Lignoselluloosapohjaisten väkevähappohydrolysaattien jatkuvatoiminen kromatografinen fraktiointi

Työssä tutkittiin lignoselluloosapohjaisten väkevähappohydrolysaattien (monosakkaridit, rikki- ja etikkahppo) jatkuvatoimista kromatografista fraktiointia käyttäen Japan Organo SMB -prosessia. Adsorbenttinä toimi happomuotoinen (H+) vahva kationinvaihtohartsi. Panostoimista fraktiointia käytettiin vertailukohtana. Jatkuvatoimisen prosessin optimoinnilla saavutettiin monosakkaridien suurimmaksi tuottavuudeksi 283 mol/(m3 h) (panosprosessille 145 mol/(m3 h). JO-prosessilla saavutettiin korkeat rikki- ja etikkahapon saannot: 97,3 % ja 93,5 %. Monosakkaridisaanto jäi hieman alhaisemmaksi (61,7 %) johtuen monosakkaridi- ja rikkihappo-profiilien hankalasta erottamisesta. Ulostulo virtojen puhtaudet olivat korkeat: 89 % monosakkarideille, 89 % rikkihapolle ja 100 % etikkahapolle.

Hartsin likaantuminen ja kestävyys mustalipeän fraktioinnissa kokoekskluusiokromatografialla

Sellunkeiton sivutuotteena syntyvä mustalipeä sisältää arvokkaita orgaanisia yhdisteitä, kuten hydroksihappoja. Toistaiseksi hydroksihapot on käytetty muun mustalipeän tavoin sellutehtaan lämmöntuotantoon. Hydroksihappojen merkitys lämmöntuotannon kannalta on kuitenkin pieni verrattuna mustalipeän sisältämään ligniiniin. Viime vuosina kiinnostus hydroksihappoja kohtaan on kasvanut sillä ne voisivat toimia lähtöaineena monille kemikaaleille, joiden valmistukseen käytetään perinteisesti fossiilisia polttoaineita. Hydroksihappoja voidaan erottaa mustalipeästä useilla eri menetelmillä. Erotukseen soveltuvia menetelmiä ovat esimerkiksi ioniekskluusiokromatografia, kalvosuodatus ja kiteytys sekä kokoekskluusiokromatografia. Kromatografisissa menetelmissä käytetyt hartsit ja kalvosuodatuksessa käytettävät kalvot ovat kuitenkin alttiita eri yhdisteiden aiheuttamalle likaantumiselle. Tämän työn kirjallisuusosassa käsitellään mustalipeän koostumusta sekä mustalipeän sisältämiä hydroksihappoja ja niiden käyttökohteita. Lisäksi kirjallisessa osassa on kuvattu aikaisemmin tutkittuja menetelmiä hydroksihappojen erottamiseksi mustalipeästä. Viimeisin menetelmä mustalipeän fraktioimiseksi on kokoekskluusiokromatografia. Työssä on kuvattu kokoeksluusiokromatografian periaate ja selvitetty menetelmän soveltuvuutta mustalipeän fraktiointiin. Lisäksi on käsitelty kromatografisissa menetelmissä käytettyjen hartsien likaantumista, likaantumisen vaikutusta erotustehokkuuteen ja likaantumisen ehkäisyä. Kokeellisessa osassa käsitellään hydroksihappojen erotusta mustalipeästä kokoekskluusiokromatografialla sekä kokoekskluusiokromatografiassa käytettävän hartsin likaantumista ja kestävyyttä. Työssä selvitettiin toistokokein likaantumisen vaikutusta hartsin erotuskykyyn käsitellyn mustalipeän määrän kasvaessa. Malliaineena käytettiin ultrasuodatettua soodakeitettyä mustalipeää. Tulosten perusteella hartsin likaantuminen ei vaikuttanut hydroksihappojen erotukseen mustalipeästä. Kestävyyskokeissa hartsin vesiretentiossa ei havaittu mittausten perusteella johdonmukaista muutosta. HPLC-analyysien perusteella huomattiin liuoksista kuitenkin mahdollisia hartsin hajoamistuotteita, joita ei kuitenkaan pystytty tunnistamaan.

Ion mobility spectrometry in liquid analysis

Ion mobility spectrometry (IMS) is a straightforward, low cost method for fast and sensitive determination of organic and inorganic analytes. Originally this portable technique was applied to the determination of gas phase compounds in security and military use. Nowadays, IMS has received increasing attention in environmental and biological analysis, and in food quality determination. This thesis consists of literature review of suitable sample preparation and introduction methods for liquid matrices applicable to IMS from its early development stages to date. Thermal desorption, solid phase microextraction (SPME) and membrane extraction were examined in experimental investigations of hazardous aquatic pollutants and potential pollutants. Also the effect of different natural waters on the extraction efficiency was studied, and the utilised IMS data processing methods are discussed. Parameters such as extraction and desorption temperatures, extraction time, SPME fibre depth, SPME fibre type and salt addition were examined for the studied sample preparation and introduction methods. The observed critical parameters were extracting material and temperature. The extraction methods showed time and cost effectiveness because sampling could be performed in single step procedures and from different natural water matrices within a few minutes. Based on these experimental and theoretical studies, the most suitable method to test in the automated monitoring system is membrane extraction. In future an IMS based early warning system for monitoring water pollutants could ensure the safe supply of drinking water. IMS can also be utilised for monitoring natural waters in cases of environmental leakage or chemical accidents. When combined with sophisticated sample introduction methods, IMS possesses the potential for both on-line and on-site identification of analytes in different water matrices.

Microwave-assisted solvent extraction and analysis of shikimic acid from plant tissues

A better method for determination of shikimate in plant tissues is needed to monitor exposure of plants to the herbicide glyphosate [N-(phosphonomethyl)glycine] and to screen the plant kingdom for high levels of this valuable phytochemical precursor to the pharmaceutical oseltamivir. A simple, rapid, and efficient method using microwave-assisted extraction (MWAE) with water as the extraction solvent was developed for the determination of shikimic acid in plant tissues. High performance liquid chromatography was used for the separation of shikimic acid, and chromatographic data were acquired using photodiode array detection. This MWAE technique was successful in recovering shikimic acid from a series of fortified plant tissues at more than 90% efficiency with an interference-free chromatogram. This allowed the use of lower amounts of reagents and organic solvents, reducing the use of toxic and/or hazardous chemicals, as compared to currently used methodologies. The method was used to determine the level of endogenous shikimic acid in several species of Brachiaria and sugarcane (Saccharum officinarum) and on B. decumbens and soybean (Glycine max) after treatment with glyphosate. The method was sensitive, rapid and reliable in all cases.

Effects of Corynespora cassiicola on Lantana camara

The present study combines the examination of toxins produced by C. cassiicola and the effects of the fungus colonization on L. camara. C. cassiicola was cultivated on solid media and the crude extracts CAE and CE were produced. Both extracts were submitted to a seed germination and growth assay utilizing Physalis ixocarpa, Trifolium alexandrinum, Lolium multiflorum and Amaranthus hypochodriacus. The effect of the extracts on the ATP-synthesis in isolated spinach chloroplasts was also tested. Bioassay guided chromatographic fractionation identified the most active extract (CAE). From this extract ergosta-4,6,8(14),22-tetraen-3-one (C1) and fatty acids were isolated. The C1 compound reduce ATP synthesis in isolated spinach chloroplasts. The interference of fatty acids with ATP synthesis and also with weed growth provides one explanation of the phytogrowth-inhibitory properties of such fungal extracts. Histological observations involving fungus-plant interaction were made on L. camara plants inoculated with C. cassiicola conidia suspension. After inoculations, fragments of the leaf blades were prepared for observation by light and scanning electron microscopy. Fungal colonization of Lantana camara was typical of a necrotroph and penetration initiated a hypersensitive response. L. camara reacted to the pathogen penetration through thickening of the epidermis walls, cytoplasm granulation and a cicatrisation tissue.

Optimization and validation of the solid-liquid extraction technique for determination of picloram in soils by high performance liquid chromatography

The objective of this study was to optimize and validate the solid-liquid extraction (ESL) technique for determination of picloram residues in soil samples. At the optimization stage, the optimal conditions for extraction of soil samples were determined using univariate analysis. Ratio soil/solution extraction, type and time of agitation, ionic strength and pH of extraction solution were evaluated. Based on the optimized parameters, the following method of extraction and analysis of picloram was developed: weigh 2.00 g of soil dried and sieved through a sieve mesh of 2.0 mm pore, add 20.0 mL of KCl concentration of 0.5 mol L-1, shake the bottle in the vortex for 10 seconds to form suspension and adjust to pH 7.00, with alkaline KOH 0.1 mol L-1. Homogenate the system in a shaker system for 60 minutes and then let it stand for 10 minutes. The bottles are centrifuged for 10 minutes at 3,500 rpm. After the settlement of the soil particles and cleaning of the supernatant extract, an aliquot is withdrawn and analyzed by high performance liquid chromatography. The optimized method was validated by determining the selectivity, linearity, detection and quantification limits, precision and accuracy. The ESL methodology was efficient for analysis of residues of the pesticides studied, with percentages of recovery above 90%. The limits of detection and quantification were 20.0 and 66.0 mg kg-1 soil for the PVA, and 40.0 and 132.0 mg kg-1 soil for the VLA. The coefficients of variation (CV) were equal to 2.32 and 2.69 for PVA and TH soils, respectively. The methodology resulted in low organic solvent consumption and cleaner extracts, as well as no purification steps for chromatographic analysis were required. The parameters evaluated in the validation process indicated that the ESL methodology is efficient for the extraction of picloram residues in soils, with low limits of detection and quantification.

Integration of sunflower (Helianthus annuus) residues with a pre-plant herbicide enhances weed suppression in broad bean (Vicia faba)

Field trial was conducted with the aim of utilizing allelopathic crop residues to reduce the use of synthetic herbicides in broad bean (Vicia faba) fields. Sunflower residue at 600 and 1,400 g m-2 and Treflan (trifluralin) at 50, 75 and 100% of recommended dose were incorporated into the soil alone or in combination with each other. Untreated plots were maintained as a control. Herbicide application in plots amended with sunflower residue had the least total weed count and biomass, which was even better than herbicide used alone. Integration of recommended dose of Treflan with sunflower residue at 1,400 g m-² produced maximum (987.5 g m-2) aboveground biomass of broad bean, which was 74 and 36% higher than control and recommended herbicide dose applied alone, respectively. Combination of herbicide and sunflower residue appeared to better enhance pod number and yield per unit area than herbicide alone. Application of 50% dose of Treflan in plots amended with sunflower residue resulted in similar yield advantage as was noticed with 100% herbicide dose. Chromatographic analysis of residue-infested field soil indicated the presence of several phytotoxic compounds of phenolic nature. Periodic data revealed that maximum suppression in weed density and dry weight synchronized with peak values of phytotoxins observed 4 weeks after incorporation of sunflower residues. Integration of sunflower residues with lower herbicide rates can produce effective weed suppression without compromising yield as a feasible and environmentally sound approach in broad bean fields.

Leaching of Picloram in ultisol under different rainfall volumes

The present study aimed to evaluate the leaching potential of Picloram in Ultisol columns under different rainfall amounts. For such, 30 treatments were evaluated (one soil associated with three levels of rainfall and ten depths).The experiments were arranged in a split-plot design, in a completely randomized design, with four replications. PVC columns of 10 cm in diameter and 50 cm in length were filled with these soils, moistened, and placed upright for 48 hours to drain the excess water. The herbicide was applied and rainfall simulations were carried out at specified intensities, according to the treatments, to force Picloram leaching. After 72 hours, all the columns were arranged in a horizontal position and opened lengthwise. Then, soil sampling was carried out every 5 cm of depth for subsequent herbicide extraction and quantification and analysis by high performance liquid chromatography. The remaining soil samples were placed in plastic pots, and, at the respective depths, the indicator species Cucumis sativus was sown. Twenty-one days after the emergence (DAE) of the indicator plants, evaluations were conducted to verify the symptoms of toxicity caused by Picloram in the plants. It was concluded that Picloram leaching is directly dependent on the volume of rain applied. The herbicide reached the deepest regions in the soil with the highest intensity of rain. The results obtained by bioassay were in agreement with those found by liquid chromatography.

Novel technology for preparation of optically active chemicals

Asymmetric synthesis using modified heterogeneous catalysts has gained lots of interest in the production of optically pure chemicals, such as pharmaceuticals, nutraceuticals, fragrances and agrochemicals. Heterogeneous modified catalysts capable of inducing high enantioselectivities are preferred in industrial scale due to their superior separation and handling properties. The topic has been intensively investigated both in industry and academia. The enantioselective hydrogenation of ethyl benzoylformate (EBF) to (R)-ethyl mandelate over (-)-cinchonidine (CD)-modified Pt/Al2O3 catalyst in a laboratory-scale semi-batch reactor was studied as a function of modifier concentration, reaction temperature, stirring rate and catalyst particle size. The main product was always (R)-ethyl mandelate while small amounts of (S)-ethyl mandelate were obtained as by product. The kinetic results showed higher enantioselectivity and lower initial rates approaching asymptotically to a constant value as the amount of modifier was increased. Additionally, catalyst deactivation due to presence of impurities in the feed was prominent in some cases; therefore activated carbon was used as a cleaning agent of the raw material to remove impurities prior to catalyst addition. Detailed characterizations methods (SEM, EDX, TPR, BET, chemisorption, particle size distribution) of the catalysts were carried out. Solvent effects were also studied in the semi-batch reactor. Solvents with dielectric constant (e) between 2 and 25 were applied. The enantiomeric excess (ee) increased with an increase of the dielectric coefficient up to a maximum followed by a nonlinear decrease. A kinetic model was proposed for the enantioselectivity dependence on the dielectric constant based on the Kirkwood treatment. The non-linear dependence of ee on (e) successfully described the variation of ee in different solvents. Systematic kinetic experiments were carried out in the semi-batch reactor. Toluene was used as a solvent. Based on these results, a kinetic model based on the assumption of different number of sites was developed. Density functional theory calculations were applied to study the energetics of the EBF adsorption on pure Pt(1 1 1). The hydrogenation rate constants were determined along with the adsorption parameters by non-linear regression analysis. A comparison between the model and the experimental data revealed a very good correspondence. Transient experiments in a fixed-bed reactor were also carried out in this work. The results demonstrated that continuous enantioselective hydrogenation of EBF in hexane/2-propanol 90/10 (v/v) is possible and that continuous feeding of (-)-cinchonidine is needed to maintain a high steady-state enantioselectivity. The catalyst showed a good stability and high enantioselectivity was achieved in the fixed-bed reactor. Chromatographic separation of (R)- and (S)-ethyl mandelate originating from the continuous reactor was investigated. A commercial column filled with a chiral resin was chosen as a perspective preparative-scale adsorbent. Since the adsorption equilibrium isotherms were linear within the entire investigated range of concentrations, they were determined by pulse experiments for the isomers present in a post-reaction mixture. Breakthrough curves were measured and described successfully by the dispersive plug flow model with a linear driving force approximation. The focus of this research project was the development of a new integrated production concept of optically active chemicals by combining heterogeneous catalysis and chromatographic separation technology. The proposed work is fundamental research in advanced process technology aiming to improve efficiency and enable clean and environmentally benign production of enantiomeric pure chemicals.

Extraction and Simultaneous Determination of Glyphosate, AMPA and Compounds of the Shikimic Acid Pathway in Plants

This study has aimed to develop a method for simultaneous extraction and determination by liquid chromatography and mass spectrometry (LC-MS/MS) of glyphosate, aminomethylphosphonic acid (AMPA), shikimic acid, quinic acid, phenylalanine, tyrosine and tryptophan. For the joint analysis of these compounds the best conditions of ionization in mass spectrometry and for chromatographic separation of the compounds were selected. Calibration curves and linearity ranges were also determined for each compound. Different extraction systems of the compounds were tested from plant tissues collected from sugarcane (Saccharum officinarum) and eucalyptus (Eucalyptus urophylla platiphylla) plants two days after the glyphosate application at the dose of 720 g a.e. ha-1. The plant material was dried in a forced air circulation drying oven and in a lyophilizer, and subsequently the extractions with acidified water (pH 2.5), acetonitrile-water (50:50) [v/v] and methanol-water (50:50) [v/v] were tested. To verify the recovery of the compounds in the plant matrix with acidified water as an extracting solution, the samples were fortified with a solution containing the mixture of the different analytical standards present so that this one presented the same levels of 50 and 100 μg L-1 of each compound. All experiments were conducted with three replicates. The analytical method developed was efficient for compounds quantifications. The extraction from the samples dried in an oven and using acidified water allowed better extraction levels for all compounds. The recovery levels of the compounds in the fortified samples with known amounts of each compound for both plants samples were rather satisfactory.

Kaksi tietä huipulle. Media ja puoluejohtajuus Suomessa naisten noususta populismin aaltoon

Tässä väitöskirjassa tarkastellaan suomalaisen puoluejohtajuuden ja suuren puolueen johtajaksi nousun murroskautta 1980-luvun lopulta 2010-luvulle median ja politiikan vuorovaikutuksen näkökulmasta. Puolueiden johtaminen on myös Suomessa ollut miesten työtä, ja perinteisesti tehtävään on ollut yksi väylä: asettuminen ehdolle puheenjohtajavaalissa ja valituksi tulo puoluekokouksessa. Tarkastelujakson alkupuolella naisia oli Suomessa ensimmäistä kertaa ehdolla suurten puolueiden puheenjohtajavaaleissa. Kauden loppupuolella heitä myös valittiin tuohon tehtävään ja ensimmäiset naiset nousivat pääministeriksi. Tämä historiallinen murros päätti liki satavuotisen perinteen, jossa miehet ovat olleet Suomessa sekä suurten puolueiden että hallitustyön johtajia. Julkisessa keskustelussa kysymys tasa-arvosta jäi toissijaiseksi: naisia alettiin valita puoluejohtajiksi tilanteissa, joissa heidän valintansa nähtiin puolueille edulliseksi. Naisen valinta tulkittiin miehen valintaa merkittävämmäksi symboliseksi viestiksi, johon liitettiin ajatuksia uudistumisesta ja puolueen julkisuuskuvan parantamisesta. Merkille pantavaa on, että naisten ensimmäiset valinnat suurten puolueiden johtajiksi tapahtuivat vaiheessa, jossa puoluejohtajien valta-asema on vahvin kautta suomalaisen poliittisen historian. Tässä valossa näyttää siltä, että valta ei aina pakenekaan naisilta. Vaikka suomalainen yhteiskunta ja suomalaiset naiset ovat monessa mielessä olleet edelläkävijöitä tasa-arvon suhteen, politiikan johtopaikkoja tavoitelleet naiset ovat meilläkin kohdanneet kansainvälisessä tutkimuksessa naisten haasteeksi osoitettuja lasikattoja, pyöröovia ja liukkaita jyrkänteitä. Tutkittavan ajanjakson aikana konkretisoitui myös toinen mahdollinen, joskin poikkeuksellinen reitti suuren puolueen johtajaksi: pienen puolueen nouseminen suurten joukkoon eduskuntavaaleissa. Tämä vaihtoehto toteutui vuonna 2011 perussuomalaisten eduskuntavaalivoiton myötä. Perussuomalaisten nousu eduskunnan pienimmästä puolueesta kolmanneksi suurimmaksi mursi perinteisen kolmen suuren puolueen asetelman. Puolueen menestyksen seuraukset ovat olleet kauaskantoisemmat kuin ehkä ensin ajateltiin: perussuomalaisten vaalivoiton sosiaalidemokraateille, keskustalle, ja kokoomukselle aiheuttama järkytys heijastui myöhemmin myös niiden johtajavaihdoksiin ja -valintoihin. Sekä naisten läpimurrossa että populismin voittokulussa median rooli oli monisyisempi kuin siihen perinteisesti liitetty tiedon välittäjän ja valtaa pitävien toimia kriittisesti seuraavan neljännen valtiomahdin tehtävänkuva. Tutkittavalla jaksolla tiedotusvälineet tekivät onnistuneen intervention politiikan osapuoleksi. Toimittajat ottivat kantaa valintoihin ja ohjeistivat puolueita, ja puolueet taas mukauttivat näkyvyyden maksimoidakseen käytäntöjään median tarpeisiin. 1980-luvun lopulta 2010-luvulle ulottuvalla jaksolla suuren puolueen puoluejohtajaksi valikoitumisen kriteerit muuttuivat, samalla kun median merkitys johtajavalinnoissa ja myös puoluejohtajan käytännön työssä kasvoi. Mediasta tuli aiempaa konkreettisemmin johtajavalintojen ja valtakamppailun areena, ja siihen liittyvät näkökohdat nousivat myös keskeisiksi johtajan taitoja arvioitaessa. Kuka ehdokkaista toisi näkyvyyttä, ”pärjäisi” median paineissa ja vakuuttaisi äänestäjät? Vielä 1980- ja 1990-lukujen taitteessa johtajavalinnat olivat pitkälti puolueorganisaatioiden hallinnoimia prosesseja, joista lehdistö raportoi askeleen jäljessä kulkien. Viimeistään 2000-luvun ensimmäisellä vuosikymmenellä puolueet omaksuivat ajatuksen median hyödyllisyydestä. Tämän strategisen muutoksen myötä puolueet tulivat samalla luovuttaneeksi määriteltyvaltaa oman organisaationsa ulkopuolelle. Kokoomuksen vuoden 2014 johtajavaalissa silmiinpistävää oli pyrkimys sekä hyötyä julkisuudesta että palauttaa valtaa takaisin puolueelle. Politiikan mediajulkisuuden alttius tarttua myyviin poliitikkopersooniin, ilmiöihin, ristiriitoihin ja draamaan sekä vastaavasti populistijohtaja Timo Soinin ja perussuomalaisten kyky tarjota kaikkia näitä auttoivat puolueen suurvoittoon vuoden 2011 eduskuntavaaleissa. Organisaatioltaan pieni ja johtajaansa henkilöityvä puolue sai selvästi poliittista painoarvoaan suuremman julkisuuden, koska kiinnostavuus määritti näkyvyyden ja puolueen nousevasta kannatuksesta tuli yksi vaalien pääaiheista. Median ja politiikan suhteessa tapahtuneet muutokset olivat vauhdittamassa niin naisten nousua suurten puolueiden johtajiksi kuin populistisen johtajuuden läpimurtoa ja perussuomalaisten menestystä. Koska suurten puolueiden johtajista valikoituvat myös pääministerit, näiden muutosten vaikutus ulottuu Suomen poliittisesti vaikutusvaltaisimpaan tehtävään asti.

UHPLC-epäpuhtausmenetelmän kehittäminen ja validointi inhalaatiovalmisteelle

Tämän diplomityön tarkoituksena on kehittää menetelmä, jolla voidaan seurata inhalaatiovalmisteen sisältämiä epäpuhtauksia. Menetelmä kehitetään erittäin korkean suorituskyvyn kromatografialaitteistolle (Ultra High Performance Liquid Chromatography, UHPLC) jo olemassa olevan HPLC-epäpuhtausmenetelmän pohjalta. Uusi menetelmä kehitetään analyysiajan lyhentämiseksi ja erotuksen resoluution parantamiseksi. Työn kirjallisuusosa esittelee lyhyesti inhalaatiovalmisteet sekä nestekromatografian perusteet. Korkean erotuskyvyn nestekromatografia ja analysoinnin apuna käytettävät parametrit selvitetään laskukaavoineen. Kirjallisuusosa keskittyy epäpuhtausmenetelmän kehittämisen kulkuun ja menetelmän validoinnissa suoritettaviin kokeisiin. Soveltavassa osassa Orion Oyj:n kehitteillä olevalle kahden vaikuttavan aineen inhalaatiovalmisteelle kehitetään UHPLC-epäpuhtausmenetelmä kirjallisuusosiossa esitellyn menetelmäkehitysrungon pohjalta. Menetelmäkehityksen kulku ja analyysin olosuhteiden valinta esitellään pääpiirteittäin, jonka jälkeen kehitetty menetelmä validoidaan sille tehdyn validointisuunnitelman mukaisesti. Kehitetystä UHPLC-epäpuhtausmenetelmästä saatiin 16 minuuttia lyhyempi kuin vastaava HPLC-epäpuhtausmenetelmä. Myös analyysin resoluutio parantui merkittävästi. Toistuvien injektioiden jälkeen kromatogrammissa esiintyi kuitenkin häntimistä, joka johti merkittävään resoluution heikkenemiseen. Häntimisen syyksi epäiltiin toisen vaikuttavan aineen kiinnittymistä kolonnimateriaaliin, mutta sen estämiseksi ehdotetut toimenpiteet eivät sopineet kehitettyyn menetelmään.

Calculation of breed direct and maternal genetic fractions and breed specific direct and maternal heterozygosity for crossbreeding data

Teaching, research, and herd breeding applications may require calculation of breed additive contributions for direct and maternal genetic effects and fractions of heterozygosity associated with breed specific direct and maternal heterosis effects. These coefficients can be obtained from the first NB rows of a pseudo numerator relationship matrix where the first NB rows represent fractional contributions by breed to each animal or group representing a specific breed cross. The table begins with an NB x NB identity matrix representing pure breeds. Initial animals or representative crosses must be purebreds or two-breed crosses. Parents of initial purebreds are represented by the corresponding column and initial two-breed cross progeny by the two corresponding columns of the identity matrix. After that, usual rules are used to calculate the NB column entries corresponding to breeds for each animal. The NB entries are fractions of genes expected to be contributed by each of the pure breeds and correspond to the breed additive direct fractions. Entries in the column corresponding to the dam represent breed additive maternal fractions. Breed specific direct heterozygosity coefficients are entries of an NB x NB matrix formed by the outer product of the two NB by 1 columns associated with sire and dam of the animal. One minus sum of the diagonals represents total direct heterozygosity. Similarly, the NB x NB matrix formed by the outer product of columns associated with sire of dam and dam of dam contains breed specific maternal heterozygosity coefficients. These steps can be programmed to create covariates to merge with data. If X represents these coefficients for all unique breed crosses, then the reduced row echelon form function of MATLAB or SAS can be used on X to determine estimable functions of additive breed direct and maternal effects and breed specific direct and maternal heterosis effects

Purification of bovine pancreatic glucagon as a by-product of insulin production

A process for purifying bovine pancreatic glucagon as a by-product of insulin production is described. The glucagon-containing supernatant from the alkaline crystallization of insulin was precipitated using ammonium sulfate and isoelectric precipitation. The isoelectric precipitate containing glucagon was then purified by ion-exchange chromatography on Q-Sepharose FF, gel filtration on Sephadex G-25 and ion-exchange chromatography on S-Sepharose FF. A pilot scale test was performed with a recovery of 87.6% and a purification factor of 8.78 for the first chromatographic step, a recovery of 75.1% and a purification factor of 3.90 for the second, and a recovery of 76.2% and a purification factor of 2.36 for the last one. The overall yield was 50%, a purification factor of 80.8 was obtained and the fraction containing active glucagon (suitable for pharmaceutical preparations) was 84% pure as analyzed by HPLC

A single-step purification of bothropstoxin-1

Bothrops venoms are complex mixtures of components with a wide range of biological activities. Among these substances, myotoxins have been investigated by several groups. Bothropstoxin-1 (Bthtx-1) is a phospholipase A2-like basic myotoxin from Bothrops jararacussu. The purification of this component involves two chromatographic steps. Although providing a pure material, the association of these two steps is time consuming and a single-step method using high performance chromatography media would be useful. In the present study, we describe a single-step purification method for Bthtx-1. Bothrops jararacussu venom was dissolved in 1 ml buffer. After centrifugation, the supernatant was injected into a Resource-S cation exchange column connected to an FPLC system and eluted with a linear salt gradient. The complete procedure took 20 min, representing a considerable time gain when compared to a previously described method (Homsi-Brandenburgo MI et al. (1988) Toxicon, 26: 615-627). Bthtx-1 purity and identity, assessed by SDS-PAGE and N-terminal sequencing, resulted in a single band with a molecular mass of about 14 kDa and the expected sequence of the first 5 residues, S-L-F-E-L. Although the amount of protein purified after each run is lower than in the previously described method, we believe that this method may be useful for small-scale purifications.