Institutional Repository CICESE (Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada)
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Influence of point defects on the optical and electronic properties of ZnO thin films doped with Mn and Zr
No full textUno de los materiales que destaca por su amplia gama de aplicaciones tecnológicas es el ZnO. Este semiconductor al impurificarlo de forma controlada permite modular sus propiedades físicas, las cuales resultan ser de suma importancia en el campo de la optoelectrónica. En este trabajo hemos sintetizado películas de ZnO con espesores nanométricos e impurificadas con Zr y Mn a través de la técnica de depósito de capa atómica (ALD) sobre sustratos de Si, SiO2/Si y zafiro. La configuración de superciclos usada durante la síntesis de las películas nos permitió establecer tanto una concentración de impurezas inferior al 5 % atómico como un espesor fijo de 100 nm. La relación en el número de capas atómicas ZnO/impurezas depositadas para el ZnO:Zr y ZnO:Mn fueron de 20:1, 15:1, 10:1 y 5:1 por cada superciclo. Además, se sintetizaron películas de ZnO sin dopar como referencia. Todas las películas obtenidas mostraron una estructura cristalina tipo wurtzita. El estado de oxidación de las impurezas de Zr y Mn en las películas dopadas fue de 4+ y 2+, respectivamente, detectados por espectroscopía de electrones foto-emitidos (XPS). Las propiedades ópticas y electrónicas de las películas fueron caracterizadas por espectroscopía UVVis, elipsometría, y catodoluminiscencia (CL). Las películas crecidas sobre zafiro revelaron una transparencia superior al 80%. En las películas dopadas la energía aumentó al aumentar el nivel de dopaje, esta tendencia fue comprobada por las técnicas ópticas de espectroscopía UV-Vis y elipsometría. Los espectros CL de las muestras de ZnO dopadas con Zr y Mn mostraron la formación de la emisión de borde de banda del ZnO (3.2 eV), así como una emisión azul (2.67 eV) que incrementó en su intensidad relativa con el contenido de tales impurezas, asignándola a la formación de VO en la interfase ZnO/SiO2. Además, se realizó un estudio detallado de las propiedades ópticas tales como la función dieléctrica, índice de refracción y coeficiente de absorción. Las muestras dopadas con Zr mostraron un comportamiento conductor que desaparece cuando son tratadas térmicamente a una temperatura mayor a 200 °C. En cambio, las películas de ZnO:Mn muestran un comportamiento conductor solo en las muestras ZnO:Mn(15:1) y ZnO:Mn(5:1). Por último, se determinó que todas las películas son homogéneas electrónicamente y el valor de la función de trabajo disminuyó al introducir los dopantes. En las películas ZnO:Mn, además, se observó la propiedad de ferroelectricidad...One of the materials that stand out for its wide range of technological applications is ZnO. When this semiconductor is doped in a controlled way, it allows for modulating its physical properties, which turn out to be extremely important in the field of optoelectronics. In this work we have synthesized ZnO films with nanometric thickness and impurified them with Zr and Mn through the atomic layer deposition (ALD) technique on Si, SiO2/Si, and sapphire substrates. The supercycle configuration used during the synthesis of the films allowed us to establish an impurity concentration of less than 5 atomic % and a fixed thickness of 100 nm. The ratio in the number of ZnO atomic layers/impurity deposited for ZnO:Zr and ZnO:Mn were 20:1, 15:1, 10:1, and 5:1 for each supercycle. In addition, undoped ZnO films were synthesized as a reference. All the films obtained showed a wurtzite-type crystalline structure. The oxidation states of the Zr and Mn impurities in the doped films were 4+ and 2+, respectively, detected by electron photo-emitted spectroscopy (XPS). The optical and electronic properties of the films were characterized by UV-Vis spectroscopy, ellipsometry, and cathodoluminescence (CL). Films grown on sapphire revealed transparency greater than 80%. In the doped films, the energy increased as the doping level increased; this trend was verified by the optical techniques of UV-Vis spectroscopy and ellipsometry. The CL spectra of the Zr- and Mn-doped ZnO samples showed the formation of the ZnO band edge emission (3.2 eV) and a blue emission (2.67 eV) that increased in relative intensity with the content of such. impurities, assigning it to the formation of VO at the ZnO/SiO2 interface. In addition, a detailed study of the optical properties such as dielectric function, refractive index, and absorption coefficient was carried out. The samples doped with Zr showed a conductive behavior that disappears when heat-treated at a temperature higher than 200 °C. In contrast, the ZnO:Mn films show conductive behavior only in the ZnO:Mn(15:1) and ZnO:Mn(5:1) samples. Finally, it was determined that all the films are electronically homogeneous and the value of the work function decreased when introducing the dopants. In the ZnO:Mn films, in addition, the property of ferroelectricity was observed. Finally, we conclude that these films have the appropriate transparency and conductivity characteristics to classify them as conductive transparent oxides and, therefore, with .
Study of the thermal effectiveness of AuNPs embedded in SiO2
No full textEl cáncer es considerado una de las principales causas de muertes en el mundo, en México es la cuarta causa más común de muerte, por tal motivo, se han buscado diferentes formas de detección y tratamiento que sean más eficientes y menos perjudiciales. Las nanopartículas metálicas poseen un fenómeno conocido como Resonancia de Plasmón de Superficie Localizada (LSPR) el cual puede utilizarse para mediar la llamada terapia plasmónica fototérmica (TPFT). La TPFT consiste en la activación del LSPR, al usar longitudes de onda en la región del infrarrojo cercano (NIR), con el objetivo de inducir un incremento de la temperatura local al grado de hipertermia. Las nanopartículas de oro son excelentes candidatos para la TPFT, especialmente porque es posible ajustar el plasmón de superficie localizado (LSP) a la longitud de onda deseada por medio del control del tamaño y la forma durante la síntesis. Una estrategia eficiente para lograr la excitación del LSP, dentro de la primera ventana biológica, consiste en depositar una capa uniforme de nanopartículas de oro dentro de una capa homogénea de óxido de silicio (SiO2). Las ventajas de utilizar SiO2 es su nula toxicidad, alta biocompatibilidad y estabilidad química, que les permite ser idóneos para aplicaciones biomédicas. Este estudio investiga la eficacia térmica de las nanopartículas Au@SiO2 para la terapia fototérmica. Las nanoesferas de oro se sintetizaron utilizando el método de reducción por THPC y fueron embebidas en la estructura de sílice por el método capa por capa. La estructura, el tamaño y la forma de las nanopartículas de oro incrustadas en SIO2 se caracterizaron usando espectroscopía UV-vis, dispersión de luz dinámica (DLS) y microscopía electrónica de transmisión (TEM). Se evaluó la estabilidad de anaquel del Au@SiO2, y se determinó la estabilidad térmica in vitro de Au@SiO2. Finalmente, se analizó la eficacia fototérmica de Au@SiO2. Los resultados mostraron que el AuNPS@SiO2 exhibió una alta estabilidad térmica y eficacia fototérmica, lo que sugiere su uso potencial como un agente de terapia fototérmica prometedor. Este estudio contribuye al desarrollo de agentes de terapia fototérmica más eficientes al establecer las características de las morfologías más efectivas térmicamente de [email protected] is considered one of the main causes of death in the world. In México It is the fourth highest cause of death, for this reason, different forms of detection and treatment that are more efficient and less harmful have been sought. Metal nanoparticles possess a phenomenon known as Localized Surface Plasmon Resonance (LSPR) which can be used to mediate the so-called photothermal plasmonic therapy (TPFT). TPFT consists of LSPR activation, using wavelengths in the near infrared region (NIR), with the aim of inducing a local temperature increase to the degree of hyperthermia. Gold nanoparticles are excellent candidates for TPFT, especially since it is possible to match the localized surface plasmon (LSP) to the wavelength desired through size and shape control during synthesis. An efficient strategy to achieve LSP excitation, within the first biological window, is to deposit a uniform layer of gold nanoparticles within a homogeneous layer of silicon oxide (SiO2). The advantages of using SiO2 are its zero toxicity, high biocompatibility, and chemical stability, which make it suitable for biomedical applications. This study investigates the thermal efficacy of gold nanoparticles (AuNPs) embedded in silicon oxide for photothermal therapy. The nanogold spheres were synthesized using the THPC reduction method and embedded in the silica structure by the layer-by-layer method. The structure, size, and shape of Au@SiO2 were characterized using UV-vis spectroscopy and transmission electron microscopy (TEM). The shelf stability associated with the localized surface plasmon resonance (LSP) of the Au@SiO2 was evaluated, and the in vitro thermal stability of Au@SiO2 was determined. Finally, the thermal efficacy of Au@SiO2 was analyzed. The results showed that the Au@SiO2 exhibited high thermal stability and thermal efficacy, suggesting their potential use as a promising photothermal therapy agent. This study contributes to the development of more efficient photothermal therapy agents by establishing the characteristics of the most thermally effective morphologies of Au@SiO2
Acoustic analysis of cough for COVID detection with emphasis on class balance
No full textEl desarrollo de métodos computacionales que permitan actuar rápidamente en el diagnóstico de enfermedades nuevas, como el COVID-19, utilizando datos acústicos, como grabaciones de toses, es de suma importancia. Este enfoque ofrece la posibilidad de detectar patrones y características distintivas en el sonido de la tos de los pacientes, lo que puede ser utilizado como una herramienta no invasiva y de fácil acceso para identificar enfermedades respiratorias lo cual puede ayudar a contener su propagación, implementar medidas preventivas y proporcionar un tratamiento adecuado en etapas tempranas. Este documento propone un enfoque acústico para la detección de COVID-19 a través de análisis de tos Investigamos la eficacia de las técnicas de segmentación y equilibrio de clases para mejorar el rendimiento de nuestro modelo de clasificación. Nuestro enfoque implica preprocesamiento y extracción de características de señales de audio de tos, seguida de segmentación para obtener muestras que incluyan periodos de tos para análisis. Evaluamos la efectividad de diferentes técnicas de segmentación y demostramos que segmentar las señales de audio en función de los intervalos de silencio da como resultado el máximo rendimiento. Además, abordamos el problema del desequilibrio de clases, que es un problema común en los conjuntos de datos médicos, aplicando técnicas de submuestreo y sobremuestreo. Comparamos nuestro enfoque de detección de COVID-19 propuesto con técnicas actuales de detección de COVID-19 y demostramos que nuestro enfoque ofrece un análisis más amplio para la clasificación de COVID-19 a través del uso de modelos de aprendizaje automático, segmentación automática de señales acústicas de la tos, y balanceo de clases. Permitiendo la posible detección automática de enfermedades respiratorias a través de la tos. Nuestros resultados muestran que el análisis de la tos puede servir como un método no invasivo, rentable, y herramienta confiable para la detección de COVID-19, especialmente en entornos de recursos limitados.The development of computational methods that allow rapid action in the diagnosis of new diseases, such as COVID-19, using acoustic data, such as cough recordings, is of the utmost importance. This approach offers the possibility of detecting distinctive patterns and characteristics in the sound of patients' coughs, which can be used as a non-invasive and easily accessible tool to identify respiratory diseases which can help contain their spread, implement measures preventive measures and provide adequate treatment in early stages. This paper proposes an acoustic approach to detecting COVID-19 through cough analysis. We investigated the efficacy of class balancing and segmentation techniques in improving the performance of our classification model. Our approach involves preprocessing and feature extraction from audio cough signals, followed by segmentation to obtain samples that include cough periods for analysis. We evaluate the effectiveness of different segmentation techniques and show that segmenting audio signals based on intervals of silence results in maximum performance. In addition, we address the problem of class imbalance, which is a common problem in medical data sets, by applying undersampling and oversampling techniques. We compare our proposed COVID-19 detection approach with current COVID-19 detection techniques and demonstrate that our approach offers broader analysis for COVID-19 classification through the use of machine learning models, automatic signal segmentation cough acoustics, and class swinging. Allowing the possible automatic detection of respiratory diseases through coughing. Our results show that cough testing can serve as a non-invasive, cost-effective, and reliable tool for the detection of COVID-19, especially in resource-limited settings
SPARSE synthesis of circular concentric rings antenna array for network densification in fifth generation (5G) enviroments
No full textCon la llegada de las quinta generación (5G) de los sistemas de comunicaciones inalámbricas, encontramos requerimientos técnicos que pueden ser cubiertos por el agrupamiento de antenas. Además, se comprueba que la geometría del agrupamiento y las características del patrón de radiación provocan efectos positivos en los parámetros del canal radio, como el espectro de potencia Doppler y el tiempo de coherencia. De esta manera, se realiza la evaluación de las capacidades de radiación (ganancia y ancho de haz) de diferentes geometrías de agrupamiento de antenas. Seleccionando y analizando por medio de modelos matemáticos, el impacto del agrupamiento de antenas sobre el canal radio en entornos de 5G de comunicaciones inalámbricas. Conjuntamente, con el fin de maximizar las propriedades de radiación y simplificar el sistema de agrupamiento de antenas. Se proponen técnicas de diseño, explorando las capacidades de la geometría circular de anillos concéntricos uniforme y no uniforme. De igual manera, para las redes de alimentación se emplean las técnicas CORPS (Estructuras Periódicas de Radiación Coherente, en inglés) y de divisores de potencia con estructura radial y Wilkinson. Proveyendo de la alimentación en un sistema de antenas basado en la geometría circular de anillos concéntricos, manteniendo el balance de magnitud y fase en todos los puertos de salida. Así, en esta tesis se sintetiza un sistema de agrupamiento de antenas simplificado (sparse). Reduciendo el número de antenas activas, el número de dispositivos electrónicos activos y de puertos requeridos para alimentar el sistema completo. Logrando un direccionamiento de haz principal en los planos de elevación y azimuth. De este modo, se contribuye al estado del arte de los sistemas de comunicaciones inalámbricas con nuevas metodologías de diseño del agrupamiento de antenas en fase, incluyendo la red de alimentación. Con las cuales, también se reducen la complejidad, costos de fabricación y del consumo de energía.With the arrival of the fifth generation (5G) of wireless communication systems, we find technical requirements that can be covered by antenna arrays. In addition, it is verified the geometry of array and the characteristics of the radiation pattern achieve positive effects on radio channel parameters, such as Doppler power spectrum and the coherence time. In this way, the evaluation of the radiation capacities (gain and beam width) of different antenna array geometries is carried out. Selecting and analyzing by means of mathematical models, the impact of antenna clustering on the radio channel in 5G wireless communications environments. Altogether, in order to maximize the radiation properties and simplify the antenna array system. Design techniques are proposed by exploring the capabilities of uniform and non-uniform circular concentric rings geometry. Similarly, to the feeding networks technique the CORPS (Coherently Radiating Periodic Structures), radial and Wilkinson power divider structures are employed. Providing of the antenna system feeding based on circular concentric rings geometry, maintaining the magnitude and phase balance in every output ports. Thus, in this thesis a simplified (sparse) phased antenna array system is synthesized. By reducing the active antenna elements, the number of active electronic devices and of required ports to feed the complete system. Achieving the main beam steering in both elevation and azimuth planes. In this way, it contributes to the state of art of wireless communication systems with phased antenna array new design methodologies, including the feeding network. Which, also complexity, fabrication costs and energy consumption are reduced
Associations and movements of bottlenose dolphins (Tursiops truncatus; Cetacea: Delphinidae), in the Eastern Midriff Islands Region of the Gulf of California
No full textLas especies sociales, como las de la familia Delphinidae, comúnmente requieren estudios tanto demográficos como sociales para conocer la dinámica de la estructura de sus poblaciones y sus relaciones interindividuales a lo largo del tiempo. Estudié las asociaciones entre grupos de tursiones (Tursiops truncatus) en la Región Oriental de las Grandes Islas del Golfo de California durante cuatro
años (2009-2013) con el objetivo de caracterizar su demografía en términos de sus asociaciones y movimientos. El área de estudio (5,800 km2 ), se dividió en dos zonas (costera y oceánica), y a partir de datos de foto-identificación se calcularon los índices de asociación y estabilidad, así como el patrón de movimientos de los tursiones con el programa SOCPROG 2.9. De los 95 avistamientos registrados en
147 navegaciones, logré diferenciar 1,252 individuos. La curva de descubrimiento de nuevos individuos indicó una población abierta que no fue completamente identificada. Solo 40 individuos fueron recapturados en más de cuatro ocasiones, los cuales sirvieron para el análisis de asociaciones y movimientos. Aunque el 21% de los coeficientes de asociación (CoA) fueron muy altos (0.60-1), sus asociaciones no fueron distintas de un patrón aleatorio, ya que están sobreestimadas, por lo que los resultados obtenidos no deben interpretarse como representativos de las tendencias de esta población durante el periodo de estudio. Se observó un patrón de movimientos con mayor probabilidad de intercambio desde la zona costera hacia la zona oceánica. En contraste con estudios previos, este trabajo encontró una numerosa población de tursiones (miles de individuos) altamente móviles con una amplia distribución, así como una pequeña “comunidad núcleo”. Estos hallazgos constituyen una base para futuras investigaciones sobre estructura poblacional y social de tursiones en esta parte del Golfo de California.Social species, such as those in the Delphinidae family, commonly require both demographic and social studies to understand the dynamics of their population structure and their interindividual relationships over time. In this thesis, I evaluated the bottlenose dolphin population (Tursiops truncatus) in the Eastern Midriff Islands Region of the Gulf of California over four years(2009-2013) to characterize their demography in terms of associations and movements. The study area (5,800 km2) was divided into two zones (coastal and oceanic) and, based on photo-identification data, the association and stability indices were calculated, as well as the pattern of movements with the program SOCPROG 2.9. There were 95 sightings recorded during 147 surveys, and a total of 1,252 individuals were differentiated. The discovery curve of new individuals indicated an open population that was not fully identified. Only 40 individuals were recaptured on more than four occasions, which were used for the associations and movements analysis. Although 21% of the association coefficients were very high (0.60-1), their associations were not different from a random pattern as they are overestimated, thus implying that the results obtained should not be interpreted as representative of the trends of this population during the study period. A pattern of movements with a high probability of exchange was observed from the coast to the oceanic zone. In contrast to previous studies, this work found a large population (thousands of individuals) of highly mobile bottlenose dolphins with a wide distribution, as well as a small “core community”. These findings constitute a basis for future research on the population and social structure of bottlenose dolphins in this part of the Gulf of California
Petrogenesis of the dikes emplaced in the Jamatay canyon, Valle de Guadalupe, Baja California
No full textDentro de la porción mexicana del Cinturón Batolítico Peninsular se encuentra un gran enjambre de diques, denominado enjambre de diques San Marcos, el cual tiene su mejor exposición al noreste de Ensenada, Baja California, en el cañón Jamatay. Este sistema de diques presenta una orientación NW–SE, que varía composicionalmente desde gabro hasta granito, e intrusiona al batolito granítico y a rocas metasedimentarias prebatolíticas. Se colectaron muestras de diques, del plutón granítico, y de rocas prebatolíticas metasedimentarias, con el objetivo de realizar un análisis petrológico clásico: petrografía, geoquímica de elementos mayores y traza, geocronología U–P en zircón y análisis de isótopos Rb–Sr y Sm–Nd en roca total. Del análisis petrográfico se determinó una mineralogía consistente en Pl + Afs + Bt + Hbl + Opq ± Qz + Act + Chl + Ep + Ms. Geoquímicamente, los diques se presentan como una serie coherente, con afinidades calco-alcalina, metaluminosa y de granitos tipo I. Los patrones normalizados de elementos de tierras raras muestran fraccionamiento relativamente bajo en las tierras raras ligeras en relación con las pesadas. Las rocas ígneas que afloran en la zona de estudio tienen afinidad relacionada a actividad de arcos, según se interpreta a partir de diferentes diagramas de discriminación que involucran elementos traza. Las edades de cristalización U–Pb en zircón del batolito granítico (126.2 ± 1.6 Ma) y los diques (124.0 ± 1.4 Ma) apuntan hacia un proceso de enfriamiento relativamente rápido del batolito y fracturamiento posterior, permitiendo el emplazamiento de diques los diques en el granito. Isotópicamente, los diques comprenden un intervalo composicional 87Sr/86Srt entre 0.703082–0.708305 (εSrt = -18.10 a +56.06), mientras que las relaciones 143Nd/144Ndt varían entre 0.512311–0.512822 (εNdt = -3.12 a +6.85; TDM[Nd] = 0.54 a 1.19 Ga). Con base en estos datos, la cristalización fraccionada representa el proceso evolutivo principal en la petrogénesis de los diques San Marcos en el cañón Jamatay, con tasas bajas de asimilación de basamento prebatolítico (5–10%). Se concluye que los diques representan pulsos magmáticos ascendentes entre plutones ya cristalizados, actuando como conductos alimentadores para otros plutones y vulcanismo superficial.In northern section of the Mexican extension of Peninsular Ranges, a dike swarm outcrops with a wide compositional spectrum, from gabbro to granite, called San Marcos dike swarm and which best outcrop is found along the Jamatay canyon, northeast from Ensenada city, Baja California. The main direction of the dike complex is NW–SE, being granite bodies and preexisting metasedimentary formations the host rocks. Different composition dikes and granite and metasedimentary prebatholithic host rocks were sampled along the canyon, developing thin section petrographic, geochemistry (major and trace elements), U–Pb zircon geochronology and whole rock isotopic (Rb–Sr and Sm–Nd) analysis. From the petrographic studies, a Pl + Afs + Bt + Hbl + Opq ± Qz + Act + Chl + Ep + Ms assemblage was determined. The geochemical composition of the dikes shows a consistent evolution series, with calc-alkaline, metaluminous and I-type granites affinities. The normalized Rare Earth Elements patterns show relatively low fractionation on the light earths in relation to the heavy ones. The igneous rocks present in the study area are arc related, according to the different tectonomagmatic discrimination diagrams that involve trace elements. The crystallization U–Pb zircon age for dike and host granitic rocks are slightly different, being 126.2 ± 1.6 Ma for the granite batholith, and 124.0 ± 1.4 Ma for a rhyolitic dike, which indicates a relatively fast cooling for the batholith and fracturing shortly after, which allowed the emplacement of the dikes. The isotopic relations on the dikes range 87Sr/86Srt = 0.703082–0.708305 (εSrt = -18.10 to +56.06) and 143Nd/144Ndt = 0.512311–0.512822 (εNdt = -3.12 to +6.85; TDM[Nd] = 0.54 to 1.19 Ga). Based on the results, fractional crystallization would represent the main process in the petrogenesis of the dikes in Jamatay canyon, and showing little (5% to 10%) assimilation of prebatholithic metamorphic strata. As a conclusion, the origin proposed for these sub-volcanic rocks is as magmatic pulses that ascended shortly after the cooling of the batholiths, acting maybe as feeder conducts for other plutonic bodies and subaerial volcanism
Electrical resistivity model in the southern plutonic complex of the Baja California Peninsular Batholith
No full textEl Cinturón Batolítico Peninsular (CBP) es un cinturón de plutones que se extiende entre las latitudes ∼34°N, en el sur de California hasta ∼23°N en la punta de Baja California. La evolución de estos plutones ha participado en el control geodinámico de la región, por lo que estudiarlos permite entender y sustentar el modelo de evolución tectónica de la región. Por su profundidad de investigación el método magnetotelúrico (MT) hace posible identificar anomalías de la resistividadeléctrica a profundidades de decenas de kilómetros. En este trabajo se presentan modelos de resistividad 2D y 3D a partir de datos MT obtenidos en un perfil con orientación SW-NE en la parte norte de la secuencia Jurásica Nuevo Rosarito-El Arco. Se desplegaron 20 estaciones cubriendo una longitud de ∼54 km. Los datos adquiridos están afectados por la distorsión galvánica, que es provocada por la presencia de heterogeneidades cercanas a la superficie, dicha distorsión provoca un escalamiento vertical en las curvas de resistividad aparente. Para abordar este problema se plantea: para el caso 3D, primero, el modelado de la topografía del área de estudio; segundo, la inversión de los elementos del tensor de impedancias afectados por la distorsión galvánica y la inversión del tensor de fase, que se ha propuesto como una solución a este problema, debido a que es inmune a este tipo de distorsión. Para la inversión 2D se reduce el tensor de impedancias a dos componentes y se emplean las resistividades ρ+ y ρ-, que son invariantes ante rotación. Finalmente, se comparan los modelos resultantes 2D y 3D. Como resultado de esta comparación, consideramos que modelo final 3D es el que mejor caracteriza las estructuras presentes en la corteza. El modelo muestra en la parte SW estructuras resistivas correspondientes a cuerpos plutónicos a profundidades de 20 km, hacia la parte central del perfil los cuerpos resistivos alcanzan los 8 km de profundidad. Hacia el SE, en la región donde se ha propuesto la zona de deformación producto de la acreción entre los terrenos del Este con los del Oeste, se observa un cuerpo resistivo que profundiza hacia el Este.The Peninsular Ranges Batholith (PRB) is a belt of plutons that extends between latitudes ∼34°N, in southern California to ∼23°N at the tip of Baja California. The evolution of these plutons has participated in the geodynamic control of the region, so their study allows us to understand and support the tectonic evolution model of the region. Due to its depth of investigation, the magnetotelluric method (MT) makes it possible to identify electrical resistivity anomalies at depths of a few tens of kilometers. This paper presents 2D and 3D resistivity models from MT data obtained in an SW-NE-oriented profile in the northern part of the Jurassic Nuevo Rosarito-El Arco sequence, where 20 stations were deployed for ∼54 km. Galvanic distortion caused by small heterogeneities near the surface affects some acquired data sites, causing a vertical scaling in the apparent resistivity curves. In order to address this problem, it is proposed: for the 3D case, first, the modeling of the topography of the study area; second, the inversion of the elements of the impedance tensor affected by galvanic distortion and the inversion of the phase tensor; which has been proposed as a solution to this problem, since it turns out to be immune to this type of distortion. For the 2D inversion, the impedance tensor is reduced to two components, and the resistivities ρ+ and ρ- are used, which are invariant under rotation. Finally, the models resulting from the 2D and 3D inversion are compared. As a result of this comparison, we consider that the final 3D model is the one that best characterizes the structures present in the cortex. The SW part of the model shows resistive structures corresponding to plutonic bodies at depths of 20 km. Towards the central part of the profile, the resistive bodies reach 8 km depth. Finally, towards SE, in the region where a deformation zone associated with the accretion between eastern and western terranes has been proposed, a resistive body is observed that deepens towards the East
Bionanoreactors with glucose oxidase activity for targeted breast cancer therapy
No full textEl cáncer de mama es el tumor maligno más común y una principal causa de mortalidad en mujeres. La evolución de la nanomedicina ha abierto la oportunidad de mejorar las terapias actuales a través del uso de nanopartículas tratamiento eficiente del cáncer y reducir los efectos secundarios. En este proyecto se realizó una preparación de nanopartículas tipo virus (VLPs) catalíticamente activas, constituidas completamente a base de proteínas, para actuar como agente antitumoral contra el cáncer de mama. Su efecto citotóxico fue estudiando in vitro con la línea celular de tumor de mama murino 4T1. Las VLPs catalíticas fueron preparadas mediante el autoensamble de las proteínas de la cápside del virus del mosaico del bromo (BMV) alrededor de la enzima glucosa oxidasa (GOx). La complementariedad de cargas electrostáticas entre la superficie de la enzima GOx y el residuo N-terminal de la CP del BMV fue fundamental para la encapsulación por autoensamblaje, el cual fue modulado variando el pH y la fuerza iónica. Las VLPs catalíticas fueron denominadas bionanorreactores enzimáticos con actividad GOx o VLP-GOx. La actividad catalítica de la enzima GOx tiene el potencial de agotar la glucosa y el oxígeno del ambiente tumoral, además de producir peróxido de hidrógeno generando citotoxicidad. Por otra parte, los bionanorreactores VLP-GOx fueron funcionalizados en su superficie externa con la proteína albúmina sérica humana (HSA) para el direccionamiento especifico a células tumorales. Las propiedades catalíticas de los bionanorreactores VLP-GOx y VLP-GOx@HSA siguieron el modelo de Michaelis-Menten. Los bionanorreactores sin funcionalización y funcionalizados, mostraron un efecto citotóxico en células tumorales 4T1. No obstante, también presentaron actividad citotóxica en la línea celular 293T de riñón embrionario humano, que fue utilizada como modelo de células sanas, pero su efecto fue menor en comparación con las células tumorales. En este caso la funcionalización de los bionanorreactores VLP-GOx con HSA no mostró mejora en el efecto citotóxico. Por otra parte, fue estudiado el efecto de los bionanorreactores a nivel citológico en la línea celular triple negativo MDA-MB-231/eGFP de tumor de mama humano, en donde se observó daño en la morfología y disrupción de la membrana celular probablemente debido a la producción de peróxido de hidrógeno por la actividad GOx y la actividad antioxidante de la catalasa endógena inducida en las células tumorales. Finalmente, el ...Breast cancer is the most common malignant tumor disease and the leading cause of cancer death female. The evolution of nanomaterials science opened the opportunity to improve conventional cancer therapies, enhancing therapy efficiency and reducing side effects. Currently, the antitumoral capacity of different kinds of nanoparticles is intensively studied. Herein, to have an antitumoral agent against breast cancer, protein cages conceived as enzymatic bionanoreactors were designed and produced by using virus-like nanoparticles (VLPs) from Brome Mosaic Virus (BMV) and containing the catalytic activity of glucose oxidase enzyme (GOx). The GOx enzyme was encapsulated into the BMV capsid (VLP-GOx), and the resulting enzymatic nanoreactors were coated with human serum albumin (VLP-GOx@HSA) for breast tumor cell targeting. The enzyme encapsulation was obtained by using the charge complementarity of the surface of the GOx enzyme and the N-terminal residue of the capsid protein (CP) of BMV VLP. The effect of the synthesized GOx bionanoreactors on breast tumor cell lines was studied in vitro. Both bionanoreactor preparations VLP-GOx and VLP-GOx@HSA showed to be highly cytotoxic for breast tumor cell cultures. Nevertheless, cytotoxicity for human embryonic kidney cell line 293T was also found. The monitoring of bionanoreactor treatment on MDA-MB-231/eGFP triple-negative breast cancer cells showed an evident oxygen production by the endogenous catalase antioxidant enzyme induced by the high hydrogen peroxide production from GOx activity. The bionanoreactors containing GOx activity are entirely suitable for cytotoxicity generation in tumor cells. The HSA functionalization of the VLP-GOx bionanoreactor, a strategy designed for selective cancer targeting, showed no improvement in the cytotoxic effect. The GOx containing enzymatic bionanoreactors seems to be an interesting alternative to improve the current cancer therapy. The potential use of enzymatic bionanoreactors with GOx activity for breast cancer treatment is discussed in this work
Trophic ecology of the damselfish Stegastes acapulcoensis (Pomacentridae) in a reef of Bahías de Huatulco, Oaxaca
No full textSe caracterizó la alimentación y la morfología del sistema alimentario de la damisela Stegastes acapulcoensis en la bahía La Entrega, Oaxaca, con el objetivo de determinar su espectro trófico. En agosto de 2022, se recolectaron 30 ejemplares de S. acapulcoensis en el período de mayor actividad de alimentación, utilizando arpones caseros y equipo de buceo SCUBA. Las muestras se fijaron con formol al 5% para preservar sus tejidos y facilitar la identificación de presas. Cada ejemplar se sometió a un análisis biométrico detallado, incluyendo mediciones de peso total, longitud total y longitud estándar. Los componentes alimentarios se identificaron y clasificaron en nueve categorías, con las algas destacando como el componente más consumido, seguido del detritus y los invertebrados. El Índice de Importancia Relativa (%IIR) confirmó la importancia de estos componentes en la dieta de S. acapulcoensis. El análisis del espectro trófico reveló que esta especie es un depredador generalista, con una dieta que abarca una diversidad moderada de componentes alimentarios. Además, se encontró una correlación positiva significativa entre el peso de los individuos y su consumo de algas, lo que sugiere una relación entre el tamaño y los hábitos alimentarios. La morfología del sistema alimentario, incluyendo el aparato mandibular y las placas faríngeas, apoyó la adaptación de S. acapulcoensis a una dieta herbívora oportunista. Los dientes incisivos y las características de las placas faríngeas indicaron una especialización en la captura y procesamiento de alimentos vegetales. En conjunto, estos hallazgos proporcionaron una visión completa de la ecología alimentaria de S. acapulcoensis en La Entrega, resaltando la importancia de las algas en su dieta y su capacidad para ajustarse a diferentes fuentes de alimento. Además, se amplió nuestra comprensión de la relación entre la morfología y la ecología alimentaria en los peces damisela, lo que contribuye al conocimiento de estos ecosistemas marinos y su gestión.The feeding and morphology of the food system of the damselfish Stegastes acapulcoensis in La Entrega Bay, Oaxaca, was characterized to determine its trophic spectrum. In August 2022, 30 specimens of S. acapulcoensis were collected during the period of peak feeding activity, using homemade harpoons and SCUBA diving equipment. Samples were fixed with 5% formalin to preserve their tissues and facilitate prey identification. Each specimen was subjected to detailed biometric analysis, including measurements of total weight, total length, and standard length. Food components were identified and classified into nine categories, with algae standing out as the most consumed component, followed by detritus and invertebrates. The Relative Importance Index (%IIR) confirmed the importance of these components in the diet of S. acapulcoensis. Trophic spectrum analysis revealed that this species is a generalist predator, with a diet encompassing a moderate diversity of food components. In addition, a significant positive correlation was found between the weight of individuals and their consumption of algae, suggesting a relationship between size and feeding habits. The morphology of the food system, including the mandibular apparatus and pharyngeal plates, supported the adaptation of S. acapulcoensis to an opportunistic herbivore. The incisor teeth and pharyngeal plate characteristics indicated a specialization in the capture and processing of plant foods. Taken together, these findings provided a comprehensive view of the feeding ecology of S. acapulcoensis in La Entrega, highlighting the importance of algae in its diet and its ability to adjust to different food sources. In addition, our understanding of the relationship between morphology and feeding ecology in damselfish was expanded, contributing to the knowledge of these marine ecosystems and their management
Continuous recognition of Mexican Sign Language
No full textLa Lengua de Señas Mexicana (LSM) es la lengua utilizada por la comunidad Sorda en México, y, a menudo, subestimada y pasada por alto por la comunidad oyente, lo que resulta en la exclusión sistemática de las personas Sordas en diversos aspectos de la vida. Sin embargo, la tecnología puede desempeñar un papel fundamental en acercar a la comunidad Sorda con la comunidad oyente, promoviendo una mayor inclusión y comprensión entre ambas. El objetivo principal de este trabajo es diseñar, implementar y evaluar un sistema de reconocimiento continuo de señas estáticas en LSM mediante, visión por computadora y técnicas de aprendizaje máquina. Se establecieron objetivos específicos, que incluyen la generación de un conjunto de datos de señas estáticas, pertenecientes al alfabeto manual de la LSM, el diseño de un modelo de reconocimiento, y la evaluación del sistema, tanto en la modalidad aislada como en la continua. La metodología involucra dos evaluaciones distintas. La primera se enfoca en el reconocimiento de señas estáticas en el dominio aislado, para ello se capturaron datos de 20 participantes realizando movimientos de la mano en múltiples ángulos. Se evaluaron diversas técnicas de aprendizaje automático, destacando que el enfoque basado en Máquinas de Soporte Vectorial (SVM) obtuvo los mejores resultados (F1-Score promedio del 0.91). La segunda evaluación se concentra en el reconocimiento continuo de señas estáticas, con datos recopilados de seis participantes con diferentes niveles de competencia en LSM, logrando un rendimiento sólido con errores cercanos al 7 %. Además, se evaluó la viabilidad del sistema en aplicaciones de tiempo real, demostrando un excelente desempeño (velocidad promedio de procesamiento de 45 cuadros por segundo). A pesar de los logros alcanzados, es importante reconocer que este proyecto se centró en el reconocimiento continuo de señas estáticas en LSM. Queda pendiente, como un desafío interesante, la exploración del reconocimiento continuo de señas dinámicas en LSM para futuras investigaciones. Se considera esencial explorar enfoques orientados a la escalabilidad y aplicaciones en tiempo real en investigaciones posteriores.This study focuses on the continuous recognition of static signs in Mexican Sign Language (Lengua de Señas Mexicana (LSM)), the language used by the Deaf community in Mexico. Despite its significance, LSM is often underestimated and overlooked, leading to the systematic exclusion of Deaf individuals in various aspects of life. The primary objective of this work is to design, implement, and evaluate a continuous static sign recognition system in LSM using computer vision and machine learning techniques. Specific goals were established, including the creation of a dataset of static signs belonging to the manual alphabet of LSM, the design of a recognition model, and the evaluation of the system in both isolated and continuous modes. The methodology involves two distinct evaluations. The first one focuses on the recognition of static signs in the isolated domain, for which data from 20 participants performing hand movements at various angles were collected. Various machine learning techniques were evaluated, with the Máquinas de Soporte Vectorial (SVM)-based approach achieving the best results (average F1-Score of 0.91). The second evaluation centers on the continuous recognition of static signs, using data collected from six participants with varying levels of competence in LSM, achieving robust performance with errors close to 7 %. Furthermore, the feasibility of the system in real-time applications was assessed, demonstrating excellent performance (average processing speed of 45 frames per second). Despite the achievements, it is important to recognize that this project focused on continuous recognition of static signs in LSM. It remains an interesting challenge to explore the continuous recognition of dynamic signs in LSM for future research. It is considered essential to explore scalability-oriented approaches and real-time applications in subsequent investigations