Orientation effects in copper phthalocyanine films studied by electron paramagnetic resonance spectroscopy

The metallo-phthalocyanines (MPcs) are an interesting group of organic semiconductor materials for applications such as large area solar cells due to their optoelectronic properties coupled with the possibility of easily and cheaply fabricating thin films of MPcs [1, 2]. As for organic semiconductors in general, many of the interesting properties of the MPcs such as magnetism, light absorption and charge transport, are highly anisotropic [2, 3]. To maximise the efficiency of a device based on these materials it is therefore important to study their molecular orientation in films and to assess the influence of different growth conditions and substrate treatments.
X-ray diffraction is a well established and powerful technique for studying texture (and hence molecular orientation) in crystalline materials, but it cannot provide any information about amorphous or nanocrystalline films. In electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy the signal comes from the spin of unpaired electrons in the material. This technique therefore does not require the sample to be crystalline. It works for any sample with paramagnetic centres such as the MPcs where the unpaired electrons are contributed by the metal. In this paper we present a continuous-wave X-band EPR study using the anisotropy of the EPR spectrum of CuPc [4] to determine the orientation effects in different types of CuPc films. From these measurements we gain insight into the molecular arrangement of films with different spin concentrations, and apply our technique to the study of molecular orientation in photovoltaic cells.

Electron Transfer Involving the Phylloquinone (A1) Cofactor of Photosystem I Examined with Time Resolved Absorbance and Electron Paramagnetic Resonance Spectroscopy

The dependence of the electron transfer (ET) rate on the Photosystem I (PSI) cofactor phylloquinone (A1) is studied by time-resolved absorbance and electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy. Two active branches (A and B) of electron transfer converge to the FX cofactor from the A1A and A1B quinone. The work described in Chapter 5 investigates the single hydrogen bond from the amino acid residue PsaA-L722 backbone nitrogen to A1A for its effect on the electron transfer rate to FX. Room temperature transient EPR measurements show an increase in the rate for the A1A- to FX for the PsaA-L722T mutant and an increased hyperfine coupling to the 2-methyl group of A1A when compared to wild type. The Arrhenius plot of the A1A- to FX ET in the PsaA-L722T mutant suggests that the increased rate is probably the result of a slight change in the electronic coupling between A1A- and FX. The reasons for the non-Arrhenius behavior are discussed. The work discussed in Chapter 6 investigates the directionality of ET at low temperature by blocking ET to the iron-sulfur clusters FX, FA and FB in the menB deletion mutant strain of Synechocyctis sp. PCC 6803, which is unable to synthesize phylloquinone, by incorporating the high midpoint potential (49 mV vs SHE) 2,3-dichloro-1,4-naphthoquinone (Cl2NQ) into the A1A and A1B binding sites. Various EPR spectroscopic techniques were implemented to differentiate between the spectral features created from A and B- branch electron transfer. The implications of this result for the directionality of electron transfer in PS I are discussed. The work discussed in Chapter 7 was done to study the dependence of the heterogeneous ET at low temperature on A1 midpoint potential. The menB PSI mutant contains plastiquinone-9 in the A1 binding site. The solution midpoint potential of the quinone measures 100 mV more positive then wild-type phylloquinone. The irreversible ET to the terminal acceptors FA and FB at low temperature is not controlled by the forward step from A1 to FX as expected due to the thermodynamic differences of the A1 cofactor in the two active branches A and B. Alternatives for the ET heterogeneity are discussed.

On the interaction of bovine serum albumin with ionic surfactants: Temperature induced EPR changes of a maleimide nitroxide reflect local protein dynamics and probe solvent accessibility

The interaction of bovine serum albumin (BSA) with the ionic surfactants sodium dodecylsulfate (SDS, anionic), cetyltrimethylammonium chloride (CTAC, cationic) and N-hexadecyl-N,N-dimethyl-3-ammonio-1-propanesulfonate (HPS, zwitterionic) was studied by electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy of spin label covalently bound to the single free thiol group of the protein. EPR spectra simulation allows to monitor the protein dynamics at the labeling site and to estimate the changes in standard Gibbs free energy, enthalpy and entropy for transferring the nitroxide side chain from the more motionally restricted to the less restricted component. Whereas SDS and CTAC showed similar increases in the dynamics of the protein backbone for all measured concentrations. HPS presented a smaller effect at concentrations above 1.5 mM. At 10 mM of surfactants and 0.15 mM BSA, the standard Gibbs free energy change was consistent with protein backbone conformations more expanded and exposed to the solvent as compared to the native protein, but with a less pronounced effect for HPS. In the presence of the surfactants, the enthalpy change, related to the energy required to dissociate the nitroxide side chain from the protein, was greater, suggesting a lower water activity. The nitroxide side chain also detected a higher viscosity environment in the vicinity of the paramagnetic probe induced by the addition of the surfactants. The results suggest that the surfactant-BSA interaction, at higher surfactant concentration, is affected by the affinities of the surfactant to its own micelles and micelle-like aggregates. Complementary DLS data suggests that the temperature induced changes monitored by the nitroxide probe reflects local changes in the vicinity of the single thiol group of Cys-34 BSA residue. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.

Reactivity of Beer Bitter Acids Toward the 1-Hydroxyethyl Radical as Probed by Spin-Trapping Electron Paramagnetic Resonance (EPR) and Electrospray Ionization-Tandem Mass Spectrometry (ESI-MS/MS)

The iso-alpha-acids or isohumulones are the major contributors to the bitter taste of beer, and it is well-recognized that they are degraded during beer aging. In particular, the trans-isohumulones seem to be less stable than the cis-isohumulones. The major radical identified in beer is the 1-hydroxyethyl radical; however, the reactivity between this radical and the isohumulones has not been reported until now. Therefore, we studied the reactivity of isohumulones toward the 1-hydroxyethyl radical through a competitive kinetic approach. It was observed that both cis- and trans-isohumulones and dihydroisohumulones are decomposed in the presence of 1-hydroxyethyl radicals, while the reactivities are comparable. On the other hand, the tetrahydroisohumulones did not react with 1-hydroxyethyl radicals. The apparent second-order rate constants for the reactions between the 1-hydroxyethyl radical and these compounds were determined by electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy and electrospray ionization-tandem mass spectrometry [ESI(+)-MS/MS]. It follows that degradation of beer bitter acids is highly influenced by the presence of 1-hydroxyethyl radicals. The reaction products were detected by liquid chromatography electrospray ionization-ion trap-tandem mass spectrometry (LC-ESI-IT-MS/MS), and the formation of oxidized derivatives of the isohumulones was confirmed. These data help to understand the mechanism of beer degradation upon aging.

On the interaction of bovine serum albumin with ionic surfactants: Temperature induced EPR changes of a maleimide nitroxide reflect local protein dynamics and probe solvent accessibility

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

EPR investigation of the influence of side chain protecting groups on peptide-resin solvation of the Asx and Glx model containing peptides

In spite of all progressive efforts aiming to optimize SPPS, serious problems mainly affecting the assembly of aggregating sequences have persisted. Following the study intended to unravel the complex solvation phenomenon of peptide-resin beads, the XING and XAAAA model aggregating segments were labeled with a paramagnetic probe and studied via EPR spectroscopy. Low and high substituted resins were also comparatively used, with the X residue being Asx or Glx containing the main protecting groups used in the SPPS. Notably, the cyclo-hexyl group used for Asp and Glu residues in Boc-chemistry induced greater chain immobilization than its tert-butyl partner-protecting group of the Fmoc strategy. Otherwise, the most impressive peptide chain immobilization occurred when the large trytil group was used for Asn and Gln protection in Fmoc-chemistry. These surprising results thus seem to stress the possibility of the relevant influence of the amino-acid side chain protecting groups in the overall peptide synthesis yield. (C) 2007 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Characterization of iron(III)porphyrin-hydroxo complexes in organic media through UV-Vis and EPR spectroscopies

The interaction of OH- with Fe(TPP)(+), Fe(TDCPP)(+), Fe(TMP)(+) and Fe(TFPP)(+) in 1,2-dichloroethane was studied by titrating FeP solutions with aliquots of a solution of tetrabutylammonium hydroxide in acetonitrile. The number of OH- ions (n) coordinated to the FeP and the stability constants (beta(n)) for the FeP-OH- complexes were calculated from UV-Vis absorbance data and iron spin states were determined through EPR spectroscopy, Fe(TMP) (+) forms a high-spin mono-hydroxo complex, while Fe(TPP)I and Fe(TDCPP)(+) form high-spin bis-hydroxo complexes. To our knowledge, this is the first time that the formation of bis-hydroxo complexes from Fe(TPP) (+) has been reported, and this was possible because the studies were carried out in basic organic media, In this same medium, Fe-III-Fe-II reduction upon OH- addition to Fe(TFPP) (+) was observed, without concomitant formation of the mu-oxo dimeric species [Fe(TFPP)](2)O. (C) 1999 Elsevier B.V., All rights reserved.

Deconvolution of the EPR spectra of vanadium oxide nanotubes

In this work we report results of continuous wave (CW) electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy of vanadium oxide nanotubes. The observed EPR spectra are composed of a weak well-resolved spectrum of isolated V4+ ions on top of an intense and broad structure-less line shape, attributed to spin-spin exchanged V4+ clusters. With the purpose to deconvolute the structured weak spectrum from the composed broad line, a new approach based on the Krylov basis diagonalization method (KBDM) is introduced. It is based on the discrimination between broad and sharp components with respect to a selectable threshold and can be executed with few adjustable parameters, without the need of a priori information on the shape and structure of the lines. This makes the method advantageous with respect to other procedures and suitable for fast and routine spectral analysis, which, in conjunction with simulation techniques based on the spin Hamiltonian parameters, can provide a full characterization of the EPR spectrum. Results demonstrate and characterize the coexistence of two V4+ species in the nanotubes and show good progress toward the goal of obtaining high fidelity deconvoluted spectra from complex signals with overlapping broader line shapes. (C) 2012 Elsevier Inc. All rights reserved.

EPR-Spektroskopie zur Untersuchung von Struktur und Dynamik in Polymer-Ton-Nanokompositen

Ziel der vorliegenden Arbeit war die Untersuchung von Struktur und Dynamik in Polymer-Ton-Nanokompositen mittels EPR-Spektroskopie; damit sollten ein Beitrag zur Analyse der Tensidschicht in solchen Systemen geleistet und die Ergebnisse anderer Messmethoden ergänzt werden. Die Tensidschicht in Polymer-Ton-Nanokompositen nimmt großen Einfluss auf das System, denn sie bestimmt die Wechselwirkung zwischen Ton und Polymer: Damit hydrophiler Ton gut mit hydrophobem Polymer (hier Polystyrol) mischbar ist, muss das Schichtsilikat zunächst mit Tensiden organisch-modifiziert werden; dies geschieht durch Kationenaustausch der Natriumionen im Ton gegen Tenside. Um mit Hilfe der EPR einen Einblick in die Tensidschicht zu gewinnen, muss etwa 1% der zur Tonmodifizierung eingesetzten Amphiphile spinmarkiert sein. So gelang es im Rahmen dieser Arbeit, Tenside mit verschiedenen Kopfgruppen, nämlich Trimethylammonium- bzw. Trimethylphosphoniumtenside, zu synthetisieren und sie an verschiedenen Positionen ihrer hydrophoben Alkylkette mit einem Nitroxidradikal zu markieren. Das Nitroxidradikal diente als Spinsonde für die EPR-Experimente. Neben der Synthese verschiedener, spinmarkierter Amphiphile, der anschließenden Darstellung organisch-modifizierten Tons (Kationenaustausch) und verschiedener Polymer-Ton-Nanokomposite (Schmelzinterkalation) wurden alle Proben mittels EPR-Spektroskopie untersucht; dabei wurden sowohl cw- als auch gepulste Messtechniken eingesetzt. Aus cw-Experimenten ging hervor, dass die Dynamik der gesamten Tensidschicht mit der Temperatur zunimmt und die Mobilität der hydrophoben Tensidalkylkette mit wachsendem Abstand zu ihrer Kopfgruppe wächst. Zugabe von Polymer behindert bei steigender Temperatur das Anschwellen des Tons bei Aufschmelzen der Tensidschicht; die Dynamik des Systems ist eingeschränkt. Mit Hilfe gepulster EPR-Messungen (ENDOR und ESEEM), die Informationen über Abstände bzw. Kontakt in den untersuchten Systemen lieferten, ließ sich ein Strukturmodell der Polymer-Ton-Nanokomposite skizzieren, das Vorstellungen anderer, älterer Methoden unterstützt: Hierbei richten sich die Tenside in Multischichten unterschiedlicher Mobilität parallel zur Tonoberfläche aus.

Untersuchung der Struktur und Assemblierung des Lichtsammelkomplexes II höherer Pflanzen mittels elektronenparamagnetischer Resonanz (EPR)

Der Haupt-Lichtsammelkomplex (LHCII) des Photosyntheseapparates höherer Pflanzen gehört zu den häufigsten Membranproteinen der Erde. Seine Kristallstruktur ist bekannt. Das Apoprotein kann rekombinant in Escherichia coli überexprimiert und somit molekularbiologisch vielfältig verändert werden. In Detergenzlösung besitzt das denaturierte Protein die erstaunliche Fähigkeit, sich spontan zu funktionalen Protein-Pigment-Komplexen zu organisieren, welche strukturell nahezu identisch sind mit nativem LHCII. Der Faltungsprozess findet in vitro im Zeitbereich von Sekunden bis Minuten statt und ist abhängig von der Bindung der Cofaktoren Chlorophyll a und b sowie verschiedenen Carotinoiden.rn Diese Eigenschaften machen LHCII besonders geeignet für Strukturuntersuchungen mittels der elektronenparamagnetischen Resonanz (EPR)-Spektrokopie. Diese setzt eine punktspezifische Spinmarkierung des LHCII voraus, die in dieser Arbeit zunächst optimiert wurde. Einschließlich der Beiträge Anderer stand eine breite Auswahl von über 40 spinmarkierten Mutanten des LHCII bereit, einen N-terminalen „Cys walk“ eingeschlossen. Weder der hierfür notwendige Austausch einzelner Aminosäuren noch die Anknüpfung des Spinmarkers beeinträchtigten die Funktion des LHCII. Zudem konnte ein Protokoll zur Präparation heterogen spinmarkierter LHCII-Trimere entwickelt werden, also von Trimeren, die jeweils nur ein Monomer mit einer Spinmarkierung enthalten.rn Spinmarkierte Proben des Detergenz-solubilisierten LHCII wurden unter Verwendung verschiedener EPR-Techniken strukturell analysiert. Als besonders aussagekräftig erwies sich die Messung der Wasserzugänglichkeit einzelner Aminosäurepositionen anhand der Electron Spin Echo Envelope Modulation (ESEEM). In Kombination mit der etablierten Double Electron-Electron Resonance (DEER)-Technik zur Detektion von Abständen zwischen zwei Spinmarkern wurde der membranständige Kernbereich des LHCII in Lösung eingehend untersucht und strukturell der Kristallstruktur für sehr ähnlich befunden. Die Vermessung kristallographisch nicht erfasster Bereiche nahe dem N-Terminus offenbarte die schon früher detektierte Strukturdynamik der Domäne in Abhängigkeit des Oligomerisierungsgrades. Der neue, noch zu vervollständigende Datensatz aus Abstandsverteilungen und ESEEM-Wasserzugänglichkeiten monomerer wie trimerer Proben sollte in naher Zukunft die sehr genaue Modellierung der N-terminalen Domäne des LHCII ermöglichen.rn In einem weiteren Abschnitt der Arbeit wurde die Faltung des LHCII-Apoproteins bei der LHCII-Assemblierung in vitro untersucht. Vorausgegangene fluoreszenzspektroskopi-sche Arbeiten hatten gezeigt, dass die Bindung von Chlorophyll a und b in aufeinanderfolgenden Schritten im Zeitbereich von weniger als einer Minute bzw. mehreren Minuten erfolgten. Sowohl die Wasserzugänglichkeit einzelner Aminosäurepositionen als auch Spin-Spin-Abstände änderten sich in ähnlichen Zeitbereichen. Die Daten deuten darauf hin, dass die Ausbildung der mittleren Transmembran-Helix mit der schnelleren Chlorophyll-a-Bindung einhergeht, während sich die Superhelix aus den beiden anderen Transmembranhelices erst im langsameren Schritt, zusammen mit der Chlorophyll-b-Bindung, ausbildet.rn

Structural analysis of the major lightharvesting complex II by electron paramagnetic resonance (EPR) : comparison between monomers and trimers

Der Haupt-Lichtsammenkomplex II (LHCII) höherer Pflanzen ist das häufigsternMembranprotein der Welt und in die chloroplastidäre Thylakoidmembran integriert. DerrnLHCII kann als Modellsystem genutzt werden, um die Funktionsweise vonrnMembranproteinen besser zu verstehen, da 96 % seiner Struktur kristallografisch aufgelöstrnist und er in rekombinanter Form in vitro rückgefaltet werden kann. Hierbei entsteht einrnvoll funktionaler Protein-Pigment.Komplex, der nahezu identisch mit der in vivo Varianternist.rnElektronenparamagnetischen Resonanz (EPR) Spektroskopie ist eine hoch sensitive undrnideal geeignete Methode, um die Strukturdynamik von Proteinen zu untersuchen. Hierzurnist eine ortsspezifische Markierung mit Spinsonden notwendig, die kovalent an Cysteinernbinden. Möglich wird dies, indem sorgfältig ausgewählte Aminosäuren gegen Cysteinerngetauscht werden, ohne dass die Funktionsweise des LHCII beeinträchtigt wird.rnIm Rahmen dieser Arbeit wurden die Stabilität des verwendeten Spinmarkers und diernProbenqualität verbessert, indem alle Schritte der Probenpräparation untersucht wurden.rnMithilfe dieser Erkenntnisse konnte sowohl die Gefahr einer Proteinaggregation als auchrnein Verlust des EPR Signals deutlich vermindert werden. In Kombination mit derrngleichzeitigen Etablierung des Q-Band EPR können nun deutlich geringer konzentrierternProben zuverlässig vermessen werden. Darüber hinaus wurde eine reproduzierbarernMethode entwickelt, um heterogene Trimere herzustellen. Diese bestehen aus einemrndoppelt markierten Monomer und zwei unmarkierten Monomeren und erlauben es, diernkristallografisch unvollständig aufgelöste N-terminale Domäne im monomeren undrntrimeren Assemblierungsgrad zu untersuchen. Die Ergebnisse konnten einerseits diernVermutung bestätigen, dass diese Domäne im Vergleich zum starren Proteinkern sehrrnflexibel ist und andererseits, dass sie in Monomeren noch mobiler ist als in Trimeren.rnZudem wurde die lumenale Schleifenregion bei unterschiedlichen pH Werten undrnvariierender Pigmentzusammensetzung untersucht, da dieser Bereich sehr kontroversrndiskutiert wird. Die Messergebnisse offenbarten, dass diese Region starre und flexiblerernSektionen aufweist. Während der pH Wert keinen Einfluss auf die Konformation hatte,rnzeigte sich, dass die Abwesenheit von Neoxanthin zu einer Änderung der Konformationrnführt. Weiterführende Analysen der strukturellen Dynamik des LHCII in einerrnLipidmembran konnten hingegen nicht durchgeführt werden, da dies eine gerichteternInsertion des rückgefalteten Proteins in Liposomen erfordert, was trotz intensiverrnVersuche nicht zum Erfolg führte.

Bio-inspired polymer-supported nitrido molybdenum(VI) complexes for ammonia synthesis − reactivity towards protons and electrons : EPR investigations on paramagnetic molybdenum(V) and copper(II) complexes

Die biologische Stickstofffixierung durch Molybdän-haltige Nitrogenasen sowie die Erforschung des zugrundeliegenden komplexen Mechanismus (N2-Aktivierung an Metall-Zentren, 6-fache Protonierung und Reduktion, N–N Bindungsspaltung unter Bildung von Ammoniak) ist von erheblichem Interesse. Insbesondere Molybdän-Komplexe wurden bereits erfolgreich als Modellverbindungen für die Untersuchung elementarer Einzelschritte der N2-Aktivierung eingesetzt. Durch die Verwendung von Triamidoamin-Liganden ist es Schrock et al. sogar gelungen mehrere Katalysezyklen zu durchlaufen und einen Mechanismus zu formulieren. Trotz der sterisch anspruchsvollen Substituenten in den Schrock-Komplexen ist die Umsatzrate dieses homogenen Katalysators, aufgrund Komplex-Deaktivierung infolge intermolekularer Reaktionen wie Dimerisierung und Disproportionierung, limitiert. In der vorliegenden Arbeit wurden einige dieser Herausforderungen angegangen und die aktiven Spezies auf einer Festphase immobilisiert, um intermolekulare Reaktionen durch räumliche Isolierung der Komplexe zu unterdrücken.rnEin Polymer-verankertes Analogon des Schrock Nitrido-Molybdän(VI)-Komplexes wurde auf einem neuen Reaktionsweg synthetisiert. Dieser beinhaltet nur einen einzigen Reaktionsschritt, um die funktionelle Gruppe „MoN“ einzuführen. Protonierung des immobilisierten Nitrido-Molybdän(VI)-Komplexes LMoVIN (L = Polymer-verankerter Triamidoamin-Ligand) mit 2,6-Lutidinium liefert den entsprechenden Imido-Molybdän(VI)-Komplex. Durch anschließende Ein-Elektronen-Reduktion mit Cobaltocen wird der Polymer-angebundene Imido-Molybdän(V)-Komplex erhalten, bewiesen durch EPR-Spektroskopie (g1,2,3 = 1.989, 1.929, 1.902). Durch die Immobilisierung und die effektive räumliche Separation der Reaktionszentren auf der Festphase werden bimolekulare Nebenreaktionen, die oft in homogenen Systemen auftreten, unterdrückt. Dies ermöglicht zum ersten Mal die Darstellung des Imido-Molybdän(V)-Intermediates des Schrock-Zyklus.rnEPR-Spektren des als Spin-Label eingeführten immobilisierten Nitrato-Kupfer(II)-Komplexes wurden unter verschiedenen Bedingungen (Lösungsmittel, Temperatur) aufgenommen, wobei sich eine starke Abhängigkeit zwischen der Zugänglichkeit und Reaktivität der immobilisierten Reaktionszentren und der Art des Lösungsmittels zeigte. Somit wurde die Reaktivität von LMoVIN gegenüber Protonen und Elektronen, welches zur Bildung von NH3 führt, unter Verwendung verschiedener Lösungsmittel untersucht und optimiert. Innerhalb des kugelförmigen Polymers verläuft die Protonierung und Reduktion von LMoVIN stufenweise. Aktive Zentren, die sich an der „äußeren Schale“ des Polymers befinden, sind gut zugänglich und reagieren schnell nach H+/e− Zugabe. Aktive Zentren im „Inneren des Polymers“ hingegen sind schlechter zugänglich und zeigen langsame diffusions-kontrollierte Reaktionen, wobei drei H+/e− Schritte gefolgt von einer Ligandenaustausch-Reaktion erforderlich sind, um NH3 freizusetzen: LMoVIN  LMoVNH  LMoIVNH2  LMoIIINH3 und anschließender Ligandenaustausch führt zur Freisetzung von NH3.rnIn einem weiteren Projekt wurde der Bis(ddpd)-Kupfer(II)-Komplex EPR-spektroskopisch in Hinblick auf Jahn−Teller-Verzerrung und -Dynamik untersucht. Dabei wurden die EPR-Spektren bei variabler Temperatur (70−293 K) aufgenommen. Im Festkörperspektrum bei T < 100 K erscheint der Kupfer(II)-Komplex als gestreckter Oktaeder, wohingegen das EPR-Spektrum bei höheren Temperaturen g-Werte aufzeigt, die einer pseudo-gestauchten oktaedrischen Kupfer(II)-Spezies zuzuordnen sind. Diese Tatsache wird einem intramolekularen dynamischen Jahn−Teller Phänomen zugeschrieben, welcher bei 100 K eingefroren wird.

Free radical reactions in atherosclerosis; An EPR spectrometry study

The copper catalysed oxidation of homocysteine has been studied by electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy and spin trapping techniques to determine the nature of free radical species formed under varying experimental conditions. Three radicals; thiyl, alkyl and hydroxyl were detected with hydroxyl being predominant. A reaction mechanism is proposed involving Fenton chemistry. Inclusion of catalase to test for intermediate generation of hydrogen peroxide showed a marked reduction in amount of hydroxyl radical generated. In contrast, the addition of superoxide dismutase showed no significant effect on the level of hydroxyl radical formed. Enhanced radical formation was observed at higher levels of oxygen, an effect which has consequences for differential oxygen levels in arterial and venous systems. Implications are drawn for a higher incidence of atherosclerotic plaque formation in arteries versus veins. © 2006 - IOS Press and the authors. All rights reserved.

Pathways of the Photocatalytic Reaction of Acetate in H2O and D2O Combined: An EPR and ATR-FTIR Study

The adsorption and photocatalytic degradation of acetate on TiO2 surfaces was investigated in H2O and D2O by ATR-FTIR and EPR Spectroscopy respectively. These studies were carried out in the dark and under UV(A) illumination to gain additional insights into the adsorption behaviour with the identification of paramagnetic species formed during the oxidation of acetate. Isotopic exchange during the adsorption of D2O on TiO2 surface led to different interactions between the adsorbate and OD groups. At different pH levels, several surface complexes of acetate can be formed such as monodentate, or bidentates. Under UV(A) irradiation of TiO2 aqueous suspensions, the formation of hydroxyl and methoxy radicals evidenced as the corresponding spin-adducts, were found to dominate in alkaline and acidic suspensions respectively. Two possible pathways for the oxidation of acetate have been suggested at different pH levels in solution in terms of the source of the spin adduct formed. These proposed pathways were found to be in good agreement with ATR-FTIR and EPR results.