The equivalent conductance of solutions of picric acid

Picric acid possesses the property, which is rare among strong electrolytes, of having a convenient distribution ratio between water and certain organic solvents such as benzene, chloroform, etc. Because of this property, picric acid offers peculiar advantages for studying the well known deviations of strong electrolytes from the law of mass action, for; by means of distribution experiments, the activities of picric acid in various aqueous solutions may be compared.

In order to interpret the results of such distribution experiments, it is necessary to know the degree of ionization of picric acid in aqueous solutions.

At least three series of determinations of the equivalent conductance of picric acid have been published, but the results are not concordant; and therefore, the degree of ionization cannot be calculated with any degree of certainty.

The object of the present investigation was to redetermine the conductance of picric acid solutions in order to obtain satisfactory data from which the degrees of ionization of its solutions might be calculated.

Photochemical electron transfer at fixed distance : a synthetic model of the photosynthetic primary process

A series of meso-phenyloctamethylporphyrins covalently bonded at the 4'phenyl position to quinones via rigid bicyclo[2.2.2]octane spacers were synthesized for the study of the dependence of electron transfer reaction rate on solvent, distance, temperature, and energy gap. A general and convergent synthesis was developed based on the condensation of ac-biladienes with masked quinonespacer-benzaldehydes. From picosecond fluorescence spectroscopy emission lifetimes were measured in seven solvents of varying polarity. Rate constants were determined to vary from 5.0x10⁹sec^-1 in N,N-dimethylformamide to 1.15x10¹⁰ Sec^-1 in benzene, and were observed to rise at most by about a factor of three with decreasing solvent polarity. Experiments at low temperature in 2-MTHF glass (77K) revealed fast, nearly temperature-independent electron transfer characterized by non-exponential fluorescence decays, in contrast to monophasic behavior in fluid solution at 298K. This example evidently represents the first photosynthetic model system not based on proteins to display nearly temperature-independent electron transfer at high temperatures (nuclear tunneling). Low temperatures appear to freeze out the rotational motion of the chromophores, and the observed nonexponential fluorescence decays may be explained as a result of electron transfer from an ensemble of rotational conformations. The nonexponentiality demonstrates the sensitivity of the electron transfer rate to the precise magnitude of the electronic matrix element, which supports the expectation that electron transfer is nonadiabatic in this system. The addition of a second bicyclooctane moiety (15 Å vs. 18 Å edge-to-edge between porphyrin and quinone) reduces the transfer rate by at least a factor of 500-1500. Porphyrinquinones with variously substituted quinones allowed an examination of the dependence of the electron transfer rate constant κ_ET on reaction driving force. The classical trend of increasing rate versus increasing exothermicity occurs from 0.7 eV≤ |ΔG^0'(R)| ≤ 1.0 eV until a maximum is reached (κ_ET = 3 x 10⁸ sec^-1 rising to 1.15 x 10¹⁰ sec^-1 in acetonitrile). The rate remains insensitive to ΔG⁰ for ~ 300 mV from 1.0 eV≤ |ΔG^0’(R)| ≤ 1.3 eV, and then slightly decreases in the most exothermic case studied (cyanoquinone, κ_ET = 5 x 10⁹ sec^-1).

I. The crystal structure of potassium bis(tricyanovinyl)amine. II. Nuclear magnetic resonance studies of alkali halide solutions. III. Elucidation of the intramolecular hydrogen bond in acetylacetone by the deuterium isotope effect on the chemical shift of the bridge hydrogen

Part I

Potassium bis-(tricyanovinyl) amine, K⁺N[C(CN)=C(CN)₂]₂^-, crystallizes in the monoclinic system with the space group Cc and lattice constants, a = 13.346 ± 0.003 Å, c = 8.992 ± 0.003 Å, B = 114.42 ± 0.02°, and Z = 4. Three dimensional intensity data were collected by layers perpendicular to b* and c* axes. The crystal structure was refined by the least squares method with anisotropic temperature factor to an R value of 0.064.

The average carbon-carbon and carbon-nitrogen bond distances in –C-CΞN are 1.441 ± 0.016 Å and 1.146 ± 0.014 Å respectively. The bis-(tricyanovinyl) amine anion is approximately planar. The coordination number of the potassium ion is eight with bond distances from 2.890 Å to 3.408 Å. The bond angle C-N-C of the amine nitrogen is 132.4 ± 1.9°. Among six cyano groups in the molecule, two of them are bent by what appear to be significant amounts (5.0° and 7.2°). The remaining four are linear within the experimental error. The bending can probably be explained by molecular packing forces in the crystals.

Part II

The nuclear magnetic resonance of ⁸¹Br and ¹²⁷I in aqueous solutions were studied. The cation-halide ion interactions were studied by studying the effect of the Li⁺, Na⁺, K⁺, Mg⁺⁺, Cs⁺ upon the line width of the halide ions. The solvent-halide ion interactions were studied by studying the effects of methanol, acetonitrile, and acetone upon the line width of ⁸¹Br and ¹²⁷I in the aqueous solutions. It was found that the viscosity plays a very important role upon the halide ions line width. There is no specific cation-halide ion interaction for those ions such as Mg⁺⁺, Di⁺, Na⁺, and K⁺, whereas the Cs⁺ - halide ion interaction is strong. The effect of organic solvents upon the halide ion line width in aqueous solutions is in the order acetone ˃ acetonitrile ˃ methanol. It is suggested that halide ions do form some stable complex with the solvent molecules and the reason Cs⁺ can replace one of the ligands in the solvent-halide ion complex.

Part III

An unusually large isotope effect on the bridge hydrogen chemical shift of the enol form of pentanedione-2, 4(acetylacetone) and 3-methylpentanedione-2, 4 has been observed. An attempt has been made to interpret this effect. It is suggested from the deuterium isotope effect studies, temperature dependence of the bridge hydrogen chemical shift studies, IR studies in the OH, OD, and C=O stretch regions, and the HMO calculations, that there may probably be two structures for the enol form of acetylacetone. The difference between these two structures arises mainly from the electronic structure of the π-system. The relative population of these two structures at various temperatures for normal acetylacetone and at room temperature for the deuterated acetylacetone were calculated.

Spectroscopic and thermal properties of short wavelength metal (II) complexes containing alpha-isoxazolylazo-beta-diketones as co-ligands

Two new azo dyes of alpha-isoxazolylazo-beta-dilcetones and their Ni(II) and Cu(II) complexes with blue-violet light wavelength were synthesized using a coupling component, different diazo components and metal (II) ions (Ni2+ and Cu2+). Based on the elemental analysis, MS spectra and FT-IR spectral analyses, azo dyes were unequivocally shown to exist as hydrazoketo and azoenol forms which were respectively obtained from the solution forms and from the solid forms. The action of sodium methoxide (NaOMe) on azo dyes in solutions converts hydrazoketo form into azoenol form, so azo dyes are coordinated with metal (II) ions as co-ligands in the azoenol forms. The solubility of all the compounds in common organic solvents such as 2,2,3,3-tetrafluoro-1-propanol (TFP) or chloroform (CHCl3) and absorption properties of spin-coating thin films were measured. The difference of absorption maxima from the complexes to their ligands was discussed. In addition, the TG analysis of the complexes was also determined, and their thermal stability was evaluated. It is found that these new metal (II) complexes had potential application for high-density digital versatile disc-recordable (HD-DVD-R) system due to their good solubility in organic solvents, reasonable and controllable absorption spectra in blue-violet light region and high thermal stability. (c) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

Synthesis, spectroscopic properties and thermal stability of metal(II) tetraazaporphyrin complexes with two strong wavelength absorption

Three kinds of metal(II) tetraazaporphyrin complexes with blue-violet and red light wavelength absorption were synthesized by refluxing tetraazaporphyrin ligand and different metal(II) ions, respectively. Their structures were confirmed by elemental analysis, LDI-TOF-MS, FT-IR and UV-Vis. The solubility of metal(II) tetraazaporphyrin complexes in organic solvents and absorption properties of their chloroform solution and films on K9 glass in the region 250-800 nm were measured. The influence on the difference of absorption maximum from metal(II) tetraazaporphyrin complexes to tetraazaporphyrin ligand by different metal(II) ions was studied. In addition, the thermal stability of the complexes was also evaluated. (c) 2006 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Synthesis, spectral, and thermal characterizations of Ni(II) and Cu(II) beta-diketone complexes with thenoyltrifluoroacetone ligand

Two kinds of nickel(II) and copper(II) P-diketone complexes derived from thenoyltrifluoroacetone ligand with blue-violet light absorption were synthesized by reacting free ligand and different metal(II) ions in sodium methoxide solution. Their structures were postulated based on elemental analysis, ESI-MS, FT-IR spectra and UV-vis electronic absorption spectra. Smooth films on K9 glass substrates were prepared using the spin-coating method. Their solubility in organic solvents, absorption properties of thin film and thermal stability of these complexes were evaluated. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

Rare earth dibenzoylmethane complexes for potential application as high-density recordable optical recording materials

Three kinds of rare earth complexes derived from dibenzoylmethane (DBM) ligand were synthesized by reacting free ligand and different rare earth ions(La (3+), Sm3+ and Gd3+). Their contents and structures were postulated based on elemental analysis, LDI-TOF-MS, FT-IR spectra and UV-Vis spectra. Smooth films on K9 glass substrates were prepared using the spin-coating method. Their solubility in organic solvents, absorption and reflection properties of thin film and thermal stability of these complexes were evaluated. These complexes would be a promising recording material for high-density digital versatile disc-recordable (HD-DVD-R) system. (c) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

Estudo toxicológico de extratos do coral alcionáceo Chromonephthea braziliensis (Alcyonacea, Nephtheidae)

Os recifes de corais são ecossistemas diversos com alta densidade de biodiversidade, o que leva a intensa competição entre as espécies. Estas espécies podem produzir substâncias desconhecidas, muitas com valor farmacológico. Chromonephthea braziliensis é um coral mole invasor, originário do Oceano Indo-Pacífico, que foi possivelmente transportado por plataformas de petróleo e cuja presença é uma ameaça para a biodiversidade da região de Arraial do Cabo (RJ). Esta espécie produz metabólitos secundários que são responsáveis pela indução de danos para o ecossistema local. A finalidade deste estudo é a busca de novas substâncias para quimioterapia geral com base na estrutura de compostos bioativos. Extratos desse coral foram preparados a partir de colônias liofilizadas (solventes: hexano, diclorometano, acetato de etila e metanol). Realizaram-se análises químicas para a caracterização dos extratos e avaliaram-se as atividades: mutagênicas e citotóxicas, usando o ensaio de mutação reversa bacteriana (Salmonella/microssoma) com as linhagens TA97, TA98, TA100 e TA102; genotóxicas, utilizando análise da quebra do DNA e formação de micronúcleos na linhagem RAW 264,7 de macrófagos e; tóxicas para náuplios de microcrustáceos Artemia salina. Observou-se citotoxicidade, na presença de S9 mix, dos extratos diclorometano para a linhagem TA102 na concentração de 20 g/100 L/placa e metanol para a TA97 com 5 e 20 g/100 L/placa. Os extratos diclorometano, acetato de etila e metanol apresentaram genotoxicidade no DNA plasmidial em concentrações elevadas (250 g/mL), mas nenhum dano ao DNA foi observado no ensaio de micronúcleo. Todos os extratos foram tóxicos para os náuplios de microcrustáceos em pelo menos uma das concentrações usadas (0,01 1000 g/mL), e a LC50 pode ser determinada apenas para os extratos hexano, diclorometano e acetato de etila.

Copolímeros à base de estireno e anidrido maleico: caracterização e estudo viscosimétrico

Copolímeros à base de estireno e anidrido maleico (SMA) são materiais sintéticos comercialmente disponíveis, obtidos pela reação dos dois monômeros citados em diferentes proporções, resultando em materiais versáteis, e disponíveis em diferentes graus de massas e porcentagens molares de anidrido maleico. São considerados polímeros funcionais devido à reatividade do grupamento anidrido maleico presente na cadeia polimérica. Por este motivo, esses materiais possuem vasta gama de aplicações, e elevada importância em diversas áreas, principalmente por terem baixa toxicidade, boa resistência térmica e boa estabilidade dimensional. Dessa forma, para melhor aplicação desses copolímeros, é muito importante o conhecimento dos parâmetros relativos ao seu comportamento em solução. A viscosimetria, em especial, é um método simples, útil e apropriado para fornecer essas informações. Os parâmetros viscosimétricos podem ser matematicamente calculados por extrapolação gráfica, entretanto a geração dos dados experimentais é mais demorada. Em contrapartida, é possível que a determinação experimental seja feita de forma mais rápida, por um único ponto, procedimento esse que desperta tanto o interesse acadêmico quanto o industrial. Neste trabalho, foram empregados os dois métodos de cálculo, utilizando solventes puros, misturas de solventes e três amostras de copolímeros à base de SMA. As determinações foram conduzidas a 40C. Os copolímeros utilizados possuiam teores de anidrido maleico de 50%, 45% e 40%, sendo os dois últimos esterificados com butil-metil-éster e sec-butil-metil-éster, respectivamente. Os solventes utilizados foram: N-metil-pirrolidona (NMP), tetrahidrofurano (THF) e suas respectivas misturas 1:1 com metil-etil-cetona (MEK), ou seja, (NMP:MEK) e THF:MEK, sendo a MEK um não solvente para o copolímero não esterificado. As equações utilizadas para extrapolação gráfica foram as de Huggins, Kraemer e Schulz-Blaschke. As equações empregadas em um único ponto foram as de Solomon-Ciuta, Deb-Chanterjee e novamente Schulz-Blaschke. Os resultados obtidos foram comparados e avaliou-se a possibilidade da utilização do método mais rápido, por um único ponto, para os sistemas estudados através dos desvios percentuais tendo como padrão os resultados da equação de Huggins. A equação de Deb-Chanterjee foi a mais adequada aos sistemas em NMP, que foi também o melhor solvente para as amostras. Os resultados obtidos na mistura NMP:MEK sugeriram que a viscosimetria pode ter sido um método sensível às pequenas diferenças estruturais entre os grupos pendentes nas amostras esterificadas. Paralelamente, realizou-se análises de espectroscopia na região do infravermelho (FTIR), análise termogravimétrica (TGA) e ensaios dinâmico-mecânicos (DMA) para a caracterização estrutural e térmica das amostras. Somente os resultados obtidos a partir de DMA indicaram diferenças entre as amostras esterificadas

Estabelecimento de culturas de raízes in vitro e avaliação da produção de metabólitos secundários de Cleome spinosa Jacq. (Cleomaceae)

Cleome spinosa é uma espécie herbácea de uso na medicina popular, especialmente no Nordeste do Brasil. A cultura in vitro de raízes adventícias da espécie foi iniciada com segmentos radiculares (0,5 e 1,0 cm) obtidos a partir de duas fontes de explantes: plantas propagadas in vitro e plantas oriundas do processo de germinação in vitro. Os explantes foram inoculados em meio MS líquido suplementado ou não com as auxinas ANA, AIA e AIB em diferentes concentrações (0,5; 1,0; 1,5; 3,0; 5,0 mg.L-1). As culturas foram mantidas em sala de crescimento, sob agitação (100 rpm) e sob fotoperíodo de 16h ou no escuro, com subculturas a cada 45 dias. Explantes oriundos de plantas propagadas in vitro também foram cultivados em meio contendo a citocinina BAP em associação com auxinas, na presença de sorbitol (isoladamente ou em associação com sacarose), em meio MS contendo redução na concentração total de sais minerais (MS1/2 e MS1/4) e em meio sólido. Os resultados mostraram que a adição de auxinas ao meio de cultura foi essencial à multiplicação das raízes, uma vez que em meio MS0 ocorreu significativo desenvolvimento de brotos. A suplementação com ANA não foi eficiente para a produção de raízes e acarretou no calejamento dos explantes, enquanto que a presença de AIA e AIB resultaram na multiplicação das raízes. Ainda assim, independentemente das manipulações realizadas no meio de cultivo, a capacidade de multiplicação mostrou-se reduzida. Uma expressiva multiplicação de raízes foi observada em culturas iniciadas a partir de explantes oriundos de plantas obtidas por germinação in vitro. A maior produção de biomassa foi alcançada em culturas iniciadas com segmentos radiculares de plantas obtidas por germinação in vitro cultivadas em meio contendo com 3,0 mg.L-1 de AIB e mantidas no escuro. Culturas estabelecidas nas melhores condições para acúmulo de biomassa foram acompanhadas por três subculturas, sendo avaliados períodos de cultura de 45 dias e de 60 dias. Culturas mantidas a intervalos de 45 dias apresentaram maior produção de raízes durante a segunda subcultura, enquanto que para o intervalo de 60 dias, embora tenha sido observada a capacidade de multiplicação das raízes, a maior produção de biomassa ocorreu nos primeiros 60 dias de cultivo. A partir de materiais in vivo e in vitro foram realizadas extrações com solventes de polaridade crescente (hexano, diclorometano, acetato de etila e metanol) e os extratos foram submetidos a avaliações cromatográficas. As análises por cromatografia em camada delgada mostraram a presença de terpenos nos extratos obtidos com hexano e diclorometano, tanto em material obtido a campo como naqueles produzidos in vitro e de compostos fenólicos nos extratos em acetato de etila obtidos a partir de material de campo. Pelas análises por cromatografia líquida associada à espectrometria de massas foi possível observar a presença de flavonoides nas culturas in vitro, não detectados no material de campo. As análises por cromatografia de fase gasosa associada à espectrometria de massas apontaram a presença de esteroides nos extratos em hexano de raízes coletadas a campo e nas culturas in vitro de raízes. Os resultados obtidos mostraram a viabilidade da produção de culturas de raízes in vitro para a espécie C. spinosa e o potencial deste material para a produção de substâncias bioativas, algumas não encontradas em material coletado a campo

Avaliação de complexos de inclusão na inibição do aço carbono em meio ácido

A indústria de petróleo e gás apresenta sérios problemas relacionados à corrosão. Nas petroquímicas e nas instalações de refino de petróleo, as falhas em materiais estão relacionadas com a corrosão, além disso, os processos de corrosão de metais são problemas no mundo, causando ônus em processos industriais e gerando situações de risco como a corrosão de pilares metálicos em pontes ou em fuselagens de aviões. Dentre os meios corrosivos, um muito comum é o meio ácido, que será o meio estudado neste trabalho. Com todos os problemas citados, se faz necessário o estudo de inibidores de corrosão com alta eficiência, estabilidade e que, preferencialmente, não agridam o meio ambiente. Alguns inibidores de corrosão apresentam solubilidade limitada em água, sendo necessária a utilização de alguns solventes não tão amigáveis ao meio ambiente. Então, propôs-se formar um complexo de inclusão para tornar possível a solubilização de inibidores convencionais em solução aquosa, como algumas tioureias, que apresentam solubilidade limitada em água. Essa completa solubilização do inibidor de corrosão orgânico em meio aquoso é possível com a utilização de um aditivo (hospedeiro) capaz de encapsular tais moléculas (convidados) via interações não covalentes, de modo a alcançar o máximo desempenho de inibição. Para a formação do complexo de inclusão foi usado como molécula hospedeira, a α e a β hidroxipropilciclodextrina e como molécula convidada a dibenziltioureia. A intenção foi testar a melhora da ação inibidora da corrosão do aço carbono em meio de HCl 1mol.L-1 com ensaios de perda de massa, de impedância, polarização e microscopia eletrônica de varredura (MEV), além de evidenciar a formação destes complexos de inclusão através da espectroscopia de absorção vibracional no infravermelho, espectroscopia de RMN de 1H, espectroscopia de absorção no Ultra-violeta e análise térmica diferencial (DTA)

Dessulfurização oxidativa do dibenzotiofeno catalisada por V2O5 suportado

A necessidade de redução da emissão de poluentes, visando diminuir os sérios problemas de poluição atmosférica enfrentados atualmente, é hoje uma das principais preocupações mundiais, provocando o surgimento de leis mais rígidas, que restringem o teor de enxofre na gasolina e no diesel. Assim, o desenvolvimento de tecnologias mais eficazes na remoção de enxofre nestes combustíveis tem recebido atenção crescente. Estas tecnologias incluem a extração física com solvente, a adsorção seletiva, processos de redução/oxidação microbiológicos e a dessulfurização oxidativa (ODS). A dessulfurização oxidativa converte os compostos de enxofre em sulfonas que podem ser facilmente separadas por processos físicos. Portanto, a ODS apresenta grande potencial para tornar-se um processo complementar a processo de hidrodessulfurização tradicional na produção de combustíveis altamente dessulfurizados. Neste contexto, este trabalho visou o estudo do desempenho de catalisadores de V2O5 suportados em alumina, sílica e sílica-alumina frente à reação de ODS do dibenzotiofeno em presença do peróxido de hidrogênio, como oxidante, e da acetonitrila, como solvente polar aprótico. Os catalisadores foram preparados por impregnação ao ponto úmido e caracterizados por difração de raios-X (DRX), análise textural, redução à temperatura programada (TPR-H2), dessorção de amônia à temperatura programa (TPD-NH3) e espectroscopia Raman. O efeito de parâmetros reacionais como quantidade de solvente, relação O/S e concentração de catalisador foram investigados, utilizando a alumina como suporte, visando estabelecer as condições reacionais que levassem a maiores valores de conversão do dibenzotiofeno (DBT). Uma vez estabelecidas estas condições, foi analisado o efeito do teor de V2O5 presente no catalisador e, posteriormente, o efeito do suporte catalítico. Os resultados obtidos mostraram a 70 C razão molar H2O2/Sde 16,6, razão carga/solvente igual a 1:1 e 100 mg do catalisador 15 % V2O5/SiO2, a conversão obtida foi de 95%

Saline-saturated DMSO-EDTA as a storage medium for microbial DNA analysis from coral mucus swab samples

The mucus surface layer of corals plays a number of integral roles in their overall health and fitness. This mucopolysaccharide coating serves as vehicle to capture food, a protective barrier against physical invasions and trauma, and serves as a medium to host a community of microorganisms distinct from the surrounding seawater. In healthy corals the associated microbial communities are known to provide antibiotics that contribute to the coral’s innate immunity and function metabolic activities such as biogeochemical cycling. Culture-dependent (Ducklow and Mitchell, 1979; Ritchie, 2006) and culture-independent methods (Rohwer, et al., 2001; Rohwer et al., 2002; Sekar et al., 2006; Hansson et al., 2009; Kellogg et al., 2009) have shown that coral mucus-associated microbial communities can change with changes in the environment and health condition of the coral. These changes may suggest that changes in the microbial associates not only reflect health status but also may assist corals in acclimating to changing environmental conditions. With the increasing availability of molecular biology tools, culture-independent methods are being used more frequently for evaluating the health of the animal host. Although culture-independent methods are able to provide more in-depth insights into the constituents of the coral surface mucus layer’s microbial community, their reliability and reproducibility rely on the initial sample collection maintaining sample integrity. In general, a sample of mucus is collected from a coral colony, either by sterile syringe or swab method (Woodley, et al., 2008), and immediately placed in a cryovial. In the case of a syringe sample, the mucus is decanted into the cryovial and the sealed tube is immediately flash-frozen in a liquid nitrogen vapor shipper (a.k.a., dry shipper). Swabs with mucus are placed in a cryovial, and the end of the swab is broken off before sealing and placing the vial in the dry shipper. The samples are then sent to a laboratory for analysis. After the initial collection and preservation of the sample, the duration of the sample voyage to a recipient laboratory is often another critical part of the sampling process, as unanticipated delays may exceed the length of time a dry shipper can remain cold, or mishandling of the shipper can cause it to exhaust prematurely. In remote areas, service by international shipping companies may be non-existent, which requires the use of an alternative preservation medium. Other methods for preserving environmental samples for microbial DNA analysis include drying on various matrices (DNA cards, swabs), or placing samples in liquid preservatives (e.g., chloroform/phenol/isoamyl alcohol, TRIzol reagent, ethanol). These methodologies eliminate the need for cold storage, however, they add expense and permitting requirements for hazardous liquid components, and the retrieval of intact microbial DNA often can be inconsistent (Dawson, et al., 1998; Rissanen et al., 2010). A method to preserve coral mucus samples without cold storage or use of hazardous solvents, while maintaining microbial DNA integrity, would be an invaluable tool for coral biologists, especially those in remote areas. Saline-saturated dimethylsulfoxide-ethylenediaminetetraacetic acid (20% DMSO-0.25M EDTA, pH 8.0), or SSDE, is a solution that has been reported to be a means of storing tissue of marine invertebrates at ambient temperatures without significant loss of nucleic acid integrity (Dawson et al., 1998, Concepcion et al., 2007). While this methodology would be a facile and inexpensive way to transport coral tissue samples, it is unclear whether the coral microbiota DNA would be adversely affected by this storage medium either by degradation of the DNA, or a bias in the DNA recovered during the extraction process created by variations in extraction efficiencies among the various community members. Tests to determine the efficacy of SSDE as an ambient temperature storage medium for coral mucus samples are presented here.

Poroelastic indentation analysis for hydrated biological tissues

Indentation techniques are employed for the measurement of mechanical properties of a wide range of materials. In particular, techniques focused at small length-scales, such as nanoindentation and AFM indentation, allow for local characterization of material properties in heterogeneous materials including natural tissues and biomimetic materials. Typical elastic analysis for spherical indentation is applicable in the absence of time-dependent deformation, but is inappropriate for materials with time-dependent responses. Recent analyses for the viscoelastic indentation problem, based on elastic-viscoelastic correspondence, have begun to address the issue of time-dependent deformation during an indentation test. The viscoelastic analysis has been shown to fit experimental indentation data well, and has been demonstrated as useful for characterization of viscoelasticity in polymeric materials and in hydrated mineralized tissues. However, a viscoelastic analysis is not necessarily sufficient for multi-phase materials with fluid flow. In the current work, a poroelastic analysis-based on fluid motion through a porous elastic network-is used to examine spherical indentation creep responses of hydrated biological materials. Both analytical and finite element approaches are considered for the poroelastic Hertzian indentation problem. Modeling results are compared with experimental data from nanoindentation of hydrated bone immersed in water and polar solvents (ethanol, methanol, acetone). Baseline (water-immersed) bone responses are characterized using the poroelastic model and numerical results are compared with altered hydration states due to polar solvents. © 2007 Materials Research Society.

Effect of water on mechanical properties of mineralized tissue composites

In the current study, the effects of polar solvents on tissue volume and mechanical properties are considered. Area shrinkage measurements are conducted for mineralized bone tissue samples soaked in polar solvents. Area shrinkage is used to calculate approximate linear and volume shrinkage. Results are compared with viscoelastic mechanical parameters for bone in the same solvents (as measured previously) and with both shrinkage measurements and mechanical data for nonmineralized tissues, as taken from the existing literature. As expected, the shrinkage of mineralized tissues is minimal when compared with shrinkage of nonmineralized tissues immersed in the same polar solvents. The mechanical changes in bone are also substantially less than in nonmineralized tissues. The largest stiffness values are found in shrunken bone samples (immersed in acetone and ethanol). The mineral phase in bone thus resists tissue shrinkage that would otherwise occur in the pure soft tissue phase. © 2007 Materials Research Society.