Detection of menadione sodium bisulfite (vitamin K-3) by reversed-phase high performance liquid chromatography with series dual-electrode amperometric detector

A reversed-phase high-performance liquid chromatography with series dual glassy carbon electrodes for the amperometric detection of water-soluble menadione is described. The complex post-column derivatization reaction and the high background currents were avoided. The menadione sodium bisulfite was reduced at -0.3 V vs. SCE at the upstream (generator) electrode and oxidized at +0.2V vs. SCE at the downstream (collector) electrode. The mobile phase was 0.2moll(-1) HAc-NaAc aqueous buffer (pH 5.50) and 40% (v/v) methanol. The linear response was in the range of 35 ng to 15 mu g, with a detection Limit of 15 ng (S/N=3). The correlation coefficient was 0.9997 (n=6). The electrochemical detection with series dual electrodes has a higher selectivity for menadione (vitamin K-3) compound than with UV detection.

Optical sensors for carbon dioxide: an overview of sensing strategies past and present

The evolution of the optical sensor for CO2 over the past two decades is outlined and illustrated through examples of luminescent-based sensors. The basic principles and design of the early 'wet covered' type sensor, in which a pH sensitive dye in an aqueous buffer is covered by a gas permeable, ion impermeable, membrane, are outlined. The gradual move from the 'wet covered' types of CO2 optical sensor to 'solid-water droplet' type sensors and then onto 'solid' sensors is charted. The basic design and principles of operation of the modern 'solid' optical sensor for P-CO2 is covered in some detail. Other sensing strategies outside the simple use of pH-sensitive dyes are also considered, most notably those based on luminescence lifetime measurements.

Biosensor assay of sulfadiazine and sulfamethazine residues in pork

Biosensor-based immunochemical screening assays for the detection of sulfadiazine (SDZ) and sulfamethazine (SMT) in muscle extract from pigs were developed. Samples were extracted with aqueous buffer and then centrifuged. This simple and straightforward preparation allowed up to 40 samples to be processed and analysed in 1 d. The limits of detection for the assays were found to be 5.6 ng g(-1) for SDZ and 7.4 ng g(-1) for SMT. These figures were well below the European and US legal limits for sulfonamides (100 ng g(-1)). The precision (RSD) between runs was

Einfluß der Gewässerversauerung auf Hyporheos und Bryorheos: Untersuchungen an zwei Waldbächen im Westharz

Im Rahmen der Fallstudie Harz sollte an der Schnittstelle zwischen Grundlagenforschung und angewandter Forschung ein Beitrag zur Klärung der Frage geleistet werden, inwieweit zwei Zuläufe der Sösetalsperre im Westharz versauert bzw. versauerungsgefährdet sind; aus diesem Stausee wird Trinkwasser für mehrere Gemeinden in Norddeutschland gewonnen. Die Belastung des fast vollständig bewaldeten Einzugsgebiets der Sösetalsperre mit luftbürtigen Schadstoffen (Saurer Regen) zählte zu den höchsten in Mitteleuropa. An jeweils drei Untersuchungsstellen der beiden Bäche Alte Riefensbeek (R1 bis R3) und Große Söse (S1 bis S3) wurden zwischen März 1987 und November 1988 Proben aus Moospolstern und dem hyporheischen Interstitial entnommen und physikalisch, chemisch und biologisch untersucht. Ergänzend wurden Wasserproben zwischen März 1986 und Oktober 1991 sowie vom April 1998 ebenso wie qualitative Fänge von Makroinvertebraten zwischen November 1986 und Juli 1990 sowie vom April 1998 ausgewertet. Die Analyse der tierischen Besiedlung der Moos- und Interstitialproben beschränkte sich auf die taxonomischen Gruppen Turbellaria (Strudelwürmer), Mollusca (Weichtiere), Amphipoda (Flohkrebse), Ephemeroptera (Eintagsfliegen), Plecoptera (Steinfliegen), Heteroptera (Wanzen), Megaloptera (Schlammfliegen), Coleoptera (Käfer), Trichoptera (Köcherfliegen) und Diptera (Zweiflügler). Der Grundsatz, daß normalverteilte und nicht normalverteilte Daten statistisch unterschiedlich behandelt werden müssen, wurde konsequent angewandt. Am Beispiel der Choriotopstruktur wurde gezeigt, daß die Auswahl des Analyseverfahrens das Ergebnis der ökologischen Interpretation multivariater statistischer Auswertung beeinflußt. Die Daten der Korngrößen-Verteilung wurden vergleichend einer univariaten und einer multivariaten statistischen Analyse unterworfen. Mit dem univariaten Verfahren wurden die Gradienten der ökologisch relevanten Korngrößen-Parameter eher erkannt als mit dem multivariaten Verfahren. Die Auswirkungen von Gewässerversauerung sowie anderer Umweltfaktoren (insgesamt 42 Faktoren) auf die Lebensgemeinschaften wurden anhand der Parameter Artenzahl, Besiedlungsdichte, Körpergröße und Biomasse untersucht. Abundanz, Biomasse und Körpergröße sowie die Umweltfaktoren wurden auf einem horizontalen Gradienten, d.h. im Längslauf der Bäche, und auf einem vertikalen Gradienten, d.h. fließende Welle / Bryorheon / Benthon versus Hyporheon, untersucht. Es wurde ein terminologisches System für die Kompartimente in der Fließgewässer-Aue vorgeschlagen, das in sich einheitlich ist. Es wurde ein neuer Moos-Vitalitätsindex für die Moospolster vorgestellt. Es wurden Bestimmungsschlüssel für die Larven der Chloroperlidae (Steinfliegen-Familie) und der Empididae (Tanzfliegen) in den beiden Harzbächen entwickelt. Die untersuchten Bachstrecken waren frei von Abwasserbelastung. An zwei Stellen wurde Wasser für einen Forellenteich ausgeleitet. Abgesehen von zwei meterhohen Abstürzen in der Großen Söse waren wasserbauliche Veränderungen ohne große Bedeutung. Das Abfluß-Regime war insofern nicht mehr natürlich, als beide Bäche in das System der bergbaulichen Bewässerungsgräben des Oberharzes eingebunden sind. Die Söse hatte ein F-nivopluviales Abfluß-Regime, der abflußreichste Doppelmonat war der März / April, die Unregelmäßigkeit des Abfluß-Regimes war sehr hoch, die Vorhersagbarkeit sehr niedrig, die monatlichen Abfluß-Maxima wiesen eine sehr geringe Konstanz auf. Der Zeitraum der biologischen Probenahme wurde von überdurchschnittlich vielen Tagen mit mäßig erhöhten Abflüssen geprägt, sehr große Hochwasser-Wellen fehlten aber. Die Abfluß-Dynamik wurde statistisch beschrieben. Das hydraulische Regime wurde anhand der Meßgrößen Fließgeschwindigkeit, Fließkraft und FROUDE-Zahl dargestellt. Der Zusammenhang zwischen Abfluß und Fließgeschwindigkeit auf der einen Seite und der Korngrößen-Verteilung auf der anderen Seite wurde statistisch untersucht, ebenfalls zwischen dem Abfluß und dem Kohlenstoff- und Stickstoff-Gehalt der Feinstpartikel sowie dem Wasserchemismus. In den Phasen ohne Hochwasser hatte das Hyporheal die Funktion einer Senke für Feinstkörner. Das Bachbett der Alten Riefensbeek war stabiler als das der Großen Söse. Insgesamt gesehen war das hyporheische Sediment in den quellnahen Abschnitten grobkörniger und auf den quellfernen Strecken feinkörniger. Der prozentuale Anteil der Feinstkörner im Hyporheal und Benthal nahm aber im Längslauf der Bäche ab. Dies ist ungewöhnlich, konnte aber nicht plausibel mit geologischen und hydrologischen Meßgrößen erklärt werden. Beide Bäche waren sommerkalt. Der Einfluß der Wassertemperatur auf die Larvalentwicklung wurde beispielhaft an den Taxa Baetis spp. und Leuctra gr. inermis untersucht. Es gab eine Tendenz, daß der Kohlenstoff- und Stickstoff-Gehalt der Feinstpartikel vom Benthal in das Hyporheal anstieg. Dies war ein weiterer Hinweis darauf, daß das Hyporheal die Funktion einer Senke und Vorratskammer für Nährstoffe hat. Der Zusammenhang zwischen partikulärer und gelöster Kohlenstoff-Fraktion wurde diskutiert. Im Hyporheon war die Nitrifikation nicht stärker als in der fließenden Welle. Es gab Hinweise, daß die sauren pH-Werte in der Großen Söse die Nitrifikation hemmten. Die Valenzen der Moos- und Tier-Taxa bezüglich Fließgeschwindigkeit, pH-Wert, Alkalinität sowie der Gehalte von Sauerstoff, Calcium, Magnesium, Kalium und Natrium wurden zusammengestellt. Das hyporheische Sediment war sehr grob und hatte eine hohe Porosität. Der Austausch zwischen fließender Welle und hyporheischem Wasser konnte deshalb sehr schnell erfolgen, es gab keine intergranulare Sprungschicht, die physikalischen und chemischen Tiefengradienten waren in den meisten Fällen gar nicht ausgeprägt oder nur sehr flach. Die Wassertemperatur des Freiwassers unterschied sich nicht signifikant von derjenigen im hyporheischen Wasser. Es gab -- von wenigen Ausnahmen bei pH-Wert, Leitfähigkeit und Sauerstoffgehalt abgesehen -- keine signifikanten Unterschiede zwischen dem Wasserchemismus der fließenden Welle und dem des Hyporheals. Die physikalischen und chemischen Voraussetzungen für die Refugialfunktion des Hyporheons waren deshalb für versauerungsempfindliche Taxa nicht gegeben. In der Tiefenverteilung der untersuchten Tiergruppen im Hyporheal lag das Maximum der Abundanz bzw. Biomasse häufiger in 10 cm als in 30 cm Tiefe. Daraus läßt sich aber keine allgemeine Gesetzmäßigkeit ableiten. Es wurde durchgehend die Definition angewendet, daß die Gewässerversauerung durch den Verlust an Pufferkapazität charakterisiert ist. Saure Gewässer können, müssen aber nicht versauert sein; versauerte Gewässer können, müssen aber nicht saures Wasser haben. Maßstab für das Pufferungsvermögen eines Gewässers ist nicht der pH-Wert, sondern sind die Alkalinität und andere chemische Versauerungsparameter. Der pH-Wert war auch operativ nicht als Indikator für Gewässerversauerung anwendbar. Die chemische Qualität des Bachwassers der Großen Söse entsprach aufgrund der Versauerung nicht den umweltrechtlichen Vorgaben bezüglich der Parameter pH-Wert, Aluminium, Eisen und Mangan, bzgl. Zink galt dies nur an S1. In der Alten Riefensbeek genügte das Hyporheal-Wasser in 30 cm Tiefe an R2 bzgl. des Sauerstoff-Gehalts nicht den umweltrechtlichen Anforderungen. Nur im Freiwasser an R1 genügten die Ammonium-Werte den Vorgaben der EG-Fischgewässer-Richtlinie, der Grenzwert wurde an allen anderen Meßstellen und Entnahmetiefen überschritten. Das BSB-Regime in allen Entnahmetiefen an R2, im Freiwasser an R3 und S1, im Hyporheal an R1 sowie in 30 cm Tiefe an R3 genügte nicht den Anforderungen der Fischgewässer-Richtlinie. Der Grenzwert für Gesamt-Phosphor wurde an S3 überschritten. In der Großen Söse war der Aluminium-Gehalt so hoch, daß anorganisches und organisches Aluminium unterschieden werden konnten. Besonders hohe Gehalte an toxischem anorganischen Aluminium wurden an Tagen mit Spitzen-Abflüssen und Versauerungsschüben gemessen. Erst die Ermittlung verschiedener chemischer Versauerungsparameter zeigte, daß auch die alkalischen Probestellen R2 und R3 mindestens versauerungsempfindlich waren. Die Messung bzw. Berechnung von chemischen Versauerungsparametern sollte deshalb zum Routineprogramm bei der Untersuchung von Gewässerversauerung gehören. Zu Beginn des Untersuchungsprogramms war angenommen worden, daß die mittleren und unteren Abschnitte der Alten Riefensbeek unversauert sind. Dieser Ansatz des Untersuchungsprogramms, einen unversauerten Referenzbach (Alte Riefensbeek) mit einem versauerten Bach (Große Söse) zu vergleichen, mußte nach der Berechnung von chemischen Versauerungsindikatoren sowie der Analyse der Abundanz- und Biomasse-Werte modifiziert werden. Es gab einen Versauerungsgradienten entlang der Probestellen: R1 (unversauert) R2 und R3 (versauerungsempfindlich bis episodisch leicht versauert) S2 und S3 (dauerhaft versauert) S1 (dauerhaft stark versauert). An S1 war das Hydrogencarbonat-Puffersystem vollständig, an S2 und S3 zeitweise ausgefallen. Die Versauerungslage an R2 und R3 war also schlechter als vorausgesehen. Unterschiede im Versauerungsgrad zwischen den Meßstellen waren nicht so sehr in unterschiedlichen Eintragsraten von versauernden Stoffen aus der Luft begründet, sondern in unterschiedlichen Grundgesteinen mit unterschiedlichem Puffervermögen. Der Anteil der verschiedenen sauren Anionen an der Versauerung wurde untersucht, die chemischen Versauerungsmechanismen wurden mit Hilfe von Ionenbilanzen und verschiedenen Versauerungsquotienten analysiert. Die beiden untersuchten Bäche waren von anthropogener Versauerung betroffen. Dabei spielte die Schwefel-Deposition (Sulfat) eine größere Rolle als die Stickstoff-Deposition (Nitrat). Die Probestelle S1 war immer schon in unbekanntem Maß natürlich sauer. Dieser natürlich saure Zustand wurde von der hinzugekommenen anthropogenen Versauerung bei weitem überragt. Die wenigen gewässerökologischen Daten, die im Wassereinzugsgebiet der Söse vor 1986 gewonnen wurden, deuten darauf hin, daß die Versauerung in den 70er und in der ersten Hälfte der 80er Jahre vom Boden und Gestein in die Bäche durchgeschlagen war. Dieser Versauerungsprozeß begann vermutlich vor 1973 in den Quellen auf dem Acker-Bruchberg und bewegte sich im Laufe der Jahre immer weiter talwärts in Richtung Trinkwasser-Talsperre. Der Mangel an (historischen) freilandökologischen Grundlagendaten war nicht nur im Untersuchungsgebiet, sondern ist allgemein in der Versauerungsforschung ein Problem. Wenn sich das Vorkommen von nah verwandten Arten (weitgehend) ausschließt, kann dies an der Versauerung liegen, z.B. war die Alte Riefensbeek ein Gammarus-Bach, die Große Söse ein Niphargus-Bach; dieses muß aber nicht an der Versauerung liegen, z.B. fehlte Habroleptoides confusa im Hyporheos an R3, Habrophlebia lauta hatte dagegen ihr Abundanz- und Biomasse-Maximum an R3. Zugleich lag das Maximum des prozentualen Anteils von Grobsand an R3, eine mögliche Ursache für diese interspezifische Konkurrenz. Die biologische Indikation von Gewässerversauerung mit Hilfe der Säurezustandsklassen funktionierte nicht in den beiden Harzbächen. Es wurde deshalb ein biologischer Versauerungsindex vorgeschlagen; dieser wurde nicht am pH-Wert kalibriert, sondern an der chemischen Versauerungslage, gekennzeichnet durch die Alkalinität und andere chemische Meßgrößen der Versauerung. Dafür wurden aufgrund der qualitativen und quantitativen Daten die häufigeren Taxa in die vier Klassen deutlich versauerungsempfindlich, mäßig versauerungsempfindlich, mäßig versauerungstolerant und deutlich versauerungstolerant eingeteilt. Es reicht nicht aus, die biologischen Folgen von Gewässerversauerung sowie Veränderungen in der Nährstoff-Verfügbarkeit und im sonstigen Wasserchemismus nur anhand der Artenzahl oder des Artenspektrums abzuschätzen. Vielmehr müssen quantitative Methoden wie die Ermittlung der Abundanzen angewandt werden, um anthropogene und natürliche Störungen des Ökosystems zu erfassen. Es wurde eine Strategie für die behördliche Gewässergüteüberwachung von Bachoberläufen vorgeschlagen, die flächendeckend die Versauerungsgefährdung erfassen kann. Die Auswirkungen der zeitlichen Dynamik des Versauerungschemismus wurden am Beispiel des versauerungsempfindlichen Taxons Baetis spp. (Eintagsfliegen) dargestellt. An S2 und S3 kam es zu starken Versauerungsschüben. Baetis konnte sich nicht ganzjährig halten, sondern nur in versauerungsarmen Phasen im Sommer und im Herbst; es gab einen Besiedlungskreislauf aus Ausrottungs- und Wiederbesiedlungsphasen. Die temporäre Population von Baetis an S2 und S3 bestand nur aus ersten Larvenstadien. Die Probestellen wurden auf horizontalen Gradienten der Umweltfaktoren angeordnet. Bei einigen Parametern gab es keinen Gradienten (z.B. Sauerstoff-Gehalt), bei anderen Parametern waren die Meßstellen auf sehr flachen Gradienten angeordnet (z.B. C:N-Quotient der Feinstkörner), bei den restlichen Meßgrößen waren die Gradienten sehr deutlich (z.B. Alkalinität). Bei den Längsgradienten von Abundanz und Biomasse waren alle Möglichkeiten vertreten: Zunahme (z.B. Leuctra pseudosignifera), Abnahme (z.B. Gammarus pulex), Maximum an der mittleren Probestelle (z.B. Leuctra pseudocingulata) und kein signifikanter Trend (z.B. Nemoura spp.). Abundanz und Biomasse zahlreicher taxonomischer Einheiten hatten ihr Maximum im Längslauf an den quellnächsten Probestellen R1 und S1, z.B. Protonemura spp. und Plectrocnemia spp. Die Lebensgemeinschaften an R1 und S1 waren allerdings völlig unterschiedlich zusammengesetzt. Die häufig vertretene Annahme, versauerte Gewässer seien biologisch tot, ist falsch. Unter Anwendung des 3. biozönotischen Grundprinzips wurde das Maximum von Abundanz und Biomasse in den quellnahen Abschnitten mit dem eustatistischen (stabilen) Regime von Wassertemperatur, Abfluß und Protonen-Gehalt, in der Alten Riefensbeek auch von Alkalinität und ALMER-Relation erklärt. Aufgrund der natürlichen und anthropogenen Störungen war im Längslauf der untersuchten Bäche keine natürliche biozönotische Gliederung des Artenbestands erkennbar. Die Korrelationsberechnungen zwischen den Umweltfaktoren und der Taxazahl ergaben, daß in erster Linie versauerungsrelevante Parameter -- Gehalte saurer Anionen, basischer Kationen und von Metallen, Alkalinität usw. -- die höchsten Korrelationskoeffizienten mit der Taxa-Zahl hatten; unter den natürlichen Meßgrößen zählten nur die Gehalte von DOC und TIC sowie der Anteil der Sande zu der Gruppe mit den höchsten Korrelationskoeffizienten. Die Korrelationsberechnungen zwischen den Umweltfaktoren und den Abundanzen ergab dagegen, daß die quantitative Zusammensetzung der Lebensgemeinschaft nicht nur durch die anthropogene Gewässerversauerung, sondern mindestens genauso durch einige natürliche Meßgrößen beeinflußt wurde. Es gab in den Harzbächen keinen ökologischen Superfaktor, der die quantitative Zusammensetzung der Lebensgemeinschaft überwiegend bestimmte. Auch die Meßgrößen der anthropogenen Gewässerversauerung waren nicht solch ein Superfaktor. Einen ähnlich hohen Einfluß auf die quantitative Zusammensetzung der Lebensgemeinschaft hatten die geologisch bestimmten Umweltfaktoren Leitfähigkeit und TIC-Gehalt, der von der Landnutzung bestimmte DOC-Gehalt sowie der Chlorid-Gehalt, der geologisch, möglicherweise aber auch durch den Eintrag von Straßensalz bestimmt wird. Die Mischung von anthropogenen und natürlichen Faktoren wurde in einem Modell der Wirkung von abiotischen Faktoren auf Bryorheos und Hyporheos dargestellt. Als Beispiel für die zeitliche Nutzung ökologischer Nischen wurde die Verteilung der Larven und Adulten der Dryopidae (Hakenkäfer) im Hyporheos und Bryorheos untersucht. Die Larven wurden vorzugsweise im Hyporheon, die Adulten im Bryorheon angetroffen. Die untersuchten Taxa wurden in die Varianten bryorheobiont, bryorheophil, bryorheotolerant, bryorheoxen und bryorheophob bzw. hyporheobiont, hyporheophil, hyporheotolerant, hyporheoxen und hyporheophob eingeteilt, um ihre räumliche Nutzung ökologischer Nischen zu beschreiben. Die gängige Lehrmeinung, daß das Hyporheon die Kinderstube benthaler Makroinvertebraten ist, konnte für zahlreiche Taxa bestätigt werden (z.B. Habrophlebia lauta). Für die bryorheophilen Taxa (z.B. Gammarus pulex und Baetis spp.) trifft diese Lehrmeinung in den beiden Harzbächen nicht zu. Vielmehr übernimmt das Bryorheon die Funktion einer Kinderstube. Die Larven von Plectrocnemia conspersa / geniculata sowie von Baetis spp. und Amphinemura spp. / Protonemura spp. neben Gammarus pulex zeigten eine Habitatbindung, die erstgenannte Gattung an das Hyporheal, die letztgenannten 3 Taxa an untergetauchte Moospolster (Bryorheal). Die Idee von der Funktion des Hyporheals als Kinderstube der Larven und Jungtiere, als Schutzraum gegen die Verdriftung durch Strömung und vor Fraßdruck durch Räuber sowie als Ort hohen Nahrungsangebots mußte für die letztgenannten 3 Taxa abgelehnt werden. Für sie übernahm das Bryorheal diese Aufgaben. Zwar waren die beiden Bäche oligotroph und die Nahrungsqualität der Feinstkörner im Hyporheal war niedrig. Die Abundanz- und Biomasse-Werte im Bryorheos und Hyporheos gehörten aber zu den weltweit höchsten. Es wurde das Paradoxon diskutiert, daß im Hyporheon der beiden Bäche Diatomeen-Rasen gefunden wurden, obwohl das Hyporheon lichtlos sein soll. Das Hyporheon wurde als ein Ökoton zwischen Benthon / Rheon und Stygon angesehen. Es wurden vier Haupttypen des Hyporheons beschrieben. Wegen des sehr unterschiedlichen Charakters des Hyporheons in verschiedenen Fließgewässern gibt es keinen einheitlichen Satz von abiotischen und biotischen Faktoren, mit denen das Hyporheon vom Benthon und Stygon abgegrenzt werden kann. In den beiden Harzbächen ähnelte das Hyporheon mehr dem Benthon als dem Stygon. Es konnte nicht anhand der chemischen Meßgrößen vom Benthon abgegrenzt werden, sondern anhand der physikalischen Meßgrößen Trübung und der Anteile von Feinsand und Schluffe/Tone sowie anhand der biologischen Parameter Summen-Abundanz und Summen-Biomasse. Aus der Typologie des Hyporheons folgt, daß ein bestimmtes Hyporheon nicht alle in der Literatur beschriebenen Funktionen innerhalb der Fließgewässer-Aue übernehmen kann. Es wurde ein Schema entwickelt, mit dem sich die optimale Liste der Parameter für die Untersuchung eines bestimmten Hyporheons auswählen läßt. Der Tendenz in der Fließgewässer-Ökologie, immer neue Konzepte zu entwickeln, die allgemeingültig sein sollen, wurde das Konzept vom individuellen Charakter von Fließgewässer-Ökosystemen entgegengestellt.

Preparation of nanomagnetic absorbent for partition coefficient measurement

In this paper, we report a new method based on supercritical carbon dioxide (scCO(2)) to fill and distribute the porous magnetic nanoparticles with n-octanol in a homogeneous manner. The high solubility of n-octanol in scCO(2) and high diffusivity and permeability of the fluid allow efficient delivery of n-octanol into the porous magnetic nanoparticles. Thus, the n-octanol-loaded magnetic nanoparticles can be readily dispersed into aqueous buffer (pH 7.40) to form a homogenous suspension consisting of nano-sized n-octanol droplets. We refer this suspension as the n-octanol stock solution. The n-octanol stock solution is then mixed with bulk aqueous phase (pH 7.40) containing an organic compound prior to magnetic separation. The small-size of the particles and the efficient mixing enable a rapid establishment of the partition equilibrium of the organic compound between the solid supported n-octanol nano-droplets and the bulk aqueous phase. UV-vis spectrophotometry is then applied to determine the concentration of the organic compound in the aqueous phase both before and after partitioning (after magnetic separation). As a result, log D values of organic compounds of pharmaceutical interest determined by this modified method are found to be in excellent agreement with the literature data. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

Heat-inactivated peroxidases and the role of calcium abstraction as a cause of their enhanced lipid oxidation activity: potential effects on the flavour quality of heat-processed vegetables

Cationic swede and anionic turnip peroxidases were partially purified by ion-exchange and gel-filtration chromatography, respectively. Heat treatment of these enzymes and of a commercial high purity horseradish peroxidase (HRP) caused a loss of enzyme activity and a corresponding increase in linoleic acid hydroperoxide formation activity. The hydroperoxide levels in model systems increased only in the early stages of the oxidation reaction and then declined as degradation became more significant. The presence of a dialysed blend of cooked swede markedly lowered the hydroperoxide level formed. Analysis of volatile compounds formed showed that hexanal predominated in a buffer system and in a blend of cooked turnip. In dialysed blends of cooked swede, hexanol was the primary volatile compound generated. After inactivation under mild conditions in the presence of EDTA, the peroxidases showed hydroperoxide formation activity and patterns of volatile compounds from linoleic acid that were similar to those found on heat-inactivation. This suggested that calcium abstraction from the peroxidases was critical for the enhancement of lipid oxidation activity. (C) 2002 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Inactivation of Escherichia coli by citral

Aims: The aim was to evaluate (i) the resistance of Escherichia coli BJ4 to citral in a buffer system as a function of citral concentration, treatment medium pH, storage time and initial inoculum size, (ii) the role of the sigma factor RpoS on citral resistance of E. coli, (iii) the role of the cell envelope damage in the mechanism of microbial inactivation by citral, and (iii) possible synergistic effects of mild heat treatment and pulsed-electric fields (PEF) treatment combined with citral. Methods and Results: The initial inoculum size greatly affected the efficacy of citral against E. coli cells. Exposure to 200 µl l-1of citral at pH 4.0 for 24 h at 20 ºC caused the inactivation of more than 5 log10 cycles of cells starting at an inoculum size of 106 or 107 CFU ml-1, whereas increasing the cell concentration to 109 CFU ml-1 caused less than 1 log10 cycle of inactivation. E. coli showed higher resistance to citral at pH 4.0 than pH 7.0. The rpoS null mutant strain E. coli BJ4L1 was less resistant to citral than the wild-type strain. Occurrence of sublethal injury to both, the cytoplasmic and outer membranes was demonstrated by adding sodium chloride or bile salts to the recovery media. The majority of sublethally-injured cells by citral required energy and lipid synthesis for repair. A strongly synergistic lethal effect was shown by mild heat treatment combined with citral but the presence of citral during the application of a PEF treatment did not show any advantage. Conclusions: This work confirms that cell envelope damage is an important event in citral inactivation of bacteria, and it describes the key factors on the inactivation of E. coli cells by citral. Significance and Impact of Study: Knowledge about the mechanism of microbial inactivation by citral helps establish successful combined preservation treatments.

Electrochemical single-molecule transistors with optimized gate coupling

Electrochemical gating at the single molecule level of viologen molecular bridges in ionic liquids is examined. Contrary to previous data recorded in aqueous electrolytes, a clear and sharp peak in the single molecule conductance versus electrochemical potential data is obtained in ionic liquids. These data are rationalized in terms of a two-step electrochemical model for charge transport across the redox bridge. In this model the gate coupling in the ionic liquid is found to be fully effective with a modeled gate coupling parameter, ξ, of unity. This compares to a much lower gate coupling parameter of 0.2 for the equivalent aqueous gating system. This study shows that ionic liquids are far more effective media for gating the conductance of single molecules than either solid-state three-terminal platforms created using nanolithography, or aqueous media.

Catalytic hydrodechlorination of chlorobenzene over supported palladium catalyst in buffered medium

The catalytic hydrodechlorination (HDC) reaction, which is an attractive abatement process for chlorinated organic wastes, was studied over a magnetically recoverable supported Pd(0) catalyst. We investigated the most favorable reaction conditions under which to obtain the highest substrate conversion rates while preserving the catalyst properties and morphology. Sodium hydroxide, triethylamine and buffered solutions were used as proton scavengers in the HDC of chlorobenzene under mild conditions. It was observed that sodium hydroxide caused corrosion of the silica support, triethylamine in 2-propanol preserved the morphology of the catalyst which could be recycled for up to five successive H DC reactions, and aqueous buffer solutions preserved the catalyst morphology and the catalytic activity for up to four successive HDC reactions. The use of buffer solutions to neutralize the HCl formed during the HDC reaction is an interesting, less aggressive, alternative approach to HDC reactions. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

RECOVERY OF p-TBC FROM A BUTADIENE WASHING STREAM IN A PILOT PLANT

Results obtained in a pilot-scale unit designed for COD removal and p-TBC (p-tert-butylcatechol) recovery from a butadiene washing stream (pH 14, 200,000 mg COD L(-1), highly toxic) at a petrochemical industry are presented. By adding H(3)PO(4), phase separation is achieved and p-TBC is successfully recovered (88 g L(-1) of washing stream). Information (time for phase separation and organic phase characterization) was gathered for designing a future industrial unit. The estimated heat generation rate was 990 kJ min(-1) and 15 min were enough to promote phase separation for a liquid column of approximately 1.15 m.

Synthesis, x-ray structure of ferrocene bearing Bis(Zn-cyclen) complexes and the selective electrochemical sensing of TpT

The new ligand, [Fc(cyclen)₂] (5) (Fc=ferrocene, cyclen=1,4,7,10-tetraazacyclododecane), and corresponding Zn^II complex receptor, [Fc{Zn(cyclen)(CH₃OH)}₂](ClO₄)₄ (1), consisting of a ferrocene moiety bearing one Zn^II-cyclen complex on each cyclopentadienyl ring, have been designed and prepared through a multi-step synthesis. Significant shifts in the ¹H NMR signals of the ferrocenyl group, cf. ferrocene and a previously reported [Fc{Zn(cyclen)}]²⁺ derivative, indicated that the two Zn^II-cyclen units in 1 significantly affect the electronic properties of the cyclopentadienyl rings. The X-ray crystal structure shows that the two positively charged Zn^II-cyclen complexes are arranged in a trans like configuration, with respect to the ferrocene bridging unit, presumably to minimise electrostatic repulsion. Both 5 and 1 can be oxidized in 1:4 CH₂Cl₂/CH₃CN and Tris-HCl aqueous buffer solution under conditions of cyclic voltammetry to give a well defined ferrocene-centred (Fc⁰/+) process. Importantly, 1 is a highly selective electrochemical sensor of thymidilyl(3′-5′)thymidine (TpT) relative to other nucleobases and nucleotides in Tris-HCl buffer solution (pH 7.4). The electrochemical selectivity, detected as a shift in reversible potential of the Fc⁰/+ component, is postulated to result from a change in the configuration of bis(Zn^II-cyclen) units from a trans to a cis state. This is caused by the strong 1:1 binding of the two deprotonated thymine groups in TpT to different Zn^II centres of receptor 1. UV-visible spectrophotometric titrations confirmed the 1:1 stoichiometry for the 1:TpT adduct and allowed the determination of the apparent formation constant of 0.89±0.10×10⁶ M⁻¹ at pH 7.4.

Análise in vitro da atividade antifúngica e de toxicidade da anfotericina B pré-aquecida

The aim of this work was to evaluate how an aqueous micellar system containing Amphotericin B (AmB) and sodium deoxycholate (DOC) can be rebuilt after heating treatment. Also a review of the literature about the new physicochemical and biological properties of this new system was carried out. Afterwards, heated (AmB-DOC-H) and unheated (AmB-DOC) micelles were subsequently diluted at four different concentrations (50mg.L-1, 5mg.L-1, 0.5mg.L-1 and 0.05mg.L-1) to perform the physicochemical study and, then, the pharmacotoxicity assay, in which two cell models were used for the in vitro experiments, Red Blood Cells (RBC) from human donors and Candida parapisilosis (Cp). While potassium (K+) and hemoglobin leakage from RBC were the used parameters to evaluate the acute and chronic toxicity, respectively, the efficacy of AmB-DOC and AmB-DOC-H were assessed by K+ leakage and cell survival rate from Cp. The spectral study revealed a slight change on the aggregate peak from 327nm to 323nm for AmB-DOC-H compared to AmB-DOC. Concerning the toxicity, although AmB-DOC and AmB-DOC-H presented different behavior for hemoglobin leakage, AmB-DOC produced higher leakage than AmB-DOC-H at high concentrations (from 5mg.L-1) with values tending to zero. However, concerning K+ leakage, both AmB-DOC and AmB-DOC-H, showed similar profile for both cell models, RBC and Cp (p<0,05). AmB-DOC-H and AmB-DOC also revealed similar profile of activity against Cp with equivalent survival rate. In short, the AmB-DOC-H showed much less toxicity than AmB-DOC, but remained as active as the late one against fungal cell. Therefore, the results highlight the importance of this new procedure as a simple, inexpensive and safe alternative to produce a new kind of micelle system for treatment of systemic fungal infections

On the incorporation of the non-steroidal anti-inflammatory naproxen into cationic O/W microemulsions

Microemulsions (ME) containing hexadecyltrimethylammonium bromide (HTAB)/ethanol as surfactant, isopropylmyristate (IM) or butylstearate (BS) as oil phase and aqueous buffer were studied. Pseudo-ternary phase diagrams of the investigated systems were obtained at constant surfactant/cosurfactant molar ratio (1:5) by titration in order to characterize the proportions between the components to obtain clear systems. Oil in water microemulsions were prepared in a wide range of phase volume (phi). UV-vis absorption spectra of naproxen at pH 5.5 showed that the solubility of Np increases significantly in the presence of O/W ME in high phase volumes. For both, IM and BS microemulsions, the dynamic light scattering experiments showed that the size of the oil droplets remains constant in low values of phi, increasing abruptly in high phi values. Phase solubility study revealed that for both IM and BS microemulsions, the drug incorporation followed a straight-line profile in all range of phi. The data could be analyzed through the phase-separation model and the association constants (K) calculated varied from 27 to 90 M-1, depending on the pH and on the microemulsion oil phase. (c) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

How can micelle systems be rebuilt by a heating process?

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Adsorção de Mn (II) e Zn (II) em soluções aquosas usando perlita expandida revestida com quitosana

In this work, chitosan was used as a coating of pure perlite in order to increase the accessibility of the groups OH- e NH2+the adsorptionof ions Mn2+ e Zn2+.The characterization results of the expanded perlite classified as microporous and whose surface area 3,176 m2 g-1after the change resulted in 4,664 m2g-1.From the thermogravimetry(TG) it was found that the percentage of coating was34,3%.The infrared analysis can prove the presence of groups Si-OH, Si-O e Al-O-Siresulting from the perlite and C=O, NH2and OH characterization of chitosan. The experiments on experiments on the adsorption of Mn and Zn were performed in the concentration range of10 a 50 mgL-1and the adsorption capacity inpH 5,8 e 5,2 was 19,49 and 23,09 mgg-1to 25 oC,respectively.The adsorption data were best fitted to Langmuir adsorption model to Langmuir adsorption model for both metalionsisindicative of monolayer adsorption. The kinetics of adsorption were calculated from the equation of Lagergren fitting the model pseudo-second-order for all initial concentrations, suggesting that adsorption of ions Mn2+ and Zn2+ follows the kinetics of pseudo-second-order and whose constant Speedk2(g/mg.min) are 0,105 e 3,98 and capacity and maximum removal qe 4,326 e 3,348,respectively.In this study we used a square wave voltammetry cathodic stripping voltammetry to quantify the adsorbed ions, and the working electrode glassy carbon, reference electrode silver / silver chloride and a platinum auxiliary electrode. The attainment of the peaks corresponding to ions Mn2+ and Zn2+ was evaluated in and electrochemical cell with a capacity of 30 mL using a buffer system (Na2HPO4/NaH2PO4)at pH 4 and was adjusted with solutionsH3PO4 0,1molL-1and NaOH 0,1 molL-1and addition of the analyte has been a cathodic peak in- 0,873 Vand detection limit of2,55x10-6molL-1para Zn.The dough used for obtaining the adsorption isotherm was 150 mg and reached in 120 min time of equilibrium for both metal ions.The maximum adsorption for 120 min with Mn concentration 20 mgL-1 and Zn 10 mgL-1,was91, 09 e 94, 34%, respectively