-[(piridin-2-il) metilideno-kN] benzohidrazida (C15H16N4O) acomplejada con iones M²+ (M=Zn, Cu, Ni, Fe, Mn, Ca y Co) se calculó usando la teoría funcional de densidad (B3LYP) empleando un conjunto de bases 6-31G(d, p). Las frecuencias vibracionales fueron calculadas con el propósito de comprobar la ausencia de frecuencias vibracionales imaginarias, hecho que confirma el mínimo global en la optimización de la geometría. Los parámetros de la geometría molecular (longitudes de enlace y ángulos) para los complejos de Cu²+ y Zn²+ fueron comparados con datos cristalográficos previamente reportados, mostrando una buena correlación. Las energías de asociación para todos los complejos fueron determinadas a un nivel de teoría B3LYP/6-31G++(d, p) mostrando que el complejo menos favorable es Cu-L, correspondiente al catión más pequeño del estudio. Por otro lado Ca-L, uno de los menos estables, corresponde al catión más grande analizado. Se llevó a cabo un análisis de orbitales moleculares en el cual los complejos exhibieron diferentes valores de ΔE HOMO-LUMO en función del metal empleado.

A geometria molecular da (E)-4-dimetilamino-N'-[(piridin-2-il) metilideno-kN] benzohidrazida (C15H16N4O) acomplexada com íons M²+ (M=Zn, Cu, Ni, Fe, Mn, Ca y Co) foi calculada usando a teoria funcional da densidade (B3LYP) utilizando um conjunto de bases 6-31G(d, p). As frequências vibracionais foram calculadas com o objetivo de comprovar a ausência de frequências vibracionais imaginárias, fato que confirma o mínimo global na otimização da geometria. Os parâmetros da geometria molecular (longitudes de enlace e ângulos) para os complexos de Cu²+ y Zn²+ foram comparados com dados cristalográficos previamente reportados e mostraram boa correlação. As energias de associação para todos os complexos foram determinadas ao nível de teoria B3LYP/6-31G++(d, p) mostrando que o complexo menos favorável é Cu-L, correspondente ao cátion mais pequeno do estudo. Por outro lado Ca-L, um dos menos estáveis, corresponde ao cátion mais grande analisado. Foi feita uma análise de orbitais moleculares no qual os complexos exibiram diferentes valores de ΔE HOMO-LUMO em função do metal utilizado.

Synthesis and structural characterization of Zn-Al-Cu hydrotalcites

Las hidrotalcitas pueden ser usadas en áreas como catálisis, medicina, química ambiental, entre otras. Dependiendo de los metales presentes, los sólidos derivados de la calcinación de hidrotalcitas también son usados debido a su carácter básico, efecto de memoria y alta área superficial especifica. En este estudio se describen algunas características de hidrotalcitas a base de Cu-Zn-Al. Los análisis se realizaron usando AAS, DRX, FTIR, TGA y DSC. En el espectro FTIR se observó que, en los sólidos con mayor cantidad de cobre, la banda del estiramiento O••H (M••OH, H••OH) se desplazó a valores más bajos de número de onda, debido a que la densidad electrónica de los grupos OH se orienta hacia el centro metálico de cobre. En todos los sólidos se observó la formación de la fase hidrotalcita, y de la fase Cu(OH)) en los sólidos con mayor contenido de cobre, lo que puede ser atribuido al efecto Jahn-Teller. Los resultados mostraron que los sólidos con mayor contenidode cobre colapsan en temperaturas menores. En todas las muestras se observaron eventos como:descomposición de la estructura HTLc, formación de óxidos metálicos y descomposición decarbonatos que quedaron ocluidos en los poros de los sólidos debido al colapso de la estructuralaminar.

Hydrotalcite-like compounds have been used in catalysis, medicine, environmental chemistry, and other applications. Depending on the metals present, the solids obtained by calcination can be used due to their basicity, memory effect, and high specific surface area. This study describes some characteristics of hydrotalcites based on Cu-Zn-Al. The solids were characterized by AAS, XRD, FTIR, DSC and TGA. In the FTIR spectra it was observed that in the solids with higher copper contents the band signed to O••H stretching (M••OH, H••OH) was moved to lower wave number values, because electron density of hydroxide groups orients toward the metallic copper center. In all materials hydrotalcite phase formation was observed and the Cu(OH)) phase in solids with higher copper content was detected, fact attributed to the Jahn-Teller effect. Results indicate that the collapse of the structure occurs at lower temperatures in the case of solids with higher copper content. In all the tested materials the decomposition of the HTLc structure and the formation ofmetal oxides was observed, as well as decomposition of carbonate ions occluded in the solid dueto the collapse of the lamellar structure.

Os compostos do tipo hidrotalcita podem ser usados nas áreas de catalise, medicina, química ambiental, entre outras. Dependendo dos metais presentes, os sólidos obtidos pela calcinação de hidrotalcitas também podem ser usados devido a propriedades tais como: caráter básico, efeito de memória e elevada área superficial especifica. Neste estudo descrevem-se algumas características das hidrotalcitas baseadas em Cu-Zn-Al. Na caracterização dos sólidos usaram-se astécnicas AAS, DRX, FTIR, TGA e DSC. Observou-se nos sólidos com maior conteúdo de cobre que o estiramento O••H (M••OH, H••OH) se desloca a valores menores de numero de onda, devido a que a densidade eletrônica dos grupos hidróxido se orienta em direção ao centro metálico de cobre. Em todos os materiais observou-se a fase hidrotalcita e nos sólidos com maior conteúdo de cobre foi detectada a fase Cu(OH)), fato atribuído ao efeito Jahn-Teller. Os resultados indicam que o colapso da estrutura acontece em temperaturas menores no caso dos sólidos com maior conteúdo de cobre. Em todos os materiais observaram-se decomposição da estrutura HTLc, formação de óxidosúmetálicos, e a decomposição dos íons carbonato que ficaram ocluídos nos sólidos devido ao colapsoda estrutura lamelar.

Acylhydrazone-based dynamic combinatorial libraries: study of the thermodynamic/kinetic evolution, configurational and coordination dynamics

The kinetic and thermodynamic selectivity of acylhydrazone formation in dynamic combinatorial libraries (DCL) is described. Competition reactions were generated from hydrazides: isoniazid, 4-nitro-benzohydrazide, 4-dimethylamino-benzohydrazide, and nicotinic hydrazide as well as the aldehyde derivatives: benzaldehyde and 2-pyridine-carboxaldehyde. The obtained species and the distribution of the DCLs were monitored by 'H-NMR spectroscopy finding that those acylhydrazones containing the 4-dimethylamino-benzohydrazide moiety are both the kinetic and thermodynamic product of their respective libraries. Configurational and coordination dynamics for some of these libraries were also investigated. The obtained results allowed the study of the redistribution of components and the amplification of one or more products using light and metal ions as physical and chemical templates, respectively.

Se describe la selectividad cinética y termodinámica de la formación de acil-hidrazona en bibliotecas combinatorias dinámicas (DCL). Se generaron reacciones competitivas a partir de hidrazidas: isoniazida, 4-nitro-benzohidrazida, 4-dimetilamino-benzohidrazida y hidrazida nicotínica; así como a partir de los derivados de aldehído: benzaldehído y 2-piridin-carboxaldehido. Las especies obtenidas y la distribución de los DCLs fueron monitoreados mediante espectroscopia 'H-NMR, encontrándose que las acil-hidrazonas que contenían la 4-dimetilamino-benzohidrazida son tanto el producto cinético, como el termodinámico de sus respectivas bibliotecas. También se investigaron las dinámicas de configuración y de coordinación para algunas de estas bibliotecas. Los resultados obtenidos permitieron estudiar la redistribución de los componentes y la amplificación de uno o más productos usando luz e iones metálicos como plantillas físicas y químicas, respectivamente.

É descrita a seletividade cinética e termodinâmica da formação de acil-hidrazonas em livrarias combinatórias dinâmicas (DLC). Foram geradas reações competitivas a partir das hidrazidas: isoniazida, 4-nitro-benzohidrazida, 4-dimetilamino-benzohidrazida e hidrazida nicotínica; além dos derivados de aldeído: benzaldeído e 2-piridin-carboxaldeído. As espécies obtidas e a distribuição dos DLCs foram monitorados mediante espectroscopia 'H-NMR, foi encontrado que as acil-hidrazonas que continham à 4-dimetilamino-benzohidrazida são tanto o produto cinético como o termodinâmico de suas respectivas livrarias. Também investigaram-se as dinâmicas de configuração e coordenação para algumas destas livrarias. Os resultados obtidos permitem estudar a redistribuicao dos componentes e a amplificação de um ou mais produtos usando luz e íons metálicos como modelos físicos e químicos, respectivamente.