Pub Date : 2024-01-01DOI: 10.29356/jmcs.v68i1.1867
H. Jiménez-Vázquez, Luis Almazán, Adriana Benavides
The intrinsic reaction coordinates for the cycloadditions between ethene and 1,3-butadiene, and ethene and cyclopentadiene, were determined at the SCS-MP2/aug-cc-pVTZ level of theory. The energy contents of the points determined for both coordinates were decomposed into their deformation and interaction contributions. From this analysis it is concluded that the higher reaction barrier for the butadiene-ethene cycloaddition can be attributed primarily to the conformational change of butadiene required by the reaction (higher deformation energy). There is also a minor contribution of the interaction term, which is more stabilizing for the cyclopentadiene-ethene reaction. An additional decomposition of these terms into their Hartree-Fock and SCS-MP2 correlation components suggests that the higher stabilization of the transition state of the cyclopentadiene-ethene cycloaddition is mostly due to stronger dispersion interactions between reactants, resulting from the larger contact surface between them, and not to stabilizing electronic effects. Resumen. Se determinaron las coordenadas intrínsecas de reacción para las cicloadiciones entre eteno y 1,3-butadieno, y eteno y ciclopentadieno al nivel de teoría SCS-MP2/aug-cc-pVTZ. La energía de los puntos obtenidos en ambas coordenadas se descompuso en sus contribuciones de deformación e interacción. A partir de este análisis se concluye que la mayor barrera energética para la cicloadición eteno-butadieno puede atribuirse, principalmente, al cambio conformacional del butadieno requerido por la reacción (mayor energía de deformación). También se encuentra que el término de interacción es más estabilizante para la reacción entre ciclopentadieno y eteno, aunque la contribución de este término es menor. La descomposición adicional de las energías de interacción de estas reacciones en sus componentes de Hartree-Fock y de correlación SCS-MP2, sugiere que la mayor estabilización del estado de transición en la reacción entre ciclopentadieno y eteno, se debe principalmente a la interacción de dispersión más fuertemente estabilizante entre estos reactantes, resultado de la mayor superficie de contacto entre ellos y no a efectos electrónicos estabilizantes.
{"title":"Contribution of Dispersion to the Intrinsic Energy Barriers of Neutral Model Diels-Alder Reactions","authors":"H. Jiménez-Vázquez, Luis Almazán, Adriana Benavides","doi":"10.29356/jmcs.v68i1.1867","DOIUrl":"https://doi.org/10.29356/jmcs.v68i1.1867","url":null,"abstract":"The intrinsic reaction coordinates for the cycloadditions between ethene and 1,3-butadiene, and ethene and cyclopentadiene, were determined at the SCS-MP2/aug-cc-pVTZ level of theory. The energy contents of the points determined for both coordinates were decomposed into their deformation and interaction contributions. From this analysis it is concluded that the higher reaction barrier for the butadiene-ethene cycloaddition can be attributed primarily to the conformational change of butadiene required by the reaction (higher deformation energy). There is also a minor contribution of the interaction term, which is more stabilizing for the cyclopentadiene-ethene reaction. An additional decomposition of these terms into their Hartree-Fock and SCS-MP2 correlation components suggests that the higher stabilization of the transition state of the cyclopentadiene-ethene cycloaddition is mostly due to stronger dispersion interactions between reactants, resulting from the larger contact surface between them, and not to stabilizing electronic effects. Resumen. Se determinaron las coordenadas intrínsecas de reacción para las cicloadiciones entre eteno y 1,3-butadieno, y eteno y ciclopentadieno al nivel de teoría SCS-MP2/aug-cc-pVTZ. La energía de los puntos obtenidos en ambas coordenadas se descompuso en sus contribuciones de deformación e interacción. A partir de este análisis se concluye que la mayor barrera energética para la cicloadición eteno-butadieno puede atribuirse, principalmente, al cambio conformacional del butadieno requerido por la reacción (mayor energía de deformación). También se encuentra que el término de interacción es más estabilizante para la reacción entre ciclopentadieno y eteno, aunque la contribución de este término es menor. La descomposición adicional de las energías de interacción de estas reacciones en sus componentes de Hartree-Fock y de correlación SCS-MP2, sugiere que la mayor estabilización del estado de transición en la reacción entre ciclopentadieno y eteno, se debe principalmente a la interacción de dispersión más fuertemente estabilizante entre estos reactantes, resultado de la mayor superficie de contacto entre ellos y no a efectos electrónicos estabilizantes.","PeriodicalId":17377,"journal":{"name":"Journal of the Mexican Chemical Society","volume":"64 21","pages":""},"PeriodicalIF":1.5,"publicationDate":"2024-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"139125157","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"化学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2024-01-01DOI: 10.29356/jmcs.v68i1.1975
Rubén M. Carballo, Héctor A. Peniche-Pavía, R. Quijano-Quiñones, D. Cáceres-Castillo, G. Mirón-López, Manlio Graniel-Sabido, Andrea Reyes-Cuapio, R. Moo-Puc, Lía S. Valencia-Chan, G. Mena-Rejón
Infection by Trichomonas vaginalis has a high incidence/prevalence worldwide. It has been associated with a predisposition to cervical neoplasia or prostate cancer and an increased risk of acquisition of human papillomavirus (HPV) and human immunodeficiency virus (HIV). Besides, resistance to the drugs used for trichomoniasis treatment has increased in the last 30 years. Herein, thirteen phenylthiazolylbenzene sulfonamides were synthesized and evaluated for their in vitro activity against Trichomonas vaginalis. Among them, four derivatives showed higher anti-trichomonal activity than metronidazole (IC50 = 0.93 µM), while their cytotoxicity levels were not significant. These compounds were subject to molecular docking studies using Trichomonas vaginalis ferredoxin as target. The results revealed that the orientation of the nitro group of the active derivatives is toward [2Fe-2S], the cluster responsible for high reactive oxygen species generation. Finally, it was evident that the presence of a nitro group in the structure of the synthesized phenylthiazolylbenzene sulfonamides is essential for their trichomonicidal activity. Resumen. A nivel mundial la infección por Trichomonas vaginalis tiene una alta incidencia/prevalencia y se ha asociado con una predisposición a padecer neoplasia cervical o cáncer de próstata, así como a generar un mayor riesgo de adquirir el virus del papiloma humano (VPH) y el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH). Además, en los últimos 30 años, la resistencia a los fármacos utilizados para el tratamiento de la tricomoniasis ha aumentado. En el presente trabajo, trece sulfonamidas de feniltiazolilbenceno fueron sintetizadas y evaluadas in vitro contra Trichomonas vaginalis. Cuatro de ellas exhibieron una actividad anti-tricomonas mayor que el metronidazol (CI50 = 0.93 µM), a la vez que citotoxicidad no significativa. Por tal motivo, estos compuestos fueron sometidos a estudios de acoplamiento molecular utilizando como diana a la ferredoxina de T. vaginalis. Los resultados revelaron que la orientación del grupo nitro de los derivados activos está dirigida hacia el grupo [2Fe-2S], responsable de la generación de especies de oxígeno altamente reactivas. Finalmente, se evidenció que la presencia de al menos un grupo nitro en la estructura de las sulfonamidas de feniltiazolilbenceno sintetizadas es esencial para su actividad tricomonicida.
{"title":"Synthesis, in vitro Antitrichomonal Activity, and Docking Study of N-[(4-substituted phenyl)-1,3-thiazol-2-yl]-4-substituted Benzenesulfonamides","authors":"Rubén M. Carballo, Héctor A. Peniche-Pavía, R. Quijano-Quiñones, D. Cáceres-Castillo, G. Mirón-López, Manlio Graniel-Sabido, Andrea Reyes-Cuapio, R. Moo-Puc, Lía S. Valencia-Chan, G. Mena-Rejón","doi":"10.29356/jmcs.v68i1.1975","DOIUrl":"https://doi.org/10.29356/jmcs.v68i1.1975","url":null,"abstract":"Infection by Trichomonas vaginalis has a high incidence/prevalence worldwide. It has been associated with a predisposition to cervical neoplasia or prostate cancer and an increased risk of acquisition of human papillomavirus (HPV) and human immunodeficiency virus (HIV). Besides, resistance to the drugs used for trichomoniasis treatment has increased in the last 30 years. Herein, thirteen phenylthiazolylbenzene sulfonamides were synthesized and evaluated for their in vitro activity against Trichomonas vaginalis. Among them, four derivatives showed higher anti-trichomonal activity than metronidazole (IC50 = 0.93 µM), while their cytotoxicity levels were not significant. These compounds were subject to molecular docking studies using Trichomonas vaginalis ferredoxin as target. The results revealed that the orientation of the nitro group of the active derivatives is toward [2Fe-2S], the cluster responsible for high reactive oxygen species generation. Finally, it was evident that the presence of a nitro group in the structure of the synthesized phenylthiazolylbenzene sulfonamides is essential for their trichomonicidal activity. Resumen. A nivel mundial la infección por Trichomonas vaginalis tiene una alta incidencia/prevalencia y se ha asociado con una predisposición a padecer neoplasia cervical o cáncer de próstata, así como a generar un mayor riesgo de adquirir el virus del papiloma humano (VPH) y el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH). Además, en los últimos 30 años, la resistencia a los fármacos utilizados para el tratamiento de la tricomoniasis ha aumentado. En el presente trabajo, trece sulfonamidas de feniltiazolilbenceno fueron sintetizadas y evaluadas in vitro contra Trichomonas vaginalis. Cuatro de ellas exhibieron una actividad anti-tricomonas mayor que el metronidazol (CI50 = 0.93 µM), a la vez que citotoxicidad no significativa. Por tal motivo, estos compuestos fueron sometidos a estudios de acoplamiento molecular utilizando como diana a la ferredoxina de T. vaginalis. Los resultados revelaron que la orientación del grupo nitro de los derivados activos está dirigida hacia el grupo [2Fe-2S], responsable de la generación de especies de oxígeno altamente reactivas. Finalmente, se evidenció que la presencia de al menos un grupo nitro en la estructura de las sulfonamidas de feniltiazolilbenceno sintetizadas es esencial para su actividad tricomonicida.","PeriodicalId":17377,"journal":{"name":"Journal of the Mexican Chemical Society","volume":"39 7","pages":""},"PeriodicalIF":1.5,"publicationDate":"2024-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"139125638","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"化学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2024-01-01DOI: 10.29356/jmcs.v68i1.1906
Tania Lizeth Espinoza Cruz, K. Wrobel, Eunice Yanez Barrientos, Alma Rosa Corrales Escobosa, M. Garay-Sevilla, Francisco Javier AcevedoAguilar, K. Wrobel
Microwave plasma - atomic emission spectrometry with multi-energy calibration (MP-AES-MEC) was used for the determination of four major elements in urine. In the family of atomic emission spectrometry, the distinctive features of MP-AES are: (i) nitrogen-based toroidal-shape plasma; (ii) good plasma tolerance to total solids; (iii) exceptionally low operating cost. On the other hand, due to relatively low plasma temperature, this technique is susceptible to spectral interferences and sample-to-sample fluctuating baseline is typical limitation, if previous acid digestion is not performed. MEC is a non-conventional quantification method, not requiring baseline correction and it has been selected in this work to achieve reliable determination of Na, K, Ca and Mg in simply diluted urine. The principle underlying MEC is the proportionality between signal intensity and analyte concentration, occurring at any emission line for given element. Accordingly, for each sample, only two solutions were prepared likewise in the one-point standard addition and two analytical runs were performed, yet four experimental points were generated for calibration according with the number of emission lines utilized. Based on the results obtained by analyzing urines from different subjects, the sample dilution fold was selected to adjust the analyte concentration below half of the calibration range (150 for K, 200 for Na, 50 for Ca and 25 for Mg), while the addition of standard was done roughly doubling natural concentration in the diluted sample. The evaluated instrumental limits of detection were: 0.009 ± 0.005 mg L-1 for K, 0.131 ± 0.011 mg L-1 for Na, 0.050 ± 0.014 mg L-1 for Ca and 0.059 ± 0.010 mg L-1 for Mg (five replicates in different days). Each analysis was performed in triplicate yielding percentage relative standard deviation £ 11 %. The percentage recoveries calculated taking the results obtained in acid-digested samples by external calibration as reference values were in the range: 83.3-102 % for K, 88.4-110 % for Na, 82.9-113 % for Ca and 85.8-108 % for Mg. The capability of the proposed MP-AES-MEC procedure for monitoring four elements in different clinical conditions was demonstrated by analyzing ten urines from diabetic patients and ten from non-diabetic control subjects; statistical differences between these two groups was found for Na and K. Resumen. La espectrometría de emisión atómica con excitación en plasma de microondas y con el método de calibración multi-energéa (MP-AES-MEC) fueron empleados para la determinación de cuatro elementos mayoritarios en orina. Dentro de la familia de técnicas de espectrometría de emisión atómica, las características distintivas de MP-AES son las siguientes: (i) uso de plasma de nitrógeno con geometría toroidal; (ii) buena tolerancia del plasma a sólidos totales; (iii) excepcionalmente bajo costo de operación. Por otra parte, debido a la relativamente baja temperatura del plasma, una típica limitación de esta técni
{"title":"Determination of Sodium, Potassium, Calcium and Magnesium in Urine, Using Microwave Plasma - Atomic Emission Spectrometry and Multi-Energy Calibration","authors":"Tania Lizeth Espinoza Cruz, K. Wrobel, Eunice Yanez Barrientos, Alma Rosa Corrales Escobosa, M. Garay-Sevilla, Francisco Javier AcevedoAguilar, K. Wrobel","doi":"10.29356/jmcs.v68i1.1906","DOIUrl":"https://doi.org/10.29356/jmcs.v68i1.1906","url":null,"abstract":"Microwave plasma - atomic emission spectrometry with multi-energy calibration (MP-AES-MEC) was used for the determination of four major elements in urine. In the family of atomic emission spectrometry, the distinctive features of MP-AES are: (i) nitrogen-based toroidal-shape plasma; (ii) good plasma tolerance to total solids; (iii) exceptionally low operating cost. On the other hand, due to relatively low plasma temperature, this technique is susceptible to spectral interferences and sample-to-sample fluctuating baseline is typical limitation, if previous acid digestion is not performed. MEC is a non-conventional quantification method, not requiring baseline correction and it has been selected in this work to achieve reliable determination of Na, K, Ca and Mg in simply diluted urine. The principle underlying MEC is the proportionality between signal intensity and analyte concentration, occurring at any emission line for given element. Accordingly, for each sample, only two solutions were prepared likewise in the one-point standard addition and two analytical runs were performed, yet four experimental points were generated for calibration according with the number of emission lines utilized. Based on the results obtained by analyzing urines from different subjects, the sample dilution fold was selected to adjust the analyte concentration below half of the calibration range (150 for K, 200 for Na, 50 for Ca and 25 for Mg), while the addition of standard was done roughly doubling natural concentration in the diluted sample. The evaluated instrumental limits of detection were: 0.009 ± 0.005 mg L-1 for K, 0.131 ± 0.011 mg L-1 for Na, 0.050 ± 0.014 mg L-1 for Ca and 0.059 ± 0.010 mg L-1 for Mg (five replicates in different days). Each analysis was performed in triplicate yielding percentage relative standard deviation £ 11 %. The percentage recoveries calculated taking the results obtained in acid-digested samples by external calibration as reference values were in the range: 83.3-102 % for K, 88.4-110 % for Na, 82.9-113 % for Ca and 85.8-108 % for Mg. The capability of the proposed MP-AES-MEC procedure for monitoring four elements in different clinical conditions was demonstrated by analyzing ten urines from diabetic patients and ten from non-diabetic control subjects; statistical differences between these two groups was found for Na and K. Resumen. La espectrometría de emisión atómica con excitación en plasma de microondas y con el método de calibración multi-energéa (MP-AES-MEC) fueron empleados para la determinación de cuatro elementos mayoritarios en orina. Dentro de la familia de técnicas de espectrometría de emisión atómica, las características distintivas de MP-AES son las siguientes: (i) uso de plasma de nitrógeno con geometría toroidal; (ii) buena tolerancia del plasma a sólidos totales; (iii) excepcionalmente bajo costo de operación. Por otra parte, debido a la relativamente baja temperatura del plasma, una típica limitación de esta técni","PeriodicalId":17377,"journal":{"name":"Journal of the Mexican Chemical Society","volume":"113 9","pages":""},"PeriodicalIF":1.5,"publicationDate":"2024-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"139126071","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"化学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2024-01-01DOI: 10.29356/jmcs.v68i1.1926
Fatima Montserrat Soto Suárez, Gabriel Eduardo Cuevas González Bravo, Luis Mauricio Murillo Herrera, Eduardo Hernández-Huerta, Mariana Ortiz Reynoso, Karla Ramírez Gualito, Ramiro Felipe Quijano Quiñones
Under thermal conditions perezone, a sesquiterpene quinone, forms an equimolar amount of a- and β-pipitzol through an intermolecular cycloaddition reaction. Computational calculations at M06-2x/6-311++G(2d,2p) level of theory of the transition states and the associated reaction paths allow justifying the experimental observations. Only exo adducts are observed experimentally, which is in line with the calculated energy difference of 6.5 kcal/mol between the transition states associated with the endo and exo adducts. Activation free energy was accurately predicted, those the uncatalyzed thermal process of cycloaddition requires 37.0 kcal/mol. The study of the potential energy surface allows to establish the existence of folded conformers of perezone in the potential energy surface. Resumen. En condiciones térmicas la perezona, una quinona sesquiterpénica, forma, cantidades equimolares de a- y β-pipitzoles a través de una reacción de cicloadición intramolecular. A nivel M06-2x/6-311++G(2d,2p) el cálculo de los estados de transición y de las trayectorias de reacción asociadas permiten justificar los resultados observados. Desde el punto de vista experimental sólo se forman los aductos exo y no los endo pues los estados de transición relacionados muestran una diferencia energética de 6.5 kcal/mol. La energía de activación calculada para el procedo desprovisto de catálisis es de 37.0 kcal/mol. El estudio de la superficie de energía potencial permite establecer la existencia de confórmeros plegados de la perezona.
{"title":"Understanding Experimental Facts for the Transformation of Perezone into α- and β-pipitzols","authors":"Fatima Montserrat Soto Suárez, Gabriel Eduardo Cuevas González Bravo, Luis Mauricio Murillo Herrera, Eduardo Hernández-Huerta, Mariana Ortiz Reynoso, Karla Ramírez Gualito, Ramiro Felipe Quijano Quiñones","doi":"10.29356/jmcs.v68i1.1926","DOIUrl":"https://doi.org/10.29356/jmcs.v68i1.1926","url":null,"abstract":"Under thermal conditions perezone, a sesquiterpene quinone, forms an equimolar amount of a- and β-pipitzol through an intermolecular cycloaddition reaction. Computational calculations at M06-2x/6-311++G(2d,2p) level of theory of the transition states and the associated reaction paths allow justifying the experimental observations. Only exo adducts are observed experimentally, which is in line with the calculated energy difference of 6.5 kcal/mol between the transition states associated with the endo and exo adducts. Activation free energy was accurately predicted, those the uncatalyzed thermal process of cycloaddition requires 37.0 kcal/mol. The study of the potential energy surface allows to establish the existence of folded conformers of perezone in the potential energy surface. Resumen. En condiciones térmicas la perezona, una quinona sesquiterpénica, forma, cantidades equimolares de a- y β-pipitzoles a través de una reacción de cicloadición intramolecular. A nivel M06-2x/6-311++G(2d,2p) el cálculo de los estados de transición y de las trayectorias de reacción asociadas permiten justificar los resultados observados. Desde el punto de vista experimental sólo se forman los aductos exo y no los endo pues los estados de transición relacionados muestran una diferencia energética de 6.5 kcal/mol. La energía de activación calculada para el procedo desprovisto de catálisis es de 37.0 kcal/mol. El estudio de la superficie de energía potencial permite establecer la existencia de confórmeros plegados de la perezona.","PeriodicalId":17377,"journal":{"name":"Journal of the Mexican Chemical Society","volume":"59 24","pages":""},"PeriodicalIF":1.5,"publicationDate":"2024-01-01","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"139126682","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"化学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-12-09DOI: 10.29356/jmcs.v67i4.1998
B. Frontana-Uribe, M. H. Ríos-Domínguez
Recently, the weather has experienced changes and these have affected our life style. Fossil fuels used by the human have contributed to climate change and today it is impossible to modify. Researchers have studied different kind of fuels that could use daily. Currently, hydrogen, from water splitting, is the best way to substitute the fossil fuels because water is present around the World. In photoelectrochemistry, the electrodes have a great importance. Behaviour of each semiconductor as , , , , , , , etc., give us individual efficiency respect to solar light. Also, the semiconductor chosen, type of crystallinity and superficial area are important points for achieve high in efficiency. This review shows that inverse opal has a greater contact compared to rod, cauliflower, nanotubes, etc. Different ways to deposit the polystyrene allows us gain more contact area and better photoelectrode efficiency. The main routes used to obtain binary oxides deposits, as electrophoretic, spin coating, vertical submersion, etc., help us to control polystyrene arrangement and obtain a uniform template. These techniques are discussed along this contribution. Resumen. Recientemente, el clima ha experimentado cambios que han afectado a nuestro estilo de vida. Los combustibles fósiles utilizados por el ser humano han contribuido al cambio climático y hoy es imposible modificarlo. Los investigadores estudian diferentes tipos de combustibles que podrían utilizarse diaria y actualmente, el hidrógeno, a partir de la ruptura de la molécula de agua, es la mejor manera de sustituir los combustibles fósiles porque el agua está presente en todo el mundo. En fotoelectroquímica, los electrodos tienen una gran importancia. El comportamiento de cada semiconductor como TiO2, Fe2O3, NiO, CuO, NiS, ZnO, Cu2O, etc., tiene cada uno una eficiencia individual respecto a la luz solar que reciben. Además, del semiconductor elegido, el tipo de cristalinidad y el área superficial de este son puntos determinantes para alcanzar un alto grado de eficiencia. La presente revisión muestra que el ópalo inverso tiene un mayor contacto y eficiencia en comparación con las varillas, la coliflor, los nanotubos, etc. Diferentes formas de depositar el poliestireno como molde nos permiten obtener mayor área de contacto y mejor eficiencia del fotoelectrodo semiconductor. Las principales vías utilizadas para obtener depósitos de óxidos binarios, como electroforesis vertical, etc., nos ayudan a controlar la disposición del poliestireno y obtener una capa uniforme. Estas técnicas se discuten a lo largo de esta contribución.
最近，天气发生了变化，这些都影响了我们的生活方式。人类使用的化石燃料导致了气候变化，如今已经无法改变。研究人员已经研究了日常使用的不同类型的燃料。目前，水分解产生的氢是替代化石燃料的最佳方式，因为水在世界各地都存在。在光电化学中，电极具有非常重要的意义。每个半导体的行为如，，，，，，，等，给我们关于太阳能光的个别效率。此外，半导体的选择、结晶度和表面积是提高效率的重要因素。结果表明，与棒材、花椰菜、纳米管等材料相比，反蛋白石具有更大的接触面。不同的方法沉积聚苯乙烯使我们获得更大的接触面积和更好的光电极效率。获得二元氧化物镀层的主要途径有电泳、自旋涂覆、垂直浸没等，有助于我们控制聚苯乙烯的排列并获得均匀的模板。在本文中讨论了这些技术。Resumen。我们认为，实验活动比影响活动更有意义，更有意义。可燃物fósiles对人类的利用比对生物的贡献更少climático因为它们是不可能被修改的。Los调查人员研究了可燃物的不同种类，例如podrían利用实际情况，el hidrógeno, a partite de la ruptura de la molaccula de agua, es la major manera de sutituir Los可燃物fósiles porque el agua estesten todo el mundo。所以fotoelectroquímica, los electrodos tienen是非常重要的。光电半导体中的El组合物包括TiO2、Fe2O3、NiO、CuO、NiS、ZnO、Cu2O等，可作为光电效率最高的单体。Además, del semiconductor elegido, el tipo de crystinidad, el área肤浅的de este son puntos determinantes para alcanzar un alto grado de efficiency。我们提出了revisión musea que el ópalo通过效率的反向接触来实现主要接触的方法，包括comparación con las varillas, La coliflor, los nanotubos等。不同形式的沉积层和聚合物的共模不允许通过主要效率的光电半导体的接触器。Las principales vías utilizadas para obtener depósitos de óxidos binarios, como electroforeis vertical等，no ayudas和controlar la disposición del poliestireno通过obtener una capa uniform。在过去的一段时间里，我们讨论了很多关于电子邮件contribución的问题。
{"title":"Microstructures of Binary Oxides with an Inverse Opal Structure Used as Photoelectrodes for Water Splitting","authors":"B. Frontana-Uribe, M. H. Ríos-Domínguez","doi":"10.29356/jmcs.v67i4.1998","DOIUrl":"https://doi.org/10.29356/jmcs.v67i4.1998","url":null,"abstract":"Recently, the weather has experienced changes and these have affected our life style. Fossil fuels used by the human have contributed to climate change and today it is impossible to modify. Researchers have studied different kind of fuels that could use daily. Currently, hydrogen, from water splitting, is the best way to substitute the fossil fuels because water is present around the World. In photoelectrochemistry, the electrodes have a great importance. Behaviour of each semiconductor as , , , , , , , etc., give us individual efficiency respect to solar light. Also, the semiconductor chosen, type of crystallinity and superficial area are important points for achieve high in efficiency. This review shows that inverse opal has a greater contact compared to rod, cauliflower, nanotubes, etc. Different ways to deposit the polystyrene allows us gain more contact area and better photoelectrode efficiency. The main routes used to obtain binary oxides deposits, as electrophoretic, spin coating, vertical submersion, etc., help us to control polystyrene arrangement and obtain a uniform template. These techniques are discussed along this contribution.\u0000 \u0000Resumen. Recientemente, el clima ha experimentado cambios que han afectado a nuestro estilo de vida. Los combustibles fósiles utilizados por el ser humano han contribuido al cambio climático y hoy es imposible modificarlo. Los investigadores estudian diferentes tipos de combustibles que podrían utilizarse diaria y actualmente, el hidrógeno, a partir de la ruptura de la molécula de agua, es la mejor manera de sustituir los combustibles fósiles porque el agua está presente en todo el mundo. En fotoelectroquímica, los electrodos tienen una gran importancia. El comportamiento de cada semiconductor como TiO2, Fe2O3, NiO, CuO, NiS, ZnO, Cu2O, etc., tiene cada uno una eficiencia individual respecto a la luz solar que reciben. Además, del semiconductor elegido, el tipo de cristalinidad y el área superficial de este son puntos determinantes para alcanzar un alto grado de eficiencia. La presente revisión muestra que el ópalo inverso tiene un mayor contacto y eficiencia en comparación con las varillas, la coliflor, los nanotubos, etc. Diferentes formas de depositar el poliestireno como molde nos permiten obtener mayor área de contacto y mejor eficiencia del fotoelectrodo semiconductor. Las principales vías utilizadas para obtener depósitos de óxidos binarios, como electroforesis vertical, etc., nos ayudan a controlar la disposición del poliestireno y obtener una capa uniforme. Estas técnicas se discuten a lo largo de esta contribución.","PeriodicalId":17377,"journal":{"name":"Journal of the Mexican Chemical Society","volume":"6 4","pages":""},"PeriodicalIF":1.5,"publicationDate":"2023-12-09","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"138585473","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"化学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-11-10DOI: 10.29356/jmcs.v67i4.2167
Bernardo A. Frontana-Uribe, Norberto Casillas Santana, Guadalupe Ramos Sánchez
{"title":"Special Issue: Tribute to the electrochemical emeritus researchers of SNI","authors":"Bernardo A. Frontana-Uribe, Norberto Casillas Santana, Guadalupe Ramos Sánchez","doi":"10.29356/jmcs.v67i4.2167","DOIUrl":"https://doi.org/10.29356/jmcs.v67i4.2167","url":null,"abstract":"","PeriodicalId":17377,"journal":{"name":"Journal of the Mexican Chemical Society","volume":"76 15","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-11-10","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"135092842","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"化学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-11-07DOI: 10.29356/jmcs.v67i4.1959
Gregorio Guzman Gonzalez
Polymers have played a vital role in developing next-generation energy storage devices. In the progress of lithium-ion batteries (LIBs), polymers have been widely used in the preparation of electrolytes and electrode binders, in both cases, due to their unique intrinsic properties, such as high thermal, mechanical, and electrochemical resistance. However, the main limitation of this type of material is its poor ionic conductivity at room temperature, which depends on its structural properties and preparation techniques. In this review, the fundamental properties and ion transport mechanisms characteristic of different types of ion-conducting polymers, such as solvent-free polymer electrolytes (SPE), gel polymer electrolytes (GPE), and composite polymer electrolytes (CPE), are reported. A current overview of lithium-ion-based battery systems, which can be improved using ion-conducting polymers, is also presented. Resumen. Los polímeros han tomado un papel fundamental en el desarrollo de dispositivos de almacenamiento de energía de última generación. En el perfeccionamiento de baterías de ion litio LIBs, los polímeros han sido utilizados ampliamente en preparación de electrolitos y aglomerantes para electrodos, en ambos casos debido a sus propiedades intrínsecas especiales como alta resistencia térmica, mecánica y electroquímica. Sin embargo, la principal limitante de este tipo de materiales es su pobre de conductividad iónica a temperatura ambiente, la cual depende de sus propiedades estructurales y técnicas de preparación. En esta revisión son presentadas las propiedades fundamentales y mecanismos de transporte iónico característicos de los diferentes tipos de polímeros conductores de iones, como los electrolitos poliméricos sin disolventes (SPE), electrolitos poliméricos en gel (GPE) y electrolitos poliméricos compuestos (CPE). También se presenta un panorama actual de los sistemas de baterías basadas en iones litio, que pueden ser mejoradas de mediante el uso de polímeros conductores de iones.
{"title":"Brief Review of the Role of Polymers in Different Lithium-Ion Conducting Electrolytes for LIBs","authors":"Gregorio Guzman Gonzalez","doi":"10.29356/jmcs.v67i4.1959","DOIUrl":"https://doi.org/10.29356/jmcs.v67i4.1959","url":null,"abstract":"Polymers have played a vital role in developing next-generation energy storage devices. In the progress of lithium-ion batteries (LIBs), polymers have been widely used in the preparation of electrolytes and electrode binders, in both cases, due to their unique intrinsic properties, such as high thermal, mechanical, and electrochemical resistance. However, the main limitation of this type of material is its poor ionic conductivity at room temperature, which depends on its structural properties and preparation techniques. In this review, the fundamental properties and ion transport mechanisms characteristic of different types of ion-conducting polymers, such as solvent-free polymer electrolytes (SPE), gel polymer electrolytes (GPE), and composite polymer electrolytes (CPE), are reported. A current overview of lithium-ion-based battery systems, which can be improved using ion-conducting polymers, is also presented. Resumen. Los polímeros han tomado un papel fundamental en el desarrollo de dispositivos de almacenamiento de energía de última generación. En el perfeccionamiento de baterías de ion litio LIBs, los polímeros han sido utilizados ampliamente en preparación de electrolitos y aglomerantes para electrodos, en ambos casos debido a sus propiedades intrínsecas especiales como alta resistencia térmica, mecánica y electroquímica. Sin embargo, la principal limitante de este tipo de materiales es su pobre de conductividad iónica a temperatura ambiente, la cual depende de sus propiedades estructurales y técnicas de preparación. En esta revisión son presentadas las propiedades fundamentales y mecanismos de transporte iónico característicos de los diferentes tipos de polímeros conductores de iones, como los electrolitos poliméricos sin disolventes (SPE), electrolitos poliméricos en gel (GPE) y electrolitos poliméricos compuestos (CPE). También se presenta un panorama actual de los sistemas de baterías basadas en iones litio, que pueden ser mejoradas de mediante el uso de polímeros conductores de iones.","PeriodicalId":17377,"journal":{"name":"Journal of the Mexican Chemical Society","volume":"172 1","pages":""},"PeriodicalIF":1.5,"publicationDate":"2023-11-07","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"139286906","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"化学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-10-31DOI: 10.29356/jmcs.v67i4.2014
Mario A Alpuche Aviles, Salvador Gutierrez-Portocarrero
Single-particle electrochemistry has become an important area of research with the potential to determine the rules of electrochemical reactivity at the nanoscale. These techniques involve addressing one entity at the time, as opposed to the conventional electrochemical experiment where a large number of molecules interact with an electrode surface. These experiments have been made feasible through the utilization of ultramicroelectrode (UMEs), i.e., electrodes with at least one dimension, e.g., diameter of 30 μm or less. This paper provides a theoretical and practical introduction to single entity electrochemistry (SEE), with emphasis on collision experiments between suspended NPs and UMEs to introduce concepts and techniques that are used in several SEE experimental modes. We discuss the intrinsically small currents, below 1 nA, that result from the electroactive area of single entities in the nanometer scale. Individual nanoparticles can be detected using the difference in electrochemical reactivity between a substrate and a nanoparticle (NP). These experiments show steady-state behavior of single NPs that result in discrete current changes or steps. Likewise, the NP can have transient interactions with the substrate electrode that result in current blips. We review the effect of diffusion, the main mass transport process that limits NP/electrode interactions. Also, we pointed out the implications of aggregation and tunneling in the experiments. Finally, we provid a perspective on the possible applications of single-element electrochemistry of electrocatalyst. Resumen. La electroquímica de partículas individuales se ha convertido en un área importante de investigación con el potencial de facilitar la comprensión de las reglas de reactividad electroquímica en la escala de nanómetros. Estas técnicas implican abordar una entidad a la vez, en contraste con el experimento electroquímico convencional en el que un gran número de moléculas interactúa con la superficie de un electrodo. Estos experimentos se han vuelto posibles gracias al uso de ultramicroelectrodos (UME, por sus siglas en inglés), es decir, electrodos con al menos una dimensión, como, por ejemplo, el diámetro de 30 μm o menos. Este artículo proporciona una introducción teórica y práctica a la electroquímica de entidad única (SEE, por sus siglas en inglés), con énfasis en los experimentos de colisión entre nanopartículas (NPs) suspendidas y UME para introducir conceptos y técnicas utilizadas en varios modos experimentales de SEE. Discutimos las corrientes intrínsecamente pequeñas, por debajo de 1 nA, que resultan de la superficie electroactiva de entidades únicas en la escala de nanómetros. Las nanopartículas individuales pueden detectarse mediante la diferencia en reactividad electroquímica entre el sustrato y las nanopartículas. Estos experimentos muestran el comportamiento en estado estacionario de NPs individuales que resulta en cambios discretos de corriente o escalones. De manera
单粒子电化学已成为一个重要的研究领域，具有确定纳米级电化学反应规律的潜力。这些技术涉及一次处理一个实体，而不是传统的电化学实验，大量分子与电极表面相互作用。这些实验已经通过使用超微电极(UMEs)成为可能，即至少具有一个维度的电极，例如直径为30 μm或更小。本文介绍了单实体电化学(SEE)的理论和实践，重点介绍了悬浮NPs和me之间的碰撞实验，以介绍几种SEE实验模式中使用的概念和技术。我们讨论了在纳米尺度下单个实体的电活性区域产生的小于1na的本质小电流。单个纳米颗粒可以通过基片和纳米颗粒(NP)之间电化学反应性的差异来检测。这些实验显示了导致离散电流变化或阶跃的单个NPs的稳态行为。同样，NP可以与衬底电极产生瞬态相互作用，从而导致电流突变。我们回顾了扩散的影响，扩散是限制NP/电极相互作用的主要质量传递过程。此外，我们还指出了实验中聚集和隧道效应的含义。最后，对电催化剂单元素电化学的应用前景进行了展望。Resumen。La electroquímica de partículas individuales se ha convertido en un área importante de investigación con el potential de facilitar La comprensión de las reglas de reactividad electroquímica en La escala de nanómetros。Estas tcamica隐含着边界上的边界和边界上的边界和边界上的边界，在对比上与实验相比electroquímico传统的边界和边界número de camcamica interactúa与表面上的边界和边界上的边界。且experimentos se汉vuelto最低谢谢uso al de ultramicroelectrodos(梅花,sus siglas en单身),在做,electrodos con al高看una维度,科莫,比如,el diametro de 30μm差不多。Este artículo proporciona una introducción teórica y práctica a la electroquímica de entidad única (SEE, por sus siglas en inglsamas)， con samassis en los experimentes de colisión entre nanopartículas (NPs) suspendididy me .引入了一些概念，这些概念利用了各种各样的实验模式来模拟SEE。Discutimos las corrientes intrínsecamente pequeñas, por debajo de 1na, que resultan de la surface electroactiva de entidades únicas en la escala de nanómetros。Las nanopartículas个体检测中介的差异在反应性和electroquímica中心与Las nanopartículas之间存在差异。Estos实验的结果必须是与NPs实验的结果相一致的，而不是与NPs实验的结果相一致的。与此类似，我们也可以用一种近似的方法来描述瞬时相互作用。修正电子效应(difusión)，电子传输的主要过程(NP/electrodo)。Además, señalamos las implicaciones de la agregación y del effecto túnel cuántico en los experiments。最后，我们将从不同的角度对可能的应用程序进行分析，如electroquímica de entidad única en electrocatálisis。
{"title":"Why Measure Particle-by-Particle Electrochemistry? A Tutorial and Perspective","authors":"Mario A Alpuche Aviles, Salvador Gutierrez-Portocarrero","doi":"10.29356/jmcs.v67i4.2014","DOIUrl":"https://doi.org/10.29356/jmcs.v67i4.2014","url":null,"abstract":"Single-particle electrochemistry has become an important area of research with the potential to determine the rules of electrochemical reactivity at the nanoscale. These techniques involve addressing one entity at the time, as opposed to the conventional electrochemical experiment where a large number of molecules interact with an electrode surface. These experiments have been made feasible through the utilization of ultramicroelectrode (UMEs), i.e., electrodes with at least one dimension, e.g., diameter of 30 μm or less. This paper provides a theoretical and practical introduction to single entity electrochemistry (SEE), with emphasis on collision experiments between suspended NPs and UMEs to introduce concepts and techniques that are used in several SEE experimental modes. We discuss the intrinsically small currents, below 1 nA, that result from the electroactive area of single entities in the nanometer scale. Individual nanoparticles can be detected using the difference in electrochemical reactivity between a substrate and a nanoparticle (NP). These experiments show steady-state behavior of single NPs that result in discrete current changes or steps. Likewise, the NP can have transient interactions with the substrate electrode that result in current blips. We review the effect of diffusion, the main mass transport process that limits NP/electrode interactions. Also, we pointed out the implications of aggregation and tunneling in the experiments. Finally, we provid a perspective on the possible applications of single-element electrochemistry of electrocatalyst. Resumen. La electroquímica de partículas individuales se ha convertido en un área importante de investigación con el potencial de facilitar la comprensión de las reglas de reactividad electroquímica en la escala de nanómetros. Estas técnicas implican abordar una entidad a la vez, en contraste con el experimento electroquímico convencional en el que un gran número de moléculas interactúa con la superficie de un electrodo. Estos experimentos se han vuelto posibles gracias al uso de ultramicroelectrodos (UME, por sus siglas en inglés), es decir, electrodos con al menos una dimensión, como, por ejemplo, el diámetro de 30 μm o menos. Este artículo proporciona una introducción teórica y práctica a la electroquímica de entidad única (SEE, por sus siglas en inglés), con énfasis en los experimentos de colisión entre nanopartículas (NPs) suspendidas y UME para introducir conceptos y técnicas utilizadas en varios modos experimentales de SEE. Discutimos las corrientes intrínsecamente pequeñas, por debajo de 1 nA, que resultan de la superficie electroactiva de entidades únicas en la escala de nanómetros. Las nanopartículas individuales pueden detectarse mediante la diferencia en reactividad electroquímica entre el sustrato y las nanopartículas. Estos experimentos muestran el comportamiento en estado estacionario de NPs individuales que resulta en cambios discretos de corriente o escalones. De manera ","PeriodicalId":17377,"journal":{"name":"Journal of the Mexican Chemical Society","volume":"23 7","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-10-31","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"135976604","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"化学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-10-31DOI: 10.29356/jmcs.v67i4.2005
María Concepcion Romero Serrano, Marcela Mendez Tovar
Abstract. The application of Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) in biofilms studies has been long reported due to the great variety and diversity of applications that are involved in many fields, for instance, in Bioelectrochemical Systems (BES), drinking water distribution systems, electrochemical sensors, food industry, medical devices; among others. Microbial attachment and biofilm growth have been extensively investigated using EIS due to their non-destructive nature; however, several studies (using a three-electrode system) have described changes in the electrochemical parameters that model biofilm development. Therefore, this overview focused on the EIS data analysis by an electrical equivalent circuit (eec). The most representative studies on attachment, biofilm formation, Extracellular Polymeric Substances (EPS), and charge transfer phenomena were discussed. Consequently, the goals of this overview are: Distinguish between the ways of studying biofilm growth (in-situ/ex-situ). EIS data validation by Kramers Kronig relations. The discussion of the electrical elements of eec. Due to the heterogeneity of the reviewed information, the biofilms are divided into two groups: strong electroactive and another group: weak electroactive and non-electroactive biofilms. The importance of this manuscript is to present the biofilm-electrode interface by the electrical elements of various biofilms studied under different conditions, establish an overview of the working methods followed by different authors, and discuss the results obtained on diverse biofilms. Lastly, this overview might help as a general outlook for planning further research. Resumen. La aplicación de la Espectroscopía de Impedancia Electroquímica (EIS) en estudios de biopelículas, ha sido ampliamente reportada debido a la gran variedad y diversidad de aplicaciones que están involucradas en diversos campos, por ejemplo, en sistemas bioelectroquímicos (BES), sistemas de distribución de agua potable, sensores electroquímicos, industria alimentaria, dispositivos médicos; entre otros. La adherencia microbiana y el crecimiento de biopelículas se han investigado ampliamente mediante EIS debido a su naturaleza no destructiva; sin embargo, diversos estudios han descrito cambios en los parámetros electroquímicos que modelan el desarrollo de las biopelículas. Por lo tanto, esta revisión general se centró en el análisis de datos de EIS mediante un circuito eléctrico equivalente (eec). Se discutieron los estudios más representativos sobre attachment, formación de biopelículas, Sustancias Poliméricas Extracelulares (EPS) y fenómenos de transferencia de carga. Por consiguiente, los objetivos de esta revisión son Distinguir entre las formas de estudiar el crecimiento de biopelículas (in-situ/ex-situ). La validación de los datos de EIS por relaciones de Kramers Kronig. La discusión de los elementos de eec. Debido a que la información revisada sobre biopelículas es muy heterogénea, las biopelí
摘要电化学阻抗谱(EIS)在生物膜研究中的应用早已被报道，因为它的应用涉及许多领域，例如生物电化学系统(BES)、饮用水分配系统、电化学传感器、食品工业、医疗器械;等等。微生物附着和生物膜的生长由于其非破坏性而被广泛研究;然而，一些研究(使用三电极系统)描述了模拟生物膜发育的电化学参数的变化。因此，本文重点介绍了等效电路(eec)的EIS数据分析。讨论了在附着、生物膜形成、细胞外聚合物(EPS)和电荷转移现象等方面最具代表性的研究。因此，本综述的目标是:区分研究生物膜生长的方法(原位/非原位)。EIS数据验证Kramers Kronig关系。电子电气元件的讨论。由于综述信息的异质性，将生物膜分为两组:强电活性生物膜和弱电活性和非电活性生物膜。本文的重要性在于通过研究不同条件下的各种生物膜的电元件来呈现生物膜-电极界面，概述了不同作者所遵循的工作方法，并讨论了在不同生物膜上获得的结果。最后，这一综述可能有助于作为规划进一步研究的总体展望。Resumen。La aplicacion de La Espectroscopia de Impedancia Electroquimica (EIS)在工厂化de biopeliculas ha sido ampliamente将作为这些活动的reportada所拉格兰variedad y diversidad de aplicaciones, involucradas campos行为,比如,en sistema bioelectroquimicos (BES), sistema de distribucion德阿瓜饮用,传感器electroquimicos,工业alimentaria, dispositivos医学生;之间还有其他。微生物粘附性的研究进展:对微生物粘附性的研究进展、微生物粘附性的研究进展、微生物粘附性的研究进展、微生物粘附性的研究进展;在过去的一年里，不同的工作室会将cambios描述为parámetros electroquímicos que modeland el desarrollo de las biopelículas。可怜的tanto, esta revisión一般se centró en el análisis de datos de EIS mediante uncircuiteselactrico equivalent (eec)。我们讨论了各工作室más代表的正式附件，formación de biopelículas，《外胞质遗传变异资料》和fenómenos de transferencia de carga。贫穷的组成部分，我们的目标是建立revisión在不同的研究中心建立biopelículas(原位/非原位)。La validación de los datos de EIS穷亲戚de Kramers Kronig。La discusión de los elementos de eec。Debido que la información revisada sobre biopelículas es may heteroogsamnea, las biopelículas se dividen en dos groups: electroactivas futertes, el otro group: electroactivas dsames biopelículas no electroactivas。《重要文献》介绍的是界面biopelícula-electrodo中间因素与不同的交换条件有关biopelículas研究对象与不同的条件有关，建立者与visión一般因素与不同的交换条件有关，讨论对象与不同的交换条件有关，结果与不同的交换条件有关biopelículas。Por último, esta revisión有助于从总体和具体未来的角度进行调查。通过Kramers Kronig关系区分研究生物膜生长(原位/非原位)EIS数据验证的方法本文的重要性在于通过不同条件下研究的各种生物膜的电元件来呈现生物膜-电极界面，建立不同作者遵循的工作方法的概述，并讨论在不同类型的生物膜上获得的结果。这一概述可能有助于作为规划进一步研究的总体展望。
{"title":"Impedance Analysis for the Study of Biofilm Formation on Electrodes: An Overview","authors":"María Concepcion Romero Serrano, Marcela Mendez Tovar","doi":"10.29356/jmcs.v67i4.2005","DOIUrl":"https://doi.org/10.29356/jmcs.v67i4.2005","url":null,"abstract":"Abstract. The application of Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) in biofilms studies has been long reported due to the great variety and diversity of applications that are involved in many fields, for instance, in Bioelectrochemical Systems (BES), drinking water distribution systems, electrochemical sensors, food industry, medical devices; among others. Microbial attachment and biofilm growth have been extensively investigated using EIS due to their non-destructive nature; however, several studies (using a three-electrode system) have described changes in the electrochemical parameters that model biofilm development. Therefore, this overview focused on the EIS data analysis by an electrical equivalent circuit (eec). The most representative studies on attachment, biofilm formation, Extracellular Polymeric Substances (EPS), and charge transfer phenomena were discussed. Consequently, the goals of this overview are: Distinguish between the ways of studying biofilm growth (in-situ/ex-situ). EIS data validation by Kramers Kronig relations. The discussion of the electrical elements of eec. Due to the heterogeneity of the reviewed information, the biofilms are divided into two groups: strong electroactive and another group: weak electroactive and non-electroactive biofilms. The importance of this manuscript is to present the biofilm-electrode interface by the electrical elements of various biofilms studied under different conditions, establish an overview of the working methods followed by different authors, and discuss the results obtained on diverse biofilms. Lastly, this overview might help as a general outlook for planning further research. Resumen. La aplicación de la Espectroscopía de Impedancia Electroquímica (EIS) en estudios de biopelículas, ha sido ampliamente reportada debido a la gran variedad y diversidad de aplicaciones que están involucradas en diversos campos, por ejemplo, en sistemas bioelectroquímicos (BES), sistemas de distribución de agua potable, sensores electroquímicos, industria alimentaria, dispositivos médicos; entre otros. La adherencia microbiana y el crecimiento de biopelículas se han investigado ampliamente mediante EIS debido a su naturaleza no destructiva; sin embargo, diversos estudios han descrito cambios en los parámetros electroquímicos que modelan el desarrollo de las biopelículas. Por lo tanto, esta revisión general se centró en el análisis de datos de EIS mediante un circuito eléctrico equivalente (eec). Se discutieron los estudios más representativos sobre attachment, formación de biopelículas, Sustancias Poliméricas Extracelulares (EPS) y fenómenos de transferencia de carga. Por consiguiente, los objetivos de esta revisión son Distinguir entre las formas de estudiar el crecimiento de biopelículas (in-situ/ex-situ). La validación de los datos de EIS por relaciones de Kramers Kronig. La discusión de los elementos de eec. Debido a que la información revisada sobre biopelículas es muy heterogénea, las biopelí","PeriodicalId":17377,"journal":{"name":"Journal of the Mexican Chemical Society","volume":"9 ","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-10-31","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"135976590","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"化学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
Pub Date : 2023-10-31DOI: 10.29356/jmcs.v67i4.1963
Annelis O. Sánchez-Álvarez, J. Andres Melendez, Mariena Silvestry-Ramos, Carlos R. Cabrera
Abstract. Copper/zinc superoxide dismutase (CuZnSOD), a 32.5 kDa metalloprotein with a radius of ca. 2.1 nm, catalyses the superoxide to hydrogen peroxide and molecular oxygen. At the femtomolar concentration range, has been sensed through electrochemical catalytic amplification using a Pt ultramicroelectrode. During amperometric (i vs. t) analysis, cathodic and anodic current transitions peaks were seen, in agreement with the metalloprotein catalytic mechanism. The current amplitudes were analyzed and correspond to the CuZnSOD dimensions. Thermal treatment of metalloprotein samples at 80 °C showed larger current spikes suggesting aggregation without losing its catalytic capability. The size was confirmed by transmission electron microscopy. Resumen. Cuprozinc superóxido dismutasa (CuZnSOD), es una metaloproteina de 32.5 kDa con un radio de aproximadamente 2.1 nm. Esta enzima cataliza la reacción de superóxido a peróxido y oxígeno molecular. Por primera vez, esta proteína es detectada a concentraciones femtomolares haciendo uso de la técnica electroquímica conocida como amplificación catalítica y la tecnología de ultra-microelectrodos de Pt. Durante un análisis amperométrico (curvas i vs. t), se observaron picos transitorios de corriente catódica y anódica que concuerdan con el mecanismo catalítico de la enzima. Al analizar la amplitud de la corriente, la misma concuerda con las dimensiones de CuZnSOD. Luego de exponer la proteína a un tratamiento térmico de 80 °C, CuZnSOD mostró picos de corriente transitorias que sugieren aglomeración de la enzima sin perder su capacidad catalítica. El tamaño fue confirmado por microscopía electrónica de transmisión.
摘要铜锌超氧化物歧化酶(CuZnSOD)是一种分子量为32.5 kDa、半径约2.1 nm的金属蛋白，可催化超氧化物生成过氧化氢和分子氧。在飞摩尔浓度范围内，通过使用铂超微电极的电化学催化放大进行了感应。在安培(i vs. t)分析中，观察到阴极和阳极电流转变峰，与金属蛋白的催化机制一致。分析了电流幅值，并与CuZnSOD尺寸相对应。金属蛋白样品在80°C下热处理时显示出较大的电流峰，表明其聚集而不失去催化能力。透射电镜证实了其大小。Resumen。铜prozinc superóxido dismutasa (CuZnSOD)是一种金属蛋白，在约2.1 nm的射电光谱下，de为32.5 kDa。催化enzima cataliza reacción de superóxido a peróxido y oxígeno分子。1 .首先，请注意proteína微型微型探测器和微型微型微型探测器和微型微型微型微型探测器和微型微型微型微型探测器和微型微型微型探测器和微型微型微型探测器和微型微型微型探测器和微型微型探测器和微型微型探测器和微型微型探测器。相似的振幅，一致的振幅，一致的振幅，一致的量纲，一致的量纲，一致的量纲。Luego de exponer la proteína a untratimento de 80°C, CuZnSOD mostró picos de corriente transioriente que sugieren aglomeración de la enzima sin perder sucapacidad catalítica。El tamaño fue confirmado por microscopía electrónica de transmisión。
{"title":"Copper-Zinc Superoxide Dismutase (CuZn-SOD) Electrochemical Catalytic Amplification Sensing at Pt Ultramicroelectrodes","authors":"Annelis O. Sánchez-Álvarez, J. Andres Melendez, Mariena Silvestry-Ramos, Carlos R. Cabrera","doi":"10.29356/jmcs.v67i4.1963","DOIUrl":"https://doi.org/10.29356/jmcs.v67i4.1963","url":null,"abstract":"Abstract. Copper/zinc superoxide dismutase (CuZnSOD), a 32.5 kDa metalloprotein with a radius of ca. 2.1 nm, catalyses the superoxide to hydrogen peroxide and molecular oxygen. At the femtomolar concentration range, has been sensed through electrochemical catalytic amplification using a Pt ultramicroelectrode. During amperometric (i vs. t) analysis, cathodic and anodic current transitions peaks were seen, in agreement with the metalloprotein catalytic mechanism. The current amplitudes were analyzed and correspond to the CuZnSOD dimensions. Thermal treatment of metalloprotein samples at 80 °C showed larger current spikes suggesting aggregation without losing its catalytic capability. The size was confirmed by transmission electron microscopy. Resumen. Cuprozinc superóxido dismutasa (CuZnSOD), es una metaloproteina de 32.5 kDa con un radio de aproximadamente 2.1 nm. Esta enzima cataliza la reacción de superóxido a peróxido y oxígeno molecular. Por primera vez, esta proteína es detectada a concentraciones femtomolares haciendo uso de la técnica electroquímica conocida como amplificación catalítica y la tecnología de ultra-microelectrodos de Pt. Durante un análisis amperométrico (curvas i vs. t), se observaron picos transitorios de corriente catódica y anódica que concuerdan con el mecanismo catalítico de la enzima. Al analizar la amplitud de la corriente, la misma concuerda con las dimensiones de CuZnSOD. Luego de exponer la proteína a un tratamiento térmico de 80 °C, CuZnSOD mostró picos de corriente transitorias que sugieren aglomeración de la enzima sin perder su capacidad catalítica. El tamaño fue confirmado por microscopía electrónica de transmisión.","PeriodicalId":17377,"journal":{"name":"Journal of the Mexican Chemical Society","volume":"538 ","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0,"publicationDate":"2023-10-31","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":null,"resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":"135976603","PeriodicalName":null,"FirstCategoryId":null,"ListUrlMain":null,"RegionNum":4,"RegionCategory":"化学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":"","EPubDate":null,"PubModel":null,"JCR":null,"JCRName":null,"Score":null,"Total":0}
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