إعداد دممتاالخامس ودمدتاV استخدام DMAالخامس للتطبيقات البيئية: توليف وتنقيتها، وتأكيد

Summary

تعرض هذه المقالة تعديل البروتوكولات التجريبية لحمض ديميثيلمونوثيوارسينيك (دممتا^V) وتوليف حمض (دمدتا^V) ديميثيلديثيوارسينيك، الذي يحفز ديميثيلارسينيك الحمضية (DMA^الخامس) ثيوليشن من خلال خلط DMA^الخامس ، نا₂S و H₂حتى₄. وينص البروتوكول على معدلة المبدأ توجيهي تجريبية، وبالتالي التغلب على القيود المفروضة على توليف الخطوات التي يمكن أن تسبب الفشل التجريبية في التحليل الكمي.

Abstract

ثيوارسينيكالس ديميثيلاتيد مثل حمض ديميثيلمونوثيوارسينيك (دممتا^V) وحمض ديميثيلديثيوارسينيك (دمدتا^V)، التي تنتجها المسار الأيضي من ديميثيلارسينيك حمض ثيوليشن (DMA^الخامس)، وقد تم مؤخرا وجدت في البيئة، فضلا عن الهيئات البشرية. دممتا^الخامس ودمدتا^الخامس يمكن قياسها كمياً لتحديد الآثار الإيكولوجية ثيوارسينيكالس ديميثيلاتيد واستقرارها في الوسائط البيئية. طريقة توليف لهذه المركبات قد، مما يجعل تكرار الدراسات السابقة تحديا. وعلاوة على ذلك، هناك نقص المعلومات حول تقنيات التخزين، بما في ذلك التخزين للمركبات دون تحول الأنواع. وعلاوة على ذلك، نظراً لأن تتوفر سوى معلومات محدودة عن أساليب التوليف، قد تكون هناك صعوبات تجريبية في تجميع المواد الكيميائية القياسية وإجراء التحليل الكمي. البروتوكول المعروضة هنا يوفر أسلوباً عمليا تعديل توليف ثيوارسينيكالس ديميثيلاتيد، دممتا^الخامس ، و^الخامسمن دمدتا، وسوف تساعد في التحديد الكمي لتحليل فصل الأنواع السائلة عالية الأداء باستخدام اللوني بالاقتران مع الحث يقترن البلازما الكتلي ([هبلك]-برنامج المقارنات الدولية-MS). تم تعديل الخطوات التجريبية لهذا الإجراء بالتركيز على إعداد الكواشف الكيميائية وأساليب الترشيح والتخزين.

Introduction

إذ قد ثبت حمض ديميثيلارسينيك (DMA^الخامس) يحمل كل من السمية الحادة وسمية جينية نتيجة تمر مثلايشن وثيوليشن على ابتلاع^1،2، قد المسار الأيضي للزرنيخ ثيوليشن تم تكثيف دراستها في المختبر و في فيفو^3،4 ، وكذلك كما هو الحال في الوسائط البيئية (مثلاً المادة المرتشحة طمر النفايات)^5،6. وقد وجدت الدراسات السابقة سواء خفضت والخلايا ثيولاتيد النظير DMA^الخامس في المعيشة، للمثال، ديميثيلارسينوس حمض (DMA^الثالث) وحمض ديميثيلمونوثيوارسينيك (دممتا^V) (حمض ديميثيلديثيوارسينيك دمدتا^V)^7،،من⁸⁹، مع ثيوارسينيكالس ديميثيلاتيد مثل دممتا^الخامس نستعرض سمية أكبر من غيرها يعرف أرسينيكالس العضوية أو غير العضوية¹⁰. وفرة ثيوارسينيكالس شديدة السمية قد آثار بيئية خطيرة، نظراً لأنها قد تشكل خطرا على البشر وعلى البيئة تحت ظروف شديدة المحتية¹¹. ومع ذلك، لا تزال آليات دممتا^الخامس وتشكيل دمدتا^الخامس (ترانس) ومصائرهم في الوسائط البيئية تتطلب المزيد من الدراسة. وهكذا، التحليل الكمي ثيوارسينيكالس مطلوب لتحسين فهم الآثار البيئية المترتبة على دممتا^الخامس ودمدتا^الخامس.

على الرغم من أن المواد الكيميائية القياسية هي الشرط الرئيسي للتحليل الكمي، بمعايير دممتا^الخامس ودمدتا^الخامس من الصعب الحصول على طريق تكرار الدراسات السابقة، نظراً لارتفاع مخاطر تحويل الأنواع إلى أنواع أخرى و إجراءات قد توليف¹². وعلاوة على ذلك، الأساليب المشار إليها والقيود التي قد يؤدي إلى صعوبات عملية في تجميع المواد الكيميائية القياسية وإجراء التحليل الكمي. دممتا^الخامس ودمدتا^V عادة يعدها خلط DMA^الخامسوق غ₂ح₂حتى₄ في بعض نسبة مولى¹ أو الفقاعي H₂S الغاز من خلال حل DMA^{V 13,14}. ميزات أسلوب محتدما الاستعاضة عن الأكسجين بالكبريت باستخدام إمدادات مباشرة من H₂S الغاز الذي، سامة للغاية وتصعب السيطرة عليها لخبرة مستخدم. على العكس من ذلك، يتميز خلط الأسلوب أعلاه¹، تستخدم على نطاق واسع للتحليل النوعي دممتا^الخامس ودمدتا^الخامس في سوديس البيئية^5،،من⁶¹²، ثيوليشن من DMA^الخامس مع H₂S الناتجة عن خلط Na₂S و H₂حتى₄ وتنتج دممتا^الخامس ودمدتا^الخامس، أسهل من التحكم المقايسة لإنتاج المواد الكيميائية المستهدفة، كالسماح بالمقارنة مع المباشر استخدام غاز H₂S.

المرجع خلط أسلوب الإجراءات^1،3،4،،من⁸¹⁵ المذكورة في هذه الدراسة معرض القيود في بعض خطواتها التجريبية الحرجة، التي قد تؤدي إلى فشل التجريبية. على سبيل المثال، تفاصيل إعداد المذيبات محددة (أي منزوع الماء)، واستخراج وبلورة أرسينيكالس تجميعي يختصر الإفراط أو لا وصف بتفصيل كاف. مثل مشتتة ومعلومات محدودة بشأن الخطوات الإجرائية قد يؤدي إلى تشكيل غير متناسقة ثيوارسينيكالس والتحليل الكمي لا يمكن الاعتماد عليها. ولذلك، يصف بروتوكول تعديل وضع هذه الوثيقة توليف دممتا^الخامس والحلول دمدتا^V الأسهم مع تحليل فصل الأنواع الكمية.

Protocol

1-تجميع دممتا^الخامس

1. إعداد الكيميائي ونسبة المولى خلط DMA^الخامسوق غ₂ح₂هكذا₄
   ملاحظة: DMA^الخامس: Na₂S:H₂حتى₄ = 1:1.6:1.6
   1. حل ز 5.24 DMA^الخامس في 40 مل منزوع و N₂-تطهير (تطهير لمدة 30 دقيقة على الأقل) الماء في أنبوب الطرد مركزي 50 مل.
   2. إعداد كاشف₂ق نا بتذويب ز 14.41 Na₂S·9H₂س في 50 مل منزوع و N₂-تطهير المياه في قارورة 250 مل.
   3. إعداد ح₂حيث منزوع الكاشف₄ بإضافة 40 مل من 3.3 مل حمض الكبريتيك (96 في المائة) و N₂-تطهير المياه في أنبوب الطرد مركزي 50 مل.
      ملاحظة: نسبة المولى النهائي DMA^الخامس: Na₂S:H₂هكذا₄ = 1:1.6:1.6 ^1،،من^34،،من⁸¹⁵.
   4. إضافة 40 مل مستعدة لحل DMA^الخامس (الخطوة 1.1.1) إلى 50 مل من₂غ دا الحل الوارد في قارورة 250 مل (الخطوة 1.1.2). شطف الأنبوب تتضمن DMA^الخامس مع 10 مل الماء إقصاء وهذا إضافة إلى قارورة 250 مل كذلك.
   5. قم بإغلاق في قارورة مع سداده مطاطية ثلاثة حفرة مزودة بأنابيب زجاجية. استخدام الزجاج أنابيب تدفق الغاز₂ ن وتدفق ح₂هكذا₄ مدخل الحل، على التوالي. فورا بعد إغلاق قارورة، السماح بتدفق الغاز₂ ن إلى قارورة.
      ملاحظة: ينبغي الإبقاء على ضغط الغاز في التدفق على سطح حل رد فعل دون الرش.
   6. توصيل أنابيب مقاومة الأحماض إلى أنبوب الزجاج ح₂هكذا₄ مدخل الحل مع حقنه 50 مل إضافة إعداد 40 مل ح₂حتى₄ الحل (الخطوة 1.1.3). إضافة 40 مل ح₂حتى₄ الحل، ببطء وعلى نحو تدريجي.
      تنبيه: عند إضافة حمض الكبريتيك، سيتم إنشاء أبخرة بيضاء؛ استخدام غطاء دخان جيد التهوية.
   7. تغيير لون رصد رد فعل الخليط في قارورة أثناء إضافة حمض الكبريتيك على فترات منتظمة. الحفاظ على فاصل زمني من 4-5 مل قطرات من ح₂حتى₄؛ ينبغي أن يكون المخلوط حلاً غائمة بيضاء.
      ملاحظة: قد تظهر لحظية هطول الأمطار الأصفر بسبب إضافة السريع من حمض الكبريتيك.
   8. ضمان حل رد فعل قد تم الدائمة ح 1 منذ بدء الخطوة 1.1.4.
2. استخراج^V دممتا باستخدام أسلوب استخلاص سائل-سائل
   1. بعد ح 1، تصب في حل رد فعل قمع سيباراتوري تحتوي على حوالي 200 مل أثير ثنائي إثيل.
   2. اهتز القمع مدة 5-10 دقيقة، الإفراج عن الغاز عدة مرات عن طريق التحول في محبس الحنفية.
      ملاحظة: سيتم نقل المركبة دممتا^الخامس للطبقة العليا من الاثير ثنائي إثيل (0.713 g·mL^-1).
      تنبيه: إثيل الاثير الغاز قد تكون ضارة؛ استخدام غطاء دخان جيد التهوية.
   3. جمع الحل رد فعل في كوب، وجمع الاثير ثنائي إثيل التي تحتوي على دممتا^الخامس في زجاجة على حدة. وضع الحل الرد مرة أخرى في نفس القمع سيباراتوري وإضافة حوالي 200 مل أثير ثنائي إثيل الطازجة ريشاكينج. كرر الخطوات 1.2.2-1-2-3 ثلاث مرات.
   4. صب الاثير ثنائي إثيل المجمعة من الخطوة 1.2.3 في القمع سيباراتوري نفسه مرة أخرى، وإضافة حوالي 100 مل ن₂-تطهير المياه. اهتز لمدة 5-10 دقائق، وتجاهل ن₂-تطهير المياه ومل عدد قليل من الاثير ثنائي إثيل لأغراض النقاء. جمع الاثير ثنائي إثيل المتبقية في صحن بتري زجاجية (الحد الأدنى للقطر الداخلي من 160 مم) وارتفاع الحد الأدنى من 50 مم.
   5. نقل طبق بيتري الزجاج في ن₂ صندوق قفازات الغلاف الجوي لمنع تحول الأنواع.
      تنبيه: ضمان لا يتم سحبها المذيب في مضخة فراغ من خلال منفذ مربع تمرير.
   6. جافة حتى ترسبات بيضاء من ديميثيلمونوثيوارسيناتي يتم تشكيل (تبلور دممتا^V) على طبق بيتري الزجاج.
      ملاحظة: يمكن أن يكون مؤقتاً البروتوكول هنا.
3. التحقق من تجميعي دممتا^الخامس والتخزين
   1. أن ترسبات بيضاء تبلور دممتا^الخامس، وقياس وتسجيل وزنها الإجمالي.
      تنبيه: استخدام غطاء الدخان جيدة التهوية أو صندوق قفازات لمنع استنشاق غاز كبريتيد الهيدروجين.
   2. حل التبلور دممتا^الخامس في 50 مل من ن₂-تطهير المياه، وتصفية ترسبات صفراء من خلال عامل تصفية حقنه 0.2 ميكرون.
   3. تفترض الإجمالي حتى يستخدم DMA^الخامس يتم تحويلها إلى دممتا^الخامس، أيإيتش ناين، 649 ملغ As· لام^-1. تمييع حل الأسهم دممتا^V إيتش وان مغ · لام^-1 وإيتش فور زيرو µg· لام^-1 تحليل التحقق استخدام التأين اليكتروسبراي كتلة سبيكترومتيري (أي إس أي-MS) و [هبلك] برنامج المقارنات الدولية-مللي ثانية، على التوالي.
   4. تحليل m/z دممتا^الخامس باستخدام ESI MS^11،16 وشظايا m/z 155 في وضع أيون إيجابية أو m/z 153 في الوضع السلبي أيون (الجدول 1).
      ملاحظة: انظر مرجع قيم m/z (الجدول 1).
   5. تحليل تشروماتوجرام دممتا^الخامس في الحل المخزون باستخدام [هبلك]-برنامج المقارنات الدولية-MS^11،،من¹⁶¹⁷ مع الظروف المناسبة الوينت وتأكيد العثور على ذروة رئيسية في الوقت الاحتفاظ الموصوفة في الأدب.
      ملاحظة: ينبغي أن تحسب نقاء المركب دممتا^V استخدام نتائج التحليل من الخطوة 1.3.5.
   6. تحليل تركيز الزرنيخ الكلي باستخدام برنامج المقارنات الدولية--مرض التصلب العصبي المتعدد بعد الهضم حمض¹¹ وحساب تركيز دممتا^V الحقيقية في المركب دممتا^V الأسهم الحل باستخدام عوامل التخفيف والنقاء، كما في المعادلة التالية:
      تحليل إجمالي كتركيز (µg· لام^-1) · تمييع عامل · نقاء (%) = تركيز "حقيقي دممتا"^الخامس في حل الأسهم دممتا^الخامس (µg· ل^-1)
   7. تخزين دممتا^الخامس الحل الأسهم عند 4 درجة مئوية في الظلام ل التحليل الكمي انتواع كذلك¹⁸.

2-تجميع دمدتا^الخامس

1. إعداد الكيميائي ونسبة المولى خلط DMA^الخامس وق غ₂ح₂هكذا₄
   ملاحظة: DMA^الخامس: Na₂S:H₂حتى₄ = 1:7.5:7.5
   1. حل ز 1.38 DMA^الخامس في منزوع 40 مل من الماء في أنبوب الطرد مركزي 50 مل.
   2. تحضير الكاشف₂ق نا بتذويب ز 18.01 نا₂S·9H₂س في منزوع 50 مل من ماء في قارورة 250 مل.
   3. إعداد ح₂حتى₄ كاشف بإضافة 4 مل حمض الكبريتيك (96 في المائة) إلى 40 مل مياه الواردة في أنبوب 50 مل الطرد مركزي.
      ملاحظة: نسبة المولى النهائي DMA^الخامس: Na₂S:H₂هكذا₄ = 1:7.5:7.5^1،،من^34،،من⁸¹⁵.
   4. إضافة 40 مل مستعدة لحل DMA^الخامس (الخطوة 2.1.1) إلى 50 مل من₂غ دا الحل الوارد في قارورة 250 مل (الخطوة 2.1.2). شطف الأنبوب الذي يحتوي على DMA^الخامس مع 10 مل مياه. وهذا إضافة إلى قارورة 250 مل كذلك.
   5. إضافة استعداد 40 مل ح₂حتى₄ الحل (الخطوة 2.1.3)، ببطء وعلى نحو تدريجي، في قارورة.
   6. رصد تغيير اللون من رد فعل الخليط في قارورة مع إضافة حمض الكبريتيك على فترات منتظمة. الحفاظ على فاصل زمني من 4-5 مل قطرات من ح₂حتى₄؛ ينبغي أن يكون المخلوط حلاً غائمة الأبيض/الأصفر.
      ملاحظة: قد تظهر لحظية هطول الأمطار الأصفر بسبب إضافة سريع من حمض الكبريتيك.
      تنبيه: عند إضافة حمض الكبريتيك، سيتم إنشاء أبخرة بيضاء؛ استخدام غطاء دخان جيدة التهوية.
   7. الحفاظ على الحل رد فعل في قارورة بين عشية وضحاها دون تغطية.
      ملاحظة: يمكن أن يكون مؤقتاً البروتوكول هنا.
2. استخراج^V دمدتا باستخدام أسلوب الاستخراج المرحلة الصلبة (SPE)
   1. بعد رد فعل الدائمة بين عشية وضحاها، توليف تصفية اكتب الرد الحل باستخدام المحاقن C18 جمعية مهندسي البترول على أساس والسليكا بغية اعتراض دمدتا^الخامس في الراتنج.
      تنبيه: استخدام غطاء دخان جيد التهوية.
   2. تحضير خلات الأمونيوم 10 ملم (pH 6.3) بتذويب خلات الأمونيوم ز 0.77 في 1 لتر مياه. الوت كمية كافية من خلات الأمونيوم 10 ملم من خلال حقنه C18 (الخطوة 2.2.1) لاستخراج دمدتا الممتزة^الخامس. جمع خلات الأمونيوم التي تمت تصفيتها في كوب طبق بتري (الحد الأدنى للقطر الداخلي من 160 مم) وارتفاع الحد الأدنى من 50 مم.
   3. نقل طبق بيتري الزجاج في ن₂ صندوق قفازات الغلاف الجوي لمنع تحول الأنواع.
      تنبيه: ضمان لا يتم سحبها المذيبات في مضخة فراغ من خلال منفذ مربع تمرير.
   4. جاف حتى يتم ترسبات بيضاء من ديميثيلديثيوارسيناتي شكلت (تبلور دمدتا^V) على طبق بيتري الزجاج.
      ملاحظة: يمكن أن يكون مؤقتاً البروتوكول هنا.
3. التحقق من تجميعي دمدتا^الخامس والتخزين
   1. أن ترسبات بيضاء تبلور دمدتا^الخامس، وقياس وزنها الإجمالي، تسجيل القياس.
      تنبيه: استخدام غطاء الدخان جيد التهوية أو صندوق قفازات لمنع استنشاق غاز كبريتيد الهيدروجين.
   2. حل التبلور دمدتا^الخامس في 50 مل من ن₂-تصريف المياه في 50 مل الطرد المركزي الأنبوبة، وتصفية أي ترسبات من خلال عامل تصفية حقنه 0.2 ميكرون.
   3. نفترض أن المجموع حتى يستخدم DMA^الخامس يتم تحويلها إلى دمدتا^الخامس، أيإيتش تو، 539 ملغ As· لام^-1. تمييع حل الأسهم دمدتا^V إيتش وان مغ · لام^-1 وإيتش فور زيرو µg· لام^-1 للتحليل التحقق باستخدام ESI MS و [هبلك] برنامج المقارنات الدولية-مللي ثانية، على التوالي.
   4. تحليل m/z دمدتا^الخامس باستخدام ESI MS^11،16 وشظايا 171 m/z في وضع أيون إيجابية أو m/z 169 في الوضع السلبي أيون (الجدول 1).
      ملاحظة: انظر مرجع قيم m/z (الجدول 1).
   5. تحليل chromatogram دمدتا^الخامس في الحل المخزون باستخدام [هبلك]-برنامج المقارنات الدولية-MS^11،،من¹⁶¹⁷ مع ظروف الوينت المناسبة والتأكد من أن يتم العثور على ذروتها في الوقت الاحتفاظ الموصوفة في الأدب.
      ملاحظة: ينبغي أن تحسب نقاء المركب دمدتا^V استخدام نتائج التحليل من الخطوة 2.3.5.
   6. تحليل تركيز الزرنيخ الكلي باستخدام برنامج المقارنات الدولية--مرض التصلب العصبي المتعدد بعد الهضم حمض¹¹ وحساب تركيز دمدتا^V الحقيقية في المركب دمدتا^V الأسهم الحل باستخدام عوامل التخفيف ونقاء كالمعادلة التالية:
      تحليل إجمالي كتركيز (µg· لام^-1) · تمييع عامل · نقاء (%) = تركيز "حقيقي دمدتا"^V دمدتا^V في حل الأسهم (µg· ل^-1)
   7. تخزين دمدتا^الخامس الحل الأسهم عند 4 درجة مئوية في الظلام ل التحليل الكمي انتواع كذلك¹⁸.

النتائج

منذ دممتا^V أعد عن طريق الخطأ ب أسلوب التوليف DMA^{الثالث 19}، التحقق من تجميعي دممتا^الخامس ودمدتا^الخامس خطوة حاسمة للتوليف والاستخراج وتحديد المعيار المثالي المواد الكيميائية. يمكن التحقق من المواد الكيميائية المركبة ذروة دممتا^{الخام?...}

Discussion

البروتوكول المتقدمة قد أوضحت الخطوات الحاسمة أن أغفل السابقة الدراسات^1،،من^34،،من⁸¹⁵ أو باختصار، قد أدت إلى صعوبات أو فشل أثناء توليف^V دممتا^V ودمدتا. كما دممتا^{V ،}حساسة لأكسدة

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Cacodylic acid	Sigma-Aldrich	20835-10G-F
Sodium sulfide nonahydrate	Sigma-Aldrich	S2006-500G
Sulfuric acid 96%	J.T.Baker	0000011478
Ammonium acetate	Sigma-Aldrich	A7262-500G
Formic acid 98%	Wako Pure Chemical Industries, Ltd.	066-00461
Diethyl ether (Extra Pure)	Junsei Chemical	33475-0380
Adapter cap for 60 mL Bond Elut catridges	Agilent Technologies	12131004	Syringe type of SPE
Bond Elut C18 cartridge	Agilent Technologies	14256031	Syringe type of SPE
HyPURITY C-18	Thermo Scientific	22105-254630	5 um, 125 x 4.6 mm
Glovebox	Chungae-chun, Rep. of Korea		Customized
Agilent 1260 Infinity Bio-inert LC	Agilent Technologies	DEAB600252, DEACH00245
Agilent Technologies 7700 Series ICP-MS	Agilent Technologies	JP12031510
Finnigan LCQ Deca XP MAX Mass Spectrometer System	Thermo Electron Corporation	LDM10627