Diese Forschung wurde unterstützt durch grundlegende Wissenschaftsforschung Programm (Projektnummer: 2016R1A2B4013467) durch die National Research Foundation von Korea (NRF) finanziert durch das Ministerium für Wissenschaft, ICT & Zukunft plant 2016 und auch von Korea Basic Science unterstützt Institut Research Program (Projektnummer: C36707).

(1) Synthese von DMMTAV
<ol><li>
Chemische Aufbereitung und molare Verhältnis Mischen von DMAV, Na2S und H2SO4 Hinweis: DMAV: Na2S:H2SO4 = 1:1.6:1.6<ol>
<li>Lösen Sie 5,24 g DMAV 40 mL deionisiertes und N2-gelöscht (mindestens 30 min lang gelöscht) Wasser in ein 50 mL Zentrifugenröhrchen.</li>
		<li>Bereiten Sie Na2S Reagenz durch auflösen 14,41 g Na2S·9H2O in 50 mL deionisiertes und N2-Wasser in einem 250 mL-Kolben gelöscht.</li>
		<li>Bereiten Sie H2SO4 Reagenz durch Zugabe von 3,3 mL konzentrierte Schwefelsäure (96 %), 40 mL deionisiertes und N2-Wasser in ein 50 mL Zentrifugenröhrchen gelöscht. Hinweis: Letzte Molverhältnis von DMAV: Na2S:H2SO4 = 1:1.6:1.6 1,3,4,8,15.</li>
		<li>Die 50 mL Na2S Lösung in der 250 mL Flasche (Schritt 1.1.2) enthaltenen fügen Sie bereite 40 mL DMAV -Lösung (Schritt 1.1.1 hinzu). Spülen Sie die Röhrchen mit DMAV mit 10 mL Wasser gespült und fügen Sie diese an die 250 mL Flasche sowie.</li>
		<li>Schließen Sie die Flasche mit Dreiloch-Gummistopfen mit Glasröhren ausgestattet. Benutzen Sie das Glas Rohre für N2 Gas Zufluss und Abfluss H2SO4 Lösung Einlass, beziehungsweise. Sofort nach dem Schließen der Küvette, erlauben Sie N2 Gasstrom in den Kolben. Hinweis: Gasdruck sollte beibehalten werden, fließen über die Oberfläche der Reaktionslösung ohne zu spritzen.</li>
		<li>Verbinden, säurebeständig Schläuche um das Glasrohr H2SO4 Lösung Einlass mit einer 50 mL-Spritze, SO fügen Sie die vorbereitete 40 mL H24 -Lösung (Schritt 1.1.3). Fügen Sie 40 mL H2SO4 Lösung langsam und schrittweise. Vorsicht: Nach Zugabe von Schwefelsäure, entstehen weiße Dämpfe; Verwenden Sie eine gut belüfteten Dampfhaube.</li>
		<li>Farbänderung des Reaktionsgemisches in das Auffanggefäß unter Zugabe von Schwefelsäure in regelmäßigen Abständen zu überwachen. Pflegen ein Intervall von 4-5 mL Tropfen H2SO4; die Mischung sollte eine weiße trübe Lösung sein. Hinweis: Sofortige gelbe Niederschlag kann durch schnelle Zugabe von konzentrierter Schwefelsäure angezeigt.</li>
		<li>Sicherstellen Sie, dass die Reaktionslösung 1 h seit Jahresbeginn Schritt 1.1.4 gestanden hat.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
DMMTAV Extraktion mit flüssig-flüssig-Extraktion-Methode
	<ol>
<li>Gießen Sie nach 1 h die Reaktionslösung in einem separatory Trichter mit etwa 200 mL Diethylether.</li>
		<li>Schütteln Sie den Trichter für ca. 5-10 min, loslassen Gas mehrmals durch den Wechsel der Absperrhahn. Hinweis: Synthetisierte DMMTAV wird auf der oberen Schicht der Diethylether (0.713 G·mL-1) übertragen werden. Vorsicht: Diethylether Gas könnte schädlich sein; Verwenden Sie eine gut belüfteten Dampfhaube.</li>
		<li>Sammeln der Reaktionslösung in ein Becherglas und die DMMTAV in einer Flasche mit Diethylether getrennt zu sammeln. Die Reaktionslösung zurück in den gleichen separatory Trichter geben Sie und ca. 200 mL frisch Diethylether für reshaking. Wiederholen Sie die Schritte 1.2.2 - 1.2.3 dreimal.</li>
		<li>Gießen Sie die gesammelten Diethylether aus Schritt 1.2.3 in den gleichen separatory Trichter wieder, und fügen Sie ca. 100 mL N2-entionisiertem Wasser gespült. 5-10 min schütteln, und verwerfen der N2-bereinigt, deionisiertes Wasser und ein paar mL Diethylether Reinheit Zwecken. Sammeln Sie die restlichen Diethylether in einer Petrischale Glas (minimalen inneren Durchmesser von 160 mm) und Mindesthöhe von 50 mm.</li>
		<li>Übertragen der Petrischale Glas in eine N2 Atmosphäre Glove-Box zur Umwandlung der Arten zu verhindern. Vorsicht: Stellen Sie sicher, dass das Lösungsmittel nicht in die Vakuumpumpe durch den Auslass des Feldes Pass gezogen wird.</li>
		<li>Trocken bis einen weißen Niederschlag von Dimethylmonothioarsinate (kristallisierte DMMTAV) wird auf der Petrischale Glas gebildet. Hinweis: Das Protokoll kann hier angehalten werden.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Überprüfung der synthetisierten DMMTAV und Lagerung
	<ol>
<li>Nehmen Sie die weißen Niederschlag von kristallisierte DMMTAV, Messen Sie und zeichnen Sie das Gesamtgewicht auf. Vorsicht: Verwenden Sie einen gut belüfteten Abzugshaube oder im Handschuhfach, um Einatmen von Schwefelwasserstoff-Gas zu verhindern.</li>
		<li>Lösen sich kristallisieren DMMTAV in 50 mL N2-entionisiertem Wasser gespült und den gelbe Niederschlag durch einen 0,2 µm Spritze Filter filtern.</li>
		<li>Davon ausgehen Sie, dass die Summe ab verwendeten DMAV DMMTAV, d. h.≈9, 649 mg As· umgewandelt wird L-1. Verdünnen Sie DMMTAV -Stammlösung zu ≈1 mg· L-1 und ≈40 µg· L-1 für Überprüfung Analyse mit Electrospray Ionisierung Masse Spectromtery (ESI-MS) und HPLC-ICP-MS, beziehungsweise.</li>
		<li>Analysieren Sie m/Z DMMTAV mit ESI-MS11,16 und Fragmente bei m/Z 155 in der positiv-Ionen-Modus oder bei m/Z 153 im Minus-Ionen-Modus (Tabelle 1). Hinweis: Siehe Referenzwerte von m/Z (Tabelle 1).</li>
		<li>Chromatogramm der DMMTAV in der Stammlösung mit HPLC-ICP-MS11,16,17 mit entsprechenden Laufmittel Bedingungen analysieren und bestätigen ein großen Höhepunkt findet an der Retentionszeit beschrieben der Literatur. Hinweis: Reinheit des synthetisierten DMMTAV sollte mit der Analyseergebnisse aus Schritt 1.3.5 berechnet werden.</li>
		<li>Analysieren Sie die gesamte Arsenkonzentration mit ICP-MS nach Säureaufschluss11 und berechnen Sie der tatsächlichen DMMTAV -Konzentration in synthetisierte DMMTAV -Stammlösung mit Verdünnungsfaktoren und Reinheit, wie in der folgenden Gleichung: Analysierten insgesamt als Konzentration (µg· L-1) · Verdünnung Faktor · Reinheit (%) = True DMMTAV -Konzentration im DMMTAV -Stammlösung (µg· L-1)</li>
		<li>DMMTAV -Stammlösung bei 4 ° C im Dunkeln für weitere quantitative Speziation Analyse18zu speichern.</li>
	</ol>
</li>
</ol>(2) Synthese von DMDTAV
<ol><li>
Chemische Aufbereitung und molare Verhältnis Mischen von DMAV , Na2S und H2SO4 Hinweis: DMAV: Na2S:H2SO4 = 1:7.5:7.5<ol>
<li>1,38 g DMAV 40 mL entionisiertem Wasser in ein 50 mL Zentrifugenröhrchen auflösen.</li>
		<li>Bereiten Sie Na2S Reagenz durch auflösen 18,01 g Na2S·9H2O in einem 50 mL entionisiertem Wasser in einem 250 mL-Kolben.</li>
		<li>Bereiten Sie H2SO4 Reagenz durch Zugabe von 4 mL konzentrierte Schwefelsäure (96 %), 40 mL entionisiertem Wasser in ein 50 mL Zentrifugenröhrchen enthaltenen vor. Hinweis: Letzte Molverhältnis von DMAV: Na2S:H2SO4 = 1:7.5:7.51,3,4,8,15.</li>
		<li>Die 50 mL Na2S Lösung in der 250 mL Flasche (Schritt 2.1.2) enthaltenen fügen Sie bereite 40 mL DMAV -Lösung (Schritt 2.1.1 hinzu). Spülen Sie die Röhrchen mit DMAV mit 10 mL entionisiertem Wasser und fügen Sie diese an die 250 mL Flasche sowie.</li>
		<li>Fügen Sie die vorbereitete 40 mL H2SO4 -Lösung (Schritt 2.1.3), langsam und schrittweise, in den Kolben.</li>
		<li>Die farbliche Veränderung des Reaktionsgemisches in das Auffanggefäß unter Zugabe von Schwefelsäure in regelmäßigen Abständen zu überwachen. Pflegen ein Intervall von 4-5 mL Tropfen H2SO4; die Mischung sollte ein weiß/gelb trübe Lösung sein. Hinweis: Sofortige gelbe Niederschlag kann durch eine schnelle Zugabe von konzentrierter Schwefelsäure angezeigt. Vorsicht: Nach Zugabe von Schwefelsäure, entstehen weiße Dämpfe; Verwenden Sie eine gut belüfteten Dampfhaube.</li>
		<li>Die Reaktionslösung in die Flasche über Nacht ohne Abdeckung zu erhalten. Hinweis: Das Protokoll kann hier angehalten werden.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
DMDTAV Extraktion mittels Festphasen-(SPE) Extraktionsmethode
	<ol>
<li>Nach der Übernachtung stehen Reaktion synthetisiert Filter die Reaktionslösung mit einer C18-Spritze geben Silica-basierten SPE um fangen DMDTAV auf dem Harz. Vorsicht: Verwenden Sie eine gut belüfteten Dampfhaube.</li>
		<li>Bereiten Sie 10 mM Ammoniumacetat (pH-Wert von 6,3 vor) durch Auflösen von 0,77 g Ammoniumacetat in 1 L entionisiertem Wasser. Eluieren Sie ein ausreichendes Volumen von 10 mM Ammoniumacetat durch die C18-Spritze (Schritt 2.2.1) zum Extrahieren der adsorbierten DMDTAV. Sammeln Sie die gefilterten Ammoniumacetat in einem Glas Petrischale (minimalen inneren Durchmesser von 160 mm) und Mindesthöhe von 50 mm.</li>
		<li>Übertragen der Petrischale Glas in eine N2 Atmosphäre Glove-Box zur Umwandlung der Arten zu verhindern. Vorsicht: Stellen Sie sicher, dass Lösungsmittel nicht gezogen wird, in die Vakuumpumpe durch den Auslass des Feldes Pass.</li>
		<li>Trocknen, bis ein weißen Niederschlag von Dimethyldithioarsinate ist (kristallisierte DMDTAV) auf der Petrischale Glas gebildet. Hinweis: Das Protokoll kann hier angehalten werden.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Überprüfung der synthetisierten DMDTAV und Lagerung
	<ol>
<li>Nehmen Sie die weißen Niederschlag von kristallisierte DMDTAVund Messen Sie Gesamtgewicht, Aufnahme der Mess. Vorsicht: Verwenden Sie einen gut belüfteten Abzugshaube oder im Handschuhfach, um Einatmen von Schwefelwasserstoff-Gas zu verhindern.</li>
		<li>Lösen sich kristallisieren DMDTAV in 50 mL N2-gelöschten deionisiertes Wasser in ein 50 mL Röhrchen Zentrifugieren und filtern alle Niederschlag durch einen 0,2 µm Spritze Filter.</li>
		<li>Davon ausgehen Sie, dass die Summe ab verwendeten DMAV DMDTAV, d. h.≈2, 539 mg As· umgewandelt wird L-1. Verdünnen Sie DMDTAV -Stammlösung zu ≈1 mg· L-1 und ≈40 µg· L-1 für Überprüfung Analyse mit ESI-MS und HPLC-ICP-MS, beziehungsweise.</li>
		<li>Analysieren Sie m/Z DMDTAV mit ESI-MS11,16 und Fragmente bei m/Z 171 im positiv-Ionen-Modus oder bei m/Z 169 im Minus-Ionen-Modus (Tabelle 1). Hinweis: Siehe Referenzwerte von m/Z (Tabelle 1).</li>
		<li>Analysieren Sie das Chromatogramm der DMDTAV in der Stammlösung mit HPLC-ICP-MS11,16,17 mit entsprechenden Laufmittel Bedingungen und bestätigen Sie, dass eine Spitze an die Verweilzeit im beschriebenen gefunden wird der Literatur. Hinweis: Reinheit des synthetisierten DMDTAV sollte mit der Analyseergebnisse aus Schritt 2.3.5 berechnet werden.</li>
		<li>Die gesamte Arsenkonzentration mit ICP-MS nach Säureaufschluss11 analysieren und berechnen der tatsächlichen DMDTAV -Konzentration in synthetisierte DMDTAV -Stammlösung mit Verdünnungsfaktoren und Reinheit wie die folgende Gleichung: Analysierten insgesamt als Konzentration (µg· L-1) · Verdünnung Faktor · Reinheit (%) = True DMDTAV Konzentration der DMDTAV in Stammlösung (µg· L-1)</li>
		<li>DMDTAV -Stammlösung bei 4 ° C im Dunkeln für weitere quantitative Speziation Analyse18zu speichern.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol>
	<li>Suzuki, K. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dimethylthioarsenicals+as+arsenic+metabolites+and+their+chemical+preparation.">Dimethylthioarsenicals as arsenic metabolites and their chemical preparation.</a> Chem. Res. Toxicol. 17, 914-921 (2004).</li><li>Kuroda, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microbial+metabolite+of+dimethylarsinic+acid+is+highly+toxic+and+genotoxic.">Microbial metabolite of dimethylarsinic acid is highly toxic and genotoxic.</a> Toxicol. Appl. Pharmacol. 198, 345-353 (2004).</li><li>Naranmandura, H., Iwata, K., Suzuki, K. T., Ogra, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Distribution+and+metabolism+of+four+different+dimethylated+arsenicals+in+hamsters.">Distribution and metabolism of four different dimethylated arsenicals in hamsters.</a> Toxicol. Appl. Pharmacol. 245, 67-75 (2010).</li><li>Naranmandura, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparative+toxicity+of+arsenic+metabolites+in+human+bladder+cancer+EJ-1+cells.">Comparative toxicity of arsenic metabolites in human bladder cancer EJ-1 cells.</a> Chem. Res. Toxicol. 24, 1586-1596 (2011).</li><li>Wallschlager, D., London, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determination+of+methylated+arsenic-sulfur+compounds+in+groundwater.">Determination of methylated arsenic-sulfur compounds in groundwater.</a> Environ. Sci. Technol. 42, 228-234 (2008).</li><li>Zhang, J., Kim, H., Townsend, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Methodology+for+assessing+thioarsenic+formation+potential+in+sulfidic+landfill+environments.">Methodology for assessing thioarsenic formation potential in sulfidic landfill environments.</a> Chemosphere. 107, 311-318 (2014).</li><li>Shimoda, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Proposal+for+novel+metabolic+pathway+of+highly+toxic+dimethylated+arsenics+accompanied+by+enzymatic+sulfuration,+desulfuration+and+oxidation.">Proposal for novel metabolic pathway of highly toxic dimethylated arsenics accompanied by enzymatic sulfuration, desulfuration and oxidation.</a> Trace Elem. Med. Biol. 30, 129-136 (2015).</li><li>Naranmandura, H., Suzuki, T. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Formation+of+dimethylthioarsenicals+in+red+blood+cells.">Formation of dimethylthioarsenicals in red blood cells.</a> Toxicol. Appl. Pharmacol. 227, 390-399 (2008).</li><li>Leffers, L., Ebert, F., Taleshi, S. M., Francesconi, A. K., Schwerdtle, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vitro+toxicological+characterization+of+two+arsenosugars+and+their+metabolites.">In vitro toxicological characterization of two arsenosugars and their metabolites.</a> Mol. Nutr. Food Res. 57, 1270-1282 (2013).</li><li>Wang, Q. Q., Thomas, J. D., Naranmandura, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Important+of+being+thiomethylated:+Formation,+Fate+and+Effects+of+methylated+thioarsenicals.">Important of being thiomethylated: Formation, Fate and Effects of methylated thioarsenicals.</a> Chem. Res. Toxicol. 25, 281-289 (2015).</li><li>Kim, Y. T., Lee, H., Yoon, H. O., Woo, N. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kinetics+of+dimethylated+thioarsenicals+and+the+formation+of+highly+toxic+dimethylmonothioarsinic+acid+in+environment.">Kinetics of dimethylated thioarsenicals and the formation of highly toxic dimethylmonothioarsinic acid in environment.</a> Environ. Sci. Technol. 50, 11637-11645 (2016).</li><li>Cullen, W. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Methylated+and+thiolated+arsenic+species+for+environmental+and+health+research+-+A+review+on+synthesis+and+characterization.">Methylated and thiolated arsenic species for environmental and health research - A review on synthesis and characterization.</a> J. Environ. Sci. 49, 7-27 (2016).</li><li>Fricke, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chromatographic+separation+and+identification+of+products+form+the+reaction+of+dimethylarsinic+acid+with+hydrogen+sulfide.">Chromatographic separation and identification of products form the reaction of dimethylarsinic acid with hydrogen sulfide.</a> Chem. Res. Toxicol. 18, 1821-1829 (2005).</li><li>Fricke, M., Zeller, M., Cullen, W., Witkowski, M., Creed, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dimethylthioarsinic+anhydride:+a+standard+for+arsenic+speciation.">Dimethylthioarsinic anhydride: a standard for arsenic speciation.</a> Anal. Chim. Acta. 583, 78-83 (2007).</li><li>Suzuki, K. T., Iwata, K., Naranmandura, H., Suzuki, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metabolic+differences+between+twon+dimethylthioarsenicals+in+rats.">Metabolic differences between twon dimethylthioarsenicals in rats.</a> Toxicol. Appl. Pharmacol. 218, 166-173 (2007).</li><li>Jeong, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+of+a+simultaneous+analytical+method+to+determine+arsenic+speciation+using+HPLC-ICP-MS:+Arsenate,+arsenite,+monomethylarsonic+acid,+dimethylarsinic+acid,+dimethyldithioarsinic+acid,+and+dimethylmonothioarsinic+acid.">Development of a simultaneous analytical method to determine arsenic speciation using HPLC-ICP-MS: Arsenate, arsenite, monomethylarsonic acid, dimethylarsinic acid, dimethyldithioarsinic acid, and dimethylmonothioarsinic acid.</a> Microchem. J. 134, 295-300 (2017).</li><li>Li, Y., Low, C. -. K., Scott, A. J., Amal, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Arsenic+speciation+in+municipal+landfill+leachate.">Arsenic speciation in municipal landfill leachate.</a> Chemosphere. 79, 794-801 (2010).</li><li>Conklin, D. S., Fricke, W. M., Creed, A. P., Creed, J. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Investigation+of+the+pH+effects+on+the+formation+of+methylated+thio-arsenicals,+and+the+effects+of+pH+and+temperature+on+their+stability.">Investigation of the pH effects on the formation of methylated thio-arsenicals, and the effects of pH and temperature on their stability.</a> J. Anal. At. Spectrom. 23, 711-716 (2008).</li><li>Hansen, H. R., Raab, A., Jaspara, M., Milne, F. B., Feldmann, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sulfur-containing+arsenical+mistaken+for+dimethylarsinous+acid+[DMA(III)]+and+identified+as+a+natural+metabolite+in+urine:+major+implications+for+studies+on+arsenic+metabolism+and+toxicity.">Sulfur-containing arsenical mistaken for dimethylarsinous acid [DMA(III)] and identified as a natural metabolite in urine: major implications for studies on arsenic metabolism and toxicity.</a> Chem. Res. Toxicol. 17, 1086-1091 (2004).</li><li>Mandal, B. K., Suzuki, K. T., Anzai, K., Yamaguchi, K., Sei, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+SEC-HPLC-ICP-MS+hyphenated+technique+for+identification+of+sulfur-containing+arsenic+metabolites+in+biological+samples.">A SEC-HPLC-ICP-MS hyphenated technique for identification of sulfur-containing arsenic metabolites in biological samples.</a> J. Chromatogr. B. 874, 64-76 (2008).</li><li>Bartel, M., Ebert, F., Leffers, L., Karst, U., Schwerdtle, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Toxicological+characterization+of+the+inorganic+and+organic+arsenic+metabolite+thio-DMAV+in+cultured+human+lung+cells.">Toxicological characterization of the inorganic and organic arsenic metabolite thio-DMAV in cultured human lung cells.</a> J. Toxicol. 2011, (2011).</li><li>An, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Formation+of+dimethyldithioarsinic+acid+in+a+simulated+landfill+leachate+in+relation+to+hydrosulfide+concentration.">Formation of dimethyldithioarsinic acid in a simulated landfill leachate in relation to hydrosulfide concentration.</a> Environ. Geochem. Health. 38, 255-263 (2016).</li><li>Chen, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Arsenic+speciation+in+the+blood+of+arsenite-treated+F344+rats.">Arsenic speciation in the blood of arsenite-treated F344 rats.</a> Chem. Res. Toxicol. 26, 952-962 (2013).</li><li>Alava, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=HPLC-ICP-MS+method+development+to+monitor+arsenic+speciation+changes+by+human+gut+microbiota.">HPLC-ICP-MS method development to monitor arsenic speciation changes by human gut microbiota.</a> Biomed. Chromatogr. 26, 524-533 (2012).</li><li>Kurosawa, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+metabolic+activation+associated+with+glutathione+in+dimethylmonoarsinic+acid+(DMMTAV)-induced+toxicity+obtained+from+in+vitro+reaction+of+DMMTAV+with+glutathione.">A novel metabolic activation associated with glutathione in dimethylmonoarsinic acid (DMMTAV)-induced toxicity obtained from in vitro reaction of DMMTAV with glutathione.</a> J. trace Elem. Med. Biol. 33, 87-94 (2016).</li></ol>

Die Autoren haben nichts preisgeben.

Das entwickelte Protokoll geklärt kritischen Schritte, dass frühere Studien1,3,4,8,15 ausgelassen oder abgekürzt, kann die Schwierigkeiten oder Fehler beim geführt haben DMMTAV und DMDTAV -Synthese. DMMTAV oxidationsempfindlichen1,5, chemische Reagenzien für seine ...

Da Dimethylarsinic Säure (DMAV) nachgewiesen wurde, um akute Toxizität und Genotoxizität aufgrund einer Methylierung und Thiolation nach Einnahme1,2zu zeigen, hat der Stoffwechselweg von Arsen thiolation wurde intensiv studierte in Vitro und in Vivo3,4 so gut wie in Umweltmedien (z. B. Deponiesickerwasser)5,6. Frühere Studien haben gefunden, beide reduziert und Thiolated Analoga von DMAV in lebenden Zellen, zum Beispiel, Dimethylarsinous Säure (DMAIII), Dimethylmonothioarsinic Säure (DMMTAV) und Säure (Dimethyldithioarsinic) DMDTAV)7,8,9, mit Dimethylated Thioarsenicals wie DMMTAV höhere Toxizität als andere bekannte anorganische oder organische Arsenicals10ausstellen. Die Fülle der hochgiftigen Thioarsenicals hat schwerwiegende Auswirkungen auf die Umwelt, da sie ein Risiko für Mensch und Umwelt unter höchst Metall-Bedingungen11darstellen können. Die Mechanismen der DMMTAV und DMDTAV (Trans) Bildung und ihre Schicksale in Umweltmedien bedürfen jedoch noch weiterer Untersuchungen. Daher ist die Quantitative Analyse der Thioarsenicals notwendig, um Verständnis für die ökologischen Auswirkungen der DMMTAV und DMDTAVzu verbessern.
Obwohl Standardchemikalien die Grundvoraussetzung für die Quantitative Analyse sind, die Standards der DMMTAV und DMDTAV sind schwer zu bekommen durch die Replikation von früheren Studies, wegen der hohen Gefahr von Arten Umwandlung in andere Arten und Sessionfenster Synthese Verfahren12. Darüber hinaus haben die Methoden verwiesen Einschränkungen, die zu praktischen Schwierigkeiten bei der Synthese der Standardchemikalien und Quantitative Analyse führen können. DMMTAV und DMDTAV werden häufig durch Mischen von DMAV, Na2S und H2SO4 in einem bestimmten Molverhältnis1 oder sprudeln H2S gas durch eine Lösung von DMAV 13,14vorbereitet. Die sprudelnden Methode Funktionen Substitution von Sauerstoff durch eine direkte Versorgung von H2S Gas, das ist hochgiftig und schwer zu kontrollierenden für einen unerfahrenen Benutzer mit Schwefel. Umgekehrt verfügt über die oben genannten mischen Methode1, am meisten benutzt für die Qualitative Analyse der DMMTAV und DMDTAV in ökologischen Sudies5,6,12, die Thiolation der DMAV mit H2S erzeugt durch Mischen von Na2S und H2SO4 und produziert DMMTAV und DMDTAV, leichter stöchiometrischen Kontrolle Ziel Chemikalien produzieren im Vergleich zu den direkten H2S Gas nutzen.
Die Referenz mischen Methode Verfahren1,3,4,8,15 erwähnt in dieser Studie Ausstellung Einschränkungen in einigen ihrer kritischen experimentelle Schritte, die zu führen könnte experimentelle scheitern. Beispielsweise werden die Details der spezifischen Lösungsmittel (z.B. deionisiertes Wasser) Vorbereitung und die Extraktion und Kristallisation des synthetisierten Arsenicals stark abgekürzt oder nicht ausreichend detailliert beschrieben. So verstreut und nur begrenzte Informationen über Verfahrensschritte zu inkonsistenten Bildung von Thioarsenicals und unzuverlässig Quantifizierung Analyse führen könnte. Deshalb beschreibt das geänderte Protokoll entwickelt hierin die Synthese von DMMTAV und DMDTAV Stammlösungen mit quantitativer Art Trennung Analyse.

<table width="712">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:179px;height:21px;">Cacodylic acid</td>
			<td style="width:179px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:179px;">20835-10G-F</td>
			<td style="width:179px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="width:179px;height:42px;">Sodium sulfide nonahydrate</td>
			<td style="width:179px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:179px;">S2006-500G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:179px;height:21px;">Sulfuric acid 96%</td>
			<td style="width:179px;">J.T.Baker</td>
			<td style="width:179px;">0000011478</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:179px;height:21px;">Ammonium acetate</td>
			<td style="width:179px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:179px;">A7262-500G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="width:179px;height:42px;">Formic acid 98%</td>
			<td style="width:179px;">Wako Pure Chemical Industries, Ltd.</td>
			<td style="width:179px;">066-00461</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:179px;height:21px;">Diethyl ether (Extra Pure)</td>
			<td style="width:179px;">Junsei Chemical</td>
			<td style="width:179px;">33475-0380</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="width:179px;height:42px;">Adapter cap for 60 mL Bond Elut catridges</td>
			<td style="width:179px;">Agilent Technologies</td>
			<td style="width:179px;">12131004</td>
			<td>Syringe type of SPE</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:179px;height:21px;">Bond Elut C18 cartridge</td>
			<td style="width:179px;">Agilent Technologies</td>
			<td style="width:179px;">14256031</td>
			<td>Syringe type of SPE</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:179px;height:21px;">HyPURITY C-18</td>
			<td style="width:179px;">Thermo Scientific</td>
			<td style="width:179px;">22105-254630</td>
			<td>5 um, 125 x 4.6 mm</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="width:179px;height:42px;">Glovebox</td>
			<td style="width:179px;">Chungae-chun, Rep. of Korea</td>
			<td style="width:179px;"></td>
			<td>Customized&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="width:179px;height:42px;">Agilent 1260 Infinity Bio-inert LC</td>
			<td style="width:179px;">Agilent Technologies</td>
			<td style="width:179px;">DEAB600252, DEACH00245</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="width:179px;height:42px;">Agilent Technologies 7700 Series ICP-MS</td>
			<td style="width:179px;">Agilent Technologies</td>
			<td style="width:179px;">JP12031510</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="width:179px;height:63px;">Finnigan LCQ Deca XP MAX Mass Spectrometer System</td>
			<td style="width:179px;">Thermo Electron Corporation</td>
			<td style="width:179px;">LDM10627</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

preparation of dmmtav and dmdtav using dmav for environmental applications: synthesis, purification, and confirmation

Dimethylated Thioarsenicals wie Dimethylmonothioarsinic Säure (DMMTAV) und Dimethyldithioarsinic Säure (DMDTAV), die von den Stoffwechselweg der Dimethylarsinic Säure (DMAV) Thiolation produziert werden, haben in letzter Zeit in der Umwelt sowie die menschliche Organe gefunden. DMMTAV und DMDTAV kann quantifiziert werden, um die ökologischen Auswirkungen von Dimethylated Thioarsenicals und ihre Stabilität in Umweltmedien zu bestimmen. Die Synthese-Methode für diese Verbindungen ist Sessionfenster, replizieren von früheren Studien schwierig machen. Darüber hinaus gibt es ein Mangel an Informationen über Lagerungstechniken, einschließlich Lagerung von Verbindungen ohne Arten Transformation. Außerdem, da nur begrenzte Informationen über Synthesemethoden verfügbar ist, möglicherweise gibt es experimentelle Schwierigkeiten bei der Synthese von Standardchemikalien und Quantitative Analyse. Das Protokoll enthaltenen bietet eine praktisch veränderter Synthese-Methode für die Dimethylated Thioarsenicals, DMMTAV und DMDTAV, und hilft bei der Quantifizierung der Spezies Trennung Analyse mit Hochleistungs-Flüssigkeit Chromatographie in Verbindung mit induktiv gekoppelten Plasma-Massenspektrometrie (HPLC-ICP-MS). Die experimentellen Schritte dieses Verfahrens wurden geändert, durch die Konzentration auf die Vorbereitung der chemischen Reagenzien, Filtrationsverfahren und Lagerung.

Da DMMTAV irrtümlich von der DMAIII Synthese Methode19vorbereitet wurde, ist die Überprüfung der synthetisierten DMMTAV und DMDTAV ein entscheidender Schritt für die Synthese und Extraktion und Bestimmung des idealen Standards chemische Stoffe. Synthetisierte Chemikalien können überprüft werden, von der Spitze des DMMTAV (MW-154 G·mol-1) und DMDTAV (170 MW G·mol-1) Mass...

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Preparation of DMMTAV and DMDTAV Using DMAV for Environmental Applications: Synthesis, Purification, and Confirmation

Vorbereitung des DMMTAV und DMDTAV mit DMAV für Umweltanwendungen: Synthese, Reinigung und Bestätigung

Dieser Artikel stellt veränderte experimentelle Protokolle für Dimethylmonothioarsinic Säure (DMMTAV) und Dimethyldithioarsinic Säure (DMDTAV) Synthese, induzieren Dimethylarsinic Säure (DMAV) Thiolation durch Mischen von DMAV , Na2S und H2SO4. Das geänderte Protokoll sieht eine experimentelle Richtlinie, damit Überwindung der Einschränkungen der Synthese-Schritte, die in der quantitativen Analyse experimenteller Fehler verursacht haben könnte.

Dimethylated thioarsenicals such as dimethylmonothioarsinic acid (DMMTAV) and dimethyldithioarsinic acid (DMDTAV), which are produced by the metabolic ...

preparation-dmmtav-dmdtav-using-dmav-for-environmental-applications

Research

JoVE Journal

Environment

Preparation of DMMTAV and DMDTAV Using DMAV for Environmental Applications: Synthesis, Purification, and Confirmation

5.4K Aufrufe.  Korea Basic Science Institute, Seoul Center. Dieser Artikel stellt veränderte experimentelle Protokolle für Dimethylmonothioarsinic Säure (DMMTAV) und Dimethyldithioarsinic Säure (DMDTAV) Synthese, induzieren Dimethylarsinic Säure (DMAV) Thiolation durch Mischen von DMAV , Na2S und H2SO4. Das geänderte Protokoll sieht eine experimentelle Richtlinie, damit Überwindung der Einschränkungen der Synthese-Schritte, die in der quantitative...

Serie: Preparation of DMMTAV and DMDTAV Using DMAV for Environmental Applications: Synthesis, Purification, and Confirmation

Waste Water Derived Electroactive Microbial Biofilms: Growth, Maintenance, and Basic Characterization

The growth of anodic electroactive microbial biofilms from waste water inocula in a fed-batch reactor is demonstrated using a three-electrode setup controlled by a potentiostat. Thereby the use of potentiostats allows an exact adjustment of the electrode potential and ensures reproducible microbial culturing conditions. During growth the current production is monitored using chronoamperometry (CA). Based on these data the maximum current density (jmax) and the coulombic efficiency (CE) are discussed as measures for characterization of the bioelectrocatalytic performance. Cyclic voltammetry (CV), a nondestructive, i.e. noninvasive, method, is used to study the extracellular electron transfer (EET) of electroactive bacteria. CV measurements are performed on anodic biofilm electrodes in the presence of the microbial substrate, i.e. turnover conditions, and in the absence of the substrate, i.e. nonturnover conditions, using different scan rates. Subsequently, data analysis is exemplified and fundamental thermodynamic parameters of the microbial EET are derived and explained: peak potential (Ep), peak current density (jp), formal potential (Ef) and peak separation (&#916;Ep). Additionally the limits of the method and the state-of the art data analysis are addressed. Thereby this video-article shall provide a guide for the basic experimental steps and the fundamental data analysis.

Chronoamperometric growth of anodic electroactive microbial biofilms in a fed-batch reactor using a three-electrode setup, controlled by a potentiostat, is demonstrated. The extracellular electron transfer is characterized using cyclic voltammetry in the presence of the electron donor and in the absence of the electron donor. Fundamental data analysis is demonstrated.

The growth of anodic electroactive microbial biofilms from waste water inocula in a fed-batch reactor is demonstrated using a three-electrode setup ...

Forschung

Umwelt

A Whole Cell Bioreporter Approach to Assess Transport and Bioavailability of Organic Contaminants in Water Unsaturated Systems

Bioavailability of contaminants is a prerequisite for their effective biodegradation in soil. The average bulk concentration of a contaminant, however, is not an appropriate measure for its availability; bioavailability rather depends on the dynamic interplay of potential mass transfer (flux) of a compound to a microbial cell and the capacity of the latter to degrade the compound. In water-unsaturated parts of the soil, mycelia have been shown to overcome bioavailability limitations by actively transporting and mobilizing organic compounds over the range of centimeters. Whereas the extent of mycelia-based transport can be quantified easily by chemical means, verification of the contaminant-bioavailability to bacterial cells requires a biological method. Addressing this constraint, we chose the PAH fluorene (FLU) as a model compound and developed a water unsaturated model microcosm linking a spatially separated FLU point source and the FLU degrading bioreporter bacterium Burkholderia sartisoli RP037-mChe by a mycelial network of Pythium ultimum. Since the bioreporter expresses eGFP in response of the PAH flux to the cell, bacterial FLU exposure and degradation could be monitored directly in the microcosms via confocal laser scanning microscopy (CLSM). CLSM and image analyses revealed a significant increase of the eGFP expression in the presence of P. ultimum compared to controls without mycelia or FLU thus indicating FLU bioavailability to bacteria after mycelia-mediated transport. CLSM results were supported by chemical analyses in identical microcosms. The developed microcosm proved suitable to investigate contaminant bioavailability and to concomitantly visualize the involved bacteria-mycelial interactions.

A whole cell bioreporter assay with Burkholderia sartisoli RP037-mChe was developed to detect fractions of an organic contaminant (i.e., fluorene) available for bacterial degradation after active transport by mycelia bridging air-filled pores in a water unsaturated model system.

Eine ganze Zelle Bioreporter Ansatz für Transport und Bioverfügbarkeit von organischen Schadstoffen in Wasser Ungesättigte Systeme Bewerten

Bioavailability of contaminants is a prerequisite for their effective biodegradation in soil. The average bulk concentration of a contaminant, however, is ...

Preparation and Testing of Impedance-based Fluidic Biochips with RTgill-W1 Cells for Rapid Evaluation of Drinking Water Samples for Toxicity

This manuscript describes how to prepare fluidic biochips with Rainbow trout gill epithelial (RTgill-W1) cells for use in a field portable water toxicity sensor. A monolayer of RTgill-W1 cells forms on the sensing electrodes enclosed within the biochips. The biochips are then used for testing in a field portable electric cell-substrate impedance sensing (ECIS) device designed for rapid toxicity testing of drinking water. The manuscript further describes how to run a toxicity test using the prepared biochips. A control water sample and the test water sample are mixed with pre-measured powdered media and injected into separate channels of the biochip. Impedance readings from the sensing electrodes in each of the biochip channels are measured and compared by an automated statistical software program. The screen on the ECIS instrument will indicate either "Contamination Detected" or "No Contamination Detected" within an hour of sample injection. Advantages are ease of use and rapid response to a broad spectrum of inorganic and organic chemicals at concentrations that are relevant to human health concerns, as well as the long-term stability of stored biochips in a ready state for testing. Limitations are the requirement for cold storage of the biochips and limited sensitivity to cholinesterase-inhibiting pesticides. Applications for this toxicity detector are for rapid field-portable testing of drinking water supplies by Army Preventative Medicine personnel or for use at municipal water treatment facilities.

This manuscript describes how to prepare fluidic biochips with Rainbow trout gill epithelial cells for use in a field portable electric cell-substrate impedance sensor. The protocol for running a rapid drinking water toxicity test with the sensor is also described.

Herstellung und Prüfung von impedanzbasierten Fluidic Biochips mit RTgill-W1 Zellen für die schnelle Auswertung von Trinkwasserproben für Toxizität

This manuscript describes how to prepare fluidic biochips with Rainbow trout gill epithelial (RTgill-W1) cells for use in a field portable water toxicity ...

The Benthic Exchange of O2, N2 and Dissolved Nutrients Using Small Core Incubations

The measurement of sediment-water exchange of gases and solutes in aquatic sediments provides data valuable for understanding the role of sediments in nutrient and gas cycles. After cores with intact sediment-water interfaces are collected, they are submerged in incubation tanks and kept under aerobic conditions at in situ temperatures. To initiate a time course of overlying water chemistry, cores are sealed without bubbles using a top cap with a suspended stirrer. Time courses of 4-7 sample points are used to determine the rate of sediment water exchange. Artificial illumination simulates day-time conditions for shallow photosynthetic sediments, and in conjunction with dark incubations can provide net exchanges on a daily basis. The net measurement of N2 is made possible by sampling a time course of dissolved gas concentrations, with high precision mass spectrometric analysis of N2:Ar ratios providing a means to measure N2 concentrations. We have successfully applied this approach to lakes, reservoirs, estuaries, wetlands and storm water ponds, and with care, this approach provides valuable information on biogeochemical balances in aquatic ecosystems.

The Benthic Exchange of O2, N2 and Dissolved Nutrients Using Small Core Incubations

Here, we present small core incubations for the measurement of sediment-water gas and solute exchange. These will provide reliable measurements of sediment-water exchange that assess the role of sediment in influencing biological and biogeochemical processes in aquatic ecosystems.

Die Benthic Austausch von O<sub&gt; 2</sub&gt;, N<sub&gt; 2</sub&gt; Und gelöste Nährstoffe mit kleinen Kern Inkubationen

The measurement of sediment-water exchange of gases and solutes in aquatic sediments provides data valuable for understanding the role of sediments in ...

Use of a Filter Cartridge for Filtration of Water Samples and Extraction of Environmental DNA

Recent studies demonstrated the use of environmental DNA (eDNA) from fishes to be appropriate as a non-invasive monitoring tool. Most of these studies employed disk fiber filters to collect eDNA from water samples, although a number of microbial studies in aquatic environments have employed filter cartridges, because the cartridge has the advantage of accommodating large water volumes and of overall ease of use. Here we provide a protocol for filtration of water samples using the filter cartridge and extraction of eDNA from the filter without having to cut open the housing. The main portions of this protocol consists of 1) filtration of water samples (water volumes &#8804;4 L or &gt;4 L); (2) extraction of DNA on the filter using a roller shaker placed in a preheated incubator; and (3) purification of DNA using a commercial kit. With the use of this and previously-used protocols, we perform metabarcoding analysis of eDNA taken from a huge aquarium tank (7,500 m3) with known species composition, and show the number of detected species per library from the two protocols as the representative results. This protocol has been developed for metabarcoding eDNA from fishes, but is also applicable to eDNA from other organisms.

We describe a protocol for filtration of water samples with a filter cartridge and extraction of environmental DNA (eDNA) without having to cut open the housing to remove the filter. This protocol is developed for metabarcoding eDNA from fishes, but is also applicable to eDNA from other organisms.

Die Verwendung einer Filterpatrone für die Filtration von Wasserproben und Extraktion von Umwelt-DNA

Recent studies demonstrated the use of environmental DNA (eDNA) from fishes to be appropriate as a non-invasive monitoring tool. Most of these studies ...

Resurrection of Dormant Daphnia magna: Protocol and Applications

Long-term studies enable the identification of eco-evolutionary processes that occur over extended time periods. In addition, they provide key empirical data that may be used in predictive modelling to forecast evolutionary responses of natural ecosystems to future environmental changes. However, excluding a few exceptional cases, long-term studies are scarce because of logistic difficulties associated with accessing temporal samples. Temporal dynamics are frequently studied in the laboratory or in controlled mesocosm experiments with exceptional studies that reconstruct the evolution of natural populations in the wild.
Here, a standard operating procedure (SOP) is provided to revive or resurrect dormant Daphnia magna, a widespread zooplankton keystone species in aquatic ecosystems, to dramatically advance the state-of-the-art longitudinal data collection in natural systems. The field of Resurrection Ecology was defined in 1999 by Kerfoot and co-workers, even though the first attempts at hatching diapausing zooplankton eggs date back to the late 1980s. Since Kerfoot&#39;s seminal paper, the methodology of resurrecting zooplankton species has been increasingly frequently applied, though propagated among laboratories only via direct knowledge transfer. Here, an SOP is described that provides a step-by-step protocol on the practice of resurrecting dormant Daphnia magna eggs.
Two key studies are provided in which the fitness response of resurrected Daphnia magna populations to warming is measured, capitalizing on the ability to study historical and modern populations in the same settings. Finally, the application of next generation sequencing technologies to revived or still dormant stages is discussed. These technologies provide unprecedented power in dissecting the processes and mechanisms of evolution if applied to populations that have experienced changes in selection pressure over time.

Resurrection of Dormant Daphnia magna: Protocol and Applications

Long-term studies are essential to understanding the process of evolution and the mechanisms of adaptation. Generally, these studies require commitments beyond the life-time of researchers. Here, a powerful method is described that dramatically advances state-of-the-art data collection to generate longitudinal data in natural systems.

Auferstehung des ruhenden Daphnia Magna: Protokoll und Anwendungen

Long-term studies enable the identification of eco-evolutionary processes that occur over extended time periods. In addition, they provide key empirical ...

Composition and Distribution Analysis of Bioaerosols Under Different Environmental Conditions

Variable microorganisms in particulate matter (PM) under different environmental conditions may have significant impacts on human health. In this study, we described a protocol for multiple analyses of the biological compositions in environmental PM. Five experiments are presented: (1) PM number monitoring by using a laser particle counter; (2) PM collection by using a cyclonic aerosol sampler; (3) PM collection by using a high-volume air sampler with filters; (4) culturable microbes collection by the Andersen six-stage sampler; and (5) detection of biological composition of environmental PM by bacterial 16SrDNA and fungal ITS region sequencing. We selected hazy days and a livestock farm as two typical examples of the application in this protocol. In this study, these two sampling methods, cyclonic aerosol sampler and filter sampler, showed different sampling efficiency. The cyclonic aerosol sampler performed much better in terms of collecting bacteria, while these two methods showed the same efficiency in collecting fungi. Filter samplers can work under low temperature conditions while cyclonic aerosol samplers have a sampling limitation for temperature. A solid impacting sampler, such as an Andersen six-stage sampler, can be used to sample bioaerosols directly into the culture medium, which increases the survival rate of culturable microorganisms. However, this method mainly relies on culture while more than 99% of microbes cannot be cultured. DNA extracted from the culturable bacteria collected by the Andersen six-stage sampler and samples collected by cyclonic aerosol sampler and filter sampler were detected by bacterial 16S rDNA and fungal ITS region sequencing.All the methods above may have wide application in many fields of study, such as environmental monitoring and airborne pathogen detection. From these results, we can conclude that these methods can be used under different conditions and may help other researchers further explore the health impacts of environmental bioaerosols.

Understanding the biological composition of environmental particulate matter is important for the study of its significant impacts on human health and disease spread. Here, we used three types of bioaerosol sampling methods and a biological analysis of airborne microbes to better explore airborne microbial communities under different environmental conditions.

Zusammensetzung und Verteilungsanalyse Bioaerosole unter verschiedenen Umweltbedingungen

Variable microorganisms in particulate matter (PM) under different environmental conditions may have significant impacts on human health. In this study, ...

Identifying Per- and Polyfluorinated Chemical Species with a Combined Targeted and Non-Targeted-Screening High-Resolution Mass Spectrometry Workflow

Historical and emerging per- and polyfluoroalkyl substances (PFASs) have garnered significant interest from the public and government agencies from the local to federal levels. The continuing evolution of PFAS chemistries presents a challenge to the environmental monitoring, where ongoing development of targeted methods necessarily lags the discovery of new chemical compounds. There is a need, therefore, to have forward-looking methodologies that can detect emerging and unexpected compounds, monitor these species over time, and resolve details of their chemical structure to enable future work in human health. To this end, non-targeted analysis by high-resolution mass spectrometry offers a broad base detection approach that can be combined with almost any sample preparation scheme and provides significant capabilities for compound identification after detection. Herein, we describe a solid-phase extraction (SPE) based sample concentration method tuned for shorter chain and more hydrophilic PFAS chemistries, such as per fluorinated ether acids and sulfonates, and describe analysis of samples prepared in this fashion in both targeted and non-targeted modes. Targeted methods provide superior quantification when reference standards are available but are intrinsically limited to expected compounds when performing analysis. In contrast, a non-targeted approach can identify the presence of unexpected compounds and provide some information about their chemical structure. Information about chemical features can be used to correlate compounds across sample locations and track abundance and occurrence over time.

Here, we present a protocol for the sequential targeted quantification and non-targeted analysis of fluorinated compounds in water by mass spectrometry. This methodology provides quantitative levels of known fluorochemical compounds and identifies unknown chemicals in related samples with semi-quantitative estimates of their abundance.

Identifizierung von pro- und Polyfluorinated chemische Spezies mit einem kombinierten gezielte und nicht gezielte Screening hochauflösende Massenspektrometrie-Workflow

Historical and emerging per- and polyfluoroalkyl substances (PFASs) have garnered significant interest from the public and government agencies from the ...

Using Caenorhabditis elegans for Studying Trans- and Multi-Generational Effects of Toxicants

Information about toxicities of chemicals are essential in their application and waste management. For chemicals at low concentrations, the long-term effects are very important in judging their consequences in the environment and on human health. In demonstrating long-term influences, effects of chemicals over generations in recent studies provide new insight. Here, we describe protocols for studying effects of chemicals over multiple generations using free-living nematode Caenorhabditis elegans. Two aspects are presented: (1) trans-generational (TG) and (2) multi-generational effect studies, the latter of which is separated to multi-generational exposure (MGE) and multi-generational residual (MGR) effect studies. The TG effect study is robust with a simple purpose to determine whether chemical exposure to parents can result in any residual consequences on offspring. After the effects are measured on parents, sodium hypochlorite solutions are used to kill the parents and keep the offspring so as to facilitate effect measurement on the offspring. The TG effect study is used to determine whether the offspring are affected when their parent is exposed to the pollutants. The MGE and MGR effect study is systematical used to determine whether continuous generational exposure can result in adaptive responses in offspring over generations. Careful pick-up and transfer are used to distinguish generations to facilitate effect measurement on each generation. We also combined protocols to measure locomotion behavior, reproduction, lifespan, biochemical and gene expression changes. Some example experiments are also presented to illustrate the trans- and multi-generational effect studies.

Using Caenorhabditis elegans for Studying Trans- and Multi-Generational Effects of Toxicants

Trans- and multi-generational effects of persistent chemicals are essential in judging their long-term consequences in the environment and on the human health. We provide novel detailed methods for studying trans- and multi-generational effects using free-living nematode Caenorhabditis elegans.

Verwendung von Caenorhabditis elegans zur Untersuchung der trans- und mehrgenerationenlichen Wirkungen von Toxischen Stoffen

Information about toxicities of chemicals are essential in their application and waste management. For chemicals at low concentrations, the long-term ...

Modeling the Size Spectrum for Macroinvertebrates and Fishes in Stream Ecosystems

The size spectrum is an inverse, allometric scaling relationship between average body mass (M) and the density (D) of individuals within an ecological community or food web. Importantly, the size spectrum assumes that individual size, rather than species&#8217; behavioral or life history characteristics, is the primary determinant of abundance within an ecosystem. Thus, unlike traditional allometric relationships that focus on species-level data (e.g., mean species&#8217; body size vs. population density), size spectra analyses are &#8216;ataxic&#8217; &#8211; individual specimens are identified only by their size, without consideration of taxonomic identity. Size spectra models are efficient representations of traditional, complex food webs and can be used in descriptive as well as predictive contexts (e.g., predicting responses of large consumers to changes in basal resources). Empirical studies from diverse aquatic ecosystems have also reported moderate to high levels of similarity in size spectra slopes, suggesting that common processes may regulate the abundances of small and large organisms in very different settings. This is a protocol to model the community-level size spectrum in wadable streams. The protocol consists of three main steps. First, collect quantitative benthic fish and invertebrate samples that can be used to estimate local densities. Second, standardize the fish and invertebrate data by converting all individuals to ataxic units (i.e., individuals identified by size, irrespective of taxonomic identity), and summing individuals within log2 size bins. Third, use linear regression to model the relationship between ataxic M and D estimates. Detailed instructions are provided herein to complete each of these steps, including custom software to facilitate D estimation and size spectra modeling.

This is a protocol to model the size spectrum (scaling relationship between individual mass and population density) for combined fish and invertebrate data from wadable streams and rivers. Methods include: field techniques to collect quantitative fish and invertebrate samples; lab methods to standardize the field data; and statistical data analysis.

Modellierung des Größenspektrums für Makrowirbellose und Fische in Stream-Ökosystemen

The size spectrum is an inverse, allometric scaling relationship between average body mass (M) and the density (D) of individuals within an ecological ...