Search

Gene therapy has potential therapeutic applications for the treatment of many diseases like cancer, monogenetic diseases, vascular disease, among others. Although the majority of protocols in gene therapy employ viral vectors due to their high transfection efficiency, increasing concerns about their immunological response prompts the development of safe and effective non-viral delivery systems. Poly(β-aminoester)s (pBAEs) are promising non-viral vectors due to their polyester nature results in an attractive biocompatible profile due to their high biodegradability and reduced toxicity. Here we present a novel family of pBAEs, which incorporate terminal oligopeptides, capable of condensing both DNA and siRNA into particles with nanometric size. Firstly, in vitro experiments were performed to evaluate the ability of this new pBAEs to efficient delivery both DNA and siRNA, for up- and down-regulation of a target gene, respectively. Results demonstrated that the oligopeptide incorporation at the termini of pBAEs improved transfection efficiency and biocompatibility when compared to basic pBAEs and commercially available transfection agents. Moreover, nanoparticles prepared with this new family of pBAEs showed different intracellular localization, such as perinuclear or cytoplasmatic, depending on the oligopeptide composition. In addition, specific formulation of pBAEs showed different transfection efficiency depending on the cell line, which revealed that chemical composition of the oligopeptides have a deep effect on transfection. Secondly, siRNA-pBAEs nanoparticles were succesfullly incorporated into hydrogel scaffold for local and sustained release of siRNA. Release studies demonstrated that siRNA was sustainably released due to nanoparticle stabilization within the hydrogel. Finally, in vivo results demonstrated that the local delivery system proposed here was able to silence luciferase expression, in a murine breast cancer model, over a long period of time achieving higher silencing efficiency than a commercial in vivo transfection agent., La terapia génica presenta potenciales aplicaciones terapéuticas para el tratamiento de muchas enfermedades como el cáncer, enfermedades monogénicas, enfermedad vascular, entre otras. Aunque la mayoría de protocolos de terapia génica empleen vectores virales, debido a su alta eficacia de transfección, crecientes preocupaciones debido a su activación de respuesta inmunológica motivan al desarrollo de sistemas de transportes no virales que sean seguros y eficaces. Poli(β-aminoestere)s (pBAEs) son prometedores vectores no virales debido a que su naturaleza de poliéster resulta en un atractivo perfil de biocompatibilidad debido a su alta biodegradabilidad y baja toxicidad. Este trabajo desarrolla una nueva familia de pBAEs, los cuales presentan oligopéptidos terminales, capaces de condensar tanto ADN como siRNA en partículas de tamaño nanométrico. En primer lugar, se realizan experimentos in vitro para evaluar la habilidad de estos nuevos pBAEs para transportar eficazmente tanto DNA como siRNA, para incrementar o disminuir la regulación del gen de interés, respectivamente. Los resultados demuestran que la incorporación de oligopéptidos en las zonas terminales de pBAEs mejoran la eficacia de transfección y la biocompatibilidad, cuando se comparan con pBAEs sin modificar y agentes de transfección disponibles comercialmente. Además, las nanopartículas preparadas con esta nueva familia de pBAEs muestran diferente localización intracelular, como perinuclear o citoplasmática, dependiendo de la composición oligopeptídica. Asimismo, las formulaciones específicas de pBAEs muestran diferentes eficiencias de transfección dependiendo de la línea celular, lo que demuestra que la composición química de los oligopéptidos tiene una gran influencia en la transfección. En segundo lugar, se demuestra la capacidad de encapsular las nanopartículas preparadas con siRNA y pBAEs en un hidrogel adhesivo con la idea de lograr una liberación local y prolongado de siRNA. Los estudios de liberación realizados demuestran que el siRNA se libera de manera prolongada debido a la estabilización de las nanopartículas en el hidrogel. Finalmente, la aplicación del hidrogel dopado con nanopartículas in vivo demuestra que el sistema local de liberación propuesto en este trabajo es de silenciar la expresión de la luciferasa, en un modelo de cáncer de mama murino, durante un largo período tiempo consiguiendo mejores eficacias de silenciamiento que un agente comercial de transfección in vivo., La teràpia gènica té potencials aplicacions terapèutiques per el tractament de moltes malalties com el càncer, malalties monogenètiques, malalties vascular, entre altres. Encara que la majoria de protocols de teràpia gènica utilitzin vectors virals, degut a la seva alta eficàcia de transfecció, creixents preocupacions per la seva activació de resposta immunològica motiven al desenvolupament de sistemes de transports no virals que siguin segurs i eficaços. Els Poli(β-aminoester)s (pBAEs) són prometedors vectors no virals ja que la seva naturalesa de polièster resulta en un atractiu perfil de biocompatibilitat per la seva alta biodegradabilitat i baixa toxicitat. Aquest treball desenvolupa una nova família de pBAEs, els quals presenten oligopèptids terminals, capaços de condensar tant ADN com siRNA en partícules de mida nanomètrica. En primer lloc, es realitzen experiments in vitro per tal d'avaluar l'habilitat d’aquests nous pBAEs per transportar eficaçment tant DNA com siRNA, per incrementar o disminuir la regulació del gen d'interès, respectivament. Els resultats demostren que la incorporació de oligopèptids a les zones terminals de pBAEs milloren l'eficàcia de transfecció i la biocompatibilitat, quan es comparen amb pBAEs sense modificar i agents de transfecció disponibles comercialment. A més, les nanopartícules preparades amb aquesta nova família de pBAEs mostren diferent localització intracel • lular, com ara perinuclear o citoplasmàtica, depenent de la composició oligopeptídica. Així mateix, les formulacions específiques de pBAEs mostren diferents eficiències de transfecció depenent de la línia cel • lular, la qual cosa demostra que la composició química dels oligopèptids té una gran influència a la transfecció. En segon lloc, es demostra la capacitat d’encapsular les nanopartícules preparades amb siRNA i pBAEs en un hidrogel adhesiu amb l’idea d’assolir un alliberament local i prolongat de siRNA. Els estudis d'alliberament realitzats demostren que el siRNA s’allibera de manera perllongada a causa de l'estabilització de les nanopartícules en el hidrogel. Finalment, l’aplicació de l’hidrogel dopat amb les nanopartícules in vivo demostra que el sistema local d'alliberament proposat en aquest treball és de silenciar l'expressió de la luciferasa, en un model de càncer de mama murí, durant un llarg període de temps aconseguint millors eficàcies de silenciament que un agent comercial de transfecció in vivo.

En la present Tesi doctoral s’ha valorat el contingut fúngic d’un total de 18 mostres de compost: 7 procedents de la planta de compostatge de Manresa, 6 de la de Blanes, dues procedents de residu sòlid urbà processat a la planta de CESPA de Can Barba, (Vallès Occidental), dues de compost casolà de Pineda de Mar i, finalment, una procedent de femta de cavall obtinguda en un comerç especialitzat en productes de jardineria. Per a cada una de les mostres s’ha realitzat el càlcul de les unitats formadores de colònia de fong, ufc/g; s’han identificat els fongs de cada una de les mostres a nivell de gènere i se n’han seleccionat els Aspergillus i els Penicillium, que s’han incubat seguint el mètode de la FDA per a comprovar si poden produir les aflatoxines G2, G1, B2, B1 i l’OTA. Cap dels fongs potencialment micotoxigènics aïllats ha donat positiu en la producció de les toxines estudiades per sobre del límit de detecció quan s’han aplicat els mètodes cromatogràfics descrits en el treball. Per aquest motiu, s’estudia si el compost és un substrat adequat per a la producció d’aflatoxines incubant la soca de control Aspergillus parasiticus CECT 2681, descrita com a productora d’aflatoxines, sobre diferents proporcions de mescles d’arròs-compost. Després de comprovar que la soca control no pot produir les toxines quan el fong es desenvolupa sobre un 100% de compost, es comprova si pot continuar-ho fent sobre arròs. També es comprova si la soca control perd la seva capacitat micotoxigènica en ser incubada sobre compost i després sobre arròs. Per a realitzar aquesta anàlisi s’utilitza un mètode desenvolupat a la secció d’UHPLC-UV. Amb les diferents proves realitzades amb la soca de control Aspergillus parasiticus CECT 2681, es conclou que la soca control no perd la seva capacitat micotoxigènica en ser incubada primer sobre compost i després sobre arròs. També es pot concloure que el compost no és un bon substrat per a la producció d’aflatoxines ja que la producció d’aquestes disminueix en augmentar la proporció de compost en el substrat de creixement del fong., En la presente Tesis doctoral se ha valorado el contenido fúngico de un total de 18 muestras de compost: 7 procedentes de la planta de compostaje de Manresa, 6 de la de Blanes, dos procedentes de residuo sólido urbano procesado en la planta de CESPA, Can Barba (Barcelona), dos de compost casero de Pineda de Mar y, finalmente, una procedente de heces de caballo obtenida en un comercio especializado en productos de jardinería. Para cada una de las muestras se ha realizado el cálculo de las unidades formadoras de colonia de hongo, ufc / g; se han identificado los hongos de cada una de las muestras a nivel de género y se han seleccionado los Aspergillus y Penicillium, que se han incubado siguiendo el método de la FDA, para comprobar si pueden producir las aflatoxinas G2, G1, B2, B1 y la OTA. Ninguno de los hongos potencialmente micotoxigénicos aislados ha dado positivo en la producción de las toxinas estudiadas por encima del límite de detección, cuando se han aplicado los métodos cromatográficos descritos en este trabajo. Por este motivo, se estudia si el compost es un sustrato adecuado para la producción de aflatoxinas incubando la cepa de control Aspergillus parasiticus CECT 2681, descrita como productora de aflatoxinas, sobre diferentes proporciones de mezclas de arroz - compost. Tras comprobar que la cepa control no puede producir las toxinas cuando el hongo se desarrolla sobre un 100% de compost, se comprueba si puede seguir haciéndolo sobre arroz. También se comprueba si la cepa control pierde su capacidad micotoxigénica al ser incubada sobre compost y luego sobre arroz. Para realizar este análisis se utiliza un método desarrollado en la sección de UHPLC-UV. Las diferentes pruebas realizadas con la cepa de control Aspergillus parasiticus CECT 2681, concluyen que la cepa control no pierde su capacidad micotoxigénica al ser incubada primero sobre compost y luego sobre arroz. También se puede concluir que el compost no es un buen sustrato para la producción de aflatoxinas ya que la producción de estas disminuye al aumentar la proporción de compost en el sustrato de crecimiento del hongo., In this doctoral thesis we evaluated the fungal content of a total of 18 compost samples: 7 from the composting plant from Manresa, 6 from Blanes, 2 from urban solid waste from the processing plant CESPA, Can Barba (Vallès Occidental), two from homemade compost from Pineda de Mar and finally, one sample of fecal horse obtained in a trade specialized in gardening products. For each one of the samples the calculation of the fungus colony forming units, cfu / g, has been carried out; fungi have been identified for each of the samples at the level of genera. Aspergillus and Penicillium have been selected and have been incubated following the FDA method to verify if they can produce aflatoxins G2, G1, B2, B1 and OTA. Any of the isolated micotoxigenics fungi has positive production of the studied toxins over the detection limit when we have applied the chromatographic methods described in this work. For this reason, we study if compost is an appropriate substrate to produce aflatoxins by incubating control strain Aspergillus parasiticus CECT 2681, described as a producer of aflatoxins, in different proportions of rice-compost mixtures. After verifying that the control strain cannot produce toxins when the fungus grows on a 100% of compost, we verify if it can continue to produce toxins over the rice. It also verifies if the control strain loses its micotoxigenical capacity when it was incubated over compost and then over rice. To do this analysis we use a UHPLC-UV method developed in our section. To the different analyses realized with control strain Aspergillus parasiticus CECT 2681, we conclude that the strain does not lose its micotoxigenical capacity when being made on first and then incubated over rice. It can also be concluded that the compost is not a good substrate for aflatoxins production because the aflatoxins production decreases when the proportion of compost increases in the growth fungal substrate.

Aquesta tesis doctoral es centra en el disseny i síntesis de compostos fotosensibles per tal de controlar sistemes biològics amb llum. El treball està dividit en dos blocs. El primer, format per tres capítols, dels quals, els dos primers expliquen les aproximacions i l'estratègia seguides en la síntesis de compostos fotoconmutables per controlar receptors de glutamat, basats en PTLs, però sense la utilitzacó de tècniques basades en manipulació genètica per tal que es produeixi la corresponent unió. En el tercer capítol d'aquest bloc, es descriuen els compostos obtinguts del diseny de varis PCLs derivats de benzodiazepina, per ser aplicats en la modulació de receptors GABAa òpticament, responsables de la inhibició de la neurotransmissió. En el segon bloc es descriu la metodologia seguida en el control enantioselectiu de la lipasa 2 (provinent de la familia Bacillus Thermocathenolathus) en fase sòlida. Per aconseguir-ho, hem utilitzat tècniques de ingenieria genètica, per tal d'incorporar un azobenzé i un spiropirà com a controladors òptics i estudiar el seu efecte en el sistema catalític., Esta tesis doctoral se centra en el diseño y síntesis de compuestos fotosensibles para controlar sistemas biológicos mediante luz. Este trabajo está dividido en dos bloques. El primer bloque, cuenta con tres capítulos, de los cuales, los dos primeros explican las aproximaciones y la estrategia seguida en la síntesis de compuestos fotocommutables para controlar receptores de glutamato basados en PTLs, pero sin utilizar técnicas basadas en ingenieria genetica para su unión. En el tercer capítulo de este bloque se describen los compuestos resultantes del diseño de PCLs derivados de benzodiazepina, para su aplicación en la modulación de receptores GABAa a diferentes longitudes de onda, responsable de la inhibición en la transmissión cerebral. En el segundo bloque se describe el control de la enantioselectividad de la lipasa 2 (procedente de la familia Bacillus Thermocathenolatus) en fase sólida. Para ese fin se han utilizado técnicas the ingenieria genética, para incorporar spiropirano y azobenzeno como controladores ópticos cerca del centro catalítico., This thesis work is focused on the design and synthesis of photo-sensitive azo derived compounds, in order to modulate biological systems with light. In the first block three chapters are presented. The first two describe the attempted approaches followed to bestow light sensitivity into glutamate receptor channels (responsible for neuronal transmission and synapses) based on PTLs without exogenous gene expresion techniques. In the third chapter the development of photochromic benzodiazepine ligands is explained to modulate GABAa receptor channels optically, responsible for inhibition of neurotransmission. The second block describes the enantioselective optical control of lipase 2 (from Bacillus Thermocathenolatus) in solid phase. Using engineering techniques we have expressed and introduced some cysteine residues close to the active catalytic site and conjugated with azobenzene and spiropyran dyes.

S’han dut a terme estudis teòrics amb la finalitat d’avaluar mecanismes de reacció per a processos de fixació de CO2, catalitzats per complexos de metalls de transició. D’aquesta forma, s’han descrit detalladament els passos del mecanisme de reacció (reaccions d’opertura d’anell, inserció de CO2 i tancament de l’anell) per la formació de carbonats cíclics a partir de CO2 i diferents epòxids, sota l’acció catalítica de complexos de Zn(salen), conjuntament amb Nbu4X (X = I, Br). Les energies d’activació calculades DFT calculationsmitjançant DFT són qualitatives, seguint la línea dels resultats experimentals. Per altra banda, es va considerar un catalitzador d’alumini realment actiu per estudiar aquesta reacció però des d’un punt de vista quantitatiu. D’aquesta forma, es va examinar l’activitat del sistema catalític mitjançant el càlcul teòric de les freqüències de repetició (TOFs). Els resultats obtinguts es varen trobar en el mateix ordre de magnitud que en el cas dels experiments. L’últim mecanimse estudiat involucra la eracció de copolimerització entre CO2 i òxid de ciclohexè, catalitzat per un sistema binari format per l’esmentat complex d’alumini i NBu4I. Es van suposar tres possibles rutes per descriure la reacció depenent del nombre de catalitzadors involucrats en la reacció de propagació. Els resultats sugereixen que la copolimerització alternada és més favorable respecte la formació de carbonat cíclic. A més dels estudis anteriors, es van utilitzar mètodes d’espectrometria de masses de mobilitat d’ions (IM-MS) per a proporcionar informació estructural sobre una sèrie de complexos de metalls de transició involucrats en catàlisi homogènia. Es varen determinar les seccions eficaces de col•lisió (CCS) teòriques i es van ser comparades amb les resultants dels experiments de IM-MS. El resultat obtingut concordava perfectament entre ambdues metodologies., Se han llevado a cabo estudios teóricos con el fin de evaluar mecanismos de reacción para procesos de fijación de CO2 catalizados por complejos de metales de transición. De este modo, se describieron detalladamente los pasos del mecanismo de reacción (reacciones de apertura de anillo, de inserción de CO2 y de cierre de anillo) para la formación catalítica de carbonatos cíclicos a partir de CO2 y diferentes epóxidos, basada en complejos de Zn(salen), conjuntamente con NBu4X (X = I, Br). Se encontró que las energías de activación DFT calculadas están de manera cualitativa en línea con los resultados experimentales. Por otra parte, se consideró un catalizador de aluminio altamente activo para estudiar la misma reacción, pero desde un punto de vista cuantitativo. Así pues, se examinó la actividad del sistema catalizador mediante el cálculo teórico de las frecuencias de repetición (TOFs). Estas últimas resultaron en el mismo orden de magnitud que los experimentos. El último de los mecanismos estudiados aquí involucra la reacción de copolimerización entre CO2 y óxido de ciclohexeno catalizada por el sistema binario compuesto por dicho complejo de aluminio y NBu4I. Se encontraron tres posibles rutas para describir la reacción dependiendo el número de catalizadores involucrados en la reacción de propagación. Los resultados sugieren que la copolimerización alternada es más favorable con respecto a la formación del carbonato cíclico. Además de los estudios anteriores, se usaron métodos de espectrometría de masas de movilidad iónica (IM-MS) para proporcionar información estructural sobre una serie de complejos de metales de transición involucrados en catálisis homogénea. Se determinaron las secciones eficaces de colisión (CCS) teóricas y se compararon con las resultantes de los experimentos IM-MS. Se encontró un excelente acuerdo entre el resultado de ambas metodologías., Theoretical studies have been conducted in order to evaluate reaction mechanisms for CO2 fixation processes catalyzed by transition metal complexes. Thus, detailed mechanistic steps (ring-opening, CO2 insertion and ring-closing reactions) were described for the catalytic formation of cyclic carbonates from CO2 and a series of epoxides based on Zn(salen) complexes, in conjunction with NBu4X(X=I, Br). The computed DFT activation energies were found to be qualitatively in line with the experimental findings. Moreover, a highly active Al catalyst (derived from amino triphenolate ligands) was considered to study the same reaction, but from a quantitative point of view. In light of this, the activity of this catalyst system was examined by means of the theoretical calculation of frequencies (TOFs). The latter resulted in the same order of magnitude as the experiments. The last mechanism studied here comprises the copolymerization reaction between CO2 and cyclohexene oxide mediated by the binary system composed of the aforementioned Al complex species and NBu4I. Three possible pathways were found to describe the reaction depending on the number of Al complexes involved in the propagation step. Results suggest that the alternating copolymerization should be the most favorable pathway over the formation of the five-membered cyclic carbonate product. In addition to the above studies, methods of ion mobility mass spectrometry (IM-MS) have been employed to provide structural information on a series of transition metal complexes involved in homogeneous catalysis. Theoretical collision cross sections (CCSs) were determined and compared with those resulting from IM-MS experiments. The outcome from both methodologies yielded excellent agreement.

L’aminocatàlisi asimètrica ha permès desenvolupar la reacció de Diels-Alder de manera catalítica i asimètrica, mitjançant la generació in situ d’intermedis orto-quinodimetà. La ruta del indol-2,3-quinodimetà pot realitzar-se ara catalíticament utilitzant una amina secundària quiral. Així, aquesta estratègia pot ser utilitzada per a la síntesi d’una gran varietat de compostos nitrogenats i derivats de tetrahidrocarbazols que contenen espirooxindols amb rendiments elevats i excel•lents estereoselectivitats. El potencial d’aquesta ruta aminocatalítica permet la seva aplicació en una amplia varietat de dienòfils. La implementació d’una seqüència multicatalítica de la reacció Diels-Alder/benzoí “one-pot”, basada en la combinació, sense precedents, de trienamina i catàlisi de carbens ha permès la preparació de derivats de tetrahidrocarbazols complexes amb una elevada estereoselectivitat. La reacció aza-Michael organocatalítica asimètrica mitjançant l’activació del nitrogen nucleòfil de dienamines també ha estat estudiada. Organocatalitzadors “self-assembly” com la combinació de (R)-àcid 2-indolincarboxílic i 9-epi-quinina derivada de la esquaramida han estat reconeguts com el millor sistema catalític per a aquesta desafiant adició. El indazol ha estat escollit per la seva habilitat per la formació d'una dienamina centrada en l'àtom de nitrogen. La reacció β-aldòlica directa entre cetones cícliques y cetones aromàtiques s’ha aconseguit a través de la combinació sinèrgica de la catàlisi fotoreductora i l’organocatàlisi. Radicals diaril oximetil o alquil-aril oximetil, transitòriament generats a través de la reducció d’un sol electró de precursors cetònics, es combinen fàcilment amb espècies radicalàries β-enaminil-5πe, generades mitjançant l’oxidació fotoinduïda de enamines, per a produir adductes de γ-hidroxicetona. Finalment, s’ha desenvolupat un protocol per a la perfluoroalquilació aromàtica directa i la trifluorometilació de α-ciano arilacetats. Aquesta estratègia en absència de metall, que es produeix a temperatura ambient i sota irradiació de llum visible, és impulsada per l’activitat fotoquímica de complexos electrònics dador-acceptor (EDA) formats in situ per la interacció de enolats generats transitòriament i iodurs de perfluoroalquil., La aminocatálisis asimétrica ha permitido desarrollar la reacción de Diels-Alder de manera catalítica y asimétrica, a través de la generación in situ de intermedios orto-quinodimetano. La ruta del indol-2,3-quinodimetano, puede realizarse ahora catalíticamente utilizando una amina secundaria quiral. Así, esta estrategia puede ser utilizada para la síntesis de una gran variedad de compuestos nitrogenados y derivados de tetrahidrocarbazoles con rendimientos elevados y excelentes estereoselectividades. El potencial de esta ruta aminocatalítica permite su aplicación en una amplia variedad de dienófilos. La implementación de una secuencia multicatalítica de la reacción Diels-Alder/benzoino “one-pot”, basada en la combinación, sin precedentes, de trienamina y catálisis de carbenos ha permitido la preparación de derivados de tetrahidrocarbazoles complejos con una elevada estereoselectividad. La reacción aza-Michael organocatalítica asimétrica mediante activación del nitrógeno nucleófilo de dienaminas ha sido estudiada. Organocatalizadores “self-assembly” como la combinación de (R)-ácido-2-indolincarboxílico y 9-epi-quinina derivada de la escuaramida han sido reconocidos como el mejor sistema catalítico para esta desafiante adición. El indazol fue elegido por su habilidad por la formación de una dienamina centrada en el átomo de nitrógeno. La reacción β-aldólica directa entre cetonas cíclicas y cetonas aromáticas se ha logrado a través de la combinación sinérgica de la catálisis fotoreductora y la organocatálisis. Radicales diaril oximetil o alquilo-arilo oximetil, transitoriamente generados a través de la reducción de un solo electrón de precursores cetónicos, se combinan fácilmente con especies radicalarias β-enaminil-5πe, generadas por la oxidación fotoinducida de enaminas, para producir aductos de γ-hidroxicetona. Finalmente, se ha desarrollado un protocolo simple para la perfluoroalquilación aromática directa y la trifluorometilación de α-ciano arilacetatos. Esta estrategia en ausencia de metal, que se produce a temperatura ambiente y bajo irradiación de luz visible, es impulsada por la actividad fotoquímica de complejos electrónicos dador-aceptor (EDA) formados in situ por la interacción de enolatos generados transitoriamente y yoduros de perfluoroalquilo., Asymmetric aminocatalysis has allowed to develop the hitherto elusive catalytic asymmetric Diels-Alder reaction of in situ generated ortho-quinodimethane intermediates. The indole-2,3-quinodimethane strategy, originally conceived for the straightforward synthesis of indole alkaloids more than 30 years ago, can now be made catalytic with a chiral secondary amine. This strategy can then be used to synthesize a structurally diverse range of complex nitrogen-contain compounds and spirooxindole-containing tetrahydrocarbazoles with high chemical yields and excellent stereoselectivities. The potential of aminocatalytic indole-2,3-quinodimethane strategy can be expanded to include a variety of different dienophiles. The implementation of a multicatalytic, one-pot Diels-Alder/benzoin reaction sequence, based upon the unprecedented combination of trienamine and carbene catalysis, led to the highly stereoselective preparation of complex tetrahydrocarbazole derivatives. The asymmetric organocatalytic aza-Michael reaction via dienamine activation of the nucleophilic nitrogen has been studied. Self-assembly organocatalysts, such as the combination of (R) 2-indoline carboxylic acid and 9-epi-quinine squaramide derivative, was recognized as the best catalytic system for this challenging addition. Indazole was chosen as model nucleophilic partner due to its acidity and ability to form the N-centered dienamine. The direct β-aldol reaction between cyclic ketones with aryl ketones has been achieved via the synergistic combination of photoredox catalysis and organocatalysis. Diaryl oxymethyl or aryl−alkyl oxymethyl radicals, transiently generated via single-electron reduction of ketone precursors, readily combine with β-enaminyl 5πe– radical key species, generated by photon-induced enamine oxidation, to produce γ-hydroxyketone adducts. Finally, an operationally simple protocol for the direct aromatic perfluoroalkylation and trifluoromethylation of α-cyano arylacetates has been reported. This metal-free approach, which occurs at ambient temperature and under visible-light irradiation, is driven by the photochemical activity of electron donor–acceptor (EDA) complexes, formed in situ by the interaction of transiently generated enolates and perfluoroalkyl iodides.

Els carburs de metalls de transició (TMC) exhibeixen propietats químiques i catalítiques similars a les dels costosos metalls nobles. La conversió d'alcohol, hidrogenació d'olefines i altres reaccions importants han demostrat l'aplicabilitat d'aquests compostos en processos industrials. També se sap que nanopartícules de metalls nobles (NMNPs) mostren una alta activitat catalítica tot i la baixa o nul • la reactivitat del metall sòlid. A més, investigacions recents assenyalen que els suports de TMC polaritzen la densitat electrònica de NMNPs adsorbits i augmenten l'activitat catalítica respecte als suports més tradicionals d'òxid metàl • lic. Aquests descobriments recents han inspirat el treball presentat en aquesta tesi, realitzat mitjançant tècniques actuals de la química quàntica. S'ha estudiat CO, CO2, H2, H2O adsorbits sobre TiC i sobre petits clústers d'or adsorbits en el suport. S'ha considerat la superfície (001), terrasses, esglaons monoatòmics i defectes, i també la reactivitat de les molècules adsorbides sobre la superfície neta de TiC (001) i en dos clústers d'or, Au4 i Au6, adsorbits. Les barreres energètiques calculades per a la formació de metà o formaldehid a partir de gas de síntesi, en TiC (001) resulten ser massa altes i aquests processos són inviables sobre el suport net. Sobre els clústers d'or suportats sobre TiC (001) hi ha una major activitat catalítica, però la reacció continua sent altament impedida. No obstant això, la reacció de desplaçament del gas d'aigua es preveu que sigui ràpida en el sistema Au4/TiC (001), superant els catalitzadors utilitzats normalment en la indústria. Experiments recents mostren que els clústers de Ni, Cu i Au estan fortament deformats un cop adsorbits sobre TMC, donant lloc a catalitzadors molt actius. S'ha investigat la interacció dels àtoms amb la fase delta de MoC. La interacció és més forta pel recobriment més baix considerat, la relaxació de la superfície és important i l'activitat es preveu que augmenti en l'ordre Ni> Cu> Au. Finalment, s'han considerat possibles reconstruccions no polars per a la superfície (001) de Mo2C centrant-se en l'energia d’escissió, la qual és proporcional a l'estabilitat de cada tipus de terminació. Les reconstruccions no polars disminueixen l'energia d’escissió, confirmant l'aplicabilitat dels conceptes clàssics de Tasker per a òxids als TMC., Los carburos de metales de transición (TMC) exhiben propiedades químicas y catalíticas similares a las de los costosos metales nobles. La conversión de alcohol, hidrogenación de olefinas y otras reacciones importantes han demostrado la aplicabilidad de estos compuestos en procesos industriales. También se sabe que nanopartículas de metales nobles (NMNPs) muestran una alta actividad catalítica a pesar de la baja o nula reactividad del metal sólido. Además, investigaciones recientes señalan que los soportes de TMC polarizan la densidad electrónica de NMNPs adsorbidos y aumentan la actividad catalítica respecto a los soportes más tradicionales de óxido metálico. Estos descubrimientos recientes han inspirado el trabajo presentado en esta tesis, realizado mediante técnicas actuales de la química cuántica. Se ha estudiado CO, CO2, H2, H2O adsorbidos sobre TiC y sobre pequeños clusters de oro adsorbidos sobre el suport. Se ha considerado la superficie (001), terrazas, escalones monoatómicos y defectos y, también, la reactividad de las moléculas adsorbidas sobre la superficie limpia de TiC (001) y en dos clusters de oro, Au4 y Au6, adsorbidos. Las barreras energéticas calculadas para la formación de metano o formaldehído a partir de gas de síntesis en la superficie limpia de TiC (001) resultan ser demasiado altas y esos procesos son inviables sobre el soporte limpio. Sobre los clusters de oro soportados sobre TiC (001) hay una mayor actividad catalítica, pero la reacción continúa siendo altamente impedida. Sin embargo la reacción de desplazamiento del gas de agua se prevé que sea rápida en el sistema Au4/TiC (001), superando los catalizadores utilizados normalmente en la industria. Experimentos recientes muestran que los clusters de Ni, Cu y Au están fuertemente deformados una vez adsorbidos sobre TMC dando lugar en catalizadores muy activos. Se ha investigado la interacción de los átomos con la fase delta del catalizador de MoC. La interacción es más fuerte para el recubrimiento más bajo considerado, la relajación de la superficie es importante y la actividad se prevé que aumente en el orden Ni> Cu> Au. Finalmente, se han considerado posibles reconstrucciones no polares para la superficie (001) de Mo2C centrándose en la energía de escisión, que es proporcional a la estabilidad de cada tipo de terminación. Las reconstrucciones no polares disminuyen la energía de escisión, confirmando la aplicabilidad de los conceptos clásicos de Tasker para óxidos a los TMC., Carbides of the early transition metals (TMC) exhibit chemical and catalytic properties that in many aspects are very similar to those of expensive noble metals. Alcohol conversion, hydrogenation of olefins and many others important reactions demonstrated the applicability of these compounds for industrial processes. It is also known that small noble metal nanoparticles (NMNPs) show high catalytic activity despite of the poor reactivity or inertness of the bulk metal. Additionally, recent investigations pointed out that supporting TMCs polarize the electron density of adsorbed NMNPs increasing the catalytic activity respect to more traditional metal oxide supports. These recent discoveries inspired the work reported in this thesis using state-of-the-art quantum chemical techniques. We studied CO, CO2, H2, H2O molecules adsorbed on TiC and on small gold clusters adsorbed thereon. We considered the (001) extended surface, terraces, monatomic steps and kink defective sites. The reactivity of adsorbed molecules on the clean TiC (001) surface and on two gold clusters, Au4 and Au6, adsorbed thereon were also studied. Energy barriers calculated for methane or formaldehyde formation from syngas, on the clean TiC (001) surface were by far too high and those processes are unviable on the clean support. Gold clusters supported by TiC (001) show higher catalytic activity but the reaction continues to be highly hindered. However water gas shift reaction is predicted to be fast on the Au4/TiC(001) system, overtaking catalysts normally used in industry. Recent experiments show that Ni, Cu and Au clusters are strongly perturbed upon adsorption on TMC resulting in extremely active catalysts. We investigated the interaction of those atoms with the delta phase of the MoC catalyst. The interaction is stronger for the lowest coverage considered, the relaxation of the surface important and the activity is predicted to increase in the order Ni>Cu >Au. Finally, we have studied possible non-polar reconstructions of the (001) surface of Mo2C focusing on the cleavage energy, proportional to the stability of each type of termination. The non-polar reconstructions decreased the calculated cleavage energy, confirming the applicability of the classical Tasker’s concepts for oxides to TMCs.

Durant els últims anys, el nostre grup s’ha centrat en l’estudi de models experimentals de formació de cartílag i ós amb l’objectiu d’entendre els paràmetres biomecànics i biològics que regulen la formació dels teixits que formen l’esquelet. En particular, resultats previs obtinguts en el nostre laboratori indiquen que quan els fibroblasts embrionaris de ratolí (de l’anglès, “mouse embryonic fibroblasts”, MEFs) es cultiven in vitro en el pèptid auto-ensamblable RAD16-I, emprant un sistema de cultiu tridimensional (3D), els MEFs són capaços d’adquirir una capacitat de diferenciació multipotencial, iniciant un procés espontani de diferenciació condrogènica. En aquesta tesis, es va estudiar amb més detall el procés amb l’objectiu d’entendre els possibles mecanismes moleculars que modulen el procés de diferenciació condrogènica d’aquestes cèl•lules. Per a tal efecte es va avaluar l’influencia que les propietats de la matriu poden tenir en el procés de diferenciació i la possible participació de gens involucrats en l’organització primerenca de teixits. De manera interesant, es va veure que només sota certes condicions mecàniques caracteritzades per una rigidesa de la matriu baixa (G’=0,1KPa), el sistema va ser capaç d’iniciar la diferenciació condrogènica, cosa que va semblar venir regulada per la balança entre l’inductor condrogènic BMP4 i el seu antagonista Noggin, d’una manera similar al que succeeix in vivo. Per una altra banda, en aquesta tesis es va descriure un model nou i simple en el qual es podrien estudiar in vitro els esdeveniments moleculars involucrats en la formació d’ós, a través del procés d’ossificació endocondral. Per a tal efecte, cultius tridimensionals de MEFs en procés de condrogènesis es van cocultivar amb cèl•lules endotelials. Aquestes noves condicions van permetre al sistema redirigir-se cap a una diferenciació osteogènica, provat per l’expressió del marcador hipertròfic col•lagen tipus X i la mineralització de la matriu en les zones d’interacció entre els MEFS i les cèl•lules endotelials. Tals resultat suggereixen un clar diàleg entre ambdós tipus cel•lulars. Finalment també es va descriure el desenvolupament d’un nou material per a diferents aplicacions en l’àmbit de l’enginyeria de teixits, format per la simple combinació del pèptid d’auto-assemblatge RAD16-I i el polisacàrid heparina. Es va observar que aquest material exhibia la unió i alliberació seqüencial del factor de creixement – amb domini d’unió de l’heparina – VEGF165. A part, el nou material va permetre la formació d’estructures tubulars en un cultiu 3D de cèl•lules endotelials. Aquests resultats suggereixen que aquest sistema podria promoure el desenvolupament d’un teixit vascularitzat i com a conseqüència, afavorir la regeneració d’un teixit fet malbé. Aquesta plataforma es podria emprar en diferents aplicacions de l’enginyeria de teixits fent servir molècules amb afinitat d’unió de l’heparina com el TGFβ-1, el qual és un conegut inductor condrogènic., Nuestro grupo se ha centrado el en estudio de modelos experimentales de formación de cartílago y hueso con el objetivo de entender los parámetros biomecánicos y biológicos que regulan la formación de los tejidos que forman el esqueleto. En particular, resultados previos de nuestro laboratorio indican que cuando los fibroblastos embrionarios de ratón (del inglés, mouse embryonic fibroblasts , MEFs) se cultivaron in vitro en el péptido de auto-ensamblaje RAD16-I usando un sistema de cultivo tridimensional (3D), los MEFs adquirieron una capacidad de diferenciación multipotencial iniciando un proceso espontáneo de diferenciación condrogénica. En esta tesis, se estudió con más detalle el proceso con el objetivo de entender los posibles mecanismos moleculares que modulan el proceso de diferenciación condrogénica de estas células. Para ello se evaluó la influencia que las propiedades de la matriz ejercen en el proceso de diferenciación y la posible participación de genes involucrados en organización temprana de tejidos. De forma interesante, solamente bajo ciertas condiciones mecánicas, caracterizadas por la baja rigidez de la matriz (G’ ~ 0.1 kPa), el sistema inició la diferenciación condrogénica, la cual pareció ser regulada por el balance entre el inductor condrogénico BMP4 y su antagonista Noggin en una forma similar a la que ocurre in vivo.Además, en esta tesis se describió un nuevo y simple modelo en el cual se podrían estudiar in vitro los eventos moleculares involucrados en la formación de hueso a través del proceso de osificación endochondral. Para ello, cultivos 3D de MEFs experimentando condrogénesis fueron cocultivados con células endoteliales. De manera importante, en estas nuevas condiciones el sistema se redirigió hacia una diferenciación osteogénica probado por la expresión del marcador hipertrófico colágeno tipo X y la mineralización de la matriz en las zonas de interacción entre los MEFs y las células endoteliales, lo que sugiere un diálogo entre ambos tipos celulares. Finalmente, se describió el desarrollo de un nuevo biomaterial para aplicaciones en ingeniería de tejidos formado por la simple combinación del péptido de auto-ensamblaje RAD16-I y el polisacárido heparina. De forma interesante, este material exhibió la unión y liberación secuencial del factor de crecimiento- con dominio de unión de la heparina- VEGF165. Además, el nuevo material permitió la formación de estructuras tubulares en un cultivo 3D de células endoteliales. Estos resultados sugieren que este sistema podría promover el desarrollo de un tejido vascularizado y, como consecuencia, favorecer la regeneración en un tejido dañado. Esta plataforma podría ser usada en otras aplicaciones de ingeniería de tejidos usando moléculas con afinidad de unión de la heparina como el TGFβ-1, el cual es un conocido inductor condrogénico., Our group is focused on experimental models of cartilage and bone development in order to understand the biomechanical and biological parameters that regulate skeletal tissue formation. Previous results in our laboratory indicated that when mouse embryonic fibroblasts (MEFs) were cultured in vitro in three-dimensional (3D) scaffolds based on the self-assembling peptide RAD16-I, cells acquired multipotential capacity and engaged in a spontaneous process of chondrogenic differentiation. This thesis focuses on understanding the possible molecular mechanisms modulating the default cartilaginous commitment of these cells. Thus, the influence of matrix properties on the differentiation process was evaluated as well as the potential participation of genes involved in early tissue organization. Interestingly, cells only underwent chondrogenic differentiation under certain mechanical conditions, characterized by low stiffness (G’ ~ 0.1 kPa). Similarly to in vivo processes, the mentioned differentiation appeared to be regulated by the balance on the expression of the chondrogenic inductor BMP4 and its antagonist Noggin.Moreover, a novel and simple model was described in which the molecular events involved in bone formation through endochondral ossification could be studied in vitro. For this purpose, co-cultures of endothelial cells with 3D cultures of MEFs undergoing chondrogenesis were developed. Importantly, cells committed to osteogenic lineage under these new conditions. The osteogenic differentiation was evidenced by the expression of the hypertrophic marker collagen type X and the presence of calcium mineralized matrix at the interface between MEFs and endothelial cells, which suggested a cross-talk between both cell types. Finally, a newly designed biomaterial for tissue engineering applications was developed by combining self-assembling peptide RAD16-I and polysaccharide heparin. Interestingly, this material exhibited sequential binding and delivery of the growth factor -containing heparin binding domain- VEGF165. The new material supported the development of tubular-like structures in a 3D culture system of endothelial cells. These results suggested that this system could promote the development of a vascularized tissue and, as a consequence, promote tissue regeneration in an injured tissue. This platform could be used in other tissue engineering applications using heparin-binding affinity molecules such as TGFβ-1, which is a well-known chondrogenic inductor.

La tuberculosi, la malaltia infecciosa causada per Mycobacterium tuberculosis, es un problema de salut global que provoca aproximadament 2 milions de morts anuals. Un terç de la població mundial es troba crònicament infectada amb Mycobacterium tuberculosis però no mostra símptomes clínics encara que té un risc d’un 10% de desenvolupar la malaltia, la qual cosa representa un reservori incontrolable de tuberculosi. En aquesta condició asimptomàtica, coneguda com a tuberculosi latent, Mycobacterium tuberculosis es localitza en lesions granulomatoses a l’hoste i és resistent als medicaments antimicobacterians existents en l’actualitat. En bacteris, els sistemes reguladors de dos components son un conjunt de proteïnes implicades en l’adaptació a canvis en l’entorn del microorganisme. Un sistema de dos components típic consta d’una histidina quinasa unida a membrana que té un paper essencial com a sensor dels canvis ambientals i un regulador transcripcional citosòlic que exerceix la seva funció controlant l’expressió de gens diana. Aquest parell de proteïnes funciona com un interruptor molecular que controla diferents respostes adaptatives a canvis a l’ambient cel•lular. Mycobacterium tuberculosis té 11 sistemes de dos components complets. El sistema DosRST, composat per un regulador transcripcional, DosR, i dues histidines quinases, DosS i DosT, té un paper estel•lar en l’adaptació de Mycobacterium tuberculosis a la tuberculosi latent. DosS i DosT s’autofosforilen en residus conservats d’histidina i ambdues proteïnes transfereixen aquesta un unitat de fosfat al residu d’àcid aspàrtic en posició 54 del regulador DosR. La fosforilació d’Asp54 és un interruptor que activa DosR i incrementa la seva afinitat per als promotors dels gens que regula. Les treonines 198 i 205 de DosR tenen un paper crucial en la dimerització de DosR i en la seva unió al DNA. Les dinàmiques moleculars realitzades amb la proteïna salvatge DosR i amb versions mutants mostren diferències notables en la formació del dímer actiu. També mostren una reducció o abolició completa de les interaccions proteïna-DNA a causa de les repulsions generades pels residus mutants carregats negativament. Encara més, les substitucions en Thr198 i Thr205 tenen un important efecte en la fosforilació química i enzimàtica de DosR així com també en la seva defosforilació catalitzada per DosS. El sistema de dos components DosRST és una bona diana per al desenvolupament de nous compostos amb activitat antimicobacteriana contra formes dorments de Mycobacterium tuberculosis. S’ha iniciat un programa de recerca dirigit al desenvolupament d’inhibidors específics de la proteïna reguladors DosR, usant com a punt de partida compostos comercials estructuralment relacionats amb un derivat fenilcumarínic que ha estat descrit com a molècula que interfereix en la interacció DosR-DNA., La tuberculosis, la enfermedad infecciosa causada por Mycobacterium tuberculosis, es un problema de salud global que provoca aproximadamente 2 millones de muertes anuales. Un tercio de la población mundial se encuentra crónicamente infectada con Mycobacterium tuberculosis pero no muestra síntomas clínicos aunque tiene un riesgo de un 10% de desarrollar la enfermedad, lo que representa un reservorio incontrolable de tuberculosis. En esta condición asintomática, conocida como tuberculosis latente, Mycobacterium tuberculosis se localiza en lesiones granulomatosas en el huésped y es resistente a los medicamentos antimicobacterianos existentes en la actualidad. En bacterias, los sistemas regulatorios de dos componentes son un conjunto de proteínas implicadas en la adaptación a cambios en el entorno del microorganismo. Un sistema de dos componentes típico consta de una histidina quinasa unida a membrana que tiene un papel esencial como sensor de los cambios ambientales y un regulador transcripcional citosólico que ejerce su función controlando la expresión de genes diana. Este par de proteínas funciona como un interruptor molecular que controla distintas respuestas adaptativas a cambios en el ambiente celular. Mycobacterium tuberculosis tiene 11 sistemas de dos componentes completos. El sistema DosRST, compuesto por un regulador transcripcional, DosR, y dos histidinas quinasas, DosS y DosT, juega un papel estelar en la adaptación de Mycobacterium tuberculosis a la tuberculosis latente. DosS y DosT se autofosforilan en residuos conservados de histidina y ambas proteínas transfieren esta unidad de fosfato al residuo de ácido aspártico en posición 54 del regulador DosR. La fosforilación de Asp54 es un interruptor que activa a DosR e incrementa su afinidad por los promotores de los genes que regula. Las treoninas 198 y 205 de DosR juegan un papel crucial en la dimerización de DosR y en su unión al DNA. Las dinámicas moleculares realizadas con la proteína salvaje DosR y con versiones mutantes muestran diferencias notables en la formación del dímero activo. También muestran una reducción o abolición completa de las interacciones proteína-DNA a causa de las repulsiones generadas por los residuos mutantes cargados negativamente. Más aún, las sustituciones en Thr198 y Thr205 tienen un importante efecto en la fosforilación química y enzimática de DosR así como también en su defosforilaición catalizada por DosS. El sistema de dos componentes DosRST es una buena diana para el desarrollo de nuevos compuestos con actividad antimicobacteriana contra formas durmientes de Mycobacterium tuberculosis. Se ha iniciado un programa de investigación dirigido al desarrollo de inhibidores específicos de la proteína reguladora DosR, usando como punto de partida compuestos comerciales estructuralmente relacionados con un derivado fenilcumarínico que ha sido descrito como molécula que interfiere en la interacción DosR-DNA., Tuberculosis, the infectious disease caused by Mycobacterium tuberculosis, is a global health problem with approximately two million deaths annually. One-third of the world population is chronically infected with Mycobacterium tuberculosis but do not show clinical symptoms although there is a 10% risk to development active disease, representing an uncontrollable reservoir of tuberculosis. In this asymptomatic condition, referred to as latent tuberculosis, Mycobacterium tuberculosis is located within granulomatous lesions in the host and is resistant to currently available antimycobacterial drugs. Two-component regulatory systems in bacteria are a major class of signal transduction proteins involved in adaptation to environmental changes. Typical system contains a membrane-bound histidine kinase that plays a crucial role in sensing environmental stimuli, and a cytosolic response regulator. This pair of proteins functions as a molecular switch that controls diverse adaptive environmental responses. Mycobacterium tuberculosis has eleven complete two-component systems. The DosRST system, composed of a response regulator, DosR, and two histidine kinases, DosS and DosT, plays a key role in Mycobacterium tuberculosis adaptation to latent tuberculosis. DosS and DosT autophosphorylate at conserved histidine residues and both proteins transfer this phosphor moiety to aspartic acid residue 54 of DosR. The phosphorylation of Asp54 serves as a switch to activate DosR and to increase the affinity for its cognate DNA promoters. Threonines 198 and 205 of DosR play a crucial role in DosR dimerization and DNA binding. The molecular dynamics with wild type and mutant version of DosR show different stability in the formation of the active DosR dimer. They also show the reduction or the abolishment of protein-DNA interactions because of the repulsions generated by negatively charged mutated residues. Moreover, substitutions in threonines 198 and 205 of DosR have a relevant effect on the chemical and enzymatic phosphorylation of DosR and on its DosS-catalysed dephosphorylation. The DosRST two-component system is a good target for the development of novel antimycobacterial drugs against dormant forms of M. tuberculosis. A structure-based discovery programme of inhibitors of DosR response regulator has been initiated with commercially available compounds showing a certain degree of similarity with a phenylcoumarin derivative previously described as DosR-DNA interfering molecule.

Aquesta tesi aporta un avanç en la construcció d'elèctrodes de contacte sòlid (SCE) basats en materials nanoestructurats de carboni. Es verifica per una banda, la possibilitat d'utilització dels nanotubs de carboni de capa Simple (SWCNTs) per a la determinació d'ions en mostres reals complexes com és la saba vegetal. Addicionalment, es porta a terme la utilització del grafè modificat químicament com a element transductor en els elèctrodes d'estat sòlid determinant el seu mecanisme de transducció i com a prova del seu funcionament es duen a terme dos elèctrodes, per una banda un elèctrode selectiu d'ions (ISE) per a la determinació de calci, i per una altra part un aptasensor per a la determinació selectiva de Staphylococcus aureus., Esta tesis aporta un avance en la construcción de electrodos de contacto sólido (SCE) basados en materiales nanoestructurados de carbono. Se verifica por una parte, la posibilidad de utilización de los nanotubos de carbono de capa simple (SWCNTs) para la determinación de iones en muestras reales complejas como es la savia vegetal. Adicionalmente, se lleva a cabo la utilización del grafeno modificado químicamente como elemento transductor en los electrodos de estado sólido determinando su mecanismo de transducción y como prueba de su funcionamiento se llevan a cabo dos electrodos, por una parte un electrodo selectivo de iones (ISE) para la determinación de calcio, y por otra parte, un aptasensor para la determinación selectiva de Staphylococcus aureus., This thesis provides a breakthrough in the construction of solid contact electrode (SCE) based on nanostructured carbon materials. It is checked the possibility of using single walled carbon nanotubes (SWCNTs) for the determination of ions in real complex samples such as plant sap. Additionally, the use of chemically modified graphene is performed as a transducer in solid state electrodes to determine the transduction mechanism. As a proof of concept two electrodes have been developed, in one hand, an ion-selective electrode (ISE) for the determination of calcium, and on the other one, an aptasensor for the selective detection of Staphylococcus aureus.

Donat que la nostra societat és cada cop més dependent de la tecnologia, i perquè la tecnologia és vulnerable als processos de l’alta atmosfera que tenen el seu origen en el Sol, la nostra mirada es dirigeix progressivament vers la comprensió dels mecanismes concrets que possibiliten la connexió Sol - Terra, tractant-se avui dia d’una disciplina on la recerca va clarament en augment. L’acoblament de l’alta atmosfera amb la magnetosfera és, doncs, important per tal d’entendre processos que afecten el nostre planeta a escala global. Aquesta darrera baula en la complexa cadena d’esdeveniments que comencen en la nostra estrella té com a principal destinatària la ionosfera d’altes latituds, on es dipositen quantitats considerables d’energia i moment del vent solar. El camp magnètic terrestre juga un paper clau en aquesta interacció, on els corrents elèctrics que circulen al llarg de les línies de camp magnètic, altament conductores, es poden assimilar als cables d’un circuit que es tanca a través de la càrrega elèctrica (en terminologia de circuits) que constitueix la ionosfera d’altes latituds. La missió satel•litària Active Magnetosphere and Planetary Electrodynamics Response Experiment (AMPERE) ha proporcionat, per primera vegada, instantànies dels corrents alineats al camp amb una resolució espaial i temporal sense precedents, oferint així una oportunitat per alimentar un reconegut model físic de l’alta atmosfera de la Terra com el National Center for Atmospheric Research Thermosphere-Ionosphere-Electrodynamics General Circulation Model (NCAR TIE-GCM). En un primer pas, hem utilitzat les dades d’AMPERE en l’equació de continuïtat del corrent entre la magnetosfera i la ionosfera per tal de forçar l’electrodinàmica del TIE-GCM, i hem validat els resultats tot comparant l’output corresponent a les variacions magnètiques en superfície amb dades geomagnètiques d’observatoris a diferents latituds i per a diferents condicions geofísiques. En una segona fase, hem introduït conductivitats ionosfèriques compatibles amb sectors de corrents alineats ascendents elevats, corresponents a electrons que es desplomen com a resultat d’una acceleració descendent deguda a camps elèctrics paral•lels que s’acumulen al llarg de les línies de camp magnètic, tot fent ús de diferents models per a validar les nostres conductàncies de sortida. Els resultats mostren una millora general de la capacitat del model per explicar les variacions magnètiques observades, tot i que amb una major contribució arran de la nostra primera aproximació. Les distribucions de conductància obtingudes, d’altra banda, són prou consistents amb models independents que han intentat quantificar l’efecte ionitzant de partícules que precipiten sobre la ionosfera auroral. En conclusió, hem fet una contribució modesta, però tanmateix constructiva, a la modelització de l’alta atmosfera i la seva connexió amb l’entorn espacial; principalment perquè tenim entre mans un model físic, que en últim terme ha de servir per avaluar el nostre coneixement de la realitat, més que no pas per proveir un resultat purament funcional., Dado que nuestra sociedad es cada vez más dependiente de la tecnología, y porque la tecnología es vulnerable a los procesos de la alta atmósfera que tienen su origen en el Sol, nuestra mirada se dirige progresivamente hacia la comprensión de los mecanismos precisos que posibilitan la conexión Sol - Tierra, tratándose hoy en día de una disciplina en claro avance en cuanto a investigación. El acoplamiento de la alta atmósfera con la magnetosfera es, pues, importante para la comprensión de procesos que afectan a nuestro planeta a escala global. Este último eslabón en la compleja cadena de sucesos que comienzan en nuestra estrella tiene como principal destinatario la ionosfera de altas latitudes, donde se depositan cantidades considerables de energía y momento del viento solar. El campo magnético terrestre juega un papel clave en esta interacción, donde las corrientes eléctricas que circulan a lo largo de las líneas de campo magnético, altamente conductoras, pueden asimilarse a los cables de un circuito que se cierra a través de la carga eléctrica (en terminología de circuitos) que constituye la ionosfera de altas latitudes. La misión satelital Active Magnetosphere and Planetary Electrodynamics Response Experiment (AMPERE) ha proporcionado, por vez primera, instantáneas de las corrientes alineadas al campo con una resolución espacial y temporal sin precedentes, ofreciendo así una oportunidad para alimentar un reconocido modelo físico de la alta atmósfera de la Tierra como el National Center for Atmospheric Research Thermosphere-Ionosphere-Electrodynamics General Circulation Model (NCAR TIE-GCM). En un primer paso, hemos utilizado los datos de AMPERE en la ecuación de continuidad de corriente entre la magnetosfera y la ionosfera a fin de forzar la electrodinámica del TIE-GCM, validando los resultados a través de la comparación del output correspondiente a las variaciones magnéticas en superficie con datos geomagnéticos de observatorios a distintas latitudes y para diferentes condiciones geofísicas. En una segunda fase, hemos introducido conductividades ionosféricas compatibles con sectores de corrientes alineadas ascendentes elevadas, correspondientes a electrones que se desploman como resultado de una aceleración descendiente debida a campos eléctricos paralelos que se acumulan a lo largo de las líneas de campo magnético, haciendo uso de diferentes modelos para validar nuestras conductancias de salida. Los resultados muestran una mejora general de la capacidad del modelo para explicar las variaciones magnéticas observadas, aunque con una mayor contribución a raíz de nuestra primera aproximación. Las distribuciones de conductancia obtenidas, por otro lado, son razonablemente consistentes con modelos independientes que han intentado cuantificar el efecto ionizante de partículas que precipitan sobre la ionosfera auroral. En conclusión, hemos contribuido modesta, aunque constructivamente, a la modelización de la alta atmósfera y a su conexión con el entorno espacial; principalmente porque estamos tratando con un modelo físico, que en último término debe servir para evaluar nuestro conocimiento de la realidad, antes que proveer un resultado puramente funcional., Because our society is ever more dependent on technology, and because technology is vulnerable to upper atmospheric processes having their origin in the Sun, our gaze is progressively turning towards the understanding of the exact mechanisms that enable the Sun-Earth connection, being today a matter of increasingly intensive research. Coupling of the upper atmosphere system with the magnetosphere is thus important for understanding processes that affect our planet in a global scale. This last link in the complex chain of events starting in our star has the high-latitude ionosphere as a main target, where considerable amounts of solar wind energy and momentum are deposited. The magnetic field of the Earth plays a key role in this interaction, with electric currents flowing along the highly conducting geomagnetic field lines that can be thought of as the wires in a circuit that is closed by the electrical load of the high-latitude ionosphere. The Active Magnetosphere and Planetary Electrodynamics Response Experiment (AMPERE) satellite mission has offered for the first time snapshots of the geomagnetic field-aligned currents with unprecedented space and time resolution, thus providing an opportunity to feed an acknowledged first-principles model of the Earth’s upper atmosphere such as the National Center for Atmospheric Research Thermosphere-Ionosphere-Electrodynamics General Circulation Model (NCAR TIE-GCM). In a first step, we have made use of AMPERE data in the current continuity equation between the magnetosphere and the ionosphere to drive the TIE-GCM electrodynamics, and we have validated our results by comparing the output ground magnetic variations with geomagnetic observatory data at different latitudes and for different geophysical conditions. In a second stage, we have made ionospheric conductivities consistent with enhanced upward field-aligned current sectors corresponding to electrons plunging as a result of downward acceleration by parallel electric fields built up along the magnetic field lines, whereby we have used different models to validate our output conductances. Results show an overall improvement of the model ability to explain the observed magnetic variations, though with a greater contribution coming from our first approach. Our conductance distribution, on the other hand, is reasonably commensurate with independent models that have tried to quantify the ionizing effect of precipitating particles onto the auroral ionosphere. In conclusion, we have made a modest but constructive contribution to the modeling of the upper atmosphere and its connection with the space environment; especially because we are dealing with a physical model, which is ultimately meant to assess our knowledge of reality, rather than providing a purely functional result.

Aquesta tesi descriu la síntesi i caracterització de nanopartícules de rodi estabilitzades per dues famílies de lligands fosfina i fosfit. L’efecte de la naturalesa, la quantitat i les propietats estèriques i electròniques d’aquests agents estabilitzants es van evaluar sobre l’estructura i els rendiments catalítics de les NPs resultants. La seva estructura es va investigar utilitzant tècniques de caracterització com ara el TEM, la HRTEM, la difracció de raigs X, el XPS i el TGA i l’estudi de la superfície es va completar per mitjà de l’adsorció de CO en correlació amb l’espectroscòpia d’IR. Aquestes nanopartícules solubles son catalitzadors actius en la hidrogenació selectiva d’arens i cetones aromàtiques. En la hidrogenació d’arens disubstituïts, d’estirè, toluè i benzè, es van obtenir activitats altes per catalitzadors fosfina mentre que quantitats significatives de productes parcialment hidrogenats es van obtenir utilitzant nanopartícules cobertes de fosfit. Aquests catalitzadors també eren actius en la hidrogenació de cetones aromàtiques, i els resultats obtinguts amb la NPs Rh1 i Rh4 estabilitzada per PPh3 i dppb, respectivament, es van comparar amb els sistemes de ruteni anàlegs. Per a alguns dels substrats, es va aconseguir selectivitat alta per a la hidrogenació d’un anell aromàtic sobre el grup ceto. L’ultima part d’aquesta tesi descriu l’estudi preliminar sobre l’anclatge de les nanopartícules de rodi sobre una sílica modificada utilitzant dos aproximacions diferents: en primer lloc, sintetitzant les NPs in situ de en presència del suport, es va comparar amb el segon mètode que va incloure l’anclatge de les NPs pre-sintetitzades., En esta tesis se describe la síntesis y caracterización de nanopartículas de rodio estabilizadas a través de dos familias de ligandos: fosfinas y fosfitos. Factores como la naturaleza, la cantidad y las propiedades estéreo-electrónicas de los ligandos estabilizadores empleados se han estudiado, tanto a la estructura de las nanopartículas resultantes como a como a su actividad catalítica. Se han utilizando distintas técnicas de caracterización TEM, HRTEM, XRD, XPS, TGA el análisis de la superfície se completó con un estudio de interacción/coordinación de CO mediante espectroscopia de IR. En este trabajo se ha evaluado la actividad catalítica de dichas nanopartículas en reacciones de hidrogenación selectiva de arenos y cetonas aromáticas. En concreto, los sistemas catalíticos estabilizados con ligandos de tipo fosfina mostraron una gran actividad catalítica en la hidrogenación de arenos disustituídos, estireno, tolueno y benceno. En contraste, el empleo de ligandos estabilizadores de naturaleza fosfito dio lugar a la obtención de cantidades significativas de productos de hidrogenación parcial. También se ha estudiado la actividad catalítica de los nuevos sistemas catalíticos preparados en la reacción de hidrogenación de cetonas aromáticas. Los resultados obtenidos en este tipo de transformaciones empleando nanopartículas de Rh1 (estabilizadas por trifenilfosfina (PPh3)) y Rh4 (estabilizadas por difenilfosfinobutano (dppb)) se compararon consistemas análogos de rutenio. En algunos casos se ha observado una llamativa quimioselectividad en el proceso favoreciéndose la hidrogenación del anillo aromático frente a la reducción del grupo funcional cetona del sustrato. El último capítulo describe un estudio preliminar del anclaje de nanopartículas de rodio en una superficie de sílice previamente modificada., This thesis describes the synthesis and characterisation of rhodium nanoparticles stabilised by two families of phosphine and phosphite ligands. The effect of the nature, the amount and the steric and electronic properties of these stabilising agents were evaluated on the structure and the catalytic performances of the resulting NPs. Their structure was investigated using characterisation techniques such as TEM, HRTEM, XRD, XPS, TGA and their surface study was completed by a study of CO adsorption in correlation with IR spectroscopy. These soluble nanoparticles were active catalysts in the selective hydrogenation of arenes and aromatic ketones. In the hydrogenation of disubstituted arenes, styrene, toluene and benzene, high activities were obtained for phosphine stabilised catalysts while significant amounts of partially hydrogenated products were achieved using phosphite-covered nanoparticles. These catalysts were also active in the hydrogenation of aromatic ketones, and the results obtained with the NPs Rh1 and Rh4 stabilised by PPh3 and dppb, respectively, were compared to the analogous ruthenium systems. For some of the substrates, high selectivity for the hydrogenation of aromatic ring over keto group hydrogenation was achieved. The last part of this thesis describes a preliminary study on the anchoring of the rhodium nanoparticles onto a modified silica using two different approaches: first, an in situ synthesis of the NPs in presence of the support was tested and compared with the second method that included the anchoring of pre-synthesised NPs.

L’objectiu d’aquesta tesi és la detecció automàtica de començaments abruptes de tempestes magnètiques (Sudden Commencements, SC). Per assolir aquest objectiu primerament hem situat el fenomen d’estudi, els SCs, dintre el marc general del geomagnetisme. Els SCs són un fenomen que es caracteritza per un augment sobtat del camp geomagnètic. Presenta unes característiques clares com són un temps d’inici ben definit, la simultaneïtat a tot el planeta i una font ben establerta com és l’augment abrupte de la pressió del vent solar. Però també presenta una morfologia complexa depenent on està situat l’observatori en qüestió, les diferències morfològiques depenen de la latitud i l’hora local dels observatoris. Hem fet un esforç per entendre la història de l’estudi dels SCs, per veure les seves dificultats i l'evolució tant de la nomenclatura com de la seva definició. Actualment la morfologia dels SCs està ben explicada a través del model físic d’Araki [Araki, 1994]. Hem estudiat a fons un cas particular, des de l’increment de la pressió del vent solar fins als registres dels observatoris terrestres. Així, hem pogut veure les diferències entre l’aspecte dels SCs observats per diferents satèl•lits i a terra, on presenta una morfologia molt més complexa per l’acció dels corrents ionosfèrics i els corrents existents a la magnetosfera. Amb aquest cas particular hem vist la complexitat del fenomen i també hem mostrat la validesa del model teòric. Pel que fa a la detecció dels SCs hem explicat l’estat actual del procés d’elaboració de les llistes d’esdeveniments i les seves dificultats que fan necessari la cerca d’un mètode de detecció automàtic. Per abordar aquest repte hem optat per treballar en xarxes neuronals per la seva capacitat d’aprendre a partir de casos. A efecte de valorar la idoneïtat de les xarxes neuronals per resoldre problemes en el camp del geomagnetisme, les hem aplicat per un problema concret: obtenir índexs d’activitat magnètica locals a partir d’índexs globals. Obtenint, per aquest cas, resultats satisfactoris especialment en situacions d’activitat magnètica moderada o alta. Com a resultat fonamental d’aquesta tesi, presentem un mètode basat en les xarxes neuronals capaç de detectar els SCs de forma automàtica, ràpida, sistemàtica i essent coherent amb el mètode manual. Aquest nou mètode pot treballar tant amb dades de molts observatoris, però també amb pocs observatoris treballa satisfactòriament. Si treballem amb els observatoris de baixa latitud, on la forma dels SCs normalment s’assembla més a una funció esglaó, podem assegurar que la llista produïda amb la xarxa és totalment coherent amb les llistes tradicionals., El objetivo de esta tesis es la detección automática de comienzos abruptos de tormentas magnéticas (Sudden Commencements, SC). Para alcanzar este objetivo, en primer lugar, hemos situado el fenómeno de estudio, los SCs, dentro del marco general del geomagnetismo. Los SCs son un fenómeno que se caracteriza por un aumento repentino del campo geomagnético. Presenta unas características claras como son un tiempo de inicio bien definido, simultaneidad en todo el planeta y una fuente bien conocida como es el aumento abrupto de la presión del viento solar. Pero también presenta una morfología compleja dependiendo de donde está situado el observatorio en cuestión, las diferencias morfológicas dependen de la latitud y la hora local de los observatorios. Hemos hecho un esfuerzo para entender la historia del estudio de los SCs, para ver sus dificultades y la evolución tanto de su nomenclatura como de su definición. Actualmente, la morfología de los SCs está bien explicada a través del modelo físico de Araki [Araki, 1994]. Hemos estudiado a fondo un caso particular, desde el incremento de la presión del viento solar hasta los registros de los observatorios terrestres. Así, hemos podido ver las diferencias entre el aspecto de los SCs observados por diferentes satélites y en tierra, donde presenta una morfología mucho más compleja por la acción de las corrientes ionosféricas y las corrientes existentes en la magnetosfera. Con este caso particular hemos visto la complejidad del fenómeno y también hemos mostrado la validez del modelo teórico. Respecto a la detección de los SCs, hemos explicado el estado actual del proceso de elaboración de las listas de sucesos y sus dificultades que hacen necesario la búsqueda de un método automático. Para abordar este reto hemos optado por trabajar con redes neuronales por su capacidad de aprender a partir de casos. A efectos de valorar la idoneidad de las redes neuronales para resolver problemas en el campo del geomagnetismo, las hemos aplicado para un problema concreto: obtener índices de actividad magnética locales a partir de índices globales. Obteniendo, para este caso, resultados satisfactorios especialmente en situaciones de actividad magnética moderada o alta. Como resultado fundamental de esta tesis, presentamos un método basado en redes neuronales capaz de detectar los SCs de forma automática, rápida, sistemática y siendo coherente con el método manual. Este nuevo método puede trabajar con datos de muchos observatorios, pero también con pocos observatorios trabaja satisfactoriamente. Si trabajamos con los observatorios de baja latitud, donde la forma de los SCs normalmente se parece más a una función escalón, podemos asegurar que la lista producida con la red neuronal es totalmente coherente con las listas tradicionales., The aim of this thesis is the automatic detection of sudden commencements of magnetic storms (SC). To achieve this goal we first located the phenomenon of study, SC, within the general framework of geomagnetism. The SC is a phenomenon characterized by a sudden increase of the geomagnetic field. Its characteristics are a clear and well-defined onset time, simultaneity across the globe and a well-established source such as the sudden increase of solar wind pressure. But it also presents a complex morphology depending on where the specific observatory is located; the morphological differences depend on the local time and latitude of the observatories. We have made an effort to understand the history of the study of SCs to see their difficulties and therefore the evolution of the nomenclature and its definition. Currently, the morphology of the SCs is well explained through the physical model of Araki [Araki, 1994]. We have studied deeply a particular case, from the increase pressure of the solar wind to the observations on the Earth. Thus, we could see the differences between the appearance of SCs observed by various satellites and on the Earth, where SC presents a much more complex morphology by the action of ionospheric currents and currents existing in the magnetosphere. In this particular case we have seen the complexity of the phenomenon and have shown the validity of the theoretical model. Regarding the detection of SCs we have explained the current state of the process of drawing up lists of events and its difficulties that make necessary to search for an automatic detection method. To deal with this challenge we have chosen to work with neural networks for its ability to learn from cases. For the purposes of assessing the suitability of neural networks to solve problems in the field of geomagnetism, we have applied to a specific problem: get local magnetic activity indices from global indices. We have obtained for this case satisfactory result, especially in cases of moderate or high magnetic activity. As a fundamental result of this thesis, we present a method based on neural networks able to detect SCs automatically, quickly, systematically and consistent with the manual method. This new method can both work with data from many observatories, but also works successfully with few observatories. If we work with low-latitude observatories, where the shape of the SCs usually is more like a step function, we can ensure that the list produced by the network is fully consistent with the traditional lists.

Analitzar la influència que posseeix la dimensió afectiva en el procés d'aprendre i ensenyar ciències, en l'eficàcia docent i en el desenvolupament del professor de ciències experimentals, és un àmbit de recerca de summa importància en la formació dels professors novells. Els antecedents indiquen que la formació i el desenvolupament professional del professorat de ciències és un procés complex que afecta de forma holística a la persona i està condicionat no solament per aspectes professionals, sinó també per factors afectius i socials. Per aquest motiu, és necessari l'estudi del domini afectiu en els estudiants de les assignatures de ciències d'educació secundària obligatòria (ESO) i dels professors en formació d'aquestes matèries, ja que el desenvolupament d'actituds positives, a través del foment de sentiments i emocions favorables, facilitarà un canvi en les creences i expectatives, afavorint l'acostament de l'alumnat cap a les ciències., Analyze the influence that has the emotional dimension in the process of learning and teaching science, teaching effectiveness and the development of Experimental Sciences Professor, is a field of investigacion of utmost importance in the formation of new teachers. The background indicate that the training and the professional development of the Faculty of science is a complex process that affects of holistic to the person shape and is conditioned not only by professional aspects, but also by social and affective factors. For this reason, the study of domain affective in students in the subjects of science teachers in training in these subjects and compulsory secondary education (ESO), is necessary since the development of positive attitudes, through the promotion of feelings and favourable emotions, will facilitate a change in beliefs and expectations, favoring the approach of students towards science., Analizar la influencia que posee la dimensión afectiva en el proceso de aprender y enseñar ciencias, en la eficacia docente y en el desarrollo del profesor de ciencias experimentales, es un ámbito de investigación de suma importancia en la formación de los profesores noveles. Los antecedentes indican que la formación y el desarrollo profesional del profesorado de ciencias es un proceso complejo que afecta de forma holística a la persona y está condicionado no solo por aspectos profesionales, sino también por factores afectivos y sociales. Por este motivo, es necesario el estudio del dominio afectivo en los estudiantes de las asignaturas de ciencias de educación secundaria obligatoria (ESO) y de los profesores en formación de estas materias, ya que el desarrollo de actitudes positivas, a través del fomento de sentimientos y emociones favorables, facilitará un cambio en las creencias y expectativas, favoreciendo el acercamiento del alumnado hacia las ciencias.

Este trabajo se fundamenta en la necesidad de encontrar herramientas que faciliten la tarea del profesorado en la enseñanza de las ciencias en secundaria y que posibiliten una mejora tanto en el aprendizaje como en la motivación del alumnado en las aulas. Se plantea como base para las actuaciones en el aula el uso del cine de ciencia ficción. El trabajo se divide en dos partes. El primer problema de trabajo es la ciencia ficción que conocen los alumnos y los profesores y qué imagen y concepciones alternativas transmite y adquieren los alumnos. El segundo problema es el diseño y realización de actividades en el aula que fomenten la mejora conceptual, de imagen y la actitud hacia las ciencias del alumnado. Aquest treball es fonamenta en la necessitat de trobar eines que facilitin la tasca del professorat en l'ensenyament de les ciències en secundària i que possibilitin una millora tant en l'aprenentatge com en la motivació de l'alumnat a les aules. Es planteja com a base per a les actuacions a l'aula l'ús del cinema de ciència ficció. El treball es divideix en dues parts. El primer problema de treball és la ciència ficció que coneixen els alumnes i els professors i quina imatge i concepcions alternatives transmet i adquireixen els alumnes. El segon problema és el disseny i realització d'activitats a l'aula que fomentin la millora conceptual, d'imatge i l'actitud cap a les ciències de l'alumnat. This work is based on the need for tools that facilitate the task of teachers in the teaching of science in secondary and to enable an improvement both in learning and student motivation in the classroom. It is proposed as a basis for action in the classroom use of science fiction cinema. The work is divided into two parts. The first problem is the science fiction work who know the students and teachers and what image and alternative conceptions transmitted and acquired by students. The second problem is the design and implementation of classroom activities that promote conceptual enhancement, image and attitude towards science students.

Humans can induce contemporary evolution through harvesting wild animals. This thesis provides evidence of this process for recreational fishing at surprisingly small geographical scales. Marine fish populations are characterized by high variability in heritable individual life‐history traits which are exposed to biased fishing mortality. The life histories strategies of actual populations, which collectively reduce adult body size, mirror such biased mortality in populations exposed to limited gene flow. Because the relationship between life history and behaviour, it is very likely that fishing also induces adaptive responses in behavioural traits. Due the potential negative effects of fishing selection the productivity and quality of the fishery, this thesis recommend considering the evolutionary impacts of fishing in the management plans of species exploited by the recreational fishing, El humans poden produir evolució contemporània a través de la recol∙lecció de animals salvatges. Aquesta tesis proporciona evidencies d’aquest procés per la pesca recreativa a una sorprenent escala espacial petita. Les poblacions marines de peixos tenen una alta variabilitat individual en caràcters heretables de la història exposada a una mortalitat selectiva per pesca. Les estratègies vitals de les poblacions actuals de peixos costaners, les quals conjuntament produeixin una reducció en la mida del individu, són el reflexa d’aquesta pesca selectiva en poblacions amb baixa connectivitat. Degut a la correlació entre història vital i comportament, la pesca pot induir també respostes adaptatives en cert caràcters comportamentals. Considerant els efectes negatius de la selecció per pesca en la productivitat i la qualitat de les pesqueries, aquesta tesis recomana considerar els possibles efectes evolutius produïts per la pesca en les estratègies de gestió d’espècies explotades per la pesca recreativa., El hombre puede producir evolución contemporánea por la recolección de animales salvajes. La presente tesis proporciona evidencias de este proceso por la pesca recreativa en una sorprendente escala espacial pequeña. Las poblaciones de peces marinos presentan una alta variabilidad en caracteres heredables de la historia vital expuesta a mortalidad selectiva por pesca. Las estrategias vitales de las poblaciones actuales de los peces costeros, las cuales conjuntamente producen una reducción en el tamaño del individuo, son el reflejo de esta mortalidad selectiva en poblaciones con baja conectividad. Debido a la relación entre historia vital y comportamiento, la pesca puede también inducir cambios adaptativos en ciertos rasgos de comportamiento. Considerando los efectos negativos de la selección por pesca en al productividad y calidad de la pesquería, esta tesis recomienda considerara los posibles efectos evolutivos inducidos por la pesca en la estrategias de gestión de especies explotadas por la pesca recreativa.

A la normativa actual sobre currículum i competències bàsiques de l’educació secundària obligatòria tenen una rellevància considerable les connexions existents entre diferents assignatures, i es faciliten orientacions per a treballar-les de forma transversal. En aquest sentit, les matemàtiques tenen un vessant instrumental i epistemològic per altres assignatures de secundària. Això implica que determinats continguts de matèries com ciències de la naturalesa i altres, necessitin la introducció prèvia d’alguns conceptes matemàtics. De vegades, en funció de la temporització dels continguts de cada assignatura, es presenta la situació de necessitar utilitzar eines matemàtiques que encara no s’han introduït a l’assignatura corresponent de matemàtiques. En general, aquest fet és reconegut pels docents i en major o menor mesura pels alumnes. L’objectiu principal d’aquest treball és estudiar si és possible obtenir una temporització de l’assignatura de matemàtiques i altres assignatures dependents, en concret la de ciències de la naturalesa, per tal que la seqüenciació de continguts al llarg del curs sigui coherent en aspectes cognitius i transversals. El treball s’acotarà al primer i segon nivell d’ESO. Per aconseguir-ho, en primer lloc s’observa en detall el que explicita la normativa sobre les connexions entre diferents assignatures. Seguidament es defineix i s’exemplifica el problema dels continguts interdisciplinaris no cohesionats, recollint també impressions al respecte per part de docents i alumnes. Un cop definit el problema, es procedeix a analitzar els continguts de l’assignatura de ciències de la naturalesa en relació amb els de matemàtiques, i es plantegen possibles solucions per a la falta de cohesió entre matèries. Aquest anàlisi s’aplica a una programació didàctica de referència, que ens servirà com a exemple, determinant els punts on no hi ha cohesió. Finalment, es dissenya una seqüenciació alternativa que afavoreixi la cohesió entre les diferents matèries. Com a conclusió, aquest treball aporta una ordenació de continguts de les assignatures de matemàtiques i ciències de la naturalesa per als dos primers cursos de l’ESO que permet donar cohesió temporal les dues matèries, tot fent incidència en la conveniència de treballar de forma interdisciplinària aquests continguts en connexió.

The conversion of sunlight into electricity is one of the most promising energy sources because is renewable and available worldwide. Therefore, is desirable to develop low cost, stable and efficient photovoltaic devices that can compete with the expensive silicon solar panels. Dye-sensitized solar cells (DSC) are a promising photovoltaic technology based on low-cost materials and fabrication processes with power-conversion efficiencies over 12%. DSC harvest light thanks to a photoactive organic molecule, and extracts the charges through different materials. The analysis of the working principles of these complex devices is essential in order to achieve further improvements on the solar cell efficiency. The aim of this thesis is to analyze and identify the electrical interactions between the internal materials and interfaces of a DSC by means of impedance spectroscopy (IS). We provide useful interpretation of IS applied to DSC and insights on DSC development such as implementation of photonic crystals and up-scaling to modules, as a first step for a future commercialization., Convertir la llum solar en electricitat és una de les maneres més prometedores d'obtindre energía, ja que és inesgotable i disponible arreu del món. Primer és necessari desenvolupar dispositius fotovoltaics què siguin eficients, estables i de baix cost, i així poder competir en el mercat amb les actuals cèl·lules solars de silici. Les cèl·lules solars sensitivitzades amb colorant (DSC) ‎ja han assolit eficiències per sobre del 12% amb materials i processos de fabricació senzills i barats. Les DSC recol·lecten la llum gracies a unes molècules fotoactives (colorant) i extrauen les càrregues a través de diferents materials semiconductors. Analitzar els principis de funcionament d'aquests dispositius és essencial per a assolir futures millores en eficiència i estabilitat. L'objectiu d'aquesta tesi és analitzar i identificar les interaccións elèctriques entre els materials i interfases internes d'una DSC mitjançant l'espectroscopía d'impedància (IS). El treball proporciona una interpretació pràctica de la IS aplicada a les DSC i també altres idees per al desenvolupament de les DSC com ara l'ús de cristalls fotònics i la fabricació de moduls de gran àrea, com a primer pas per a una futura comercialització.

El objetivo general del trabajo presentado es investigar nuevas metodologías para la síntesis de: a) nectrisina, un inhibidor de α-glucosidasas y α-mannosidasas, b) del fragmento oligosacarídico del antibiótico AT2433-A1, un antibiótico utilizado en el tratamiento de numerosos tipos de cánceres y, c) de análogos del cidofovir o HPMPC, nucleósido acíclico que incorpora una unidad de fosfonato, y que se utiliza en el tratamiento del citomegalovirus (CMV) en pacientes con SIDA. Síntesis enantioselectiva de nectrisina Retrosintéticamente la síntesis de la nectrisina puede llevarse a cabo por ciclación del aminoaldehído 2 (R4=CHO), el cual puede proceder del alqueno trans 3 mediante una reacción de dihidroxilación estereoselectiva. La síntesis de 3 puede llevarse a cabo a partir de 4 mediante elongación de la cadena utilizando la reacción de metatesis cruzada catalizada por rutenio. Finalmente, el intermedio clave 4 procede de una aminación alílica asimétrica catalizada por Pd del monepóxido de butadieno racémico 5, reacción ya descrita por Trost. La aminación alílica asimétrica del monepóxido de butadieno racémico catalizada por Pd (η3-C3H5)PdCl/DACH-naftilo transcurrió con elevado rendimiento y enantioselectividad para dar el compuesto 4. La elongación de la cadena de 4 se realizó mediante una metatesis cruzada catalizada por el catalizador de Grubbs-Hoveyda con diferentes alquenos como acroleína, 2-vinil-1,3-dioxolano, y con acrilato de etilo. Sólo en este último caso se obtuvieron resultados relevantes del compuesto 3 (R4=COOEt) como para continuar la síntesis. La reacción de dihidroxilación estereoselectiva del alqueno trans 3 (R4=COOEt) condujo al diol deseado 2 (R4=COOEt) con buena selectividad utilizando OsO4/TMEDA. La hidrólisis del benzoato con LiOH y la ciclación in situ condujo a la lactama, a partir de la cual se siguió una secuencia sintética descrita en la bibliografía, consistente en la sililación de los grupos hidroxilo, protección del grupo amino en forma de terc-butil carbamato, reducción del carbonilo y eliminación con desprotección concomitante de los grupo sililo para dar la imina, que en nuestras manos no logró llevarse a fin debido a problemas en la última etapa de eliminación para dar la imina. Síntesis enantioselectiva de análogos de Cidofovir HPMPC La síntesis de los análogos del cidofovir se planteó siguiendo un esquema sintético similar al de la nectrisina, en el que la síntesis del intermedio 7 se llevó a cabo mediante la aminación alílica asimétrica del monoepóxido del butadieno y posterior reacción de metátesis cruzada como pasos clave. En primer lugar se realizó la aminación alílica asimétrica catalizada por Pd (η3-C3H5)PdCl/DACH-naftil del monepóxido de butadieno racémico, con adenina y citosina la cual se optimizó hasta conseguir rendimientos y excesos enantioméricos superiores al 90%. Seguidamente se optimizó la reacción de metátesis cruzada de los compuestos obtenidos (6) con un alil fosfonato convenientemente protegido, obteniendo 7 con buen rendimiento. La síntesis de los análogos de cidofovir insaturados 8 y 9 se completó tras la desprotección de todos los grupos protectores con TMSBr. La síntesis del derivado saturado 10 se realizó mediante la hydrogenación (3 bares de hidrógeno, Pd/C durante 5h) y la eliminación de los grupos protectores. Síntesis enantioselectiva del fragmento oligosacarídico del antibiótico AT2433-A1 La retrosíntesis de 18 se planteó por ciclación electrófila inducida por yodo de 15, donde X debiera ser un grupo activador del doble enlace que a su vez se pudiera comportar como grupo saliente en la subsiguiente reacción de glicosilación a partir de 15. La síntesis del intermedio 15 se planteó por diferentes procedimientos y en particular a partir del sulfato 14, el cual provendría del diol 13, que a su vez provendría de la dihidroxilación de 12. El compuesto 12 debería poder obtenerse a partir de 5 por la secuencia clásica de DYKAT y metatesis cruzada. Así, a partir del compuesto 11 (R=Boc) se realizó la metatesis cruzada con diferentes alquenos y en particular con el alil fenil tioéter. Las limitaciones se encontraron en la reacción de dihidroxilación, ya que en casi todos los casos ensayados se produjo la oxidación del azufre, lo que conduciría al cambio de la selectividad en posteriores etapas como la ciclación. Se consiguió evitar la oxidación utilizando ligandos quirales en la dihidroxilación, pero con rendimientos muy bajos no compatibles con un esquema de síntesis por etapas., The present thesis deals with the development of methodology for the syntheses of several organic molecules that were selected by their interesting biological properties: the antibiotic AT2433-A1, the glycosidase inhibidor nectrisine and analogs of the anti-viral Cidofovir (Figure 1.1) . Although apparently structurally unrelated, they were envisaged to be synthesized through common high-efficient key steps that involve metal-catalyzed process. Enantioselective Synthesis of nectrisine We explore an enantioselective synthesis of nectrisine based on Pd-catalyzed asymmetric allylic amination, cross-metathesis and dihydroxylation as key steps. Scheme 1 shows the retrosynthesis proposed, where the key synthon is the allylamine 4 which is obtained in high enantiomeric purity by a deracemization process using Pd/DACH as a catalytic system. Cross-metathesis will allow increasing the chain length, and at the same time would provide the aldehyde functionality necessary for formation of the cyclic imine moiety in the final nectrisine. Besides, configuration of double bond resulting from cross-metathesis must be E in order to provide the correct configuration of hydroxyl groups in 2 after the dihydroxylation reaction. The stereoselectivity of this reaction will be controlled by the stereocenter in the molecule, which could be also be enhanced by chiral ligands in a matched double stereodifferentiation process. The asymmetric allylic amination from racemic butadiene monoepoxide using (η3-C3H5)PdCl/DACH-naphtyl system and t-Butyl-benzoyl-imido carboxylate as a N-nucleophile proceeded with excellent yield (98%) and enantioselectivity (97%) to obtain the chiral allylic amine synthon 4. Elongation of the chain of the key chiral allylic imide with ethyl acrylate through cross metathesis using Hoveyda-Grubbs catalyst (5 mol %), proceeded quatitatively to obtain the trans alkene intermediates 3. The installation of the syn diol moiety via dihydroxylation of the alkene proceeded with high yield and good diastereoselectivity with OsO4/TMEDA. Hydrolysis of benzoate group in 2 with LiOH and in situ cyclization led to the lactam. Whose hydroxyl functionalities were fully protected by treatment with TBSCl. Subsequent protection with di-t-butyl dicarbonate (Boc) 2O and Et3N in CH2Cl2 gave desired product in 50% yield. The increased carbonyl electrophilicity resulting from NBoc protection should facilitate the smooth reduction of the lactam, which proceeded by reaction with Super Hydride® at −78°C to give lactol. Enantioselective Synthesis of Cidofovir Analogues In this context, the retrosynthetic proposal is shown in Scheme 2. Cidofovir (HPMPC) analogues could be obtained by double bond reduction of product 7 followed by protecting group cleavage on compound 11. Compound 7 in turn can be synthesized from compound 6 via chain elongation mediated by cross-metathesis reaction. Lastly, chiral synthon 6 could be obtained by a palladium-catalyzed dynamic kinetic asymmetric transformation (DYKAT) from racemic butadiene monoepoxide (5). The asymmetric allylic amination of racemic butadiene monoepoxide with cytosine as N-nucleophile was carried out with (η3-C3H5)PdCl/DACH-naphtyl system to obtain chiral allylic cytosine in 85% yield and 72% ee. The reaction was successfully expanded to other pyrimidine and purine bases, among which adenine afforded chiral allyl adenine in 90% yield and 92% ee. Chain elongation via Ru-cross metathesis of key allylic nucleobases and diethyl allylphosphonate with second generation Grubbs catalyst (5 mol%), produced desired compounds in 92% and 90% yield, respectively. Deprotection of all protecting groups with TMSBr afforded the desired unsaturated acyclic nucleosides 8 and 9 in good yields. Hydrogenation with (H2, /Pd/C) at 3 bar rendered the saturated Cidifovir analogues 10. Approaches to the Enantioselective Synthesis of AT2433-A1 The objective of this work was to explore a new enantioselective method to obtain AT2433-A1 with special focus on the synthesis of the 2, 4-dideoxy-4-amino-xyloside moiety. The retrosynthetic proposal is shown in Scheme 5.6. The aminodeoxysugar (19) could be obtained from 16 by eletrophile-induced cyclization. A key point is the selection of group X, since it must control the regioselectivity of the cyclization to an endo-mode and eventually must behave as a leaving group in a future glycosylation reaction. Amino alcohol 16 could be prepared from allylic amine 13 by dihydroxylation, sulphate formation and elimination. Compound 13 can be synthesized from allyl amine 12 via chain elongation mediated by cross-metathesis reaction. Lastly, chiral allyl amine 12 could be obtained, similarly to the previous chapters, by a palladium-catalyzed dynamic kinetic asymmetric transformation (DYKAT) from the racemic butadiene monoepoxide 5. On the other hand, the intermediate 15 could be also obtained by addition to the Garner aldehyde (18) followed by deprotection of the protecting groups in 17. The asymmetric allylic amination from racemic butadiene monoepoxide using (η3-C3H5)PdCl/DACH-naphtyl system and imide as a nitrogen nucleophile proceeded with good yield (96%) and enantioselectivity (90%). Chain elongation of key chiral allylic amine 12 was carried out by cross metathesis with allyl phenyl sulphide with Hoveyda-Grubbs catalyst (5 mol%) to obtain the corresponding trans alkene 13 in 80% yield. The installation of the diol moiety with OsO4 was unsuccesful, due to the competitive oxidation of sulfur, preventing the completion of the synthesis.

La investigación que se presenta en este artículo parte de la realización de un estudio sobre el profesorado que enseña Ciencias (Gairín (coord.), 2009) en el contexto del Plan de Evaluación de los Aprendizajes de Ciencias y Matemática que se inició en el año 2008 por parte de la Secretaría Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación (SENACYT) de Panamá. Una vez reconocidos los conocimientos didácticos y científicos de una muestra del profesorado panameño, se pretende identificar las debilidades en los saberes de los profesores con la finalidad de orientar políticas de formación y desarrollo profesional. The research presented in this paper derives from a broad study of Panamanian science teachers carried out in the context of the Plan de Evaluación de los Aprendizajes de Ciencias y Matemática. This plan stars in 2008 and was held by Secretaría Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación (SENACYT) from Panama. The goal was to evaluate not only the science education knowledge but also the scientific one of a Panamanian science teacher sample. The ultimate goal was to identify the weaknesses in teachers knowledge to orientate the government in the in service teacher programs.

Aquest article planteja que ensenyar ciències en anglès comporta enfrontar-se i superar tres grans reptes per combinar metodologies diferents amb un objectiu comú: la didàctica i els continguts propis de les ciències, les metodologies associades a l'adquisició de llengües i el marc teòric AICLE. Es presenten vuit principis metodològics que ajuden a la superació del triple repte i guien la creació i l'estructuració d'un model de seqüència didàctica. S'expliquen les fases que ha de tenir la seqüència didàctica i s'il·lustren amb exemples concrets d'activitats. Es conclou amb unes consideracions finals que inclouen reflexions, valoracions i apunten línies de recerca ______________________________________________ Cet article montre qu'enseigner les sciences en anglais implique de relever trois grands défis pour combiner des méthodologies différentes dans un but commun: la didactique et les contenus propres des sciences, les méthodologies associées à l'acquisition des langues, et le cadre théorique EMILE (Enseignement de Matières par l'Intégration d'une Langue étrangère). L'article présente huit principes méthodologiques qui aident à relever ce triple défi et guident la création ainsi que la structuration d'un modèle de séquence didactique. Il explique les phases que doit comporter la séquence didactique et les illustre avec des exemples concrets d'activités. Enfin, il conclut sur des considérations finales qui comprennent des réflexions, des évaluations et des lignes de recherche., In this paper, we propose that teaching sciences in English involves meeting three major goals, in order to combine methods that have a common objective: the teaching and learning of science content, methods associated with language acquisition, and the theoretical framework of CLIL. We present eight methodological principles that help to meet these three goals and guide the creation and organization of a teaching and learning sequence. We describe the stages that should be included in the sequence and illustrate them with specific examples of activities. We conclude with some final considerations, including reflections, evaluations, and potential future lines of research., El presente artículo plantea que enseñar ciencias en inglés implica enfrentarse y superar un triple reto que conlleva combinar metodologías diferentes con un objetivo compartido: la didáctica y los contenidos propios de las ciencias, las metodologías de adquisición de lenguas y el marco teórico AICLE. Se proponen ocho principios metodológicos que ayudan a superar los retos y guían la creación y la estructuración de un modelo de secuencia didáctica. Se explican las fases de la secuencia didáctica y se ofrecen ejemplos concretos de actividades. Unas consideraciones finales que incluyen reflexiones, valoraciones y apuntan líneas de investigación cierran el artículo.

Esta tesis se divide básicamente en dos bloques principales desarrollados por medio de la Teoría del Funcional Densidad, a saber, Adsorción Molecular y Promotores en la Hidrogenación Selectiva de Alquinos en Mezclas. El primero describe un análisis del comportamiento de un número de moléculas orgánicas (C2H2, C2H4, CH2O, CHN, CH4O, y CO2H2) y fragmentos (CH3O, and CO2H) adsorbidas sobre cuatro caras diferentes, (100), (110), (111), y (211), de la estructura cristalográfica estable fcc de ocho sistemas monometálicos (Pd, Pt, Rh, Ir, Cu, Ni, Ag, and Au), además probando varios sitios de cada superficie. Los Promotores en la Hidrogenación Selectiva de Alquinos en Mezclas se han estudiado mediante la investigación de los papeles que juegan los diferentes componentes del mítico catalizador Lyndlar en primer lugar, y luego del paladio con otros posibles co-catalizadores además del plomo, haciendo comparaciones entre ellos y también con el catalizador paladio en solitario., This dissertation is basically divided in two main blocks performed by means of Density Functional Theory, i.e. Molecular Adsorption and Promoters in the Selective Hydrogenation of Alkynes in Mixtures. The former describes an analysis of the behaviour of a number of organic molecules (C2H2, C2H4, CH2O, CHN, CH4O, and CO2H2) and fragments (CH3O, and CO2H) adsorbed on four different facets, (100), (110), (111), and (211), of the stable fcc crystallographic structure of eight monometallic systems (Pd, Pt, Rh, Ir, Cu, Ni, Ag, and Au), moreover testing various sites on each surface. Promoters in the Selective Hydrogenation of Alkynes in Mixtures has been studied from the investigation of the roles of the different components in the legendary Lindlar catalyst in the first place, and then palladium with other possible co-catalysts besides lead, making a comparison between them and also with the clean palladium catalyst.

Ressenya de llibre: Las nuevas tecnologías en la enseñanza de las Ciencias: Propuestas prácticas para la Educación Secundaria., Book review: Las nuevas tecnologías en la enseñanza de las Ciencias. Propuestas prácticas para Educación Secundaria., Reseña de libro: Las nuevas tecnologías en la enseñanza de las Ciencias. Propuestas prácticas para Educación Secundaria.

Pretendemos configurar un marco para la evaluación delimitado en función de aspectos clave como la comunicación, la motivación y la formación, para lo cual partimos de las ideas, experiencias y expectativas que sobre evaluación tiene el profesorado en formación, de tal forma que se puedan establecer conexiones significativas y operativas entre sus concepciones y el sentido de la evaluación de nuestra propuesta A frame for assessment is delimited regarding key aspects like communication, motivation and training. The ideas, the experiences and the expectations of the professors of the initial training are explored and they related to the sense delimited in this work on assessment.

Es contrasta una Unitat Didàctica de Cicle Superior de Primària amb els criteris de riquesa competencial del CESIRE-CDEC.

L’experiència didàctica que es presenta en aquest article ha estat dissenyada per treballar la interdisciplinarietat entre les ciències i les matemàtiques en la formació inicial del professorat. $a S’ha dut a terme amb alumnes de la diplomatura d’Educació Primària l’any 2009. L’article comença presentant les lleis d’escala, ja que aquestes seran el model que l’alumne haurà de construir al llarg de la seqüència. Més endavant, s’exposen alguns dels aspectes generals de la seqüència didàctica i l’enfocament que se li ha donat a la interdisciplinarietat entre ciències i matemàtiques. Finalment es presenten algunes de les activitats més rellevants dutes a terme.

Several viral envelope glycoprotein oligomers assembled into a viral fusion machine, form a molecular scaffold that brings the viral and target cell membranes into close apposition and allow the subsequent fusion events. The fusion pore formation and its sequential expansion are orchestrated by viral and cellular lipids and proteins. The HIV entry process is understood in some detail at the molecular level. It is coordinated by the HIV envelope glycoprotein complex, a trimer of three gp120 surface glycoproteins, each noncovalently attached to three gp41 ransmembrane glycoprotein subunits.%&/It is know that changes in GSLs expression in target membranes can modulate viral fusion and entry. These studies on structure-function relationship of target membrane GSLs, the gp120-gp41 and the viral receptors suggest that plasma membrane GSLs support HIV-1 entry by stabilizing the intermediate steps in the fusion cascade. These observations, led it to hypothesize that upregulation of GSLs metabolites (such as ceramide) and/or modulation of GSLs, which preferentially partition in the plasma membrane microdomains, could have a significant influence on HIV-1 entry. %&/Based on these findings, in this work has been developed a strategy to synthesize glycodentritic polymers that bind HIV rgp120 and inhibit HIV-1 entry. To reach this goal, first it was carried out the total synthesis of D-erytrho-sphingosine with high enantioselectivity and diasteroselectivity. Then, an efficient protocol of glycosylation of ceramides employing stannyl derivatives as strategy was developed. Finally, water-soluble hyperbranched glycodendritic polymers for the study of carbohydrate interactions were synthesized. These glycoconjugate consists of Boltorn H30 hyperbranched polymers, based on the monomer 2,2-bis(hydroxymethyl)propionic acid, functionalized with naturally occurring -Galceramide. The click chemistry permits functional group tolerance during the derivatization of Boltorn H30. Their ability to bind HIV-1 rgp 120 was demonstrated using surface plasmon resonance (SPR)., El proceso de infección por VIH-1 es entendido a nivel molecular como la coordinación de la glicoproteína gp120 del virus con glicoesfingolípidos presentes en las membranas celulares de los organismos infectados. Lo anterior permite plantear la idea de que una regulación en el metabolismo de los glicolípidos presentes en las membranas celulares, pueden influir significativamente en la inhibición de la infección con el VIH-1. A partir de esas observaciones, en el presente trabajo se describe la síntesis de glicopolímeros dendriméricos, los cuales tiene la capacidad de reconocer a la proteína rgp120 del VIH-1 e inhibir la entrada del virus a la célula. La primera meta fue la síntesis asimétrica de D-eritro-esfingosina. Posteriormente se desarrolló un protocolo eficiente para la glicosilación de ceramidas. Finalmente, dos glicopolímeros hiper-ramificados, solubles en agua, fueron sintetizados para estudiar las interacciones proteínas-carbohidrato. La estructura de dicho polímero fue el Boltorn H30, unido con una -galceramida.

L'avaluació del coneixement dels alumnes universitaris en condicions de massificació té dos requisits: mesurar realment el que l'alumne sap, i fer-ho amb una eina que permeti una correcció ràpida. Els instruments que són capaços de recollir l'aprenentatge significatiu (entrevista personal, examen oral, carpetes de treballs,.) requereixen molta dedicació. Els que tenen una correcció ràpida utilitzant medis informàtics (proves objectives), no mesuren exactament el que l'alumne ha après de forma significativa. En aquest entorn, els mapes conceptuals, en ser una representació de l'estructura cognitiva de l'alumne, han demostrat la seva validesa i fiabilitat per a mesurar el que l'alumne sap. Tot i així, la seva aplicació en l'entorn universitari massificat no assoleix els dos requisits esmentats, amb la dificultat afegida de la necessitat de que l'alumne conegui la metodologia de creació de mapes. Aquest treball proposa una metodologia de creació de mapes, adaptada a profans, que permeti la creació d'un mapa lliure independentment del coneixement de la tècnica que tingui l'alumne. Aquests mapes es valoren de forma Holística (considerant la informació presentada sense parar atenció als detalls). Amb 16 alumnes de Biomecànica de segon curs de Fisioteràpia, es realitzen tres intervencions separades por 21 i 135 dies, en les que es pregunta sobre dos temes de coneixements específics de la assignatura i dos de coneixements generales (on es considera resident aquest coneixement). La persistència de las notes Holístiques entre las intervencions indica la validesa i fiabilitat de la metodologia i la seva puntuació. Alternativament, a partir de les dades de la Nota Holística, es calcula una Nota Pronosticada com una combinació lineal de dos paràmetres del mapa (enllaços vàlids i valoració de la jerarquia). D'aquesta expressió s'infereix per lògica una fórmula simplificada similar: la Nota Simplificada, que s'independitza de les dades de l'estudi i li confereix objectivitat. Ambdues notes (Pronosticada i Simplificada) presenten una persistència entre intervencions que dóna validesa i fiabilitat a les mateixes per a mesurar l'aprenentatge significatiu. L'elevada concordança, en condicions altament restrictives, i la correlació altament significativa d'aquestes notes amb la Holística permet la seva substitució. Resulta un instrument d'avaluació del aprenentatge significatiu de l'alumne, independentment del seu nivell de coneixement del mapes, que permet una valoració ràpida i objectiva aplicable a un entorn massificat., La evaluación del conocimiento de los alumnos universitarios en condiciones de masificación tiene dos requisitos: medir realmente lo que el alumno sabe, y hacerlo con una herramienta que permita una corrección rápida. Los instrumentos que son capaces de recoger el aprendizaje significativo (entrevista personal, examen oral, carpetas de trabajos,.) requieren mucha dedicación. Los que tienen una corrección rápida utilizando medios informáticos (pruebas objetivas), no miden exactamente lo que el alumno ha aprendido de forma significativa. En este entorno, los mapas conceptuales, al ser una representación de la estructura cognitiva del alumno, han demostrado su validez y fiabilidad para medir lo que el alumno sabe. No obstante, su aplicación en el entorno universitario masificado no cumple los dos requisitos mencionados, con la dificultad añadida de la necesidad de que el alumno conozca la metodología de creación de mapas. Este trabajo propone una metodología de creación de mapas, adaptada a profanos, que permite la creación de un mapa libre independientemente del conocimiento de la técnica que tenga el alumno. Estos mapas se valoran de forma Holística (valorando la información presentada sin atender a los detalles). Con 16 alumnos de Biomecánica de segundo curso de Fisioterapia, se realizan tres intervenciones separadas por 21 y 135 días, en las que se pregunta sobre dos temas de conocimientos específicos de la asignatura y dos de conocimientos generales (cuyo conocimiento se considera residente). La persistencia de las notas Holísticas entre las intervenciones indica la validez y fiabilidad de la metodología y su puntuación. Alternativamente, a partir de los datos de la Nota Holística, se computa una Nota Pronosticada como una combinación lineal de dos parámetros del mapa (enlaces válidos y valoración de la jerarquía). De esta expresión se infiere por lógica una fórmula simplificada similar: la Nota Simplificada que se independiza de los datos del estudio y le confiere objetividad. Tanto la Nota Pronosticada como la Simplificada presentan una persistencia entre intervenciones que da validez y fiabilidad a las mismas para medir el aprendizaje significativo. La alta concordancia, en condiciones altamente restrictivas, y la correlación altamente significativa de estas notas con la Holística permite su sustitución. Resulta un instrumento de evaluación del aprendizaje significativo del alumno, independiente de su nivel de conocimiento de los mapas, que permite una valoración rápida y objetiva aplicable a un entorno masificado., The assessment of the knowledge of university students in overcrowding conditions has two requirements: really evaluate what students know, and do so with a tool that allows fast correction. The instruments that are able of assess meaningful learning (personal interview, oral examination, job folders, ...) require a lot of dedication. Those with a computer based rapid correction (multiple choice tests), do not evaluate exactly what the student has learned in a meaningful way. In this environment, concept maps, to be a representation of the student's cognitive structure, have demonstrated its validity and reliability to assess what students know. However, its application in the crowded university environment does not meet the above two requirements, with the added difficulty of the need for the student to know the methodology involved in creating maps. This paper proposes a methodology for creating maps, aimed at those without prior knowledge, which allows the creation of a free map regardless of the knowledge of the technique that the student has. These maps are valued by Holistic marks (evaluating the whole information presented without regard to details). Sixteen students in Biomechanics in the second year of Physiotherapy attended this study. Three academic proceedings, at intervals of 21 and then 135 days, asked volunteers about two topics of special knowledge of the subject and two of general knowledge (the former considered as resident). The persistence of Holistic marks between interventions indicates the validity and reliability of the methodology and its punctuation. Alternatively, from the data of the Holistic Mark, a predicted one is computed as a linear combination of two parameters of the map (valid links and assessment of the hierarchy). From this expression, a simplified formula is inferred by logical process. This Simplified Mark becomes independent of survey data and gives it objectivity. Both the Predicted and the Simplified Marks show persistence between proceedings that give validity and reliability to the assessment of meaningful learning. The high agreement, in highly restrictive conditions, and the highly significant correlation of these marks with Holistic ones allows its replacement. It becomes a tool to assess meaningful learning of students, regardless of their level of knowledge of concept maps, which allows a speedy and objective assessment applicable to a crowded environment.

Aquest treball investiga la dimensió afectiva de l'aprenentatge de les ciències i es proposa conèixer quines són les actituds i les motivacions envers el seu aprenentatge. El document consta de tres parts diferenciades.A la primera part de la recerca s'estudien quines són les actituds d'un total de 1064 alumnes de Barcelona (distribuïts per cursos acadèmics des de Sisè de Primària fins a Quart d'ESO) envers diferents aspectes de les classes de ciències, les relacions ciència tecnologia i societat, i les seves prioritats laborals. Les actituds envers la ciència escolar mostren que l'alumnat està lleugerament d'acord amb el fet que la ciència de l'escola els fomenta l'interès o la curiositat, o els ajuda a tenir més respecte per la natura o a tenir cura de la salut. I alhora, no considera que les ciències siguin molt difícils. És rellevant la manca de vocacions científiques que es constata ja a Sisè de Primària. L'alumnat de la mostra està d'acord amb reconèixer els aspectes positius del paper de la ciència i la tecnologia a la societat, es mostra escèptic envers els aspectes metodològics de la ciència i es mostra en desacord envers les implicacions socials positives del progrés científic. Respecte a les prioritats laborals, es pot concloure que, en general, l'alumnat desitja tenir una feina que li possibiliti desenvolupar-se professionalment, que coincideixi amb els seus valors i que els permeti treballar amb altres persones.Les actituds envers la ciència escolar obtenen valors més negatius al llarg de l'escolaritat; mentre que envers les relacions ciència, tecnologia i societat i les prioritats laborals es mantenen més constants. Els moments de màxima disminució coincideixen amb la transició Primària - Secundària i amb els cursos on el programa es relaciona bàsicament amb la física i la química. Quant al gènere, només s'observen diferències significatives respecte la tecnologia, situació molt diferent a la dels països anglosaxons on es descriuen diferències en molts altres aspectes.A la segona part de la recerca s'estudien les possibles diferències actitudinals envers aquests mateixos aspectes segons si l'alumnat expressa la voluntat d'arribar a ser científic o no. Els resultats indiquen que les diferències actitudinals es concentren en els ítems que fan referència a les classes de ciències, i no pas en aquells que fan referència a la importància de la ciència i la tecnologia a la societat o a les prioritats laborals. Així doncs, l'alumnat que expressa que vol continuar estudiant ciències sosté una actitud més favorable envers considerar que les classes de ciències els han mostrat noves professions, que aquestes els milloraran les seves oportunitats laborals i que el que han après els ajuda en la seva vida diària. En canvi, respecte a l'interès i la dificultat o facilitat per aprendre ciències, les diferències actitudinals són menys rellevants. Finalment, la tercera part de la recerca, de caràcter ex post facto, estudia els motius que 264 persones llicenciades en carreres de l'àmbit científic consideren que varen afectar la seva decisió d'estudiar ciències. Els resultats indiquen que la seva motivació principal per estudiar ciències fou el valor intrínsec i utilitari, mentre que el prestigi laboral, social o econòmic hi tingueren una incidència menor. La influència dels agents socialitzadors, especialment el professorat, fou fonamental en un 40% dels casos, sent el segon motiu més esmentat per haver-se decidit a estudiar ciències., The present study focuses on the affective dimension of science learning, thus the main goal of our research is to examine students' attitudes and motivation towards the learning of science. To present our results, we have structured this document into three parts.In the first part, we analyze students' attitudes regarding different aspects of sciences classes, the relationship between science, technology and society, and the jobs priorities of a total amount of 1064 Barcelona students (primary and secondary students aged 11- 16). Attitudes toward science classes show that students partially agree that school science promotes their interest or curiosity, helps them develop respect for nature or interest in keeping healthy. Students do not consider school science to be too difficult. It is notable the lack of scientific vocation, that students already showed in the last course of Primary School.Students agree on the positive aspects of science and technology in the society, but express their skepticism towards the methodological aspects of science and show their disagreement towards the positive social implications of science progress.Regarding jobs priorities, students tend, in general, to wish for a job that allows their professional development, that is coherent with their values and lets them work with other people.Attitudes toward school science tend to obtain more negative values throughout the schooling period, while attitudes towards the relationship between science, technology and society and their jobs priorities tend to be constant. The moments of maximum decline coincide with the transition between primary and secondary education and with the science courses in which physics and chemistry is taught.Regarding gender, there only significant differences are to be found in student's perception of technology. Such situation differs from the findings in Anglo-Saxon countries, where gender differences are notorious in more aspects. In the second part of the research, we study the possible attitudinal differences between those students who wish to become scientists and those who do not. Attitudinal differences are shown regarding school science but not regarding the relationship between science, technology and society and their jobs priorities. In general terms, those students who wish to become scientists express a more positive attitude towards the role of school science as a means that opens for them doors to new professions, that offers them more job opportunities or that helps them in their daily life. On the other hand, differences regarding their interest or the difficulty of school science are less important.Finally, in the third part of the research, that is ex post facto in nature, we investigate the reasons that affected students' decisions to enroll in a scientific degree, using a sample of 264 graduates in scientific degrees. Results show that the main motivation to study science lay in its intrinsic and utilitarian value, while issues such as job, social or economical prestige had a minor incidence. The influence of socializers, especially teachers' influence, was fundamental in the 40% of the cases, being the second most common reason given for studying science.

Es presenta la metodologia CLIL (aprenentatge integrat de continguts i llengües estrangeres), adreçada tant a ensenyar ciències com a aprendre una llengua estrangera, l’anglès, a primària.

En este trabajo estudiamos cómo tres grupos de alumnos y alumnas, de diferentes edades y niveles educativos, ponen en marcha mecanismos de evaluación y regulación de la comprensión al leer textos de física que presentan algunas dificultades. La investigación se ha llevado a cabo incluyendo, en una prueba escrita, dos textos con diferentes problemas: contradicciones entre la información del texto y los conocimientos del lector y contradicciones que afectan a la consistencia interna. Hemos comprobado que, en muchos casos, la valoración explícita por parte de los estudiantes de la propia comprensión de un texto no es un buen indicador del nivel real de comprensión alcanzado. Podemos afirmar que, si bien las habilidades de los lectores para evaluar y regular su comprensión mejoran al aumentar la edad, los resultados obtenidos no son satisfactorios. In this work we analyze how three groups of students, of different ages and educational levels, evaluate and regulate their comprehension when reading texts of Physics that present some difficulties. The investigation was carried out by including in a written test, two texts with different kinds of problems: contradictions between the information of the text and the students' previous knowledge and contradictions that affect internal consistency. We have proved that, in many cases, students' explicit evaluation of their own comprehension of a text is not a good indicator of the true level of comprehension reached. We can affirm that, although the readers' abilities to evaluate and to regulate their comprehension improves with age, the results obtained are not satisfactory.