המחברים רוצה להכיר את התמיכה סיפקו מורגן Philp דרך אוסטרלי הממשלה מחקר הכשרה בתוכנית מלגת.

1. הכנת צבע מבחן ריאגנט פתרונות
הערה: שוקלים 0.12 גרם חנקת נחושת trihydrate לתוך גביע יבש 100 מ. להוסיף 30 מ ל מים (DI) יונים ו בקפידה מערבולת זה בטמפרטורת החדר כדי להמיס את כל המוצקים. שופכים את הפתרון הזה לתוך בקבוקון הנפחי 100 מ ל, והם מתמלאים לסימון מכוילת במים DI. מוכן פתרון זה מגיב 1. הערה: ריאגנט 1 ניתן להכין באמצעות מלחי copper(II) אחרים, למשל copper(II) כלוריד.
<ol><li>שוקלים 0.11 גר' 2.9-דימתיל-1,10-phenanthroline (neocuproine) hemihydrate לתוך גביע יבש 100 מ. להוסיף 50 מ של 0.10 מול/ליטר חומצת מלח (HCl) ולהשתמש כוס זע רוד כדי לקדם את פירוק מוצקים בטמפרטורת החדר. שופכים את הפתרון הזה לתוך בקבוקון הנפחי 100 מ ל, והם מתמלאים לסימון מכוילת עם 0.10 מול/ליטר HCl. מוכן פתרון זה מגיב 2. התראה: Neocuproine הוא בחריפות רעילים עלולים לגרום גירוי בעור ונזק עיניים חמורות. ללבוש כפפות בטיחות משקפיים תוך כדי טיפול כדי למזער את הסיכון של חשיפה. הערה: Neocuproine הוא רק מעט מסיסים במים, לכן, חומצה שתדללו משמש כדי להכין ריאגנט זה ולהבטיח שמוצקים כל להתמוסס.</li>
	<li>שוקלים 16.4 גרם של סודיום אצטט לתוך גביע יבש 100 מ. להוסיף 50 מ של מים DI ולהשתמש כוס זע רוד כדי לקדם את פירוק מוצקים בטמפרטורת החדר. שופכים את הפתרון הזה לתוך בקבוקון הנפחי 100 מ ל, והם מתמלאים לסימון מכוילת במים DI. מוכן פתרון זה מגיב 3. הערה: הפרוטוקול אפשר לעצור כאן. ריאגנטים יציבים מאוד, ניתן לאחסן עד 12 חודשים בטמפרטורת החדר.</li>
</ol>2. צבע בדיקות
<ol><li>לאסוף לוח ספוט אחד של פורצלן נקי, פיפטות חד פעמיים שלוש, שלושה פתרונות ריאגנט מוכן בשלב 2.1, מרית נקי אחד, על כיריים חשמליים, החומר שנתפס/מדגם להיבדק.</li>
	<li>בעזרת המרית, מקום קטן, בגודל ראש סיכה-סכום (כ 0.1-0.2 מ ג) המדגם לא ידוע ל-3 להפריד בארות של צלחת פורצלן ספוט. יוצאות שלוש סמוכים בארות ריק (בקרה הריק) עוד משלוש בארות עם כמויות שוות של HCl 4-methylmethcathinone (4-MMC), דגימת cathinone סינתטי (בקרה חיובית). הערה: משטח הבדיקה המועדפת היא צלחת פורצלן ספוט. אם אלה אינם זמינים, להשתמש microwell פלסטיק צלחות או מבחנות מיקרו למחצה.</li>
	<li>באמצעות פיפטה חד פעמיות, להוסיף 5 טיפות הפתרון חנקתי נחושת (מגיב 1) כל טוב הדגימה, בנוסף הבארות בקרה הריק וחיובי.</li>
	<li>באמצעות פיפטה חד פעמיות של השני, להוסיף 2 טיפות של הפתרון neocuproine (ריאגנט 2) כל טוב הדגימה, בנוסף הבארות בקרה הריק וחיובי.</li>
	<li>באמצעות פיפטה חד פעמיות השלישי, להוסיף 2 טיפות של הפתרון סודיום אצטט (ריאגנט 3) כל מדגם טוב, בנוסף הבארות בקרה הריק וחיובי. הערה: פתרון תורות הכחול הבהיר.</li>
	<li>מקם את החרסינה צלחת ספוט ישירות על גבי פלטה חשמלית שוכן בגובה 80 מעלות צלזיוס. הערה: לא מחממים את צלחות פלסטיק microwell ישירות על פלטת הבישול. להכין באמבט מים רותחים רדוד לקביעת לוח פלסטיק. חום מתכלה למחצה מיקרו באמבט מים רותחים קטן. הזמן המדויק הנדרש כדי לבחון שינוי צבע יהיה תלוי עובי ו הלחנה של צלחת ספוט. זהירות: יש להיזהר בעת טיפול הלוחות של צבעי ספוט למניעת כוויה.</li>
	<li>לאחר חימום למשך 10 דקות, להתבונן בעין בלתי מזוינת, הערה שינוי הצבע הסופי או לקחת תמונה של שינוי הצבע הסופי. הערה: שימוש רקע לבן טוב יותר המחש שינויי צבע.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Martin, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Drugs on the Dark Net: How Cryptomarkets are Transforming the Global Trade in Illicit Drugs. , (2014).</li><li>Beharry, S., Gibbons, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+overview+of+emerging+and+new+psychoactive+substances+in.">An overview of emerging and new psychoactive substances in.</a> the United Kingdom. Forensic Sci. Int. 267, 25-34 (2016).</li><li>United Nations Office on Drugs and Crime (UNODC). <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> World Drug Report 2017. , (2017).</li><li>Australian Criminal Intelligence Commission (ACIC). <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Illicit Drug Data Report 2014-2015. , (2016).</li><li>United Nations Office on Drugs and Crime (UNODC). <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> World Drug Report 2016. , (2016).</li><li>Chatwin, C., Measham, F., O'Brien, K., Sumnall, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+drugs,+new+directions?+Research+priorities+for+new+psychoactive+substances+and+human+enhancement+drugs.">New drugs, new directions? Research priorities for new psychoactive substances and human enhancement drugs.</a> Int. J. Drug Policy. 40, 1-5 (2017).</li><li>Reuter, P., Pardo, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+psychoactive+substances:+Are+there+any+good+options+for+regulating+new+psychoactive+substances?.">New psychoactive substances: Are there any good options for regulating new psychoactive substances?.</a> Int. J. Drug Policy. 40, 117-122 (2017).</li><li>Elie, M. P., Elie, L. E., Baron, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Keeping+pace+with+NPS+releases:+fast+GC-MS+screening+of+legal+high+products.">Keeping pace with NPS releases: fast GC-MS screening of legal high products.</a> Drug Test. Anal. 5 (5), 281-290 (2013).</li><li>Strano Rossi, 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=An+analytical+approach+to+the+forensic+identification+of+different+classes+of+new+psychoactive+substances+(NPSs)+in+seized+materials.">An analytical approach to the forensic identification of different classes of new psychoactive substances (NPSs) in seized materials.</a> Rapid Commun Mass Sp. 28 (17), 1904-1916 (2014).</li><li>Jones, L. E., 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=Infrared+and+Raman+screening+of+seized+novel+psychoactive+substances:+a+large+scale+study+of+&gt;200+samples.">Infrared and Raman screening of seized novel psychoactive substances: a large scale study of &gt;200 samples.</a> Analyst. 141 (3), 902-909 (2016).</li><li>Lesiak, A. D., 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=Direct+analysis+in+real+time+mass+spectrometry+(DART-MS)+of+&amp;#34;bath+salt&amp;#34;+cathinone+drug+mixtures.">Direct analysis in real time mass spectrometry (DART-MS) of &amp;#34;bath salt&amp;#34; cathinone drug mixtures.</a> Analyst. 138 (12), 3424-3432 (2013).</li><li>Brown, H., Oktem, B., Windom, A., Doroshenko, V., Evans-Nguyen, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+Analysis+in+Real+Time+(DART)+and+a+portable+mass+spectrometer+for+rapid+identification+of+common+and+designer+drugs+on-site.">Direct Analysis in Real Time (DART) and a portable mass spectrometer for rapid identification of common and designer drugs on-site.</a> Forensic Chem. (Supplement C), 66-73 (2016).</li><li>Bruno, A. M., Cleary, S. R., O'Leary, A. E., Gizzi, M. C., Mulligan, C. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Balancing+the+utility+and+legality+of+implementing+portable+mass+spectrometers+coupled+with+ambient+ionization+in+routine+law+enforcement+activities.">Balancing the utility and legality of implementing portable mass spectrometers coupled with ambient ionization in routine law enforcement activities.</a> Anal Methods-UK. 9 (34), 5015-5022 (2017).</li><li>United Nations Office on Drugs and Crime (UNODC). <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Recommended methods for the identification and analysis of amphetamine, methamphetamine and their ring-substituted analogues in seized materials. , (2006).</li><li>Scientific Working Group for the Analysis of Seized Drugs (SWGDRUG). <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Vol. 7.1. , (2016).</li><li>United Nations Office on Drugs and Crime (UNODC). <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Recommended methods for the identification and analysis of synthetic cathinones in seized materials. , (2015).</li><li>Philp, M., Shimmon, R., Tahtouh, M., Fu, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+and+validation+of+a+presumptive+color+spot+test+method+for+the+detection+of+synthetic+cathinones+in+seized+illicit+materials.">Development and validation of a presumptive color spot test method for the detection of synthetic cathinones in seized illicit materials.</a> Forensic Chem. 1, 39-50 (2016).</li><li>Al-Obaid, A. M., Al-Tamrah, S. A., Aly, F. A., Alwarthan, A. A. <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+(S)(&#8722;)-cathinone+by+spectrophotometric+detection.">Determination of (S)(&#8722;)-cathinone by spectrophotometric detection.</a> J Pharmaceut Biomed. 17 (2), 321-326 (1998).</li><li>Namera, A., Kawamura, M., Nakamoto, A., Saito, T., Nagao, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comprehensive+review+of+the+detection+methods+for+synthetic+cannabinoids+and+cathinones.">Comprehensive review of the detection methods for synthetic cannabinoids and cathinones.</a> Forensic Toxicol. 33 (2), 175-194 (2015).</li><li>Isaacs, R. C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+structure-reactivity+relationship+driven+approach+to+the+identification+of+a+color+test+protocol+for+the+presumptive+indication+of+synthetic+cannabimimetic+drugs+of+abuse.">A structure-reactivity relationship driven approach to the identification of a color test protocol for the presumptive indication of synthetic cannabimimetic drugs of abuse.</a> Forensic Sci. Int. 242, 135-141 (2014).</li></ol>

המחברים אין לחשוף.

פרוטוקול בדיקת צבע זה הותאם מהעבודה ניסיוני שפורסם על ידי Al-Obaid et al. 18 שבו המחברים הראו שינוי צבע מתרחשת בנוכחות cathinone שחולצו מן הצמח קאת. שינויים בפרוטוקול שפורסמו היו נחוצים כדי לחזות את היישום שלה בזיהוי הרב, שעורר לא חוקי בסמים. השיקול החשוב ביותר הייתה לצמצם את היקף הת?...

השוק לא חוקי בסמים פועלת באופן דומה לעסק מסורתיות ממשיכות להתפתח ולהסתגל לשוק המשתנה. ההתקדמות הטכנולוגית המודרנית, באופן ספציפי, ההתפשטות הגלובלית של תקשורת רב עוצמה ראתה מוגברת רכישות מקוונות באמצעות כהה נטו1 וידע רב שיתוף בין משתמשים באמצעות פורומים מקוונים2. הופעתה מהירה של התסמונות חדש (NPS) בשילוב עם ההתקדמות בכימיה, נוצר אתגר רציני עבור בקרת תרופות לאומיות ובינלאומיות.
NPS הם חומרים מסוכנים של התעללות שיש להם תופעות דומות לתרופות בשליטה בינלאומית. בתחילה משווק חלופות "משפטי", 739 NPS דווחו למשרד האו ם על סמים, פשע (UNODC) בין 2009 ו ריו דה ז'ניירו3. על פי הדוח השנתי האחרון, מספר שיא של NPS נתפסו בגבול האוסטרלי, עם הרוב של אלה שנותחה, נוסף המזוהה cathinones סינטטי4. בקנה מידה עולמי, התקפים של cathinones סינתטי יש כבר בהתמדה מאז שדווח לראשונה בשנת 2010, אחד של NPS הנפוץ ביותר שנתפס5.
האתגרים שמציבים NPS כבר נושא במידה רבה לאור של דיון6,7. מעבדות זיהוי פלילי, אנשי אכיפת החוק נותרו בעמדת נחיתות ללא שיטות המתאימות במקום כדי לאתר ולזהות NPS במהלך התפתחותה המהירה שלהם. מחקר מקיף אל תוך הגילוי של NPS, כולל cathinones סינתטי, החומר שנתפס, המועסקים ספקטרומטריית גז כרומטוגרפיה (GC-MS)8 ונוזל ברזולוציה גבוהה כרומטוגרפיה ספקטרומטר מסה (LC-HRMS)9 ניתוח מאשרות. הגדלת הביקוש הכנת הדוגמא מינימלי ראה אינפרא-אדום, מחקרים10 ספקטרוסקופיית ראמאן, כמו גם ניתוחים spectrometric המוני יוניזציית אמביינט, כגון ניתוח ישירה בזמן אמת ספקטרומטר מסה (חץ-MS)11, 12. לצורך ניתוח מהיר, רגיש בשדה ראה גם שילוב של נייר ספריי יינון-ספקטרומטריית (PSI-MS) לתוך מכשירים ניידים לשימוש על-ידי אכיפת החוק13. טכניקות פלייבק רבים מציעים ניתוח מאשרות עם זיהוי רגיש ותוצאות כמותית. עם זאת, לצורך ניתוח תפוקה גבוהה, הם יכולים להיות זמן רב בשל הכנת הדוגמא, ריצה פעמים, ו כלי הדרכה ותחזוקה.
בדיקות צבע הרב, שעורר נועדו להציע נוכחות או היעדרות של שיעורים סמים מסוימים דוגמת מבחן14. המדעית עובדת הקבוצה עבור ניתוח של נתפסו סמים (SWGDRUG) מסווג צבע בדיקות כמו הטכניקה כוח מפלה הנמוך ביותר, לצד סגול ספקטרוסקופיה ו immunoassays15. עם זאת, הם עדיין מועסקים על-ידי אכיפת החוק ואנשי ביטחון אחרים כאמצעי לספק תוצאות מהירות במחיר נמוך משמעותית לעומת טכניקות אחרות. היתרון העיקרי המוצעים על ידי צבע ספוט שיטות הבדיקה היא היכולת לבצע אותן בשטח באמצעות ערכות בדיקה ניידים.
מידת הבררנות של בדיקות צבע מסתמך על הפרט תגובות כימיות המתרחשות בין הבדיקה הכימית מחלקת הסמים של עניין ליצור שינוי צבע. פרוטוקולי בדיקה הרב, שעורר הנוכחי חוסר מבחן מסוים לגילוי cathinones סינתטי בלבד; ריאגנטים נפוץ חוסר ירידה לפרטים ומכילות חומרים מסוכנים הם מועסקים לעיתים קרובות. ריאגנטים מומלצים אחרים לא הוקרנו על מספר רב של חומרים cathinone סינתטי אפשרי16.
מטרת עבודה זו היא להציג פרוטוקול בדיקת צבע פשוט זה יכול להיות מועסק בקלות על ידי בעלי עניין להקרנה ראשוני של cathinones סינתטי של חומרים לא חוקיים של הרכב לא ידוע. המעוניין יכלול אכיפת החוק, הגבול הגנה סוכנויות, מעבדות זיהוי פלילי, אנשי הביטחון רלוונטיים אחרים. השיטות המוצע מעסיקים תגובת חמצון-הפחתת המתרחשים בין קבלת אלקטרונים נחושת מורכבים הכימית מולקולות הסם cathinone סינתטי עשיר אלקטרון. אלה בשיטות כימיות פיתח, אפשר לייחס אותם בצורה של מבחן צבע הרב, שעורר להציע את הנוכחות של cathinones סינתטי.

color spot test as a presumptive tool for the rapid detection of synthetic cathinones

Cathinones סינתטי הם מחלקה גדולה של חדש התסמונות (NPS) כי הם יותר ויותר נפוץ בתפיסות סמים שנעשו על ידי סוכנויות הגנה אחרות הגבול ואכיפת החוק ברחבי העולם. צבע בדיקות היא טכניקה זיהוי הרב, שעורר המציינות נוכחות או היעדרות של מחלקה מסוימת סמים תוך שימוש בשיטות כימיות מהיר ולא מסובך. בשל הופעתה שלהם יחסית לאחרונה, מבחן צבע לצורך זיהוי ספציפי cathinones סינתטי אינו זמין כעת. במחקר זה, אנו מציגים את פרוטוקול לצורך זיהוי הרב, שעורר cathinones סינתטי, העסקת שלושה פתרונות ריאגנט מימית: copper(II) חנקתי, 2.9-דימתיל-1,10-phenanthroline (neocuproine), סודיום אצטט. כמויות בגודל ראש סיכה קטנה (כ 0.1-0.2 מ ג) של תרופות חשודים נוספים הבארות של גרניט פורצלן ספוט וייצור כל ריאגנט מתווסף dropwise ברצף לפני חימום על גזייה. שינוי צבע של כחול בהיר מאוד צהוב כתום לאחר 10 דקות מצביעה על נוכחות סביר cathinones סינתטי. הכימית בדיקה ספציפית ויציבה מאוד יש את הפוטנציאל לשימוש הרב, שעורר הקרנת הדוגמאות לא ידוע עבור cathinones סינתטי במעבדה לזיהוי פלילי. עם זאת, מטרד של שלב חימום נוסף עבור התוצאה שינוי צבע מגביל את המבחן ליישום מעבדה, מקטין את הסבירות של תרגום קל של בדיקות שדה.

פרוטוקול הבדיקה אומתה באמצעות מספר מחקרים, תוצאות אשר מתוארים Philp. et al. 17. השיטה מבחן צבע הוא מסוגל לגלות לאובייקטים cathinones סינתטי מדגם לא ידוע באמצעות צבע שנה מתכלת צהוב כתום (איור 1). צבע צהוב וכתום שינויים המתרחשים לאחר תקופת חימום נחשבות...

Watch this Scientific Journal Video about Color Spot Test As a Presumptive Tool for the Rapid Detection of Synthetic Cathinones at JoVE.com

Color Spot Test As a Presumptive Tool for the Rapid Detection of Synthetic Cathinones

מבחן צבע ספוט ככלי הרב, שעורר איתור מהיר של Cathinones סינתטי

כאן אנו מציגים פרוטוקול פשוטה, זולה, סלקטיבי ספוט בדיקות לאיתור cathinones סינתטי, מחלקה של התסמונות חדש. הפרוטוקול הוא מתאים לשימוש באזורים שונים של אכיפת החוק להיתקל בהן חומר לא חוקיות.

Synthetic cathinones are a large class of new psychoactive substances (NPS) that are increasingly prevalent in drug seizures made by law enforcement and ...

color-spot-test-as-presumptive-tool-for-rapid-detection-synthetic

Research

JoVE Journal

Chemistry

24.6K Views.  University of Technology Sydney (UTS). כאן אנו מציגים פרוטוקול פשוטה, זולה, סלקטיבי ספוט בדיקות לאיתור cathinones סינתטי, מחלקה של התסמונות חדש. הפרוטוקול הוא מתאים לשימוש באזורים שונים של אכיפת החוק להיתקל בהן חומר לא חוקיות.

Video: Color Spot Test As a Presumptive Tool for the Rapid Detection of Synthetic Cathinones

Stabilizing Hepatocellular Phenotype Using Optimized Synthetic Surfaces

Currently, one of the major limitations in cell biology is maintaining differentiated cell phenotype. Biological matrices are commonly used for culturing and maintaining primary and pluripotent stem cell derived hepatocytes. While biological matrices are useful, they permit short term culture of hepatocytes, limiting their widespread application. We have attempted to overcome the limitations using a synthetic polymer coating. Polymers represent one of the broadest classes of biomaterials and possess a wide range of mechanical, physical and chemical properties, which can be fine-tuned for purpose. Importantly, such materials can be scaled to quality assured standards and display batch-to-batch consistency. This is essential if cells are to be expanded for high through-put screening in the pharmaceutical testing industry or for cellular based therapy. Polyurethanes (PUs) are one group of materials that have shown promise in cell culture. Our recent progress in optimizing a polyurethane coated surface, for long-term culture of human hepatocytes displaying stable phenotype, is presented and discussed.

This article will focus on developing polymer coated surfaces for long-term, stable culture of stem cell derived human hepatocytes.

ייצוב Hepatocellular הפנוטיפ באמצעות משטחים סינטטיים אופטימליים

Currently, one of the major limitations in cell biology is maintaining differentiated cell phenotype. Biological matrices are commonly used for culturing ...

Optimization of Synthetic Proteins: Identification of Interpositional Dependencies Indicating Structurally and/or Functionally Linked Residues

Protein alignments are commonly used to evaluate the similarity of protein residues, and the derived consensus sequence used for identifying functional units (e.g., domains). Traditional consensus-building models fail to account for interpositional dependencies &#8211; functionally required covariation of residues that tend to appear simultaneously throughout evolution and across the phylogentic tree. These relationships can reveal important clues about the processes of protein folding, thermostability, and the formation of functional sites, which in turn can be used to inform the engineering of synthetic proteins. Unfortunately, these relationships essentially form sub-motifs which cannot be predicted by simple &#8220;majority rule&#8221; or even HMM-based consensus models, and the result can be a biologically invalid &#8220;consensus&#8221; which is not only never seen in nature but is less viable than any extant protein. We have developed a visual analytics tool, StickWRLD, which creates an interactive 3D representation of a protein alignment and clearly displays covarying residues. The user has the ability to pan and zoom, as well as dynamically change the statistical threshold underlying the identification of covariants. StickWRLD has previously been successfully used to identify functionally-required covarying residues in proteins such as Adenylate Kinase and in DNA sequences such as endonuclease target sites.

Synthetic protein sequences based on consensus motifs typically ignore co-evolving residues, that imply interpositional dependencies (IPDs). IPDs can be essential to activity, and designs that disregard them may result in suboptimal results. This protocol uses StickWRLD to identify IPDs and help inform rational protein design, resulting in more efficient results.

ושאריות או זיהוי של Interpositional תלות המציין מבני / צמודות תפקודית: אופטימיזציה של חלבונים סינטטיים

Protein alignments are commonly used to evaluate the similarity of protein residues, and the derived consensus sequence used for identifying functional ...

A Filter-based Surface Enhanced Raman Spectroscopic Assay for Rapid Detection of Chemical Contaminants

We demonstrate a method to fabricate highly sensitive surface-enhanced Raman spectroscopic (SERS) substrates using a filter syringe system that can be applied to the detection of various chemical contaminants. Silver nanoparticles (Ag NPs) are synthesized via reduction of silver nitrate by sodium citrate. Then the NPs are aggregated by sodium chloride to form nanoclusters that could be trapped in the pores of the filter membrane. A syringe is connected to the filter holder, with a filter membrane inside. By loading the nanoclusters into the syringe and passing through the membrane, the liquid goes through the membrane but not the nanoclusters, forming a SERS-active membrane. When testing the analyte, the liquid sample is loaded into the syringe and flowed through the Ag NPs coated membrane. The analyte binds and concentrates on the Ag NPs coated membrane. Then the membrane is detached from the filter holder, air dried and measured by a Raman instrument. Here we present the study of the volume effect of Ag NPs and sample on the detection sensitivity as well as the detection of 10 ppb ferbam and 1 ppm ampicillin using the developed assay.

A procedure for fabrication and performing the filter-based surface enhanced Raman spectroscopic (SERS) assay for the detection of chemical contaminants (i.e., pesticide ferbam and antibiotic ampicillin) is presented.

משטח מסנן מבוססי משופר ראמאן Assay ספקטרוסקופיות עבור איתור מהיר של מזהמים כימיים

We demonstrate a method to fabricate highly sensitive surface-enhanced Raman spectroscopic (SERS) substrates using a filter syringe system that can be ...

HKUST-1 as a Heterogeneous Catalyst for the Synthesis of Vanillin

Vanillin (4-hydoxy-3-methoxybenzaldehyde) is the main component of the extract of vanilla bean. The natural vanilla scent is a mixture of approximately 200 different odorant compounds in addition to vanillin. The natural extraction of vanillin (from the orchid Vanilla planifolia, Vanilla tahitiensis and Vanilla pompon) represents only 1% of the worldwide production and since this process is expensive and very long, the rest of the production of vanillin is synthesized. Many biotechnological approaches can be used for the synthesis of vanillin from lignin, phenolic stilbenes, isoeugenol, eugenol, guaicol, etc., with the disadvantage of harming the environment since these processes use strong oxidizing agents and toxic solvents. Thus, eco-friendly alternatives on the production of vanillin are very desirable and thus, under current investigation. Porous coordination polymers (PCPs) are a new class of highly crystalline materials that recently have been used for catalysis. HKUST-1 (Cu3(BTC)2(H2O)3, BTC = 1,3,5-benzene-tricarboxylate) is a very well known PCP which has been extensively studied as a heterogeneous catalyst. Here, we report a synthetic strategy for the production of vanillin by the oxidation of trans-ferulic acid using HKUST-1 as a catalyst.

The conversion of trans-ferulic acid to vanillin was achieved by heterogeneous catalysis. HKUST-1 was employed in this synthesis and the essential step in the catalytic process was the generation of unsaturated metal sites. Thus, when the catalyst was activated under vacuum, full vanillin conversion (yield of 95%) was obtained.

HKUST-1 כמנוף הטרוגניות לסינתזה של ונילין

Vanillin (4-hydoxy-3-methoxybenzaldehyde) is the main component of the extract of vanilla bean. The natural vanilla scent is a mixture of approximately ...

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 ...

NMR Spectroscopy as a Robust Tool for the Rapid Evaluation of the Lipid Profile of Fish Oil Supplements

The western diet is poor in n-3 fatty acids, therefore the consumption of fish oil supplements is recommended to increase the intake of these essential nutrients. The objective of this work is to demonstrate the qualitative and quantitative analysis of encapsulated fish oil supplements using high-resolution 1H and 13C NMR spectroscopy utilizing two different NMR instruments; a 500 MHz and an 850 MHz instrument. Both proton (1H) and carbon (13C) NMR spectra can be used for the quantitative determination of the major constituents of fish oil supplements. Quantification of the lipids in fish oil supplements is achieved through integration of the appropriate NMR signals in the relevant 1D spectra. Results obtained by 1H and 13C NMR are in good agreement with each other, despite the difference in resolution and sensitivity between the two nuclei and the two instruments. 1H NMR offers a more rapid analysis compared to 13C NMR, as the spectrum can be recorded in less than 1 min, in contrast to 13C NMR analysis, which lasts from 10 min to one hour. The 13C NMR spectrum, however, is much more informative. It can provide quantitative data for a greater number of individual fatty acids and can be used for determining the positional distribution of fatty acids on the glycerol backbone. Both nuclei can provide quantitative information in just one experiment without the need of purification or separation steps. The strength of the magnetic field mostly affects the 1H NMR spectra due to its lower resolution with respect to 13C NMR, however, even lower cost NMR instruments can be efficiently applied as a standard method by the food industry and quality control laboratories.

Here, high-resolution 1H and 13C Nuclear Magnetic Resonance (NMR) spectroscopy was used as a rapid and reliable tool for quantitative and qualitative analysis of encapsulated fish oil supplements.

NMR ספקטרוסקופיה כמו כלי חזק עבור ההערכה המהירה של פרופיל השומנים של תוספי שמן דגים

The western diet is poor in n-3 fatty acids, therefore the consumption of fish oil supplements is recommended to increase the intake of these essential ...

Coulomb Explosion Imaging as a Tool to Distinguish Between Stereoisomers

This article shows how the COLTRIMS (Cold Target Recoil Ion Momentum Spectroscopy) or the "reaction microscope" technique can be used to distinguish between enantiomers (stereoisomers) of simple chiral species on the level of individual molecules. In this approach, a gaseous molecular jet of the sample expands into a vacuum chamber and intersects with femtosecond (fs) laser pulses. The high intensity of the pulses leads to fast multiple ionization, igniting a so-called Coulomb Explosion that produces several cationic (positively charged) fragments. An electrostatic field guides these cations onto time- and position-sensitive detectors. Similar to a time-of-flight mass spectrometer, the arrival time of each ion yields information on its mass. As a surplus, the electrostatic field is adjusted in a way that the emission direction and the kinetic energy after fragmentation lead to variations in the time-of-flight and in the impact position on the detector.
Each ion impact creates an electronic signal in the detector; this signal is treated by high-frequency electronics and recorded event by event by a computer. The registered data correspond to the impact times and positions. With these data, the energy and the emission direction of each fragment can be calculated. These values are related to structural properties of the molecule under investigation, i.e. to the bond lengths and relative positions of the atoms, allowing to determine molecule by molecule the handedness of simple chiral species and other isomeric features.

For small chiral species, Coulomb Explosion Imaging provides a new approach to determine the handedness of individual molecules.

הפיצוץ הקולומבית הדמיה ככלי להבחנה בין Stereoisomers

This article shows how the COLTRIMS (Cold Target Recoil Ion Momentum Spectroscopy) or the "reaction microscope" technique can be used to distinguish ...

Electrochemical Impedance Spectroscopy as a Tool for Electrochemical Rate Constant Estimation

Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) was used for advanced characterization of organic electroactive compounds along with cyclic voltammetry (CV). In the case of fast reversible electrochemical processes, current is predominantly affected by the rate of diffusion, which is the slowest and limiting stage. EIS is a powerful technique that allows separate analysis of stages of charge transfer that have different AC frequency response. The capability of the method was used to extract the value of charge transfer resistance, which characterizes the rate of charge exchange on the electrode-solution interface. The application of this technique is broad, from biochemistry up to organic electronics. In this work, we are presenting the method of analysis of organic compounds for optoelectronic applications.

Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) of species that undergo reversible oxidation or reduction in solution was used for determination of rate constants of oxidation or reduction.

עכבה אלקטרוכימי ספקטרוסקופיה ככלי הערכה מתמדת קצב אלקטרוכימי

Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) was used for advanced characterization of organic electroactive compounds along with cyclic voltammetry (CV). ...

A Facile Synthetic Method to Obtain Bismuth Oxyiodide Microspheres Highly Functional for the Photocatalytic Processes of Water Depuration

Bismuth oxyhalide (BiOI) is a promising material for sunlight-driven-environmental photocatalysis. Given that the physical structure of this kind of materials is highly related to its photocatalytic performance, it is necessary to standardize the synthetic methods in order to obtain the most functional architectures and, thus, the highest photocatalytic efficiency. Here, we report a reliable route to obtain BiOI microspheres via the solvothermal process, using Bi(NO3)3 and potassium iodide (KI) as precursors, and ethylene glycol as a template. The synthesis is standardized in a 150 mL autoclave, at 126 &#176;C for 18 h. This results in 2-3 &#181;m-sized mesoporous microspheres, with a relevant specific surface area (61.3 m2/g). Shortening the reaction times in the synthesis results in amorphous structures, while higher temperatures lead to a slight increase in the porosity of the microspheres, with no effect in the photocatalytic performance. The materials are photo-active under UV-A/visible light irradiation for the degradation of the antibiotic ciprofloxacin in water. This method has demonstrated to be effective in interlaboratory tests, obtaining similar BiOI microspheres in Mexican and Chilean research groups.

This article describes a synthetic method to obtain bismuth oxyiodide microspheres, which are highly functional to perform the photocatalytic removal of organic pollutants, such as ciprofloxacin, in water under UV-A/visible light irradiation.

שיטה סינתטית נתיישב כדי להשיג Oxyiodide Microspheres ביסמוט פונקציונליים מאוד עבור תהליכי Photocatalytic מים Depuration

Bismuth oxyhalide (BiOI) is a promising material for sunlight-driven-environmental photocatalysis. Given that the physical structure of this kind of ...

An Electrochemical Cholesteric Liquid Crystalline Device for Quick and Low-Voltage Color Modulation

We demonstrate a method for fabricating a prototype reflective display device that contains cholesteric liquid crystal (LC) as an active component. The cholesteric LC is composed of a nematic LC 4&#39;-pentyloxy-4-cyanobiphenyl (5OCB), redox-responsive chiral dopant (FcD), and a supporting electrolyte 1-ethyl-3-methylimidazolium trifluoromethanesulfonate (EMIm-OTf). The most important component is FcD. This molecule changes its helical twisting power (HTP) value in response to redox reactions. Therefore, in situ electrochemical redox reactions in the LC mixture allow for the device to change its reflection color in response to electrical stimuli. The LC mixture was introduced, by a capillary action, into a sandwich-type ITO glass cell comprising two glass slides with patterned indium tin oxide (ITO) electrodes, one of which was coated with poly(3,4-ethylenedioxythiophene)-co-poly(ethylene glycol) doped with perchlorate (PEDOT+). Upon application of +1.5 V, the reflection color of the device changed from blue (467 nm) to green (485 nm) in 0.4 s. Subsequent application of 0 V made the device recover the original blue color in 2.7 s. This device is characterized by its fastest electrical response and lowest operating voltage among any previously reported cholesteric LC device. This device could pave the way for the development of next generation reflective displays with low energy consumption rates.

A protocol for the fabrication of a reflective cholesteric liquid crystalline display device containing a redox-responsive chiral dopant allowing quick and low-voltage operation is presented.

אלקטרוכימי Cholesteric נוזל גבישי התקן עבור אפנון מהירה וצבע מתח נמוך

We demonstrate a method for fabricating a prototype reflective display device that contains cholesteric liquid crystal (LC) as an active component. The ...