Study of a-Si crystallization dependence on power and irradiation time using a CW green laser

An advantage of laser crystallization over conventional heating methods is its ability to limit rapid heating and cooling to thin surface layers. Laser energy is used to heat the a-Si thin film to change the microstructure to poly-Si. Thin film samples of a-Si were irradiated with a CW-green laser source. Laser irradiated spots were produced by using different laser powers and irradiation times. These parameters are identified as key variables in the crystallization process. The power threshold for crystallization is reduced as the irradiation time is increased. When this threshold is reached the crystalline fraction increases lineally with power for each irradiation time. The experimental results are analysed with the aid of a numerical thermal model and the presence of two crystallization mechanisms are observed: one due to melting and the other due to solid phase transformation.

Liquid-phase combinatorial synthesis.

A concept termed liquid-phase combinatorial synthesis (LPCS) is described. The central feature of this methodology is that it combines the advantages that classic organic synthesis in solution offers with those that solid-phase synthesis can provide, through the application of a linear homogeneous polymer. To validate this concept two libraries were prepared, one of peptide and the second of nonpeptide origin. The peptide-based library was synthesized by a recursive deconvolution strategy [Erb, E., Janda, K. D. & Brenner, S. (1994) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91, 11422-11426] and several ligands were found within this library to bind a monoclonal antibody elicited against beta-endorphin. The non-peptide molecules synthesized were arylsulfonamides, a class of compounds of known clinical bactericidal efficacy. The results indicate that the reaction scope of LPCS should be general, and its value to multiple, high-throughput screening assays could be of particular merit, since multimilligram quantities of each library member can readily be attained.

Grasshopper crop and midgut extract effects on plants: an example of reward feedback.

Acid extracts and a resultant fraction from solid-phase extraction (SPE) of Romalea guttata crop and midgut tissues induce sorghum (Sorghum bicolor var. Rio) coleoptile growth in 24-h incubations an average of 49% above untreated controls. When combined with plant auxin, indole-3-acetic acid (IAA), the SPE fraction shows a synergistic reaction, yielding increases in coleoptile growth that average 295% above untreated controls and 8% above IAA standards. The interaction lowered the point of maximum sensitivity of IAA 3 orders of magnitude, resulting in a new IAA physiological set point at 10(-7) g/ml. This synergism suggests that contents in animal regurgitants making their way into plant tissue during feeding may produce a positive feedback in plant growth and development following herbivory. Such a process, also known as reward feedback, may exert major controls on ecosystem-level relationships in nature.

Estudo de metodologias de controle de qualidade do Mo-99 utilizado no preparo de geradores de Mo-99/Tc-99m

O 99mTc é o radionuclídeo mais utilizado em medicina nuclear. No Brasil os geradores de 99Mo/99mTc são produzidos exclusivamente pelo Centro de Radiofarmácia do IPEN-CNEN/SP, com 99Mo importado de diferentes fornecedores. O 99Mo (t1/2 = 66 h), por ser um produto de fissão do 235U, pode conter impurezas radionuclídicas prejudiciais à saúde humana. Dessa forma, para que o gerador seja utilizado de forma segura, é necessário que o 99Mo seja avaliado por ensaios de controle de qualidade e atenda à alguma especificação descrita em farmacopeia. A Farmacopeia Europeia (FE) apresenta monografia, com parâmetros (identificação, pureza radioquímica e pureza radionuclídica), métodos de análise, e limites, para avaliação da qualidade da solução de [99Mo] na forma de molibdato de sódio, que é utilizada como matéria-prima no preparo dos geradores de 99Mo/99mTc. No entanto, observa-se uma dificuldade na implementação e execução dos métodos por parte dos produtores de geradores, com pouca literatura sobre o assunto, provavelmente devido à falta de praticidade dos métodos propostos e à extensa lista de reagentes utilizados. Nesse trabalho foram avaliados vários parâmetros de qualidade do 99Mo descritos na monografia da FE. Foram estudados métodos de separação do 99Mo de suas impurezas radionuclídicas por extração em fase sólida (SPE) e por TLC. Após separação por SPE, foi proposta a quantificação de metais por ICP-OES para avaliar a porcentagem de retenção de Mo e a porcentagem de recuperação de Ru e Te e Sr em diversos tipos de cartuchos, em substituição ao uso de radiotraçadores. Observou-se que a marca de cartucho de SPE para separação do 99Mo recomendada pela FE apresentou baixa recuperação para Ru, quando comparado aos outros cartuchos de troca aniônica disponíveis no mercado. Amostras de 99Mo de diferentes fornecedores mundiais foram analisadas. Observou-se que é possível realizar a quantificação de 103Ru em amostras de 99Mo mesmo com tempos de decaimento acima de 4 semanas. Um método alternativo de separação do 99Mo do 131I por TLC apresentou resultados promissores. Não foi feita a quantificação das impurezas radionuclídicas emissoras beta e alfa. Todas as amostras analisadas apresentaram resultados dentro das especificações da FE para pureza radioquímica (>95%) e pureza radionuclídica.

Avaliação de técnicas cromatográficas acopladas a espectrometria de massas para análise de morfolina em manga

A constante preocupação com o aumento do uso de agrotóxicos nas lavouras e os riscos gerados pelos resíduos destes compostos fazem com que os órgãos responsáveis pela fiscalização de alimentos no Brasil controlem a presença dessas substâncias nos produtos que chegam à mesa do consumidor. Atualmente, um dos grandes problemas na produção de alimentos é a utilização de substâncias proibidas em lavouras, muitas das quais não possuem estudos nem limites máximos de resíduos (LMR) estabelecidos, assim como a utilização de substâncias já registradas, mas em quantidades ou métodos de manejo incorretos. Ambos os casos podem resultar em sérios problemas à saúde humana. O objetivo deste estudo foi a avaliação da determinação de morfolina em amostras de manga utilizando técnicas como a Extração em Fase Sólida e a Cromatografia Gasosa acoplada à Espectrometria de Massas (SPE-GC-MS), assim como a Microextração em Sorvente Empacotado e Cromatografia Gasosa acoplada à Espectrometria de Massas (MEPS-GC-MS). Um segundo objetivo deste estudo consistiu em desenvolver, validar e avaliar uma metodologia analítica capaz de identificar quantitativamente a morfolina em amostras de manga por Cromatografia Líquida de Ultra Eficiência acoplada a Espectrometria de Massas em tandem (UHPLC-MS/MS). Para análise por GC-MS fez-se necessária a etapa de derivatização do analito, de forma que o mesmo aumentasse sua volatilidade e diminuísse a polaridade. A comparação entre as técnicas SPE e MEPS não foi possível devido ao efeito de matriz causado pela contaminação do liner e da coluna cromatográfica. Já a metodologia validada por UHPLC-MS/MS seguiu os critérios exigidos pelo Manual de Garantia da Qualidade Analítica, do Ministério da Agricultura Pecuária e Abastecimento (MAPA). O método foi aplicado em mangas de diferentes variedades obtidas no comércio local. Não foram encontrados resíduos de morfolina em nenhuma das amostras investigadas, de acordo com a metodologia proposta. Os resultados apresentados neste trabalho estabelecem metodologias eficientes, rápidas e de baixo custo na determinação de morfolina em amostras de manga.

Análise química e atividades biológicas de Guatteria elliptica R. E. Fries (Annonaceae)

A espécie endêmica G. elliptica R. E. Fries não apresentava estudos fitoquímicos e biológicos detalhados na literatura. Assim, o objetivo desse trabalho foi avaliar a composição química e as propriedades biológicas dos óleos essenciais, extratos brutos, alcaloides totais, tortas, frações das tortas, amostras isoladas dessa espécie. O material vegetal foi coletado em Paranapiacaba (Santo André, SP, Brasil). O óleo essencial extraído das folhas por destilação à vapor apresentou um rendimento de 0,2%. A análise histológica das folhas encontrou óleo em células oleíferas localizadas no parênquima esponjoso. A composição do óleo (CG-EM) indicou espatulenol e óxido de cariofileno como compostos majoritários. Os alcaloides totais foram obtidos dos extratos brutos das folhas e dos galhos e analisados por CG-EM, identificando quatro aporfinas (nornuciferina, estefarina, corituberina e asimilobina) e duas protoberberinas (discretamina e caseadina). Os alcaloides totais foram fracionados em coluna cromatográfica ou por Extração em Fase Sólida e purificados por cromatografia em camada preparativa, originando duas amostras (Amostra 9 e 10). Na Amostra 9, foram identificados dois alcaloides aporfinicos nornuciferina e asimilobina (CG-EM e RMN-1H). Na Amostra 10, foram identificados (LC-EM/EM) cinco alcaloides aporfínicos (desidronantenina, glaunidina, liriodenina, N-óxido de oliverina e telikovina) e um alcaloide protoberberínico (caseadina). Caseadina, glaunidina, N-óxido de oliverina e telikovina não foram previamente identificados em Guatteria. Os resíduos dos extratos brutos livres de alcaloides foram fracionados pelo método de partição com solventes de polaridade crescente. Os extratos brutos e as frações acetato de etila e butanólicas de folhas e galhos apresentaram flavonoides (NP-PEG). Nos ensaios biológicos, a melhor atividade antioxidante (sequestro do radical DPPH) foi encontrada para a fração clorofórmica dos galhos (EC50=24,25±1,14 µg/mL) e a torta dos galhos (EC50=26,23±4,20 µg/mL). No ensaio antimicrobiano pelo método turbidimétrico a atividade mais importante foi obtida contra Staphylococcus aureus (ATCC 6538) para os alcaloides totais dos galhos (CIM/CBM=0,12±0,01/0,26 mg/mL) e das folhas (CIM/CBM=0,21±0,01/0,28 mg/mL), e fração hexânica das folhas (CIM/CBM=0,24±0,02/>1 mg/mL). Uma alta atividade antitumoral foi observada frente a células humanas de mama (MCF-7) para Amostra 10 (IC50=2,28±0,18 µg/mL), fração de acetato de etila das folhas (IC50=4,47±0,40 µg/mL), óleo essencial (IC50=7,01±0,23 µg/mL) e os alcaloides totais das folhas (IC50=9,32±0,36 µg/mL). Para as células de próstata (PC-3), foi encontrada atividade para a Amostra 10 (IC50=1,37±0,36 µg/mL) e o óleo essencial (IC50=5,32±0,35 µg/mL). A futura aplicação dos extratos e frações de G. elliptica como um agente antitumoral parece ser segura, pois mantiveram uma viabilidade celular maior do que 90% no ensaio de citotoxicidade com culturas de fibroblasto murino (BALB/c 3T3, ATCC CCL-163) nas concentrações onde a atividade antitumoral foi promissora (<30 µg/mL) contra MCF-7 e/ou PC-3.

Diagnóstico da exposição fetal ao álcool através de biomarcadores em mecônio

A grande prevalência do consumo de álcool por mulheres em idade reprodutiva aliada à gravidez não planejada expõe a gestante a um elevado risco de se alcoolizar em algum momento da gestação, principalmente no início do período gestacional em que a maioria delas ainda não tomou ciência do fato. Assim, torna-se extremamente relevante o desenvolvimento de métodos de detecção precoce de recém-nascidos em risco de desenvolvimento de problemas do espectro dos transtornos relacionados à exposição fetal ao álcool. O objetivo desse estudo foi desenvolver, validar e avaliar a eficácia de um método de quantificação de ésteres etílicos de ácidos graxos (FAEEs) no mecônio de recém-nascidos para avaliação da exposição fetal ao álcool. Os FAEEs avaliados foram: palmitato de etila, estearato de etila, oleato de etila e linoleato de etila.O método consistiu no preparo das amostras pela extração líquido-líquido utilizando água, acetona e hexano, seguida de extração em fase sólida empregando cartuchos de aminopropilsilica. A separação e quantificação dos analitos foi realizada por cromatografia em fase gasosa acoplada à espectrometria de massas. Os limites de quantificação (LQ) variaram entre 50-100ng/g. A curva de calibração foi linear de LQ até 2000ng/g para todos os analitos. A recuperação variou de 69,79% a 106,57%. Os analitos demonstraram estabilidade no ensaio de pós-processamento e em solução. O método foi aplicado em amostras de mecônio de 160 recém-nascidos recrutados em uma maternidade pública de Ribeirão Preto-SP. O consumo de álcool materno foi reportado utilizando questionários de rastreamento validados T-ACE e AUDIT e relatos retrospectivos da quantidade e frequência de álcool consumida ao longo da gestação. A eficácia do método analítico em identificar os casos positivos foi determinada pela curva Receiver Operating Characteristic (ROC). O consumo alcoólico de risco foi identificado pelo T-ACE em 31,3% das participantes e 50% reportaram o uso de álcool durante a gestação. 51,3% dos recém-nascidos apresentaram FAEEs em seu mecônio, sendo que 33,1% apresentaram altas concentrações para a somatória dos FAEEs (maior que 500ng/g), compatível com um consumo abusivo de álcool. O oleato de etila foi o biomarcador mais prevalente e o linoleato de etila foi o biomarcador que apresentou as maiores concentrações. Houve uma variabilidade no perfil de distribuição dos FAEEs entre os indivíduos, e discordâncias entre a presença de FAEEs e o consumo reportado pela mãe. A concentração total dos FAEEs nos mecônio mostrou-se como melhor indicador da exposição fetal ao álcool quando comparado com o uso de um único biomarcador. O ponto de corte para esta população foi de aproximadamente 600ng/g para uso tipo binge (três ou mais doses por ocasião) com sensibilidade de 71,43% e especificidade de 84,37%. Este estudo reforça a importância da utilização de métodos laboratoriais na identificação da exposição fetal ao álcool.

Synthesis, Modification, and Application of Siloxane Materials for Environmental Sensing

As human populations and resource consumption increase, it is increasingly important to monitor the quality of our environment. While laboratory instruments offer useful information, portable, easy to use sensors would allow environmental analysis to occur on-site, at lower cost, and with minimal operator training. We explore the synthesis, modification, and applications of modified polysiloxane in environmental sensing. Multiple methods of producing modified siloxanes were investigated. Oligomers were formed by using functionalized monomers, producing siloxane materials containing silicon hydride, methyl, and phenyl side chains. Silicon hydride-functionalized oligomers were further modified by hydrosilylation to incorporate methyl ester and naphthyl side chains. Modifications to the siloxane materials were also carried out using post-curing treatments. Methyl ester-functionalized siloxane was incorporated into the surface of a cured poly(dimethylsiloxane) film by siloxane equilibration. The materials containing methyl esters were hydrolyzed to reveal carboxylic acids, which could later be used for covalent protein immobilization. Finally, the siloxane surfaces were modified to incorporate antibodies by covalent, affinity, and adsorption-based attachment. These modifications were characterized by a variety of methods, including contact angle, attenuated total reflectance Fourier transform infrared spectroscopy, dye labels, and 1H nuclear magnetic resonance spectroscopy. The modified siloxane materials were employed in a variety of sensing schemes. Volatile organic compounds were detected using methyl, phenyl, and naphthyl-functionalized materials on a Fabry-Perot interferometer and a refractometer. The Fabry-Perot interferometer was found to detect the analytes upon siloxane extraction by deformation of the Bragg reflectors. The refractometer was used to determine that naphthyl-functionalized siloxanes had elevated refractive indices, rendering these materials more sensitive to some analytes. Antibody-modified siloxanes were used to detect biological analytes through a solid phase microextraction-mediated enzyme linked immunosorbent assay (SPME ELISA). The SPME ELISA was found to have higher analyte sensitivity compared to a conventional ELISA system. The detection scheme was used to detect Escherichia coli at 8500 CFU/mL. These results demonstrate the variety of methods that can be used to modify siloxanes and the wide range of applications of modified siloxanes has been demonstrated through chemical and biological sensing schemes.

Concentrations of perfluorinated carboxylic acids (PFCAs) and sulfonic acids (PFSAs) in liver samples of different marine mammals (1984-2009)

Temporal variations in concentrations of perfluorinated carboxylic acids (PFCAs) and sulfonic acids (PFSAs), including perfluorooctane sulfonate (PFOS) and perfluorooctanoate (PFOA) structural isomers, were examined in livers of pilot whale (Globicephala melas), ringed seal (Phoca hispida), minke whale (Balaenoptera acutorostrata), harbor porpoise (Phocoena phocoena), hooded seal (Cystophora cristata), Atlantic white-sided dolphin (Lagenorhynchus acutus) and in muscle tissue of fin whales (Balaenoptera physalus). The sampling spanned over 20 years (1984-2009) and covered a large geographical area of the North Atlantic and West Greenland. Liver and muscle samples were homogenized, extracted with acetonitrile, cleaned up using hexane and solid phase extraction (SPE), and analyzed by liquid chromatography with negative electrospray tandem mass spectrometry (LC-MS/MS). In general, the levels of the long-chained PFCAs (C9-C12) increased whereas the levels of PFOS remained steady over the studied period. The PFOS isomer pattern in pilot whale liver was relatively constant over the sampling years. However, in ringed seals there seemed to be a decrease in linear PFOS (L-PFOS) with time, going from 91% in 1984 to 83% in 2006.

A convergent solution-phase synthesis of the macrocycle Ac-Phe-[Orn-Pro-D-Cha-Trp-Arg], a potent new antiinflammatory drug

Relatively few cyclic peptides have reached the pharmaceutical marketplace during the past decade, most produced through fermentation rather than made synthetically. Generally, this class of compounds is synthesized for research purposes on milligram scales by solid-phase methods, but if the potential of macrocyclic peptidomimetics is to be realized, low-cost larger scale solution-phase syntheses need to be devised and optimized to provide sufficient quantities for preclinical, clinical, and commercial uses. Here, we describe a cheap, medium-scale, solution-phase synthesis of the first reported highly potent, selective, and orally active antagonist of the human C5a receptor. This compound, Ac-Phe[Orn-Pro-D-Cha-Trp-Arg], known as 3D53, is a macrocyclic peptidomimetic of the human plasma protein C5a and displays excellent antiinflammatory activity in numerous animal models of human disease. In a convergent approach, two tripeptide fragments Ac-Phe-Orn-(Boc)-Pro-OH and H-D-Cha-Trp(For)-Arg-OEt were first prepared by high-yielding solution-phase couplings using a mixed anhydride method before coupling them to give a linear hexapeptide which, after deprotection, was obtained in 38% overall yield from the commercially available amino acids. Cyclization in solution using BOP reagent gave the antagonist in 33% yield (13% overall) after HPLC purification. Significant features of the synthesis were that the Arg side chain was left unprotected throughout, the component Boe-D-Cha-OH was obtained very efficiently via hydrogenation Of D-Phe with PtO2 in TFA/water, the tripeptides were coupled at the Pro-Cha junction to minimize racemization via the oxazolone pathway, and the entire synthesis was carried out without purification of any intermediates. The target cyclic product was purified (>97%) by reversed-phase HPLC. This convergent synthesis with minimal use of protecting groups allowed batches of 50100 g to be prepared efficiently in high yield using standard laboratory equipment. This type of procedure should be useful for making even larger quantities of this and other macrocyclic peptidomimetic drugs.

A rapid HPLC-mass spectrometry cyclosporin method suitable for current monitoring practices

Objectives: Cyclosporin is an immunosuppressant drug with a narrow therapeutic window. Trough and 2-h post-dose blood samples are currently used for therapeutic drug monitoring in solid organ transplant recipients. The aim of the current study was to develop a rapid HPLC-tandem mass spectrometry (HPLC-MS) method for the measurement of cyclosporin in whole blood that was not only suitable for the clinical setting but also considered a reference method. Methods: Blood samples (50 mu L) were prepared by protein precipitation followed by C-18 solid-phase extraction while using d(12) cyclosporin as the internal standard. Mass spectrometric detection was by selected reaction monitoring with an electrospray interface in positive ionization mode. Results: The assay was linear from 10 to 2000 mu g/L (r(2) > 0.996, n = 9). Inter-day,analytical recovery and imprecision using whole blood quality control samples at 10, 30, 400, 1500, and 2000 mu g/L were 94.9-103.5% and

Simultaneous determination of morphine, oxycodone, morphine-3-glucuronide, and noroxycodone concentrations in rat serum by high performance liquid chromatography-electrospray ionization-tandem mass spectrometry

An assay using high performance liquid chromatography (HPLC)-electrospray ionization-tandem mass spectrometry (ESI-MS-MS) was developed for simultaneously determining concentrations of morphine, oxycodone, morphine-3-glucuronide, and noroxycodone, in 50 mul samples of rat serum. Deuterated (d(3)) analogues of each compound were used as internal standards. Samples were treated with acetonitrile to precipitate plasma proteins: acetonitrile was removed from the supernatant by centrifugal evaporation before analysis. Limits of quantitation (ng/ml) and their between-day accuracy and precision (%deviation and %CV) were-morphine, 3.8 (4.3% and 7.6%); morphine-3-glucuronide, 5.0 (4.5% and 2.9%); oxycodone, 4.5 (0.4% and 9.3%); noroxycodone, 5.0 (8.5% and 4.6%). (C) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

The combined SPE : ToxY-PAM phytotoxicity assay; application and appraisal of a novel biomonitoring tool for the aquatic environment

Mounting concerns regarding the environmental impact of herbicides has meant a growing requirement for accurate, timely information regarding herbicide residue contamination of, in particular, aquatic systems. Conventional methods of detection remain limited in terms of practicality due to high costs of operation and the specialised information that analysis provides. A new phytotoxicity bioassay was trialled for the detection of herbicide residues in filter-purified (Milli-Q) as well as natural waters. The performance of the system, which combines solid-phase extraction (SPE) with the ToxY-PAM dual-channel yield analyser (Heinz Walz GmbH), was tested alongside the traditional method of liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS). The assay methodology was found to be highly sensitive (LOD 0.1 ng L-1 diuron) with good reproducibility. The study showed that the assay protocol is time effective and can be employed for the aquatic screening of herbicide residues in purified as well as natural waters.

Aquatic passive sampling of herbicides on naked particle loaded membranes: Accelerated measurement and empirical estimation of kinetic parameters

Water-sampler equilibrium partitioning coefficients and aqueous boundary layer mass transfer coefficients for atrazine, diuron, hexazionone and fluometuron onto C18 and SDB-RPS Empore disk-based aquatic passive samplers have been determined experimentally under a laminar flow regime (Re = 5400). The method involved accelerating the time to equilibrium of the samplers by exposing them to three water concentrations, decreasing stepwise to 50% and then 25% of the original concentration. Assuming first-order Fickian kinetics across a rate-limiting aqueous boundary layer, both parameters are determined computationally by unconstrained nonlinear optimization. In addition, a method of estimation of mass transfer coefficients-therefore sampling rates-using the dimensionless Sherwood correlation developed for laminar flow over a flat plate is applied. For each of the herbicides, this correlation is validated to within 40% of the experimental data. The study demonstrates that for trace concentrations (sub 0.1 mu g/L) and these flow conditions, a naked Empore disk performs well as an integrative sampler over short deployments (up to 7 days) for the range of polar herbicides investigated. The SDB-RPS disk allows a longer integrative period than the C18 disk due to its higher sorbent mass and/or its more polar sorbent chemistry. This work also suggests that for certain passive sampler designs, empirical estimation of sampling rates may be possible using correlations that have been available in the chemical engineering literature for some time.