Revista Colombiana de Química

Study of the absorption capacity in semi-interpenetrating hydrogels of polyacrylamide/poly(hydro xybutyrate-co-hydroxy valerate)

Resumen Se sintetizaron hidrogeles semi-interpenetrados (semi-IPN) obtenidos a partir de acrilamida (AAm) y el biopolímero poli(hidroxibutirato-co-hidroxivalerato) (P(HB-co-HV)) de diferente masa molar (Mv). El análisis de la estructura química de los materiales se realizó mediante espectroscopia FT-IR. Los resultados sugirieron la incorporación del P(HB-co-HV) dentro de la red entrecruzada de la poliacrilamida (PAAm), lo que indicó que el hidrogel semi-IPN fue sintetizado. Adicionalmente, se analizaron muestras del gel seco semi-IPN a través de calorimetría diferencial de barrido. Se siguió gravimétricamente el comportamiento de hinchamiento de los hidrogeles en agua y se analizó el efecto de la composición porcentual y del porcentaje de reactivo entrecruzante (N,N'-metilenbisacrilamida, MBAAm) sobre los mecanismos de transporte de agua. Los resultados obtenidos indicaron que los hidrogeles semi-IPN se hinchan menos que el hidrogel de PAAm pura, lo que se atribuyó al carácter hidrófobo del biopolímero incorporado dentro de la red entrecruzada del material. Se calculó el exponente de difusión de los hidrogeles (n) y en todos los casos se obtuvo que n < 0,50. Por tanto, el proceso de difusión es menos Fickiano, lo que significa que la rapidez de penetración del agua es mucho menor que la velocidad de relajación de las cadenas de polímero.

Abstract Semi-interpenetrated hydrogels (semi-IPN) obtained from acrylamide (AAm) and the biopolymer poly(hydroxybutyrate-co-hydroxyvalerate) (P(HB-co-HV)) of different molar mass (Mv) were synthesized. Chemical structure of the synthesized materials was analyzed by using FT-IR spectroscopy. The results suggested the incorporation of P(HB-co-HV) within the cross-linked network of the Polyacrylamide (PAAm), which indicated that the semi-IPN hydrogel was synthesized. To confirm this result, semi-IPN dry gel samples were analyzed by differential scanning calorimetry. The swelling behavior of the hydrogels in water was followed gravimetrically and the effect of the percentage composition and percentage of crosslinking reagent (N,N'-methylenebisacrylamide, MBAAm) on the water transport mechanisms was analyzed. Results indicated that the semi-IPN hydrogels swell less than the PAAm hydrogel alone, which was attributed to the hydrophobic nature of the biopolymer incorporated within the crosslinked network of the material. Additionally, the diffusion exponent of the hydrogels (n) was calculated and in all cases, the obtained result was n < 0.50. This fact shows that the diffusion process is less Fickian, which means that the speed of water penetration is lower than the speed of relaxation of the polymer chain.

Resumo Foram sintetizados hidrogéis semi-interpenetrados (semi-IPN) obtidos a partir de acrilamida (AAm) e biopolímero poli(hidroxibutirato-co-hidroxivalerato) (P(HB-co-HV)) de diferente peso molecular (Mv). Os resultados da análise da estrutura química do material foram feitos por espectroscopia FT-IR. Os resultados sugerem à adição do P(HB-co-HV) no interior da rede de ligações cruzadas de poliacrilamida (PAAm), isto indica que o hidrogel semi-IPN foi sintetizado. Este resultado foi confirmado, por meio da análise de amostras de calorimetria diferencial de varredura do gel seco semi-IPN. O comportamento do inchamento dos hidrogéis na água foi seguido pela gravimetria e foi analisado o efeito da composição percentual e a percentagem de reagente de ligação cruzada (N,N'-metilenobisacrilamida, MBAAm) sobre o mecanismo de transporte de água. Os resultados indicam que os hidrogéis semi-IPN incham-se menos do que o hidrogel da PAAm pura. Este comportamento foi atribuído ao carácter hidrofóbico incorporado no material do biopolímero incorporado dentro da rede de ligações cruzadas. O expoente de difusão dos hidrogéis (n) foi calculado, e em todos os casos foi obtido que n < 0,50. Então o processo de difusão é menos Fickiano, o que significa que a velocidade de penetração da água é muito mais baixa do que a taxa de relaxamento da cadeia de polímero.

Optimization of the synthesis of campholenic aldehyde from α-pinene epoxide with Cu/MCM-41

Resumen Se sintetizó el catalizador Cu/MCM-41 mediante impregnación húmeda incipiente y se caracterizó por DRX, XPS, TPD-NH3 y adsorción-desorción de N2. Se evaluó el efecto de diferentes condiciones de reacción (temperatura, tiempo, tipo de solvente y cantidad de catalizador) en la isomerización del epóxido de α-pineno para la obtención de aldehído canfolénico con el catalizador Cu/MCM-41, que no había sido reportado previamente para este tipo de reacción. Se partió de un diseño experimental central compuesto mediante análisis de superficie de respuesta. Se encontró que la mejor selectividad fue de 85% (5 mg de catalizador; 70 °C; 0,5 h y el uso de acetato de etilo como solvente). Adicionalmente, se determinaron los principales factores y sus combinaciones que tenían mayor significancia en la síntesis del aldehído ajustado a un modelo polinomial de segundo grado. Se encontró que los factores que tienen mayor influencia en la conversión son la cantidad de catalizador, tiempo de reacción, el tipo de solvente y el factor combinado entre la cantidad de catalizador y el tipo de solvente. En el caso de la selectividad hacia el producto deseado no se encontró ningún factor significativo.

Abstract The Cu/MCM-41 catalyst was synthesized by incipient wet impregnation and characterized by XRD, XPS, TPD-NH3, and N2 adsorption-desorption. The effect of different reaction conditions (temperature, time, type of solvent, and amount of catalyst) on the isomerization reaction of α-pinene epoxide was evaluated to obtain camphoric aldehyde with the Cu/MCM-41 catalyst, which had not been previously reported for this kind of reaction. The experiment was based on a central composite experimental design composed by response surface analysis. The best campholenic aldehyde selectivity was found to be 85% (5 mg of catalyst, 70 °C, 0.5 h and the use of ethyl acetate as a solvent). Furthermore, the main factors and their combinations that had the greatest significance in the synthesis were adjusted to a polynomial second order model. The factors with the main influence on conversion were the catalyst amount, reaction time, solvent type, and the combined factor between catalyst amount and the solvent type. In the case of campholenic aldehyde selectivity no significant factor was found.

Resumo O catalisador Cu/MCM-41, sintetizado pelo método de impregnação a umidade incipiente, foi caracterizado por DRX, XPS, TPD-NH3 e adsorção-dessorção de N2 e testado na reação de isomerização do epóxido de α-pineno. Diferentes condições de reação foram exploradas a partir de um desenho experimental central composto. A melhor seletividade de aldeído camfolênico encontrada foi de 85% (5 mg de catalisador; 70 °C; 0,5 h e acetato de etilo como solvente). Além disso, os principais fatores e as combinações entre eles que tiveram influência na síntese do aldeído camfolênico foram ajustados a um modelo polinomial de segunda ordem. Verificou-se que os fatores com a principal influência na conversão foram a quantidade de catalisador, o tempo de reação e o tipo de solvente e o fator combinado entre a quantidade de catalisador e o tipo de solvente. No caso da seletividade do aldeído camfolênico, não foi encontrado um fator significativo.

Purification of fibrinogen gamma A/gamma prima (үA/ү') by fast protein liquid chromatography

Resumen Una fracción del fibrinógeno circulante contiene una variante de la cadena ү que se origina por empalme alternativo del ARNm, denominada ү' cuya concentración en plasma se ha relacionado con un incremento en el riesgo de padecer enfermedades cardiovasculares. Por tanto, el objetivo de este trabajo fue diseñar un método de purificación del fibrinógeno үA/ү’ más eficiente en relación a los descritos en la literatura, a partir de plasma humano. Se purificó el fibrinógeno үA/ү’ a partir del fibrinógeno total obtenido por precipitación con β-alanina, mediante la separación por cromatografía líquida rápida de proteínas. Se confirmó la presencia de fibrinógeno үA/ү’ mediante Western blot; su concentración fue determinada por ELISA. El método mostró ventajas en comparación con los métodos clásicos de separación, por ejemplo, que cantidades menores de muestra pudieron ser fraccionadas cuantitativamente en componentes puros en menor tiempo (30 min). Por tanto, se puede concluir que la técnica utilizada para la purificación de las variantes del fibrinógeno, correspondiente al Fg үA/үA y Fg үA/ү’, es un método de separación eficiente que permite purificar el Fg үA/ү’ libre de contaminantes principales, como lo confirma la inmunoelectroforesis.

Abstract A fraction of the circulating fibrinogen contains a variant of the y chain that is originated by mRNA alternative splicing denominated ү’ whose concentration in plasma has been related to an increase in the risk of cardiovascular diseases. Thus, the objective of this work was to design a more efficient үA/ү’ fibrinogen purification method in relation to those described in the literature from human plasma. The үA/ү’ fibrinogen was purified from the total fibrinogen obtained by precipitation with β-alanine, using separation by fast protein liquid chromatography. Fibrinogen үA/ү’, was confirmed by Western blot and its concentration was determined by ELISA. The method showed advantages compared to classical separation methods, for example, smaller amounts of sample could be fractionated quantitatively into pure components in less time (30 min). Therefore, it can be concluded that the technique used for the purification of fibrinogen variants, corresponding to Fg үA/үA and Fg үA/ү’, is an efficient separation method that allows purifying the Fg үA/ү’ free of main contaminants, as confirmed by immunoelectrophoresis.

Resumo Uma fracção do fibrinogênio circulante contém uma variante da cadeia y que origina-se por junção alternativa do ARNm, chamada ү’ cuja concentração em plasma está asociada com um incremento no resgo de sofrer doenças cardiovasculares. Asim, o objetivo em este trabalho foi desenhar um método de purificação do fibrinogênio үA/ү’ mais eficiente em relação aos que estão descritos na literatura, a partir do plasma humano. Purificou-se o fibrinogênio үA/ү’ a partir do fibrinogênio total conseguido pela precipitação com β-alanina, através da separação por cromatografia líquida rápida de proteínas. Se confirmou por Western blot o fibrinogênio үA/ү’. A sua concentração foi determinada por ELISA. O método apresenta vantagens em comparação com os métodos clássicos de separação, por exemplo, quantidades menores de mostra podem ser fraccionadas quantitativamente em componentes puros, em tempos mais curtos (30 min). Entao, pode-se concluir que a técnica utilizada, para a purificação das variantes do fibrinogênio correspondente ao Fg үA/үA e Fg үA/ү’, é um método de separação eficiente que permite purificar o Fg үA/ү’ livre de contaminantes principais, como o confirma a imunoeletroforese.

Adsorption-desorption of diuron and ametryn in Colombian and Spanish soils

Resumen Aunque en la actualidad existe una gran preocupación por la contaminación y los posibles efectos sobre la salud que genera el uso frecuente de herbicidas, los estudios ambientales en los países tropicales son escasos, especialmente en Colombia. Por tanto, en el presente trabajo se evaluó la adsorción-desorción de diurón y ametrina en un suelo de Colombia (SC) y de España (SE). Los ensayos de adsorción-desorción se realizaron con moléculas de los herbicidas marcados con 14C, empleando la técnica batch equilibrium. En ambos suelos y para ambos herbicidas hubo un buen ajuste a las isotermas de Freundlich con R2 mayores a 0,99. Para diurón, en SE (Kfa= 12,82 ± 1,23) hubo mayor poder de adsorción frente a SC (4,56 ± 0,26). Por el contrario, para la ametrina se encontró un valor de Kfa = 6,47 ± 0,25 en SC y de 3,05 ± 0,08 en SE, mostrando mayor interacción con SC en comparación con SE. Para diurón se observó un grado de histéresis mayor en SC y para ametrina en SE, mostrando que la interacción de los dos herbicidas con los componentes de cada suelo es diferente dependiendo de su constitución mineralógica y su valor de pH.

Abstract Although there is currently a great concern about pollution and the possible effects on health generated by the frequent use of herbicides, environmental studies in tropical countries are scarce, especially in Colombia. Therefore, in the present study, the adsorption-desorption of diuron and ametryn was evaluated in Colombian (SC) and Spanish soils (SE). The adsorption-desorption tests were carried out with molecules of 14C radiolabeled herbicides, using the batch equilibrium technique. In both soils and for both herbicides there was a good fit to the Freundlich isotherms with R2 greater than 0.99. For diuron, in SE (Kfa= 12.82 ± 1.23) showed greater adsorption affinity than SC soil (4.56 ± 0.26). In contrast, for ametryn we found Kfa values of = 6.47 ± 0.25 in SC and 3.05 ± 0.08 in SE, showing greater interaction with SC compared to SE. For diuron, a higher degree of hysteresis was observed in SC and for ametryn in SE, showing that the interaction of the two herbicides with the soil components is different depending on their mineralogical constitution and their pH value.

Resumo Na atualidade, existe uma grande preocupação acerca da poluição e dos possíveis efeitos sobre a saúde gerados pelo uso freqüente de herbicidas. Além disso, os estudos ambientais em países tropicais são escassos, especialmente na Colômbia. No presente estudo, a adsorção-dessorção de diuron e ametrina foi avaliada em solo colombiano (SC) e solo espanhol (SE). Os testes de adsorção-dessorção foram realizados com moléculas de herbicidas marcados com 14C, utilizando a técnica batch equilibrium. Em ambos os solos e para os dois herbicidas houve um bom ajuste para as isotermas de Freundlich com R2 maior do que 0,99. Para o diuron, em SE (Kfa= 12,82 ± 1,23) houve maior poder de adsorção contra SC (4,56 ± 0,26). Em contraste, para a ametrina encontraram-se valores de Kfa de = 6,47 ± 0,25 em SC e 3,05 ± 0,08 em SE, mostrando a maior interação com SC quando se compara com SE. Para diuron, observou-se maior grau de histerese em SC e ametrina em SE, o que mostra que as interações destes dois herbicidas com os componentes de cada solo são diferentes dependendo da sua constituição mineralógica e seu valor de pH.

Development of an analytical method of food samples preparation to determine cholesterol oxides (COP) by chromatography

Resumen Las transformaciones surgidas durante los procesos de limpieza de los alimentos grasos para determinar productos de oxidación de colesterol (COP) limitan los resultados reales en un estudio. Por tanto, el objetivo de este estudio fue comparar los COP obtenidos por distintos métodos de extracción: fase sólida (SPE) y cromatografía líquida en fase normal y reversa, comparando sus perfiles de elución. Adicionalmente, se tuvo como objetivo optimizar los procesos de limpieza para reducir las transformaciones de COP. Se usaron muestras de lomo de cerdo crudo, jamón serrano y salmón ahumado. Las transformaciones de COP se determinaron por SPE y GC-FID y se optimizaron los métodos de limpieza con la técnica SPE. Los cartuchos apolares no mostraron transformación de COP durante el tratamiento de muestras y los cambios de pH generaron transformaciones del triol a 6 ceto epóxido. Debido a que la limpieza del cartucho suele ser deficiente y genera coelución de compuestos indeseables (ácidos grasos) implicados en la transformación de epóxidos α y β en triol, estas transformaciones se evitaron con la técnica SPE, uso de cartuchos C18, con ajuste del volumen de elución de MeOH y ajustes del pH. La reducción de los pasos de la limpieza de muestras optimizó el proceso en un 73%.

Abstract When determining cholesterol oxidation products (COP), transformations during cleaning processes of fatty foods limit the real results in a study. Therefore, the objective of this study was to compare the COP obtained by different extraction methods, normal and reverse phase liquid chromatography and solid phase extraction (SPE), as well as their resulting elution profile. Another goal was to optimize the cleaning processes to reduce COP transformations. Samples of raw pork loin, serrano ham and smoked salmon were used. Transformations of COP were determined by SPE and GC-FID and cleaning methods with SPE technique were optimized. The apolar cartridges did not show COP transformation during samples treatment and pH changes generated transformations of triol to 6 keto epoxide. Due to cartridge cleaning is usually deficient and generates coelution of undesirable compounds (fatty acids) involved in the transformation of α and β epoxides in triol, these transformations were avoided with the SPE technique, C18 cartridges, with adjustment of the MeOH elution volume, and pH settings. Reduction of samples cleaning steps optimized the process in 73%.

Resumo As transformações que surgem durante os E processos de limpeza de alimentos gordurosos para determinar os produtos de oxidação do ^ colesterol (COP) limitam os resultados reais de um estudo. Por tanto, o objetivo deste estudo foi comparar os COP obtidos pelos métodos de extração SPE e cromatografia líquida em fase normal e fase reversa, e seus perfiles de eluição. Além de otimizar os processos de limpeza para reduzir as transformações dos COP. Foram utilizadas amostras de lombo de porco cru, presunto serrano e salmão defumado. As transformações dos COP foram determinadas pela SPE e a GC- FID. Foram otimizados os métodos de limpeza com a técnica de SPE. Os cartuchos apolares não mostraram transformação de COP durante o tratamento das amostras; as mudanças de pH geraron transformações do triol a 6 keto epóxido. A limpeza do cartucho geralmente é deficiente e gera coeluição de compostos indesejáveis (ácidos graxos) envolvidos na transformação dos α e β epóxidos no triol. Essas transformações foram evitadas com a técnica de SPE, o uso de cartuchos C18, ajuste do volume de eluição de MeOH e ajuste do pH. A redução das etapas de limpeza das amostras otimizou o processo em 73%.

Mathematical models of rheological parameters and their influence on the pumping system of non-Newtonian fluids

Resumen En la presente investigación se realizó un estudio de la influencia de los parámetros reológicos de las hidromezclas lateríticas con los parámetros energéticos de los sistemas de bombeo que garantizan la productividad en la obtención de sulfuro de níquel. A partir de estudios experimentales como técnicas de difracción de rayos-X, fluorescencia de rayos-X y análisis de tamaño de partículas se modelaron los comportamientos de la viscosidad aparente, el esfuerzo cortante inicial, el índice de consistencia másica y el índice de flujo. Lo anterior, en función de los siguientes factores: temperatura, contenido de sólidos, composición química y granulométrica. Los resultados evidenciaron que las suspensiones lateríticas se comportan como fluidos no newtonianos con plasticidad, debido a su carácter de materiales polidispersos, con un predominio de granulometría fina (partículas menores de 0,045 mm). Esto explica sus comportamientos reológicos, ajustables al modelo de Bulkley-Herschel a valores de temperatura de 28 a 90 °C y concentración de sólidos de 37 a 48 % (p/p). Se concluye que el uso de un modelo matemático que relaciona los parámetros reológicos de la pulpa laterítica y los parámetros energéticos del sistema de bombeo contribuye con la eficiencia energética de la alimentación de la pulpa requerida en el proceso de lixiviación ácida.

Abstract The present paper presents a study of the rheological parameters influence of lateritic hydromixtures with the energetic parameters of the pumping systems, which guarantee productivity when obtaining nickel sulphide. Experimental studies such as X-ray diffraction techniques, X-ray fluorescence and particle size analysis were carried out to model apparent viscosity, initial shear stress, mass consistency index and flow index. The above, based on the following factors: temperature, solids content, chemical and granulometric composition. The results showed that the lateritic suspensions behaved as non-Newtonian fluids with plasticity, due to their character of polydispersed materials, with a predominance of fine granulometry (particles less than 0.045 mm), which explains their rheological behavior, adjustable to the Bulkley - Herschel model at temperature values of 28 to 90 °C and solids concentration of 37 to 48 % (w/w). it is concluded that the use of a mathematical model that relates the rheological parameters of the lateritic pulp and the energy parameters of the pumping system contributes to energy-efficiency of the pulp feeding in the acid leaching process.

Resumo Na presente investigação, apresenta-se a influência dos parâmetros reológicos das hidromisturas lateríticas com os parámetros energéticos dos sistemas de bombeamento que garantem a produtividade na obtenção de sulfato de níquel. A partir de estudos experimentais, tais como técnicas de difracção de raios X, fluorescência de raios X e analise do tamanho de partícula, o comportamento da viscosidade aparente, o esforço de cisalhamento inicial, o índice de consistência de massa e o índice de fluxo são modelados. Acima, com base nos fatores a seguir: temperatura, teor de sólidos, composição química e granulométrica. Os resultados mostraram que as suspensões lateríticas se comportam como fluxos não-newtonianos com plasticidade, devido ao seu caráter de materiais polidispersos, com predominância de granulometria fina (partículas menores do que 0,045 mm), o que explica seu comportamento reológico, ajustável ao modelo de Bulkley - Herschel a valores de temperatura de 28 a 90 °C e concentração de sólidos de 37 a 48 % (p/p). Conclui-se que o uso de um modelo matemático que relaciona os parâmetros reológicos da polpa laterítica e os parâmetros de energia do sistema de bombeamento contribui para a eficiência energética da polpa de alimentação no processo de lixiviação ácida.