Name: solid-phase synthesis of [4.4] spirocyclic oximes
Uploaded: 2019-02-06T13:00:00
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Ce travail a été financé par une subvention du Conseil de recherche faculté de K.S. Huang (Azusa Pacific University - États-Unis). C.R. Drisko est récipiendaire de la bourse de Stauffer de John et la subvention de recherche de premier cycle Gencarella. Griffin S.A. a reçu une bourse de recherche de premier cycle S2S de département de biologie et de chimie.
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Les auteurs (de gauche à droite) Cody Drisko, Dr. Kevin Huang et Silas Griffin menées les expériences et préparé le manuscrit. Cody Drisko est John Stauffer Fellow et récipiendaire de la bourse de recherche de Gencarela. Silas est S2S Azusa Pacific University Research Fellow. Dr Kevin Huang fourni l’encadrement de la recherche et est récipiendaire de la subvention du Conseil de recherche de Azusa Pacific Université faculté.

Attention : Veuillez consulter toutes les fiches signalétiques (FS) avant utilisation. Plusieurs des produits chimiques utilisés dans ces synthèses sont extrêmement toxiques et cancérigènes. Copiez toutes les pratiques de sécurité qui s’imposent lorsque vous effectuez les étapes suivantes, y compris l’utilisation des contrôles d’ingénierie (hotte aspirante et spectromètres IR et RMN) et les équipements de protection individuelle (lunettes, gants, blouse, pantalons longs, et chaussures fermées-toe).</...

Dans une typique REM linker/phase solide stratégie de synthèse, avant la publication d’une amine de l’appui solide, il est essentiel pour former un sel d’ammonium quaternaire, tel que décrit à l’article 4 du protocole39. En raison de l’encombrement stérique des tricycliques et encombrant R2 groupements (halogénures de benzyle et d’octyle), seules de petites alkylants réactifs (halogénures de méthyle et d’allyle) pourraient être utilisés dans cette réaction<sup ...

Malgré des découvertes récentes utilisant des hétérocycles spirocyclique hautement fonctionnalisés dans un certain nombre de systèmes biologiques1, une voie commode est encore nécessaire pour leur fabrication facile. Ces systèmes et les usages de ces hétérocycles comprennent : MDM2 inhibition et autres activités anticancéreuses2,3,4,5, enzyme inhibition6,7,8 , activité antibiotique9,10,10,11,12, énantiosélective contraignant pour l’ADN de marquage fluorescent sondes13,14, 15 et l’ARN cible16, ainsi que de nombreuses applications potentielles aux méthodes thérapeutiques17,18,19. Avec une demande croissante pour ces hétérocycles, littérature actuelle reste divisée sur quelle voie synthétique est préférable. Des approches synthétiques modernes à ce problème utilisent isatine et dérivés de l’isatine comme produits de départ pour une variété d’hétérocycles20,21, réarrangement intramoléculaire compliqué22,23 ,24,25, Lewis acid1,,du2627 ou28,de17,de la catalyse de métaux de transition29, 30, ou processus asymétriques31. Tandis que ces procédures ont réussi à produire des oximes spirocyclique spécifiques avec des fonctionnalités limitées, une stratégie de synthèse pour produire une bibliothèque de molécules avec grande diastéréosélectivité a été exploré relativement moins32.
La technique présentée ici montre que ces molécules d’intérêt peuvent être générés à l’aide d’un certain nombre de techniques de synthèse bien comprises en tandem. À partir de la synthèse de la molécule sur un support solide en utilisant un éditeur de liens de REM et intramoléculaire silyle nitronate-oléfine cycloaddition (ISOC), la voie proposée déploie un parcours non linéaire, caractérisé par liaison coupant dans un système tricyclique, laissant un hétérocycle hautement fonctionnalisé. Linkers REM, connus pour leur confort et leur recyclage, utilisent un support solide pour faire la synthèse des amines tertiaires33. En raison de la facilité de purification accrédités auprès de la REM linker par simple filtration, cette technique de synthèse en phase solide fournit des scientifiques avec un linker recyclable et chimiothèques, qui a été utilisé ici. Une fois que la réaction est terminée, l’éditeur de liens de REM est régénéré et peut être réutilisé plusieurs fois. L’éditeur de liens de REM est également chimiothèques parce que, contrairement à nombreux linkers en phase solide, le point d’attache entre le produit et le polymère est indiscernable34,35. Aussi bien étudiés et compris est la réaction de l’ISOC, utile dans la synthèse de pyrrolidine oximes36,37. Peut-être mieux connu comme une cycloaddition 1, 3-dipolaire, ces réactions forment plusieurs hétérocycles avec grande diastéréosélectivité38,39,40,,du4142 , 43 , 44 , 45. à l’aide de la technique modifiée de REM-couplé-ISOC pour la synthèse de molécules spirocyclique donne un produit hautement diastéréosélective. Ici, nous présentons la production efficace d’oximes spirocyclique grâce à une nouvelle approche synthétique, combinant deux voies bien comprises et des matières premières disponibles.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Chemicals</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>REM Resin</td>
			<td>Nova Biochem</td>
			<td>8551010005</td>
			<td>Solid Polymer Support; 1.1 mmol/g loading</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Furfurylamine</td>
			<td>Acros Organics</td>
			<td>119800050</td>
			<td>Reagent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dimethylformamide (DMF)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>227056</td>
			<td>Solvent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dichloromethane (DCM)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>270997</td>
			<td>Solvent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methanol</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>34860</td>
			<td>Solvent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>trans-4-bromo-&#946;-nitrostyrene</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>400017</td>
			<td>Nitro-olefin solid</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>trans-3,4-dimethoxy-&#946;-nitrostyrene</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>S752215</td>
			<td>Nitro-olefin solid</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>trans-2,4-dichloro-&#946;-nitrostyrene</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>642169</td>
			<td>Nitro-olefin solid</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>trans-&#946;-nitrostyrene</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>N26806</td>
			<td>Nitro-olefin solid</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Triethylamine (TEA)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>T0886</td>
			<td>Solvent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trimethylsilyl chloride (TMSCl)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>386529</td>
			<td>Reagent; CAUTION - highly volatile; creates HCl gas</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tetra-n-butylammonium fluoride (TBAF) in Tetrahydrofuran (THF)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>216143</td>
			<td>Reagent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tetrahydrofuran (THF)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>401757</td>
			<td>Reagent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1-Bromooctane</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>152951</td>
			<td>Alkyl-halide</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Iodomethane</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>289566</td>
			<td>Alkyl-halide</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Allylbromide</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>337528</td>
			<td>Alkyl-halide</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Benzylbromide</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>B17905</td>
			<td>Alkyl-halide</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glassware/Instrumentation</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>25 mL solid-phase reaction vessel</td>
			<td>Chemglass</td>
			<td>CG-1861-02</td>
			<td>Glassware with filter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thermo Scientific Nicole iS5</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>IQLAADGAAGFAHDMAZA</td>
			<td>Instrument</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AVANCE III NMR Spectrometer</td>
			<td>Bruker</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Instrument; 300 MHz; Solvents: CDCl3 and CD3OH</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wrist-Action Shaker Model 75</td>
			<td>Burrell Scientific</td>
			<td>757950819</td>
			<td>Instrument</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

solid-phase synthesis of [4.4] spirocyclic oximes

Une voie commode de synthèse d’hétérocycles spirocyclique est bien recherchée en raison de l’utilisation potentielle de la molécule dans les systèmes biologiques. Par le biais de synthèse en phase solide, régénération des stratégies linker Michael (REM) et cycloaddition 1, 3-dipolaire, une bibliothèque d’hétérocycles structurellement semblables, avec et sans un centre spirocyclique, peut être construit. Les principaux avantages de la synthèse solide-prise en charge sont les suivantes : tout d’abord, chaque étape de la réaction peut être conduit à terme à l’aide d’un grand excès de réactifs, ce qui entraîne des rendements élevés ; Ensuite, l’utilisation de matières premières disponibles dans le commerce et les réactifs maintenir les coûts bas ; Enfin, les étapes de réaction sont faciles à purifier par simple filtration. La stratégie de l’éditeur de liens de REM est attrayante en raison de sa recyclabilité et chimiothèques. Une fois un schéma réactionnel est terminé, l’éditeur de liens peut être réutilisé plusieurs fois. Dans une synthèse en phase solide typique, le produit contienne une partie d’ou l’éditeur de liens entière, qui peut s’avérer indésirable. L’éditeur de liens de REM est « chimiothèques » et le point d’attache entre le produit et le polymère est indiscernable. La diastéréosélectivité élevée de la cycloaddition 1, 3-dipolaire intramoléculaire est bien documentée. Limitée par l’insolubilité de l’appui solide, la progression de la réaction peut seulement être surveillée par un changement dans les groupes fonctionnels (le cas échéant) par la spectroscopie infrarouge (IR). Ainsi, l’identification structurale des intermédiaires ne peut être caractérisée par spectroscopie de classiques par résonance magnétique nucléaire (RMN). Autres limites à cette méthode proviennent les compatibilités de l’éditeur de liens/polymère pour le schéma de la réaction chimique souhaitée. Ici, nous présentons un protocole qui permet la production pratique d’hétérocycles spirocyclique qui, avec des modifications simples, peuvent être automatisés avec des techniques de haut-débit.

Comme indiqué dans la procédure ci-dessus, la voie de synthèse spirocyclique oximes (voir Figure 1) commence par l’addition de Michael de furfurylamine dans les composés 1, l’éditeur de liens de REM, s’offrir 2. Une addition subséquente de Michael et la cycloaddition 1, 3-dipolaire du soutien 2 à l’aide de divers β-nitrostyrène rendement de dérivés tricycliques composés 3,...

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Solid-phase Synthesis of [4.4] Spirocyclic Oximes

Nous présentons ici un protocole pour démontrer une méthode efficace pour la synthèse d’hétérocycles spirocyclique. Le processus en cinq étapes utilise la synthèse en phase solide et la régénération des stratégies de l’éditeur de liens de Michael. Généralement difficile à synthétiser, nous présentons une méthode personnalisable pour la synthèse de molécules spirocyclique autrement inaccessibles aux autres approches modernes.

Synthèse en phase solide de [4,4] Spirocyclique Oximes

A convenient synthetic route for spirocyclic heterocycles is well sought after due to the molecule&#39;s potential use in biological systems. By means of ...

Cette technique synthétique organique en phase solide peut trouver des applications dans la construction d’une bibliothèque combinatoire, tandis que la synthèse des hétérocycles spirocycliques het, qui peuvent être testés pour les activités anticancéreuse à l’aide de bioassays. Bien que cette méthode puisse être utilisée pour la synthèse de composés spirocycliques, elle peut également être appliquée à d’autres petites molécules, telles que les isoxazolines et les isoxazoles. Pour commencer la synthèse, ajouter à un récipient de réaction en phase solide de 25 millileter un gramme de résine REM, 20 millilètes de diméthylformamide et 2,4 millilitres de furfurylamine.Capuchon du récipient et agiter pendant 24 heures sur un shaker à température ambiante pour charger la résine avec de la furfurylamine. Égoutter ensuite la résine porteuse de furfurylamine et l’agiter pendant environ trois minutes en cinq millilitres de DMF pour la laver. Après cela, laver la résine quatre fois, en alternant entre cinq millilitres de dichloromethane pour gonfler la résine, et cinq millilitres de méthanol pour contracter la résine.Ensuite, séchez soigneusement la résine avec de l’air comprimé, ce qui prend habituellement environ 30 minutes. Ensuite, dans une hotte de fumée bien ventilée, ajouter 1,48 millilitres de triethylamine, 10 millilitres de toluène anhydre et 637 grammes de nitrostyrène bêta à la résine sèche porteuse de furfurylamine. Ajouter un millilitre de chlorure trimethylsilyl au mélange de réaction.Et laissez le récipient ouvert jusqu’à ce que le mélange ait fini de libérer du gaz hydrochloré. Ensuite, capuchon du récipient et agiter le mélange pendant 48 heures à température ambiante pour former l’isoxazole intermédiaire. Après cela, ajouter cinq millilitres de méthanol pour étancher la réaction.Agiter le mélange pendant trois minutes, puis laisser tremper pendant deux minutes. Puis égoutter la résine et la laver quatre fois, en alternant entre cinq millilitres de DCM, et cinq millilitres de méthanol. Bien sécher la résine lavée avec de l’air comprimé.Ensuite, ajoutez un millilitre de tétrahydrofuran anhydre à la résine sèche. Ajouter ensuite 1,24 millilitres d’une solution molaire de farine de tétra-n-butylammonium dans le THF et agiter le mélange à température ambiante pendant 12 heures pour ouvrir l’anneau d’isoxazole. Par la suite, filtrer la résine et la laver avec cinq millilitres de THF, suivie de quatre lavages alternant entre cinq millilitres de DCM et cinq millilitres de méthanol.Séchez soigneusement la résine avec de l’air comprimé. Ensuite, ajouter cinq millilitres de DMF à la résine, suivie d’un millilitre de bromooctane. Agiter le mélange pendant 24 heures à température ambiante pour former l’amine quaternaire.Égoutter ensuite la résine et la laver avec cinq millilitres de DMF. Laver la résine quatre fois de plus, en alternant entre le DCM et le méthanol, et sécher à l’air comprimé. Ensuite, ajoutez trois millilitres de DCM à la résine sèche, suivie de 1,5 millilitres de THÉ.Agiter le mélange pendant 24 heures pour fendre l’oxime spirocyclique du support polymère. Ensuite, recueillir le produit brut dans un flacon ou un flacon. Laver la résine quatre fois, en alternant entre le DCM et le méthanol, et recueillir les lavages dans le flacon du produit.Retirer les substances volatiles du mélange de produits sur un évaporateur rotatif. Ensuite, triturer le produit brut avec 5 millilitres de méthanol bouillant, et retirer soigneusement le liquide. Lavez la résine deux fois avec cinq portions millilitres de DCM et séchez-la avec de l’air comprimé pour la réutiliser dans des expériences ultérieures.Des oximes spirocycliques avec divers substituants ont été synthétisés avec l’excellente stéréoselectivité. Le rendement global indique un rendement moyen de 80 à 88 % pour chaque étape synthétique. La progression de la réaction à travers l’ouverture de l’anneau d’isoxazole peut être surveillée par spectroscopie IR.En général, les personnes nouvelles à cette méthode ont du mal à choisir le lieneur de soutien polymère approprié. Il est essentiel que le linker soit robuste à toutes les conditions de réaction pendant la synthèse. Tout en essayant cette procédure, n’oubliez pas de laver et sécher la résine avant la prochaine étape de réaction.Les restes de reagents de l’étape précédente compliqueront la synthèse globale et affecteront le rendement et la pureté du produit spirocyclique.

solid-phase-synthesis-of-44-spirocyclic-oximes

Research

JoVE Journal

Chemistry

Synthesis of Immunotargeted Magneto-plasmonic Nanoclusters

Magnetic and plasmonic properties combined in a single nanoparticle provide a synergy that is advantageous in a number of biomedical applications including contrast enhancement in novel magnetomotive imaging modalities, simultaneous capture&#160;and detection of circulating tumor cells (CTCs),&#160;and multimodal molecular imaging combined with photothermal therapy of cancer cells. These applications have stimulated significant interest in development of protocols for synthesis of magneto-plasmonic nanoparticles with optical absorbance in the near-infrared (NIR) region and a strong magnetic moment. Here, we present a novel protocol for synthesis of such hybrid nanoparticles that is based on an oil-in-water microemulsion method. The unique feature of the protocol described herein is synthesis of magneto-plasmonic nanoparticles of various sizes from primary blocks which also have magneto-plasmonic characteristics. This approach yields nanoparticles with a high density of magnetic and plasmonic functionalities which are uniformly distributed throughout the nanoparticle volume. The hybrid nanoparticles can be easily functionalized by attaching antibodies through the Fc moiety leaving the Fab portion that is responsible for antigen binding available for targeting.

Here, we describe a protocol for synthesis of magneto-plasmonic nanoparticles with a strong magnetic moment and a strong near-infrared (NIR) absorbance. The protocol also includes antibody conjugation to the nanoparticles through the Fc moiety for various biomedical applications which require molecular specific targeting.

Synthèse des Immunotargeted magnéto-plasmonique NANOAGRÉGATS

Magnetic and plasmonic properties combined in a single nanoparticle provide a synergy that is advantageous in a number of biomedical applications ...

Recherche

Chimie

Synthetic Methodology for Asymmetric Ferrocene Derived Bio-conjugate Systems via Solid Phase Resin-based Methodology

Early detection is a key to successful treatment of most diseases, and is particularly imperative for the diagnosis and treatment of many types of cancer. The most common techniques utilized are imaging modalities such as Magnetic Resonance Imaging (MRI), Positron Emission Topography (PET), and Computed Topography (CT) and are optimal for understanding the physical structure of the disease but can only be performed once every four to six weeks due to the use of imaging agents and overall cost. With this in mind, the development of &#8220;point of care&#8221; techniques, such as biosensors, which evaluate the stage of disease and/or efficacy of treatment in the clinician&#8217;s office and do so in a timely manner, would revolutionize treatment protocols.1 As a means to exploring ferrocene based biosensors for the detection of biologically relevant molecules2, methods were developed to produce ferrocene-biotin bio-conjugates described herein. This report will focus on a biotin-ferrocene-cysteine system that can be immobilized on a gold surface.

The synthesis of asymmetric species of ferrocene is challenging using solution techniques. This report focuses on the methods carried out to produce a ferrocene-biotin bioconjugate using facile and clean reactions accomplished via solid-phase synthesis. Incorporation of a thiolate moiety is shown to impart the ability for immobilization on gold surfaces.

Méthodologie synthétique pour asymétrique Ferrocene dérivés Systems Bio-conjugués via solide méthodologie à base de résine de phase

Early detection is a key to successful treatment of most diseases, and is particularly imperative for the diagnosis and treatment of many types of cancer. ...

Synthesis of Indoxyl-glycosides for Detection of Glycosidase Activities

Indoxyl glycosides proved to be valuable and versatile tools for monitoring glycosidase activities. Indoxyls are released by enzymatic hydrolysis and are rapidly oxidized, for example by atmospheric oxygen, to indigo type dyes. This reaction enables fast and easy screening in vivo without isolation or purification of enzymes, as well as rapid tests on agar plates or in solution (e.g., blue-white screening, micro-wells) and is used in biochemistry, histochemistry, bacteriology and molecular biology. Unfortunately the synthesis of such substrates proved to be difficult, due to various side reactions and the low reactivity of the indoxyl hydroxyl function. Especially for glucose type structures low yields were observed. Our novel approach employs indoxylic acid ester as key intermediates. Indoxylic acid esters with varied substitution patterns were prepared on scalable pathways. Phase transfer glycosylations with those acceptors and peracetylated glycosyl halides can be performed under common conditions in high yields. Ester cleavage and subsequent mild silver mediated glycosylation yields the peracetylated indoxyl glycosides in high yields. Finally deprotection is performed according to Zempl&#233;n.

Indoxyl glycosides are well-established and widely used tools for enzyme screening and enzyme activity monitoring. Especially for glucose type structures previous syntheses proved to be challenging and low yielding. Our novel approach employs indoxylic acid esters as precious intermediates to yield a considerable number of indoxyl glycosides in good yields.

Indoxyl glycosides proved to be valuable and versatile tools for monitoring glycosidase activities. Indoxyls are released by enzymatic hydrolysis and are ...

Hydroquinone Based Synthesis of Gold Nanorods

Gold nanorods are an important kind of nanoparticles characterized by peculiar plasmonic properties. Despite their widespread use in nanotechnology, the synthetic methods for the preparation of gold nanorods are still not fully optimized. In this paper we describe a new, highly efficient, two-step protocol based on the use of hydroquinone as a mild reducing agent. Our approach allows the preparation of nanorods with a good control of size and aspect ratio (AR) simply by varying the amount of hexadecyl trimethylammonium bromide (CTAB) and silver ions (Ag+) present in the "growth solution". By using this method, it is possible to markedly reduce the amount of CTAB, an expensive and cytotoxic reagent, necessary to obtain the elongated shape. Gold nanorods with an aspect ratio of about 3 can be obtained in the presence of just 50 mM of CTAB (versus 100 mM used in the standard protocol based on the use of ascorbic acid), while shorter gold nanorods are obtained using a concentration as low as 10 mM.

This paper describes a protocol for the synthesis of gold nanorods, based on the use of hydroquinone as reducing agent, plus the different mechanisms for controlling their size and aspect ratio.

Hydroquinone Based Synthèse de l&#39;or nanorods

Gold nanorods are an important kind of nanoparticles characterized by peculiar plasmonic properties. Despite their widespread use in nanotechnology, the ...

Synthesis of Hierarchical ZnO/CdSSe Heterostructure Nanotrees

A two-step chemical vapor deposition procedure is here employed to prepare tree-like hierarchical ZnO/CdSSe hetero-nanostructures. The structures are composed of CdSSe branches grown on ZnO nanowires that are vertically aligned on a transparent sapphire substrate. The morphology was measured via scanning electron microscopy. The crystal structure was determined by X-ray powder diffraction analysis. Both the ZnO stem and CdSSe branches have a predominantly wurtzite crystal structure. The mole ratio of S and Se in the CdSSe branches was measured by energy dispersive X-ray spectroscopy. The CdSSe branches result in strong visible light absorption. Photoluminescence (PL) spectroscopy showed that the stem and branches form a type-II heterojunction. PL lifetime measurements showed a decrease in the lifetime of emission from the trees when compared to emission from individual ZnO stems or CdSSe branches and indicate fast charge transfer between CdSSe and ZnO. The vertically aligned ZnO stems provide a direct electron transport pathway to the substrate and allow for efficient charge separation after photoexcitation by visible light. The combination of the abovementioned properties makes ZnO/CdSSe nanotrees promising candidates for applications in solar cells, photocatalysis, and opto-electronic devices.

Here, we prepare and characterize novel tree-like hierarchical ZnO/CdSSe nanostructures, where CdSSe branches are grown on vertically aligned ZnO nanowires. The resulting nanotrees are a potential material for solar energy conversion and other opto-electronic devices.

Synthèse du hiérarchique ZnO / CdSSe hétérostructure Nanotrees

A two-step chemical vapor deposition procedure is here employed to prepare tree-like hierarchical ZnO/CdSSe hetero-nanostructures. The structures are ...

Integration of Miniaturized Solid Phase Extraction and LC-MS/MS Detection of 3-Nitrotyrosine in Human Urine for Clinical Applications

Free 3-nitrotyrosine (3-NT) has been extensively used as a possible biomarker for oxidative stress. Increased levels of 3-NT have been reported in a wide variety of pathological conditions. However, existing methods lack the sufficient sensitivity and/or specificity necessary to measure the low endogenous level of 3-NT reliably and are too cumbersome for clinical applications. Hence, analytical improvement is urgently needed to accurately quantify the levels of 3-NT and verify the role of 3-NT in pathological conditions. This protocol presents the development of a novel liquid chromatography tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) detection combined with a miniaturized solid phase extraction (SPE) for the rapid and accurate measurement of 3-NT in human urine as a non-invasive biomarker for oxidative stress. SPE using a 96-well plate markedly simplified the process by combining sample cleanup and analyte enrichment without tedious derivatization and evaporation steps, reducing solvent consumption, waste disposal, risk of contamination and overall processing time. The employment of 25 mM ammonium acetate (NH4OAc) at pH 9 as the SPE elution solution substantially enhanced the selectivity. Mass spectrometry signal response was improved through adjustment of the multiple reaction monitoring (MRM) transitions. Use of 0.01% HCOOH as additive on a pentafluorophenyl (PFP) column (150 mm x 2.1 mm, 3 &#181;m) improved signal response another 2.5-fold and shortened the overall run time to 7 min. A lower limit of quantitation (LLOQ) of 10 pg/mL (0.044 nM) was achieved, representing a significant sensitivity improvement over the reported assays. This simplified, rapid, selective and sensitive method allows two plates of urine samples (n = 192) to be processed in a 24 h time-period. Considering the markedly improved analytical performance, and non-invasive and inexpensive urine sampling, the proposed assay is beneficial for pre-clinical and clinical studies.

A selective and sensitive liquid chromatography tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) method coupled with an efficient solid phase extraction on a mixed-mode cation-exchange (MCX) 96-well microplate was developed for the measurement of free 3-nitrotyrosine (3-NT) in human urine with high throughput, which is suitable for clinical applications.

Intégration de l&#39;extraction de phase solide miniaturisée et détection de la LC-MS / MS de la 3-nitrotyrosine dans l&#39;urine humaine pour les applications cliniques

Free 3-nitrotyrosine (3-NT) has been extensively used as a possible biomarker for oxidative stress. Increased levels of 3-NT have been reported in a wide ...

Protocol for the Solid-phase Synthesis of Oligomers of RNA Containing a 2'-O-thiophenylmethyl Modification and Characterization via Circular Dichroism

Solid-phase synthesis has been used to obtain canonical and modified polymers of nucleic acids, specifically of DNA or RNA, which has made it a popular methodology for applications in various fields and for different research purposes. The procedure described herein focuses on the synthesis, purification, and characterization of dodecamers of RNA 5&#39;-[CUA CGG AAU CAU]-3&#39; containing zero, one, or two modifications located at the C2&#39;-O-position. The probes are based on 2-thiophenylmethyl groups, incorporated into RNA nucleotides via standard organic synthesis and introduced into the corresponding oligonucleotides via their respective phosphoramidites. This report makes use of phosphoramidite chemistry via the four canonical nucleobases (Uridine (U), Cytosine (C), Guanosine (G), Adenosine (A)), as well as 2-thiophenylmethyl functionalized nucleotides modified at the 2&#39;-O-position; however, the methodology is amenable for a large variety of modifications that have been developed over the years. The oligonucleotides were synthesized on a controlled-pore glass (CPG) support followed by cleavage from the resin and deprotection under standard conditions, i.e., a mixture of ammonia and methylamine (AMA) followed by hydrogen fluoride/triethylamine/N-methylpyrrolidinone. The corresponding oligonucleotides were purified via polyacrylamide electrophoresis (20% denaturing) followed by elution, desalting, and isolation via reversed-phase chromatography (Sep-pak, C18-column). Quantification and structural parameters were assessed via ultraviolet-visible (UV-vis) and circular dichroism (CD) photometric analysis, respectively. This report aims to serve as a resource and guide for beginner and expert researchers interested in embarking in this field. It is expected to serve as a work-in-progress as new technologies and methodologies are developed. The description of the methodologies and techniques within this document correspond to a DNA/RNA synthesizer (refurbished and purchased in 2013) that uses phosphoramidite chemistry.

Protocol for the Solid-phase Synthesis of Oligomers of RNA Containing a 2&#039;-O-thiophenylmethyl Modification and Characterization via Circular Dichroism

This article provides a detailed procedure on the solid-phase synthesis, purification, and characterization of dodecamers of RNA modified at the C2&#39;-O-position. UV-vis and circular dichroism photometric analyses are used to quantify and characterize structural aspects, i.e., single-strands or double-strands.

Protocole pour la synthèse en phase solide d&#39;oligomères d&#39;ARN contenant un 2&#39;-<em&gt; O</em&gt; -thiophénylméthyle Modification et caractérisation via le dichlorisme circulaire

Solid-phase synthesis has been used to obtain canonical and modified polymers of nucleic acids, specifically of DNA or RNA, which has made it a popular ...

Synthesis of Substrate-Bound Au Nanowires Via an Active Surface Growth Mechanism

Advancing synthetic capabilities is important for the development of nanoscience and nanotechnology. The synthesis of nanowires has always been a challenge, as it requires asymmetric growth of symmetric crystals. Here, we report a distinctive synthesis of substrate-bound Au nanowires. This template-free synthesis employs thiolated ligands and substrate adsorption to achieve the continuous asymmetric deposition of Au in solution at ambient conditions. The thiolated ligand prevented the Au deposition on the exposed surface of the seeds, so the Au deposition only occurs at the interface between the Au seeds and the substrate. The side of the newly deposited Au nanowires is immediately covered with the thiolated ligand, while the bottom facing the substrate remains ligand-free and active for the next round of Au deposition. We further demonstrate that this Au nanowire growth can be induced on various substrates, and different thiolated ligands can be used to regulate the surface chemistry of the nanowires. The diameter of the nanowires can also be controlled with mixed ligands, in which another &#34;bad&#34; ligand could turn on the lateral growth. With the understanding of the mechanism, Au nanowire-based nanostructures can be designed and synthesized.

We report a solution-based method to synthesize substrate-bound Au nanowires. By tuning the molecular ligands used during the synthesis, the Au nanowires can be grown from various substrates with different surface properties. Au nanowire-based nanostructures can also be synthesized by adjusting the reaction parameters.

Synthèse de nanofils Au substrat-bondissent Via un mécanisme de croissance de Surface Active

Advancing synthetic capabilities is important for the development of nanoscience and nanotechnology. The synthesis of nanowires has always been a ...

Solid Phase 11C-Methylation, Purification and Formulation for the Production of PET Tracers

Routine production of radiotracers used in positron emission tomography (PET) mostly relies on wet chemistry where the radioactive synthon reacts with a non-radioactive precursor in solution. This approach necessitates purification of the tracer by high performance liquid chromatography (HPLC) followed by reformulation in a biocompatible solvent for human administration. We recently developed a novel 11C-methylation approach for the highly efficient synthesis of carbon-11 labeled PET radiopharmaceuticals, taking advantage of solid phase cartridges as disposable &#34;3-in-1&#34; units for the synthesis, purification and reformulation of the tracers. This approach obviates the use of preparative HPLC and reduces the losses of the tracer in transfer lines and due to radioactive decay. Furthermore, the cartridge-based technique improves synthesis reliability, simplifies the automation process and facilitates compliance with the Good Manufacturing Practice (GMP) requirements. Here, we demonstrate this technique on the example of production of a PET tracer Pittsburgh compound B ([11C]PiB), a gold standard in vivo imaging agent for amyloid plaques in the human brains.

Solid Phase 11C-Methylation, Purification and Formulation for the Production of PET Tracers

We report an efficient carbon-11 radiolabeling technique to produce clinically relevant tracers for Positron Emission Tomography (PET) using solid phase extraction cartridges. 11C-methylating agent is passed through a cartridge preloaded with precursor and successive elution with aqueous ethanol provides chemically and radiochemically pure PET tracers in high radiochemical yields.

Phase solide 11C-Méthylation, purification et formulation pour la production de traceurs de PET

Routine production of radiotracers used in positron emission tomography (PET) mostly relies on wet chemistry where the radioactive synthon reacts with a ...

Gas Chromatography-Mass Spectrometry Paired with Total Vaporization Solid-Phase Microextraction as a Forensic Tool

Gas Chromatography &#8211; Mass Spectrometry (GC-MS) is a frequently used technique for the analysis of numerous analytes of forensic interest, including controlled substances, ignitable liquids, and explosives. GC-MS can be coupled with Solid-Phase Microextraction (SPME), in which a fiber with a sorptive coating is placed into the headspace above a sample or immersed in a liquid sample. Analytes are sorbed onto the fiber which is then placed inside the heated GC inlet for desorption. Total Vaporization Solid-Phase Microextraction (TV-SPME) utilizes the same technique as immersion SPME but immerses the fiber into a completely vaporized sample extract. This complete vaporization results in a partition between only the vapor phase and the SPME fiber without interference from a liquid phase or any insoluble materials. Depending upon the boiling point of the solvent used, TV-SPME allows for large sample volumes (e.g., up to hundreds of microliters). On-fiber derivatization may also be performed using TV-SPME. TV-SPME has been used to analyze drugs and their metabolites in hair, urine, and saliva. This simple technique has also been applied to street drugs, lipids, fuel samples, post-blast explosive residues, and pollutants in water. This paper highlights the use of TV-SPME to identify illegal adulterants in very small samples (microliter quantities) of alcoholic beverages. Both gamma-hydroxybutyrate (GHB) and gamma-butyrolactone (GBL) were identified at levels that would be found in spiked drinks. Derivatization by a trimethylsilyl agent allowed for conversion of the aqueous matrix and GHB into their TMS derivatives. Overall, TV-SPME is quick, easy, and requires no sample preparation aside from placing the sample into a headspace vial.

Total Vaporization Solid Phase Microextraction (TV-SPME) completely vaporizes a liquid sample whilst analytes are sorbed onto a SPME fiber. This allows for partitioning of the analyte between only the solvent vapor and the SPME fiber coating.

Chromatographie en phase gazeuse-spectrométrie de masse associée à la vaporisation totale de la microextraction en phase solide en tant qu’outil médico-légal

Gas Chromatography &#8211; Mass Spectrometry (GC-MS) is a frequently used technique for the analysis of numerous analytes of forensic interest, including ...