إعداد دممتاالخامس ودمدتاV استخدام DMAالخامس للتطبيقات البيئية: توليف وتنقيتها، وتأكيد
Summary
تعرض هذه المقالة تعديل البروتوكولات التجريبية لحمض ديميثيلمونوثيوارسينيك (دممتاV) وتوليف حمض (دمدتاV) ديميثيلديثيوارسينيك، الذي يحفز ديميثيلارسينيك الحمضية (DMAالخامس) ثيوليشن من خلال خلط DMAالخامس ، نا2S و H2حتى4. وينص البروتوكول على معدلة المبدأ توجيهي تجريبية، وبالتالي التغلب على القيود المفروضة على توليف الخطوات التي يمكن أن تسبب الفشل التجريبية في التحليل الكمي.
Abstract
ثيوارسينيكالس ديميثيلاتيد مثل حمض ديميثيلمونوثيوارسينيك (دممتاV) وحمض ديميثيلديثيوارسينيك (دمدتاV)، التي تنتجها المسار الأيضي من ديميثيلارسينيك حمض ثيوليشن (DMAالخامس)، وقد تم مؤخرا وجدت في البيئة، فضلا عن الهيئات البشرية. دممتاالخامس ودمدتاالخامس يمكن قياسها كمياً لتحديد الآثار الإيكولوجية ثيوارسينيكالس ديميثيلاتيد واستقرارها في الوسائط البيئية. طريقة توليف لهذه المركبات قد، مما يجعل تكرار الدراسات السابقة تحديا. وعلاوة على ذلك، هناك نقص المعلومات حول تقنيات التخزين، بما في ذلك التخزين للمركبات دون تحول الأنواع. وعلاوة على ذلك، نظراً لأن تتوفر سوى معلومات محدودة عن أساليب التوليف، قد تكون هناك صعوبات تجريبية في تجميع المواد الكيميائية القياسية وإجراء التحليل الكمي. البروتوكول المعروضة هنا يوفر أسلوباً عمليا تعديل توليف ثيوارسينيكالس ديميثيلاتيد، دممتاالخامس ، والخامسمن دمدتا، وسوف تساعد في التحديد الكمي لتحليل فصل الأنواع السائلة عالية الأداء باستخدام اللوني بالاقتران مع الحث يقترن البلازما الكتلي ([هبلك]-برنامج المقارنات الدولية-MS). تم تعديل الخطوات التجريبية لهذا الإجراء بالتركيز على إعداد الكواشف الكيميائية وأساليب الترشيح والتخزين.
Introduction
إذ قد ثبت حمض ديميثيلارسينيك (DMAالخامس) يحمل كل من السمية الحادة وسمية جينية نتيجة تمر مثلايشن وثيوليشن على ابتلاع1،2، قد المسار الأيضي للزرنيخ ثيوليشن تم تكثيف دراستها في المختبر و في فيفو3،4 ، وكذلك كما هو الحال في الوسائط البيئية (مثلاً المادة المرتشحة طمر النفايات)5،6. وقد وجدت الدراسات السابقة سواء خفضت والخلايا ثيولاتيد النظير DMAالخامس في المعيشة، للمثال، ديميثيلارسينوس حمض (DMAالثالث) وحمض ديميثيلمونوثيوارسينيك (دممتاV) (حمض ديميثيلديثيوارسينيك دمدتاV)7،،من89، مع ثيوارسينيكالس ديميثيلاتيد مثل دممتاالخامس نستعرض سمية أكبر من غيرها يعرف أرسينيكالس العضوية أو غير العضوية10. وفرة ثيوارسينيكالس شديدة السمية قد آثار بيئية خطيرة، نظراً لأنها قد تشكل خطرا على البشر وعلى البيئة تحت ظروف شديدة المحتية11. ومع ذلك، لا تزال آليات دممتاالخامس وتشكيل دمدتاالخامس (ترانس) ومصائرهم في الوسائط البيئية تتطلب المزيد من الدراسة. وهكذا، التحليل الكمي ثيوارسينيكالس مطلوب لتحسين فهم الآثار البيئية المترتبة على دممتاالخامس ودمدتاالخامس.
على الرغم من أن المواد الكيميائية القياسية هي الشرط الرئيسي للتحليل الكمي، بمعايير دممتاالخامس ودمدتاالخامس من الصعب الحصول على طريق تكرار الدراسات السابقة، نظراً لارتفاع مخاطر تحويل الأنواع إلى أنواع أخرى و إجراءات قد توليف12. وعلاوة على ذلك، الأساليب المشار إليها والقيود التي قد يؤدي إلى صعوبات عملية في تجميع المواد الكيميائية القياسية وإجراء التحليل الكمي. دممتاالخامس ودمدتاV عادة يعدها خلط DMAالخامسوق غ2ح2حتى4 في بعض نسبة مولى1 أو الفقاعي H2S الغاز من خلال حل DMAV 13,14. ميزات أسلوب محتدما الاستعاضة عن الأكسجين بالكبريت باستخدام إمدادات مباشرة من H2S الغاز الذي، سامة للغاية وتصعب السيطرة عليها لخبرة مستخدم. على العكس من ذلك، يتميز خلط الأسلوب أعلاه1، تستخدم على نطاق واسع للتحليل النوعي دممتاالخامس ودمدتاالخامس في سوديس البيئية5،،من612، ثيوليشن من DMAالخامس مع H2S الناتجة عن خلط Na2S و H2حتى4 وتنتج دممتاالخامس ودمدتاالخامس، أسهل من التحكم المقايسة لإنتاج المواد الكيميائية المستهدفة، كالسماح بالمقارنة مع المباشر استخدام غاز H2S.
المرجع خلط أسلوب الإجراءات1،3،4،،من815 المذكورة في هذه الدراسة معرض القيود في بعض خطواتها التجريبية الحرجة، التي قد تؤدي إلى فشل التجريبية. على سبيل المثال، تفاصيل إعداد المذيبات محددة (أي منزوع الماء)، واستخراج وبلورة أرسينيكالس تجميعي يختصر الإفراط أو لا وصف بتفصيل كاف. مثل مشتتة ومعلومات محدودة بشأن الخطوات الإجرائية قد يؤدي إلى تشكيل غير متناسقة ثيوارسينيكالس والتحليل الكمي لا يمكن الاعتماد عليها. ولذلك، يصف بروتوكول تعديل وضع هذه الوثيقة توليف دممتاالخامس والحلول دمدتاV الأسهم مع تحليل فصل الأنواع الكمية.
Protocol
Representative Results
Discussion
البروتوكول المتقدمة قد أوضحت الخطوات الحاسمة أن أغفل السابقة الدراسات1،،من34،،من815 أو باختصار، قد أدت إلى صعوبات أو فشل أثناء توليفV دممتاV ودمدتا. كما دممتاV ،حساسة لأكسدة<sup cl…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
هذا البحث كان يدعمها برنامج “بحوث العلوم الأساسية” (رقم المشروع: 2016R1A2B4013467) عن طريق الوطنية بحوث مؤسسة من كوريا (جبهة الخلاص الوطني) الممولة من وزارة العلوم وتكنولوجيا المعلومات والاتصالات ومستقبل التخطيط عام 2016، وأيضا على دعم من “العلوم الأساسية في كوريا” معهد “أبحاث البرنامج” (رقم المشروع: C36707).
Materials
| Cacodylic acid | Sigma-Aldrich | 20835-10G-F | |
| Sodium sulfide nonahydrate | Sigma-Aldrich | S2006-500G | |
| Sulfuric acid 96% | J.T.Baker | 0000011478 | |
| Ammonium acetate | Sigma-Aldrich | A7262-500G | |
| Formic acid 98% | Wako Pure Chemical Industries, Ltd. | 066-00461 | |
| Diethyl ether (Extra Pure) | Junsei Chemical | 33475-0380 | |
| Adapter cap for 60 mL Bond Elut catridges | Agilent Technologies | 12131004 | Syringe type of SPE |
| Bond Elut C18 cartridge | Agilent Technologies | 14256031 | Syringe type of SPE |
| HyPURITY C-18 | Thermo Scientific | 22105-254630 | 5 um, 125 x 4.6 mm |
| Glovebox | Chungae-chun, Rep. of Korea | Customized | |
| Agilent 1260 Infinity Bio-inert LC | Agilent Technologies | DEAB600252, DEACH00245 | |
| Agilent Technologies 7700 Series ICP-MS | Agilent Technologies | JP12031510 | |
| Finnigan LCQ Deca XP MAX Mass Spectrometer System | Thermo Electron Corporation | LDM10627 |
References
- Suzuki, K. T., et al. Dimethylthioarsenicals as arsenic metabolites and their chemical preparation. Chem. Res. Toxicol. 17, 914-921 (2004).
- Kuroda, K., et al. Microbial metabolite of dimethylarsinic acid is highly toxic and genotoxic. Toxicol. Appl. Pharmacol. 198, 345-353 (2004).
- Naranmandura, H., Iwata, K., Suzuki, K. T., Ogra, Y. Distribution and metabolism of four different dimethylated arsenicals in hamsters. Toxicol. Appl. Pharmacol. 245, 67-75 (2010).
- Naranmandura, H., et al. Comparative toxicity of arsenic metabolites in human bladder cancer EJ-1 cells. Chem. Res. Toxicol. 24, 1586-1596 (2011).
- Wallschlager, D., London, J. Determination of methylated arsenic-sulfur compounds in groundwater. Environ. Sci. Technol. 42, 228-234 (2008).
- Zhang, J., Kim, H., Townsend, T. Methodology for assessing thioarsenic formation potential in sulfidic landfill environments. Chemosphere. 107, 311-318 (2014).
- Shimoda, Y., et al. Proposal for novel metabolic pathway of highly toxic dimethylated arsenics accompanied by enzymatic sulfuration, desulfuration and oxidation. Trace Elem. Med. Biol. 30, 129-136 (2015).
- Naranmandura, H., Suzuki, T. K. Formation of dimethylthioarsenicals in red blood cells. Toxicol. Appl. Pharmacol. 227, 390-399 (2008).
- Leffers, L., Ebert, F., Taleshi, S. M., Francesconi, A. K., Schwerdtle, T. In vitro toxicological characterization of two arsenosugars and their metabolites. Mol. Nutr. Food Res. 57, 1270-1282 (2013).
- Wang, Q. Q., Thomas, J. D., Naranmandura, H. Important of being thiomethylated: Formation, Fate and Effects of methylated thioarsenicals. Chem. Res. Toxicol. 25, 281-289 (2015).
- Kim, Y. T., Lee, H., Yoon, H. O., Woo, N. C. Kinetics of dimethylated thioarsenicals and the formation of highly toxic dimethylmonothioarsinic acid in environment. Environ. Sci. Technol. 50, 11637-11645 (2016).
- Cullen, W. R., et al. Methylated and thiolated arsenic species for environmental and health research – A review on synthesis and characterization. J. Environ. Sci. 49, 7-27 (2016).
- Fricke, M., et al. Chromatographic separation and identification of products form the reaction of dimethylarsinic acid with hydrogen sulfide. Chem. Res. Toxicol. 18, 1821-1829 (2005).
- Fricke, M., Zeller, M., Cullen, W., Witkowski, M., Creed, J. Dimethylthioarsinic anhydride: a standard for arsenic speciation. Anal. Chim. Acta. 583, 78-83 (2007).
- Suzuki, K. T., Iwata, K., Naranmandura, H., Suzuki, N. Metabolic differences between twon dimethylthioarsenicals in rats. Toxicol. Appl. Pharmacol. 218, 166-173 (2007).
- Jeong, S., et al. Development of a simultaneous analytical method to determine arsenic speciation using HPLC-ICP-MS: Arsenate, arsenite, monomethylarsonic acid, dimethylarsinic acid, dimethyldithioarsinic acid, and dimethylmonothioarsinic acid. Microchem. J. 134, 295-300 (2017).
- Li, Y., Low, C. -. K., Scott, A. J., Amal, R. Arsenic speciation in municipal landfill leachate. Chemosphere. 79, 794-801 (2010).
- Conklin, D. S., Fricke, W. M., Creed, A. P., Creed, J. T. Investigation of the pH effects on the formation of methylated thio-arsenicals, and the effects of pH and temperature on their stability. J. Anal. At. Spectrom. 23, 711-716 (2008).
- Hansen, H. R., Raab, A., Jaspara, M., Milne, F. B., Feldmann, J. Sulfur-containing arsenical mistaken for dimethylarsinous acid [DMA(III)] and identified as a natural metabolite in urine: major implications for studies on arsenic metabolism and toxicity. Chem. Res. Toxicol. 17, 1086-1091 (2004).
- Mandal, B. K., Suzuki, K. T., Anzai, K., Yamaguchi, K., Sei, Y. A SEC-HPLC-ICP-MS hyphenated technique for identification of sulfur-containing arsenic metabolites in biological samples. J. Chromatogr. B. 874, 64-76 (2008).
- Bartel, M., Ebert, F., Leffers, L., Karst, U., Schwerdtle, T. Toxicological characterization of the inorganic and organic arsenic metabolite thio-DMAV in cultured human lung cells. J. Toxicol. 2011, (2011).
- An, J., et al. Formation of dimethyldithioarsinic acid in a simulated landfill leachate in relation to hydrosulfide concentration. Environ. Geochem. Health. 38, 255-263 (2016).
- Chen, B., et al. Arsenic speciation in the blood of arsenite-treated F344 rats. Chem. Res. Toxicol. 26, 952-962 (2013).
- Alava, P., et al. HPLC-ICP-MS method development to monitor arsenic speciation changes by human gut microbiota. Biomed. Chromatogr. 26, 524-533 (2012).
- Kurosawa, H., et al. A novel metabolic activation associated with glutathione in dimethylmonoarsinic acid (DMMTAV)-induced toxicity obtained from in vitro reaction of DMMTAV with glutathione. J. trace Elem. Med. Biol. 33, 87-94 (2016).
