העבודה במעבדה של Bunz במכון טכנולוגי של ג&#39;ורג&#39;יה נתמכת בחלקו על ידי הקרן הלאומית למדע (NSF-מל&quot;ג 07,502,753) והעבודה בRuprecht-Karls-Universität היידלברג מומנה על ידי &quot;לנדס באדן וירטמברג Struktur und Innovationsfond des&quot;. עבודה במעבדה של Miljanić באוניברסיטת יוסטון מומנה על ידי תכנית קרן המדע הלאומית קריירה (מל&quot;ג-1,151,292), קרן וולש (מענק לא. E-1768), אוניברסיטת יוסטון (UH) ותכנית המענק הקטן שלה, ו מרכז טקסס למוליכות בUH.

1. זיהוי של חומצות קרבוקסיליות שימוש בבנזין Distyrylbis (arylethynyl) Cruciforms <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן פתרון מניות טרי של cruciforms 1-3 עם ריכוז של 1.0 x 10 -3 mol / L בDCM. אין זה הכרחי כדי להשתמש בחומרים ממסים באיכות ספקטרוסקופיות; טוהר כיתה מגיב ACS הוא מספיק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שימוש בפתרוני המניות מ -1.1 להכין 100 מ&quot;ל כל אחד 10 פתרון 2.0 x -6 M של 1-3 בdichloromethane (DCM), אתיל אצטט (EtOAc), אצטוניטריל (), N, N-dimethylformamide (DMF), איזופרופיל אלכוהול (אני PrOH) ומתנול (MeOH). אין זה הכרחי כדי להשתמש בחומרים ממסים באיכות ספקטרוסקופיות; טוהר כיתה מגיב ACS הוא מספיק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשקול את 0.65 mmol (88.2-124.2 מ&quot;ג) של החומצה קרבוקסילית A1 אנליטי - A10 ב 5 בקבוקוני דראם מ&quot;ל, מוסיף 5 מ&quot;ל מפתרונות שהוכנו ב2.1 ולנער את הבקבוקון. אם הטרוגנית, יש להשאיר את הפתרון המתאים ליישוב (סינון הוא מיותר). זה מוביל לconcent סך הכלמנה של 0.13 M (31 גר &#39;/ ל&#39;) של החומצה קרבוקסילית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ללכוד תמונות דיגיטליות של הקרינה בחדר חשוך בהעדר אור הסביבה. ההתקנה המצולמת (איור 2), הכוללת מצלמה דיגיטלית (Canon EOS 30D) מצוידות אובייקטיבי (עדשת זום ​​18-55 מ&quot;מ EFS) ושתי נורות UV (אורך גל העירור ננומטר 365). את הבקבוקונים הסירו את המכסה צריכים להיות ממוקמים מתחת לשתי נורות UV לחשיפה מקסימלית עם מרחק של 60 ס&quot;מ בין עדשת מצלמה ומדגם בקבוקונים. זמני חשיפה היו מגוונים לכל פתרון כדי להפיק תמונות המשקפות את הצבע של פליטה (.25-15 שניות). </li></ol> 2. זיהוי של חומצות boronic שימוש Benzobisoxazole Cruciforms <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן את פתרון M 10 x 1.0 -4 של צלב 4 בDCM. אין זה הכרחי להשתמש באיכות ספקטרוסקופיות ממס; טוהר כיתה מגיב ACS הוא מספיק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חמישה פתרונות בודדים להתכונן לכל אנליטי boronic חומצה, על ידי המסת 50 מ&quot;ג (0.24-0.41 ממול)של אנליטי ב3 מ&quot;ל כל אחד מאצטוניטריל (), 1,2,4-trichlorobenzene (TCB), dichloromethane (DCM), cyclohexane (CH), וchlorobenzene (CB). זה אמור לגרום לכ. 16.7 פתרונות גר &#39;/ ליטר לגבי כל אנליטי. אין זה הכרחי כדי להשתמש בחומרים ממסים באיכות ספקטרוסקופיות; טוהר כיתה מגיב ACS הוא מספיק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> העבר 1.8 מ&quot;ל של כל אחד מפתרונות אנליטי שהוכנו ב2.2 לחמישה 10 x 10 מ&quot;מ cuvettes קוורץ נפרד (משמש בדרך כלל לספקטרוסקופיית UV / יס). לאחר מכן, להוסיף 20 μl של פתרון הצלב מוכן ב2.1 לכל אחד מחמישה cuvettes, ומערבבים את שני פתרונות לhomogenize. אם כל משקעים הוא ציין, צריך פשוט להשאיר את הפתרון המתאים ליישוב (סינון הוא מיותר). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את כל חמשת cuvettes על צלחת זכוכית ולהקרין אותם על ידי מנורת UV כף יד (365 ננומטר) מהחלק העליון. מנורת UV צריכה להיות ממוקמת באופן שמבטיח הקרנה שווה לכל חמש המבחנות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ודא שהחדר הוא דארK (לכבות את האורות, לחסום חלונות ומקורות אחרים של אור טבעי ומלאכותי) ולקחת באופן מיידי צילום דיגיטלי של צבעי הפליטה של ​​פתרונות. Miljanić et al. השתמשתי בשני דגמי מצלמות דיגיטליים: Fujifilm FinePix S9000 וCanon EOS Rebel T3i, עם מרחק 45 ס&quot;מ בין עדשת המצלמה ואת cuvettes לדוגמה. מהירות תריס הייתה 0.5 שניות. </li></ol> 3. זיהוי של analytes האורגני האמין באמצעות צלב Benzobisoxazole / חומצות boronic מערכת חישה היברידית <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן (לפחות) 80 מ&quot;ל כל אחד מ1.0 10 -6 פתרונות x מ &#39;של צלב 4 באצטוניטריל (), 1,2,4-trichlorobenzene (TCB), cyclohexane (CH), dichloromethane (DCM), וכלורופורם (CF ). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ממיסים B1 (152.6 מ&quot;ג, 0.80 ממול) ב40 מ&quot;ל של כל אחד מפתרונות שהוכנו ב3.1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ממיסים B5 (97.6 מ&quot;ג, 0.80 ממול) ב40 מ&quot;ל של כל אחד מפתרונות שהוכנו ב3.1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מייד לאחר את פתרונות שתוארו ב3.2 ו 3.3 מוכנים, השתמשמ &#39;(2 מ&quot;ל כל אחת) כדי לפזר את אנליטי אמין הרצוי (40 מ&quot;ג, 0.19-0.47 ממול). עבור כל אנליטי אמין, עשרה פתרונות צריכים להיות מוכנים: חמש עם B1 וחמש עם B5 כתוספים. אין זה הכרחי כדי להשתמש בחומרים ממסים באיכות ספקטרוסקופיות; טוהר כיתה מגיב ACS הוא מספיק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עבור כל אנליטי, aliquots ההעברה של עשרה אנליטי / boronic החומצה / צלב 4 פתרונות המוכנים לעשרה cuvettes קוורץ נפרד. הנח שני סטים של חמישה קובט אלה (אחד ל4/B1, אחד ל4/B5) על צלחת זכוכית, להקרין ב365 ננומטר על ידי מנורת UV כף יד, ומייד תמונה באמצעות ההגדרות המתוארות ב2.5 לעיל. </li></ol> 4. עיבוד תמונה ואפליה אנליטי מספרים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באמצעות Adobe Photoshop או תכנית עיבוד תמונה דומה, לחתוך את קטע כיכר נציג מצילומים דיגיטליים של צבעי הפליטה של ​​כל בקבוקון צילם. ארגן את המגזרות אלה לפנלים דומים לאלה באיורים 3 ב, 4, ו -5 </sטרונג&gt;. לוחות אלו במקרים רבים לאפשר אפליה בעין בלתי מזוינת מהירה בקרב analytes. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם כימות הבדלים בצבע פליטה היא רצויה, ניתן לחלץ R / G / B ערכים מפנלים ב4.1 ולאחר מכן טופלו מבחינה סטטיסטית. מנתח ניגודיות צבע באופן חופשי להורדה 14 יכול לשמש למטרה זו. כדי לקבל סטיות תקן יחסיות של צבעי פליטה של אנליטי אחד ביחס למשנהו (B1 ו-B2 למשל תרכובות, איור 4), נעשתה שימוש במשוואה הבאה: <img alt="משוואת 1" src="/files/ftp_upload/50858/50858eq1.jpg" /></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> משוואה מ4.2 משמשת גם כדי לזהות analytes חומצות קרבוקסיליות לא ידוע. לכן כל סטייה נקבעת בין אנליטי ידוע לכל החומרים של ערכת נתוני הכיול. הסטייה הקטנה ביותר מציינת את החומר המתאים. </li></ol>

<ol>
	<li>Zucchero, A. J., McGrier, P. J., Bunz, U. H. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cross-conjugated+cruciform+fluorophores.">Cross-conjugated cruciform fluorophores.</a> Acc. Chem. Res. 43 (3), 397-408 (2010).</li><li>Feldman, A. K., Steigerwald, M. L., Guo, X., Nuckolls, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+electronic+devices+based+on+single-walled+carbon+nanotube+electrodes.">Molecular electronic devices based on single-walled carbon nanotube electrodes.</a> Acc. Chem. Res. 41 (12), 1731-1741 (2008).</li><li>Galbrecht, F., B&#252;nnagel, T., Bilge, A., Scherf, T. J. J., M&#252;ller, U. H. F., Bunz, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Functional Organic Materials. , 83 (2007).</li><li>Marsden, J. A., Miller, J. J., Shirtcliff, L. D., Haley, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structure-property+relationships+of+donor/acceptor-functionalized+tetrakis(phenylethynyl)benzenes+and+bis(dehydrobenzoannuleno)+benzenes.">Structure-property relationships of donor/acceptor-functionalized tetrakis(phenylethynyl)benzenes and bis(dehydrobenzoannuleno) benzenes.</a> J. Am. Chem. Soc. 127 (8), 2464-2476 (2005).</li><li>Lim, J., Albright, T. A., Martin, B. R., Miljani&#263;, O. &. #. 3. 5. 2. ;. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Benzobisoxazole+cruciforms:+heterocyclic+fluorophores+with+spatially+separated+frontier+molecular+orbitals.">Benzobisoxazole cruciforms: heterocyclic fluorophores with spatially separated frontier molecular orbitals.</a> J. Org. Chem. 76 (24), 10207-10219 (2011).</li><li>Lirag, R. C., Le, H. T. M., Miljani&#263;, O. &. #. 3. 5. 2. ;. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=L-shaped+benzimidazole+fluorophores:+synthesis,+characterization+and+optical+response+to+bases,+acids+and+anions.">L-shaped benzimidazole fluorophores: synthesis, characterization and optical response to bases, acids and anions.</a> Chem. Commun. , (2013).</li><li>Hauck, M., Schoenhaber, J., Zucchero, A. J., Hardcastle, K. I., Mueller, T. J. J., Bunz, U. H. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Phenothiazine+cruciforms:+synthesis+and+metallochromic+properties.">Phenothiazine cruciforms: synthesis and metallochromic properties.</a> J. Org. Chem. 72 (18), 6714-6725 (2007).</li><li>Zucchero, A. J., Wilson, J. N., Bunz, U. H. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cruciforms+as+functional+fluorophores:+response+to+protons+and+selected+metal+ions.">Cruciforms as functional fluorophores: response to protons and selected metal ions.</a> J. Am. Chem. Soc. 128 (36), 11872-11881 (2006).</li><li>Wilson, J. N., Bunz, U. H. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Switching+of+intramolecular+charge+transfer+in+cruciforms:+metal+ion+sensing.">Switching of intramolecular charge transfer in cruciforms: metal ion sensing.</a> J. Am. Chem. Soc. 127 (12), 4124-4125 (2005).</li><li>Davey, E. A., Zucchero, A. J., Trapp, O., Bunz, U. H. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Discrimination+of+organic+acids+using+a+three+molecule+array+based+upon+cruciform+fluorophores.">Discrimination of organic acids using a three molecule array based upon cruciform fluorophores.</a> J. Am. Chem. Soc. 133 (20), 7716-7718 (2011).</li><li>Lim, J., Nam, D., Miljani&#263;, O. &. #. 3. 5. 2. ;. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+of+carboxylic+and+organoboronic+acids+and+phenols+with+a+single+benzobisoxazole+fluorophore.">Identification of carboxylic and organoboronic acids and phenols with a single benzobisoxazole fluorophore.</a> Chem. Sci. 3 (2), 559-563 (2012).</li><li>Lim, J., Miljani&#263;, O. &. #. 3. 5. 2. ;. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Benzobisoxazole+fluorophore+vicariously+senses+amines,+ureas,+anions.">Benzobisoxazole fluorophore vicariously senses amines, ureas, anions.</a> Chem. Commun. 48 (83), 10301-10303 (2012).</li><li>Braga, D., Polito, M., Bracaccini, M., D'Addario, D., Tagliavini, E., Sturba, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+organometallic+building+blocks+for+molecular+crystal+engineering.+2.+Synthesis+and+characterization+of+pyridyl+and+pyrimidyl+derivatives+of+diboronic+acid,+Fe(&#951;5-C5H4+-+B(OH)2)2],+and+of+pyridyl+boronic+acid,+[Fe(&#951;5-C5H4-4-C5H4N)(&#951;5-C5H4+-+B(OH)2)].">Novel organometallic building blocks for molecular crystal engineering. 2. Synthesis and characterization of pyridyl and pyrimidyl derivatives of diboronic acid, Fe(&#951;5-C5H4 - B(OH)2)2], and of pyridyl boronic acid, [Fe(&#951;5-C5H4-4-C5H4N)(&#951;5-C5H4 - B(OH)2)].</a> Organometallics. 22 (10), 2142-2150 (2003).</li><li>Schwaebel, T., Trapp, O., Bunz, U. H. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Digital+photography+for+the+analysis+of+fluorescence+responses.">Digital photography for the analysis of fluorescence responses.</a> Chem. Sci. 4 (3), 273-281 (2013).</li></ol>

יש לנו מה למסור.

הפרוטוקולים לאפליה איכותית המתואר במאמר והסרטון הזה להחזיק פוטנציאל משמעותי בניתוחי איכות שגרתיות, שבו אפילו מפעיל מאומן מינימאלי יכול להבחין בהבדלים בהרכב, או סטיות מנוסחה מוגדרת היטב. מעשיות של טכניקה זו יכולה להיות עוד יותר משופרות באמצעות מצלמות סלולריות פשוטות, אשר, בשילוב עם תוכנת דפוס ודימוי הכרה כגון Google Goggles, יכול להתאים את צבעי הפליטה המוקלטים למסד הנתונים של יצירות ידועות. צילום פשוט של צבעי פליטה הוא כשני סדרי גודל יותר מהר כי ניתוח ספקטרוסקופיית פליטת הקרינה המחמירה, ובמקרים רבים יכול להתאים ספקטרוסקופיה ביכולתו להבחין בין analytes שונה. בעוד בפרוטוקולים שהוצגו הם מאוד בררנים בהבדלים מבניים בין analytes הבחנה, הם לא מאוד רגישים. בדרך כלל, ריכוזים אנליטי של כמה Gאיילים לליטר נדרשים לווסת את צבעי הפליטה &#39;cruciforms. לכן השיטות שלנו אינן צפויים לשחק תפקיד בניתוחים של חומרי קורט. עם זאת, כוחם טמון בניתוח מינים שהם זמינים בכמויות גדולות, אך הם רגישים לפירוק או זיוף: תרופות, תוספי מזון, כימיקלים בסיסיים, או משקאות אלכוהוליים. עם זאת, fluorophores 1-4 יכול בעיקרון להיות שניתנו רגיש יותר על ידי שיפור הזיקות מחייבות לanalytes. כפירידין ופונקציות אמין הם בסיסיים בטבע, השינוי של טבעת פירידין או אנילין לפונקציות ספציפיות יותר או בסיסית יהיה התחלה מבטיחה להקטין את מגבלות זיהוי. לדוגמה, 2-methylpyridine ו2,6-dimethylpyridine יותר בסיסיים מפירידין ולכן האינטראקציה של analytes וfluorophore חומציים צריכה לשפר. דרך נוספת לשפר את זיהוי תהיה השימוש בפונקציונליות guanidineבמקום אמין alkylated. לבסוף, הרגישות של מערכת חומצת 4/boronic עצמית התאספו חישה אפשר לשפר על ידי מעבר מחומצת boronic למקור electrophilic יותר בורון, כגון PhBF 2, אשר יגדיל את complexation מתמיד למתחם. כמה ממסלולים אלה סינטטיים נערכים במעבדות שלנו. אזהרה קיימת: הניתוח של אות ניאון הוקלט עם מצלמה דיגיטלית תלוי במרחב הצבעים ואת מהירות תריס, על פי הממצאים האחרונים שלנו 15 לכן, את ערכי RGB של צבע פליטה שונה במקצת, בהתאם להתאמות המצלמה.. את ההתאמות הבאות יכולות להתבצע על רוב המצלמות: איזון לבן, מהירות תריס, רגישות סרט, צמצם מוקד, פורמט נתונים (קבצי RAW או קבצי JPEG), ומרחב צבע (sRGB כלומר, Adobe RGB, או ProPhotoRGB). האסטרטגיה הטובה ביותר להבטחת יציבותו של צבע תגובת הפליטה היא לשמור על איזון לבן, הסרטרגישות, וצמצם המוקד קבוע ורק לשנות את מהירות התריס. רוב הבעיות נפתרות כאשר משנים את ערכי RGB לקואורדינטות של CIE LUV מרחב צבעים ולהשתמש רק בגוון מרכז U &#39;V&#39; ללא כל מידע בהירות. לשינוי זה, חשוב לדעת את מרחב הצבע של התמונה המוקלטת. שימוש בבהירות, הוסרו קואורדינטות צבע, זיהוי אנליטי ידוע הוא השתפר מאוד בעת קיום תמונות מוקלטות עם עוצמות RGB שונות.

cruciforms המולקולרי מוגדר כמולקולות צולבות מצומדות בצורת X שבו שני מעגלים מצטלבים בנטיית ליבה מרכזית. 1,2,3 עם החלפת התורם acceptor המתאימה, מולקולות אלה מרחבית יכולות למקם אורביטלים מולקולרי גבולם (FMOs), כך ש מסלולית המולקולרית הכבושה הגבוהה ביותר (חד) מתגוררת דומיננטית לאורך ציר אלקטרונים העשיר של המולקולה, ואילו המולקולרי מסלולית פנוי הנמוכה ביותר (LUMO) יש את חלק הארי של הצפיפות שלה ממוקם לאורך אלקטרונים עניי הזרוע של המולקולה. בידוד המרחבי כזה של FMOs חיוני ביישומים של cruciforms אלה כחיישנים למולקולות קטנות, שכן אנליטי מחייב לצלב תמיד משנה את הפער שלה הומו LUMO ואת התכונות האופטיות הכרוכות בכך. התנהגות זו הודגמה בcruciforms מבוסס על 1,4-distyryl-2 בנזן ,5-BIS (arylethynyl), 1 1,2,4,5-tetrakisethynylbenzene, 4 וbenzobisoxazole 5,6 המבנימוטיבים. מכיוון שכל שלושת הסוגים של מולקולות הם מטבע ניאון, מתודולוגיה זו אפשרה את השימוש בם כחיישני מולקולות קטנות. בכל שלוש דוגמאות, cruciforms היה להחליף עם לואיס הבסיסי פירידין וקבוצות dialkylaniline וכך היו מגיב לanalytes חומציים לואיס, כגון פרוטונים ויונים של מתכות. 1,4,5,7,8,9 בשנת 2011, ועמיתים לעבודה Bunz הראו 10 שאת תגובות הקרינה של 1,4-distyryl-2 בנזן ,5-BIS (arylethynyl) cruciforms 3 - 1 (איור 1) השתנה באופן דרמטי בהתאם למבנה של החומצה קרבוקסילית שימוש כדי לגרום protonation של הצלב. כתוצאה מכך, Miljanić et al. הוכיח כי benzobisoxazole cruciforms כגון 4 (איור 1) מראה גם תגובות פליטת הקרינה ספציפיות ביותר לחומצות קרבוקסיליות הקשורים מבני, וכי הבחנה דומה ניתן לראות בין חומצות organoboronic דומות מאוד, יותר מדי. זה 11 מקורותשינויי צבע פליטה סלקטיבית ביותר הם בהווה לא ברור, והם מורכבים סביר ביותר - כמו מרווה הקרינה על ידי analytes אלקטרונים העניים, הקרינה אנליטי שיורי, וprotonation-Induced הסטה של ​​&#39;cruciforms פליטת מקסימום כל תפקיד יש להניח. עם זאת, את היכולת להבחין בין analytes הקשורים מבני היא משמעותית, במיוחד משום שניתן להשיג הבחנה סטטיסטית רלוונטית, ללא צורך בביצוע UV הממצה / קליטת Vis או אפיון הקרינה של התגובה האופטית של cruciforms לanalytes. במקום זאת, תמונות פשוטות של צבע פליטה נבדלות במידה מספקת כדי לאפשר את האפליה בין analytes מבני הקשורים באופן הדוק, במיוחד אם את התמונות נלקחות בממסים שונים או באמצעות חיישן צלב אחד או יותר. שימוש במתודולוגיה זה מהר, עשרות analytes ניתן לנתח במהירות בשעתי אחר הצהריים (ראה לוחות באיורים 3-5), ואילו באותו הניתוח ידרוששבועות אם ספקטרוסקופיה קפדני הועסקה. יתר על כן, מאחר שחומצות boronic הן מינים דינמיים שיכול לתאם נוקלאופילים דרך P-מסלולית של בורון ריק, Miljanić השתמש בתכונה זו כדי לפתח חיישנים היברידיים מורכבים מbenzobisoxazole צלב 4 וB1 פשוט לא פלורסנט boronic חומצת תוספים וB5 (איור 4). 11, 12 מתודולוגיה זו פועלת באופן הבא: 4 צלב וחומצות boronic מורכב למתחם ארעי 4 · N B1 (או 4 · B5 n); את המבנה המדויק של מתחם זה הוא בהווה ידוע, אך הקרינה שלה שונה מזה של הצלב הטהור . אם הפתרון הזה חשוף לanalytes הבסיסי לואיס, הם יכולים להחליף אחד או שתי קבוצות-OH על חומצת boronic, ובכך לשנות באופן משמעותי את 13 המאפיינים האלקטרוניים של בורון, בתורו, את הקרינה של כל המכלול. שימוש במתודולוגיה זו &quot;עקיפה חישה&quot;, חישה של פנולים, אמינים אורגני וureas, כמו גםכשל אניוני האורגני האורגני קטן, יכול להיות מושגת. במאמר זה, אנו מציגים הדרכה על השימוש ישיר ועקיפה במהירות המתודולוגיה חישה כדי להבדיל בין איכותי בנושא מבני (א) חומצות קרבוקסיליות (איור 3), (ב) חומצות boronic (איור 4), וגם, בעקיפין, ( ג) אמינים אורגניים (איור 5). כדי להמחיש את תחולתה הרחבה של הפרוטוקולים המדווחים, cruciforms של Bunz שמשו כדי לזהות חומצות קרבוקסיליות, ואילו התרכובות של Miljanić הועסקו לזהות חומצות boronic, ובאמצעות חיישן היברידי, אמינים אורגניים קטנים. אנו מניחים כי חיישנים אלה יכולים להיות בקלות להחלפה ללא השלכות משמעותיות לאיכות של האפליה אנליטי.

<table border="1">
		<tbody>
		 <tr>
			<td>Name of Material/ Equipment</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments/Description</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Cyclohexane (CH)</td>
			<td>Mallinckrodt</td>
			<td>4878-02</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Chlorobenzene (CB)</td>
			<td>JT Baker</td>
			<td>9179-1</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>1,2,4-Trichlorobenzene (TCB)</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>19390</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Dichloromethane (DCM) - Miljani&#263;</td>
			<td>Mallinckrodt</td>
			<td>4879-06</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Acetonitrile (AN)</td>
			<td>Mallinckrodt</td>
			<td>2856-10</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Chloroform (CF)</td>
			<td>Mallinckrodt</td>
			<td>4440-19</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Dichloromethane (DCM) - Bunz</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>24233</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Ethyl Acetate (EtOAc)</td>
			<td>Brenntag</td>
			<td>10010447</td>
			<td>Additional distillation</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Acetonitrile (AN)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>34851</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Dimethylformamide (DMF)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>38840</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>2-Propanol (iPrOH)</td>
			<td>Ruprecht-Karls Universit&auml;t Heidelberg, Zentralbereich Neuenheimer Feld</td>
			<td>69595</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Methanol (MeOH)</td>
			<td>VWR</td>
			<td>20847.295</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>4-Hydroxybenzoic Acid (A1)</td>
			<td>Fluka</td>
			<td>54630</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>(4-Hydroxyphenyl)acetic Acid (A2)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>H50004</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Ibuprofen (A3)</td>
			<td>ABCR</td>
			<td>AB125950</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Aspirine (A4)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>A5376</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Phenylacetic Acid (A5)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>P16621</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>4-Chlorophenylacetic Acid (A6)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>139262</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Benzoic Acid (A7)</td>
			<td>Merck</td>
			<td>8222571000</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>3,5-Dihydroxybenzoic Acid (A8)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>D110000</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>2,4-Dichlorobenzoic Acid (A9)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>139572</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>2-Hydroxy-5-iodobenzoic Acid (A10)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>I10600</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>2,6-Dichlorophenylboronic Acid (B1)</td>
			<td>TCI</td>
			<td>D3357</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>3,5-Bis(trifluoromethyl)phenylboronic Acid (B2)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>471070</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>4-Mercaptophenylboronic Acid (B3)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>524018</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>4-Methoxyphenylboronic Acid (B4)</td>
			<td>TCI</td>
			<td>M1126</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Benzeneboronic Acid (B5)</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>A14257</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Cyclohexylboronic Acid (B6)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>556580</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>3-Pyridylboronic Acid (B7)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>512125</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>4-Nitrophenylboronic Acid (B8)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>673854</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Pentafluorophenylboronic Acid (B9)</td>
			<td>Sigma Aldrich</td>
			<td>465097</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Triethylamine (N1)</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>A12646</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Piperidine (N2)</td>
			<td>JT Baker</td>
			<td>2895-05</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Piperazine (N3)</td>
			<td>Aldrich</td>
			<td>P45907</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>1,4-Diaminobenzene (N4)</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>A15680</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>1,3-Diaminobenzene (N5)</td>
			<td>Eastman</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>1,2-Diaminobenzene (N6)</td>
			<td>TCI</td>
			<td>P0168</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>4-Methoxyaniline (N7)</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>A10946</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Aniline (N8)</td>
			<td>Acros</td>
			<td>22173-2500</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>4-Nitroaniline (N9)</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>A10369</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>N,N-Diphenylurea (N10)</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>A18720</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>N,N-Dimethylurea (N11)</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>B21329</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Urea (N12)</td>
			<td>Mallinckrodt</td>
			<td>8648-04</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Canon EOS 30D (objective EFS 18-55 mm zoom lens)</td>
			<td>Canon</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Canon EOS Rebel T3i (objective EFS 18-55 mm zoom lens)</td>
			<td>Canon</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>FujiFilm FinePix S9000</td>
			<td>Fuji</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		</tbody>
 </table>

qualitative identification of carboxylic acids, boronic acids, and amines using cruciform fluorophores

cruciforms המולקולרי הם מערכות בצורת X שבו שני צירים מצטלבים בנטיית ליבה מרכזית. אם ציר אחד של מולקולות אלה מוחלף עם אלקטרונים, ותורמים אחרים עם האלקטרונים acceptors, ההומו &#39;cruciforms יהיה למקם יחד אלקטרון עשיר וLUMO לאורך אלקטרונים עניי הציר. בידוד זה המרחבית של אורביטלים מולקולרי הספר &#39;cruciforms (FMOs) הוא חיוני לשימוש בם כחיישנים, שכן אנליטי מחייב לצלב תמיד משנה את הפער שלה הומו LUMO ואת התכונות האופטיות הכרוכות בכך. שימוש בעיקרון זה, וקבוצות Bunz Miljanić פיתחה 1,4-distyryl-2 ,5-BIS בנזן (arylethynyl) וcruciforms benzobisoxazole, בהתאמה, אשר פועל כחיישני ניאון ליונים של מתכות, חומצות קרבוקסיליות, חומצות boronic, פנולים, אמינים, ו אניוני. את צבעי הפליטה נצפו כאשר הצלב אלה מעורבבים עם analytes רגיש מאוד לפרטים של המבנה ואנליטי - בגלל cruciforms &quot;תשלום בספטמצבים מעוררים arated - לממס שבו פליטה הוא ציין. מינים מבני הקשורים באופן הדוק יכולים להיות איכותי נבדלים בתוך כמה כיתות אנליטי: (א) חומצות קרבוקסיליות, (ב) חומצות boronic, ו (ג) מתכות. באמצעות מערכת חישה היברידית המורכבת מcruciforms benzobisoxazole ותוספי boronic חומצה, שהיינו גם מסוגל להבחין בין דומה מבחינה מבנית: (ד) אניונים קטנים אורגניים ולא אורגניים, (ה) ואמינים, (ו) פנולים. השיטה משמשת להבחנה איכותית זה היא מאוד פשוט. לדלל פתרונות (בדרך כלל 10 -6 מ &#39;) של cruciforms בכמה ממסים המדף-ממוקמים בבקבוקוני UV / יס. ואז, analytes עניין נוסף, באופן ישיר או כמוצקים בפתרון מרוכז. שינויי הקרינה מתרחשים כמעט באופן מיידי וניתן להקליט באמצעות צילום דיגיטלי רגיל משתמש במצלמה דיגיטלית חצי מקצועית בחדר חשוך. עם מניפולציה גרפית מינימאלית,מגזרות של תצלומי צבע פליטת נציג ניתן לארגן לפנלים המאפשרים הבחנה בעין בלתי מזוינת מהירה בקרב analytes. לצורך כימות, ניתן לחלץ ערכים אדומים / ירוק / כחול מהתצלומים האלה ואת הנתונים המספריים המתקבלים יכולים להיות מעובד סטטיסטי.

כדי להמחיש את הפוטנציאל של fluorophores הצלב בחישה ולהפלות analytes הקשורים באופן הדוק, שלושה סוגים של תוצאות מוצגים. ראשית, 1,4-distyryl-2 ,5-BIS (arylethynyl) בנזן cruciforms 1-3 (איור 1) נמצא בשימוש כדי להפלות בין חומצות קרבוקסיליות הקשורים מבני A1-A10 שמוצגות באיור 3. ואז, צלב מבוסס benzobisoxazole 4 (איור 1) נמצא בשימוש לניתוח חומצות boronic B1-B9 (איור 4). לבסוף, צלב 4 משמש בשילוב עם B1, B5 חומצות boronic לנתח analytes אמין שמוצג באיור 5. שימוש בצורה הצלב fluorophores 1-3 בשישה בממסים שונים, תגובות הניאון נמצאו תלוי בריכוז והזהות המבנית של חומצה קרבוקסילית. איור 3 ב מציג את הצבע נרשם דיגיטלי הפליטה של כל fluorophore, שילובי חומצות קרבוקסיליות, ממס. ההוא מציג מגוון צבעים 18 אופייניים לפליטת אנליטי, אשר ניתן להשתמש בם כדי לאפיין אנליטי באופן ייחודי. באמצעות ערכי R / G / B של צבע הפליטה, ניתן להבחין בכל analytes יחסית לחומצות קרבוקסיליות A1-A10 וזיהה כפי שמוצגים בעלילת autocorrelation באיור 3 ג. שימוש בהליך מקביל לחלוטין, חומצות boronic B1-B9 מופלים בקלות אחד מהשני באמצעות צלב 4, כפי שמעידות על ידי פנל פליטת הצבע וגרף המתאם שמוצג באיור 4. ניתוח של אמינים מושגת באמצעות במתחמים שהוקמו באתרו של צלב 4 עם עודף גדול של תוספי החומצה boronic B1, B5. נכון לעכשיו, את המבנה של קומפלקסים אלה אינם ידועים, אם כי הם עשויים להיות כרוכים גם בונד NB קואורדינטיבית, או איזה סוג של קשרי מימן שבין חומצות boronic ואת אטומי החנקן בצלב. מתחמים אלה - צבעי הפליטה שהם דifferent מאלה של הצלב הטהור - יכול להגיב לanalytes אמין בשתי דרכים. אמינים בסיסיים יותר מפירידין (תרכובות N1-N3 באיור 5) לעקור צלב 4 מהתסביכים שלה עם תוספי חומצת boronic, ובכך ליצור מחדש את צבעי הפליטה של צלב 4 הטהור uncomplexed. מצד השני, מינים פחות בסיסיים (נגזרים כלומר אנילין וureas להחליף, N4-N12 באיור 5), יופיעו להיקשר 4 · n ARB (OH) 2 המורכבת מבלי להרוס אותו ואת תוצאות האירוע הזה באפנון שלו מורכב של פליטת הקרינה. לכן, ילוחית חישת המתודולוגיה מאופיינת בהשפעת פילוס, כבר לא יכול להיות מופלה analytes מסגרתו מעל סף מסוים של basicity אחד מהשני. <img alt="איור 1" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/50858/50858fig1.jpg" /> איור 1. fluorophores צלב 1-4, based על 1,4-distyryl-2 ,5-BIS (arylethynyl) בנזן (1-3) וbenzobisoxazole (4) גרעינים, יכול לשמש כדי להבדיל איכותי הקשורים מבני חומצות קרבוקסיליות, חומצות boronic, אמין, וanalytes אחר. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50858/50858fig1large.jpg" target="_blank">לחץ כאן לצפייה בדמות גדולה.</a> <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/50858/50858fig2.jpg" /> איור 2. הגדרה לצילום תמונות דיגיטליות של צבע פליטה והפיכתו R / G / B ערכים. <img alt="איור 3" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/50858/50858fig3.jpg" /> איור 3. () חקר חומצות קרבוקסיליות. (ב &#39;) מערך של תמונות דיגיטליות שהוקמו על ידי XF 1-3 באמצעות שישה ממסים שונים ועשר אונטערשיידחומצות קרבוקסיליות שונות שממפים (- = התייחסות; A1 = חומצה 4-hydroxybenzoic; A2 = חומצה 4-hydroxyphenylacetic; A3 = איבופרופן; A4 = אספירין; A5 = חומצת phenylacetic; A6 = חומצת 4-chlorophenylacetic; A7 = חומצת benzoic; A8 = 3 חומצת ,5-dihydroxybenzoic; A9 = חומצת 2,4-dichlorobenzoic; A10 = חומצה 5-iodosalicylic); צילומים דיגיטליים נלקחו תחת קרינת אור שחורה (ננומטר אורך גל העירור 365) (ג) עלילת autocorrelation נוצרה מתגובות הניאון (מקודד. בR / G / B ערכים) של החומצות קרבוקסיליות A1-A10 מהמערך בצד השמאל. Z-הציר מייצג את סטיית התקן היחסית של R / G / B לערכי A1 carboxylic החומצה. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50858/50858fig3large.jpg" target="_blank">לחץ כאן לצפייה בדמות גדולה.</a> <img alt="איור 4" fo:content-width="6.5in" src="/files/ftp_upload/50858/50858fig4.jpg" /> איור 4. אפליה מבניתly קשור קשר הדוק ניתן להשיג חומצות organoboronic B1-B9 (משמאל) באמצעות פתרונות של צלב 4 בממסים שונים (לוח המרכזי; TCB = 1,2,4-trichlorobenzene; CH = cyclohexane; DCM = dichloromethane; CB = chlorobenzene; = Aceto-nitrile). בתרשים הנכון, המתאם של אמנים שונים analytes ר &#39;/ ערכי G / B. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/50858/50858fig4large.jpg" target="_blank">לחץ כאן לצפייה בדמות גדולה.</a> <img alt="איור 5" fo:content-width="6in" src="/files/ftp_upload/50858/50858fig5.jpg" /> איור 5. אפליה של אמינים אורגניים וureas N1-N12 באמצעות מערכת חישה היברידית המורכבת מצלב 4 וB1 תוספי החומצה boronic וB5.

Watch this Scientific Journal Video about Qualitative Identification of Carboxylic Acids, Boronic Acids, and Amines Using Cruciform Fluorophores at JoVE.com

Qualitative Identification of Carboxylic Acids, Boronic Acids, and Amines Using Cruciform Fluorophores

Distyryl-2-1,4 בנזן (arylethynyl) ,5-BIS וגרעיני benzobisoxazole יכולים לשמש fluorophores צורת הצלב חוצה מצומדות מבוסס על לזהות איכותי מגוון לואיס חומצי וanalytes הבסיסי לואיס. שיטה זו מסתמכת על ההבדלים בצבעי פליטה של ​​cruciforms כי הם נצפו על בנוסף אנליטי. ניתן להבחין בין מינים מבחינה מבנית הקשורים באופן הדוק מזה.

זיהוי איכותי של חומצות קרבוקסיליות, חומצות boronic, ואמיני שימוש fluorophores הצלב

Molecular cruciforms are X-shaped systems in which two conjugation axes intersect at a central core. If one axis of these molecules is substituted with ...

qualitative-identification-carboxylic-acids-boronic-acids-amines

Google

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Organic Chemistry

Chemistry

Unit 1

Carboxylic Acids

SCIENTISTS IN ACTION

15.4K Views.  Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg. Distyryl-2-1,4 בנזן (arylethynyl) ,5-BIS וגרעיני benzobisoxazole יכולים לשמש fluorophores צורת הצלב חוצה מצומדות מבוסס על לזהות איכותי מגוון לואיס חומצי וanalytes הבסיסי לואיס. שיטה זו מסתמכת על ההבדלים בצבעי פליטה של ​​cruciforms כי הם נצפו על בנוסף אנליטי. ניתן להבחין בין מינים מבחינה מבנית הקשור...

Video: Qualitative Identification of Carboxylic Acids, Boronic Acids, and Amines Using Cruciform Fluorophores

The Use of Gas Chromatography to Analyze Compositional Changes of Fatty Acids in Rat Liver Tissue during Pregnancy

Gas chromatography (GC) is a highly sensitive method used to identify and quantify the fatty acid content of lipids from tissues, cells, and plasma/serum, yielding results with high accuracy and high reproducibility. In metabolic and nutrition studies GC allows assessment of changes in fatty acid concentrations following interventions or during changes in physiological state such as pregnancy. Solid phase extraction (SPE) using aminopropyl silica cartridges allows separation of the major lipid classes including triacylglycerols, different phospholipids, and cholesteryl esters (CE). GC combined with SPE was used to analyze the changes in fatty acid composition of the CE fraction in the livers of virgin and pregnant rats that had been fed various high and low fat diets. There are significant diet/pregnancy interaction effects upon the omega-3 and omega-6 fatty acid content of liver CE, indicating that pregnant females have a different response to dietary manipulation than is seen among virgin females.

Pregnancy leads to significant changes to the fatty acid composition of maternal tissues. Lipid profiles can be obtained via gas chromatography to allow identification and quantification of fatty acids in individual lipid classes among rats fed various high and low fat diets during pregnancy.

השימוש בגז כרומטוגרפיה לנתח הלחנה שינויים של חומצות שומן ברקמות חולדה כבד במהלך הריון

Gas chromatography (GC) is a highly sensitive method used to identify and quantify the fatty acid content of lipids from tissues, cells, and plasma/serum, ...

Quantitative and Qualitative Examination of Particle-particle Interactions Using Colloidal Probe Nanoscopy

Colloidal Probe Nanoscopy (CPN), the study of the nano-scale interactive forces between a specifically prepared colloidal probe and any chosen substrate using the Atomic Force Microscope (AFM), can provide key insights into physical interactions present within colloidal systems. Colloidal systems are widely existent in several applications including, pharmaceuticals, foods, paints, paper, soil and minerals, detergents, printing and much more.1-3 Furthermore, colloids can exist in many states such as emulsions, foams and suspensions. Using colloidal probe nanoscopy one can obtain key information on the adhesive properties, binding energies and even gain insight into the physical stability and coagulation kinetics of the colloids present within. Additionally, colloidal probe nanoscopy can be used with biological cells to aid in drug discovery and formulation development. In this paper we describe a method for conducting colloidal probe nanoscopy, discuss key factors that are important to consider during the measurement, and show that both quantitative and qualitative data that can be obtained from such measurements.

Colloidal probe nanoscopy can be used within a variety of fields to gain insight into the physical stability and coagulation kinetics of colloidal systems and aid in drug discovery and formulation sciences using biological systems. The method described within provides a quantitative and qualitative means to study such systems.

בחינה כמותית ואיכותי של אינטראקציות חלקיקי חלקיקים באמצעות קולואיד Probe Nanoscopy

Colloidal Probe Nanoscopy (CPN), the study of the nano-scale interactive forces between a specifically prepared colloidal probe and any chosen substrate ...

Characterization, Quantification and Compound-specific Isotopic Analysis of Pyrogenic Carbon Using Benzene Polycarboxylic Acids (BPCA)

Fire-derived, pyrogenic carbon (PyC), sometimes called black carbon (BC), is the carbonaceous solid residue of biomass and fossil fuel combustion, such as char and soot. PyC is ubiquitous in the environment due to its long persistence, and its abundance might even increase with the projected increase in global wildfire activity and the continued burning of fossil fuel. PyC is also increasingly produced from the industrial pyrolysis of organic wastes, which yields charred soil amendments (biochar). Moreover, the emergence of nanotechnology may also result in the release of PyC-like compounds to the environment. It is thus a high priority to reliably detect, characterize and quantify these charred materials in order to investigate their environmental properties and to understand their role in the carbon cycle.
Here, we present the benzene polycarboxylic acid (BPCA) method, which allows the simultaneous assessment of PyC&#39;s characteristics, quantity and isotopic composition (13C and 14C) on a molecular level. The method is applicable to a very wide range of environmental sample materials and detects PyC over a broad range of the combustion continuum, i.e., it is sensitive to slightly charred biomass as well as high temperature chars and soot. The BPCA protocol presented here is simple to employ, highly reproducible, as well as easily extendable and modifiable to specific requirements. It thus provides a versatile tool for the investigation of PyC in various disciplines, ranging from archeology and environmental forensics to biochar and carbon cycling research.

Characterization, Quantification and Compound-specific Isotopic Analysis of Pyrogenic Carbon Using Benzene Polycarboxylic Acids BPCA

We present the benzene polycarboxylic acid (BPCA) method for assessing pyrogenic carbon (PyC) in the environment. The compound-specific approach uniquely provides simultaneous information about the characteristics, quantity and isotopic composition (13C and 14C) of PyC.

אפיון, כימות מתחם ספציפי ניתוח איזוטופי של Pyrogenic פחמן שימוש בנזן Polycarboxylic חומצות (BPCA)

Fire-derived, pyrogenic carbon (PyC), sometimes called black carbon (BC), is the carbonaceous solid residue of biomass and fossil fuel combustion, such as ...

Using Capillary Electrophoresis to Quantify Organic Acids from Plant Tissue: A Test Case Examining Coffea arabica Seeds

Carboxylic acids are organic acids containing one or more terminal carboxyl (COOH) functional groups. Short chain carboxylic acids (SCCAs; carboxylic acids containing three to six carbons), such as malate and citrate, are critical to the proper functioning of many biological systems, where they function in cellular respiration and can serve as indicators of cell health. In foods, organic acid content can have significant impact on taste, with increased SCCA levels resulting in a sour or &#34;acid&#34; taste. Because of this, methods for the rapid analysis of organic acid levels are of particular interest to the food and beverage industries. Unfortunately, however, most methods used for SCCA quantification are dependent on time-consuming protocols requiring the derivatization of samples with hazardous reagents, followed by costly chromatographic and/or mass spectrometric analyses. This method details an alternate method for the detection and quantification of organic acids from plant material and food samples using free zonal capillary electrophoresis (CZE), sometimes simply referred to as capillary electrophoresis (CE). CZE provides a cost-effective method for measuring SCCAs with a low limit of detection (0.005 mg/ml). This article details the extraction and quantification of SCCAs from plant samples. While the method provided focuses on measurement of SCCAs from coffee beans, the method provided can be applied to multiple plant-based food materials.

Using Capillary Electrophoresis to Quantify Organic Acids from Plant Tissue: A Test Case Examining Coffea arabica Seeds

This article presents a method for the detection and quantification of organic acids from plant material using free zonal capillary electrophoresis. An example of the potential application of this method, determining the effects of a secondary fermentation on organic acid levels in coffee seeds, is provided.

באמצעות אלקטרופורזה נימים לכמת חומצות אורגניות מרקמות צמח: מקרה מבחן בחינה<em&gt; קפה ערביקה</em&gt; זרעים

Carboxylic acids are organic acids containing one or more terminal carboxyl (COOH) functional groups. Short chain carboxylic acids (SCCAs; carboxylic ...

Insights into the Interactions of Amino Acids and Peptides with Inorganic Materials Using Single-Molecule Force Spectroscopy

The interactions between proteins or peptides and inorganic materials lead to several interesting processes. For example, combining proteins with minerals leads to the formation of composite materials with unique properties. In addition, the undesirable process of biofouling is initiated by the adsorption of biomolecules, mainly proteins, on surfaces. This organic layer is an adhesion layer for bacteria and allows them to interact with the surface. Understanding the fundamental forces that govern the interactions at the organic-inorganic interface is therefore important for many areas of research and could lead to the design of new materials for optical, mechanical and biomedical applications. This paper demonstrates a single-molecule force spectroscopy technique that utilizes an AFM to measure the adhesion force between either peptides or amino acids and well-defined inorganic surfaces. This technique involves a protocol for attaching the biomolecule to the AFM tip through a covalent flexible linker and single-molecule force spectroscopy measurements by atomic force microscope. In addition, an analysis of these measurements is included.

Here we present a protocol to measure the force of interactions between a well-defined inorganic surface and either peptides or amino acids by single-molecule force spectroscopy measurements using an atomic force microscope (AFM). The information obtained from the measurement is important to better understand the peptide-inorganic material interphase.

תובנה לתוך האינטראקציות של חומצות אמינו פפטידים עם חומרים אורגניים באמצעות ספקטרוסקופיית חיל מולקולה בודדת

The interactions between proteins or peptides and inorganic materials lead to several interesting processes. For example, combining proteins with minerals ...

Green and Low-cost Production of Thermally Stable and Carboxylated Cellulose Nanocrystals and Nanofibrils Using Highly Recyclable Dicarboxylic Acids

Here we demonstrate potentially low cost and green productions of high thermally stable and carboxylated cellulose nanocrystals (CNCs) and nanofibrils (CNF) from bleached eucalyptus pulp (BEP) and unbleached mixed hardwood kraft pulp (UMHP) fibers using highly recyclable dicarboxylic solid acids. Typical operating conditions were acid concentrations of 50 - 70 wt% at 100 &#176;C for 60 min and 120 &#176;C (no boiling at atmospheric pressure) for 120 min, for BEP and UMHP, respectively. The resultant CNCs have a higher thermal degradation temperature than their corresponding feed fibers and carboxylic acid group content from 0.2 - 0.4 mmol/g. The low strength (high pKa of 1.0 - 3.0) of organic acids also resulted in CNCs with both longer lengths of approximately 239 - 336 nm and higher crystallinity than CNCs produced using mineral acids. Cellulose loss to sugar was minimal. Fibrous cellulosic solid residue (FCSR) from the dicarboxylic acid hydrolysis was used to produce carboxylated CNFs through subsequent mechanical fibrillation with low energy input.

Here we demonstrate a novel method for green and sustainable productions of highly thermally stable and carboxylated cellulose nanocrystals (CNC) and nanofibrils (CNF) using highly recyclable solid dicarboxylic acids.

ייצור ירוק בעלות הנמוכה של יציב תרמית ו nanocrystals התאית Carboxylated ו Nanofibrils באמצעות חומצות dicarboxylic למחזור ביותר

Here we demonstrate potentially low cost and green productions of high thermally stable and carboxylated cellulose nanocrystals (CNCs) and nanofibrils ...

Regioselective O-Glycosylation of Nucleosides via the Temporary 2',3'-Diol Protection by a Boronic Ester for the Synthesis of Disaccharide Nucleosides

Disaccharide nucleosides, which consist of disaccharide and nucleobase moieties, have been known as a valuable group of natural products having multifarious bioactivities. Although chemical O-glycosylation is a commonly beneficial strategy to synthesize disaccharide nucleosides, the preparation of substrates such as glycosyl donors and acceptors requires&#160;tedious protecting&#160;group manipulations and a purification at each synthetic step. Meanwhile, several research groups have reported that boronic and borinic esters serve as a protecting or activating group of carbohydrate derivatives to achieve the regio- and/or stereoselective acylation, alkylation, silylation, and glycosylation. In this article, we demonstrate the procedure for the regioselective O-glycosylation of unprotected ribonucleosides utilizing boronic acid. The esterification of 2&#39;,3&#39;-diol of ribonucleosides with boronic acid makes the temporary protection of diol, and, following O-glycosylation with a glycosyl donor in the presence of p-toluenesulfenyl chloride and silver triflate, permits the regioselective reaction of the 5&#39;-hydroxyl group to afford the disaccharide nucleosides. This method could be applied to various nucleosides, such as guanosine, adenosine, cytidine, uridine, 5-metyluridine, and 5-fluorouridine. This article and the accompanying video represent&#160;useful (visual) information for the O-glycosylation of unprotected nucleosides and their analogs for the synthesis of not only disaccharide nucleosides, but also a variety of biologically relevant derivatives.

Regioselective O-Glycosylation of Nucleosides via the Temporary 2&#039;,3&#039;-Diol Protection by a Boronic Ester for the Synthesis of Disaccharide Nucleosides

Here, we present protocols for the synthesis of disaccharide nucleosides by the regioselective O-glycosylation of ribonucleosides via a temporary protection of their 2&#39;,3&#39;-diol moieties utilizing a cyclic boronic ester. This method applies to several unprotected nucleosides such as adenosine, guanosine, cytidine, uridine, 5-methyluridine, and 5-fluorouridine to give corresponding disaccharide nucleosides.

Regioselective O- גליקוזילציה של נוקלאוזידים via זמני 2', 3'-Diol הגנה על ידי אסתר Boronic לסינתזה של דו-סוכר נוקלאוזידים

Disaccharide nucleosides, which consist of disaccharide and nucleobase moieties, have been known as a valuable group of natural products having ...

Enzymatic Synthesis of Epoxidized Metabolites of Docosahexaenoic, Eicosapentaenoic, and Arachidonic Acids

The epoxidized metabolites of various polyunsaturated fatty acids (PUFAs), termed epoxy fatty acids, have a wide range of roles in human physiology. These metabolites are produced endogenously by the cytochrome P450 class of enzymes. Because of their diverse and potent biological effects, there is considerable interest in studying these metabolites. Determining the unique roles of these metabolites in the body is a difficult task, as the epoxy fatty acids must first be obtained in significant amounts and with high purity. Obtaining compounds from natural sources is often labor intensive, and soluble epoxide hydrolases (sEH) rapidly hydrolyze the metabolites. On the other hand, obtaining these metabolites via chemical reactions is very inefficient, due to the difficulty of obtaining pure regioisomers and enantiomers, low yields, and extensive (and expensive) purification. Here, we present an efficient enzymatic synthesis of 19(S),20(R)- and 16(S),17(R)-epoxydocosapentaenoic acids (EDPs) from DHA via epoxidation with BM3, a bacterial CYP450 enzyme isolated originally from Bacillus megaterium (that is readily expressed in Escherichia coli). Characterization and determination of purity is performed with nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR), high-performance liquid chromatography (HPLC), and mass spectrometry (MS). This procedure illustrates the benefits of enzymatic synthesis of PUFA epoxy metabolites, and is applicable to the epoxidation of other fatty acids, including arachidonic acid (AA) and eicosapentaenoic acid (EPA) to produce the analogous epoxyeicosatrienoic acids (EETs) and epoxyeicosatetraenoic acids (EEQs), respectively.

We present a method useful for large-scale enzymatic synthesis and purification of specific enantiomers and regioisomers of epoxides of arachidonic acid (AA), docosahexaenoic acid (DHA), and eicosapentaenoic acid (EPA) with the use of a bacterial cytochrome P450 enzyme (BM3).

סינתזה אנזימטית של אפוקסי מטבוליטים של דוקוסקסהקאקאנוק, אייאיסאופנטנואית וחומצות ארכידונית

The epoxidized metabolites of various polyunsaturated fatty acids (PUFAs), termed epoxy fatty acids, have a wide range of roles in human physiology. These ...

Microwave-Assisted Preparation of 1-Aryl-1H-pyrazole-5-amines

A synthetic process for the preparation of a variety of 1-aryl-1H-pyrazole-5-amines was developed. The microwave-mediated nature of this method makes it efficient in both time and resources and utilizes water as the solvent. 3-Aminocrotononitrile or an appropriate &#945;-cyanoketone is combined with an aryl hydrazine and dissolved in 1 M HCl. The mixture is then heated in a microwave reactor at 150 &#176;C, typically for 10-15 min. The product can be readily obtained by basifying the solution with 10% NaOH and isolating the desired compound with a simple vacuum filtration. The use of water as a solvent in this reaction lends to its ease and utility in production, and this method is easily reproducible with a variety of functional groups. Typical isolated yields range from 70-90%, and reactions can be performed on the milligram to gram scale with little to no change in observed yields. Some of the applications of these molecules and their derivatives include pesticides, anti-malarials, and chemotherapeutics, among many others.

Microwave-Assisted Preparation of 1-Aryl-1H-pyrazole-5-amines

1-Aryl-1H-pyrazole-5-amines are prepared from aryl hydrazines combined with either 3-aminocrotononitrile or an &#945;-cyanoketone in a 1 M HCl solution using a microwave reactor. Most reactions are done in 10-15 minutes and pure product can be obtained via vacuum filtration with typical isolated yields of 70-90%.

הכנת בעזרת מיקרוגל של 1-Aryl-1H-קורטידול-5-amines

A synthetic process for the preparation of a variety of 1-aryl-1H-pyrazole-5-amines was developed. The microwave-mediated nature of this method makes it ...

Synthesis of pH Dependent Pyrazole, Imidazole, and Isoindolone Dipyrrinone Fluorophores using a Claisen-Schmidt Condensation Approach

Methine-bridged conjugated bicyclic aromatic compounds are common constituents of a range of biologically relevant molecules such as porphyrins, dipyrrinones, and pharmaceuticals. Additionally, restricted rotation of these systems often results in highly to moderately fluorescent systems as observed in 3H,5H-dipyrrolo[1,2-c:2',1'-f]pyrimidin-3-ones, xanthoglows, pyrroloindolizinedione analogs, BODIPY analogs, and the phenolic and imidazolinone ring systems of Green Fluorescent Protein (GFP). This manuscript describes an inexpensive and operationally simple method of performing a Claisen-Schmidt condensation to generate a series of fluorescent pH dependent pyrazole/imidazole/isoindolone dipyrrinone analogs. While the methodology illustrates the synthesis of dipyrrinone analogs, it can be translated to produce a wide range of conjugated bicyclic aromatic compounds. The Claisen-Schmidt condensation reaction utilized in this method is limited in scope to nucleophiles and electrophiles that are enolizable under basic conditions (nucleophile component) and non-enolizable aldehydes (electrophile component). Additionally, both the nucleophilic and electrophilic reactants must contain functional groups that will not inadvertently react with hydroxide. Despite these limitations, this methodology offers access to completely novel systems that can be employed as biological or molecular probes.

The Claisen-Schmidt condensation reaction is an important methodology for the generation of methine-bridged conjugated bicyclic aromatic compounds. Through utilizing a base-mediated variant of the aldol reaction, a range of fluorescent and/or biologically relevant molecules can be accessed through a generally inexpensive and operationally simple synthetic approach.