Synthesis of cytochrome P450 inhibitors of vitamin E metabolism

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Molecular characterization of the contribution of autophagy to antigen presentation using quantitative proteomics

L’autophagie est une voie hautement conservée de dégradation lysosomale des constituants cellulaires qui est essentiel à l’homéostasie cellulaire et contribue à l’apprêtement et à la présentation des antigènes. Les rôles relativement récents de l'autophagie dans l'immunité innée et acquise sous-tendent de nouveaux paradigmes immunologiques pouvant faciliter le développement de nouvelles thérapies où la dérégulation de l’autophagie est associée à des maladies auto-immunes. Cependant, l'étude in vivo de la réponse autophagique est difficile en raison du nombre limité de méthodes d'analyse pouvant fournir une définition dynamique des protéines clés impliquées dans cette voie. En conséquence, nous avons développé un programme de recherche en protéomique intégrée afin d’identifier et de quantifier les proteines associées à l'autophagie et de déterminer les mécanismes moléculaires régissant les fonctions de l’autophagosome dans la présentation antigénique en utilisant une approche de biologie des systèmes. Pour étudier comment l'autophagie et la présentation antigénique sont activement régulés dans les macrophages, nous avons d'abord procédé à une étude protéomique à grande échelle sous différentes conditions connues pour stimuler l'autophagie, tels l’activation par les cytokines et l’infection virale. La cytokine tumor necrosis factor-alpha (TNF-alpha) est l'une des principales cytokines pro-inflammatoires qui intervient dans les réactions locales et systémiques afin de développer une réponse immune adaptative. La protéomique quantitative d'extraits membranaires de macrophages contrôles et stimulés avec le TNF-alpha a révélé que l'activation des macrophages a entrainé la dégradation de protéines mitochondriales et des changements d’abondance de plusieurs protéines impliquées dans le trafic vésiculaire et la réponse immunitaire. Nous avons constaté que la dégradation des protéines mitochondriales était sous le contrôle de la voie ATG5, et était spécifique au TNF-alpha. En outre, l’utilisation d’un nouveau système de présentation antigènique, nous a permi de constater que l'induction de la mitophagie par le TNF-alpha a entrainée l’apprêtement et la présentation d’antigènes mitochondriaux par des molécules du CMH de classe I, contribuant ainsi la variation du répertoire immunopeptidomique à la surface cellulaire. Ces résultats mettent en évidence un rôle insoupçonné du TNF-alpha dans la mitophagie et permet une meilleure compréhension des mécanismes responsables de la présentation d’auto-antigènes par les molécules du CMH de classe I. Une interaction complexe existe également entre infection virale et l'autophagie. Récemment, notre laboratoire a fourni une première preuve suggérant que la macroautophagie peut contribuer à la présentation de protéines virales par les molécules du CMH de classe I lors de l’infection virale par l'herpès simplex virus de type 1 (HSV-1). Le virus HSV1 fait parti des virus humains les plus complexes et les plus répandues. Bien que la composition des particules virales a été étudiée précédemment, on connaît moins bien l'expression de l'ensemble du protéome viral lors de l’infection des cellules hôtes. Afin de caractériser les changements dynamiques de l’expression des protéines virales lors de l’infection, nous avons analysé par LC-MS/MS le protéome du HSV1 dans les macrophages infectés. Ces analyses nous ont permis d’identifier un total de 67 protéines virales structurales et non structurales (82% du protéome HSV1) en utilisant le spectromètre de masse LTQ-Orbitrap. Nous avons également identifié 90 nouveaux sites de phosphorylation et de dix nouveaux sites d’ubiquitylation sur différentes protéines virales. Suite à l’ubiquitylation, les protéines virales peuvent se localiser au noyau ou participer à des événements de fusion avec la membrane nucléaire, suggérant ainsi que cette modification pourrait influer le trafic vésiculaire des protéines virales. Le traitement avec des inhibiteurs de la réplication de l'ADN induit des changements sur l'abondance et la modification des protéines virales, mettant en évidence l'interdépendance des protéines virales au cours du cycle de vie du virus. Compte tenu de l'importance de la dynamique d'expression, de l’ubiquitylation et la phosphorylation sur la fonction des proteines virales, ces résultats ouvriront la voie vers de nouvelles études sur la biologie des virus de l'herpès. Fait intéressant, l'infection HSV1 dans les macrophages déclenche une nouvelle forme d'autophagie qui diffère remarquablement de la macroautophagie. Ce processus, appelé autophagie associée à l’enveloppe nucléaire (nuclear envelope derived autophagy, NEDA), conduit à la formation de vésicules membranaires contenant 4 couches lipidiques provenant de l'enveloppe nucléaire où on retrouve une grande proportion de certaines protéines virales, telle la glycoprotéine B. Les mécanismes régissant NEDA et leur importance lors de l’infection virale sont encore méconnus. En utilisant un essai de présentation antigénique, nous avons pu montrer que la voie NEDA est indépendante d’ATG5 et participe à l’apprêtement et la présentation d’antigènes viraux par le CMH de classe I. Pour comprendre l'implication de NEDA dans la présentation des antigènes, il est essentiel de caractériser le protéome des autophagosomes isolés à partir de macrophages infectés par HSV1. Aussi, nous avons développé une nouvelle approche de fractionnement basé sur l’isolation de lysosomes chargés de billes de latex, nous permettant ainsi d’obtenir des extraits cellulaires enrichis en autophagosomes. Le transfert des antigènes HSV1 dans les autophagosomes a été determine par protéomique quantitative. Les protéines provenant de l’enveloppe nucléaire ont été préférentiellement transférées dans les autophagosome lors de l'infection des macrophages par le HSV1. Les analyses protéomiques d’autophagosomes impliquant NEDA ou la macroautophagie ont permis de decouvrir des mécanismes jouant un rôle clé dans l’immunodominance de la glycoprotéine B lors de l'infection HSV1. Ces analyses ont également révélées que diverses voies autophagiques peuvent être induites pour favoriser la capture sélective de protéines virales, façonnant de façon dynamique la nature de la réponse immunitaire lors d'une infection. En conclusion, l'application des méthodes de protéomique quantitative a joué un rôle clé dans l'identification et la quantification des protéines ayant des rôles importants dans la régulation de l'autophagie chez les macrophages, et nous a permis d'identifier les changements qui se produisent lors de la formation des autophagosomes lors de maladies inflammatoires ou d’infection virale. En outre, notre approche de biologie des systèmes, qui combine la protéomique quantitative basée sur la spectrométrie de masse avec des essais fonctionnels tels la présentation antigénique, nous a permis d’acquérir de nouvelles connaissances sur les mécanismes moléculaires régissant les fonctions de l'autophagie lors de la présentation antigénique. Une meilleure compréhension de ces mécanismes permettra de réduire les effets nuisibles de l'immunodominance suite à l'infection virale ou lors du développement du cancer en mettant en place une réponse immunitaire appropriée.

Tunable diode Laser Absorption Spectroscopy ,Nir Overtone and Life Studies of Some Organic Compound

The present work is mainly concentrated on setting up a NIR tunable diode laser absorption (TDLA) spectrometer for high-resolution molecular spectroscopic studies. For successfully recording the high-resolution tunable diode laser spectrum, various experimental considerations are to be taken into account like the setup should be free from mechanical vibrations, sample should be kept at a low pressure, laser should be in a single mode operation etc. The present experimental set up considers all these factors. It is to be mentioned here that the setting up of a high resolution NIR TDLA spectrometer is a novel experiment requiring much effort and patience. The analysis of near infrared (NIR) vibrational overtone spectra of some substituted benzene compounds using local mode model forms another part of the present work. An attempt is made to record the pulsed laser induced fluorescence/Raman spectra of some organic compounds. A Q-switched Nd:YAG laser is used as the excitation source. A TRIAX monochromator and CCD detector is used for the spectral recording. The observed fluorescence emission for carbon disulphide is centered at 680 nm; this is assigned as due to the n, p* transition. Aniline also shows a broad fluorescence emission centered at 725 nm, which is due to the p,p* transition. The pulsed laser Raman spectra of some organic compounds are also recorded using the same experimental setup. The calibration of the set up is done using the laser Raman spectra of carbon tetrachloride and carbon disulphide. The observed laser Raman spectra for aniline, o-chloroaniline and m-chlorotoluene show peaks characteristics of the aromatic ring in common and the characteristics peaks due to the substitutuent groups. Some new peaks corresponding to low-lying vibrations of these molecules are also assigned

Modification of Polypropylene and Polystyrene Using Nanosilica

The present work focuses on the modification of the commonly used thermoplastics, polypropylene and polystyrene using nanosilica preparcd from a cheap source of sodium silicate. Melt compounding technique has been used for nanocomposite preparation as it is simple and suited to injection moulding. Nanosilica in a polymer matrix provide significant enhancement in strength, stiffness and impact strength. Incorporation of silica particles in a polymer also improves its thennal stability. To achieve better dispersion of fillers in polymer matrices the mixing was done at different shear rates. The enhancement in material properties indicates that at higher shear rates there is greater interaction between particles and the matrix and it depends on filler concentration and type of polymer used. N anosilica is a useful filler in thennoplastic polymers and has been applied in automotive applications, electronic appliances and consumer goods.This thesis is divided into six chapters. General introduction to the topic is described in chapter 1. Salient features of polymer nanocomposites, their synthesis, properties and applications are presented. A review of relevant literature and the scope and objectives are also mentioned in this chapter.The materials used and the vanous experimental method and techniques employed in the study are described in chapter 2. Preparation of nanocomposites by melt blending using Thenno Haake Rheocord, preparation of samples, evaluation of mechanical and thennal properties using UTM, Impact testing and characterization using DMA, TGA and DSC and morphology by SEM are described.The preparation of nanosilica from a laboratory scale to a pilot plant scale is described in chapter 3. Generation of surface modified silica, evaluation of kinetic parameters of the synthesis reaction, scale up of the reactor and modeling of the reactor are also dealt with in this chapter.The modification of the commodity thennoplastic, Polypropylene using nanosilica is described in chapter 4. Preparation of PP/silica nanocomposites, evaluation of mechanical properties, thermal and crystallization characteristics, water absorption and ageing resistance studies are also presented.The modification of Polystyrene using synthesized nanosilica IS described in chapter 5. The method of preparation of PS/silica nanocomposites, evaluation of mechanical properties (static and dynamic), thermal properties melt flow characteristics using Haake Rheocord, water absorption and ageing resistance of these nanocomposites are studied.

Molecular effects on the cross section for pair production and their importance in the evaluation of the total photonuclear cross section of {^16}O in the {\delta-resonance} region

The screening correction to the coherent pair-production cross section on the oxygen molecule has been calculated using self-consistent relativistic wave functions for the one-center and two-center Coulomb potentials. It is shown that the modification of the wave function due to molecular binding and the interference between contributions from the two atoms have both sizeable effects on the screening correction. The so-obtained coherent pair-production cross section which makes up the largest part of the total atomic cross section was used to evaluate the total nuclear absorption cross section from photon attenuation measurements on liquid oxygen. The result agrees with cross sections for other nuclei if A-scaling is assumed. The molecular effect on the pair cross section amounts to 15 % of the nuclear cross section in the {\delta-resonance} region.

The impact of the direct foreign investment in Colombia

La inversión extranjera directa en Colombia es un asunto que particularmente desde 1990 ha venido tomando fuerza y que a su vez genera múltiples cuestiones. Para abordar el impacto que la IED ha tenido en Colombia se hace necesario hacer un acercamiento teórico para comprender el concepto, pasando por el estudio del caso latinoamericano para después seleccionar los principales sectores de la economía colombiana y en los cuales la IED ha jugado un rol destacado, como es el caso del sector financiero, la industria manufacturera, el sector de electricidad, gas y agua, el sector de transporte, almacenamiento y comunicaciones y el sector petróleo. Con ello en mente será posible establecer y medir el impacto económico de la IED, tomando como principal indicador la correlación entre la IED y PIB por sector y otros aspectos como el impacto en el empleo y la transferencia de conocimiento y tecnología. Igualmente es necesario abordar la perspectiva del inversionista y los riesgos y beneficios que corre al invertir en Colombia, esto permitirá ampliar el campo de análisis y establecer otras relaciones e impactos conexos de la IED en los aspectos sociales y culturales del país. Gracias a estos análisis será posible emitir un juicio de valor sustentado en un análisis científico detallado sobre el verdadero impacto de la IED y extendiéndose más allá del campo económico.

Synthesis, structure and reactivity of novel CuI, CuII and CuIII complexes containing triaza and hexaaza macrocyclic ligands

El treball de tesi s'emmarca dins del camp de la bioinorgànica, disciplina que estudia les propietats estructurals i de reactivitat dels centres actius dels enzims, servint-se de models síntètics de baix pes molecular per tal d'intentar reproduïr la reactivitat presentada per l'enzim i conèixer els mecanismes de reacció a nivell molecular que tenen lloc en els processos biològics.1 Més concretament el treball posa especial èmfasi en els processos d'activació d'oxigen molecular que tenen lloc en les metaloproteïnes de Coure del Tipus 3, com són l'hemocianina i la tirosinasa, ambdues presentant un complex dinuclear de Cu(I)) en el centre actiu de la forma reduïda, capaç d'activar l'O2 cap a espècies de tipus peròxid.2 Un altre camp d'interès ha estat l'estudi dels processos d'activació d'enllaços C-H no activats en hidrocarburs, tant per la seva importàcia a nivell industrial com per comprendre els mecanismes intrínsecs d'aquesta activació a través de metalls de trancisió.3,4 Durant el treball de tesi presentat s'ha desenvolupat la síntesi de nous complexes de Coure(I), Coure(II) y Cu(III) utilitzant lligands macrocíclics de tipus triaza i hexaaza, i s'han estudiat la seves propietats estructurals així com la seva reactivitat. La reacció dels lligands triazacíclics H32m, H2Me33m i H33m amb sals de coure(II) dóna lloc a una reacció de desproporció de Cu(II) per obtenir-se en quantitats equimolars un complex organometàl·lic de Cu(III) i un complex de Cu(I). La caracterizació estructural exhaustiva dels complexes del tipus aryl-Cu(III) evidencia la formació d'un enllaç organometàl·lic entre l'àtom de Cu(III) i el carboni més próxim de l'anell aromàtic del lligand. Aquesta reacció, a més de representar una nova forma de desproporció en la química del Cu, suposa l'activació d'un enllaç C-H aromàtic a temperatura ambient que, mitjançant l'estudi cinètic d'aquesta desproporció per espectroscòpia UV-Vis, dels càlcul de l'efecte cinètic isotòpic utilitzant el lligand deuterat en el C-H de l'anell, juntament amb el recolzament teòrics dels càlculs DFT per a la optimització de geometries d'intermedis de reacció, ens permeten proposar un mecanisme de reacció pel nostre sistema, on l'activació de l'enllaç C-H aromàtic transcorre per la formació d'un enllaç de tipus agòstic C-H ? Cu(II),5 seguit de la desprotonació del C-H aromàtic per acció d'una base i posterior transferència electrònica per obtenir el complex organometàlic de Cu(III) i el complex de de Cu(I). En quant a la reactivitat d'aquests complexes organometàl·lics aryl-Cu(III) s'ha observat que una base en medi aquós causa la inestabilitat d'aquests compostos, evolucionant cap a la inserció d'un àtom d'oxigen sobre la posició activada de l'anell aromàtic, per a donar lloc a un complex dinuclear de Cu(II) amb dos grups fenoxo actuant de pont entre els àtoms metàl·lics. La reacció transcorre per un intermedi colorejat, caracteritzat com el complex ayl-Cu(III) monodesprotonat en una de les seves amines benzíliques, els quals s'observen igualment en la reacció dels correponents complexos de Cu(I) amb oxigen molecular (O2). És en els nostres sistemes en els quals es descriu per primera vegada la participació d'intermedis organometàl·lics Cu(III)-C en processos d'hidroxilació aromàtica, tals com el desenvolupat per l'enzim tirosinasa o per alguns dels seus models químics de síntesi.6,7,8 S'han estudiat les propietats magnètiques dels quatre bis(fenoxo)complexes de Cu(II) descrits, obtenint-se uns acoplaments de tipus antiferromagnètic o ferromagnètic de diversa magnitud, depenent del solapament orbitalari a l'enllaç Cu-O, a través del qual es produeix el superintercanvi. Nous complexos de Cu(I) sintetitzats amb lligands hexaazamacrocíclics han estat estudiats, i posant especial èmfasi a la seva reactivitat respecta a l'activació d'oxigen molecular (O2). S'ha observat una reactivitat diferenciada segons la concentració de complex de Cu(I) utilitzada, de manera que a altes concentracions s'obté un carbonato complex tetranuclear de Cu(II) per fixació de CO2 atmosfèric, mentre que a baixes concentracions s'observa la hidroxilació aromàtica intramolecular d'un dels anells benzílics del lligand, reacció que presumiblement transcorre per atac electrofílic d'un peroxo complex intermedi sobre el sistema ? de l'anell.6 Els resultats obtinguts en aquest treball ens mostren la facilitat per activar enllaços C-H aromàtics per metalls de transició de la primera sèrie (Cu, Ni) quan aquests estan suficientment pròxims a l'enllaç C-H, en unes condicions de reacció molt suaus (1atm., temperatura ambient). Els nous complexos organometàl·lics Aryl-Cu(III) són el producte d'una nova reacció de desproporció de Cu(II), així com un posició aromàtica activada que podria ser el punt de partida per l'estudi de funcionalització selectiva d'aquests grups aromàtics.

Baseline nitrate concentration in groundwater of the Chalk in south Dorset, UK

Determining the degree of nitrate pollution in Chalk groundwater is difficult without a clear understanding of concentrations naturally present. In the UK, a general shortage of long-term records of nitrate concentrations in Chalk groundwater prevents a full quantification of baseline concentrations. This paper presents late nineteenth and early twentieth century data on nitrate concentrations in Chalk groundwater in south Dorset, UK and compares them with corresponding data for the last 25 years. The nitrate record is instructive in (1) providing an insight into the baseline nitrate concentration of groundwater; (2) defining the level of nitrate pollution in potable supplies from the Chalk aquifer; and (3) identifying the long-term variations in local nitrate concentrations. Over a period exceeding 100 years mean nitrate concentrations increased from 1.04 mg NO3-N l(-1) to 6.37 mg NO3-N l(-1). Anthropogenic modification of the local groundwater composition is not evident in the early nitrate record. Nitrate data throughout this early period reflect natural background concentrations of approximately I mg NO3-N l(-1) Intensified fertilser use and increased livestock numbers are suggested as the fundamental cause of the rise in nitrate concentrations. The implications of the nitrate record for regional hydrogeological processes are discussed. (C) 2003 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Evaluation of the cumulative evidence for freedom from BSE in birth cohorts

Substantial resources are used for surveillance of bovine spongiform encephalopathy (BSE) despite an extremely low detection rate, especially in healthy slaughtered cattle. We have developed a method based on the geometric waiting time distribution to establish and update the statistical evidence for BSE-freedom for defined birth cohorts using continued surveillance data. The results suggest that currently (data included till September 2004) a birth cohort of Danish cattle born after March 1999 is free from BSE with probability (power) of 0.8746 or 0.8509, depending on the choice of a model for the diagnostic sensitivity. These results apply to an assumed design prevalence of 1 in 10,000 and account for prevalence heterogeneity. The age-dependent, diagnostic sensitivity for the detection of BSE has been identified as major determinant of the power. The incorporation of heterogeneity was deemed adequate on scientific grounds and led to improved power values. We propose our model as a decision tool for possible future modification of the BSE surveillance and discuss public health and international trade implications.

Anion-pi, Lone-Pair-pi, pi-pi and Hydrogen-Bonding Interactions in a Cu-II Complex of 2-Picolinate and Protonated 4,4 '-Bipyridine: Crystal Structure and Theoretical Studies

A Cu-II complex of protonated 4,4'-bipyridine (Hbyp) and 2-picolinate (pic), [Cu-2(pic)(3)(Hbyp)(H2O)(ClO4)(2)], has been synthesised and characterised by single-crystal X-ray analysis. The structure consists of two copper atoms that have different environments, bridged by a carboxylate group. The equatorial plane is formed by the two bidentate picolinate groups in one Cu-II, and one picolinate, one monodentate 4,4'-bipyridyl ligand and a water molecule in the other. Each copper atom is also weakly bonded to a perchlorate anion in an axial position. One of the coordinated perchlorate groups displays anion-pi interaction with the coordinated pyridine ring. The noncoordinated carboxylate oxygen is involved in lone-pair (l.p.)-pi interaction with the protonated pyridine ring. In addition there are pi-pi and H-bonding interactions in the structure. Bader's theory of "atoms in molecules" (AIM) is used to characterise the anion-pi and l.p.-pi interactions observed in the solid state. A high-level ab initio study (RI-MP2/aug-cc-pVTZ level of theory) has been performed to analyse the anion-pi binding affinity of the pyridine ring when it is coordinated to a transition metal and also when the other pyridine ring of the 4,4'-bipyridine moiety is protonated. Theoretical investigations support the experimental findings of an intricate network of intermolecular interactions, which is characterised in the studied complex, and also indicate that protonation as well as coordination to the transition metal have important roles in influencing the pi-binding properties of the aromatic ring. ((C) Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 69451 Weinheim, Germany, 2009)

Canonical description of the perspective projections

A unique parameterization of the perspective projections in all whole-numbered dimensions is reported. The algorithm for generating a perspective transformation from parameters and for recovering parameters from a transformation is a modification of the Givens orthogonalization algorithm. The algorithm for recovering a perspective transformation from a perspective projection is a modification of Roberts' classical algorithm. Both algorithms have been implemented in Pop-11 with call-out to the NAG Fortran libraries. Preliminary monte-carlo tests show that the transformation algorithm is highly accurate, but that the projection algorithm cannot recover magnitude and shear parameters accurately. However, there is reason to believe that the projection algorithm might improve significantly with the use of many corresponding points, or with multiple perspective views of an object. Previous parameterizations of the perspective transformations in the computer graphics and computer vision literature are discussed.

An assessment of the MODIS collection 5 leaf area index product for a region of mixed coniferous forest

Canopy leaf area index (LAI), defined as the single-sided leaf area per unit ground area, is a quantitative measure of canopy foliar area. LAI is a controlling biophysical property of vegetation function, and quantifying LAI is thus vital for understanding energy, carbon and water fluxes between the land surface and the atmosphere. LAI is routinely available from Earth Observation (EO) instruments such as MODIS. However EO-derived estimates of LAI require validation before they are utilised by the ecosystem modelling community. Previous validation work on the MODIS collection 4 (c4) product suggested considerable error especially in forested biomes, and as a result significant modification of the MODIS LAI algorithm has been made for the most recent collection 5 (c5). As a result of these changes the current MODIS LAI product has not been widely validated. We present a validation of the MODIS c5 LAI product over a 121 km2 area of mixed coniferous forest in Oregon, USA, based on detailed ground measurements which we have upscaled using high resolution EO data. Our analysis suggests that c5 shows a much more realistic temporal LAI dynamic over c4 values for the site we examined. We find improved spatial consistency between the MODIS c5 LAI product and upscaled in situ measurements. However results also suggest that the c5 LAI product underestimates the upper range of upscaled in situ LAI measurements.

Analyzing the persuasion context of the persuasive systems design model with the 3D-RAB model

Research into design methodology is one of the most challenging issues in the field of persuasive technology. However, the introduction of the Persuasive Systems Design model, and the consideration of the 3-Dimensional Re-lationship between Attitude and Behavior, offer to make persuasive technolo-gies more practically viable. In this paper we demonstrate how the 3-Dimensional Relationship between Attitude and Behavior guides the analysis of the persuasion context in the Persuasive System Design model. As a result, we propose a modification of the persuasion context and assert that the technology should be analyzed as part of strategy instead of event.

Bayesian estimation of the double hurdle model in the presence of fixed costs

We present a model of market participation in which the presence of non-negligible fixed costs leads to random censoring of the traditional double-hurdle model. Fixed costs arise when household resources must be devoted a priori to the decision to participate in the market. These costs, usually of time, are manifested in non-negligible minimum-efficient supplies and supply correspondence that requires modification of the traditional Tobit regression. The costs also complicate econometric estimation of household behavior. These complications are overcome by application of the Gibbs sampler. The algorithm thus derived provides robust estimates of the fixed-costs, double-hurdle model. The model and procedures are demonstrated in an application to milk market participation in the Ethiopian highlands.

Effective separation of the actinides Am(III) and Cm(III) by electronic modulation of bis-(1,2,4-triazin-3-yl)phenanthrolines

It has been shown that modification of the phenanthroline backbone of CyMe4-BTPhen leads to subtle electronic modulation, permitting differential ligation of Am(III) and Cm(III) resulting in separation factors up to 7.