Os autores gostaria de reconhecer o apoio prestado a Morgan Philp através de um bolsa de programa de treinamento de investigação australiano governo.

1. preparação de soluções de reagentes de teste de cores
Nota: Pesa 0,12 g de nitrato de cobre trihidratado em um béquer seco 100 mL. Adicionar 30 mL de água desionizada (DI) e cuidadosamente swirl-lo à temperatura ambiente para dissolver todos os sólidos. Despeje esta solução em um balão volumétrico de 100 mL e encha até a marca calibrada com água. Esta solução preparada é Reagente 1. Nota: Reagente 1 pode ser preparado usando outros sais de cobre (II), por exemplo, cloreto de cobre (II).
<ol><li>Um copo seco 100 mL, pese 0,11 g de cloridrato de 2,9-dimetil-1,10-fenantrolina (neocuproine). Adicionar 50 mL de 0,10 mol/L de ácido clorídrico (HCl) e usar um vidro agitando a haste para promover a dissolução de sólidos à temperatura ambiente. Despeje esta solução em um balão volumétrico de 100 mL e encha até a marca calibrada com HCl 0,10 mol/L. Esta solução preparada é Reagente 2. Cuidado: O Neocuproine é agudamente tóxicos podem causar irritação da pele e lesões oculares graves. Use luvas e óculos de segurança durante a manipulação para minimizar o risco de exposição. Nota: Neocuproine é apenas levemente solúvel em água, portanto, o ácido diluído é usado para preparar este reagente e certifique-se de todos os sólidos dissolvem.</li>
	<li>Pese o 16,4 g de acetato de sódio em um copo seco 100 mL. Adicionar 50 mL de água Desionizada e usar um vidro agitando a haste para promover a dissolução de sólidos à temperatura ambiente. Despeje esta solução em um balão volumétrico de 100 mL e encha até a marca calibrada com água. Esta solução preparada é Reagente 3. Nota: O protocolo pode ser pausado aqui. Os reagentes são altamente estáveis e podem ser armazenados por até 12 meses à temperatura ambiente.</li>
</ol>2. cor teste
<ol><li>Colete um prato de porcelana limpa de ponto, três pipetas descartáveis, três soluções reagente preparadas no passo 2.1, uma espátula limpa, uma placa eléctrica e o amostra/apreendidos material a ser testado.</li>
	<li>Utilizando a espátula, coloque um pequeno, cabeça de alfinete tamanho quantidade (aproximadamente 0,1-0,2 mg) de amostra desconhecida em três poços de uma placa de porcelana ponto de separar. Deixe três adjacentes poços vazios (controle em branco) e outro de três poços com quantidades iguais de HCl methylmethcathinone-4 (4-MMC), uma amostra de referência catinona sintética (controle positivo). Nota: A superfície de teste preferencial é um prato de porcelana de ponto. Se estas não estiverem disponíveis, use chapas de plástico de microplacas ou semi micro tubos de ensaio.</li>
	<li>Usando uma pipeta descartável, adicione 5 gotas da solução de nitrato de cobre (Reagente 1) para cada poço de amostra, além dos poços de controle positivo e em branco.</li>
	<li>Usando uma pipeta descartável segunda, adicione 2 gotas da solução de neocuproine (Reagente 2) para cada poço de amostra, além dos poços de controle positivo e em branco.</li>
	<li>Usando uma pipeta descartável terceira, adicione 2 gotas de solução de acetato de sódio (Reagente 3) para cada amostra bem, além dos poços de controle positivo e em branco. Nota: O solução vira azul claro.</li>
	<li>Coloque a porcelana local placa diretamente sobre uma placa eléctrica situada a 80 ° C. Nota: Não aqueça chapas de plástico de microplacas diretamente na placa de aquecimento. Prepare um banho de água fervente superficial para definir a placa de plástico. Calor semi micro tubos de ensaio em um pequeno banho de água fervente. O preciso tempo necessário para observar que uma mudança de cor dependerá a espessura e a composição da chapa de ponto. Cuidado: tenha cuidado quando manipulação local placas para evitar queimam lesões.</li>
	<li>Após o aquecimento durante 10 minutos, observar a olho nu e observe a mudança de cor final ou tirar uma foto de alterar a cor final. Nota: Use um fundo branco para melhor Visualizar as alterações de cor.</li>
</ol>

<ol>
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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. 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Os autores não têm nada para divulgar.

Este protocolo de teste de cor foi adaptado do trabalho experimental publicado pela Al-Obaid et al. 18 em que os autores demonstraram uma mudança de cor ocorre na presença de catinona extraída da planta o khat. Modificações do protocolo publicado eram necessárias para prever sua aplicação na deteção de presuntivo de drogas ilícitas. A consideração mais importante era reduzir a escala da reação. O protocolo descrito no presente documento destina-se a ser aplicado a amostras de ruas e apreensões de droga.
O protocolo descrito oferece uma indicação simples presuntiva da presença de cathinones sintético em uma amostra. Criticamente, a etapa de aquecimento do protocolo é necessária para visualizar a mudança de cor da intensidade exigida dentro do prazo especificado. A espessura e a composição dos pratos porcelana local podem afetar o tempo necessário para uma mudança de cor que ocorrem devido a condutividade térmica do material da placa. O período de aquecimento de 10 min é projetado para permitir a essas diferenças. Placas ponto também devem se sentar plana sobre a placa quente para que todos os poços experimentam a mesma quantidade de calor. As placas ponto mais do que 10 min, ou em temperaturas acima de 80 ° C de aquecimento pode afetar os resultados negativamente através da evaporação das soluções aquosas. Um segundo passo crítico é a adição de todos os três reagentes, como o protocolo vai deixar de funcionar sem todos os três.
Cor presuntivo testes são projetados para ser seletivo em direção a uma determinada classe de drogas; fornecer resultados com rapidez e possuem um grau de portabilidade para permitir a aplicação no campo. A exigência de uma fonte de calor diminui significativamente a portabilidade do método de ensaio. Além disso, o período de aquecimento de 10 min não é um comprimento ideal de tempo de espera para um teste presuntivo de cor e é uma limitação do presente protocolo de teste.
A base da alteração de cor, ocorrendo neste protocolo é uma reação não-específica de redução-oxidação, que significa que as moléculas da catinona sintética não são um ligante no complexo colorido final. Esta reação não-específica inerente significa que provavelmente há outras espécies que interferem e reduzirá os íons de cobre (II), por exemplo, ácido ascórbico e, portanto, diminuir a especificidade do teste.
Todos os testes de cor presuntivo para drogas ilícitas são uma forma subjetiva de análise baseada na percepção de cores do analista. O protocolo de teste cor proposto aqui é particularmente simples devido à mudança de cor apenas um indicativa da presença da catinona sintética. Isso é diferente de muitos geral testes de cor que pagar vários tons diferentes, dependendo a droga presente de rastreio.
Este artigo descreve um protocolo útil e inovador para presumivelmente, sugerindo a presença de cathinones sintética em material apreendido antes da análise confirmatória. Comumente empregado o teste de cores de reagentes não são capazes de suportar a especificidade exigida, oferecida pelo reagente de cobre-neocuproine. O mais comumente usado o rastreio geral reagente do teste da cor, Marquês, foi mostrado para ter resultados negativos para muitos sintéticos cathinones19. Embora o reagente de Liebermann reage com cathinones, também reage com outros materiais ilícitos, incluindo muitos canabinoides sintéticos20.
A aplicação do presente protocolo é ideal para forense empregando ensaio presuntivo de amostras apreendidas de laboratórios de testes de drogas. As soluções de reagente são altamente estáveis, e o protocolo em si é particularmente fácil de seguir.

O mercado de drogas ilícitas opera da mesma forma a um negócio tradicional, continuando a evoluir e se adaptar a um mercado em mutação. Os avanços na tecnologia moderna, especificamente, a proliferação global de comunicação poderosa viu aumentada compras on-line através do escuro líquido1 e amplo conhecimento de compartilhamento entre os usuários através de de fóruns on-line2. Combinada com os avanços na química, o rápido aparecimento de novas substâncias psicoactivas (NPS) criou um sério desafio para o controle de drogas internacional e nacional.
NPS são substâncias potencialmente perigosas de abuso que têm efeitos similares às drogas sob controle internacional. Inicialmente comercializado como "legais" alternativas, 739 NPS foram relatado para o escritório das Nações Unidas sobre drogas e Crime (UNODC) entre 2009 e 20163. De acordo com o relatório anual mais recente, um número recorde de NPS foram apreendido na fronteira australiana, com a maioria daqueles analisados, ainda mais identificada como sintética cathinones4. Em uma escala global, apreensões de cathinones sintéticos têm aumentado continuamente desde relatada pela primeira vez em 2010 e são um dos mais comumente apreendidos NPS5.
Os desafios colocados pelo NPS tem sido um tema largamente publicado de discussão6,7. Laboratórios forenses e policiais ficaram em desvantagem sem métodos adequados para detectar e identificar NPS durante sua rápida emergência. Extensa investigação sobre a detecção de NPS, incluindo cathinones sintético, no material apreendido, utilizou-se cromatografia gasosa / espectrometria de massa (GC-MS)8 e líquido cromatografia de alta resolução espectrometria de massas (LC-HRMS)9 para análise de confirmação. Aumento da demanda para a preparação da amostra mínima viu infravermelho e estudos de10 de Espectroscopia Raman, bem como análises de ionização ambiente espectrometria de massa, tais como análise direta em tempo real de espectrometria de massa (DART-MS)11, 12. a necessidade de uma análise rápida e sensível no campo viu também a incorporação de papel pulverizador ionização / espectrometria de massa (PSI-MS) em dispositivos portáteis para uso pelo enforcement de lei13. Muitas técnicas instrumentais para oferecer análise confirmatória com deteção sensível e resultados quantitativos. No entanto, para a análise do elevado-throughput, eles podem ser demorados devido à preparação da amostra, tempos de execução e formação de instrumento e manutenção.
Testes de cor presuntivo são projetados para sugerir a presença ou ausência de certas classes de drogas em uma amostra de teste14. O grupo de trabalho científico para a análise de apreendidos drogas (SWGDRUG) classifica cor teste como a técnica de poder discriminante menor, ao lado de espectroscopia ultravioleta e imunoensaios15. No entanto, são ainda amplamente utilizados por outras seguranças e a polícia como um meio para fornecer resultados rápidos a um custo significativamente menor em comparação com outras técnicas. A principal vantagem oferecida pela cor local métodos de teste é a capacidade de realizá-las no campo usando kits de teste portátil.
A seletividade dos testes de cor depende individuais reacções químicas que ocorrem entre o reagente do teste e a classe de drogas de interesse para criar uma mudança de cor. Protocolos de ensaio presuntivas atuais faltam um teste específico para detectar cathinones sintético os reagentes comumente usados que carecem de especificidade e contêm substâncias perigosas são frequentemente empregados. Outros reagentes recomendados não foram selecionados em um grande número de possíveis catinona sintética substâncias16.
O objetivo deste trabalho é apresentar um protocolo de teste de cor simples que pode ser facilmente empregado pelas partes interessadas para o rastreio preliminar de cathinones sintética em substâncias ilícitas de composição desconhecida. As partes interessadas incluiria a aplicação da lei, as agências de proteção de fronteira, laboratórios forenses e outro pessoal de segurança relevantes. Os métodos propostos empregam uma reação de oxidação-redução, ocorrendo entre o reagente complexo cobre elétron-aceitação e as moléculas de drogas do elétron rico catinona sintética. Usando estes métodos químicos desenvolvidos, um pode aplicá-los sob a forma de um teste de cor presuntivo para sugerir a presença de cathinones sintético.

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

Cathinones sintéticos são uma grande classe de novas substâncias psicoactivas (NPS) que são cada vez mais prevalente nas apreensões de drogas feitas pela aplicação da lei e outras agências de proteção de fronteira globalmente. Teste de cor é uma técnica de identificação presuntiva, indicando a presença ou ausência de uma classe de droga em particular usando métodos químicos rápidos e descomplicados. Devido ao seu aparecimento relativamente recente, um teste de cor para a identificação específica de cathinones sintética não está atualmente disponível. Neste estudo, apresentamos um protocolo para a identificação presuntiva de cathinones sintético, empregando três soluções aquosas de reagente: nitrato de cobre (II), 2,9-dimetil-1,10-fenantrolina (neocuproine) e acetato de sódio. Cabeça de alfinete pequena porte quantidades (aproximadamente 0,1-0,2 mg) das drogas suspeitas são adicionados aos poços de uma mancha de porcelana prato e cada reagente é adicionada gota a gota sequencialmente antes de aquecimento em uma chapa de fogão. Uma mudança de cor de azul muito claro ao amarelo-laranja após 10 min indica a provável presença de cathinones sintético. O reagente teste altamente estável e específico tem o potencial para uso em análise presuntiva das amostras desconhecidas para cathinones sintética em um laboratório forense. No entanto, o incômodo de uma etapa de aquecimento adicional para o resultado de mudança de cor limita o teste para aplicação de laboratório e diminui a probabilidade de uma tradução fácil para testes de campo.

O protocolo de teste foi validado através de vários estudos, cujos resultados são descritos em Philp et al 17. o método de teste de cor é capaz de detectar presumivelmente cathinones sintéticos em uma amostra desconhecida através de uma cor mudar de luz azul para amarelo-laranja (Figura 1). Amarela e laranja cor muda ocorrendo após o período de aquecimento são considerados resultados do teste positivo e qualquer outra mudança de cor, incluindo amarelo muito fraco ou mudanças que ocorrem antes de heatingare considerado negativo (tabela 1).
O protocolo foi aplicado para 44 análogos sintéticos catinona, 44 outras drogas ilícitas e 36 pós diversos e agentes de corte no trabalho anteriormente publicado17. Alterações de cor experientes por essas substâncias é resumido no arquivo complementar 1. Esses estudos ilustram o sucesso do protocolo em presumivelmente identificar a presença de cathinones sintético. O protocolo do teste mostrou uma taxa de verdadeiro teste positivo de 89% e uma taxa de 10% de falsos positivos. Representante-resultados positivos são ilustrados na Figura 2, e representante resultados negativos são fornecidos na Figura 3. Este protocolo de teste também com êxito pode identificar a presença de cathinones sintética em misturas contendo mais de um composto (Figura 4). Este é um resultado importante, demonstrando sua aplicabilidade às amostras reais.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57045/57045fig1.jpg"> Figura 1: representante resulta do protocolo de teste de cor realizado num prato de porcelana local. (A) permanece cor azul claro com reagentes somente (controle em branco). (B) mudança de cor amarelo-laranja com catinona sintética, 4-methylmethcathinone HCl (controle positivo). <a href="//cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/57045/57045fig1large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57045/57045fig2.jpg"> Figura 2: resultados positivos representativos da cor testar protocolo realizado num prato de porcelana local. A gama de cores em um resultado positivo é devido a diferenças na capacidade antioxidante e solubilidade dos compostos. (A) mudança de cor amarelo-laranja com catinona sintética, N, N-dimethylcathinone HCl (verdadeiro positivo). (B) mudança de cor amarelo-laranja claro com catinona sintética, 3,4-dimethylmethcathinone HCl (verdadeiro positivo). (C) mudança de luz cor de laranja com um anel verde em torno da borda com catinona sintética, 2,4,5-trimethylmethcathinone HCl (verdadeiro positivo). (D) amarelo a mudança de cor com piperazina analógica, 1-[3-(trifluorometil) fenil] piperazina (TFMPP) HCl (falsos positivos). <a href="//cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/57045/57045fig2large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57045/57045fig3.jpg"> Figura 3: resultados negativos representativos da cor testar protocolo realizado em um prato de porcelana de ponto. (A) luz de mudança de cor verde com a catinona sintética, 3,4-metilenodioxi-α-pyrrolidinobutiophenone (MDPBP) HCl (falso negativo). (B) mudança de cor azul com diversos pó, glicina (verdadeiro negativo). (C) alteração de cor laranja com precursores de drogas, 3,4-metilenedioxifenil-2-propanona (MDP2P) ocorreu antes de aquecer (verdadeiro negativo). (D) cor permaneceu luz azul com sulfato de anfetamina (verdadeiro negativo). <a href="//cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/57045/57045fig3large.jpg" target="_blank">Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57045/57045fig4.jpg"> Figura 4: resultados representativos de executar a cor testar protocolo sobre misturas de compostos. (A) mudar de cor amarelo-laranja com uma mistura de 4-methylmethcathinone HCl e efedrina HCl. (B) uma mudança de cor amarelo-laranja com uma mistura de HCl methylmethcathinone-4 e 4-fluoromethcathinone (4-FMC) HCl. <a href="//cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/57045/57045fig4large.jpg" target="_blank">clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>
<img alt="Table" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57045/57045table1.jpg"> Tabela 1: mudanças de cor observadas usando a cor do protocolo de teste. O protocolo de teste de cor cobre-neocuproine proposto foi aplicado para 124 diferentes substâncias e as mudanças de cor foram gravadas. Cores amarelas e laranja indicam um resultado de teste positivo, enquanto qualquer outra cor é relatada como um resultado negativo.
Complementar arquivo 1. Resultados de teste de cor para substratos. <a href="https://cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/57045/Supplementary_material.xlsx">Clique aqui para baixar este arquivo.</a>

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

Cor de teste local como uma ferramenta presuntiva para a detecção rápida de Cathinones sintético

Aqui nós apresentamos um protocolo de teste químico simples, barato e seletiva da mancha para a detecção de cathinones sintético, uma classe de novas substâncias psicoactivas. O protocolo é apropriado para uso em diversas áreas de aplicação da lei que encontro material ilícito.

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

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Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Chemistry

24.5K visualizações.  University of Technology Sydney (UTS). Aqui nós apresentamos um protocolo de teste químico simples, barato e seletiva da mancha para a detecção de cathinones sintético, uma classe de novas substâncias psicoactivas. O protocolo é apropriado para uso em diversas áreas de aplicação da lei que encontro material ilícito.

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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.

Estabilização hepatocelular Fenótipo Usando superfícies sintéticas otimizados

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Química

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.

Otimização de proteínas sintéticas: Identificação de interposição Dependências Indicating Estruturalmente e / ou resíduos funcionalmente ligadas

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.

A superfície à base de filtro avançado Raman espectroscópica Ensaio para a rápida detecção de contaminantes químicos

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 como um catalisador heterogéneo para a Síntese de vanilina

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.

Usando Eletroforese Capilar para quantificar ácidos orgânicos a partir de tecido da planta: um caso de teste de exame<em&gt; Coffea arabica</em&gt; Sementes

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.

Espectroscopia de RMN como uma ferramenta robusta para a avaliação rápida do perfil lipídico do óleo de peixes suplementa

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.

Imagens de Explosão de Coulomb como uma Ferramenta para Distinguir Estereoisômeros

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.

Espectroscopia de impedância eletroquímica como uma ferramenta para estimativa de constante taxa eletroquímica

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.

Um método sintético Facile para obter Oxyiodide de bismuto microesferas altamente funcional para os processos de Photocatalytic de depuração de água

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.

Um dispositivo cristalino líquido colestéricos eletroquímico para modulação de cor rápida e baixa tensão

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