Radio frequency plasma-induced hydrogen bonding on kaolinite

The radio frequency (RF) plasma-modified surfaces of kaolinite were investigated by diffuse reflectance infrared Fourier transform spectroscopy (DRIFT) and deuteration techniques to determine the nature of RF plasma-induced surface functional groups, the altered sites in the lattice, and interaction mechanism between RF plasma and the surface of the kaolinite. It has been concluded that the RF plasma-induced infrared (IR) vibration absorption bands at 2805, 3010, and 3100 cm(-1) are attributable to the stretching vibration of hydrogen-bonded hydroxyl groups, and the band at 1407 cm(-1) is attributable to the bending vibration of (HO-)Al-O or (HO-)Si-O groupings with hydrogen-bonded hydroxyl groups. Structural alteration occurred on both the surface and subsurface region of the kaolinite during RF plasma treatment. Further structural alteration or adjustment was also observed on well-modified and well-deuterated kaolinite. There are two types of OD bands visible in the DRIFT spectra of this kaolinite, one type which decreased rapidly as a function of time in moist air, and the other which remained unchanged during the measurement. Furthermore, the appearance of broad IR bands at 3500-3100 cm(-1) as a result of deuteration is evidence of structural disturbance by RF plasma treatment lattice deuteration. An RF plasma-induced hydrogen bonding model on the surface of the kaolinite is proposed.

A molecular phylogeny of the Australian skink genera Eulamprus, Gnypetoscincus and Nangura

Skinks from the genera Eulamprus, Gnypetoscincus and Nangura are a prominent component of the reptile fauna of the mesic forests of the east coast of Australia and have been the subject of numerous ecological studies. Highly conserved morphology and the retention of ancestral traits have limited our understanding of the relationships within and among these genera beyond an initial identification of species groups within Eulamprus. To address this deficit and to explore the relationships between Eulamprus and the monotypic genera Nangura and Gnypetoscincus, sections of two mitochondrial genes (ND4 and 16S rRNA) were sequenced and subjected to Bayesian phylogenetic analysis. This phylogenetic analysis supports recognition of the three species groups proposed for Eulamprus (murrayi, quoyii and tenuis) and indicates that this genus is paraphyletic, with Gnypetoscincus and Nangura being proximal to basal lineages of the tenuis group. To resolve these and broader problems of paraphyly, we suggest that each of the species groups from 'Eulamprus' should be recognised as a distinct genus. The phylogenetically and ecologically distinct water skinks of the quoyii group would be retained within Eulamprus and the diverse species of the tenuis group allocated to Concinnia. We suggest placing the monophyletic murrayi group, endemic to the rainforests of central eastern Australia, in a new genus ( yet to be formally described). The sequencing data also revealed the existence of a genetically divergent but morphologically cryptic lineage within E. murrayi and substantial diversity within E. quoyii. There is evidence for two major habitat shifts from rainforest towards drier habitats, one leading to the quoyii group and the second defining a clade of three species within the tenuis complex. These ecological transitions may represent adaptations to general drying across eastern Australia during the late Miocene - Pliocene. Each of the major areas of east coast tropical or subtropical rainforest contains multiple phylogenetically diverse endemic species, reflecting the long-term persistence and high conservation value of wet forest habitats in each area.

Faeces as a source of DNA for molecular studies in a threatened population of great bustards

With recent advances in molecular biology, it is now possible to use the trace amounts of DNA in faeces to non-invasively sample endangered species for genetic studies. A highly vulnerable population of approximately 100 great bustards (Otis tarda) exists in Morocco necessitating the use of non-invasive protocols to study their genetic structure. Here we report a reliable silica-based method to extract DNA from great bustard faeces. We found that successful extraction and amplification correlated strongly with faeces freshness and composition. We could not extract amplifiable DNA from 30% of our samples as they were dry or contained insect material. However 100% of our fresh faecal samples containing no obvious insect material worked, allowing us to assess the levels of genetic variation among 25 individuals using a 542 bp control region sequence. We were able to extract DNA from four out of five other avian species, demonstrating that faeces represents a suitable source of DNA for population genetics studies in a broad range of species.

Rates of electronic energy transfer in conformationally flexible bichromophoric macrocyclic complexes: a combined experimental and molecular modeling study

Electronic energy transfer (EET) rate constants between a naphthalene donor and anthracene acceptor in [ZnL4a](ClO4)(2) and [ZnL4b](ClO4)(2) were determined by time-resolved fluorescence where L-4a and L-4b are the trans and cis isomers of 6-((anthracen-9-yl-methyl)amino)-6,13-dimethyl-13-((naphthalen-1-yl-methyl)amino)-1,4,8,11-tetraazacyclotetradecane, respectively. These isomers differ in the relative disposition of the appended chromophores with respect to the macrocyclic plane. The trans isomer has an energy transfer rate constant (k(EET)) of 8.7 x 10(8) s(-1), whereas that of the cis isomer is significantly faster (2.3 x 10(9) s(-1)). Molecular modeling was used to determine the likely distribution of conformations in CH3CN solution for these complexes in an attempt to identify any distance or orientation dependency that may account for the differing rate constants observed. The calculated conformational distributions together with analysis by H-1 NMR for the [ZnL4a](2+) trans complex in the common trans-III N-based isomer gave a calculated Forster rate constant close to that observed experimentally. For the [ZnL4b](2+) cis complex, the experimentally determined rate constant may be attributed to a combination of trans-Ill and trans-I N-based isomeric forms of the complex in solution.

Phase equilibria and surface tension of pure fluids using a molecular layer structure theory (MLST) model

This paper presents a new model based on thermodynamic and molecular interaction between molecules to describe the vapour-liquid phase equilibria and surface tension of pure component. The model assumes that the bulk fluid can be characterised as set of parallel layers. Because of this molecular structure, we coin the model as the molecular layer structure theory (MLST). Each layer has two energetic components. One is the interaction energy of one molecule of that layer with all surrounding layers. The other component is the intra-layer Helmholtz free energy, which accounts for the internal energy and the entropy of that layer. The equilibrium between two separating phases is derived from the minimum of the grand potential, and the surface tension is calculated as the excess of the Helmholtz energy of the system. We test this model with a number of components, argon, krypton, ethane, n-butane, iso-butane, ethylene and sulphur hexafluoride, and the results are very satisfactory. (C) 2002 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Cytotoxic iron chelators: Characterization of the structure, solution chemistry and redox activity of ligands and iron complexes of the di-2-pyridyl ketone isonicotinoyl hydrazone (HPKIH) analogues

Di-2-pyridyl ketone isonicotinoyl hydrazone (HPKIH) and a range of its analogues comprise a series of monobasic acids that are capable of binding iron (Fe) as tridentate (N,N,O) ligands. Recently, we have shown that these chelators are highly cytotoxic, but show selective activity against cancer cells. Particularly interesting was the fact that cytotoxicity of the HPKIH analogues is maintained even after complexation with Fe. To understand the potent anti-tumor activity of these compounds, we have fully characterized their chemical properties. This included examination of the solution chemistry and X-ray crystal structures of both the ligands and Fe complexes from this class and the ability of these complexes to mediate redox reactions. Potentiometric titrations demonstrated that all chelators are present predominantly in their charge-neutral form at physiological pH (7.4), allowing access across biological membranes. Keto-enol tautomerism of the ligands was identified, with the tautomers exhibiting distinctly different protonation constants. Interestingly, the chelators form low-spin (diamagnetic) divalent Fe complexes in solution. The chelators form distorted octahedral complexes with Fe-II, with two tridentate ligands arranged in a meridional fashion. Electrochemistry of the Fe complexes in both aqueous and non-aqueous solutions revealed that the complexes are oxidized to their ferric form at relatively high potentials, but this oxidation is coupled to a rapid reaction with water to form a hydrated (carbinolamine) derivative, leading to irreversible electrochemistry. The Fe complexes of the HPKIH analogues caused marked DNA degradation in the presence of hydrogen peroxide. This observation confirms that Fe complexes from the HPKIH series mediate Fenton chemistry and do not repel DNA. Collectively, studies on the solution chemistry and structure of these HPKIH analogues indicate that they can bind cellular Fe and enhance its redox activity, resulting in oxidative damage to vital biomolecules.

Molecular transport in nanopores

Simulation of the transport of methane in cylindrical silica mesopores have been performed using equilibrium and nonequilibrium molecular dynamics (NEMD) as well as dual control volume grand canonical molecular dynamics methods. It is demonstrated that all three techniques yield the same transport coefficient even in the presence of viscous flow. A modified locally averaged density model for viscous flow, combined with consideration of wall slip through a frictional condition, gives a convincing interpretation of the variation of the transport coefficient over a wide range of densities, and for various pore sizes and temperatures. Wall friction coefficients extracted from NEMD simulations are found to be consistent with momentum transfer arguments, and the approach is shown to be more meaningful than the classical slip length concept. (C) 2003 American Institute of Physics.

Caracterização molecular de papilomavírus humano (HPV) e vírus adeno-associado (AAV) em lesões intraepiteliais de colo uterino: um estudo de seguimento

O câncer de colo uterino (CCU), cujo agente etiológico é o papilomavírus humano (HPV), é um dos tipos de câncer mais frequentes em mulheres em todo o mundo, não só em incidência como também em mortalidade. Alguns genótipos de HPV, denominados de alto risco (HR-HPV), e suas variantes gênicas, estão mais associados à indução de lesões malignas, sendo HPV16 e 18 os mais frequentes. Algumas infecções do trato genital podem atuar como cofatores da progressão carcinogênica do CCU, porém a infecção por vírus adeno-associado (AAV) parece estar inversamente relacionada, o que pode refletir em um papel protetor no desenvolvimento do CCU induzido pelo HPV. Portanto, este estudo objetivou investigar o papel da infecção mista AAV-HPV e das variantes oncogênicas de HPV na progressão das lesões intraepiteliais de colo de útero e acompanhar a eliminação / persistência viral em relação à progressão / regressão das lesões cervicouterinas. Exames citológicos foram realizados em amostras de espécime cervical, coletadas em dois momentos, de mulheres atendidas no Hospital Universitário Cassiano Antonio Moraes – HUCAM e seguiram para tratamento conforme preconizado. DNA foi extraído pelo kit comercial QIAamp® DNA Mini Kit, seguindo instruções do fabricante. DNA de AAV foi investigado por PCR e nPCR e, de HPV, por PCR e Captura Híbrida® (CH). Genotipagem de AAV e HPV foram realizadas por RFLP e RLB, respectivamente. Dos casos encaminhados ao ambulatório de colposcopia, 57,3% tiveram citologia normal, 23,1% lesões de baixo grau e 19,6% lesões de alto grau. Dos casos com citologia normal, 78% permaneceram normais, enquanto 22% progrediram à lesão; dos casos com lesão de baixo grau, 74% regrediram para citologia normal, enquanto 78,6% dos casos com lesão de alto grau apresentaram lesão de baixo grau ou citologia normal na segunda coleta. Foram positivas para HPV, 56% e 36,5% das amostras da primeira e segunda coletas, respectivamente. Foi observada boa correlação (kappa= 0,66) entre os testes de PCR e CH para detecção de HPV. Os HR-HPV foram detectados em mais de 90% das amostras de ambas as coletas, sendo os mais frequentes os HPV16, 58, 51, 52 e 53. Variante não-europeia esteve associada ao desenvolvimento de lesão cervical de alto grau, enquanto a presença de AAV foi inversamente relacionada à progressão da lesão cervical induzida por HPV.

Caracterização molecular de três espécies de Trachycephalus (Anura: Hylidae) : investigando potenciais híbridos interespecíficos

Animais híbridos representam um desafio à taxonomia e sistemática, pois correspondem a unidades evolutivas geralmente sem clara delimitação morfológica, comportamental e genética. Híbridos podem ser morfologicamente intermediários aos parentais ou, devido à introgressão e retrocruzamentos, suas características podem se misturar tornando difícil sua identificação. Uma das formas de identificação de híbridos é por meio de ferramentas de biologia molecular, que ao utilizarem marcadores de DNA mitocondrial (herança exclusiva materna) e DNA nuclear (herança materna e paterna), permitem a comparação entre informações genéticas. Além da hibridização existem outras fontes de conflito entre dados moleculares provenientes do DNA mitocondrial e DNA nuclear, como por exemplo a retenção de polimorfismos ancentrais. Em localidades do Espírito Santo, Brasil, foram coletados indivíduos de morfologia distinta de Trachycephalus mesophaeus e T. nigromaculatus, que são as únicas espécies do gênero conhecidas nesse estado. Porém, estudos piloto usando o gene mitocondrial Citocromo Oxidase subunidade I (COI) agruparam esses espécimes com amostras de T. typhonius. Devido a estas incongruências, foram sequenciados fragmentos de dois genes mitocondriais - COI e Nicotinamida Desidrogenase subunidade 2 (ND2) e um exon nuclear (tirosinase) de 173 indivíduos de Trachycephalus, de forma a esclarecer as identificações taxonômicas e investigar a correspondência entre caracteres morfológicos e genéticos nesta linhagem, na sua área de ocorrência As filogenias moleculares, divergências genéticas, redes de haplótipos e polimorfismos de nucleotídeos únicos (SNPs) confirmaram as três espécies acima mencionadas como linhagens evolutivas distintas e revelaram mais sete indivíduos potencialmente híbridos, mas morfologicamente assinalados a T. mesophaeus, T. nigromaculatus ou T. typhonius.. Devido à taxa de evolução lenta da tirosinase, as espécies mais recentes T. typhonius e T. nigromaculatus parecem não terem sido sorteadas completamente nesse gene. Já T. mesophaeus, que é a espécie mais antiga das três, foi recuperada inequivocamente em todas as análises. De forma inédita, as análises moleculares evidenciaram a ocorrência de introgressão bidirecional entre T. nigromaculatus e T. typhonius e entre T. nigromaculatus e T. mesophaeus, sendo que há indícios de indivíduos F1 (cruzamentos entre espécies parentais puras gerando híbridos). A utilização do gene ND2 mostrou-se mais eficiente do que o gene COI nas filogenias e, apesar da tirosinase ser um gene nuclear de evolução lenta, contribuiu para a identificação de incongruências citonucleares. Nossos resultados mostram que a história filogenética de Trachycephalus é complexa e que o uso de marcadores nucleares de evolução mais rápida e ampliação dessas análises para outras espécies do gênero podem revelar mais eventos de hibridização.

Identificação Química em Nível Molecular de Amostras de Maconha por ESI-FT-ICR MS

mais consumida no país, e proscrita pela Lei n° 11.343 de 23 de agosto de 2006 (chamada de “nova lei de droga”), onde todos os isômeros, sais, éteres e ésteres do ∆9-Tetrahidrocannabinol (THC), princípio ativo, foram proscritos. O método utilizado pela Polícia Civil do Estado do Espírito Santo para a identificação de cannabinóides é o teste colorimétrico, por meio de solução básica de Salt Fast Blue B, o qual apresenta resultados falsos negativos e falsos positivos. A técnica de espectrometria de massas de altíssima resolução e exatidão de massas (ESI(-)FTICR MS), permite detectar os principais cannabinóides na forma de molécula desprotonada, íon [M-H]-. Alguns íons que podem ser identificados são: [CBN - H]- de m/z 309 (CBN = cannabinol); [THC - H]- de m/z 313 (THC = tetrahidrocannabinol) e [CBD - H]- de m/z 313; [CBC - H]- de m/z 327 (CBC = cannabicromeno); [CBEA - H]- de m/z 345 (CBEA = ácido cannabielsóico); [CBNA - H]- de m/z 353 (CBNA = ácido cannabinólico); [THCA - H]- de m/z 357 (THCA = ácido tetrahidrocannabinólico); [8α, 11-Bis-hydroxy-∆9-THC-A - H]- de m/z 389); [∆9-THCA +C2H2O - H]- de m/z 357; e dímeros com m/z de 637, 653, 673, 681, 685 e 717. Foram encontrados adulterantes identificados como [M + N + H]+ : 491; [2M + N + H]+ : 819 e [3M + N + H]+ : 1147, onde M = OTHC (328Da C21H28O3) e N = Nicotina (162Da C10H14N2), além de lidocaína e cocaína. Ainda foram identificados alguns noncannabinóides como Cannflavino A e B e ácidos graxos como palmítico, oleico, linolênico e gama-linolênico nos extratos de sementes de Cannabis. Este estudo tem o objetivo de identificar o perfil químico de amostras de maconha, apreendidas pela Polícia Civil do Estado do Espírito Santo, por ESI(±)-FT-ICR MS.

Síntese, aplicação e avaliação da toxicidade aguda de complexo orgânico à base de európio proposto como marcador fotoluminescente para a Identificação de resíduos de tiro

Um complexo de alta fotoluminescência é proposto como marcador óptico para a identificação de resíduos de tiro (GSR). O marcador é o complexo [Eu(PIC)3(NMK)3], de fórmula molecular Eu(C6H2N3O7)3.(C7H13NO)3, que apresenta o íon Eu3+ e os ligantes ácido pícrico (PIC) e n-metil-Ɛ-caprolactama (NMK). Foi realizada a caracterização quimicamente através de espectroscopia de emissão, espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), termogravimetria e análise térmica diferencial (TG/DTA), e espectrometria de massas com ionização por eletrospray e ressonância ciclotrônica de íons por transformada de Fourier (ESI-FT-ICR MS), e, em seguida, foram adicionadas diferentes massas do complexo a munições convencionais (de 2 a 50 mg por cartucho). Após os tiros, o GSR marcado foi visualmente e quimicamente detectado por irradiação UV (ʎ = 395 nm) e ESI-FT-ICR MS, respectivamente. Os resultados mostraram uma fotoluminescência eficiente e duradoura, sendo facilmente visível sobre a superfície do alvo, no ambiente, no cartucho deflagrado, na arma de fogo, e sobre as mãos e braços do atirador quando utilizada massa a partir de 25 mg do marcador em cartuchos .38 e 50 mg em cartuchos .40. Sua toxicidade aguda também foi avaliada empregando-se o Protocolo 423 da Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Econômico (OECD) e apresentou DL50 de 1000 mg.kg-1, sendo classificado como de categoria 4 na escala do Sistema Globalmente Harmonizado de Classificação e Rotulagem de Produtos Químicos (GHS), considerado, portanto, de média toxicidade. O composto mostrou ser menos tóxico do que os componentes inorgânicos de munições convencionais (em especial o Pb), justificando o seu emprego como marcador de GSR.