985 resultados para transfer reactions
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The alpha cluster phenomenon in the light nuclei structure has been the subject of a longtime investigation since the proposal of the Ikeda diagrams, however the mechanism of the cluster formation is still not completely understood. In fact, if the clusters have a fairly rigid crystal-like or a gas-like structure remains an open question. The interpretation of the Hoyle state as an α condensate brought a renewed interest to this subject, in particular to resonances analogous to the Hoyle state. In this context the study of the experimental evolution of the α-cluster phenomenon through (6Li,d) transfer reactions has been performed in São Paulo. Particularly important are the regions around the nα thresholds where the α-cluster structure states are predicted. The resonant states around the 4α threshold in the nucleus 16O are the focus of the present contribution. The 12C(6Li,d)16O reaction was measured at a bombarding energy of 25.5 MeV employing the São Paulo Pelletron-Enge-Spectrograph facility and the nuclear emulsion detection technique. Resonant states above the α threshold were measured and an energy resolution of 15-30 keV allows to define states previously unresolved. The angular distributions of the absolute cross sections were determined in a range of 4-40 degree in the center of mass system and up to 17 MeV excitation energy. The upper limit for the resonance widths in the crucial region of the 4α threshold was obtained. These values revealed to be at least a factor three smaller than the ones previously reported in the literature, indicating that the α cluster structure information on this region should be revised.
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The rheological properties of block co-polymers in water solution at different pH have been investigated. The block copolymers are based on different architectures containing poly(ethylene glycol), poly(propylene glycol) and different blocks of polymer that change their hydrophobic/hydrophilic behavior as a function of pH. The polymer chains of the starting material were extended at their functional ends with the pH-sensitive units using ATRP; this mechanism of controlled radical polymerization was chosen because of the need to minimize polydispersity and avoid transfer reactions possibly leading to homopolymeric inpurities. The starting material were modified in order to use them as macroinitiator for ATRP. The kinetic of each ATRP reaction has been investigated, in order to be able to synthesize polymers with different degree of polymerization, stopping the reaction when the desired polymers chain length has been reached. We will use polymer chains with different basicity and degree of polymerization to link any possible effect of their presence to the conditions under which they become hydrophobic. It has been shown that the rate of polymerization changes changing the type of macroinitiator and the type of monomer synthesized. The slowest rate of polymerization is the one with the most hindered monomer synthesized using the macroinitiator with the highest molecular weight. The water solubility of the synthesized polymers changes depending on the pH of the solution and on the structure of the polymers. It has been shown using 1H-NMR that some of the synthesized polymers are capable to self-aggregation in water solution. The self-aggregation and the type of aggregation is influenced from the structure of the polymer and from the pH of the solution. Changing the structure of the polymers and the pH it is possible to obtain different type of aggregates in solution. This aggregates differ for the volume occupied from them, and for their hardness. Rheological measurements have been demonstrated that the synthesized polymers are capable to form gel phases. The gelation temperature changes changing the structure of the aggregates in solution and it is possible to correlate the changing in the gelation temperature with the changing in the structure of the polymer.
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Benzyltris(trimethylsilyl)silan konnte durch Reaktion mit Lithiummethanid oder Alkalimetall-tert-butanolaten (M-OtBu, M = Na, K, Rb, Cs) in die entsprechenden Alkalimetall-benzylbis(trimethylsilyl)silanide (M-Bnz, Bnz = Si(SiMe3)2CH2Ph) überführt werden. Die Strukturen dieser Verbindungen weisen viele Gemeinsamkeiten mit den entsprechenden Hypersilylverbindungen (Hypersilyl bzw. Hyp = Si(SiMe3)3) auf. Mit Ausnahme der Lithiumverbindung weisen die Natrium-, Kalium- und Rubidiumverbindungen jedoch noch intramolekulare Wechselwirkungen des Benzylrestes mit den Alkalimetallkationen auf. Die Benzylbis(trimethylsilyl)silanide der Alkalimetalle eignen sich zur Darstellung von Kupfersilylverbindungen. So konnten heteroleptische Cuprate (Bnz-Cu-OtBu-, Bnz-Cu-Hyp-) und monoleptische Cuprate (CuBnz2-), aber auch das ungeladene Kupfer-benzyl-bis(trimethylsilyl)silanid hergestellt werden. Auf analoge Weise wurde versucht, Alkalimetall- und Kupferverbindungen des Phenylbis(trimethylsilyl)silanides herzustellen. Da aber bereits bei der Synthese der Alkalimetallverbindungen die entsprechenden Hypersilanide als schwer abtrennbare Nebenprodukte entstanden, konnten keine ausführlichen Untersuchungen angestellt werden. Es konnten die Natrium- und Kaliumsalze des Dihypersilylcuprates hergestellt und strukturell charakterisiert werden. Die Natriumverbindung wurde nur als Nebenprodukt einer Reaktion von Kupfer(I)-cyanid mit Natriumhypersilanid erhalten, die entsprechende Kaliumverbindung ließ sich jedoch mit guten Ausbeuten gezielt aus Kupfer(I)-tert-butanolat herstellen. Beide Verbindungen weisen ein hantelförmiges Hyp-Cu-Hyp-Anion auf, die THF- bzw. THP-koordinierten Kationen liegen isoliert vom Anion vor. Eine neue Klasse von Kupfersilylverbindungen konnten durch Reaktion von Kupfer(I)-cyanid mit Alkalimetallhypersilaniden erzeugt werden. Dabei entstehen heteroleptische Cyano-hypersilyl-cuprate. Großen Einfluss auf die Strukturen üben die Alkalimetallkationen und Lösungsmittelmoleküle aus. So findet man bei den Lithiumverbindungen zweikernige Kupferkomplexe, die je nach Lösungsmittelgehalt unterschiedliche Anordnungen der Cyanid- und Hypersilanidanionen aufweisen. Lediglich die Kaliumverbindung weist lineare Cyanid-Kupfer-Hypersilanid-Einheiten auf, wie man sie analog von Organyl-cyano-cupraten kennt. Trotz vieler Gemeinsamkeiten vieler Silyl- und entsprechender Stannylverbindungen bezüglich Struktur und Reaktivität, erwies sich die Darstellung von Kupferstannyl-verbindungen schwieriger als erwartet. Zwar konnte in einer mehrstufigen Reaktion Kupfer-tris(trimethylsilyl)stannanid erhalten werden, auftretende Zwischen- und Nebenprodukte weisen jedoch auf das Auftreten von Umlagerungen und Redoxprozesse hin, die bei entsprechenden Kupfersilylverbindungen nicht beobachtet wurden.
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Inspiriert durch natürlich vorkommende Peptide, sind Poly(2-oxazoline) vielversprechende Kandidaten für Anwendungen in Bereichen des kontrollierten Wirkstoff- bzw. Gentransportes, wie die moderne Biomedizin dies fordert. Da Polyoxazoline als strukturisomere Amide von natürlichen Polypeptiden aufgefasst werden können, zeigen diese synthetischen Polymere in direktem Vergleich erhebliche Vorteile etwa hinsichtlich Zytotoxizät und Effizienz, was wesentlich dazu beitragen kann, aktuelle Hürden biomedizinischer Fragestellungen hinsichtlich Transport und Targeting zu überwinden. Darüber hinaus sollten zylindrische Polymerbürsten aufgrund ihrer molekularen, architekturbedingten Formanisotropie und jüngsten Ergebnissen insbesondere zur formabhängigen Endozytose sehr aussichtsreiche Kandidaten für den Einsatz zum Wirkstofftransport sein.rnrnDie vorliegende Arbeit widmete sich deshalb der Synthese und Charakterisierung von biokompatiblen zylindrischen Poly(2-oxazolin)bürsten als potentielle Nanotransporter von Wirkstoffen, Biomolekülen oder genetischem Material. Als Monomer wurde zunächst 2-Isopropyloxazolin gewählt, da das Polymer eine Phasenübergangstemperatur von 37 °C besitzt, was für Konjugatsynthesen wie auch diverse biomedizinische Applikationen interessant sein kann. Durch terminierende Methacrylamid Funktionalisierung der lebenden kationischen Oxazolinpolymerisation bzw. nachfolgende Endgruppen Transferreaktionen sind Makromonomere im Bereich 1000-5000 g/mol zugänglich. Erstmals gelang es so 2-Oxazolin basierte, hochmolekulare zylindrische Bürsten mit Konturlängen im Bereich von 250 nm mittels „Grafting Through“ Technik in freier radikalischer Polymerisation herzustellen.rnrnAusgehend von der entwickelten Syntheseroute konnten so neben Homo- und Blockcopolymerbürsten von 2-Ethyl-2-oxazolin und 2-Isopropyl-2-oxazolin auch Bürstenmoleküle aus statistischen Copolymeren von 2-Ethyl-2-oxazolin und unsubstituiertem 2-Oxazolin hergestellt werden. Während letztere die Einführung kationischer Gruppen durch selektivere Abspaltmethoden der Formylreste erlauben und so etwa DNA/RNA Komplexierungen ermöglichen können, bietet andererseits der in dieser Arbeit erstmalig demonstrierte Einsatz Azid-funktionalisierter Initiatoren zur kationischen Oxazolinpolymerisation unter Beibehaltung aller anderen sonstigen Reaktionsschritte auch die Möglichkeit der Synthese Azid-Endgruppen-funktionalisierter Makromonomere. Die „Grafting Through“ Methodik der freien radikalischen Makromonomer Polymerisation ist selbst bei diesen funktionalisierten Systemen von großem Vorteil, erlaubt sie auch hier den Zugang zu hochmolekularen Substraten mit einem Pfropfungs- bzw. Funktionalisierungsgrad von 100 %, da jede Seitenkette dieser zylindrischen Bürsten die aussenliegende, und damit sterisch leichter zugängliche funktionale Gruppe trägt. Dabei gelang es die Syntheseroute so zu gestalten, dass es möglich war alle vorgestellten Polymerbürsten mittels statischer und dynamischer Lichtstreuung hinsichtlich absoluter Molmasse und molekularer Dimension zu charakterisieren.rnIn weitereren Reaktionen konnten dann reaktive Fluoreszenzfarbstoffe mit Hilfe kupferfreier 1,3 dipolarerer Addition (kupferfreie „Click-Chemie“) an die Azid-funktionalisierten Polymerbürsten angebunden werden, so dass eine wesentliche Voraussetzung für die Detektion in in vivo und in vitro Experimenten erfüllt werden kann. Darüber hinaus gelingt die quantitative polymeranaloge Umsetzung der Azid- zu Aminogruppen durch eine polymeranalog geführte Reduktion nach Staudinger; damit können an diesen Systemen auch etablierte Konjugationstechniken an Aminogruppen durchgeführt werden. Zudem erlauben die Aminogruppen-haltigen Polymerbürsten durch Protonierung schon bei physiologischem pH die Komplexierung von DNA oder RNA. rnrnErste Lichtstreumessungen in Blutserum zeigen im Falle der kationischen Aminogruppen tragenden Polymerbürsten zwar Aggregation, was aber durch entsprechende Umsetzung nach Konjugation wahrscheinlich unterdrückt werden kann, zeigen doch die entsprechenden Precursorpolymerbürsten mit Azidgruppen in Serum keinerlei Aggregation.rnrnZellaufnahmestudien in dendritische Zellen zeigen nur im Falle einer Azid-funktionalisierten Poly(2-isopropyl-2-oxazolin)bürste eine unspezifische Aufnahme. Die hydrophileren Poly(2-oxazolin)bürsten weise keine unspezifische Aufnahme auf, was eine wichtige Anfoderung für die Verwendung als Polymercarrier in der Krebsimmuntherapie ist.rn
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Die vorliegende Dissertation dient dazu, das Verständnis des Ladungstransportes in organischen Solarzellen zu vertiefen. Mit Hilfe von Computersimulationen wird die Bewegung von Ladungsträgern in organischen Materialien rekonstruiert, und zwar ausgehend von den quantenmechanischen Prozessen auf mikroskopischer Ebene bis hin zur makroskopischen Skala, wo Ladungsträgermobilitäten quantifizierbar werden. Auf Grundlage dieses skalenübergreifenden Ansatzes werden Beziehungen zwischen der chemischen Struktur organischer Moleküle und der makroskopischen Mobilität hergestellt (Struktur-Eigenschafts-Beziehungen), die zu der Optimierung photovoltaischer Wirkungsgrade beitragen. Das Simulationsmodell beinhaltet folgende drei Schlüsselkomponenten. Erstens eine Morphologie, d. h. ein atomistisch aufgelöstes Modell der molekularen Anordnung in dem untersuchten Material. Zweitens ein Hüpfmodell des Ladungstransportes, das Ladungswanderung als eine Abfolge von Ladungstransferreaktionen zwischen einzelnen Molekülen beschreibt. Drittens ein nichtadiabatisches Modell des Ladungstransfers, das Übergangsraten durch drei Parameter ausdrückt: Reorganisationsenergien, Lageenergien und Transferintegrale. Die Ladungstransport-Simulationen richten sich auf die Materialklasse der dicyanovinyl-substituierten Oligothiophene und umfassen Morphologien von Einkristallen, Dünnschichten sowie amorphen/smektischen Mesophasen. Ein allgemeiner Befund ist, dass die molekulare Architektur, bestehend aus einer Akzeptor-Donor-Akzeptor-Sequenz und einem flexiblen Oligomergerüst, eine erhebliche Variation molekularer Dipolmomente und damit der Lageenergien bewirkt. Diese energetische Unordnung ist ungewöhnlich hoch in den Kristallen und umso höher in den Mesophasen. Für die Einkristalle wird beobachtet, dass Kristallstrukturen mit ausgeprägter π-Stapelung und entsprechend großer Transferintegrale zu verhältnismäßig niedrigen Mobilitäten führen. Dieses Verhalten wird zurückgeführt auf die Ausbildung bevorzugter Transportrichtungen, die anfällig für energetische Störungen sind. Für die Dünnschichten bestätigt sich diese Argumentation und liefert ein mikroskopisches Verständnis für experimentelle Mobilitäten. In der Tat korrelieren die Simulationsergebnisse sowohl mit gemessenen Mobilitäten als auch mit photovoltaischen Wirkungsgraden. Für die amorphen/smektischen Systeme steigt die energetische Unordnung mit der Oligomerlänge, sie führt aber auch zu einer unerwarteten Mobilitätsabnahme in dem stärker geordneten smektischen Zustand. Als Ursache dafür erweist sich, dass die smektische Schichtung der räumlichen Korrelation der energetischen Unordnung entgegensteht.
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Unique features of doubly-charged stable organic ions are examined and the results correlated with experimental observations. Self-consistent field molecular orbital methods are used to compute structures and stabilities of CnH 2 2+ (n=2–9) ions which are prominent in electron impact ionization of hydrocarbon molecules. A simple curve crossing model is employed to rationalize charge transfer reactions of these ions.
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The energetics, structures, stabilities and reactivities of[CnH2]2+ ions have been investigated using computational methods and experimental mass spectrometric techniques. Spontaneous decompositions of [CnH2]2+ into [CnH]+ + H+ products, observed for ions with odd-n values, have been explained by invoking the formation of excited triplet states. Even-n [CnH]+ ions possess triplet ground states with low-lying excited states, whereas odd-n ions have triplet states with energies several eV above ground singlet states. Radiationless transitions of vibrationally excited long-lived triplet state ions into singlet state continua are suggested as possible mechanisms for spontaneous deprotonation processes of odd-n [CnH2]2+ ions. Evidence for these long-lived excited states has been obtained in bimolecular single electron transfer reactions.
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Sensory rhodopsins I and II (SRI and SRII) are visual pigment-like phototaxis receptors in the archaeon Halobacterium salinarum. The receptor proteins each consist of a single polypeptide that folds into 7 $\alpha$-helical membrane-spanning segments forming an internal pocket where the chromophore retinal is bound. They transmit signals to their tightly bound transducer proteins, HtrI and HtrII, respectively, which in turn control a phosphotransfer pathway modulating the flagellar motors. SRI-HtrI mediates attractant responses to orange-light and repellent responses to UV light, while SRII-HtrII mediates repellent response to blue light. Experiments were designed to analyze the molecular processes in the SR-Htr complexes responsible for receptor activation, which previously had been shown by our laboratory to involve proton transfer reactions of the retinylidene Schiff base in the photoactive site, transfer of signals from receptor to transducer, and signaling specificity by the receptor-transducer complex.^ Site-directed mutagenesis and laser-flash kinetic spectroscopy revealed that His-166 in SRI (i) plays a role in the proton transfers both to and from the Schiffbase, either as a structurally critical residue or possibly as a direct participant, (ii) is involved in the modulation of SIU photoreaction kinetics by HtrI, and (iii) modulates the pKa of Asp-76, an important residue in the photoactive site, through a long-distance electrostatic interaction. Computerized cell tracking and motion analysis demonstrated that (iv) His-166 is crucial in phototaxis signaling: a spectrum of substitutions either eliminate signaling or greatly perturb the activation process that produces attractant and repellent signaling states of the receptor.^ The signaling states of SRI are communicated to HtrI, whose oligomeric structure and conformational changes were investigated by engineered sulfhydryl probes. It was found that signaling by the SRI-HtrI complex involves reversible conformational changes within a preexisting HtrI dimer, which is likely accomplished through a slight winding or unwinding of the two HtrT monomers via their loose coiled coil association. To elucidate which domains of the Htr dimers confer specificity for interaction with SRI or SRII, chimeras of HtrI and HtrII were constructed. The only determinant needed for functional and specific interaction with SRI or SRII was found to be the four transmembrane segments of the HtrI or HtrII dimers, respectively. The entire cytoplasmic parts of HtrI and HtrII, which include the functionally important signaling and adaptation domains, were interchangeable.^ These observations support a model in which SRI and SRII undergo conformational changes coupled to light-induced proton transfers in their photoactive sites, and that lateral helix-helix interactions with their cognate transducers' 4-helix bundle in the membrane relay these conformational changes into different states of the Htr proteins which regulate the down-stream phosphotransfer pathway. ^
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S-Nitrosothiols have generated considerable interest due to their ability to act as nitric oxide (NO) donors and due to their possible involvement in bioregulatory systems—e.g., NO transfer reactions. Elucidation of the reaction pathways involved in the modification of the thiol group by S-nitrosothiols is important for understanding the role of S-nitroso compounds in vivo. The modification of glutathione (GSH) in the presence of S-nitrosoglutathione (GSNO) was examined as a model reaction. Incubation of GSNO (1 mM) with GSH at various concentrations (1–10 mM) in phosphate buffer (pH 7.4) yielded oxidized glutathione, nitrite, nitrous oxide, and ammonia as end products. The product yields were dependent on the concentrations of GSH and oxygen. Transient signals corresponding to GSH conjugates, which increased by one mass unit when the reaction was carried out with 15N-labeled GSNO, were identified by electrospray ionization mass spectrometry. When morpholine was present in the reaction system, N-nitrosomorpholine was formed. Increasing concentrations of either phosphate or GSH led to lower yields of N-nitrosomorpholine. The inhibitory effect of phosphate may be due to reaction with the nitrosating agent, nitrous anhydride (N2O3), formed by oxidation of NO. This supports the release of NO during the reaction of GSNO with GSH. The products noted above account quantitatively for virtually all of the GSNO nitrogen consumed during the reaction, and it is now possible to construct a complete set of pathways for the complex transformations arising from GSNO + GSH.
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The RAD51 protein has been shown to participate in homologous recombination by promoting ATP-dependent homologous pairing and strand transfer reactions. In the present study, we have investigated the possible involvement of RAD51 in non-homologous recombination. We demonstrate that overexpression of CgRAD51 enhances the frequency of spontaneous non-homologous recombination in the hprt gene of Chinese hamster cells. However, the rate of non-homologous recombination induced by the topoisomerase inhibitors campothecin and etoposide was not altered by overexpression of RAD51. These results indicate that the RAD51 protein may perform a function in connection with spontaneous non-homologous recombination that is not essential to or not rate-limiting for non-homologous recombination induced by camptothecin or etoposide. We discuss the possibility that the role played by RAD51 in non-homologous recombination observed here may not be linked to non-homologous end-joining.
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The possible involvement of potato (Solanum tuberosum L.) starch-branching enzyme I (PSBE-I) in the in vivo synthesis of phosphorylated amylopectin was investigated in in vitro experiments with isolated PSBE-I using 33P-labeled phosphorylated and 3H end-labeled nonphosphorylated α(1→4)glucans as the substrates. From these radiolabeled substrates PSBE-I was shown to catalyze the formation of dual-labeled (3H/33P) phosphorylated branched polysaccharides with an average degree of polymerization of 80 to 85. The relatively high molecular mass indicated that the product was the result of multiple chain-transfer reactions. The presence of α(1→6) branch points was documented by isoamylase treatment and anion-exchange chromatography. Although the initial steps of the in vivo mechanism responsible for phosphorylation of potato starch remains elusive, the present study demonstrates that the enzyme machinery available in potato has the ability to incorporate phosphorylated α(1→4)glucans into neutral polysaccharides in an interchain catalytic reaction. Potato mini tubers synthesized phosphorylated starch from exogenously supplied 33PO43− and [U-14C]Glc at rates 4 times higher than those previously obtained using tubers from fully grown potato plants. This system was more reproducible compared with soil-grown tubers and was therefore used for preparation of 33P-labeled phosphorylated α(1→4)glucan chains.
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Residue replacements were made at five positions (Arg-73, Asp-76, Tyr-87, Asp-106, and Asp-201) in the Halobacterium salinarium phototaxis receptor sensory rhodopsin I (SR-I) by site-specific mutagenesis. The sites were chosen for their correspondence in position to residues of functional importance in the homologous light-driven proton pump bacteriorhodopsin found in the same organism. This work identifies a residue in SR-I shown to be of vital importance to its attractant signaling function: Asp-201. The effect of the substitution with the isosteric asparagine is to convert the normally attractant signal of orange light stimulation to a repellent signal. In contrast, similar neutral substitution of the four other ionizable residues near the photoactive site allows essentially normal attractant and repellent phototaxis signaling. Wild-type two-photon repellent signaling by the receptor is intact in the Asp-201 mutant, genetically separating the wild-type attractant and repellent signal generation processes. A possible explanation and implications of the inverted signaling are discussed. Results of neutral residue substitution for Asp-76 confirm our previous evidence that proton transfer reactions involving this residue are not important to phototaxis but that Asp-76 functions as the Schiff base proton acceptor in proton translocation by transducer-free SR-I.
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A systematic study on the influence of carbon on the signal of a large number of hard-to-ionize elements (i.e. B, Be, P, S, Zn, As, Se, Pd, Cd, Sb, I, Te, Os, Ir, Pt, Au, and Hg) in inductively coupled plasma–mass spectrometry has been carried out. To this end, carbon matrix effects have been evaluated considering different plasma parameters (i.e. nebulizer gas flow rate, r.f. power and sample uptake rate), sample introduction systems, concentration and type of carbon matrix (i.e. glycerol, citric acid, potassium citrate and ammonium carbonate) and type of mass spectrometer (i.e. quadrupole filter vs. double-focusing sector field mass spectrometer). Experimental results show that P, As, Se, Sb, Te, I, Au and Hg sensitivities are always higher for carbon-containing solutions than those obtained without carbon. The other hard-to-ionize elements (Be, B, S, Zn, Pd, Cd, Os, Ir and Pt) show no matrix effect, signal enhancement or signal suppression depending on the experimental conditions selected. The matrix effects caused by the presence of carbon are explained by changes in the plasma characteristics and the corresponding changes in ion distribution in the plasma (as reflected in the signal behavior plot, i.e. the signal intensity as a function of the nebulizer gas flow rate). However, the matrix effects for P, As, Se, Sb, Te, I, Au and Hg are also related to an increase in analyte ion population caused as a result of charge transfer reactions involving carbon-containing charged species in the plasma. The predominant specie is C+, but other species such as CO+, CO2+, C2+ and ArC+ could also play a role. Theoretical data suggest that B, Be, S, Pd, Cd, Os, Ir and Pt could also be involved in carbon based charge transfer reactions, but no experimental evidence substantiating this view has been found.