Revista Cubana de Química

PREPARACIÓN EN MEDIO ACUOSO DE RECUBRIMIENTOS AMORFOS DE TiO₂ SOBRE PARTÍCULAS DE LNMO

RESUMEN El LiNi0.5Mn1.5O4 (LNMO) es un material prometedor para cátodos de alto voltaje en las baterías de ion litio, pero por reacciones con el electrolito, su capacidad se degrada. Esto puede evitarse con recubrimientos superficiales del material activo del cátodo. Se utiliza el método citrato en medio acuoso para recubrir el LiNi0.5Mn1.5O4 con TiO2 amorfo. Se obtuvieron tres recubrimientos, y se evaluó la composición, morfología, estabilidad térmica y conductividad electrónica. Se emplearon para la caracterización fluorescencia de rayos X, microscopía electrónica de barrido, difracción de rayos X, espectroscopía Raman y espectroscopía infrarroja con reflectancia total atenuada. La conductividad electrónica se midió por el método de Kelvin. Entre los recubrimientos preparados, se propone el LNMO-T3, pues la fase amorfa de TiO2 cubrió homogéneamente las partículas de LNMO con una morfología que se asemeja al recubrimiento físico de tipo núcleo-capa, con una mayor estabilidad térmica y una conductividad electrónica similar a la del material núcleo LNMO.

ABSTRACT LiNi0.5Mn1.5O4 (LNMO) is a promising high-voltage cathode material; however, its capacity is degraded by reactions with the electrolyte. Undesired reactions between the cathode and electrolyte in Li-ion batteries can be avoided by surface-coating the active cathode material. We used the citrate method in an aqueous medium to coat the commercial LNMO particles with amorphous TiO2. Three coatings were obtained to evaluate composition, morphology, structure thermal stability and electronic conductivity. Several characterization techniques were used: X-ray fluorescence, scanning electron microscopy, X-ray diffraction, Raman spectroscopy, and attenuated total reflection. The electronic conductivity was measured using the Kelvin Method. Among the prepared coatings, the best was the LNMO-T3, given that the amorphous TiO2 phase homogeneously covered the LNMO core particles with a morphology that resembled the physical core-shell type coating, a higher thermal stability, and electronic conductivity similar to that of the LNMO core material.

CO-DOPAJE ESTRUCTURAL DEL NMC111 CON HIERRO Y FÓSFORO PARA BATERÍAS DE ION LITIO

RESUMEN La familia de materiales catódicos Li-NMC (Li Ni x Mn y Co 1‐x‐y O 2 0,33 ≤ x ≤ 0,85; 0,075 ≤ y ≤ 0,33) comprende los óxidos más utilizados en el campo de las baterías de ion litio. Por ello, aplicar un método de síntesis propio y escalable, para transformarlo en un material multifuncional con capacidad para desempeñarse en celdas de Li bajo campo magnético o luz, constituye un punto de partida en el propósito de dominar estas tecnologías disruptivas. En este trabajo se explora, por primera vez, el codopaje del óxido Li-NMC111 con hierro (Fe3+) y fósforo (P5+), y se presentan los resultados de la caracterización por técnicas estructurales, morfológicas, magnéticas y ópticas. Los resultados demuestran la utilidad del método de síntesis, aplicado para obtener el Li-NMC111 codopado con la estructura laminar deseada para su aplicación en baterías de ion-Li, y el aumento de las dimensiones de la celda unitaria, del tamaño de las partículas, del momento magnético efectivo y de la absorción luminosa.

ABSTRACT The family of cathode materials Li-NMC (𝐿𝑖 𝑁𝑖 𝑥 𝑀𝑛 𝑦 𝐶𝑜 1‐𝑥‐𝑦 𝑂 2 0,33 ≤ x ≤ 0,85; 0,075 ≤ y ≤ 0,33) includes the most popular and widely used oxide in the field of lithium-ion batteries. Therefore, applying a proprietary and scalable synthesis method to transform it into a multifunctional material capable of functioning in Li cells induced by magnetic field and light represents a starting point in the goal of mastering these disruptive technologies. This work explores for the first time the codoping of Li-NMC111 oxide with iron (Fe3+) and phosphorus (P5+) and presents the results of characterization using structural, morphological, magnetic, and optical techniques. The results demonstrate the usefulness of the applied synthesis method to obtain NMC111 with the desired layered structure for its application in lithium-ion batteries, and that it can simultaneously host both dopants, which causes an increase in the dimensions of the unit cell, the particle size, the effective magnetic moment, and light absorption.

MICROENCAPSULACIÓN DE ACEITE ESENCIAL DE POMELO EN MATRICES DE ALGINATO-LIGNINA Y ALGINATO-SÍLICE Y MODELADO DE SU LIBERACIÓN CONTROLADA

RESUMEN La metodología de encapsulación protege los aceites esenciales de factores externos (aire, luz, humedad y altas temperaturas), limita su degradación y permite su lenta liberación. Este estudio tuvo como objetivo optimizar la encapsulación por gelificación iónica de aceite esencial de pomelo en matriz de alginato de sodio, obteniendo un rendimiento superior al 50 %, y teniendo una eficiencia superior al 90 %. Se estudiaron dos nuevas matrices que combinan alginato de sodio con lignina y sílice. Estos componentes se obtuvieron a partir de biomasa de cascarilla de arroz y mostraron una eficiencia del 99,91 %, un rendimiento del 67,18 % al tener una concentración de lignina del 1 % y una tasa de eficiencia del 97,67 %, y un rendimiento del 52,31% con 0,8 % de sílice. Además, se utilizó secado al vacío reduciendo el tamaño y la humedad de las microcápsulas. Los perfiles de liberación controlada considerados en cada caso se ajustaron al modelo de Peppas y Korsmeyer para sistemas poliméricos.

ABSTRACT The encapsulation methodology protects essential oils from external factors (air, light, moisture, and high temperatures), limits its degradation, and allows its slow release. This study aimed at optimizing the encapsulation by ionic gelation of grapefruit essential oil in sodium alginate matrix obtaining a yield of more than 50 % and having an efficiency of more than 90 %. Two new matrices were studied, combining sodium alginate with lignin and silica. These components were obtained from biomass rice husks and showed an efficiency of 99,91 %, a yield of 67,183 % when having 1 % of lignin concentration and an efficiency rate of 97,67 %, and a yield of 52,306 % with 0,8 % of silica. Furthermore, vacuum drying was used and it significantly reduced the size and moisture of the microcapsules. The profiles of controlled release considered in each case were adjusted to Peppas and Korsmeyer’s model for polymeric systems.

VALIDACIÓN DEL MÉTODO GRAVIMÉTRICO PARA DETERMINAR ACEITES Y GRASAS EN MUESTRAS DE AGUAS RESIDUALES

RESUMEN Este trabajo se desarrolló en el laboratorio químico de la Empresa Nacional de Análisis y Servicios Técnicos de Santiago de Cuba. Consiste en validar e implementar el método gravimétrico para la determinación de aceites y grasas, mediante extracción líquido-líquido en muestras de aguas residuales. Los parámetros de desempeño determinados fueron: precisión, veracidad, límite de detección, límite de cuantificación e incertidumbre. Se siguió el protocolo establecido en las normas cubanas: NC TS 368:2010: “Guía para la validación de métodos analíticos de ensayos químicos para alimentos”, y NC TS 367:2008: “Guía para la estimación y expresión de la Incertidumbre de la medición en análisis químico”, empleando el software Statgraphics Centurion XV 15.2.4. La incertidumbre del método fue de 10,28 %, para un nivel de confianza del 95 %. La aplicabilidad en muestras reales mostró una concentración de 18,752 9 ± 0,017 6 mg/L y un coeficiente de variación de un 0,9376 %. El estudio evidenció que son aceptables los resultados, garantizando la rapidez y confiabilidad del método.

ABSTRACT This work was developed in chemical laboratory of the National Company of Analysis and Technical Services of Santiago de Cuba. It consists of validating and implementing the gravimetric method for determination of oils and grease, by liquid-liquid extraction in wastewater samples. The performance parameters determined were: precision, veracity, detection limit, quantification limit and uncertainty. The protocol established in Cuban standards was followed: NC TS 368:2010: Guide for validation of analytical methods of chemical tests for food and NC TS 367:2008: Guide for estimation and expression of measurement uncertainty in chemical analysis, using the software Statgraphics Centurion XV 15.2.4. The uncertainty of method was 10,28 %, for a confidence level of 95%.The applicability in real samples showed a concentration of 18,752 9 ± 0,017 6 mg/L and a variation coefficient of 0,937 6 %. The study showed that results are acceptable, guaranteeing the speed and reliability of method.

IN VITRO EVALUATION OF THE CYTOTOXICITY, ANTIOXIDANT AND ANTIMICROBIAL ACTIVITIES OF THE SPENT Pleurotus MUSHROOM SUBSTRATE

RESUMEN La actividad biológica del sustrato remanente del hongo Pleurotus cultivado sobre pulpa de café ha sido poco explorada. Esta investigación evaluó la citotoxicidad in vitro y los efectos antioxidantes/antimicrobianos de un extracto acuoso (RTA) obtenido del sustrato agotado de P. ostreatus cultivado sobre pulpa de café en Cuba. La citotoxicidad se estudió en la línea celular J774; para la actividad antioxidante se determinó el contenido de fenoles/flavonoides totales, el secuestro del radical DPPH y el poder reductor; y la antimicrobiana se realizó por el método de difusión en disco. No se observaron cambios en la viabilidad celular. Los fenoles y flavonoides totales fueron de 79,5 mg GAE/100 g y 48,6 mg QE/100 g, respectivamente; mientras que la captación del radical DPPH fue de 18,94 %, y el poder reductor de 0,11 unidades de absorbancia. El extracto RTA mostró actividad antimicrobiana contra Bacillus subtilis y Bacillus cereus. Los resultados demuestran las potencialidades del sustrato remanente de Pleurotus para aplicaciones como aditivo antioxidante/antimicrobiano en alimentos y productos para la salud animal.

ABSTRACT The biological activities of the spent substrate from Pleurotus mushroom cultivated on coffee pulp have been little explored. This research evaluated the in vitro cytotoxicity, and the antioxidant/antimicrobial effects, of an aqueous extract (RTA) obtained from the spent substrate of P. ostreatus grown on coffee pulp in Cuba. Cytotoxicity was studied in the J774 cell line; total phenols/flavonoids, scavenging of DPPH radical and reducing power were evaluated for the antioxidant activity; and the antimicrobial assays by the disk diffusion method. No changes were found on cell viability. Total phenols and flavonoids were of 79,5 mg GAE/100 g and 48,6 mg QE/100 g, respectively, while the sequestration of DPPH radical was of 18,94 % and the reducing power of 0,11 absorbance units. RTA showed antimicrobial activity against Bacillus subtilis and Bacillus cereus. The results demonstrate the potentialities of Pleurotus spent substrate for applications as antioxidant/antimicrobial additive in animal food and health products.

VALIDACIÓN DE TÉCNICAS ESPECTROFOTOMÉTRICAS PARA LA CUANTIFICACIÓN DE FENOLES Y FLAVONOIDES EN Capraria biflora L.

RESUMEN Capraria biflora L. (esclaviosa), es una especie investigada en el Departamento de Farmacia de la Universidad Central de Las Villas, Cuba. No se ha descrito la cuantificación de fenoles y flavonoides en la decocción, infusión y jarabe de la planta. El objetivo de la investigación fue validar dos técnicas espectrofotométricas para la cuantificación de fenoles y flavonoides en extractos y jarabe. Se evaluaron los parámetros de desempeño según normativas vigentes. Las técnicas fueron lineales, precisas, exactas y sensibles. El contenido de fenoles y flavonoides en la decocción, resultó ser superior al de la infusión, y en ambos extractos superior al jarabe. Los resultados obtenidos para el jarabe fueron similares a los descritos en la norma oficial en Cuba para otras especies, y resultó novedosa su cuantificación. Las técnicas espectrofotométricas permitieron la cuantificación de fenoles y flavonoides en dichas preparaciones, lo cual constituye una valiosa herramienta para su control de calidad.

ABSTRACT Capraria biflora L. (slave), is a species investigated in the Pharmacy’s Department of Central University of Las Villas, Cuba. The quantification of phenols and flavonoids in the decoction, infusion and syrup of the plant has not been described. The objective of the research was to validate two spectrophotometric techniques for the quantification of phenols and flavonoids in extracts and syrup. The performance parameters were evaluated according to current regulations. The techniques were linear, precise, exact and sensitive. The content of phenols and flavonoids in the decoction was higher than the infusion, and in both extracts higher than the syrup. The results obtained for the syrup were similar to those described in the official standard in Cuba for other species and its quantification was novel. Spectrophotometric techniques allowed the quantification of phenols and flavonoids in these preparations, which constitutes a valuable tool for quality control.

EVALUACIÓN DE LA IMPLEMENTACIÓN DE SEMINARIOS INTEGRADORES EN LA QUÍMICA ORGÁNICA FARMACÉUTICA

RESUMEN Este trabajo tiene como objetivo analizar los resultados de la implementación de seminarios integradores en las asignaturas Química Orgánica Farmacéutica I y II, para estudiantes de la carrera de Ciencias Farmacéuticas, en la Universidad de Oriente, durante cinco cursos. Métodos empleados: histórico-lógico, enfoque de sistema, analítico-sintético, inductivo-deductivo. En la Química Orgánica Farmacéutica I, los resultados se valoran de regular, solamente en dos cursos la cantidad de aprobados superó al de desaprobados. En la Química Orgánica Farmacéutica II se catalogan de satisfactorios; en cuatro cursos los porcentajes de aprobados fueron mayores respecto a los desaprobados. Hubo un aporte de consideración referente a la profundización, integración y generalización de los contenidos de dichas asignaturas, posibilitó la autogestión del conocimiento, sentó las bases para la comprensión de otras asignaturas de la especialidad, incentivó la participación activa, individual y colectiva, en torno a la búsqueda de soluciones a problemas cercanos a la profesión.

ABSTRCT This paper aims to analyze the results of the implementation of integrative seminars in the subjects of Pharmaceutical Organic Chemistry I and II for students of the Pharmaceutical Sciences degree at the University of Oriente during five courses. Methods used: historical-logical, system approach, analytical-synthetic, inductive-deductive. In the subject Organic Pharmaceutical Chemistry I the results are not considered good; only in two courses the number of students who passed exceeded the number of those who failed. In the subject Pharmaceutical Organic Chemistry II the results are considered satisfactory; in four courses the percentages of students who passed were higher than those who failed. There was a significant contribution regarding the deepening, integration and generalization of the contents of these subjects, which enabled self-management of knowledge, laid the foundations for understanding other subjects in the specialty, and encouraged active participation, both individual and collective, around the search for solutions to problems close to the profession.

BONDADES DE LA ACTIVACIÓN ÁCIDA PARA OBTENER CARBONES ACTIVADOS A PARTIR DE BAGAZO DE CAÑA DE AZÚCAR

RESUMEN El objetivo de esta investigación es obtener carbones porosos, a partir del bagazo de caña de azúcar, usando activación ácida, así como su caracterización, lo que incluye la cinética de su pirólisis. Para ello, se utilizaron técnicas de análisis de sólidos como: análisis inmediato, elemental, análisis térmico (termogravimetría, termogravimetría derivada y calorimetría diferencial de barrido), microscopia óptica y espectroscopia infrarroja con transformada de fourier. A través del análisis inmediato y elemental, se evidencia que el bagazo de caña puede ser empleado como fuente de carbono. La termólisis demuestra la influencia del activante químico, y a través del estudio cinético, se identifican que los modelos cinéticos D3 y F1 determinan la velocidad de la reacción, para las etapas involucradas. Los espectros FTIR y la imagen de microscopia óptica demuestran la mayor extensión de la reacción y las bondades de la activación ácida.

ABSTRACT The objective of this research is to obtain porous coals from sugar cane bagasse, using acid activation, as well as its characterization, which includes the kinetics of its pyrolysis. For this purpose, solid analysis techniques were used, such as: immediate and elemental analysis, thermal analysis (thermogravimetry, derived thermogravimetry and differential scanning calorimetry), optical microscopy and infrared spectroscopy with fourier transform. Through immediate and elemental analysis, it is evident that sugarcane bagasse can be used as a carbon source. The thermolysis shows the influence of the chemical activator and through the kinetic study it is identified that the kinetic models D3 and F1 determine the reaction rate for the stages involved. The FTIR spectra and the optical microscopy image demonstrate the greater extent of the reaction and beneficit of the acid activation.

ZEOLITA MODIFICADA CON NaCl PARA LA ADSORCION DE ENT#091;PtCl₄ENT#093;² EN DISOLUCIONES MODELO DE LA PRODUCCION DE CISPLATIN

ABSTRACT This study was aimed at the evaluation of natural zeolite modified with NaCl as adsorbent for Pt(II) extraction from dissolutions of ENT#091;PtCl4ENT#093;2- and also at the selection of the experimental conditions in which the maximum adsorption capacity is achieved, modelling cisplatin ENT#091;PtCl2NH3ENT#093;, one of the most worldwide used drug in anticancer therapy. Study of the adsorption capacity was performed in static operation mode by evaluating the influence of initial concentration and pH dissolution, adsorbent doses, contact time and temperature. The selected conditions were: pH 6, 30 min contact time and 1 g·L-1 adsorbent dose. Adsorption capacity at 25 oC was 67 mg·g-1 and higher for 50 oC and 70 oC. The chemisorption was hypothesized as predominant adsorption mechanism supported by the good fitting of pseudo second order kinetic model of Ho and adsorption increasing with temperature. The process was spontaneous, endothermic and the disorder increased after adsorption. For the first time, the high potentiality of NaCl modified zeolite for solid phase extraction of ENT#091;PtCl4ENT#093;2- was demonstrated.

RESUMEN Este estudio tuvo como objetivo la evaluación de la zeolita natural modificada con NaCl como adsorbente para la extracción de Pt(II) y también a la selección de las condiciones en que la máxima adsorción ocurre, a partir de disoluciones de ENT#091;PtCl₄ENT#093;2-, modelando el cisplatino ENT#091;PtCl₂NH₃ENT#093;, uno de los fármacos más utilizados a nivel mundial en la terapia anticancerígena. El estudio de la capacidad de adsorción se realizó en modo estático, evaluando la influencia de la concentración inicial y el pH de la disolución, la dosis de adsorbente, el tiempo de contacto y la temperatura. Las condiciones seleccionadas fueron: pH 6, 30 min de tiempo de contacto y 1 g·L-1 de dosis de adsorbente. La capacidad de adsorción a 25 °C fue de 67 mg·g-1 y superior a 50 °C y 70 °C. Se propone como hipótesis que la quimisorción es el mecanismo predominante, respaldado por el buen ajuste del modelo cinético de seudo segundo orden de Ho y el aumento de la adsorción con la temperatura. El proceso fue espontáneo, endotérmico y el desorden aumentó después de la adsorción. Por primera vez, se demostró el alto potencial de la zeolita modificada con NaCl para la extracción en fase sólida de ENT#091;PtCl₄ENT#093;₂.

Evaluación de la viscosidad en disoluciones de Hemoglobina Humana: una revisión

RESUMEN La viscosidad de la hemoglobina humana es un parámetro novedoso para evaluar clínicamente patologías que modifican la reología sanguínea. En este trabajo de revisión se analizan sus valores en disoluciones de concentración cercana a la intracelular y suspensiones de glóbulos rojos, así como los fundamentos teóricos y métodos experimentales utilizados en su determinación, para crear referencias útiles en el desarrollo de nuevas aplicaciones médicas o en el empleo de las existentes. Se incluyen determinaciones realizadas con viscosimetría (capilar, rotacional, “cuerpo descendente”), resonancia paramagnética electrónica (RPE) y resonancia magnética nuclear (RMN). Los métodos más adecuados para evaluar la viscosidad en disoluciones de hemoglobina son la viscosimetría (6 mPa.s, 37 °C) y la relajación magnética nuclear (11 mPa.s, 20 °C). La RPE y los restantes métodos basados en RMN estiman valores de micro-viscosidad (1,5 mPa.s-2,0 mPa s) que pueden corregirse para obtener la viscosidad de la disolución.

ABSTRACT Hemoglobin (Hb) viscosity is a high-novelty parameter used for the clinical evaluation of pathologies in which the blood rheology is modified. In this revision work we analyze its values in solutions of Hb with near-intracellular concentration and in red blood cells (RBC) suspensions, as well as the theoretical basis and the experimental methods designed for its determination, to create references to be used in the development of new medical applications and during the use of the already created methodologies. Experimental evaluations, using viscometry (capillary, rotational and “falling body”), paramagnetic electronic resonance (EPR) and nuclear magnetic resonance (NMR), have been included. The most proper methods to evaluate Hb viscosity are viscometry (6 mPa. s, 37 °C) and nuclear magnetic relaxation (11 mPa. s, 20 °C). EPR and the other NMR-based methods estimate the micro-viscosity (1,5 mPa. s-2,0 mPa. s) and can be corrected to evaluate Hb viscosity.

Evaluación del LECISAN® como fuente potencial de antioxidantes naturales para la industria alimentaria

RESUMEN La innovación en la industria alimentaria ha conducido a la búsqueda de nuevas fuentes de antioxidantes naturales, capaces de mejorar la calidad y extender la estabilidad de los alimentos. En esta investigación se evaluó el potencial antioxidante de la lecitina de soya utilizada en la formulación del LECISAN®, para ampliar el conocimiento sobre sus beneficios y aplicaciones en la industria alimentaria. Se realizó un estudio analítico in vitro mediante la realización de los ensayos: capacidad antioxidante total (CAT), poder reductor férrico (FRAP), capacidad antioxidante-reductora de permanganato (PRAC), el ensayo de reducción del azul de metileno (MBA), captación del radical hidroxilo (•OHSA) y el ensayo de inhibición del radical DPPH (2,2-difenil-1-picrilhidrazilo). Los resultados evidenciaron propiedades antioxidantes en el subproducto de lecitina de soya que valorizan al suplemento nutricional LECISAN®, y sustentan la viabilidad de utilizar dicho subproducto como una fuente natural de antioxidantes.

ABSTRACT Innovation in the food industry has led to the discovery of new sources of natural antioxidants, capable of improving the quality and extending the shelf life of foods. This research evaluated the antioxidant potential of soy lecithin used in the formulation of LECISAN® to enhance knowledge about its benefits and applications in the food industry. An in vitro analytical study was conducted through different assays: total antioxidant capacity (TAC), ferric reducing power (FRAP), permanganate reducing antioxidant capacity (PRAC), methylene blue reduction assay (MBA), hydroxyl radical scavenging (•OHSA), and DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl) radical inhibition assay. The results demonstrated antioxidant properties in the soy lecithin by-product that add significant value to the nutritional supplement LECISAN®, supporting the feasibility of using this by-product as a natural source of antioxidants.

Evaluación del rendimiento de la fermentación alcohólica de la melaza en la destilería Arquímedes Colina Antúnez

RESUMEN Con la finalidad de mejorar la eficiencia de la fermentación alcohólica en la destilería Arquímedes Colina Antúnez de la provincia Granma, se evaluó el rendimiento del proceso fermentativo a escala de laboratorio e industrial. Se evaluaron cuatro niveles de tasas de inoculación de levadura y diferentes dosis de melaza en biorreactores de laboratorio. La proporción de inóculo de 24 % y la concentración de melaza en el mosto de 100 gL-1 fueron los parámetros establecidos con mejores indicadores de eficiencia (89 %), utilizando la cepa de levadura Saccharomyces cerevisiae. Bajo esas condiciones, el proceso a escala piloto fue evaluado en ocho fermentadores de 138 m3 de volumen útil, durante doce meses, siguiendo los parámetros: grados Brix, pH, temperatura, grado alcohólico y la concentración de azúcares reductores al final de la fermentación. Los resultados obtenidos mostraron que aplicando las condiciones establecidas la tasa de producción de alcohol incrementó un 23 %.

ABSTRACT In order to improve the efficiency of alcoholic fermentation at the Arquímedes Colina Antúnez distillery of Granma province, the yield of fermentation process was evaluated on a laboratory and industrial scale. Four levels of yeast inoculation rates and different doses of molasses were tested in laboratory bioreactors. The inoculum proportion of 24 % and the concentration of molasses in the wort of 100 gL-1 were the established parameters with the best efficiency indicators (89 %), using the Saccharomyces cerevisiae yeast strain. Under these conditions, the pilot-scale process in eight fermenters with a useful volume of 138 m3 for 12 months, following the parameters: Brix, pH, temperature, alcohol content, and the concentration of reducing sugars at the end of fermentation were evaluated. The results obtained show that by applying the established conditions the alcohol production rate increased by 23 %.

Desreplicación de alcaloides isoquinolínicos de Duguetia quitarensis (benth.) y evaluación de la actividad fitotóxica

ABSTRACT Duguetia quitarensis (Benth.) is a species distributed across the Amazon region, from Venezuela to Bolivia. This study aimed to characterize the chemical profile of the methanolic extract of D. quitarensis through dereplication by direct infusion and to evaluate its phytotoxic potential against Allium cepa L. and Lactuca sativa L. Ten isoquinoline alkaloids were annotated, including aporphine-, benzyl-tetrahydroisoquinoline-, 7-hydroxyaporphine-, and oxoaporphine-type compounds. The methanolic extract exhibited phytotoxic effects of varying intensity, as indicated by seedling growth inhibition and germination assays. Root elongation was more sensitive than hypocotyl growth, particularly in A. cepa. The presence of multiple isoquinoline alkaloids suggests their contribution to the observed phytotoxicity, possibly through interference in cellular processes such as respiration and DNA synthesis. These findings expand the chemical knowledge of D. quitarensis and indicate its potential as a natural source of allelopathic or bioherbicidal compounds.

RESUMEN Duguetia quitarensis (Benth.) es una especie distribuida en la región amazónica, desde Venezuela hasta Bolivia. Este estudio tuvo como objetivo, caracterizar el perfil químico del extracto metanólico de D. quitarensis, mediante desreplicación por infusión directa, y evaluar su potencial fitotóxico frente a Allium cepa L. y Lactuca sativa L. Se anotaron diez alcaloides isoquinolínicos, incluidos compuestos de los tipos aporfina, bencil-tetrahidroisoquinolina, 7-hidroxiaporfina y oxoaporfina. El extracto metanólico mostró efectos fitotóxicos de diferente intensidad, evidenciados por los ensayos de inhibición del crecimiento de plántulas y de germinación. El alargamiento radicular fue más sensible que el crecimiento del hipocótilo, especialmente en A. cepa. La presencia de múltiples alcaloides isoquinolínicos sugiere su contribución a la fitotoxicidad observada, posiblemente mediante interferencia en procesos celulares, como la respiración y la síntesis de ADN. Estos hallazgos amplían el conocimiento químico de D. quitarensis, e indican su potencial como fuente natural de compuestos alelopáticos o bioherbicidas.

Tratamiento magnético en semillas de tomate, su influencia en la germinación y desarrollo temprano

RESUMEN La investigación tuvo como objetivo, validar un modelo fenomenológico realizado para predecir los valores de campos magnéticos (B) y tiempos de exposición ( 𝑇 𝑒𝑥𝑝𝐵 ) óptimos; valores que definen la dosis de exposición magnética óptima para aplicar en semillas de cultivos de tomate, con el fin de aumentar la germinación y productividad de los mismos, teniendo como punto de partida, que la dosis de exposición magnética que se debe aplicar a las semillas está dada por la ecuación: 𝐷 𝐵 = 10 7 8𝜋 𝐵 2 𝑡 𝑒𝑥𝑝𝐵 . Para este cultivo, la dosis predicha por el modelo es de 481 𝐾𝐽 𝑚 −3 𝑠. Las semillas fueron tratadas con un dispositivo de imanes permanentes a una densidad de campo magnético estacionario de 24 ±2 militesla (mT), durante un tiempo de 35 min. Se demostró que el tratamiento magnético, en presiembra, tiene un efecto positivo importante sobre el número de semillas germinadas, en este cultivo.

ABSTRACT This research aimed to validate a phenomenological model designed to predict optimal magnetic field values (B) and exposure times ( 𝑇 𝑒??𝑝𝐵 ). These values define the optimal magnetic exposure dose to be applied to tomato seeds in order to increase their germination and productivity, based on the assumption that the magnetic exposure dose to be applied to the seeds is given by the equation: 𝐷 𝐵 = 10 7 8𝜋 𝐵 2 𝑡 𝑒𝑥𝑝𝐵 . For this crop, the dose predicted by the model is 481 KJm⁻³ s. The seeds were treated with a permanent magnet device at a stationary magnetic field density of 24 ± 2 millitesla (mT) for 35 min. It was demonstrated that magnetic treatment before sowing has a significant positive effect on the number of germinated seeds in this crop.

Membranas de quitosana/alcohol polivinílico cefuroxima obtenidas mediante electrohilado, con potencial uso como apósito antimicrobiano

RESUMEN Las nanofibras electrohiladas de quitosana y alcohol polivinílico (QS/PVA) han ganado relevancia en biomedicina, pero su carga con cefuroxima (CFX) no ha sido explorada. Este trabajo propone como novedad la obtención de nanofibras QS/PVA cargadas con CFX, y la evaluación de sus propiedades. Las membranas exhibieron estructuras nanofibrosas, mayormente homogéneas corroboradas por Microscopía Electrónica de Barrido (SEM). Las micrografías permitieron fijar condiciones de trabajo: relación de QS/PVA de 25:75 y diámetro de aguja de 0,64 mm, optimizando la morfología. Por espectroscopía infrarroja se observaron posibles interacciones entre el fármaco y la matriz, sugiriendo afinidad entre ambos componentes. El estudio de liberación, mostró una salida inicial rápida del fármaco, seguida de una liberación más estable a lo largo del tiempo. En las pruebas antibacterianas, las nanofibras cargadas mostraron buena actividad inhibitoria contra E. coli. En conjunto, las membranas QS/PVA cargadas con CFX presentaron un alto potencial como apósitos para heridas.

ABSTRACT Electrospun chitosan and polyvinyl alcohol (QS/PVA) nanofibers have gained noticeability in biomedicine, but their loading with cefuroxime (CFX) had not been previously explored. This work introduces the novel preparation of CFX-loaded QS/PVA nanofibers and evaluates their properties. The membranes exhibited mostly homogeneous nanofibrous structures, as confirmed by Scanning Electron Microscopy (SEM). The micrographs guided the establishment of optimal working conditions, specifically a QS/PVA ratio of 25:75 and a 0,64 mm needle diameter to optimize morphology. Infrared spectroscopy revealed possible interactions between the drug and the matrix, suggesting an affinity between both components. The release study showed an initial rapid burst of the drug followed by a more sustained release over time. In antibacterial tests, the loaded nanofibers showed good inhibitory activity against E. coli. Overall, the CFX-loaded QS/PVA membranes demonstrated high potential as wound dressings.

Estandarización de un procedimiento espectrofotométrico para cuantificar la activación de polisacárido de neumococo serotipo 5

ABSTRACT For the preparation of polysaccharide-protein conjugate vaccines, the hydrolysis and activation of capsular polysaccharides constitute a critical step for obtaining monovalent conjugates. This work describes the standardization of an analytical method for the quantification of aldehyde groups in the capsular polysaccharide of Streptococcus pneumoniae serotype 5, modified via periodate oxidation. The procedure is based on the reaction with Purpald's reagent. The proposed method was demonstrated to be linear (r² > 0,98, r > 0,99), with a fit coefficient of variation and a relative standard deviation of slope of less than 5 % and 2 %, respectively. It was precise, showing a relative standard deviation below 3 % under intermediate precision conditions, and robust against variations in NaOH concentration. The results in this study provide evidence for the safe use of the assay as process control in the modification step, of serotype 5 polysaccharide in the QuimiVio® vaccine.

RESUMEN En la preparación de vacunas conjugadas polisacárido-proteína, la hidrólisis y activación de los polisacáridos capsulares resulta un paso clave para la obtención de conjugados monovalentes. Este trabajo describe la estandarización de un método analítico para la cuantificación de grupos aldehídos en el polisacárido capsular del serotipo 5 de Streptococcus pneumoniae modificado, mediante oxidación periódica. El procedimiento se basa en la reacción con el reactivo de Purpald. El método demostró ser lineal (r² > 0,98; r > 0,99), con un coeficiente de variación y una desviación estándar relativa menor al 5 y 2 %, respectivamente; preciso, con una desviación estándar relativa inferior al 3 % en condiciones de precisión intermedia; y robusto, ante variaciones en la concentración de NaOH. Los resultados ofrecen las evidencias para un uso seguro del ensayo el cual puede aplicarse como control de proceso en la etapa de modificación del polisacárido del serotipo 5 en la vacuna QuimiVio®.

Potencial enológico de cepas de Saccharomyces cerevisiae y Kluyveromyces marxianus para su uso en fermentaciones mixtas

ABSTRACT Wine fermentation is a complex process involving several yeast species. Saccharomyces cerevisiae species is particularly effective due to its fermentative efficiency, while non-Saccharomyces yeasts contribute to the aromatic complexity of wines. This study aimed to characterize five strains (four S. cerevisiae and one Kluyveromyces marxianus), from different isolation sources, in terms of characteristics of oenological interest. The results showed that the CCEBI 2015 and CCEBI 2050 strains from S. cerevisiae species, and K. marxianus CCEBI 2011 tolerate high concentrations of glucose (30 % w/v), ethanol (10 % v/v) and SO₂ (120 mg/l) and have low or no H₂S production. No antagonism was observed between K. marxianus and S. cerevisiae strains, suggesting their compatibility for mixed fermentations. These results indicate that these strains are promising candidates for use in mixed starter cultures for winemaking.

RESUMEN La fermentación del vino es un proceso complejo en el que intervienen diversas especies de levadura. La especie Saccharomyces cerevisiae destaca por su eficiencia fermentativa y las levaduras no-Saccharomyces, por su contribución a la complejidad aromática de los vinos. Este estudio tuvo como objetivo caracterizar cinco cepas (cuatro S. cerevisiae y una Kluyveromyces marxianus), procedentes de diferentes fuentes de aislamiento, en cuanto a características de interés enológico. Los resultados mostraron que las cepas CCEBI 2015 y CCEBI 2050 de la especie S. cerevisiae y K. marxianus CCEBI 2011 toleran altas concentraciones de glucosa (30 % w/v), etanol (10 % v/v) y SO₂ (120 mg/L) y presentan baja o nula producción de H2S. No se observó antagonismo entre K. marxianus y las cepas de S. cerevisiae. Estos resultados avalan el empleo de estas cepas como candidatas prometedoras, para su uso en cultivos iniciadores mixtos para vinificación.

KineticCU, software de apoyo para el tema cinética enzimática en la asignatura Fundamentos de Biotecnología

RESUMEN El tema 1 de Fundamentos de Biotecnología se dedica al estudio de la cinética enzimática, para que los estudiantes conozcan las ecuaciones, fenómenos y parámetros cinéticos que caracterizan a las reacciones catalizadas por enzimas. Aunque es un tema de gran importancia, los resultados docentes no son satisfactorios, siendo el objetivo diseñar un software de apoyo para el tema cinética enzimática en la asignatura Fundamentos de Biotecnología. Para el diseño de KineticCU V1.0, se empleó el paquete de programa profesional MatLab®, en específico, MatLab® GUIDE. Se describe el software, sus ventanas principal y auxiliares, que permiten, dado datos de concentración de sustrato y velocidad sin inhibidor y con inhibidor, determinar gráficamente el tipo de inhibición enzimática y los parámetros cinéticos, empleando las ecuaciones de Michaelis-Menten y Lineweaver-Burk. Se presenta la forma de utilizar el software para resolver un problema de clases, constituyendo una herramienta de apoyo en la impartición del tema.

ABSTRACT Topic 1 of Fundamentals of Biotechnology is devoted to the study of enzyme kinetics, so that students become familiar with the equations, phenomena, and kinetic parameters that characterize enzyme-catalyzed reactions. Although it is a topic of great importance, teaching outcomes are not satisfactory, with the objective being to design support software for the topic of enzyme kinetics in the Fundamentals of Biotechnology course. For the design of KineticCU V1.0, the professional programming package MatLab® was used, specifically MatLab® GUIDE. The software is described, along with its main and auxiliary windows, which allow, given substrate concentration and reaction rate data without and with an inhibitor, the graphical determination of the type of enzyme inhibition and the kinetic parameters, using the Michaelis-Menten and Lineweaver-Burk equations. It is shown how the software solves a class problem, serving as a support tool for teaching the subject.

Optimización de la síntesis multicomponente del ácido 3-metil-2-(2-(4-nitrofenil)-4,5-difenil-1H-imidazol-1-il)butanoico

RESUMEN La síntesis de imidazoles tetrasustituidos mediante la modificación reacción de Debus-Radziszewski ha sido estudiada a profundidad, empleando un gran número de condiciones de reacción. Sin embargo, la adición de aminoácidos en la posición 1 del anillo, en lugar de una amina aromática, es un reto que requiere optimizar las condiciones de reacción para obtener mejores rendimientos. El presente trabajo realiza un diseño de experimentos con el fin de sugerir las mejores condiciones de reacción para la obtención del ácido 3-metil-2-(2-(4-nitrofenil)-4,5-difenil-1H-imidazol-1-il)butanoico. Los parámetros ADME+T sugieren un uso limitado como fármaco, sin embargo, tiene buenas propiedades de óptica no lineal, por lo cual pudiera ser usado en la fabricación de OLEDs. El compuesto obtenido fue caracterizado por técnicas espectroscópicas (UV-visible, FTIR, RMN1H, EM) y sus propiedades, calculadas mediante DFT. El uso de solventes polares y sonda de ultrasonido aumenta los rendimientos, pero no así el catalizador.

ABSTRACT The synthesis of tetrasubstituted imidazoles by the Debus-Radziszewski modification reaction has been extensively studied, employing a large number of reaction conditions. However, the addition of amino acids at position 1 of the ring, instead of an aromatic amine, is a challenge that requires optimizing the reaction conditions to obtain the best yields. This work carries out a design of experiments in order to suggest the best reaction conditions for the preparation of 3-methyl-2-(2-(4-nitrophenyl)-4,5-diphenyl-1H-imidazol-1-yl)butanoic acid. The ADME+T parameters suggest a limited use as a pharmaceutical; however, it has good nonlinear optical properties, so it could be used in the manufacture of OLEDs. The obtained compound was characterized by spectroscopic techniques (UV-visible, FTIR, 1H NMR, MS) and its properties were calculated by DFT. The use of polar solvents and an ultrasonic probe increases yields, but not the catalyst.

Análisis multielemental de cromita mediante espectrometría óptica de emisión con plasma inductivamente acoplado

RESUMEN Se desarrolló y evaluó un método para la determinación simultánea de Al, Cr, Fe, Mg y Si en cromita mediante espectrometría óptica de emisión con plasma inductivamente acoplado (ICP-OES), previa digestión de la muestra por fusión alcalina. El método permitió cubrir los intervalos de concentración Al: 2 -15,35 %; Cr: 2 - 30,8 %; Fe: 1,5 - 17,5 %; Mg: 1,5 - 15,8 % y Si: 1,2 - 12 % expresados como fracción de masa, en tanto por ciento (m/m), característicos de cromitas beneficiadas y destinadas a la exportación. La evaluación del desempeño incluyó estudios de linealidad, precisión y veracidad. La veracidad de Al, Fe, Mg y Si se comprobó mediante materiales de referencia internos no certificados, mientras que para Cr se realizó además la comparación con el método volumétrico normalizado. Los resultados evidencian que el método propuesto constituye una alternativa analítica confiable y eficiente para el control composicional de cromita.

ABSTRACT An inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES) method was developed for the simultaneous determination of Al, Cr, Fe, Mg, and Si in chromite after alkaline fusion digestion of samples. The method covered the following concentration ranges: Al: 2-15.35 %; Cr: 2-30.8 %; Fe: 1.5-17.5 %; Mg: 1.5-15.8 %; and Si: 1.2-12 %, expressed as mass fraction in percentage (m/m), characteristic of beneficiated chromites for export. Performance evaluation included linearity, precision, and trueness studies. Trueness for Al, Fe, Mg, and Si was assessed using non-certified internal reference materials, while Cr was additionally compared with a normalized volumetric method. The results demonstrated that the proposed method is a reliable and efficient analytical alternative for chromite compositional control.