Descripción teórica del desempeño electroanalítico del material compuesto de oxihidróxido de vanadio con el colorante escuárico en la detección de la carfedona

Introducción: en este trabajo se evalúa desde el punto de vista mecanístico teórico el comportamiento electroanalítico del compuesto oxihidróxido de vanadio-colorante escuárico en la detección de la carfedona. El proceso electroanalítico incluye la formación de dos formas de vanadio tetravalente, incluyendo el dióxido de vanadio e ion vanadilo. Método: un mecanismo, capaz de describir el comportamiento del sensor, ha sido sugerido y un modelo matemático fue desarrollado y analizado mediante la teoría de estabilidad lineal y análisis de bifurcaciones. Resultados: el análisis del modelo ha probado que la dependencia lineal entre la concentración del fármaco y el parámetro electroquímico se mantiene firme en la ancha región topo-lógica de parámetros. Las inestabilidades oscilatoria y monotónica suelen realizarse cuando son causadas por influencias fuertes de las etapas química y electroquímica en la capacitancia de la doble capa eléctrica. Conclusiones: el compuesto de nano-partículas de oxihidróxido de vanadio (estabilizadas con el colorante escuárico) puede servir como un modificador eficiente de electrodo para la detección de la carfedona. El oxihidróxido de vanadio desempeña funciones de sustancia activa y el colorante, de la mediadora.

SUMMARY Introduction: In this work, the electroanalytical behavor of the vanadium oxyhydroxide-squaraine dye composite for the carfedon detection is evaluated. The electroanalytical process includes the formation of two tetravalent vanadium forms, including vanadium dioxide and vanadylion. Methods: A mechanism, capable to describe the sensor behavior, has been suggested, and the correspondent mathematical model has been developed and analyzed by means of the linear stability theory and bifurcation analysis. Results: The model analysis has proved that the linear dependence between the drug concentration and the concentration is firmly maintained in a wide topological parameter region. As for the oscillatory and monotonic instabilities, they may be realized, being caused by strong influences of the chemical and electrochemical stages on double electric layer capacitance. Conclusions: The vanadium oxyhydroxide composite with the squaraine dye may serve as an efficient electrode modifier for carfedone determination. The vanadium oxyhydroxide works as an active substance and the dye as a mediator.

Introdução: neste trabalho, avalia-se, do ponto de vista mecanístico teórico, o comportamento eletroanalítico do compósito oxihidróxido do vanádio-corante esquárico na detecção da carfedona. O processo eletroanalítico inclui a formação de duas formas do vanádio tetravalente, incluindo o dióxido de vanádio e íon vanadila. Método: um mecanismo, capaz de descrever o comportamento do sensor, tem sido sugerido e um modelo matemático correspondente, desenvolvido e analisado por meio da teoria de estabilidade linear e análise de bifurcações. Resultados: a análise do modelo tem provado que a dependência linear entre a concentração do fármaco e o parâmetro eletroquímico se mantém firme numa ampla região topológica de parâmetros. Já as instabilidades oscilatória e monotônica soem realizar-se, sendo causadas pelas influências fortes das etapas química e electroquímica na capacitância da dupla camada elétrica. Conclusões: o compósito de nanopartículas do oxihidróxido de vanádio, estabilizadas pelo corante esquárico, pode servir de um modificador eficaz para a detecção da carfedona. O oxihidróxido de vanádio desempenha as funções de substância ativa, e o corante, de mediador.

Vanadium inhibits Type 2 diabetes mellitus-induced aortic ultrastructural alterations associated with the Inhibition of dyslipidemia and biomarkers of inflammation in rats / El vanadio inhibe las alteraciones ultraestructurales aórticas inducidas por la diabetes mellitus Tipo 2 asociadas con la inhibición de la dislipidemia y los biomarcadores de inflamación en ratas

The potential inhibitory effect of the insulin mimicking agent, vanadium on type 2 diabetes mellitus (T2DM)induced alterations to the aorta ultrastructure associated with the suppression of dyslipedima and biomarkers of inflammation has not been investigated before. Therefore, we tested whether vanadium can protect against aortic injury induced secondary to T2DM possibly via the inhibition of blood lipid and inflammatory biomarkers. T2DM was induced in rats by a high-fat diet and streptozotocin (50 mg/ kg), and the treatment group started vanadium treatment five days post diabetic induction and continued until being sacrificed at week 10. Using light and electron microscopy examinations, we observed in the model group substantial damage to the aorta tissue such as damaged endothelium, degenerative cellular changes with vacuolated cytoplasm and thickened internal elastic lamina that were substantially ameliorated by vanadium. Administration of vanadium to diabetic rats also significantly (p<0.05) reduced blood levels of glucose, hyperlipidemia and biomarkers of inflammation (TNF-a, IL-6). We conclude that vanadium protects against T2DM-induced aortic ultrastructural damage in rats, which is associated with the inhibition of blood sugar and lipid and inflammatory biomarkers.

El potencial efecto inhibidor del agente imitador de la insulina, el vanadio en las alteraciones inducidas por la diabetes mellitus tipo 2 (DM2) en la ultraestructura de la aorta, asociada con la supresión de dislipidemia y los biomarcadores de inflamación no se ha investigado anteriormente. El objetivo fue estudiar las propiedades del vanadio para proteger contra la lesión aórtica inducida a la DM2, a través de la inhibición de los lípidos sanguíneos y los biomarcadores inflamatorios. La DM2 fue inducida en ratas con una dieta alta en grasas y estreptozotocina (50 mg / kg), y el grupo de tratamiento fue sometido a un régimen continuo con vanadio, cinco días después de la inducción diabética hasta ser sacrificadas en la semana 10. Se utilizaron exámenes de luz y microscopía electrónica en el grupo modelo y se observó un daño sustancial al tejido de la aorta, como también en el endotelio; los cambios celulares degenerativos con citoplasma vacuolado y lámina elástica interna engrosada mejoró sustancialmente con vanadio. La administración de vanadio a ratas diabéticas también redujo significativamente (p <0,05) los niveles sanguíneos de la glucosa, hiperlipidemia y los biomarcadores de inflamación (TNFa, IL-6). En conclusión, el vanadio protege contra el daño ultraestructural aórtico inducido por T2DM en ratas, que es asociado con la inhibición del azúcar en la sangre y los biomarcadores de lípidos y de inflamatorios.

A descrição teórica da detecção eletroanalítica do letrozol, assistida pelo compósito VO(OH)-polipirrol, obtido catodicamente / Theoretical description for the letrozol electroanalytical determination, assisted by the cathodically obtained composite VO(OH)-polypyrrole

RESUMO O processo da determinação eletroanalítica do fármaco letrozol, assistida pelo compósito VO(OH)-polipirrol, obtido mediante um processo catódico, foi descrito teoricamente. Tanto para a síntese do compósito, como para o processo eletroana-lítico foi sugerido e analisado, mediante a teoria de estabilidade linear e análise de bifurcações, um modelo matemático. Foi mostrado que, ao contrário da eletrossín-tese de polipirrol catódica, iniciada por um composto na solução, o polipirrol resultante tem uma morfologia mais "centrada" aos centros ativos da matriz, dopados pelos cátions VO2+. No entretanto, tanto a síntese do compósito, como o seu desempenho eletroanalítico com o letrozol podem ser considerados eficientes.

SUMMARY The process of the electroanalytical determination of letrozol drug, assisted by the cathodically obtained VO(OH)-Polypyrrole, has been theoretically described. For both the composite synthesis and electroanalytical function a mathematical model has been suggested and analyzed by means of linear stability theory and bifurcation analysis. It was shown that, contrarily to the cathodic polypyrrole electrosynthesis, initiated by a compound in a solution, the resulting cathodic polypyrrole has more "centred" morphology, in the relation to the matrix active centers, doped by VO2+ cations. Nevertheless, either the synthesis of the composite, or its electroanalytical function with letrozole may be considered efficient.

A descrição matemática do desempenho eletroanalítico do compósito poli(alaranjado da acridina)-oxihidróxido de vanádio na detecção eletrorredutiva da entacapona / The mathematical description for the electroanalytical function of poly (acridine orange) - vanadium oxyhydroxide in electroreductive detection of entacapone

RESUMO Por meio de uma análise teórica, foi avaliado o desempenho do compósito do oxihidróxido do vanádio trivalente com o polímero do corante alaranjado da acridina, na detecção eletroquímica do fármaco antiparquinsônico entacapona. O processo eletroanalítico é baseado na eletrorredução do fármaco mencionado. Do desenvolvimento e da análise do modelo matemático correspondente, mediante a teoria de estabilidade linear e anáise de bifurcações, foi possível concluir que o compósito pode ser um modificador eficiente para a determinação da entacapona. Os comportamentos oscilatórios e monotônico, neste sistema, também são passíveis de realizar.

SUMMARY By means of a theoretical analysis, the function of trivalent vanadium oxyhydroxyde composite with the polymer of the acridine orange dye for electrochemical evaluation of entacapone antiparkinsonic drug has been evaluated. The electroanalytical process is based on the electrochemical reduction of the mentioned drug. From development and analysis of the correspondent mathematical model by means of linear stability theory and bifurcation analysis, it was possible to conclude that the composite is an efficient electrode modifier for entacapone determination. The oscillatory and monotonic instabilities in this system are also capable to realize.

Análisis teórico de la posibilidad de la detección electroquímica de la sacarina, asistida por oxihidróxido de vanadio / The theoretical analysis of the possibility of the electrochemical determination of saccharin, assisted by vanadium (III) oxyhydroxide

RESUMEN Mediante el análisis mecanístico teórico, ha sido evaluada la posibilidad del empleo del oxihidróxido de vanadio como modificador de electrodo para la detección electroquímica de sacarina. El proceso electroanalítico se realiza a través de un proceso catódico. El modelo matemático correspondiente ha sido analizado mediante la teoría de estabilidad lineal y análisis de bifurcaciones. El análisis del modelo ha mostrado que el oxihidróxido de vanadio puede ser un modificador eficiente para la detección electroquímica de la sacarina en las condiciones del pH suficientemente ácido para mover el proceso, pero insuficiente para disolver el oxihidróxido. Las causas de los comportamientos oscilatorio y monotónico también fueron estipuladas.

SUMMARY By means of the theoretical mechanistic analysis, the possibility of the use of vanadium oxyhydroxide as electrode modifier for saccharin electrochemical determination has been evaluated. The electroanalytical process is realizing by a cathodic route. The correspondent mathematical model has been analyzed by means of the linear stability theory and bifurcation analysis. The analysis of the model has shown that the vanadium oxyhydroxide is an efficient electrode modifier for saccharin electrochemical detection in pH sufficiently low to maintain the process, but insufficiently acidic to dissolve the oxyhydroxide. The causes for the oscillatory and monotonic instabilities have also been derived.

Avaliação teórica do uso do oxihidróxido de vanádio trivalente na detecção eletroquímica de nandrolona / The theoretical evaluation of the use of trivalent vanadium oxyhydroxide in the electrochemical determination of nandrolone

RESUMO Pela primeira vez foi descrito um caso interessante de uso do oxihidróxido de vanádio trivalente (VO(OH)) como modificador de elétrodo na detecção eletroquímica de nandrolona. Foi mostrado que o oxihidróxido de vanádio pode ser um modificador eficiente para a detecção de nandrolona, mas, ao contrário da maioria dos casos de uso de oxihidróxido de cobalto, composto parecido, o processo é catódico e dá-se em meio moderadamente ácido a neutro. O comportamento oscilatório, no sistema, é possível apenas por causa das influências do processo da eletrorredução de vanádio tetravalente em trivalente na dupla camada elétrica.

SUMMARY An interesting case of the use of trivalent vanadium oxyhydroxide (VO(OH)) as an electrode modifier for nandrolone electrochemical determination has been described for the first time. It was shown that vanadium (III) oxyhydroxide may be an efficient electrode modifier for nandrolone determination, but, contrarily to the majority of the cases of the use of cobalt (III) oxyhydroxide, which is a relative compound, the process is cathodic and it is realized in moderately acid solutions, tending to neutral. The oscillatory behavior in the system is possible, due to the influence of the electrochemical reduction of tetravalent vanadium to trivalent in double electric layer.

Efecto in vitro del pentóxido de vanadio (V2O5) sobre la calidad espermática / In vitro effect of vanadium pentoxide (V2O5) on sperm quality

El vanadio es un metal pesado considerado como un contaminante ambiental, producto de la manipulación antropogénica, que incide sobre el potencial reproductivo masculino, especialmente sobre la movilidad espermática. Esta investigación tuvo como objetivo determinar el efecto in vitro del pentóxido de vanadio sobre la calidad espermática. Se incubaron suspensiones de espermatozoides humanos por 24 horas bajo concentraciones de 0, 1 y 2 ppm V2O5, se realizó la valoración de la movilidad y vitalidad espermática, la integridad de membrana, la reacción acrosómica y la integridad de la cromatina espermática. El V2O5 alteró de manera significativa la movilidad espermática, específicamente los patrones de movilidad espermática moderado (p < 0.01), lento (p = 0.01) e inmóvil (p < 0.01). Los grupos tratados con V2O5 presentaron un porcentaje de espermatozoides vivos significativamente mayor al grupo control (p < 0.01). La integridad de membrana y reacción acrosómica no resultaron afectadas por la exposición de espermatozoides humanos a V2O5 (p > 0.05). De igual modo, no se observaron alteraciones del material nuclear (p > 0.05). El vanadio es capaz de alterar la movilidad y vitalidad espermática sin inducir cambios sobre la integridad de membrana y la cromatina espermática.

Vanadium is a heavy metal considered an environmental pollutant product of anthropogenic manipulation; it influences the masculine reproductive potential, especially the sperm motility. This research had the objective of determining the effect of vanadium pentoxide on sperm quality in vitro. Spermatozoa were incubated for 24 hours under 0, 1 and 2 ppm V2O5 concentrations, and sperm motility and vitality, membrane integrity, acrosome reaction and sperm chromatin integrity were assessed. V2O5 altered sperm motility in a significant way, specifically moderated (p < 0.01), slow (p = 0.01), and non motile (p < 0.01) sperm motility patterns. The groups treated with V2O5 had a major percentage of live spermatozoa than the control group (p < 0.01). Membrane integrity and acrosome reaction were not affected by human sperm exposition to V2O5 (p > 0.05). Similarly, we did not observe nuclear material alterations. Vanadium is able to alter sperm motility and viability without inducing changes on membrane and chromatin integrity.

Efecto del vanaiio en catalizadores derivados d materiales tipo hidrotalcita een deshidrogenación oxidativa de propnoo / Effect ofvanadiuum in catalysts derived fom hydrotalcite-like materials in oxidative dehidrogenation of propnee / Efeito dovanádioo em catalisadores derivaos de materiais tipo hidrotalciita na desidrogenação oxidativa de propano

Dos nuevos materiales tipo hidrotalcita, basados en NiCoCr y NiCoFe, se obtuvieron por el método hidrotérmico. Estos materiales se modificaron con especies de vanadio por intercambio iónico. Los sólidos se caracterizaron usando difracción de rayos X (DRX), análisis elemental (absorción atómica), y análisis termogravimétrico (ATG). Los sólidos con y sin intercambio se trataron térmicamente para obtener los respectivos óxidos mixtos, que posteriormente se evaluaron en la reacción de deshidrogenaciónoxidativa de propano (Dhop) a una velocidad espacial de 50 mL/min g y en un rango de temperatura comprendido entre 250 y 500 °C. Los estudios catalíticos mostraron un efecto positivo al incorporar el vanadio para el material NiCoCr, mientras que para el sistema NiCoFe modificado se observó una disminución en su actividad catalítica.

Two novel hydrotalcite-like materials have been synthesized by hydrothermal treatment. Using ionic exchange method, the materials have been modified with vanadium species. Characterization of the materials was carried out by X-Ray diffraction (XRD), chemical analyses (atomic absorption), and Thermogravimetric analyses (TGA). Modified and non-modified materials have been calcined in order to obtain respective mixed oxides, which were tested in oxidative dehydrogenation of propane (ODHP) at a space velocity of 50 mL/min g with a temperature range between 250-500 °C. The catalytic studies showed a positive effect by incorporating vanadium for NiCoCr system, while for the NiCoFe modified system a decrease in catalytic activity was shown.

Dois novos materiais tipo hidrotalcita baseados em NiCoCr e NiCoFe obtiveram-se pelo método hidrotérmico. Esses materiais foram modificados com espécies de vanádio por troca iô nica. Os materiais caracterizaram-se usando difração de raios X (DRX), análise elementar (absorçãoatômica) e análisetermogravimétrica (ATG). Os sólidos com e sem troca foram tratados termicamente para obter os respectivos óxidos mistos, que posteriormente se avaliaram na reação de desidrogenaçãooxidativa de propano (DHOP) a uma velocidade espacial de 50 mL/min g e em uma faixa de temperatura entre 250 a 500 °C. Os estudos catalíticos mostraram um efeito positivo ao incorporar o vanádio para o material NiCoCr, enquanto para o sistema NiCoFe modificado foi observada uma diminuiçãona sua atividade catalítica.

El vanadio, un elemento ambiguo / Vanadium, an ambiguous element

El vanadio (V) se encuentra en 68 minerales diferentes, en los combustibles derivados del petróleo y el carbón y se utiliza principalmente en la industria metalúrgica. Para los humanos, la principal fuente de exposición al V es la contaminación atmosférica producida por la quema de combustibles. En los animales se ha demostrado que algunos compuestos del V son hepatotóxicos, nefrotóxicos, neurotóxicos, carcinogénicos y que afectan a la reproducción y al desarrollo de los fetos y lactantes. Sin embargo, los efectos toxicológicos finales, motivo de preocupación para las personas son la genotoxicidad y la irritación de las vías respiratorias. Por otra parte, los compuestos del V han sido objeto de investigación como agentes que disminuyen los niveles séricos de glucosa, como antihipertensivos, como anorexígenos y como anticancerígenos. El V, de efectos biológicos notables, debe ser más estudiado con el fin de conocer los mecanismos de su acción biológica y para poder determinar tanto los riesgos a su exposición como sus posibles usos farmacológicos en beneficio humano.

Vanadium (V) occurs in about 68 minerals and in fossil fuels and it is mainly used in steel industry. Air pollution produced by oil and coal burning is the main exposure source for human beings. Reproductive and developmental toxicity, hepatotoxicity, nephrotoxicity, neurotoxicity and carcinogenicity have been found in some vanadium compound exposed animals. Nevertheless, the toxicological end-points of concern for humans are genotoxicity and respiratory tract irritation. On the other hand, V compounds have been studied as anti-diabetic, as antihypertensive, as anorexigen and as anti-carcinogenic. V, which has remarkable biological effects should be studied in order to elucidate its biological mechanisms and to determine either its expositional risks or its pharmacological properties for human benefit.