Institutional Repository CICESE (Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada)
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A comparison of plants with different metabolism on the thermal performance of extensive Green roofs
No full textDebido a los efectos negativos del cambio climático y la urbanización sobre el bienestar humano, se requiere la implementación de tecnologías sostenibles para reducir la huella ecológica de las ciudades y mejorar la calidad de vida urbana. Un ejemplo de estas tecnologías son los techos verdes, que consisten en colocar plantas y sustrato sobre el techo para lograr múltiples beneficios. Hasta el momento no existen cuantificaciones de la eficiencia térmica de esta tecnología, ni investigación sobre el empleo de materiales regionales y plantas nativas en techos verdes para las condiciones climáticas del Noroeste de México. Para cuantificar el efecto de los techos verdes sobre el amortiguamiento térmico, se construyeron e instrumentaron seis módulos experimentales en las instalaciones de CICESE con diferentes coberturas de techo: concreto sin recubrimientos, impermeabilizante reflectivo, sustrato seco, sustrato húmedo, Sedum acre y Salicornia pacifica. Las últimas dos coberturas corresponden a plantas con flor, con diferente metabolismo para la fijación del carbono: Salicornia pacifica es una especie C3 de humedales, que requiere de suelos permanentemente inundados y cuyas hojas transpiran durante el día. Sedum acre es una especie con metabolismo ácido de las crasuláceas (CAM), que presenta transpiración durante la noche y es comúnmente utilizada en techos verdes. Se monitorearon los valores de temperatura del ambiente (Tamb), del sustrato, de la superficie externa del techo del módulo y de la temperatura del aire al interior del módulo (Tint), durante una semana con Tamb promedio de 12.8°C (3-10/02/2020) y otra de 17.5°C (22-29/02/2020) durante el invierno de 2020 en Ensenada, B.C., una ciudad con clima semiárido mediterráneo. En conjunto, se pudo cuantificar que las superficies cubiertas de sustrato y vegetación reducen hasta en 12.07 °C la temperatura de la superficie interna de la losa y en 9.3 °C la Tint respecto al techo de concreto sin recubrimientos, funcionando como eficientes reguladores térmicos al proveer un efecto aislante al techo. Debido a que S. acre no logró sobrevivir el periodo experimental, y por el contrario S. pacifica completó su ciclo de vida, bajo las duras condiciones ambientales que se presentan en el techo, se recomienda emplear especies nativas para minimizar el mantenimiento del techo verde, maximizar su desempeño térmico y adicionalmente proporcionar servicios ecosistémicos. Se concluyó que los sistemas de techos verdes ...Due to the negative effects of climate change and urbanization on human welfare, it is necessary to implement sustainable technologies to diminish the ecological footprint and to improve the quality of life within cities. An example of such technologies are green roofs, which consist of placing plants and substrate on top of roofs to achieve multiple benefits. However, there are no quantifications of the thermal efficiency of this technology, nor research on the use of regional materials and native plants in green roofs, for the climatic conditions of Northwest Mexico. To quantify how green roofs mitigate thermal variability, six experimental modules were built and instrumented on CICESE property, each module with different types of roof cover: concrete, reflective coating, dry soil, wet soil, Sedum acre, and Salicornia pacifica. These last two types of cover used flowering plants with different carbon assimilation metabolism: Salicornia pacifica is a wetland C3 species, that transpires during the day and grows atop permanently flooded soils. Sedum acre is a CAM species, with transpiration during night-time and is commonly used in green roofs. Environment air (Tamb), soil, upper layer of concrete and module interior air (Tint) temperatures were monitored during a week where the average Tamb was 12.8°C (3-10/02/2020) and other one with a value of 17.5°C (22-29/02/2020) during the Winter of 2020 in Ensenada, B.C., a city with semiarid mediterranean climate. We found that vegetated covers were able to reduce the temperatures of the inner layers of roofs by up to 12.07 °C and Tint by 9.3 °C compared to the untreated concrete roof, working as efficient thermal regulators by providing an insulating effect to the roof. Since S. acre didn’t survive the experimental period and S. pacifica completed its life cycle under the harsh conditions of the roof, the use of native species is recommended to reduce green roof, improve its thermal performance and provide ecosystem services. It was concluded that green roof systems are thus able to diminish temperature variation on the roof and interior of the experimental modules, and are useful strategies to diminish the amount of energy required to cool and warm buildings in the city of Ensenada and other cities with similar climatic conditions. Further research of these systems is needed to provide recommendations that maximize the benefits that they provide and promote their use
Development of a support system for systematic literature reviews
No full textLas revisiones sistemáticas de literatura (RSL), son fundamentales para realizar investigación en todas las áreas del conocimiento, ya que permiten establecer el estado actual del área en cuestión. No obstante, las RSLs implican un gran consumo de tiempo y en ocasiones coordinar un equipo multidisciplinario diverso. Por otro lado, las RSLs requieren gestionar la información a través de múltiples etapas. En particular, la etapa de identificación de los registros del conocimiento es muy importante, dado que es donde se recuperan las evidencias científicas, lo que implica un esfuerzo importante si ésta se realiza de forma manual, con búsquedas directamente en los motores de búsqueda, entre otras actividades. Sin embargo, esta etapa puede simplificarse significativamente si se utilizan las tecnologías web para su gestión y APIs para su recuperación. De acuerdo con lo anterior, en este trabajo de tesis se desarrolló CICESEarch, un sistema de apoyo a la etapa de identificación de una RSL; el cual realiza la búsqueda de registros identificados en relación con un área de interés dada, en distintos motores de búsqueda a la vez; también lleva el registro de los criterios de inclusión/exclusión, elimina los registros duplicados y filtra los registros según algún criterio establecido como el rango de años, o el tipo de publicaciones. Se evaluó la utilidad y usabilidad del sistema, por medio de un experimento controlado con dos grupos de participantes, expertos y no expertos en realizar RSLs; quienes realizaron tareas para recuperar registros y homologarlos, generando un listado único sin duplicados. Las actividades se llevaron a cabo tanto con el sistema, como de forma manual. Los resultados derivados de dicha evaluación reflejaron la aceptación en el uso de CICESEarch, resaltando la completitud de los registros y la rapidez con que se obtuvieron. También señalaron un conjunto de características adicionales con las que debería contar el sistema para mejorar su usabilidad; así como, la necesidad de integrar un número mayor de fuentes de información con las que se pueda consultar directamente a través del sistema.The systematic literature reviews (SLR) are essential for doing research in all the knowledge fields since they enable to state the current state of the art. Nevertheless, they are time-consuming and sometimes require multidisciplinary collaboration work; they also need the management of information through multiple stages. In particular, the stage of identification of knowledge citations is crucial, since it is where the scientific evidence collection is recovered. This takes a considerable effort if it is done manually, as the citations are searched for, directly on the search engines, among other activities. However, this stage can be significantly simplified when using web technologies for its management and APIs for its recovery.
According to the later, in this research work, we developed CICESEarch, a computer system that supports the stage of identification of an SLR; which performs the search of primary studies related to a given area of interest with different search engines at the same time. It also maintains track of inclusion/exclusion criteria, eliminates duplicated records and filters them according to some established parameters, such as the range of years, or the type of publications. We evaluated the usefulness and ease of use of the system with a controlled experiment, which was done with two groups of participants: experts and non-experts in performing SLRs. They performed tasks to retrieve records and homogenize them, generating a single list deduplicated. The activities were carried out using the system and manually. The results of the evaluation showed the acceptance of the use of CICESEarch. The participants also highlighted the completeness of the records and the time saved to obtain them. Also, indicating an additional set of features that the system should have, to improve its usability; as well as the need to integrate a higher number of search engines that can be consulted directly via the system
Identification of rhodopsin-producing culturable photoheterotrophic bacteria in the Southern California Bight and in global genomic databases
No full textLas rodopsinas son fotosistemas muy abundantes en distintos ambientes acuáticos con el potencial de capturar gran cantidad de energía solar en la superficie del agua. Más del 75% de los genomas del bacterioplancton contiene genes para sintetizar rodopsinas, convirtiéndose en el fotosistema más abundante en el mar. Sin embargo, se conoce poco sobre las diferentes estrategias metabólicas y fisiológicas de los distintos organismos con rodopsinas, por lo que su impacto ecológico en los distintos ambientes no es claro. A su vez, para caracterizar funciones bacterianas como la fototrofía a través de rodopsinas, es necesario estudiar la fisiología de bacterias aisladas en cultivos puros, es decir, cultivos que contengan una sola cepa bacteriana. Por lo que el desarrollo de dichas colecciones, es indispensable para entender mejor la importancia de estos mecanismos de fototrofía tan abundantes en ambientes acuáticos. Para avanzar esta área de investigación, en este trabajo se identificaron y obtuvieron nuevos microorganismos de estudio. En concreto: (i) se estableció una nueva colección de bacterias en cultivo puro aisladas de la Bahía Todos Santos y se amplió el repertorio de colecciones existentes provenientes del Muelle de Scripps, San Diego) (ii) se identificó la presencia de genes de rodopsina en genomas de bacterias depositadas en bibliotecas genómicas. Examinando en el laboratorio la presencia del pigmento de captura de luz en rodopsinas (retinal) en estas colecciones de cultivos, se identificaron ocho cepas productoras de rodopsinas, las cuales pertenecen a los géneros Vibro, Morganella, Stenotrophomonas y Stakelama. El genoma completo de la cepa Stakelama pacifica (BTS-27) fue secuenciado, y representa la primera evidencia de presencia de genes de rodopsinas de tipo sensorial en bacterias pertenecientes al grupo Alphaproteobacteria. Por otra parte, se determinó que entre las bacterias provenientes de ambientes acuáticos disponibles en las bases de datos: (i) existe una mayor incidencia de bacterias con genes de rodopsinas en los ambientes marinos, (ii) las proteorodopsinas son el subtipo de rodopsina más abundante, (iii) las rodopsinas predominan en grupos como Proteobacteria, Bacteroidetes y Actinobacteria, (iv) los genomas de bacterias con genes de rodopsinas son significativamente más pequeños que los de otras bacterias que no los contienen. Este trabajo amplía significativamente la disponibilidad de bacterias de distintos grupos taxonómicos y ...Rhodopsins are photosystems found to be abundant and widespread in different aquatic environments, with the potential to capture large amounts of solar energy in the surface ocean. More than 75% of bacterioplankton genomes the contain genes to synthesize rhodopsins, making it the most abundant photosystem in the sea. However, little is known about the different metabolic and physiological strategies of the different microorganisms with rhodopsins, so their ecological role in the different environments is still unclear. In turn, it is only possible to characterize the physiology of rhodopsin-containing bacteria if they are isolated in culture, so establishing collections of isolates in pure culture is essential to better understand the ecology of such abundant light-dependent metabolism. To advance this area of research, in this work new bacteria strains were identified and isolated in culture. Specifically: (i) a new collection of bacteria isolated in pure culture was established in the Todos Santos Bay region, and other existing collections from the Scripps Pier, San Diego were examined (ii) rhodopsin genes were identified in genomes of bacteria deposited in genomic libraries of different aquatic systems. Examining the new culture collections for the Southern California Bight in the laboratory, eight rhodopsin-positive strains were identified, which belong to the genera Vibrio, Morganella and Stakelama. We further sequenced the genome of one of these positive strains Stakelama pacifica. (BTS27) and identified its rhodopsin gene, which represents the first evidence of the presence of sensory rhodopsins in groups of alpha proteobacteria. On the other hand, through the analysis of global genomic databases, it was determined that the environments with the highest incidence of rhodopsins were marine, and that proteorhodopsin is the most abundant rhodopsin subtype, predominant in groups such as Proteobacteria, Bacteroidetes, and Actinobacteria. Another important finding was that the genomes of bacteria with rhodopsin genes are significantly smaller than those of other bacteria that do not contain this function. Thus, this work broadens the spectrum of bacteria available in culture from different taxonomic groups and environments that can be characterized physiologically in future studies
Phytoplankton-Biomass Variability in relation to the Hydrodynamics in Bahía de los Ángeles, Baja California: Results from a Numerical Physical-Biological Coupled Ocean Model
No full textEl fitoplancton es el productor primario más importante en el océano y requiere luz y nutrientes para su desarrollo. Aunque el movimiento del agua también puede afectar su ciclo de vida, ha sido menos estudiado. Con la finalidad de entender la relación entre la circulación y la biomasa de fitoplancton, se utilizó un modelo hidrodinámico tridimensional de alta resolución acoplado con un modelo trófico Nitrato-Fitoplancton-Zooplancton-Detritos implementado en Bahía de Los Ángeles, Golfo de California, para el periodo 2013-2017. Las salidas del modelo fueron validadas con mediciones de temperatura y biomasa de fitoplancton in situ (2016-2017) e imágenes satelitales (2013-2017). Los resultados mostraron una estrecha relación inversa entre la biomasa de fitoplancton y las magnitudes de las corrientes horizontales. En invierno se observó la mayor biomasa de fitoplancton y corrientes débiles, mientras que en verano se presentó una menor biomasa y corrientes de una mayor magnitud. Las corrientes débiles propiciarían un mayor tiempo de residencia del agua promoviendo el desarrollo y una mayor biomasa fitoplanctónica. Por el contrario, una corriente intensa estaría asociada con un menor tiempo de residencia del agua limitando el desarrollo del fitoplancton. Por otra parte, se encontró una relación directa entre el fitoplancton y la velocidad vertical, aunque con un tiempo de demora en la respuesta estacional. El máximo y mínimo de biomasa de fitoplancton se presentaron después de las velocidades verticales más fuertes (otoño) y débiles (primavera), respectivamente. Las intensas corrientes ascendentes estarían transportando nutrientes hacia las capas superficiales los cuales serían aprovechados por el fitoplancton, incrementando notoriamente su biomasa en un tiempo posterior. Estas relaciones fueron encontradas en la subsuperficie y cuando la escala espacial comprendió toda la bahía. Sin embargo, a una escala espacial menor, la relación inversa fue observada únicamente en ensenada La Gringa. Otros procesos biológicos y físicos (pastoreo y advección) estarían modulando estas relaciones solo en zonas específicas dentro de la bahía. En consecuencia, las corrientes cumplirían un rol importante en los tiempos de residencia del agua y la disponibilidad de los nutrientes con consecuencias en el desarrollo del fitoplancton en Bahía de los Ángeles.Phytoplankton is the most important primary producer in the ocean which requires light and nutrients for its development. Water motion also affects its life cycle but it is a less studied factor. In order to understand the relationship between the water circulation and phytoplankton-biomass (PB), a high-resolution three-dimensional hydrodynamic numerical model, coupled to a Nutrients-Phytoplankton-Zooplankton-Detritus (NPZD) trophic model, was implemented for Bahía de los Ángeles and run for a multi-year simulation (2013-2017). The model outputs were compared to temperature and PB in situ observations (2016-2017) and satellite images (2013-2017). The results showed a remarkable inverse relation between PB and the magnitude of horizontal currents. In winter, high PB values were observed when currents were weak. Conversely, the lowest PB values and the most intense currents were observed during summer. Weak currents would allow a long resident time for the interior water and promote a phytoplankton increase, whilst intense currents and a short resident time would limit the phytoplankton growth. Moreover, a direct relation between the vertical velocity and PB is also observed, although with a delay in the seasonal response. The maximum and minimum PB values occur after the strongest (autumn) and the weakest (spring) velocities, respectively. Nutrients would be transported by intense upward currents into the surface layers where they can be uptaken by phytoplankton, gradually. These relations were found at subsurface in a larger spatial scale (the whole bay). However, in a smaller scale, this relation was only observed in La Gringa inlet. Processes such as grazing and advection would be modulating these relations only in specific areas inside the bay. In consequence, currents may have an important role in phytoplankton residence times and nutrient transports in the bay with implications in the phytoplankton growth in Bahía de los Ángeles
Identification of viral genome sequences in the vine mealybug (Planococcus ficus, Signoret 1875) present in vineyards of Ensenada, Baja California
No full textLa vid, Vitis vinifera L., es la especie de vid más cultivada para la explotación de su fruto en las regiones de Europa, África y América. En México, Baja California (B.C.) es la entidad con mayor aporte a la producción nacional de uva con fines de uso industrial. Actualmente, la plaga de insecto más importante de los cultivos de Vitis vinifera L. en México y otros países es el piojo harinoso de la vid, Planococcus ficus (Signoret, 1875). En las últimas décadas, se ha explorado la diversidad de virus que infectan exclusivamente a insectos, con la finalidad de esclarecer sus interacciones ecológicas y encontrar, en última instancia, alternativas para el control de las poblaciones de insectos. Dicha prospección de virus específicos a P. ficus no había sido abordada. Por lo tanto, mediante técnicas de secuenciación masiva (RNA-seq) y análisis bioinformáticos, en el presente estudio se realizó la búsqueda e identificación de secuencias de virus con genoma de RNA o DNA en muestras de P. ficus colectadas en 14 viñedos de Ensenada, B.C. Dentro de los resultados de virus con genoma de RNA, se identificaron dos genomas casi completos de virus putativos relacionados con las familias Tymoviridae y Dicistroviridae. Adicionalmente, se encontraron fragmentos de genomas de virus putativos correspondientes a las familias Tymoviridae, Reoviridae, Rhabdoviridae, Tombusviridae, Iflaviridae, y al orden Picornavirales. Por otro lado, se logró la detección de secuencias relacionadas a virus de dsDNA de las familias Baculoviridae, Poxviridae y Polydnaviridae. Complementario al análisis bioinformático, se realizaron enriquecimientos de partículas tipo virus (VLPs) a partir de tejido de P. ficus y se analizaron por microscopía electrónica. Esto reveló la presencia de agregados de partículas que, en algunos casos, asemejan en tamaño y/o forma a los cuerpos de oclusión producidos por algunos virus de insecto durante la infección. La evidencia conjunta obtenida de los análisis realizados indica la presencia de uno o más virus de RNA putativos que pudieran asociarse específicamente con P. ficus. Este trabajo sienta las bases para futuros estudios de caracterización de virus específicos de P. ficus y virus de vid asociados a este insecto.The grapevine, Vitis vinifera L., is the most worldwide-spread species cultivated for grape production in Europe, Africa, and America. In Mexico, Baja California (B.C.) is the region with the highest grape production for industrial purposes. The vine mealybug, Planococcus ficus (Signoret, 1875), is the most important insect pest in grapevine growing areas in Mexico and other countries. Recently, the diversity of viruses infecting insects has been broadly explored to elucidate further ecological viral-hots interactions in many insect species, which in some cases has resulted in the application of virus-based biological control agents for insect pests. However, a prospection of viruses associated with P. ficus had not been addressed yet. In the present study, P. ficus individuals collected through 14 different vineyards in Ensenada, B.C., were analyzed by RNA metagenomics. Several sequences of putative RNA viruses were found, including two nearly complete genomes related to the Dicistroviridae and the Tymoviridae families. Moreover, several smaller sequences related to viral genomes of the Tymoviridae, Reoviridae, Rhabdoviridae, Tombusviridae, and the Iflaviridae families, as well as with Picornavirales order, were identified. A group of sequences related to dsDNA viral genomes of the Baculoviridae, Poxviridae, and the Polydnaviridae families was also found. As a complement to these bioinformatic results, virus-like particle (VLPs) enrichment and electron microscopy analyses were carried out. These experiments revealed the presence of some particles that resemble viral occlusion bodies in shape and size. The overall obtained evidence points to the presence of one or more putative RNA viruses that could specifically infect P. ficus. This study provides the first insight into the P. ficus virome. It sets the foundation to further studies aimed to characterize those viruses potentially infecting P. ficus, in addition to grapevine viruses associated with this mealybug
Petrology, geochemistry, Sr-Nd-Hf isotopes, and U-Pb geochronology of the Sierra El Arco-El Barril transect: Middle Jurassic to Late Cretaceous magmatism, southern Peninsular Ranges batholith, Baja California, México
No full textEl registro geológico de subducción del Jurásico-Cretácico está ampliamente expuesto en el sur de California, Baja California y el noroeste de México. Sin embargo, el registro está fragmentado y presenta una variación en la petrología, geoquímica y temporalidad, dificultando una comprensión integrada de la evolución geológica regional. Este trabajo está enfocado en la petrogénesis de rocas plutónicas y encajonantes del extremo sur del Cinturón Batolítico Peninsular, a lo largo del transecto Sierra El Arco-El Barril, el cual proporciona un registro de subducción del Jurásico Medio al Cretácico Tardío (166-92 Ma). El magmatismo del Jurásico Medio-Cretácico Temprano (166-140 Ma) se desarrolló como un arco de islas con rocas sedimentarias de cuenca intra-arco y oceánica marginal (entre el arco y el margen continental). La secuencia de arco, expuesta en la sierra El Arco, varía desde peridotita hasta granodiorita, con rocas volcánicas basálticas a dacíticas asociadas, el conjunto sufrió un metamorfismo en facies de esquisto verde. Las rocas metaígneas presentan valores negativos de εSrt (promedio -8.4, n=23) y positivos de εNdt (promedio +5.8, n=23) y εHft (+14, n=2) que sugieren un origen a partir de fundidos derivados del manto con poca contaminación. Hacia el noreste, en el área de Calmallí, afloran anfibolitas y paragneises en facies de anfibolita. La geoquímica e isotopía de las anfibolitas sugieren un protolito similar a las rocas metaígneas. Dos paragneises tienen composiciones isotópicas de εSrt (+166), εNdt (-7) y εHft (-5 y -7) que sugieren un origen a partir de detritos derivados del continente, como las rocas metasedimentarias del Triásico-Jurásico Medio del NWW de México. La secuencia jurásica fue intrusionada por el plutón Calmallí (105-100 Ma) de composición básica-intermedia con valores de εSrt (promedio -3.6, n= 6), εNdt (promedio +3.3, n=6) y εHft (promedio +6, n=3) que sugieren un origen a partir de magmas derivados del manto y contaminación. Estas rocas presentan patrones sin empobrecimiento de tierras raras pesadas que sugieren un fraccionamiento en el campo de la estabilidad de la plagioclasa. Los magmas parentales evolucionaron a composiciones intermedias por cristalización fraccionada y asimilación. La cristalización fraccionada produjo rocas con patrones subparalelos de tierras raras y valores similares de εNd y εHf, mientras que la contaminación de magmas produjo rocas con enriquecimiento en tierras raras ligeras y valores menos...The Jurassic-Cretaceous geologic record of subduction-related magmatism is widespread along southern California, Baja California, and northwestern México. However, the record is fragmented and displays a broad variation in petrology, geochemistry, and timing, making it challenging a coherent understanding of the regional geologic evolution. This work focus on the petrogenesis of plutonic and host rocks of the southern Peninsular Ranges batholith, along the Sierra El Arco-El Barril transect, which provides a subduction-related record from the Middle Jurassic to Late Cretaceous (166-92 Ma). The Middle Jurassic-Early Cretaceous (166-140 Ma) magmatism developed as an island arc with sedimentary rocks of intra-arc and oceanic marginal basins (between the arc and the continental margin). The arc sequence underwent a greenschist facies metamorphism and is exposed in the Sierra El Arco consisting of peridotite to granodiorite with associated basaltic to dacitic volcanic rocks. The meta-igneous sequence displays negative εSrt (average -8.4, n=23) and positive εNdt (average +5.8, n=23) and εHft values (+14, n=2) that suggest an origin from mantle-derived melts with minor contamination. Northeastward, in the Calmallí area, amphibolite facies paragneiss and amphibolite crop out. Geochemical and isotopic data of the amphibolite suggest protoliths similar to the meta-igneous rocks. Two paragneiss samples display εSrt (+166), εNdt (-7), and εHft values (-5 and -7) indicating an origin from continentally derived detritus, similar to the Triassic-Middle Jurassic metasedimentary rocks from northwestern México. The Jurassic sequence was intruded by the Calmallí pluton of basic to intermediate composition with εSrt (average -3.6, n= 6), εNdt (average +3.3, n=6), and εHft values (average +6, n=3) that suggest an origin from mantle-derived melts with a low degree of contamination. These rocks display rare earth elements (REE) patterns without heavy HREE depletion suggesting fractionation under the stability field of plagioclase. The parental magmas evolved into intermediate composition through fractional crystallization and assimilation. Fractional crystallization generated subparallel REE patterns with similar εNd and εHf values, whereas magma contamination produced enrichment in the light REE and less radiogenic εNd and εHf values. Eastward of the Calmallí pluton, acidic plutonic rocks (100-92 Ma) are exposed continuously from the Piedra Blanca to the El Barril regions..
Study by molecular dynamics of the D2-clozapine receptor for the drug design of an antipsychotic absent of cardiometabolic side effects
No full textLos tratamientos por fármacos para tratar la esquizofrenia son frecuentemente abandonados debido a los efectos cardiometabólicos adversos que la mayoría de estos presentan. Se sugiere que los efectos cardiometabólicos se pueden asociar a que los antipsicóticos bloquean la actividad del receptor D2 y H1. El objetivo de este trabajo es proponer un nuevo candidato a fármaco mediante métodos in silico, capaz de reducir los efectos cardiometabólicos adversos, en comparación a los presentados por la mayoría de los antipsicóticos de segunda generación. Un método útil para modificar fármacos prexistentes y medir el cambio en energía libre de afinidad por receptores determinados es el de perturbación de energía libre (FEP), el cual permite analizar el efecto de cambios alquímicos en grupos funcionales específicos en diversas moléculas. El fármaco que se seleccionó como modelo inicial para ser modificado fue la clozapina, por lo que se produjeron dinámicas moleculares de este ligante con el receptor D2, porque su antagonismo genera la actividad terapéutica y el receptor H1, ambos embebidos en bicapas lipídicas ricas en colesterol. Estas dinámicas se hicieron con el fin de obtener la pose más representativa y realista posible. A partir de esta pose se modificó al fármaco y se midieron las energías libres de los derivados con FEP. Los resultados muestran que el mejor candidato es el cambio del átomo de cloro en la clozapina por el iodo. Esto se puede deber principalmente al aumento en el radio de VdW en conjunto con la orientación del halógeno en ambos sitios activos receptores juega un rol determinante.The high dropout of drug treatments to treat schizophrenia is due to the adverse cardiometabolic effects
This project proposes a new antipsychotic drug without the adverse cardiometabolic effects that most drugs of this type induce. The H1 receptor blockade causes cardiometabolic side effects. We sought in this work for ligands with a decreased affinity for H1 receptor, while maintaining their therapeutic activity at D2 receptor. A useful method for modifying pre-existing medications and measuring their free energy for receptors with high precision is the free energy perturbation method (FEP). The starting structure to work with FEP was clozapine. To guarantee a realistic and precise ligand pose we performed molecular dynamics of this ligand with the D2 and H1 receptors embedded in cholesterol-rich lipid bilayers. Once gotten the pose, we proceed to alter the structure of clozapine and get the affinity free energies for each derivative using FEP method. The results show that the best candidate is the exchange of the chlorine atom in clozapine for iodine and suggest that this phenomenon was mainly due to a change in the VdW radii, in addition to the halogen orientation in both active sites
Inscription of LIPSS over extended areas with ultrashort laser pulses
No full textEn este trabajo se presentan los resultados experimentales obtenidos para la fabricación de estructuras superficiales inducidas por láser (LIPSS, por sus siglas en inglés ”Láser Induced Periodic Surface Structures”) en áreas extendidas, utilizando fluencias por debajo del umbral de ablación en películas delgadas de Bi y Ti. Los experimentos fueron realizados utilizando un láser de fem-tosegundos (270 fs) con una longitud de onda central de 1030nm. Se exploró la influencia de la velocidad de barrido, el porcentaje de superposición de los barridos y la orientación de la polarización con respecto a la dirección de barrido. Para la caracterización de las muestras se utilizaron distintas técnicas como la microscopía óptica, microscopía electrónica de barrido, microscopía de fuerza atómica y espectroscopía micro-Raman. A través de estas técnicas e implementando la transformada de Fourier bidimensional (2D FFT) fue posible analizar el periodo, dirección uniformidad de las estructuras generadas. Demostramos que es posible fabricar superficies extendidas sobre Bi, las cuales mantienen una polarización perpendicular a la polarización del campo incidente. Las estructuras de cada barrido se acoplan con el siguiente de manera regular, logrando generar una superficie continua micro estructurada como se buscaba. La presencia de β − Bi2O3 en algunas de las superficies generadas es indicador de una oxidación inducida por láser. Para el caso del Ti, se observó que los barridos producen dos estructuras perpendiculares entre sí. En el exterior de los barridos se observan estructuras cuya orientación es perpendicular a la polarización del campo incidente, mientras que en el interior se aprecian estructuras de menor periodo y con una orientación paralela al campo incidente. De igual manera que en el Bi, es posible observar que algunas superficies extendidas producidas sobre Ti muestran presencia de T iO2, oxidación inducida por láser debido a las altas fluencias utilizadas para su procesado.This work presents the experimental results obtained for the processing of Laser Induced Periodic Surface Structures (LIPSS) on large areas, using fluence values below the ablation threshold on Bi and Ti thin films. The experiments were carried out using a femtosecond laser (270fs) with a central wavelength of 1030nm. The effect of the laser-beam scanning velocity, scan spacing and the orientation of the incident field was investigated. The structures were characterized using an optical microscopy, scanning electron microscope (SEM), atomic force microscope (AFM) and micro-Raman spectroscopy. Through these techniques and utilizing the two-dimensional Fourier transform (2D FFT) we were able to determine the period, orientation and regularity of the generated structures. We proved that it is possible to generate LIPSS over large areas on Bi. The resulting structures maintained an orientation perpendicular to the incident field polarization and the coupling between consecutive scans allow us to generate regular large areas. The presence of β − Bi2O3 was observed for some of the processed surfaces, indicating a laser induced oxidation process. For Ti thin films we report the generation of two simultaneous structures on each scanned track. In the external region the LIPSS have an orientation perpendicular with respect to the polarization of the incident field. In the internal region the LIPSS have a lower periodicity and an orientation parallel with respect to the polarization of the incident field. The presence of oxide was also observed in the form of T iO2, indicating a laser induced oxidation process
Device for detection of O2 based on a ZnO film growth by the atomic layer deposition technique
No full textEn este trabajo se fabricó un dispositivo en base a una película delgada de ZnO para la detección de oxígeno. Se determinó que la sensibilidad depende del espesor, requiriendo un espesor mínimo de 100 nm, para las condiciones utilizadas. La influencia del tipo de aislante eléctrico fue clara, donde el material más adecuado fue Al2O3, puesto que ofrece la mejor sensibilidad. El post-tratamiento térmico de ZnO aumenta la resistividad de la película, y produce picos en los cambios de resistencia un poco más agudos durante la detección de oxígeno. Así mismo, la irradiación con luz UV mejoró la definición de los picos, principalmente por aceleración del proceso de desorción de oxígeno. Finalmente, se encontró que al aumentar la corriente entre electrodos mejora la sensibilidad del dispositivo.In this work, a device was built based on a ZnO thin film for the detection of oxygen. Sensitivity was determined to be thickness dependent, requiring a minimum thickness of 100 nm, for the conditions applied. The influence of the type of electrical insulator was clear, where the most suitable material was Al2O3, since it offers the best sensitivity. Annealing of the ZnO increases the resistivity of the film, and produces slightly sharper peaks in resistance changes during oxygen detection. Likewise, irradiation with UV light improved the definition of the peaks, mainly by accelerating the oxygen desorption process. Finally, it was found that applying a higher current between electrodes improves the sensitivity of the device
Characterization of the alongshore flow in the west of the gulf of Mexico
No full textEn el oeste del Golfo de México, desde la parte norte de Veracruz hasta el sur de Texas, un flujo persistente de baja frecuencia se ha reportado tanto sobre la plataforma como sobre el talud continental. Algunos autores sugieren que la variabilidad estacional observada en la región se debe al forzamiento del viento, aunque otros estudios sugieren que la contribución de remolinos del Lazo que arriban a la zona es igualmente importante. Este estudio tiene por objetivo obtener una mejor descripción observacional de la estructura horizontal y vertical de este flujo, así como su variación estacional con mediciones directas de la velocidad. Se cuenta con 23 años de datos de boyas de deriva y 8 años de anclajes con correntímetros, que se complementan con 22 años de velocidades geostróficas obtenidas a partir de altimetría satelital. Cada una de estas bases de datos tiene distintas fortalezas y deficiencias por ello, se utilizaron las tres para analizar el flujo promedio y su variación estacional. Las boyas de deriva permiten obtener el patrón general de la circulación superficial de la región, así como los promedios por temporada sobre la plataforma continental, mientras que el transecto de anclajes localizado alrededor de 22◦N, permitió analizar la estructura horizontal y vertical del flujo sobre la plataforma y talud continentales, así como su variabilidad estacional. Los promedios obtenidos con datos satelitales fueron los más incongruentes en la comparación entre las tres bases de datos, por lo que se decidió utilizar las mediciones directas de la velocidad para el análisis. Sobre la plataforma continental se encontró una variabilidad estacional en la intensidad del flujo, más no un cambio de dirección como se ha sugerido por estudios anteriores: en la región de 24◦N−26.5◦N se observa un flujo hacia el sur en invierno, y un promedio bajo y no significativamente diferente de cero en verano. Mientras que en la región de 22◦N−24◦N, se observa un promedio hacia el norte todo el año salvo en noviembre, siendo más intenso en verano. Sobre el talud continental se encuentra un flujo hacia el norte más intenso en verano con respecto al invierno. Este flujo tiene un ancho aproximado de 200km y se extiende más de 500m en la vertical. El ciclo estacional muestra dos máximos, uno en abril y otro en agosto, en contraste con el reportado por Sturges (1993), que indican un único máximo en julio. Los promedios del año típico del flujo dependen en gran medida del periodo de medición ...In the western Gulf of Mexico, from northern Veracruz to southern Texas, persistent low-frequency flow has been reported on both the shelf and the continental slope. Some authors suggest that the seasonal variability observed in the region is due to wind forcing, although other studies suggest that the contribution of Loop current eddies arriving in the area is equally important. The objective of this study is to obtain a better observational description of the horizontal and vertical structure of this flow, as well as its seasonal variation with direct velocity measurements. 23 years of data from drift buoys and 8 years of moorings with current meters, which are complemented by 22 years of geostrophic velocities obtained from satellite altimetry are used. Each of these databases has different strengths and weaknesses, therefore, all three were used to analyze the average flow and its seasonal variation. The drift buoys allow us to obtain the general pattern of the surface circulation of the region, as well as the seasonal mean velocity on the continental shelf, while the mooring transect located near 22◦N, allowed analyzing the horizontal structure and vertical flow over the continental shelf and slope, as well as its seasonal variability. The mean velocities obtained with satellite data were the most inconsistent in the comparison between the three databases, so it was decided to use direct velocity measurements for the analysis. On the continental shelf, seasonal variability in the intensity of the flow was found, but not a change in direction as suggested by previous studies: in the region of 24◦N−26.5◦N, a flow to the south in winter is observed, and a low and not significantly different from zero mean velocity in summer. While in the region of 22◦N−24◦N, a mean flow is observed to the north all year except in November, being more intense in summer. On the continental slope there is a more intense flow to the north in summer than in winter. This flow is approximately 200km wide and extends over 500m vertically. The seasonal cycle shows two peaks, one in April and the other in August, in contrast to the one reported by Sturges (1993), which indicate a single maximum in July. The mean velocity of the typical year of the flow depends mainly on the measurement period analysed, which is probably a because of the influence of eddies shed by the Loop current that arrive in the region and contribute to the modulation of both flows. This work lays the observational ..