DMMTAV ve çevresel uygulamaları için DMAV kullanarak DMDTAV hazırlanması: sentez, arıtma ve onay
Summary
Bu yazı için dimethylmonothioarsinic asit (DMMTAV) değiştirilmiş deneysel protokoller sunar ve dimethyldithioarsinic asit (DMDTAV) sentezi, dimethylarsinic asit (DMAV) thiolation DMAV karıştırma yoluyla inducing , Na2S ve H2kadar4. Değiştirilen protokol böylece deneysel hataları kantitatif analiz sebep olabilecek sentez adımları sınırlamaları aşmak deneysel bir kılavuz sağlar.
Abstract
Dimethylmonothioarsinic asit (DMMTAV) gibi Dimethylated thioarsenicals ve dimethyldithioarsinic asit (DMDTAV), dimethylarsinic asit (DMAV) thiolation metabolik yolu tarafından üretilen, son zamanlarda olmuştur çevre yanı sıra insan organlarını buldum. DMMTAV ve DMDTAV dimethylated thioarsenicals ve çevre medya onların istikrar ekolojik etkileri belirlemek için sayısal. Bu bileşiklerin sentezi yöntemi önceki çalışmalarda zorlu çoğaltılıyor yapma unstandardized özeldir. Ayrıca, tür dönüşümü olmadan bileşiklerin depolama da dahil olmak üzere depolama teknikleri hakkında bilgi eksikliği vardır. Ayrıca, sadece sınırlı bilgi sentez yöntemleri hakkında kullanılabildiğinden, standart kimyasallar sentezleme ve kantitatif analiz gerçekleştirme deneysel zorluklar olabilir. Burada sunulan protokolü için dimethylated thioarsenicals, DMMTAV ve DMDTAV, pratik olarak değiştirilmiş sentez yöntemi sağlar ve tür ayırma analizi yüksek performanslı sıvı miktar içinde yardımcı olacaktır Kromatografi İndüktif eşleşmiş plazma kütle spektrometresi (HPLC-ICP-MS) ile birlikte. Bu yordamın deneysel adımını kimyasal reaktifler, filtrasyon yöntemleri ve depolama hazırlanması üzerinde odaklanarak tarafından modifiye edilmiştir.
Introduction
Dimethylarsinic asit (DMAV) Akut toksisite ve metilasyonu ve thiolation yenmesi1,2üzerine geçiren nedeniyle genotoxicity sergilemek için kanıtlanmıştır beri arsenik thiolation metabolik yolu vardır yoğun olmuştur vitro ve in vivo3,4 de olduğu gibi çevre medya (Örneğin, çöp sızıntı)5,6okudu. Önceki yıllarda yapılan çalışmalarda her ikisi de azaltılmış ve thiolated analogları DMAV yaşayan hücreleri, örnek, dimethylarsinous asit (DMAIII), dimethylmonothioarsinic asit (DMMTAV) ve dimethyldithioarsinic asit (için bulduk DMDTAV)7,8,9, dimethylated thioarsenicals DMMTAV diğer inorganik veya organik arsenicals10bilinen daha büyük toksisite sergilenmesi gibi. Son derece sulfidic koşulları11altında çevre ve insanlar için bir risk oluşturabilecek bu yana yüksek derecede toksik thioarsenicals bolluk ciddi çevresel etkileri vardır. Ancak, DMMTAV ve DMDTAV (trans) oluşumu ve onların kaderi çevre medya mekanizmaları hala daha fazla çalışma gerektirir. Böylece, thioarsenicals kantitatif analiz DMMTAV ve DMDTAVçevresel etkileri anlayış geliştirmek için gereklidir.
Standart kimyasallar kantitatif analiz için anahtar gereksinimi olmakla birlikte, DMMTAV ve DMDTAV standartları sayesinde diğer türler türler dönüşmesi riski yüksek önceki çalışmalarda kopyalayan tarafından elde etmek zordur ve unstandardized sentez yordamlar12. Ayrıca, başvurulan yöntemleri standart kimyasallar sentezleme ve kantitatif analiz performans, pratik sorunlara neden olabilir bazı kısıtlamalara sahiptir. DMMTAV ve DMDTAV sık DMAV, Na2S ve H24 ‘ te bir belirli molar oranı1 veya köpüren H2S gaz Yani DMAV 13,14bir çözüm ile karıştırılarak hazırlanır. Oksijen kullanarak doğrudan temini, son derece zehirli ve zor bir deneyimsiz kullanıcı için denetime H2S gazı kükürt tarafından kabarcıklanma yöntemi özellikleri değiştirme. Tersine, thiolation, DMMTAV ve DMDTAV çevre sudies5,6,12, kalitatif analiz için yaygın olarak kullanılan yukarıdaki karıştırma yöntem1, özellikleri DMAV H2Na2S ve H24 ve üretir DMMTAV ve DMDTAVolarak hedef kimyasallar, üretmek daha kolay stokiometrik kontrol sağlayan, doğrudan karşılaştırıldığında bu yüzden karıştırarak oluşturulan S H2S gaz kullanın.
Yöntemi yordamları1,3,4,8,15 karıştırma başvuru bu çalışma sergi kısıtlamalar bazı yol açabilir kritik onların deneysel adımlar bahsedilen deneysel hatası. Örneğin, belirli solvent (deiyonizeYani, su) hazırlık ve ayıklama ayrıntılarını ve sentezlenmiş arsenicals kristalleşme aşırı kısaltılmış veya yeterince ayrıntılı bir biçimde anlatılan değil. Böyle dağınık ve yordam adımları hakkında sınırlı bilgi thioarsenicals ve güvenilmez miktar analiz tutarsız oluşumuna neden olabilir. Bu nedenle, burada geliştirilen değiştirilmiş protokolünü DMMTAV ve DMDTAV hisse senedi çözümleri sayısal türler ayırma analizi ile sentezi açıklar.
Protocol
Representative Results
Discussion
Gelişmiş iletişim kuralı önceki çalışmalar1,3,4,8,15 atlanmış veya kısaltılmış, hangi zorluklarla veya başarısızlık sırasında yol açmış olabilir önemli adımlar açıklık vardır DMMTAV ve DMDTAV sentezi. DMMTAV oksidasyon duyarlı1,5olduğu iç…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu araştırma temel bilim araştırma programı tarafından desteklenmiştir (proje sayısı: 2016R1A2B4013467) aracılığıyla Ulusal Araştırma Vakfı, Kore (Bilim Bakanlığı, ICT ve gelecek planlama 2016 tarafından finanse edilen ve ayrıca Kore temel bilim tarafından desteklenen NMK) Enstitüsü araştırma programı (proje sayısı: 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).
