Response of wheat to additional nitrogen fertilizer application after pig slurry on over-fertilized soils

Pig slurry is a valuable nutrient resource but constitutes a waste disposal problem in areas of high animal density. In the semiarid area of Pla d’Urgell, in the Ebro Valley, North-East Spain, irrigated crops receive large amounts of nutrients in the form of manure and mineral fertilizers. We studied the effect of pig slurry and additional side-dress mineral fertilizers on irrigated wheat, Triticum aestivum L., on a coarse loam soil, with high soil P and K levels. Yields increased by 62.3% when using pig slurry. The application of ammonium sulfate nitrate sidedress did not significantly increase wheat production. The average apparent recoveries were higher for potassium (88.7%) than for nitrogen (51.3%) and phosphorus (36.3%). Greater amounts of soil NO3-N were measured over the four growing seasons, which was consistent with the amount of N applied. Macronutrient and micronutrient uptake was significant higher for pig slurry treatments, but only small differences were found between the pig slurry and pig slurry plus ammonium sulfate nitrate treatments. The unfertilized treatment showed significantly lower soil P, K, Cu and Zn content than pig slurry treatments; 34%, 21%, 34%, and 26% respectively. These findings could be used to develop a nutrient management plan based on knowledge of soil test results and crop nutrient removal. This could help to improve the use of pig slurry and mineral fertilizers on limited available land areas and prevent the accumulation of potentially toxic elements in soils and the export of nutrients through agricultural drainage.

Addition of nitrogen had no effect on yield and quality of apples in an high density orchard carrying a dwarf rootstock

The effect of N addition on apple yield and quality may vary according to the tree vigor. Apple trees developed over vigorous rootstocks had shown no response to N application in Brazil. In this study it was evaluated the effect of N addition to the soil on yield and quality of ´Royal Gala´ apples grafted on a dwarf rootstock (M.9). The orchard was planted in 1995 (2,857 trees ha-1) on an Oxisol containing 40 g kg-1 of organic matter and pH 6.0. The experiment was carried out from 1998 up to 2005. Treatments consisted of rates of N (0, 50, 100 and 150 kg ha-1 year-1 from 1998 to 2001, and respectively 0, 100, 200 and 300 kg ha-1 afterwards), all broadcasted within the tree row in two equal splits, at bud break and after harvest, as ammonium sulfate. Addition of N to the soil had no effect on fruit yield over the six years regardless of the applied rate. Averaged across treatments and years, fruit yield was 52.3 t ha-1. Nitrogen in the leaves (average of 24 g kg-1) or in the fruits (average of 346 mg kg-1) as well as some attributes related to fruit quality (color, firmness, acidity, soluble solids, physiological disorders) were unaffected by N addition. Some plant parameters related to tree vigor, however, grew higher with the increase on N rate. Thus, it is not necessary to apply N to deep Brazilian soils containing high organic matter in order to assure good fruit quality and yield on high-density orchards carrying dwarf rootstocks probably because the N required for tree growth and fruit production is supplied from soil organic matter decay.

Grape epicatechin conjugates prevent erythrocyte membrane protein oxidation

Epicatechin conjugates obtained from grape have shown antioxidant activity in various systems. However, how these conjugates exert their antioxidant benefits has not been widely studied. We assessed the activity of epicatechin and epicatechin conjugates on the erythrocyte membrane in the presence and absence of a peroxyl radical initiator, to increase our understanding of their mechanisms. Thus, we studied cell membrane fluidity by fluorescence anisotropy measurements, morphology of erythrocytes by scanning electron microscopy, and finally, red cell membrane proteins by sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis. Our data showed that incubation of red cells in the presence of epicatechin derivatives altered membrane fluidity and erythrocyte morphology but not the membrane protein pattern. The presence in the medium of the peroxyl radical initiator 2,2′-azobis(amidinopropane) dihydrochloride (AAPH) resulted in membrane disruptions at all levels analyzed, causing changes in membrane fluidity, cell morphology, and protein degradation. The presence of antioxidants avoided protein oxidation, indicating that the interaction of epicatechin conjugates with the lipid bilayer might reduce the accessibility of AAPH to membranes, which could explain in part the inhibitory ability of these compounds against hemolysis induced by peroxidative insult.

Epäpuhtaudet sinkin uutossa

Työssä tutkittiin metalli- ja anioniepäpuhtauksien myötäuuttautumista sinkin mukana di(2-etyyliheksyyli)fosforihappoalla (D2EHPA). Laboratoriokokeissa selvitettiin pH:n vaikutusta metalliepäpuhtauksien uuttautumiseen pH-alueella -O, l... 3 sekä pesujen vaikutusta sinkillä ladatun orgaanisen faasin metallipitoisuuksiin. Kokeita tehtiin sekä synteettisillä että autenttisilla prosessiliuoksilla. Anionikokeissa tutkittiin raudan ja sinkin vaikutusta kloridin ja fluoridin uuttautumiseen. Synteettisillä liuoksilla tehdyissä kokeissa tutkittiin kadmiumin, koboltin, nikkelin, kuparin sekä antimonin uuttautumista sinkkisulfaattiliuoksesta. Kokeissa havaittiin D2EHPA:n uuttavan sinkkiä selvästi em. metalleja paremmin. Sinkki uuttautui sulfaattiliuoksesta lähes täydellisesti tasapaino-pH:n ollessa yli 2,3. Sinkin jälkeen muista metalleista uuttautui eniten kadmium ja järjestyksessä sitten kupari, koboltti ja nikkeli. Epäpuhtausmetallien myötäuuttautumista lisääntyi uuton tasapaino-pH:n kasvaessa ja väheni sinkkilatauksen kasvaessa. Kahdella peräkkäisellä pesuaskeleella, joissa ensimmäinen pesuliuos sisälsi 5 g/L rikkihappoa ja toinen sekä 15 g/L rikkihappoa että 5 g/L sinkkiä saatiin kaikkien epäpuhtausmetallien pitoisuudet jäämään alle 3 mg/L. Antimonin uuttokokeissa huomattiin antimonin uuttautuvan täydellisesti D2EHPA:lla pH:sta riippumatta pH-alueella0...3. Prosessiliuoksilla tehdyissä kokeissa todettiin D2EHPA:n pystyvän tehokkaasti erottamaan sinkin magnesiumista ßzn,Mg ˜107 ja kadmiumista ßzn,cd ˜106. Havaittiin myös, että mitä suurempi sinkki- ja rautalataus orgaanisessa faasissa on sitä vähemmän magnesiumia ja kadmiumia uuttautuu. Ensimmäisessä pesussa saatiin sekä kadmiumin että magnesiumin pitoisuudet putoamaan keskimäärin 0,1 mg/L eli 30 alkuperäisestä pitoisuudesta. Toisella pesuaskeleella ei enää ollut vaikutusta kadmiumin ja magnesiumin pitoisuuksiin orgaanisessa faasissa. Kokeissa havaittiin myös, että D2EHPA:n latausasteen ylittäessä 0,7 alkaa sinkki-D2EHPA-kompleksit polymeroitua ja faasit eivät enää selkeytyneet helposti. Anionikokeissa huomattiin, ettei D2EHPA uuttanut kloridi tai fluoridi sinkin tai raudan mukana. D2EHPA:n havaittiin myös itsessään sisältävän hieman kloridia.

pH:n stabiilisuus ditioniittivalkaistulla neutraalilla LWC-prosessilla

Tässä työssä Oy Keskuslaboratoriossa sijaitsevalla kiertovesisimulaattorilla on tutkittiu ditioniittivalkaisun ja hylyn määrän vaikutusta pH:n stabiilisuuteen ja häiriöaineiden määrään neutraalissa LWC-prosessissa. Lisäksi on tutkittu ditioniitin määrän seisokkien ja valkaisuviiveiden vaikutusta. Kirjallisuusosassa tutustutaan ditioniittivalkaisuun ja valkaisun kemiaan sekä kalsiumkarbonaatin liukenemiseen. Lyhyesti selvitetään myös paperikoneen vesikiertoja sekä prosessissa olevia häiriöaineita. Karbonaatin liukenemisen osalta tarkastellaan myös mahdollisuutta mallintaa prosessia. Diplomityön aikana ajettiin yhdeksän simulaattoriajoa, jotka ajettiin kahden tai kolmen ajon sarjoissa. Ajoja ajettiin kolmella eri hylkymäärällä. Ditioniittivalkaisun lisäksi suoritettiin referenssiajoja ilman valkaisua. Lyhyen kierron pH pyrittiin pääosin säätämään seitsemään. Valkaisuviiveiden ja yli-yön kestävien seisokkien vaikutusta tutkittiin myös. Kokeissa todettiin ditioniitin alentavan pH tasoa. Tämä pH:n aleneminen johtaa kalsiumkarbonaatin liukenemiseen kalsiumkarbonaatin pyrkiessä puskuroimaan pH:n laskua. Valkaisureaktiossa syntyy negatiivisesti varauruneita yhdisteitä, jotka lisäävät prosessin anionisuutta. Ditioniitin valkaisuvaikutus näkyi lopputuotteen vaaleuden kasvuna sekä kieroveden värillisten yhdisteiden vähenemisenä. Ditioniittivalkaisu näytti poistavan myös noin 30% ligniinistä. Lipofiilisiin uuteaineisiin ditioniitilla ei ollut vaikutusta. Riittävä ditioniittiannos kokeiden perusteella on korkeintaan 1% ditioniittiä käytetyn mekaanisen massan määrästä. Korkeammalla annostuksella ei ollut vaikutusta vaaleuteen. Valkaisuaikana 30 minuuttia on riittävä. Pidempien valkaisuviiveiden ja seisokkien aikana valkaisussa syntyvän sulfiitin todettiin muuttuvan sulfaatiksi. Hylyn määrän lisääminen nosti pH:ta, varausta, johtokykyä ja liuenneen kalsiumin määrään. Hylyn määrän lisäminen paransi myös optisia ominaisuuksia, mikä johtui osin hylyn sisältämästä kalsiumkarbonaatista ja osin hylyn sisältämästä mekaanisesta massasta, joka oli valkaistua.

The effects of milk as a food matrix for polyphenols on the excretion profile of cocoa (-)-Epicatechin metabolites in healthy humans subjects

The effect of different food matrices on the metabolism and excretion of polyphenols is uncertain. The objective of the study was to evaluate the possible effect of milk on the excretion of (2)-epicatechin metabolites from cocoa powder after its ingestion with and without milk. Twenty-one volunteers received the following three test meals each in a randomised cross-over design with a 1-week interval between meals: (1) 250 ml whole milk as a control; (2) 40 g cocoa powder dissolved in 250 ml whole milk (CC-M); (3) 40 g cocoa powder dissolved in 250 ml water (CC-W). Urine was collected before consumption and during the 0-6, 6-12 and 12-24 h periods after consumption. (2)-Epicatechin metabolite excretion was measured using liquid chromatography-MS. One (2)-epicatechin glucuronide and three (2)-epicatechin sulfates were detected in urine excreted after the intake of the two cocoa beverages (CC-M and CC-W). The results show that milk does not significantly affect the total amount of metabolites excreted in urine. However, differences in metabolite excretion profiles were observed; there were changes in the glucuronide and sulfate excretion rates, and the sulfation position between the period of excretion and the matrix. The matrix in which polyphenols are consumed can affect their metabolism and excretion, and this may affect their biological activity. Thus, more studies are needed to evaluate the effect of these different metabolite profiles on the body.

Koboltin ja nikkelin poisto sinkkisulfaattiliuoksesta ioninvaihdolla

Työssä tutkittiin kahden silikapohjaisen erotusmateriaalin soveltuvuutta nikkelin ja koboltin poistoon sinkkisulfaattiliuoksista. Suurin osa kokeista tehtiin ioninvaihtimella, jonka funktionaalinen ryhmä on iminodietikkahappo. Vertailuerotusmateriaalin toiminta perustui adsorptioon. Liuoksina käytettiin sekä autenttista prosessiliuosta että synteettistä ZnSO4-liousta. Ioninvaihtimen kestävyyskokeissa selvisi, että tutkittu ioninvaihdin kestää hyvin sekä 60 oC lämpötilan että happamia olosuhteita. Emäksisissä liuoksissa silikarunko ei kestä. Jo 0,1 M NaOH-liuos liuottaa merkittävästi hartsia vuorokauden aikana. Vaihtimen vetyionikapasiteetiksi saatiin titrauksella 2,3 mekv/g. Tasapainokokeilla saatiin selville, että ioninvaihdin on selektiivinen nikkelille sinkin suhteen ja että selektiivisyys kasvaa liuoksen pH:n laskiessa. Koboltille ioninvaihdin ei ole selektiivinen sinkin suhteen. Mikäli sinkin pitoisuus on tuhansia kertoja nikkelin pitoisuutta suurempi, ei ioninvaihtimen Ni-selektiivisyys riitä myöskään nikkelille. Synteettisillä ZnSO4-liuoksilla tehtyjen kolonnikokeiden perusteella havaittiin, että tutkitulla ioninvaihtimella voidaan laimeista ZnSO4-liuoksista poistaa nikkeliä selektiivisesti. Nikkelin eluointi onnistui helposti 1 M H2SO4:lla. Vertailukokeen perusteella oli ioninvaihtimen Ni/Zn-selektiivisyys referenssiadsorbentin Ni/Zn-selektiivisyyttä pienempi. Ioninvaihtokolonnin mallintaminen ei onnistunut riittävän hyvin kuvaamaan ioninvaihtimessa tapahtuvaa samanaikaista ioninvaihtoa ja adsorptiota. Sen sijaan kun kolonnissa oli vertailumateriaalina käytetty adsorbentti, saatiin kolonnikokeiden tulokset mallilla hyvin ennustettua.

Selvityksiä reaktiokalorimetrin soveltuvuudesta hydrometallurgiaan

Tämän työn tavoitteena oli reaktiokalorimetrin käyttöönotto sekä sen käyttökelpoisuuden selvittäminen hydrometallurgisten sovellusten ja erityisesti sinkkisulfidin liuotuksen tutkimiseen. Työn kirjallisuusosassa on käsitelty yleisellä tasolla kalorimetrian ja reaktiokalorimetrian teoriaa, termodynamiikkaa sekä sinkkirikasteen liuotuksen kemiaa. Lisäksi työssä esitellään erilaisten kalorimetrien ja termoanalyyttisten mittauslaitteiden toimintaperiaatteita. Työn kokeellisessa osassa selvitettiin reaktiokalorimetrin mittaustulosten tarkkuutta vesi- kokeiden avulla. Laitteistolla määritettiin myös reaktiolämmöt sinkkisulfidin liukenemisreaktiolle sekä elohopeasuolan saostusreaktiolle. Lisäksi tutkittiin sekoitusnopeuden, lämpötilan ja kiintoainepitoisuuden vaikutusta mittaustuloksiin. Reaktiokalorimetrillä suoritettujen kokeiden perusteella havaittiin, että reaktiolämpöjen absoluuttisten arvojen määrittäminen laitteistolla on käytännössä vaikeaa. Koska reaktiokalorimetrillä pystytään määrittämään vain mittauksen aikana tapahtunut kokonaislämpömuutos, vaikuttavat mahdolliset faasimuutokset ja reaktorin lämpöhäviöt mittaustuloksiin. Näiden tekijöiden vaikutus on pyrittävä eliminoimaan tai niiden vaikutus on tunnettava tarkkaan, jos laitteella halutaan saada luotettavia reaktiolämpömittaustuloksia. Laitteiston mittaustarkkuus huononee huomattavasti, kun reaktorin lämpötila nousee yli 60 °C:een. Laitteistolla mitatut reaktiolämmöt poikkeavat huomattavasti vastaavista kirjallisuuden arvoista. Vedelle määritetyt ominaislämpökapasiteetit poikkeavat kirjallisuuden arvoista enintään 5 alle 90 °C:een lämpötilassa.

Uuttoprosessin suunnittelu

Teknologian kehitys ja prosessien tiukempi valvonta ovat alentaneet selluteollisuuden häviöitä tehden prosesseista suljetumpia. Valitettavasti nämä edistysaskeleet teknologiassa ovat lisänneet prosessiin kuulumattomien yhdisteiden määrää kemikaalien talteenottokierrossa. Näistä kemikaaleista haitallisimpia ovat kloridi- ja kaliumyhdisteet, jotka tulevat prosessiin raaka-aineiden ja prosessikemikaalien mukana. Kloridi ja kalium muodostavat emäksisissä liuoksissa epäorgaanisia liukoisia yhdisteitä, jotka rikastuvat lipeäkiertoon. Soodakattilassa kloridien läsnäolo alentaa tuhkan sulamislämpötilaa sekä tarttumispistettä, lisää korroosiota ja saostumien muodostumista kattilan pinnalle. Nämä seuraukset voivat vähentää vuosituotantoa ja nostaa korjauskustannuksia. Kaliumin ja kloridin rikastumista talteenottokiertoon voidaan estää poistamalla ne prosessista. Prosessiin kuulumattomat yhdisteet tulisi poistaa talteenottoprosessista ja säilyttää samalla korkea kemikaalien talteenottoprosentti. Koska kaliumin ja kloridin rikastumiskertoimet soodakattilan tuhkassa ovat korkeita, on tuhkan käsittely tehokasta. Kloridin ja kaliumin poistoon on kehitetty menetelmiä, joilla voidaan vähentää hyödyllisten kemikaalien häviöitä. Näitä menetelmiä ovat uutto, ioninvaihto, elektrodialyysi, jäähdytyskiteytys ja haihdutuskiteytys. Menetelmissä tuhka jaetaan kloridi- ja kaliumpitoiseen osaan ja natriumsulfaattipitoiseen osaan. Kloridi ja kalium poistetaan prosessista ja loput palautetaan lipeäkiertoon. Kloridin ja kaliumin poistoa tuhkasta tutkittiin uuttamalla tuhkaa vedellä. Parhaissa käyttöolosuhteissa natriumsulfaatin liukoisuus veteen on huomattavasti alhaisempi kuin kaliumkloridin liukoisuus veteen. Optimaalinen uuttolämpötila ja tuhka-vesisuhde määritettiin siten, että kloridi- ja kaliumpitoisuudet suodoksessa olivat mahdollisimman korkeat sekä natriumin ja muiden anioneiden pitoisuudet suodoksessa mahdollisimman alhaiset. Saatuja tuloksia käytettiin jatkuvatoimisen uuttoprosessin suunnittelussa.

Influence of Gilbert's syndrome on the formation of ethyl glucuronide.

A drinking experiment with participants suffering from Gilbert's syndrome was performed to study the possible influence of this glucuronidation disorder on the formation of ethyl glucuronide (EtG). Gilbert's syndrome is a rather common and, in most cases, asymptomatic congenital metabolic aberration with a prevalence of about 5 %. It is characterized by a reduction of the enzyme activity of the uridine diphosphate glucuronosyltransferase (UGT) isoform 1A1 up to 80 %. One of the glucuronidation products is EtG, which is formed in the organism following exposure to ethanol. EtG is used as a short-term marker for ethyl alcohol consumption to prove abstinence in various settings. After 2 days of abstinence from ethanol and giving a void urine sample, 30 study participants drank 0.1 L of sparkling wine (9 g ethanol). 3, 6, 12, and 24 h after drinking, urine samples were collected. 3 hours after drinking, an additional blood sample was taken, in which liver enzyme activities, ethanol, hematological parameters, and bilirubin were measured. EtG and ethyl sulfate (EtS), another short-term marker of ethanol consumption, were determined in the urine samples using liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS/MS); creatinine was measured photometrically. In all participants, EtG and EtS were detected in concentrations showing a wide range (EtG: 3 h sample 0.5-18.43 mg/L and 6 h sample 0.67-13.8 mg/L; EtS: 3 h sample 0.87-6.87 mg/L and 6 h sample 0.29-4.48 mg/L). No evidence of impaired EtG formation was found. Thus, EtG seems to be a suitable marker for ethanol consumption even in individuals with Gilbert's syndrome.

Glyoxysomal malate-dehydrogenase and malate synthase from Soybean cotyledons (Glycine max. L.): Enzyme association, antibody-production and cDNA cloning

In order to investigate a possible association between soybean malate synthase (MS; L-malate glyoxylate-lyase, CoA-acetylating, EC 4.1.3.2) and glyoxysomal malate dehydrogenase (gMDH; (S)-malate: NAD(+) oxidoreductase, EC 1.1.1.37), two consecutive enzymes in the glyoxylate cycle, their elution profiles were analyzed on Superdex 200 HR fast protein liquid chromatography columns equilibrated in low- and high-ionic-strength buffers. Starting with soluble proteins extracted from the cotyledons of 5-d-old soybean seedlings and a 45% ammonium sulfate precipitation, MS and gMDH coeluted on Superdex 200 HR (low-ionic-strength buffer) as a complex with an approximate relative molecular mass (M(r)) of 670000. Dissociation was achieved in the presence of 50 mM KCl and 5 mM MgCl2, with the elution of MS as an octamer of M, 510 000 and of gMDH as a dimer of M, 73 000. Polyclonal antibodies raised to the native copurified enzymes recognized both denatured MS and gMDH on immunoblots, and their native forms after gel filtration. When these antibodies were used to screen a lambda ZAP II expression library containing cDNA from 3-d-old soybean cotyledons, they identified seven clones encoding gMDH, whereas ten clones encoding MS were identified using an antibody to SDS-PAGE-purified MS. Of these cDNA clones a 1.8 kb clone for MS and a 1.3-kb clone for gMDH were fully sequenced. While 88% identity was found between mature soybean gMDH and watermelon gMDH, the N-terminal transit peptides showed only 37% identity. Despite this low identity, the soybean gMDH transit peptide conserves the consensus R(X(6))HL motif also found in plant and mammalian thiolases.

Demonstration of the effectiveness of zinc in diarrhoea of children living in Switzerland.

We designed a double-blinded randomized clinical trial of zinc (10 or 20 mg of zinc sulphate for 2-5 month-old or 6-59 month-old children, respectively, during 10 days) vs. placebo in otherwise healthy children aged 2 months to 5 years who presented with acute diarrhoea (i.e. ≥3 stools/day for less than 72 h). Eighty-seven patients (median age 14 months; range 3.1-58.3) were analysed in an intention-to-treat approach. Forty-two patients took zinc and 45 placebo. There was no difference in the duration nor in the frequency of diarrhoea, but only 5% of the zinc group still had diarrhoea at 120 h of treatment compared to 20% in the placebo group (P = 0.05). Thirty-one patients (13 zinc and 18 placebo) were available for per-protocol analyses. The median (IQR) duration of diarrhoea in zinc-treated patients was 47.5 h (18.3-72) and differed significantly from the placebo group (median 76.3; IQR 52.8-137) (P = 0.03). The frequency of diarrhoea was also lower in the zinc group (P = 0.02). CONCLUSION: zinc treatment decreases the frequency and severity of diarrhoea in children aged 2 months to 5 years living in Switzerland. However, the intention-to-treat analysis reveals compliance issues that question the proper duration of treatment and the choice of optimal pharmaceutical formulation.

Kaivosteollisuudessa syntyvän kipsin hyödyntäminen

Diplomityön tarkoituksena oli tutkia ja kehittää käyttökohde kaivosteollisuudessa syntyvälle märälle kipsisivuvirralle, joka sisältää metalliepäpuhtauksina alumiinia, rautaa ja mangaania ja jonka määrä on noin 1 000 000 t/a. Kirjallisuuden pohjalta tutkittiin aluksi mahdollisuutta hyödyntää kipsiaines asfaltti- ja sementtiteollisuuden raaka-aineena. Sementin joukkoon lisätään tavallisesti noin 5 p-% kipsiä, mutta harvinaisimpiin sementtilaatuihin sitä voidaan lisätä jopa 30 p-%. Tästä huolimatta vain pieni osa tutkimuksen kohteessa syntyvästä kipsisivuvirrasta voitaisiin hyödyntää tässä sovelluksessa. Lisäksi kipsisivuvirran sisältämät epäpuhtaudet täytyisi poistaa tai saattaa inaktiiviseen muotoon. Myöskään sen kosteuspitoisuus ei saisi olla suuri. Näin ollen tämän kipsisivuvirran hyödyntäminen asfaltti- ja sementtiteollisuuden lisäaineena ei ole mahdollista Seuraavaksi harkittiin kipsin kierrättämistä, jolloin yhtenä vaihtoehtona oli hajottaa kipsi termisesti rikkioksideiksi ja valmistaa niistä rikkihappoa. Taloudellisista syistä hajoamistuotteen on oltava rikkitrioksidia, josta voitaisiin veteen imeyttämällä valmistaa rikkihappoa. Kipsin hajottaminen termovaa´alla osoitti, että kipsi vaatii noin 1400 ºC:n lämpötilan ja haihtuvat komponentit ovat H2O, SO ja SO2, muttei SO3. Alempien oksidien muuttaminen rikkihapoksi vaatisi katalyyttisen hapetuksen, mikä olisi käytännössä liian kallista. Toisena vaihtoehtona kipsin kierrättämiseksi tutkittiin sen biologista pelkistämistä rikkivedyksi ja kalsiumhydroksidilietteeksi. Laboratoriossa Ca(OH)2-lietteestä valmistettiin hiilidioksidin avulla kalsiumkarbonaattia, jolloin päästiin 90 %:n kalsiumhydroksidin konversiossa. Lisäksi alumiinihydroksidi saatiin erotettua kipsilietteestä kokeellisesti hydrosyklonin avulla. Diplomityössä päädyttiin siihen, että sulfaatin biologinen pelkistäminen ja alumiinihydroksidin mekaaninen erotus jatkuvatoimisesti on varteenotettava vaihtoehto kipsisivuvirran hyödyntämiseksi.

N-acetylcysteine treatment ameliorates the skeletal phenotype of a mouse model of diastrophic dysplasia.

Diastrophic dysplasia (DTD) is a recessive chondrodysplasia caused by mutations in SLC26A2, a cell membrane sulfate-chloride antiporter. Sulfate uptake impairment results in low cytosolic sulfate, leading to cartilage proteoglycan (PG) undersulfation. In this work, we used the dtd mouse model to study the role of N-acetyl-l-cysteine (NAC), a well-known drug with antioxidant properties, as an intracellular sulfate source for macromolecular sulfation. Because of the important pre-natal phase of skeletal development and growth, we administered 30 g/l NAC in the drinking water to pregnant mice to explore a possible transplacental effect on the fetuses. When cartilage PG sulfation was evaluated by high-performance liquid chromatography disaccharide analysis in dtd newborn mice, a marked increase in PG sulfation was observed in newborns from NAC-treated pregnancies when compared with the placebo group. Morphometric studies of the femur, tibia and ilium after skeletal staining with alcian blue and alizarin red indicated a partial rescue of abnormal bone morphology in dtd newborns from treated females, compared with pups from untreated females. The beneficial effect of increased macromolecular sulfation was confirmed by chondrocyte proliferation studies in cryosections of the tibial epiphysis by proliferating cell nuclear antigen immunohistochemistry: the percentage of proliferating cells, significantly reduced in the placebo group, reached normal values in dtd newborns from NAC-treated females. In conclusion, NAC is a useful source of sulfate for macromolecular sulfation in vivo when extracellular sulfate supply is reduced, confirming the potential of therapeutic approaches with thiol compounds to improve skeletal deformity and short stature in human DTD and related disorders.

In Vivo Profiling and Distribution of Known and Novel Phase I and Phase II Metabolites of Efavirenz in Plasma, Urine, and Cerebrospinal Fluid.

Efavirenz (EFV) is principally metabolized by CYP2B6 to 8-hydroxy-efavirenz (8OH-EFV) and to a lesser extent by CYP2A6 to 7-hydroxy-efavirenz (7OH-EFV). So far, most metabolite profile analyses have been restricted to 8OH-EFV, 7OH-EFV, and EFV-N-glucuronide, even though these metabolites represent a minor percentage of EFV metabolites present in vivo. We have performed a quantitative phase I and II metabolite profile analysis by tandem mass spectrometry of plasma, cerebrospinal fluid (CSF), and urine samples in 71 human immunodeficiency virus patients taking efavirenz, prior to and after enzymatic (glucuronidase and sulfatase) hydrolysis. We have shown that phase II metabolites constitute the major part of the known circulating efavirenz species in humans. The 8OH-EFV-glucuronide (gln) and 8OH-EFV-sulfate (identified for the first time) in humans were found to be 64- and 7-fold higher than the parent 8OH-EFV, respectively. In individuals (n = 67) genotyped for CYP2B6, 2A6, and CYP3A metabolic pathways, 8OH-EFV/EFV ratios in plasma were an index of CYP2B6 phenotypic activity (P < 0.0001), which was also reflected by phase II metabolites 8OH-EFV-glucuronide/EFV and 8OH-EFV-sulfate/EFV ratios. Neither EFV nor 8OH-EFV, nor any other considered metabolites in plasma were associated with an increased risk of central nervous system (CNS) toxicity. In CSF, 8OH-EFV levels were not influenced by CYP2B6 genotypes and did not predict CNS toxicity. The phase II metabolites 8OH-EFV-gln, 8OH-EFV-sulfate, and 7OH-EFV-gln were present in CSF at 2- to 9-fold higher concentrations than 8OH-EFV. The potential contribution of known and previously unreported EFV metabolites in CSF to the neuropsychological effects of efavirenz needs to be further examined in larger cohort studies.