Coloides Amfífilos Enantiomórficos en Nutrición Vegetal

Dr. Luis Alberto Lightbourn RojasDIRECTOR

DIVISIÓN DE GENERACIÓN, EXCOGITACIÓN Y TRANSFERENCIA DE CONOCIMIENTO

Los aspectos nano y femto son las bases dimensionales de la Arquitectura

Celular y Arquitectura Molecular

El conocimiento aplicado a resolver problemas de nutrición vegetal por medio del desarrollo e innovación

tecnológica

Es lo que denominamos nutrición bionanofemto-tecnológica biodinámica

Excogitando para Nutrir

Nano Ayuda a conocer detalladamente la

estructura de las células y sobre todo de sus membranas, lo que nos permite conocer las

vías de entrada de nutrientes o canales iónicos específicos

Femto Permite diseñar moléculas que sean

perfectamente compatibles con los canales iónicos para que “entren” a la célula y

puedan ser metabolizadas

Nanotecnología y Femtotecnología

Productividad

Alta Competitivid

ad

Cambio de FlujoLógica

CircularTopologíaSimetría

Sincronización

Ritmos Biológicos

Oscilaciones

Metabólicas

Singularidad de Fase

Morfología Temporal

Difusión Molecular

Nutrición Genomátic

a

Continuum

Homeo-morfismo

Homotropía

Homología

Co-Homología

Dinámica

Modelo Bioquímico Lightbourn

No tenemos competencia: nadie hace lo mismo ni de la misma forma, por lo que hacemos

competitivos a nuestros clientes ya que sus productos obtienen mejor color, olor, sabor y

son libres de contaminantes

Modelo termodinámico: balanceamos las energías de la planta en función del

trabajo de acuerdo con factores críticos como temperatura, humedad, etc., dando a la planta el máximo impulso con el mínimo

esfuerzo Nutrientes Ultra-asimilables

Economía de Recursos

Modelo Bioquímico Lightbourn

Grupo Polar

Grupo No-Polar

Formación de Agregados

Moléculas Amfífilas Micelas

1

2

3

4

Los agregados se forman espontáneamente asociadas físicamente

La agregación es un proceso Start-Stop-Start

Los agregados tienen propiedades bien definidas

Los tamaños y formas de los agregados se adaptan a las diferentes condiciones de temperatura, pH, conductividad eléctrica

Solutos y Disolventes Auto-ensamblado de Amfífilos

Es la temperatura a la cual la solubilidad del surfactante iguala la

concentración micelar crítica (CMC) y es característica para cada

surfactante

VolumenLongitud de la Cadena HidrocarbonadaÁrea del Grupo Cabeza

H2O

Temperatura Krafft (Tk)

número de átomos de carbono

número de grupos metilo

Esféricas(Ns= 0.33) Cilindros

(Ns> 1)

Cilindros Infinitos(Ns) = 0.50

Bicapas Planares(Ns = 1)

Tipos de Micelas

R1

R2

curvatura principal curvatura perpendicular

Curvatura de la Molécular

ΔGMix = ΔHMix - TΔSMix ΔGMix = GFinal - GInicial

Fisicoquímica Coloidal ≠ Tradicional

A=

B=

ΔG= ΔH- TΔS

C A + C B

(CA > CB) (CB > CA)

CA >>> C

BC

A <<< CB

CompletaMiscibilid

ad

Inmiscibilidad

Miscibilidad Parcial

Entropía de las Soluciones Mixtas y Regulares

ΔGMix = - TΔSMix S = k In

NA

NB

+ N

N! / (NA)! (N-NA)!

Ω = N! / (NA)! (N-NA)!Ω = N! / (NA)! (NB)!

S = k (lnN!-lnNA!-lnNB!)

X X XX

X

X X

X X

OOOO

O O OOOO

OO

OO

O O

O O OOO

O

O

OO

OO

O O OO

XXX

X

XX

X X

X

X

Bioteksa:N=25, NA=9 NB=16

ΩFinal = 2”042´975(dos billones)

Ωinicial = 1

ΔSmix = kln Ωfinal / Ωinicial = 15K

lnN! = N (ln N – 1)Aprox. de Stirling

Smix = -K {(NA ln NA / N) + (NB ln NB / N)Smix = -K (NA ln XA + NB ln XB)

XA y XB = Fracción molar

Entropía de las Soluciones Mixtas y Regulares

ΔH= ΔU

E = Energía total de interacción

Fenómenos de Disufisón Mutua El cambio en Entalpía = Cambio en la Energía Interna

Interacción de energías Micro.Estimadas a partir de laEntalpía de Vaporización

= 29.7 kJ/mol, calculamos WAAAsumiendo que Zb = 6 =>Donde el factor 2 evita los conteos de interacciones dobles

Que corresponde a -22 KT a 25º CCon

Por par interactuante

Es el concepto termodinámico central en la descripción de sistemas multicomponente:

Los potenciales químicos dan los cambios en la energía libre por cada molécula en el sistema, 𝒾determinando la viabilidad de redistribución de los componentes del sistema coloidal

Potencial Químico

. .

1 32

Determina la habilidad ó

viabilidad de los componentes

para redistribuirse y ser usados en el sistema coloidal.

Para una solución, el

potencial químico del solvente

(H2O) se expresa en términos de la presión osmótica

(πOSM).

Los potenciales químicos

muestran los campos

gravitacionales externos,

afectando la distribución de

los componentes del sistema

coloidal.

Potencial Químico

La distribución de Boltzmann:

El movimiento Browniano esta expresado por el KT y emerge como fuerza organizadora de las interacciones moleculares, siendo esta la clave para entender las interacciones en el dominio coloidal. Las colisiones moleculares se pueden describir por un modelo completamente al azar según:

Donde, D es el coeficiente de difusión, σ es el diámetro coloidal y p es la presión.

Movimiento Browniano: Interacciones Moleculares y Difusión

El flujo de moléculas en función de un ambiente de concentración se describe por:

1ra Ley de Fick

2da Ley de Fick

.

y por los cambios de concentración:

En un campo gravitacional (Coloide edáfico):

Movimiento Browniano: Interacciones Moleculares y Difusión

La separación microfásica que acompaña a la agregación amfifílica es dada por interacciones solvofóbicas y requiere un amfífilo con grupos polares y no polares bien definidos, así como un disolvente muy polar (H2O).

Son la tensión superficial y el volumen molar del disolvente respectivamente. Esto provee una medida de la energía cohesiva del disolvente al formarse las micelas coloidales.

El parámetro de Gordon

Solvofobicidad

Donde y V

CmM

A

B

103 ɣ

N│

m

0.3

0.2

0.1

0 10 20 Tk 30 40

Mola

rid

ad

Cristal Hidratada

CMC

T (◦C)

Curva de solub.

micelar

Área micelar

Curva

Solvofobicidad

Lightbourn Research

lalr@bioteksa.comInstituto de Investigación

Lightbourn A.C. www.lightbournr.mx

Director

Dr. Luis Alberto Lightbourn Rojas

Research Team

Dra. Josefina León Félix

Dra. Adriana Sañudo Barajas

Dr. José Basilio Heredia

MC. Talia Fernanda Martínez Bastidas

MC. Rubén León Chang

Biol. Gisela Jared Lino López

MC. Luis Alfonso Amarillas Bueno

Gracias