Morphological characterization of aqueous tin oxyhydroxide gel

Light scattering, electron microscopy and X-ray diffraction are used to determine the morphology and size of particles in diluted aqueous gel of tin (IV) oxyhydroxide. Data show that the gel is composed of spherical 2-3 nm sized crystalline particles aggregated as rigid branched chains. It is suggested that stiffness of chains results from dissolution-precipitation equilibria and chemical bonding between particles within the chains. © 1994.

In vitro metabolism effect on genotoxicity and antigenotoxicity of Agaricus blazei organics and aqueous extracts by the comet assay

There is high interest in the natural products properties due to their use in popular medicine. Agaricus blazei Murrill ss. Heinem. (Ab) is native to Brazil and has been widely disseminated because its medicinal properties. In the present study, the genotoxic and antigenotoxic potential of Ab extracts were investigated using the comet assay. The cells utilized were the non drug-metabolizing line CHO-k1 (Chinese hamster ovary) and the drug-metabolizing line HTC (rat hepatoma). Cells were treated for 3 h in the absence of fetal bovain serum (FBS) with methanolic, hexanic and n-butanolic extracts at 50 μg/ml and 0.75% aqueous extract to test for genotoxicity. Antigenotoxic effects of extracts were determined in cells exposed to the DNA damage inducing agent ethyl methanesulfonate under simultaneous or simultaneous with 1 h pre-incubation conditions. The extracts did not show genotoxicity in HTC, while they were genotoxic in CHO-k1. No antigenotoxic effect was observed with any extract under any condition. These results demonstrate that the metabolism in presence or in absence has a direct influence on the genotoxicity of these extracts. © 2006 The Japan Mendel Society.

Evaluation of antidiarrhoeal effects of Psidium guajava L. (Myrtaceae) aqueous leaf extract in mice

A crude aqueous extract of the leaves of the guava tree, Psidium guajava L. (Myrtaceae), were studied for antidiarrhoeal effects, to place one of its traditional medical uses. The extract induced a decrease in the propulsive movements of the intestinal contents in mice. These findings suggested that an aqueous extract of guava leaves may be used as an effective treatment for non-specific diarrhoea in folk medicine.

Reduced graphene oxide multilayers for gas and liquid phases chemical sensing

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Exposed Collagen In Resin Bonds to Caries-affected Dentin After Dentin Treatment with Aqueous and Alcoholic Chlorhexidine Solutions

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Modulation of the activity and selectivity of the immobilized lipases by surfactants and solvents

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Dinitrosyl iron complexes with cysteine. kinetics studies of the formation and reactions of dnics in aqueous solution

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Fungitoxic non-glycosidic iridoids from Alibertia macrophylla

The aqueous alcohol extract of the leaves of Alibertia macrophylla afforded two epimeric pairs of iridoid aglycones and one of them showed high inhibitory activity against Aspergillus niger, Cladosporium sphaerospermum, C. cladosporioides and Colletotrichum gloesporioides. Three of the compounds are reported for the first time from natural sources. Their structures were established on the basis of spectroscopic studies, mainly through 13C NMR analysis. © 1992.

Quality characteristics and fertilizing ability of ram sperm subpopulations separated by partition in an aqueous two-phase system

Centrifugal countercurrent distribution (CCCD) in an aqueous two-phase system (TPS) is a resolute technique revealing sperm heterogeneity and for the estimation of the fertilizing potential of a given semen sample. However, separated sperm subpopulations have never been tested for their fertilizing ability yet. Here, we have compared sperm quality parameters and the fertilizing ability of sperm subpopulations separated by the CCCD process from ram semen samples maintained at 20 degrees C or cooled down to 5 degrees C. Total and progressive sperm motility was evaluated by computer-assisted analysis using a CASA system and membrane integrity was evaluated by flow cytometry by staining with CFDA/Pl. The capacitation state, staining with chlortetracycline, and apoptosis-related markers, such as phosphatidylserine (PS) translocation detected with Annexin V. and DNA damage detected by the TUNEL assay, were determined by fluorescence microscopy. Additionally, the fertilizing ability of the fractionated subpopulations was comparative assessed by zona binding assay (ZBA). CCCD analysis revealed that the number of spermatozoa displaying membrane and DNA alterations was higher in samples chilled at 5 degrees C than at 20 degrees C. which can be reflected in the displacement to the left of the CCCD profiles. The spermatozoa located in the central and right chambers (more hydrophobic) presented higher values (P<0.01) of membrane integrity, lower PS translocation (P<0.05) and DNA damage (P<0.001) than those in the left part of the profile, where apoptotic markers were significantly increased and the proportion of viable non-capacitated sperm was reduced. We have developed a new protocol to recover spermatozoa from the CCCD fractions and we proved that these differences were related with the fertilizing ability determined by ZBA, because we found that the number of spermatozoa attached per oocyte was significantly higher for spermatozoa recovered from the central and right chambers, in both types of samples. This is the first time, to our knowledge that sperm recovered from a two-phase partition procedure are used for fertilization assays. These results open up new possibilities for using specific subpopulations of sperm for artificial insemination or in vitro fertilization, not only regarding better sperm quality but also certain characteristics such as subpopulations enriched in spermatozoa bearing X or Y chromosome that we have already isolated or any other feature. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.

Aqueous dispersions of DMPG in low salt contain leaky vesicles

Aqueous dispersions of dimyristoyl phosphatidylglycerol (DMPG), at low ionic strength, display uncommon thermal behavior. Models for such behavior need to assign a form to the lipid aggregate. Although most studies accept the presence of lipid vesicles in the lipid gel and fluid phases, this is still controversial. With electron spin resonance (ESR) spectra of spin labels incorporated into DMPG aggregates, quantification of [C-14]sucrose entrapped by the aggregates, and viscosity measurements, we demonstrate the existence of leaky vesicles in dispersions of DMPG at low ionic strength, in both gel and fluid phases of the lipid. As a control system, the ubiquitous lipid dimyristoyl phosphatidylcholine (DMPC) was used. For DMPG in the gel phase, spin labeling only indicated the presence of lipid bilayers, strongly suggesting that DMPG molecules are organized as vesicles and not micelles or bilayer fragments (bicelles), as the latter has a non-bilayer structure at the edges. Quantification of [C-14]sucrose entrapping by DMPG aggregates revealed the presence of highly leaky vesicles. Due to the short hydrocarbon chains (C-14 atoms), DMPC vesicles were also found to be partially permeable to sucrose, but not as much as DMPG vesicles. Viscosity measurements, with the calculation of the intrinsic viscosiiy of the lipid aggregate, showed that DMPG vesicles are rather similar in the gel and fluid phases, and quite different from aggregates observed along the gel-fluid transition. Taken together, our data strongly supports that DMPG forms leaky vesicles at both gel and fluid phases. (C) 2011 Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved.

Analysis of Insect Cuticular Compounds by Non-lethal Solid Phase Micro Extraction with Styrene-Divinylbenzene Copolymers

Insect cuticular hydrocarbons including relatively non-volatile chemicals play important roles in cuticle protection and chemical communication. The conventional procedures for extracting cuticular compounds from insects require toxic solvents, or non-destructive techniques that do not allow storage of subsequent samples, such as the use of SPME fibers. In this study, we describe and tested a non-lethal process for extracting cuticular hydrocarbons with styrene-divinylbenzene copolymers, and illustrate the method with two species of bees and one species of beetle. The results demonstrate that these compounds can be efficiently trapped by ChromosorbA (R) (SUPELCO) and that this method can be used as an alternative to existing methods.

Acqua: solvente elettivo in Organocatalisi e Biocatalisi

Water is a safe, harmless, and environmentally benign solvent. From an eco-sustainable chemistry perspective, the use of water instead of organic solvent is preferred to decrease environmental contamination. Moreover, water has unique physical and chemical properties, such as high dielectric constant and high cohesive energy density compared to most organic solvents. The different interactions between water and substrates, make water an interesting candidate as a solvent or co-solvent from an industrial and laboratory perspective. In this regard, organic reactions in aqueous media are of current interest. In addition, from practical and synthetic standpoints, a great advantage of using water is immediately evident, since it does not require any preliminary drying process. This thesis was found on this aspect of chemical research, with particular attention to the mechanisms which control organo and bio-catalysis outcome. The first part of the study was focused on the aldol reaction. In particular, for the first time it has been analyzed for the first time the stereoselectivity of the condensation reaction between 3-pyridincarbaldehyde and the cyclohexanone, catalyzed by morpholine and 4-tertbutyldimethylsiloxyproline, using water as sole solvent. This interest has resulted in countless works appeared in the literature concerning the use of proline derivatives as effective catalysts in organic aqueous environment. These studies showed good enantio and diastereoselectivities but they did not present an in depth study of the reaction mechanism. The analysis of the products diastereomeric ratios through the Eyring equation allowed to compare the activation parameters (ΔΔH≠ and ΔΔS≠) of the diastereomeric reaction paths, and to compare the different type of catalysis. While morpholine showed constant diasteromeric ratio at all temperatures, the O(TBS)-L-proline, showed a non-linear Eyring diagram, with two linear trends and the presence of an inversion temperature (Tinv) at 53 ° C, which denotes the presence of solvation effects by water. A pH-dependent study allowed to identify two different reaction mechanisms, and in the case of O(TBS)-L-proline, to ensure the formation of an enaminic species, as a keyelement in the stereoselective process. Moreover, it has been studied the possibility of using the 6- aminopenicillanic acid (6-APA) as amino acid-type catalyst for aldol condensation between cyclohexanone and aromatic aldehydes. A detailed analysis of the catalyst regarding its behavior in different organic solvents and pH, allowed to prove its potential as a candidate for green catalysis. Best results were obtained in neat conditions, where 6-APA proved to be an effective catalyst in terms of yields. The catalyst performance in terms of enantio- and diastereo-selectivity, was impaired by the competition between two different catalytic mechanisms: one via imine-enamine mechanism and one via a Bronsted-acid catalysis. The last part of the thesis was dedicated to the enzymatic catalysis, with particular attention to the use of an enzyme belonging to the class of alcohol dehydrogenase, the Horse Liver Alcohol Dehydrogenase (HLADH) which was selected and used in the enantioselective reduction of aldehydes to enantiopure arylpropylic alcohols. This enzyme has showed an excellent responsiveness to this type of aldehydes and a good tolerance toward organic solvents. Moreover, the fast keto-enolic equilibrium of this class of aldehydes that induce the stereocentre racemization, allows the dynamic-kinetic resolution (DKR) to give the enantiopure alcohol. By analyzing the different reaction parameters, especially the pH and the amount of enzyme, and adding a small percentage of organic solvent, it was possible to control all the parameters involved in the reaction. The excellent enatioselectivity of HLADH along with the DKR of arylpropionic aldehydes, allowed to obtain the corresponding alcohols in quantitative yields and with an optical purity ranging from 64% to >99%.

Experimental investigation into the effect of stress on dissolution and growth of very soluble brittle salts in aqueous solution

Das Studium der Auflösungs- und Wachstumsprozesse an Feststoff-Flüssigkeits-Grenzflächen unter nicht-hydrostatischen Beanspruchungen ist wesentlich für das Verständnis von Defor-mationsprozessen, die in der Erde ablaufen. Unter diesen genannten Prozessen gehört die Drucklösung zu den wichtigsten duktilen Deformationsprozessen, von der Diagenese bishin zur niedrig- bis mittelgradigen metamorphen Bedingungen. Bisher ist allerdings wenig darüber bekannt, welche mechanischen, physikalischen oder chemischen Potentialenergie-Gradienten die Drucklösung steuern. I.a. wird angenommen, daß die Drucklösung durch Un-terschiede kristallplastischer Verformungsenergien oder aber durch Unterschiede der Normal-beanspruchung an Korngrenzen gesteuert wird. Unterschiede der elastischen Verformungs-energien werden dabei allerdings als zu gering erachtet, um einen signifikanten Beitrag zu leisten. Aus diesem Grund werden sie als mögliche treibende Kräfte für die Drucklösung vernachlässigt. Andererseits haben neue experimentelle und theoretische Untersuchungen gezeigt, daß die elastische Verformung in der Tat einen starken Einfluß auf Lösungs- und Wachstumsmechanismen von Kristallen in einer Lösung haben kann. Da die in der Erdkruste vorherrschenden Deformationsmechanismen überwiegend im elastischen Verformungsbereich der Gesteine ablaufen, ist es sehr wichtig, das Verständnis für die Effekte, die die elastische Verformung verursacht, zu erweitern, und ihre Rolle während der Deformation durch Drucklösung zu definieren. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit Experimenten, bei denen der Effekt der mechanisch kompressiven Beanspruchung auf Lösungs- und Wachstumsprozesse von Einzelkristallen unterschiedlicher, sehr gut löslicher, elastisch/spröder Salze untersucht wurde. Diese Salze wurden als Analoga gesteinsbildender Minerale wie Quarz und Calcit ausgewählt. Der Einfluß von Stress auf die Ausbildung der Oberflächenmikrostrukturen in einer untersättigten Lösung wurde an Kaliumalaun untersucht.Lösungsrillen (20 – 40 µm breit, 10 – 40 µm tief und 20 – 80 µm Abstand) entwickelten sich in den Bereichen, in denen die Beanspruchung im Kristall am größten war. Sie verschwanden wieder, sobald der Kristall entlastet wurde. Diese Rillen entwickelten sich parallel zu niedrig indizierten kristallographischen Richtungen und sub-perpendikular zu den Trajektorien, die der maximalen, lokalen kompressiven Beanspruchung entsprachen. Die Größe der Lösungsrillen hing von der lokalen Oberflächenbeanspruchung, der Oberflächenenergie und dem Untersättigungsgrad der wässrigen Lösung ab. Die mikrostrukturelle Entwicklung der Kristalloberflächen stimmte gut mit den theoretischen Vorhersagen überein, die auf den Modellen von Heidug & Leroy (1994) und Leroy & Heidug (1994) basieren. Der Einfluß der Beanspruchung auf die Auflösungsrate wurde an Natriumchlorat-Einzelkristallen untersucht. Dabei wurde herausgefunden, daß sich gestresste Kristalle schneller lösen als Kristalle, auf die keine Beanspruchung einwirkt. Der experimentell beobachtete Anstieg der Auflösungsrate der gestressten Kristalle war ein bis zwei Größenordnungen höher als theoretisch erwartet. Die Auflösungsrate stieg linear mit dem Stress an, und der Anstieg war um so größer, je stärker die Lösung untersättigt war. Außerdem wurde der Effekt der Bean-spruchung auf das Kristallwachstum an Kaliumalaun- und Kaliumdihydrogenphosphat-Ein-zelkristallen untersucht. Die Wachstumsrate der Flächen {100} und {110} von Kalium-alaun war bei Beanspruchung stark reduziert. Für all diese Ergebnisse spielte die Oberflächenrauhigkeit der Kristalle eine Schlüsselrolle, indem sie eine nicht-homogene Stressverteilung auf der Kristalloberfläche verursachte. Die Resultate zeigen, daß die elastische Verformung eine signifikante Rolle während der Drucklösung spielen kann, und eine signifikante Deformation in der oberen Kruste verursachen kann, bei Beanspruchungen, die geringer sind, als gemeinhin angenommen wird. Somit folgt, daß die elastische Bean-spruchung berücksichtigt werden muß, wenn mikrophysikalische Deformationsmodelle entwickelt werden sollen.

Thermodynamics of aqueous biopolymer solutions and fractionation of Dextran

Flory-Huggins interaction parameters and thermal diffusion coefficients were measured for aqueous biopolymer solutions. Dextran (a water soluble polysaccharide) and bovine serum albumin (BSA, a water soluble protein) were used for this study. The former polymer is representative for chain macromolecules and the latter is for globular macromolecules. The interaction parameters for the systems water/dextran and water/BSA were determined as a function of composition by means of vapor pressure measurements, using a combination of headspace sampling and gas chromatography (HS-GC). A new theoretical approach, accounting for chain connectivity and conformational variability, describes the observed dependencies quantitatively for the system water/dextran and qualitatively for the system water/BSA. The phase diagrams of the ternary systems water/methanol/dextran and water/dextran/BSA were determined via cloud point measurements and modeled by means of the direct minimization of the Gibbs energy using the information on the binary subsystems as input parameters. The thermal diffusion of dextran was studied for aqueous solutions in the temperature range 15 < T < 55 oC. The effects of the addition of urea were also studied. In the absence of urea, the Soret coefficient ST changes its sign as T is varied; it is positive for T > 45.0 oC, but negative for T < 45.0 oC. The positive sign of ST means that the dextran molecules migrate towards the cold side of the fluid; this behavior is typical for polymer solutions. While a negative sign indicates the macromolecules move toward the hot side; this behavior has so far not been observed with any other binary aqueous polymer solutions. The addition of urea to the aqueous solution of dextran increases ST and reduces the inversion temperature. For 2 M urea, the change in the sign of ST is observed at T = 29.7 oC. At higher temperature ST is always positive in the studied temperature range. To rationalize these observations it is assumed that the addition of urea opens hydrogen bonds, similar to that induced by an increase in temperature. For a future extension of the thermodynamic studies to the effects of poly-dispersity, dextran was fractionated by means of a recently developed technique called Continuous Spin Fractionation (CSF). The solvent/precipitant/polymer system used for the thermodynamic studies served as the basis for the fractionation of dextran The starting polymer had a weight average molar mass Mw = 11.1 kg/mol and a molecular non-uniformity U= Mw / Mn -1= 1.0. Seventy grams of dextran were fractionated using water as the solvent and methanol as the precipitant. Five fractionation steps yielded four samples with Mw values between 4.36 and 18.2 kg/mol and U values ranging from 0.28 to 0.48.

Entwicklung massenspektrometrischer Isotopenverdünnungstechniken für die zuverlässige Bestimmung von Elementspuren und Schwefelspezies in Erdölprodukten

Einer der Hauptschwerpunkte der Arbeit lag in der Entwicklung einer spezies-spezifischen und einer spezies-unspezifischen GC-ICP-Q-MSIVA von Schwefelspezies in Petroprodukten. Es wurden hierzu Indikatoren, ausgehend von elementarem 34S-angereichertem Schwefel, im Mikromaßstab synthetisiert. Für die spezies-spezifische GC-ICP-Q-MSIVA wurde die erstmalige Synthese von 34S-markiertem Thiophen, Dibenzothiophen und 4-Methyldibenzothiophen verwirklicht. Als Indikatorsynthese für die spezies-unspezifische GC-ICP-Q-MSIVA erfolgte die erstmalige Darstellung von 34S-angereichertem Dimethyldisulid. Mit Hilfe der synthetisierten Verbindungen wurden spezies-spezifische und spezies-unspezifische massenspektrometrische Isotopenverdünnungsanalysen von Schwefelspezies in Petroprodukten durchgeführt. Vor allen GC-ICP-Q-MSIVA-Analysen erfolgte eine umfangreiche Speziesidentifizierung durch Aufstockexperimente mit kommerziell erhältlichen Standards und mit einem mit der GC gekoppelten Elektronenstoß (EI)-MS. Beide ICP-Q-MS Methoden zeichnen sich durch sehr niedrige Nachweisgrenzen (7 ng S/g) aus, welche auch eine Anwendbarkeit auf tiefentschwefelte Kraftstoffe garantieren. Mit der spezies-unspezifischen GC-ICP-Q-MSIVA ist neben einer Speziesanalyse auch eine Gesamtschwefelanalyse durch Aufsummierung aller in der Probe vorhandenen Spezies möglich. Es wurde im Rahmen dieser Arbeit auch der Einfluss möglicher Empfindlichkeitsänderungen des ICP-Q-MS durch koeluierende Kohlenwasserstoffe überprüft, wobei diese erwartungsgemäß auf das Ergebnis der spezies-spezifischen und spezies-unspezifischen GC-ICP-Q-MSIVA keinerlei Einfluss haben. Der zweite Hauptschwerpunkt der Arbeit lag auf der Ausarbeitung routinefähiger, schneller und zuverlässiger Methoden zur Gesamtelementspurenanalytik von Schwefel und Schwermetallen in Erdölen und Petroprodukten. Für die Gesamtschwefelanalyse wurde eine MSIVA nach thermaler Verdampfung mit 34S-markierten Dibenzothiophen als Indikator entwickelt. Die neu entwickelte Methode erlaubt eine sehr schnelle Bestimmung des Gesamtschwefelgehalts, wobei die eigentliche Messung des Isotopenverhältnisses innerhalb von Sekunden nach der Injektion der Probe erfolgt. Weiterhin zeichnet sich die Methode durch Robustheit und eine niedrige Nachweisgrenze (40 ng S/g) aus. Für die Analyse von Schwermetallen wurden erstmals Möglichkeiten einer direkten MSIVA von Erdölproben ohne zeitraubenden, kontaminationsträchtigen Aufschluss bzw. die schwierige Erzeugung einer Mikroemulsion zwischen hydrophober Probe und wässrigem Indikator entwickelt. Um eine homogene Verteilung des Indikators in der hydrophoben Probe zu ermöglichen, musste ausgehend von den zur Verfügung stehenden wässrigen Indikatorlösungen, eine Überführung des Indikators in ein organisches Lösungsmittel erfolgen. Hierzu wurde der jeweilige Metallindikator unter Komplexierung aus wässrigen Metallindikatorlösungen extrahiert. Für die Analyse der mit diesen Indikatorlösungen in organischer Phase versetzten Proben wurden zwei alternative Methoden ausgearbeitet. Bei der mit der Laserablation (LA) kombinierten ICP-SF-MSIVA wird die isotopenverdünnte Probe aus einer eigens für diesen Zweck entwickelten Probenhalterung ablatiert und so dem ICP-SF-MS zugeführt wird. Bei zeitlich sich verändernden Intensitäten der gemessenen Isotope werden aber reproduzierbare und konstante Isotopenverhältnisse erhalten. Im Falle einer homogenen Verteilung der Metallspuren wurde eine hervorragende Übereinstimmung mit Vergleichsmethoden und einem Referenzmaterial festgestellt. Im Falle einer heterogenen partikulären Verteilung der Metallspuren, wie sie z.B. bei Eisenspuren in den Erdölen vorlag, ist die Anwendbarkeit der LA-ICP-SF-MSIVA aufgrund des kleinen Probenvolumens (20 µL) jedoch begrenzt. Als Alternative zur LA-ICP-SF-MSIVA wurde ein System unter Verwendung der Fließinjektion für die Zuführung der isotopenverdünnten Probe zum ICP-SF-MS ausgearbeitet. Die isotopenverdünnte Probe wird hierbei in einen Eluentenstrom von Toluol injiziert und mit Hilfe einer Total-Consumption-Zerstäuber/Sprühkammer-Einheit vollständig bei einer Flussrate von 10 µL/min in das Plasma eingebracht. Neben einer nochmaligen Verkürzung der Analysenzeit und Vereinfachung der Probenvorbereitung bietet diese Methode zusätzlich stark verbesserte Nachweisgrenzen (z.B. Ni 0,9 ng/g). Leider sind mit diesem Verfahren bis jetzt nur Ni und Mo zuverlässig bestimmbar. Das in dieser Arbeit ausgearbeitete Methodenpaket erlaubt erstmals eine breite Einführung der ICP-MSIVA als zuverlässige Methode in die Routineanalytik der Petroindustrie. Durch die bewiesene Zuverlässigkeit, den geringen Zeitaufwand und die Robustheit der Methoden steht ihrem routinemäßigen Einsatz, außer einer weitergehenderen Automatisierung einzelner Verfahrensteile, prinzipiell nichts entgegen.