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Determinación del criterio de escalamiento en un cultivo sumergido para la producción de quitinasas de Lecanicillium lecanii
Full text linkEl propósito del presente proyecto fue determinar el criterio de escalamiento de la producción de quitinasas de Lecanicillium lecanii en un cultivo sumergido, utilizando un biorreactor de 3 L. Para tal fin, se determinó el coeficiente volumétrico de transferencia de masa (KLa) y el número de Reynolds (Re). Estos criterios fueron seleccionados debido a que se trabajó con un cultivo aerobio, por lo que se necesitaba conocer como afecta la transferencia de oxígeno al proceso y por otra parte se deseaba conocer el tipo de fluido que comporta el cultivo y si cambia o no su viscosidad. En la primera etapa del proyecto se llevó a cabo el proceso de producción de enzimas quitinolíticas en cultivo sumergido, para lo cual se utilizaron las condiciones previamente reportadas por Rojas-Osnaya y col. (2015) las cuales fueron a una temperatura de 25°C, pH 6, volumen de trabajo de 1.6 L y utilizando una quitina coloidal con 4.8% de proteína residual como fuente de carbono y se analizó el efecto de la agitación y la aireación sobre la actividad quitinolítica de L. lecanii. El oxígeno disuelto, viscosidad y densidad fueron determinados para calcular el KLa y Re de cada tratamiento, además se determinó el CO2 como medida indirecta de la biomasa en el cultivo. Posteriormente la actividad específica Nhasa de los tratamientos se utilizó para la construcción de dos curvas de productividad para los criterios KLa y Re. En esta etapa, el tratamiento con el cual se obtuvo la mayor productivid Nhasa fue empleando 100 rpm de agitación y 1vvm de aireación, obteniéndose una actividad específica Nhasa de 0.54±0.0195 U mg-1 proteína y una productividad de 0.0045 ± 1.62x10-4 U mg-1 proteína h -1 con un valor de KLa de 5.58±0.25 h -1 y un Re de 38.1. La productividad enzimática mostró que el criterio de escalamiento con mayor relevancia fue el KLa, ya que se observa un intervalo de KLa en el que ésta se mantiene alta no obstante que se aumenta KLa. y Re. En esta etapa, el tratamiento con el cual se obtuvo la mayor productivid Nhasa fue empleando 100 rpm de agitación y 1vvm de aireación, obteniéndose una actividad específica Nhasa de 0.54±0.0195 U mg-1 proteína y una productividad de 0.0045 ± 1.62x10-4 U mg-1 proteína h -1 con un valor de KLa de 5.58±0.25 h -1 y un Re de 38.1. La productividad enzimática mostró que el criterio de escalamiento con mayor relevancia fue el KLa, ya que se observa un intervalo de KLa en el que ésta se mantiene alta no obstante que se aumenta KLa. En la región comprendida de KLa entre los 5-20 h -1 las productividades disminuyen. En cambio, en el Re, las productividades se mantienen constantes cuando Re aumenta. La hidrodinámica del reactor en el rango de variación de 100-400 rpm de agitación y 1-3vvm de aireación fue menos relevante sobre la productividad del proceso, no obstante que se mejoró la transferencia de oxígeno. En la última etapa del trabajo experimental se empleó una quitina coloidal con mayor porcentaje de proteína residual (12.3%) con las condiciones de aireación y agitación determinadas como las mejores. En este cultivo sumergido se obtuvo una mayor actividad específica Nhasa de 1.15± 0.03 U mg-1 proteína a las 144 h. El extracto crudo enzimático obtenido de este cultivo fue parcialmente purificado, recuperándose el 3.05% de la enzima con una actividad específica de 2.30 U mg-1 proteína y un factor de purificación de 1.14 mediante precipitación con sulfato de amonio (60%) y cromatografía de exclusión molecular.The objective of this work was to determine the scaling criterion for the production of chitinases from the fungus Lecanicillium lecanii in submerged culture, in a 3 L bioreactor. For this purpose, the volumetric mass transfer coefficient (KLa) and the Reynolds number (Re) were determined. In the first stage of the experimental work, the production process of chitinolytic enzymes in submerged culture was carried out under the culture conditions previously reported by Rojas-Osnaya et al. (2015), using colloidal chitin with 4.8% remained protein varying agitation and aeration. The dissolved oxygen, viscosity and density were determined to calculate the KLa and Re for each treatment. The CO2 was determined as an indirect measurement of the fungal biomass. The specific Nhase activity of the treatments was calculated and expressed as productivity as function of KLa and Re criteria. In this stage, the treatment with the highest Nhase activity (0.54 ± 0.0195 U mg-1 protein) and productivity (0.0045 ± 1.62x10-4 U mg-1 protein h -1 ) was 100 rpm of agitation and 1vvm of aeration with a KLa of 5.58 ± 0.25 h-1 and a Re of 38.1. The enzymatic productivity showed that the most indicated scaling criterion was the KLa, since its variation showed a high productivity range. In the KLa region between 5-20 h-1 , the productivities decreased. On the other hand, in the Re, the productivities remained constant when Re increased. The hydrodynamics of the reactor in the range of variation of 100-400 rpm of agitation and 1-3 vvm of aeration was less relevant to the productivity of the process, although the oxygen transfer was improved. In the last stage of the experimental work, colloidal chitin with the high percentage of residual protein (12.3%) was used with the conditions of aeration and agitation previously selected. In this submerged culture batch the highest specific Nhase activity of 1.15 ± 0.03 U mg-1 protein was achieved at 144 h. The crude enzyme extract obtained from this batch was partially purified from proteases by salting out with ammonium sulfate (60%) and size exclusion chromatography, recovering 3.05% of the enzyme with specific activity of 2.30 U mg-1 Protein and purification factor of 1.14
La existencia negada: lucha, resistencia y memoria fragmentada. El caso del Museo Comunitario Afromexicano “Petra Morga” en Guerrero
No full textAlgunas aplicaciones de la teoría de la información cuántica a sistemas confinados de uno y dos electrones
Full text linkEn este trabajo se estudiaron sistemas de uno y dos electrones mediante un enfoque informacional, para ello utilizamos diversas medidas entrópicas y medidas de complejidad que nos brindan información sobre la localización/deslocalización, correlación electrónica, energía de correlación y el entrelazamiento cuántico. Como un ejemplo de sistemas de un electrón consideramos el átomo de hidrógeno confinado en una región circular impenetrable en los estados 1s, 2s, 2p y 3d, en el estudio de este sistema utilizamos las medidas de complejidad Crámer-Rao, Fisher-Shannon, LopezRuiz-Mancini-Calvet (LMC) y LMC Rényi y se encontraron comportamientos muy bien captados, para estados circulares y no circulares. Mientras que para el caso de dos electrones se consideró al átomo de helio confinado en una cavidad esférica, en este caso se analizaron las medidas: información de Fisher, entropía de Shannon, entropía de Tsallis, la entropía de Kullback-Leibler, el Desequilibrio, la complejidad de Fisher-Shannon, la entropía lineal y la información mutua. En ambos sistemas se utilizó el método variacional no lineal, para obtener las funciones y energías optimas Palabras clave: Entropías, complejidades, entrelazamiento, átomo de hidrógeno, átomo de helio.In this work we studied one- and two-electron systems by means of an informational approach, using various entropic measures and complexity measures that provide us with information about localization/delocalization, electronic correlation, correlation energy and quantum entanglement. As an example of one-electron systems we consider the hydrogen atom confined in a circular impenetrable region in the 1s, 2s, 2p and 3d states. In the study of this system we used Cramer-Rao, Fisher-Shannon, LopezRuiz-Mancini-Calvet (LMC) and LMC-R´enyi complexity measures and found very well captured behaviors, for circular and non-circular states, whereas for the two-electron system the helium atom confined in a spherical cavity was considered. In this case the following measures were analyzed: Fisher information, Shannon entropy, Tsallis entropy, Kullback-Leibler entropy, Non-equilibrium, Fisher-Shannon complexity, linear entropy and mutual information. In both systems the nonlinear variational method was used to obtain the optimal functions and energies Keywords: Entropies, complexities, entanglement, hydrogen atom, helium atom
Estudio teórico de interacciones no covalentes entre BioMOFs y sustancias relacionadas con el funcionamiento del Sistema Nervioso Central
No full textLas estructuras metal-orgánicas, MOFs (Metal-Organic Frameworks), y su versión bioinspirada (BioMOFs) son materiales porosos que presentan características prometedoras en el campo de la biomedicina, especialmente como acarreadoras de fármacos. Los acarreadores o sistemas de administración de fármacos, DDSs (Drug Delivery Systems), permiten la distribución de sustancias terapéuticas en el organismo y pueden contribuir a mejorar su eficiencia y seguridad. Los grandes volúmenes de poro, los sitios de metal abierto, OMSs (Open Metal Sites), las interacciones no covalentes entre las BioMOFs y las moléculas huésped, así como su modulabilidad, hacen que las BioMOFs sean candidatas para la conformación de DDSs. En este proyecto se enfatiza el papel de las interacciones no covalentes para encapsular moléculas relacionadas con el funcionamiento del sistema nervioso central como huéspedes en BioMOFs, para su posible uso como DDSs. El análisis de las interacciones no covalentes se ha realizado con la Teoría Cuántica de Átomos en Moléculas y el índice de Interacciones no Covalentes. Para obtener la densidad electrónica se usó la Teoría de los Funcionales de la Densidad bajo el esquema de Kohn-Sham para sistemas periódicos, utilizando bases localizadas y la adición de la corrección por dispersión. En este estudio se probaron las BioMOFs Mg2(olz) para encapsular feniletilamina, dopamina y sertralina. Estos sistemas presentan energías de interacción con las moléculas huésped, similares a valores reportados para sistemas de administración de fármacos que involucran MOFs, lo cual las hace prometedoras como DDSs. En el análisis de las interacciones no covalentes, sobresalen las que se forman con los OMSs, seguidas de los puentes de hidrógeno no convencionales y las interacciones entre heteroátomos. También se estudiaron las BioMOFs SU-101 como anfitrionas de feniletilamina y dopamina. En este caso se realizó la funcionalización de los sistemas adicionando moléculas de agua en los poros: 1, 4 y 5 moléculas de H2O. Con lo cual la energía de interacción de las moléculas huésped se modificó. La funcionalización, mediante interacciones no covalentes, también se estudió en las MOFs HKUST-1, agregando moléculas de solvente en las cavidades, con una posición cercana a los OMSs. Se analizó el efecto de la adición de una molécula de H2O, MeOH, EtOH, MeCN y DMF; y dos moléculas de H2O, MeOH y MeCN. En esta propuesta de funcionalización se modifica la distancia Cu · · · Cu del nodo de HKUST-
Cambio climático, economía y entropía: una propuesta socioecológica de integración para la transición energética del sector eléctrico de México
No full textEl objetivo de la tesis es proponer un marco teórico novedoso para el análisis de la transición energética del sector eléctrico de México (SEM), desde una perspectiva sociotécnica, frente a la incorporación y desarrollo de las energías renovables en un contexto de cambio climático. Se plantea como hipótesis que la trayectoria actual del SEM se encuentra lejos de un sendero de sustentabilidad, por lo cual, es relevante el papel del marco institucional y medidas de gobernanza para la expansión regulada de la generación eléctrica renovable. Con base en los datos disponible en la CRE y el CENACE sobre precios, generación, emisiones de CO2, capacidad instalada, demanda y oferta de electricidad se calcula la generación entrópica del SEM como medida de sustentabilidad. Complementariamente, se desarrolla un modelo de simulación computacional, modelo basado en agentes, para evaluar el impacto del orden de mérito (merit-order) en la proveeduría de electricidad en el mercado mayorista y la dinámica del Feed-in-Tariff en la generación eléctrica distribuida. Palabras clave: Sector eléctrico de México, Modelo basado en agentes, transición energética.The main objective of this doctoral thesis is to propose a theoretical framework for the analysis of the energy transition of the Mexican Electricity Sector (MES), from a socio-technical perspective, against the incorporation and development of renewable energies in a context of climate change. The hypothesis is that the current trajectory of the MES is far from a path of sustainability, therefore, the role of the institutional framework and governance measures for the regulated expansion of renewable electricity generation are relevant. With the available data from the CRE and CENACE on prices, generation, CO2 emissions, installed capacity, electricity demand and supply, the entropic generation of the MES is calculated as a measure of sustainability. Complementarily, a computational simulation model (agent-based model) is developed to evaluate the impact of the merit order in the supply of electricity in the wholesale market and the Feed-in-Tariff dynamics in descentralized electricity generation. Keywords: Mexican Electricity Sector, Agent-based model, energy transition
Producción de ácido cítrico por Aspergillus brasiliensis en fermentación en estado sólido
Full text linkCitric acid is industrially produced by liquid-state fermentation using fungi of the genus Aspergillus; however, this process heavily relies on the composition of the culture medium. On the other hand, citric acid production by solid-state fermentation is more robust in physiological and nutritional terms, favoring the growth and enabling the development of more productive processes. Traditionally, solid-state fermentation employs agro-industrial residues; however, this causes operational issues related to the chemical composition of the medium and analytical problems for substrate, biomass, and product recovery analysis. Therefore, an alternative is the use of inert supports such as polyurethane foam, which has a high-water retention capacity (up to 60 times its weight), allowing the recovery of concentrated products without the need to add extraction agents as required with agroindustrial residues as substrates. The use of polyurethane foam impregnated with a defined medium allows for the design of precise cultivation conditions for citric acid production. The objective of this work was to evaluate the effect of the composition of the defined culture medium on citric acid production by A brasiliensis when grown on polyurethane foam, taking advantage of the benefits of solid-state fermentation. For this purpose, a statistical approach based on factorial designs was used to enhance citric acid production. As a result, the maximum yields of citric acid and polyols from glucose as a carbon source were 0.62 Cmol/Cmol and 0.11 Cmol/Cmol respectively. Citric acid production and substrate consumption were negatively affected by the hypertonic concentration of glucose in the medium (>150 mg/mL). Additionally, it was determined that trace elements (Cu2+, Zn2+, Mn2+ y Mo2+) have a negative influence (>0.016 mg/mL) on citric acid, polyols, and biomass production. To the best of our knowledge, this work reports the highest citric acid production yield in solid-state fermentation on polyurethane foam with a defined culture medium.El ácido cítrico se produce industrialmente por fermentación en estado líquido utilizando hongos del género Aspergillus; sin embargo, este proceso depende en gran medida de la composición del medio de cultivo. Por otro lado, la producción de ácido cítrico por fermentación en estado sólido es más robusta en términos fisiológicos y nutricionales, favoreciendo el crecimiento y permitiendo el desarrollo de procesos más productivos. Tradicionalmente, la fermentación en estado sólido utiliza residuos agroindustriales; sin embargo, esto provoca problemas operativos relacionados con la composición química del medio y problemas analíticos para la cuantificación de sustrato, biomasa y de recuperación de productos. Por ello, una alternativa es el uso de soportes inertes como la espuma de poliuretano, ya que tiene una alta capacidad de retención de agua (hasta 60 veces su peso), permitiendo recuperar productos concentrados, ya que no es necesario añadir agentes de extracción como ocurre con el uso de residuos agroindustriales como sustrato. El uso de espuma de poliuretano impregnada con un medio definido permite diseñar condiciones de cultivo precisas para la producción de ácido cítrico. El objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto de la composición del medio de cultivo definido sobre la producción de ácido cítrico por A. brasiliensis cuando crece sobre espuma de poliuretano aprovechando las ventajas de la FES. Para esto, se utilizó un enfoque estadístico basado en diseños factoriales para incrementar la producción de ácido cítrico. Como resultado, los rendimientos máximos de ácido cítrico y polioles a partir de glucosa como fuente de carbono fueron 0.62 Cmol/Cmol y 0.11 Cmol/Cmol respectivamente. La producción de ácido cítrico y el consumo de sustrato se vieron afectados negativamente por la concentración hipertónica de glucosa en el medio (>150 mg/mL). Adicionalmente, se determinó que los elementos traza (Cu2+, Zn2+, Mn2+ y Mo2+) tienen influencia negativa (> 0.016 mg/mL) sobre la producción de ácido cítrico, polioles y biomasa. Hasta donde sabemos, este trabajo reporta el mayor rendimiento de producción de ácido cítrico en fermentación en medio sólido sobre espuma de poliuretano con un medio de cultivo definido
La educación financiera como eje fundamental de una intervención organizacional en la sociedad a través de la Universidad Autónoma Metropolitana y su papel como para apoyo para la creación de una política pública
No full textAntibióticos: caracterización y desarrollo de sensores para su cuantificación y detención
No full textIn this thesis, a methodology is developed for the determination of an antibiotic (tetracycline) in aqueous medium from the modification of the surface of a carbon paste electrode with a gold plasmonic supramolecule. The stability study by UV-Vis absorption spectroscopy of tetracycline in aqueous medium at different pH values under inert conditions at constant temperature (25 °C) is presented, obtaining degradation percentages from 2.380 ± 0.0042 % to 25.879 ± 0.00038 %, concluding that the tetracycline molecule is unstable in aqueous solution. From the results obtained, the acidity constants in aqueous medium were determined: pKa1 = (3.277 ± 0.067), pKa2 = (7.397 ± 0.055), pKa3 = (9.349 ± 0.039) y pKa4 = (11.278 ± 0.024). Likewise, the capillary electrophoresis study of the zone is presented, which corroborates the predominance of the five tetracycline species in aqueous medium previously determined (TcH4 + , TcH3, TcH2 - , TcH2- y Tc3- ). To infer stability to the different species of Tc in aqueous medium, the use of a gold plasmonic supramolecule is proposed, for which the synthesis of gold nanostars (AuNE) and functionalization with βcyclodextrin (AuNE•β-CD) is presented. These synthetic products are characterized by scanning electron microscopy and transmission electron microscopy, elucidating the stellate morphology of the nanoparticles and their functionalization with the oligosaccharide; Thus, the stability study in the presence of AuNE•β-CD is presented, obtaining degradation percentages of less than 0.002 %, concluding that the plasmonic supramolecule of gold infers stability to tetracycline. In order to develop a sensor for the quantification and detection of tetracycline, the electrochemical characterization of the antibiotic in aqueous medium is presented by cyclic voltammetry on a carbon paste electrode and a carbon paste electrode modified with β-cyclodextrin, on the latter tetracycline does not show signs of oxidation and reduction. Therefore, the modification of the surface of a carbon paste electrode from the supramolecule AuNE•β-CD (EPC/AuNE•β-CD) by successive cyclic voltammetry is presented. The modified surface is characterized by scanning electron microscopy confirming the presence of the gold plasmonic supramolecule on the surface of the EPC. The modification of the surface was shown to be optimal in the determination of tetracycline at pH 1 (TcH4 + ), due to the presence of the antibiotic cathode and anode peaks, giving rise to reversible oxidation and reduction processes. In addition, the process of mass transfer to the electrode is found to be adsorptive. The EPC/AuNE•β-CD electrode allows the quantification of tetracycline in accused medium from linear voltammetry, obtaining analytical performance parameters: limit of quantification (0.0556 ± 0.0068) mM, limit of detection (0.1661 ± 0.0068) mM and sensitivity (21.221 ± 0.706) A mM-1 and 98.87% recovery.En la presente tesis se desarrolla una metodología para la determinación de un antibiótico (tetraciclina) en medio acuoso a partir de la modificación de la superficie de un electrodo de pasta de carbono con una supramolécula plasmónica de oro. Se presenta el estudio de estabilidad por espectroscopía de absorción de UV-Vis de tetraciclina en medio acuoso a diferentes valores de pH bajo condiciones inertes y temperatura constante (25 °C), obteniendo porcentajes de degradación del 2.380 ± 0.0042 % al 25.879 ± 0.00038 %, concluyendo que la molécula de tetraciclina es inestable en solución acuosa. A partir de los resultados obtenidos se determinaron las constantes de acidez en medio acuoso: pKa1 = (3.277 ± 0.067), pKa2 = (7.397 ± 0.055), pKa3 = (9.349 ± 0.039) y pKa4 = (11.278 ± 0.024). Así mismo se presenta el estudio de electroforesis capilar de zona el cual corrobora el predominio de las cinco especies de tetraciclina en medio acuoso determinadas previamente (TcH4 + , TcH3, TcH2 - , TcH2- y Tc3- ). Para inferir estabilidad a las diferentes especies de tetraciclina en medio acuoso se propone el uso de una supramolécula plasmónica de oro, para ello se presenta la síntesis de nanoestrellas de oro (AuNE) y se funcionalizan con β-ciclodextrina (AuNE•β-CD). Estos productos sintéticos se caracterizan por microscopía electrónica de barrido y microscopía electrónica de transmisión, elucidando la morfología estrellada de las nanopartículas y su funcionalización con el oligosacárido; así entonces, se presenta el estudio de estabilidad en presencia de AuNE•β-CD obteniendo porcentajes de degradación menores al 0.002 % concluyendo que la supramolécula plasmónica de oro infiere estabilidad a la tetraciclina. Con la finalidad de desarrollar un sensor para la cuantificación y detección de tetraciclina, se presenta la caracterización electroquímica del antibiótico en medio acuoso mediante voltamperometría cíclica sobre un electrodo de pasta de carbono y un electrodo de pasta de carbono modificado con β-ciclodextrina,sobre estos últimosla tetraciclina no presenta señales de oxidación y reducción. Por lo anterior se presenta la modificación de la superficie de un electrodo de pasta de carbono a partir de la supramolécula AuNE•β-CD (EPC/AuNE•β-CD) por voltamperometría cíclica sucesiva. La superficie modificada se caracteriza por microscopía electrónica de barrido confirmando la presencia de la supramolécula plasmónica de oro sobre la superficie del EPC. La modificación de la superficie mostró ser adecuada en la determinación de tetraciclina a pH 1 (TcH4 + ), debido a que se observaron picos catódicos y anódicos asociados a la presencia del antibiótico; dando lugar a procesos de oxidación y reducción reversibles. Además, se encuentra que el proceso de transferencia de masa hacia el electrodo es adsortivo. El electrodo EPC/AuNE•βCD permite cuantificar tetraciclina en medio acuso a partir de voltamperometría lineal obteniendo parámetros de desempeño analítico: límite de cuantificación (0.0556 ± 0.0068) mM, límite de detección (0.1661 ± 0.0068) mM y sensibilidad (21.221 ± 0.706) A mM-1 y 98.87 % de recobro