Recent ChemRxiv on Agriculture and Food Chemistry: September 12, 2024

2024年9月12日 14:53

In Situ pH-Controlled Electrochemical Sensors for Glucose and pH Detection in Saliva
1. 与えられた論文の目的:
この研究の主な目的は、高感度で安定した電気化学的非侵襲的なグルコースとpHのバイオセンサーを人工唾液および実際の唾液で使用することにより、特に環境監視や臨床診断などの分野での応用を目指しています。これにより、動物の健康と福祉に不可欠なバイオマーカー（グルコース、pH）の測定が可能となります。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、プラチナブラックで修飾された金のインターデジタル電極にグルコースオキシダーゼ（GOx）を電気沈着法で固定化し、o-フェニレンジアミン（o-PD）とβ-シクロデキストリン（β-CD）の混合物を用いました。さらに、光学顕微鏡、電気化学インピーダンス分光法（EIS）、走査型電子顕微鏡（SEM）、エネルギー分散型X線分析（EDX）、原子間力顕微鏡（AFM）などの様々な技術を用いて製作した電極を評価しました。
3. 新規性や解決できた問題:
この研究の新規性は、インターデジタルマイクロ電極を用いた効果的な現地pH制御方法を利用し、追加の試薬を必要とせずに検出点での局所的なpH調整が可能なことです。これにより、人工唾液および実際の唾液中でのグルコースの正確な検出が可能となりました。また、マルチプレックスセンサーを用いて、非侵襲的に実際の唾液中のグルコースとpHレベルを検出することが成功し、特に頻繁かつ連続的なモニタリングが求められる牛呼吸器病（BRD）や下痢を起こす子牛に関連するバイオマーカーの監視に役立ちます。
4. 未解決問題:
将来的には、さらに多くの種類のバイオマーカーに対応できるセンサーの開発、さらに長期間安定して使用できるセンサーの開発、さらに実際の現場での応用を目指した製品化の進展などが挙げられます。また、センサーの感度や選択性をさらに向上させるための研究も必要です。
title:
In Situ pH-Controlled Electrochemical Sensors for Glucose and pH Detection in Saliva
author:
Alan, O'Riordan, MD Ridwan, Adib, Colm, Barrett, Shane, O'Sullivan, Anna, Flynn, Marie, McFadden, Emer, Kennedy
date:
2024-09-06
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-8q4qd?rft_dat=source%3Ddrss

Study of the potential for Streptomyces coelicolor to produce bioactive compounds from flower waste as a sustainable feedstock
1. 目的:
この研究は、農業や園芸産業で発生する大量の廃棄物、特に花の廃棄物が地元の環境や生態系に与える影響を減少させる方法を探ることを目的としています。具体的には、Streptomycesという微生物を用いて、半固体の花のメディアを利用しながら、自然な花の化合物から産業的に有用な生物活性化合物を生産することができるかどうかを探求しています。
2. 使用データや情報:
この研究では、ISP4メディアにブレンドされた花を接種し、Streptomyces coelicolor M145という種を用いて6週間の好気性インキュベーション期間を設け、定期的にサンプルを採取しました。その後、GC-MS分析を通じて水性メディアから多くの生物活性化合物を同定しました。
3. 新規性と解決できた問題:
この研究の新規性は、花の廃棄物を持続可能な原料として利用する可能性を示した点にあります。特に、Streptomycesが植物の化合物を分解し、有用な生物活性化合物を生産する能力を示すことで、花の廃棄物からの新たな価値創出が期待されます。これにより、環境汚染の問題を軽減しつつ、経済的な利益をもたらす可能性が示されました。
4. 未解決問題:
今後の課題としては、花の廃棄物から得られる生物活性化合物の具体的な産業への応用方法や、より効率的な生物活性化合物の生産プロセスの開発が挙げられます。また、他の微生物種を用いた場合の効果の比較や、異なる種類の花の廃棄物を用いた場合の研究も必要です。
title:
Study of the potential for Streptomyces coelicolor to produce bioactive compounds from flower waste as a sustainable feedstock
author:
Parimala, Shivaprasad, Sarah , Evans, Sean , Craig, Samantha, Bryan
date:
2024-09-05
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-zbgw7?rft_dat=source%3Ddrss

Proving the Potential: External Validation of STopTox as in Silico Alternative to Animal Toxicity Testing
1. 目的:
この研究の主な目的は、化学物質の急性全身毒性および局所毒性試験における従来の動物実験に代わる革新的なインシリコ代替手法としてSTopTox（Systemic and Topical chemical Toxicity）プラットフォームを開発し、その予測性能を独立したデータセットを用いて外部検証することです。これにより、動物実験の削減、改善、代替（3Rの原則）を推進することを目指しています。
2. 使用したデータや情報:
STopToxモデルの初期開発段階で、広範囲にわたる公開データセットが使用されました。これらのデータは、モデルの厳密な検証に利用され、経済協力開発機構（OECD）の原則に準拠していることを確認しました。また、この研究では、独立したデータセットを使用して、急性口内、皮膚、吸入毒性、皮膚感作性、皮膚刺激/腐食性、目の刺激/腐食性の六つの主要な急性毒性のエンドポイントにおけるSTopToxの予測性能を評価しています。
3. 新規性と解決できた問題:
STopToxプラットフォームは、定量的構造活性関係（QSAR）モデルを利用して化学物質の毒性を予測することができる点で革新的です。これにより、広範囲にわたる毒性試験において動物実験を減少させる可能性があります。また、モデルは高い内部精度とかなりの外部予測力を誇り、信頼性のある規制決定支援ツールとしての潜在力を示しています。
4. 未解決問題:
STopToxが実際の規制環境で動物試験の代替として広く使用されるためには、新しい化合物に対する継続的な検証が不可欠です。このプロセスは、モデルの堅牢性と信頼性をさらに確立するために必要であり、STopToxの適用範囲を広げることが将来的な課題として残されています。
title:
Proving the Potential: External Validation of STopTox as in Silico Alternative to Animal Toxicity Testing
author:
Eugene, Muratov, Ricardo, Scheufen Tieghi, Cleber, Melo Filho, Holli-Joi, Martin, Jose Teofilo, Morera Filho, Tripp, LaPratt, Dave, Allen, Judy, Strickland, Nicole, Kleinstreuer, Alexander , Tropsha
date:
2024-09-04
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-f54pl?rft_dat=source%3Ddrss

Determination of major chemical constituents and antimicrobial activities of essential oils extracted from Nonsaleable Grade (NSG) spices of Cymbopogon nardus, Rosmarinus officinalis, Thymus vulgaris and Coriandrum sativum seeds
1. 目的:
この研究の目的は、売れ残りの非売品グレード（NSG）の植物スパイスを使用して、エッセンシャルオイルを抽出し、その化学成分と抗菌活性を分析することです。これにより、農業廃棄物を減らし、スパイス農家の収入を増加させる新しいアプローチを提案しています。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、シトロネラ、ローズマリー、タイム、コリアンダーの種子から抽出されたエッセンシャルオイルの化学成分をガスクロマトグラフィー結合質量分析法（GC-MS）を用いて分析しました。また、エッセンシャルオイルの抗菌活性は、大腸菌（E. coli）、黄色ブドウ球菌（S. aureus）、カンジダ・アルビカンス（C. albicans）という微生物に対して試験されました。
3. 新規性や解決できた問題:
この研究の新規性は、非売品グレードのスパイスを利用することにより、農業廃棄物を有効活用し、農家の収入向上に貢献する点にあります。また、分析されたエッセンシャルオイルは、市販の製品と同等またはそれ以上の抗菌活性を示し、非売品グレードのスパイスでも高品質のエッセンシャルオイルが得られることが示されました。
4. 未解決問題:
今後の課題としては、さらに多くの非売品グレードのスパイス種について同様の研究を行い、その効果や利用可能性を広げることが考えられます。また、抽出されたエッセンシャルオイルの他の潜在的な用途や市場での位置づけについての詳細な研究が必要です。
title:
Determination of major chemical constituents and antimicrobial activities of essential oils extracted from Nonsaleable Grade (NSG) spices of Cymbopogon nardus, Rosmarinus officinalis, Thymus vulgaris and Coriandrum sativum seeds
author:
Siying, LIU, Lingcheng, Su, Chiu-Hong, Lee, Jiajun, Chen, Huada Daniel, Ruan
date:
2024-09-03
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-8h389?rft_dat=source%3Ddrss

Rapid On-Site and Sensitive Detection of Microplastics Using Zirconium (IV)-Assisted SERS Label
1. 目的:
本研究の目的は、農業食品および環境システムにおけるマイクロプラスチックの検出方法を改善することです。具体的には、迅速かつ現場での超高感度検出が可能な新しい表面増強ラマン分光法（SERS）技術を開発することを目指しています。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、ジルコニウム（IV）を用いたSERSラベル戦略とローダミンBをラマンレポーターとして使用することでマイクロプラスチックの分析を改善しました。具体的には、10μmのポリスチレンマイクロプラスチック（PSMPs）を0.1ppmの濃度で定量化し、検出限界を1ppbまで下げることができました。また、実際の水道水システムでのポリスチレンマイクロプラスチックの回収率が90%以上であることを確認しました。
3. 新規性と解決した問題:
本研究の新規性は、ジルコニウムを介したSERSラベルアプローチを利用することで、超高感度かつ質的な定量が可能になった点にあります。これにより、マイクロプラスチックの迅速かつ現場での検出が可能となり、従来の方法よりも精度と感度が大幅に向上しました。これは特に環境保護と人間の健康を脅かすマイクロプラスチックのリスク評価と最小化に寄与します。
4. 未解決問題:
将来的には、さまざまなタイプのマイクロプラスチックに対するこの技術の適用範囲を広げる必要があります。また、環境中に存在する他の様々なマイクロプラスチックの種類に対しても同様の感度と精度で検出できるかどうかを検証する必要があります。さらに、検出技術のさらなる高速化やコスト削減も重要な課題です。
title:
Rapid On-Site and Sensitive Detection of Microplastics Using Zirconium (IV)-Assisted SERS Label
author:
Haoming, Yang, Tianxi, Yang, Haoxin, Ye, Song, Yan, Chu, Chu
date:
2024-09-03
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-mbz91?rft_dat=source%3Ddrss

From chemical fingerprints to environmental footprints: Advancing feed production through near-infrared spectroscopy
1. 目的:
この研究の目的は、動物の飼料生産において栄養品質、収益性、環境持続可能性のバランスを取ることです。具体的には、近赤外分光法（NIRS）を使用して飼料成分の品質管理をリアルタイムで行うだけでなく、その成分の環境持続可能性も予測する方法を示しています。
2. 使用したデータや情報:
この研究では、近赤外分光法（NIRS）を用いて飼料成分の起源を特定し、それをグローバルな空間的に明示的なライフサイクルアセスメント（LCA）と組み合わせて環境足跡を推定しました。さらに、成分の価格と輸送を考慮に入れて、品質、収益性、持続可能性の三重目標に向けて飼料を最適化しました。
3. 新規性と解決できた問題:
この研究の新規性は、NIRSを用いたリアルタイムの品質管理だけでなく、環境持続可能性の予測にも応用した点にあります。これにより、気候変動や生物多様性に対する土地利用の影響を3.3-39%削減しつつ、収益性をわずか0.82-2.4%しか低下させない最適な飼料比率を提供しました。これは、意思決定者がより環境に優しい飼料へと移行するのを助けるためのフットプリントと収益性のトレードオフを特定することができました。
4. 未解決問題:
将来的な課題としては、このNIRS-LCAの組み合わせを飼料だけでなく、食品、繊維、その他の生物ベースの商品に拡張することが挙げられます。さらに、このアプローチをさまざまな地域や環境に適応させるための詳細な研究が必要です。
title:
From chemical fingerprints to environmental footprints: Advancing feed production through near-infrared spectroscopy
author:
Maria, Cairoli, Anne, Ottenbros, Sin Yong, Teng, Steef, Hanssen, Mark, Schoot, Christiaan, Kapper, Rosalie, van Zelm, Lutgarde, Buydens, Mark, Huijbregts, Jeroen, Jansen
date:
2024-08-28
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-1dr51?rft_dat=source%3Ddrss

Revisiting the influence of acid-base equilibrium and tautomerism on the free radical scavenging activities of curcumin derivatives in the physiological environment – A mechanistic and kinetic study
1. 与えられた論文は、何を目的としていますか？:
この研究は、クルクミンの派生物であるクルクミンI（Cur-I）とクルクミンIII（Cur-III）の水およびペンチルエタノエート（PEA）溶液中でのHOO•（ヒドロペルオキシド）ラジカル捕捉活性を調査することを目的としています。この研究では、密度汎関数理論（DFT）アプローチを使用して、これらのクルクミン誘導体の抗酸化特性を評価しています。
2. 与えられた論文では、どのようなデータや情報を用いましたか？:
この研究では、クルクミンの中性およびアニオン形態の二つのタウトマー（ケトエノール形とジケトン形）の抗酸化特性を、水素移動（HT）、ラジカル付加形成（RAF）、単一電子移動（SET）の三つの一般的なメカニズムを通じて調査しました。また、クルクミン-HOOラジカル反応の固有パラメータ、熱化学パラメータ、および動力学も系統的に特徴付けられました。
3. 与えられた論文の新規性や、解決できた問題は何ですか？:
この研究の新規性は、クルクミン誘導体のHOO•ラジカルに対する反応の熱力学と動力学を系統的に調査した点にあります。特に、水中でのクルクミンIの反応速度定数がクルクミンIIIの約3倍高いことが明らかにされ、ケトエノール形が主に反応速度に寄与していることが判明しました。また、最も優勢なHT反応がフェノール性-OH基（O22HおよびO23H）でプロトン結合電子移動（PCET）プロセスを介して発生することが詳細に分析されました。
4. 将来取り組むべき未解決問題として、何が残されていますか？:
PEA溶液中での反応速度が著しく低いため、異なる溶媒環境でのクルクミン誘導体の反応性についてさらに研究する必要があります。また、他のクルクミン誘導体や異なるタイプのラジカルに対する反応性も調査することで、クルクミンの抗酸化メカニズムのより詳細な理解を深めることができるでしょう。
title:
Revisiting the influence of acid-base equilibrium and tautomerism on the free radical scavenging activities of curcumin derivatives in the physiological environment – A mechanistic and kinetic study
author:
Duy Quang , Dao, Dinh Hieu , Truong, Thi My Duyen , Trinh, Thi Tu, Dinh, Thi Hong Minh , Pham, Urszula , Gawlik-Dziki, Minh Quan , Pham
date:
2024-08-26
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-0h0hn?rft_dat=source%3Ddrss

Evaluating Postharvest Washing Methods for Micro-Nanoplastic Removal from Edible Vegetable Leaves
1. 目的:
この研究の主な目的は、さまざまな後処理洗浄方法が農産物の表面からマイクロおよびナノプラスチック（MNP）を除去する効果を評価することです。これにより、食品安全と人間の健康に対する潜在的な脅威を理解し、対策を講じることができます。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、共焦点ラマン分光法と表面増強ラマン分光法（SERS）を使用して、家庭用および産業用の洗浄方法の効果を評価しました。具体的には、水道水、野菜用洗剤、および超音波洗浄の3つの洗浄方法を用いて、バジルの葉からMNPsを除去する効果を調査しました。試験に使用されたプラスチック粒子は、42 µmのポリスチレン（PS）、6 µmのポリメチルメタクリレート（PMMA）、および61 nmのPSでした。
3. 新規性および解決できた問題:
この研究の新規性は、共焦点ラマン分光法とSERSを使用して、新鮮な農産物からMNPsを除去する一般的な洗浄方法の効果を評価し比較したことにあります。この研究により、異なるサイズのプラスチック粒子に対する各洗浄方法の除去効率が明らかになりました。例えば、水道水洗浄は42 µm PSの除去に高い効果を示しましたが、6 µm PMMAに対しては低い効果でした。
4. 未解決問題:
将来的には、さらに効果的な洗浄方法を開発する必要があります。特に、ナノスケールのプラスチック粒子を効率的に除去できる新しい技術やアプローチの開発が求められています。また、異なる種類の農産物に対する洗浄方法の適用性や効果の検証も重要です。
title:
Evaluating Postharvest Washing Methods for Micro-Nanoplastic Removal from Edible Vegetable Leaves
author:
Mingjiu, Liu, Huiyuan, Guo, Anupam, Das, Lynn, Terry
date:
2024-08-21
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-qmfsc?rft_dat=source%3Ddrss

All-Natural Aggregation-Induced Emission-Active Glycyrrhizic Acid Hydrogels for Drug-Resistant Bacteria-Infected Wound Healing
1. 目的:
本研究は、全天然成分からなる集積誘導発光（AIE）活性ハイドロゲルを開発し、それを用いてメチシリン耐性黄色ブドウ球菌（MRSA）に感染した創傷の治癒を加速することを目的としています。このハイドロゲルは、優れた生体適合性、機械的強度、そして環境に優しいプロセスを兼ね備えているため、臨床的な創傷治療において理想的なドレッシングとしての使用が期待されます。
2. 使用したデータや情報:
本研究では、自然界に存在する小分子、特に甘草酸（GA）と黄連素（BR）という2つの中国の天然ハーブ分子を用いています。これらの分子は、自己組織化によりナノフィブリルを形成し、それらがBR分子と相互作用して集約された繊維状ネットワークを形成します。このネットワークは、ハイドロゲルに強い蛍光発光、優れた機械的強度、構造回復能力、および刺激応答性の蛍光特性を与えます。
3. 新規性と解決できた問題:
この研究の新規性は、全天然成分から成るAIE活性ハイドロゲルの開発にあります。これにより、生体適合性が高く、環境に優しい方法で創傷治療が可能になります。また、GAとBRの固有の免疫調節効果と、GN-BRアセンブルのユニークなAIE特性を活用することで、高い抗炎症および抗菌能力を発揮し、特に可視光下で活性酸素種を生成することによる光動力学的抗菌能力があります。さらに、MRSAに感染した皮膚創傷の治癒を促進することが in vivo で示されました。
4. 未解決問題:
今後の課題としては、このハイドロゲルの臨床応用に向けたさらなる評価が必要です。具体的には、異なるタイプの細菌感染に対する効果の検証、長期的な安全性や有効性の評価、そして大規模な臨床試験によるその有効性の確認が挙げられます。また、製造プロセスの最適化やコスト削減も重要な課題です。
title:
All-Natural Aggregation-Induced Emission-Active Glycyrrhizic Acid Hydrogels for Drug-Resistant Bacteria-Infected Wound Healing
author:
Zhili, Wan, Qing , Li, Yang, Liu, Shiqi, Zhang, Xinke, Yu, Sili, Liu, Yang , Yuan, Paul, Van der Meeren, Xiaoquan , Yang
date:
2024-08-20
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-hhr43?rft_dat=source%3Ddrss

Towards a Circular Nitrogen Bioeconomy: Integrating Nitrogen Bioconcentration, Separations, and High-Value Products for Nitrogen Recovery
1. 目的:
この論文では、廃水からの窒素（N）回収を通じて、エネルギー集約型の合成窒素固定（ハーバー・ボッシュ法）への依存を減らし、N濃度が高い廃水の処理における硝化・脱窒処理の必要性を低減することを目指しています。また、回収した窒素製品の市場拡大と、それに適した技術の開発を提案しています。
2. 使用されたデータや情報:
論文では具体的なデータや情報の詳細は述べられていませんが、一般的な問題点として、市町村廃水中の低窒素濃度、生物処理と互換性のある高効率分離技術の不足、回収した窒素の適切な製品と市場の欠如が指摘されています。また、様々な種類のバクテリアによって生産される窒素豊富な生物高分子であるシアノフィシンを、市町村廃水からの窒素生物濃縮および回収の潜在的なターゲットとして強調しています。
3. 新規性と解決できた問題:
この論文の新規性は、生物学的および物理化学的技術を統合して、選択的かつ調節可能な窒素回収を向上させる方法を提案している点にあります。また、肥料以外にも広がる回収した窒素製品のポートフォリオを拡大することを提案しています。これにより、廃水処理技術の進化だけでなく、廃水から回収した窒素の有効利用の可能性も広がることが期待されます。
4. 未解決問題:
将来的には、市町村廃水中の低濃度窒素を効率的に分離・回収する技術の開発、生物処理と互換性のある高効率分離技術の開発、および回収した窒素を利用した多様な製品の市場開発が挙げられます。これらの技術的および経済的課題の解決が、廃水からの窒素回収とリサイクルの実用化には不可欠です。
title:
Towards a Circular Nitrogen Bioeconomy: Integrating Nitrogen Bioconcentration, Separations, and High-Value Products for Nitrogen Recovery
author:
Edward, Apraku, McKenna, Farmer, Chayse, Lavallais, Danna, Soriano, Justin, Notestein, Keith, Tyo, Jennifer, Dunn, William, Tarpeh, George, Wells
date:
2024-08-16
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-mmj9z?rft_dat=source%3Ddrss

Inverse Relationship Between Ice Nucleation and Ice Growth in Frozen Foods
1. 目的:
この研究の主な目的は、食品の冷凍過程での損傷を防ぎ、食品ロスを減少させることです。具体的には、食品の冷凍における二つの主要なプロセスである氷核形成と氷の成長を定量的に測定し、食品ごとにカスタマイズされた冷凍プロセスを設計することにより、製品の品質を向上させて食品ロスを限定することを目指しています。
2. 使用したデータや情報:
この研究では、新たに開発されたマイクロサーモグラフィーシステムを使用して、異なる食品（牛肉、ズッキーニ、ブロッコリー、ジャガイモ）における氷核形成と成長率を実際に測定しました。これにより、食品ごとに氷核形成率と氷の成長速度の違いを明らかにしました。
3. 新規性と解決した問題:
この研究の新規性は、食品の冷凍プロセス中における氷核形成と氷の成長という二つのプロセスを同時に定量的に測定した点にあります。また、食品の化学組成を分析することで、氷核形成と氷の成長の間に見られる逆の関係を説明し、それぞれの食品に最適な冷凍方法を提案することで、食品の品質を向上させるという問題を解決しました。
4. 未解決の問題:
今後の課題としては、さらに多様な食品に対して同様の測定を行い、より広範なデータを収集することが挙げられます。また、実際の冷凍プロセスにおいてこれらの知見をどのように応用していくか、その効果の検証も必要です。さらに、氷核形成と氷の成長を制御するための具体的な技術や方法の開発も求められるでしょう。
title:
Inverse Relationship Between Ice Nucleation and Ice Growth in Frozen Foods
author:
Ran, Drori, Martin , Zalazar, Shriya Jitendra, Kalburge, Yining, Zhang
date:
2024-08-16
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-lwczt-v2?rft_dat=source%3Ddrss

Studying Superheated Stevia with Polynomial Chaos in Quantum ESPRESSO: opEn-Source Package for Research in Electronic Structure, Simulation, and Optimization
1. 与えられた論文の目的:
この研究は、ステビアを加えた際のマイクロ波で加熱されたコーヒーの過熱現象について調査し、その原因を解明することを目的としています。ステビアの構造的緩和に関する量子力学的シミュレーションを用いて、ステビアがバブル核形成の場として機能する理由を探求し、高温・常圧環境下での粒子蓄積の過熱を理解するための示唆を提供しています。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、ステビアの活性成分の構造的緩和を最小限の基底状態の電子密度エネルギー力によってシミュレートする量子力学的シミュレーションを使用しています。また、ステビアの分子平面上に存在する高周波数の移動性カルボキシルおよびヒドロキシル基の側鎖との相互作用が、ステビア粒子がバブル核形成の場として機能するメカニズムを説明するために考察されています。
3. 新規性や解決できた問題:
この研究の新規性は、ステビアを加えたコーヒーの過熱現象を量子力学的アプローチを用いて初めて説明した点にあります。これまでの研究では、密封されたマイクロ波加熱後の水に小石を加えた際の過熱が観察されていましたが、ステビアを加えたコーヒーの過熱は未解明でした。この研究により、ステビアがバブル核形成の場として機能する可能性が示され、その過熱現象がニュートン冷却ダイナミクスの不確実性内で捉えられるという点が明らかになりました。
4. 未解決問題:
将来的には、ステビアによる過熱現象のより詳細なメカニズムの解明が必要です。また、他の甘味料や異なる飲料においても同様の現象が発生するかどうかの検証が求められます。さらに、この現象が実際の飲料消費時にどのような影響を及ぼすかの評価も重要な課題となります。
title:
Studying Superheated Stevia with Polynomial Chaos in Quantum ESPRESSO: opEn-Source Package for Research in Electronic Structure, Simulation, and Optimization
author:
Saleem, Al Dajani
date:
2024-08-06
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-50ctc?rft_dat=source%3Ddrss

Mutual Interactions of Silymarin and Colon Microbiota in Healthy Young and Healthy Elder Subjects
1. 与えられた論文の目的:
この研究は、食事由来のフラボノリグナンがどのように代謝されるか、そしてそれが腸内マイクロバイオームの機能にどのように影響するかを理解することを目的としています。特に、年齢特有の栄養戦略を考慮に入れた際の食事ポリフェノールの代謝についての理解を深めることを目指しています。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、特定のフラボノリグナン成分、特にisosilybin Bとその腸内マイクロバイオーム、具体的にはFaecalibacteriumとErysipelotrichaceae UCG-003との関連性に焦点を当てています。これにより、フラボノリグナンが腸内細菌群に与える影響を評価しています。
3. 新規性や解決できた問題:
この研究の新規性は、特定のフラボノリグナン成分が腸内マイクロバイオームの特定の細菌群とどのように関連しているかを明らかにした点にあります。これにより、フラボノリグナンの代謝と腸内細菌の相互作用を理解する上での重要な洞察が得られ、年齢に応じた栄養戦略の策定に役立つ可能性があります。
4. 未解決問題:
将来的には、フラボノリグナンと他の腸内細菌との関係や、異なる年齢層や健康状態におけるフラボノリグナンの影響をさらに詳細に調査する必要があります。また、フラボノリグナンの摂取が具体的な健康効果にどのように寄与するかを明らかにするための臨床試験も必要です。
title:
Mutual Interactions of Silymarin and Colon Microbiota in Healthy Young and Healthy Elder Subjects
author:
Kateřina, Valentová, Katerina, Tomisova, Veronika, Jarosova, Petr, Marsik, Anna, Mascellani Bergo, Ondrej, Cinek, Lucie, Hlinakova, Pavel, Kloucek, Vaclav, Janousek, Jaroslav, Havlik
date:
2024-08-06
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-4drz1-v4?rft_dat=source%3Ddrss

Rising Threats of Antimicrobial Resistance (AMR) In Herbal Therapies: A Comparative Analysis of Home-Prepared and Commercial Remedies for Typhoid, Malaria and Stomach Ulcer
1. 目的:
この研究の主な目的は、ナイジェリアのカドゥナ市場で販売されているハーブ製品と、胃潰瘍、腸チフス、マラリア熱を治療するための正統派によって調製されたハーブカクテルレジメンの微生物汚染を定量化することです。また、カドゥナ州の高密度および中密度の居住地域における抗微生物耐性（AMR）の増加に対するこれらの製品の寄与を評価することも目的としています。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、市場で販売されているハーブ製品と正統派によって調製されたハーブカクテルから採取したサンプルを分析し、その中の細菌汚染レベルを測定しました。具体的には、Shigella spp.、S. aureus、Salmonella spp.、E. coliなどの細菌の存在とその抗生物質に対する耐性を調査しました。
3. 新規性と解決できた問題:
この研究は、ハーブ製品の微生物汚染の実態と、それが抗微生物耐性の増加にどのように寄与しているかを明らかにしました。特に、複数の抗生物質に対して耐性を持つ多剤耐性（MDR）菌株の存在が確認され、これらの製品の安全性と公衆衛生への影響について重要な情報を提供しました。
4. 未解決の問題:
この研究では、ハーブ製品の安全性を確保し、抗微生物耐性の問題に対処するための厳格な品質管理措置の必要性が強調されました。今後、これらの製品の安全性を向上させ、耐性菌の拡散を防ぐための新たな抗生物質治療法の開発が求められています。
title:
Rising Threats of Antimicrobial Resistance (AMR) In Herbal Therapies: A Comparative Analysis of Home-Prepared and Commercial Remedies for Typhoid, Malaria and Stomach Ulcer
author:
Samuel, Ambo Dennis, Mathew, Gideon, Kuzmin, Anton
date:
2024-08-05
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-vlm2n-v2?rft_dat=source%3Ddrss

Optimization of Cosolvent Enhanced Lignocellulosic Fractionation for Isolating Switchgrass Lignin with Distinct Structural Features Using Response Surface Methodology
1. 目的:
この研究の主な目的は、バイオマスポリマーを燃料、化学品、その他の製品に変換するための分離と単離技術を使用して、反応条件（時間、温度、酸濃度など）を最適化し、高価値の芳香族プラットフォーム分子に変換可能な未凝縮リグニン製品を単離することです。また、プレトリートメントの重症度を表す用語を導入し、さまざまなプレトリートメント技術を比較するための単一値として使用します。
2. 使用したデータや情報:
この研究では、スイッチグラスを用いた共溶媒強化リグノセルロース分画（CELF）プロセスを用いて、時間（10-30分）、温度（140-180°C）、酸濃度（0.025-0.1M H2SO4）の影響をモデル化し、リグニンの収率（最大で定量的）、分子量（Mw = 700-2000 g/mol）、ヒドロキシル基含有量（3.55-6.06 mmol OH/g）について調査しました。
3. 新規性や解決した問題:
この研究の新規性は、プレトリートメントの重症度という単一の値で異なる条件の効果を統合することであり、リグニンの品質に対するこれらの条件の個々および組み合わせによる効果を解明しました。さらに、酸濃度と温度がリグニンの分子量とヒドロキシル基含有量に影響を与えることを実証し、これらの特性を同時に最大化（または最小化）することはできません。また、滞留時間は収率や分子量に統計的に有意な影響を与えないことが示されました。
4. 未解決の問題:
将来的には、リグニンの利用を増やすために、分画条件の慎重な制御によって、産業的に関連するリグニン特性の一つ以上を最大化するプロセスを設計する方法についてさらに研究する必要があります。また、異なるプレトリートメント技術や条件がリグニン製品スレートに与える影響をさらに詳細に理解することも重要です。
title:
Optimization of Cosolvent Enhanced Lignocellulosic Fractionation for Isolating Switchgrass Lignin with Distinct Structural Features Using Response Surface Methodology
author:
Stephen, Chmely, James, Godwin, Hojae, Yi, Kendhl, Seabright, David, Harper
date:
2024-08-01
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-qbjg2-v2?rft_dat=source%3Ddrss

Impact of Dumpsite-Derived Compost on Heavy Metal Accumulation in Cultivated Maize and Spinach.
1. 与えられた論文の目的:
この研究の主な目的は、大規模な廃棄物処理場からの堆肥を使用した農地の土壌、トウモロコシ植物、およびほうれん草の野菜における微量金属（Cd, Cr, Cu, Mn, Ni, Fe, Pb, Zn）の濃度を調査することです。これにより、重金属に汚染された堆肥や土壌で栽培された作物を消費することに伴う健康リスクを評価し、食品安全と環境保健を確保するための継続的な監視と修復努力の重要性を強調しています。
2. 使用されたデータや情報:
研究では、廃棄物処理場の堆肥、農地の土壌、トウモロコシ植物、ほうれん草の野菜から採取したサンプルに含まれる重金属の濃度を分析しました。具体的には、カドミウム（Cd）、クロム（Cr）、銅（Cu）、マンガン（Mn）、ニッケル（Ni）、鉄（Fe）、鉛（Pb）、亜鉛（Zn）の濃度を測定し、これらのデータをEUの限界値と比較して評価しています。
3. 新規性や解決できた問題:
この研究の新規性は、廃棄物処理場の堆肥を使用した農地で栽培された作物における重金属の蓄積パターンを明らかにした点にあります。特に、重金属の植物への取り込み順序がCd > Pb > Cu > Ni > Cr > Zn > Fe > Mnと特定され、特定の重金属がどのようにして作物に蓄積されるかの理解を深めることができました。また、EUの限界値を超える重金属の存在が示され、健康リスクの警告として機能しています。
4. 未解決問題:
将来的には、重金属に汚染された堆肥や土壌を使用することの長期的な影響についてさらに調査する必要があります。また、重金属の植物への取り込みメカニズムをさらに詳細に解析し、効果的な修復戦略や土壌改良技術を開発することが求められます。さらに、食品安全基準の見直しや、重金属汚染に対するより厳格な規制の導入も重要な課題です。
title:
Impact of Dumpsite-Derived Compost on Heavy Metal Accumulation in Cultivated Maize and Spinach.
author:
Mathew, Gideon, Kuzmin, Anton, Mercy Omawumi, Boyi
date:
2024-07-31
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-3n8wx-v3?rft_dat=source%3Ddrss

Commercially available carrageenans show broad variation in their structure, composition, and functionality
1. 目的:
この研究の目的は、異なる仕様を持つ様々なメーカーからの商業用カラギーナンの広範なコレクションを体系的かつ総合的に特徴付けることです。特に、市販のカラギーナンの構造と組成を詳細に分析し、実際の構造がメーカーによって指定されたカラギーナンタイプと一致しない場合があることを明らかにすることが目的です。
2. 使用したデータや情報:
この研究では、部分的な酵素的加水分解とHPLC-MSおよびHPSEC-RIを組み合わせた分析手法を開発し適用しました。さらに、選択されたサンプルの機能性について詳細な洞察を得るためにレオロジー（流動学）を使用しました。これにより、商業用カラギーナンの間に見られる重要な構造的変異を示す結果が得られました。
3. 新規性や解決された問題:
この研究の新規性は、商業用カラギーナンの実際の構造がメーカーによって指定されたカラギーナンタイプと一致しない場合が多いことを明らかにした点にあります。特にλ-カラギーナンについて、分析された6つの商業サンプルのいずれもλ型の構造要素を含んでいませんでした。代わりに、κ-, ι-, ν-ユニットを含んでいました。さらに、開発された酵素-クロマトグラフィックアプローチの適用により、異なるハイブリッドカラギーナンが存在することが示されました。
4. 未解決の問題:
今後の研究では、商業用カラギーナンの構造と組成をさらに詳細に分析し、その機能性に与える影響をより深く理解する必要があります。また、異なるアプリケーションでの挙動を詳細に評価するために、さらなるレオロジー的研究が必要です。これにより、カラギーナンの使用における効果的な指針が提供されることが期待されます。
title:
Commercially available carrageenans show broad variation in their structure, composition, and functionality
author:
Daniel, Wefers, Julia, Hale, Julian, Gerhäuser, Volker, Gaukel
date:
2024-07-30
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-96r6r-v2?rft_dat=source%3Ddrss

Imaging and quantifying the biological uptake and distribution of nanoplastics using a dual-functional model material
1. 目的:
本研究では、ナノプラスチック（NP）の生物体への取り込み、輸送、蓄積の可能性に関する懸念に対処するため、二重機能モデルNPを開発し、その挙動を生物体内で研究することを目的としています。具体的には、モデルNPを用いて植物組織内での取り込みを視覚化し、定量化する方法を提案しています。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、ラマンレポーター機能化された金ナノ粒子を核とし、プラスチック層をシェルとするコアシェル構造のモデルNPを用いました。表面増強ラマン分光法（SERS）によるin-situイメージングと誘導結合プラズマ質量分析法（ICP-MS）によるex-situ定量が可能です。実験マトリックスとしてニンニク植物を使用し、モデルNPの濃度が異なる懸濁液で30日間栽培し、その取り込みを調査しました。
3. 新規性および解決された問題:
従来の分析方法ではNPの検出において精度と正確性が低いという問題がありましたが、本研究で開発された二重機能モデルNPは、SERSとICP-MSを組み合わせることで、植物組織内でのNPの取り込みを効果的に視覚化および定量化することが可能となりました。これにより、NPの生物体への影響をより詳細に理解することが可能となります。
4. 未解決問題:
本研究ではニンニク植物を用いた実験が行われましたが、他の植物種や生物体への応用については未検証です。また、環境中でのNPの長期的な挙動や、他の環境要因がNPの取り込みにどのように影響を与えるかについても、さらなる研究が必要です。
title:
Imaging and quantifying the biological uptake and distribution of nanoplastics using a dual-functional model material
author:
Mingjiu, Liu, Huiyuan, Guo, Anupam, Das, Nubia, Zuverza-Mena, Jason, White
date:
2024-07-24
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-zt155-v2?rft_dat=source%3Ddrss

Sugar characteristics of honey from Abu Dhabi (United Arab Emirates) market
1. 目的:
この論文の目的は、アブダビ首長国の小売市場から取得したハチミツサンプルを使用して、フルクトース、グルコース、およびスクロースの値を決定し、それによってハチミツの品質を評価することです。ハチミツの糖組成とパーセンテージ比率は品質パラメータとして重要であり、これらの糖の組成はハチミツの物理化学的性質に影響を与えます。
2. 使用データや情報:
研究では、アブダビの小売市場から取得したハチミツサンプルを用い、それらのフルクトース、グルコース、スクロースの含有量を測定しました。減少糖の合計含有量は27％から87％の範囲であり、スクロース含有量は5％から37％の間でした。これらのデータはハチミツの品質を評価するために使用されました。
3. 新規性や解決された問題:
この研究の新規性は、アブダビの市場で販売されているハチミツの品質に関する具体的なデータを提供したことにあります。また、約33％のサンプルがグルコースとフルクトースの標準閾値に適合しなかったことを明らかにし、高スクロース含有量のサンプルはグルコースとフルクトースレベルが低下する傾向にあることを示しました。これにより、市場に出回っているハチミツの品質管理と監視の必要性が強調されました。
4. 未解決の問題:
将来的には、ハチミツの品質不適合の原因をさらに詳しく調査し、品質を向上させるための具体的な方法を開発する必要があります。また、より広範な地域からのサンプルを分析し、地域間での品質の違いを理解することも重要です。さらに、ハチミツの品質を保証するためのより厳格な基準や規制の検討も必要とされています。
title:
Sugar characteristics of honey from Abu Dhabi (United Arab Emirates) market
author:
Premanandh, Jagadeesan, Abdullah, Siddiqui, Khuloud Khalfan , Altaleei, Ahmed Awadh Hatem , Al Muharrami, Ali Usama , Lashari
date:
2024-07-19
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-4m97l?rft_dat=source%3Ddrss

Metabolic Engineering in Plants: Advancing Crop Productivity and Sustainability through Precision Pathway Manipulation
1. 与えられた論文の目的:
このレビューは、農業、栄養、持続可能性に関連する世界的な課題に対処するために、植物の代謝工学を利用する強力なアプローチとして提示しています。具体的には、作物の収量、栄養価、ストレス耐性の向上や有用な代謝産物の生産を強化するために、植物の一次および二次代謝経路を操作する最先端の戦略を探求しています。
2. 使用されたデータや情報:
このレビューでは、オミクス技術（ゲノミクス、トランスクリプトミクス、プロテオミクス、メタボロミクス）と先進的な計算モデリングを統合し、代謝工学の設計を前例のない精度で最適化しています。また、CRISPR/Cas9などの遺伝子編集技術の応用や、植物を医薬品や工業化合物のバイオファクトリーとしての可能性についても議論しています。
3. 新規性や解決できた問題:
このレビューは、合成生物学アプローチや多遺伝子特性の積み重ねなど、分野を革新する新しいトレンドに焦点を当てています。特に、光合成効率、栄養利用、非生物的ストレス耐性の向上を通じて、植物の代謝を標的とした介入による最近の成功事例を検討しています。
4. 未解決の問題:
遺伝子改変作物の規制や生物安全性の側面を考慮しながら、持続可能な農業と作物改良の未来についての洞察を提供しています。また、食料安全保障、気候変動への適応、有価物質の持続可能な生産における植物代謝工学の変革的な可能性を強調しつつ、この動的な分野の課題と将来の展望についても議論しています。
title:
Metabolic Engineering in Plants: Advancing Crop Productivity and Sustainability through Precision Pathway Manipulation
author:
Katie, Fan
date:
2024-07-18
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-qkkg6?rft_dat=source%3Ddrss

Spatially Offset Raman Spectroscopy (SORS) for sustainable Olive Oil authentication - tackling the challenges in on-site food control
1. 与えられた論文は、何を目的としていますか？:
この研究の目的は、オリーブオイルの真正性を非侵襲的に検証する方法を開発することです。オリーブオイルの生産には多くの課題があり、価格が急激に上昇しているため、容器を通して食品のスペクトルを得ることができる空間的オフセットラマン分光法（SORS）を利用した持続可能な食品分析方法が求められています。
2. 与えられた論文では、どのようなデータや情報を用いましたか？:
この研究では、4つのサンプルグループから得られた検証済みのオリーブオイルのデータセットを使用しました。このデータを基に、プロット作成、主成分分析、分類および回帰モデルを用いた分析戦略を開発しました。
3. 与えられた論文の新規性や、解決できた問題は何ですか？:
この研究の新規性は、SORSを用いてオリーブオイルの真正性を現場で非侵襲的に検証する方法を開発した点にあります。また、異なる企業の食品検査でこの戦略を試験的に適用し、肯定的なフィードバックを得ることができました。さらに、オンライン小売のサンプルを分析することで、実際に不正に変更されたオリーブオイルと本物のオリーブオイルを区別することが可能でした。
4. 将来取り組むべき未解決問題として、何が残されていますか？:
今後の課題としては、さらに多様なタイプのオリーブオイルや異なる容器を使用した場合の分析精度の向上、SORS技術のさらなる最適化、そしてこの技術をより広範囲に適用するためのシステムの簡素化やコスト削減が挙げられます。これにより、より広い範囲でのオリーブオイルの真正性保証に貢献することが期待されます。
title:
Spatially Offset Raman Spectroscopy (SORS) for sustainable Olive Oil authentication - tackling the challenges in on-site food control
author:
René, Bachmann, Anna Lena, Horns, Sarah-Marie, Barmbold, Markus, Weidner
date:
2024-07-18
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-4xgxp?rft_dat=source%3Ddrss

Detection of pesticides in sprayed droplets by using biowaste-derived nanocellulose-based SERS nanosubstrate
1. 目的:
この研究の主な目的は、増加する人口を支えるための農業生産性の向上に伴い、広範囲に使用されている農薬の環境への影響を監視し、検出するための効果的かつ持続可能な方法を開発することです。具体的には、バイオウェイスト由来のナノセルロースを基にした薄膜と金ナノ粒子を組み合わせた持続可能で再現性のあるSERSナノ基板を利用して、農薬の感度良く、選択的に検出する技術を開発することを目指しています。
2. 使用したデータや情報:
この研究では、バイオウェイスト由来のナノセルロースを基にしたSERSナノ基板の開発を行い、金ナノ粒子を組み込んでいます。検出対象としては、カーバリル、フェルバム、チアベンダゾールの3種類の農薬を選定し、これらをポータブルラマン装置を用いて感度良く、選択的に検出しました。また、フェルバムの散布液と収集された散布滴のSERS信号を比較し、信頼性の検証も行っています。
3. 新規性や解決できた問題:
この研究の新規性は、バイオウェイスト由来のナノセルロースを使用してSERSナノ基板を作成し、農薬のスプレー滴の検出に利用した点にあります。これにより、環境への持続可能な監視手法を提供するとともに、従来の方法に比べて迅速で、少ないサンプル準備で済むという利点があります。また、検出限界が農業で推奨される濃度よりもはるかに低いことから、非常に低濃度の農薬も検出可能であることを示しています。
4. 未解決問題:
将来的には、さらに多くの種類の農薬に対して同様の検出能力を拡張すること、また、実際の農業現場での使用に耐えうる耐久性や実用性の向上を図ることが挙げられます。さらに、環境中での農薬の挙動をより詳細に理解するために、長期間にわたるモニタリングデータの蓄積と分析が必要です。
title:
Detection of pesticides in sprayed droplets by using biowaste-derived nanocellulose-based SERS nanosubstrate
author:
Lynn R., Terry, Jacob W., Kruel, Manan, Jain, Alison, Lara, Priyanka, Sharma, Benjamin S., Hsiao, Huiyuan, Guo
date:
2024-07-17
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-dlshr?rft_dat=source%3Ddrss

Functionalized graphene-based biosensors for early detection of subclinical ketosis in dairy cows
1. 目的:
精密畜産を実現するために、進化した診断ツールを使用して家畜の管理を改善し、生産性、健康、そして動物の福祉を向上させることです。具体的には、乳牛の初乳期に発生する代謝病状であるケトーシスの検出に焦点を当てています。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、ケトーシスのバイオマーカーとして優れたβ-ヒドロキシ酪酸（βHB）の濃度を測定するためのグラフェンベースのセンサー（Keto-sensor）を開発しました。このデバイスは、グラフェンナノシートをスクリーン印刷電極（SPE）に層状に配置し、EDC-NHS共役化学を利用してグラフェン表面を機能化するために安定化酵素（β-ヒドロキシ酪酸脱水素酵素、NADH、グリセロール）を使用しました。
3. 新規性と解決した問題:
本研究で開発されたKeto-sensorは、低コストで、βHBの濃度を1分以内に検出し定量することが可能です。また、分析感度は10 nM、検出限界（LoD）は0.24 nMで、0.00001-3.0 mMの検出範囲を持っています。スパイクテストにより、臨床前ケトーシスを持つ牛の血清サンプル中のβHBを検出する能力が示されました。これにより、農場での臨床前ケトーシスの早期発見が可能となり、それによって適切な治療や管理が行えるようになります。
4. 未解決の問題:
Keto-sensorの現場での使用において、さらなる検証と改良が必要です。特に、異なる環境条件下でのセンサーの安定性や信頼性を確認する必要があります。また、他の代謝病状や異なる動物種に対する適用可能性の拡大も重要な課題です。
title:
Functionalized graphene-based biosensors for early detection of subclinical ketosis in dairy cows
author:
Md Azahar, Ali, Shannon, Chick, Matin, Ataei Kachouei, Katharine, Knowlton
date:
2024-07-17
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-zj1j2?rft_dat=source%3Ddrss

Solvent Effect on the Hydroxyl Radical Scavenging Activity of New Isothiocyanate Compounds
1. 与えられた論文の目的:
この研究は、自然由来のイソチオシアネート化合物（Cp1-Cp4）が、非常に反応性の高いHOꞏラジカルを消去する能力を評価することを目的としています。これにより、生体分子に対する損傷効果を限定し、過剰なフリーラジカルを減少させる効果的な抗酸化剤についてのデータソースを豊かにすることができます。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、密度汎関数理論（Density Functional Theory）を使用し、M06-2X/6-311++G(3df,3pd)//M06-2X/6-311++G(d,p)レベルで、allylisothiocyanate、1-isothiocyanate-3-methylbutane、4-methylphenyl isothiocyanate、および2-phenylethyl isothiocyanateの4種類のイソチオシアネート化合物のHOꞏラジカル消去活性を調査しました。水とペンチルエタノエート（PEA、脂質環境を模倣）の両方で、形式的な水素移動、ラジカル付加体形成、単一電子移動のメカニズムが検討されました。
3. 研究の新規性や解決した問題:
この研究は、イソチオシアネート化合物がHOꞏラジカルを消去する能力が非常に高いことを明らかにし、その反応速度定数が10^8 - 10^9 M-1s-1と非常に高いことを示しました。特にallylisothiocyanate（Cp1）は最も効率的なHOꞏスカベンジャーであり、水中での全体的な反応速度定数が5.20 × 10^9 M-1s-1、PEA中で1.85 × 10^9 M-1s-1と報告されました。これらの結果は、イソチオシアネート化合物が生物学的分子と同等の反応速度を持つことを示しており、これまでの知見を拡張しています。
4. 未解決の問題:
今後の課題としては、他の自然由来または合成の抗酸化剤との比較研究、異なる環境条件下での詳細な反応メカニズムの解明、さらにはイソチオシアネート化合物の生体内での安全性や有効性に関する研究が必要です。これにより、より広範な応用が可能な抗酸化剤の開発に繋がる可能性があります。
title:
Solvent Effect on the Hydroxyl Radical Scavenging Activity of New Isothiocyanate Compounds
author:
DUY QUANG, DAO, Thi Chinh, Ngo, Dinh Hieu , Truong, Thi Le Anh , Nguyen, Quang Khuong, Pham
date:
2024-07-16
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-pvxq4?rft_dat=source%3Ddrss

Quantifying the distribution of proteins at the interface of oil-in-water food emulsions
1. 与えられた論文は、何を目的としていますか？:
与えられた論文の主な目的は、食品乳化液の物理化学的安定性を確保する上での乳化剤の役割を理解することです。具体的には、マヨネーズのモデル系として使用される蛋白質が油/水界面でどのように分布しているかを定量的に分析し、その分布の均一性や不均一性を評価することにより、乳化剤の分布が乳化液の安定性にどのように影響するかを明らかにすることが目的です。
2. 与えられた論文では、どのようなデータや情報を用いましたか？:
論文では、STORM（stochastic optical reconstruction microscopy）を使用して、フルオロセントラベルされた抗体を用いて油/水界面における蛋白質の局在を観察しました。さらに、相対位置分布（RPD）分析を実施し、全ての隣接する局在間の相対距離のヒストグラムを抽出し、その局所最大値を分析することで、ドロップレット界面における分布の均一性を分類しました。また、モデル系として、フォスビチン、ホスホリピッド、アポリポプロテインB（apoB）、およびドデシル硫酸ナトリウム（SDS）を含む乳化剤の組み合わせで調製された乳化液を使用しました。
3. 与えられた論文の新規性や、解決できた問題は何ですか？:
この研究の新規性は、STORMを使用して乳化液の油/水界面における蛋白質の分布を超解像度で観察し、その分布の均一性や不均一性を詳細に分析した点にあります。これにより、乳化剤の分布が乳化液の物理化学的安定性にどのように影響するかを理解するための新たな洞察が得られました。解決できた問題としては、特定の乳化剤の組み合わせが、乳化液の界面における蛋白質の分布の均一性や不均一性にどのように影響するかを定量的に評価する方法を提供したことです。
4. 将来取り組むべき未解決問題として、何が残されていますか？:
未解決問題としては、さまざまな食品乳化液における他の種類の乳化剤や異なる条件下での蛋白質の分布パターンをさらに詳細に調査する必要があります。また、乳化剤の分布の不均一性が乳化液の安定性に及ぼす具体的な影響を解明するためのさらなる研究が求められます。これにより、より効果的な乳化剤の設計や選択が可能になるでしょう。
title:
Quantifying the distribution of proteins at the interface of oil-in-water food emulsions
author:
Johannes, Hohlbein, Abbas, Jabermoradi, John, van Duynhoven
date:
2024-07-12
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-mprn9?rft_dat=source%3Ddrss

Amino acid-based, sustainable organic nanozyme for allergic biomolecule detection
1. 目的:
新しく登場した有機ナノ酵素は、持続可能な特性により無機ナノ酵素に関連する長期的な問題を克服しています。しかし、農業中心の有機化合物ベースのナノ酵素にはいくつかの制限があり、それらは材料の種類が少なく、製造戦略が単調であるために物理的直径が比較的大きくなっており、多様な応用が困難であるという問題があります。これらの制限を緩和するために、より小さな物理的寸法と広範囲の材料を持つ新しい有機化合物ベースのナノ酵素の開発が求められています。
2. 使用されたデータや情報:
本論文では、アミノ酸ベースの持続可能な有機ナノ酵素（OAナノ酵素）が導入され、その過酸化物酵素様の触媒活性が示されています。改良された製造過程は、単一のキレート/ポリマーの絡み合いに基づいており、最大3時間でのナノ酵素の製造を可能にし、物理的直径が小さく均一な形態（100nm以内、D90）を持ち、指定された表面電荷（中性pHで負に帯電）を持つナノ酵素が得られます。
3. 新規性や解決できた問題:
新しいOAナノ酵素は、物理的直径が小さく、材料の範囲が広いという点で既存のナノ酵素の制限を克服しています。また、このナノ酵素は適切な動力学プロファイル（Km = 0.009 mM, H2O2）を示し、表面電荷の相互作用を利用してアレルギー性生物分子を検出するために成功しており、ヒスタミンに対して21.37 pg/mLの検出限界を達成し、3分以内に分子を感知する高い選択性を持っています。
4. 未解決問題:
このアミノ酸ベースの有機ナノ酵素のさらなる持続可能な応用に利用されることが期待されていますが、具体的な応用分野やその効果的な実装方法については今後の研究が必要です。また、他の種類のバイオマーカーに対する適用性や、産業規模での製造プロセスの最適化など、さらなる改善の余地が残されています。
title:
Amino acid-based, sustainable organic nanozyme for allergic biomolecule detection
author:
DONG HOON, LEE, Mohammed , Kamruzzaman
date:
2024-07-11
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-4q3nn?rft_dat=source%3Ddrss

Simplifying Wheat Quality Assessment: Using Near-Infrared Spectroscopy and Analysis of Variance Simultaneous Component Analysis to Study Regional and Annual Effects
1. 目的:
この研究の目的は、小麦の品質を簡単かつ環境に優しい方法で評価することです。具体的には、近赤外分光法（NIRS）と分散分析（ANOVA）を組み合わせた同時成分分析（ASCA）を用いて、小麦の品質評価を行うツールとしての有効性を示すことにあります。
2. 使用データ・情報:
この研究では、オーストリアの4つのサイトで3年間にわたって収集された180の小麦サンプルのデータを使用しました。これらのサンプルから得られた近赤外（NIR）スペクトルデータを分析に使用し、サンプルの採取地点と年度が小麦の品質にどのように影響するかを評価しました。
3. 新規性と解決された問題:
この研究の新規性は、NIRSとASCAを組み合わせることで、小麦の品質評価をより簡単に行えるようにした点にあります。特に、年度や地域ごとの影響を効果的に分析できることを示しました。また、NIRスペクトルの前処理ツールがASCAによる結果に大きく影響することを明らかにし、これらの要因が小麦の成分（たんぱく質、炭水化物、水分、脂肪など）に与える影響を解析しました。
4. 未解決問題:
今後の課題としては、さらに多様な地域や条件下での小麦サンプルを分析することで、NIRSとASCAの組み合わせの汎用性と精度を高める必要があります。また、異なる種類の小麦に対するこの手法の適用可能性や、他の環境要因が小麦の品質に与える影響を詳細に解析することも重要です。
title:
Simplifying Wheat Quality Assessment: Using Near-Infrared Spectroscopy and Analysis of Variance Simultaneous Component Analysis to Study Regional and Annual Effects
author:
Stephan, Freitag, Maximilian, Anlanger, Maximilian , Lippl, Klemens, Mechtler, Elisabeth, Reiter, Heinrich, Grausgruber, Rudolf, Krska
date:
2024-07-10
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-9g449?rft_dat=source%3Ddrss

Non-targeted metabolomics-based molecular networking enables the chemical characterization of Rumex sanguineus
1. 目的:
この研究の目的は、伝統的な薬用植物であるPolygonaceae科のRumex sanguineusの化学組成を深く理解することです。この植物は食用資源としての人気が高まっていますが、その化学的構成は十分に理解されていませんでした。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、Rumex sanguineusの根、茎、葉のサンプルを抽出し、非標的質量分析ベースのメタボロミクスを用いて分析しました。具体的には、UHPLC-HRMSを使用して分析し、その後、特徴ベースの分子ネットワーキングによって処理されました。正および負のイオン化モードで確立されたライブラリとのスペクトルマッチングにより、8つの生化学クラスに分類される347の一次および特殊代謝物質が注釈されました。
3. 新規性および解決された問題:
この研究の新規性は、Rumex sanguineusの広範な化学プロファイルを明らかにし、特にポリフェノールとアントラキノン類のクラスに属する代謝物質が多いことを特定した点にあります。また、アントラキノンの潜在的な毒性に対する調査も行い、特に葉に高い蓄積が見られるエモジンの量を定量化しました。
4. 未解決の問題:
今後の研究では、Rumex sanguineusに含まれる有益な成分と有害な成分をより詳細に理解するための徹底的なメタボロミクス研究が必要です。特に、歴史的な薬用植物が現代の料理用途に移行する際には、その安全性と効果を確実に評価することが重要です。
title:
Non-targeted metabolomics-based molecular networking enables the chemical characterization of Rumex sanguineus
author:
Laura, Righetti, Valentina , Ramundi, Mitja M. , Zdouc, Justin J.J. , van der Hooft, Sara, Cimini, Enrica, Donati
date:
2024-07-09
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-03ls0?rft_dat=source%3Ddrss

Identifying the Botanical Origin of Alcohol Using 2H SNIF NMR: A Case Study of “Polish Vodka” PGI
1. 目的:
この研究は、アルコール飲料の認証が製品の真正性を保証し、ブランドを保護し、消費者の安全を保障するために不可欠であるという前提の下で行われました。特に、グローバル化と複雑な貿易ネットワークにより市場に非本物の製品が流入するリスクが高まっている中、ポーランドのウォッカの伝統とその独特な特徴を保護するために、「ポーランドウォッカ」の指定が厳格な生産ガイドラインを要求しています。この研究は、ウォッカ製造に使用される原材料の植物起源を区別し、不正な混入を検出するための手法を確立することを目的としています。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、ウォッカの製造に用いられる原材料である穀物、ジャガイモ、砂糖ビートの植物起源を識別するために、²H SNIF NMR（核磁気共鳴）技術と化学計量学的手法が用いられました。さらに、異なるC3植物からのアルコールの混合物を分析することで、初めて不正な混入を検出しました。これには、分散分析とツーキーのテストを用いて、有意な同位体差を確認しました。
3. 新規性と解決できた問題:
この研究の新規性は、異なるC3植物からのアルコールの混合物を分析し、不正な混入を検出する手法を初めて導入した点にあります。また、穀物-ジャガイモ、穀物-砂糖ビート、ビート-ジャガイモの混合物において、成分の決定を可能にする直線関係を確立しました。これにより、原材料のタイプに応じて10％から50％の範囲で混入物の検出閾値を設定することができました。
4. 未解決問題:
未解決の問題としては、他の原材料や植物起源における同様の手法の適用可能性、さらには異なる地域や条件下での原材料の影響を詳細に調査する必要があります。また、検出技術の精度をさらに向上させるための研究も必要です。これには、より広範なサンプルデータの収集や、新しい分析技術の開発が含まれるかもしれません。
title:
Identifying the Botanical Origin of Alcohol Using 2H SNIF NMR: A Case Study of “Polish Vodka” PGI
author:
Barbara, Pacholczyk-Sienicka, Grzegorz, Ciepielowski, Jakub, Krassowski, Łukasz, Albrecht
date:
2024-07-05
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-jc9vb?rft_dat=source%3Ddrss

Unraveling Plant-Microbe Dynamics with Metabolomics: Pathogens, Symbionts, and Endophytes
1. 与えられた論文は、何を目的としていますか？:
このレビューは、メタボロミクスの進歩とその植物-微生物相互作用を解明する上での重要な役割に焦点を当てています。特に、病原体の攻撃時の代謝変化の明らかにし、植物の抵抗性に関連する重要な代謝物を特定し、病気抵抗性が向上した作物の育種を支援する方法を詳述しています。さらに、共生関係の代謝の複雑さを検討し、シグナリング代謝物の重要性を強調し、農業やバイオテクノロジーへの応用可能性を持つエンドファイト由来の生物活性化合物の発見を強調しています。
2. 与えられた論文では、どのようなデータや情報を用いましたか？:
このレビューでは、最近の研究を総合的に取り入れ、植物とその微生物パートナー間の複雑な化学的相互作用を理解する上で、メタボロミクスがどのように変革をもたらしたかについて詳細に述べています。具体的には、病原体の攻撃に伴う代謝変化、植物の抵抗性に関連する代謝物の同定、共生関係の解析、エンドファイトからの生物活性化合物の発見などのデータが使用されています。
3. 与えられた論文の新規性や、解決できた問題は何ですか？:
このレビューの新規性は、メタボロミクスを用いて植物と微生物との相互作用における代謝過程を詳細に解析し、それによって植物の抵抗性メカニズムの理解を深め、病気抵抗性の高い作物の育種に貢献している点にあります。また、共生関係やエンドファイトからの新しい生物活性化合物の発見により、持続可能で強靭な農業技術の開発に貢献しています。
4. 将来取り組むべき未解決問題として、何が残されていますか？:
未解決の問題としては、さらに多くの植物種や微生物種に対するメタボロミクスの適用を拡大し、より広範なデータを収集する必要があります。また、発見された代謝物や生物活性化合物の機能的な解析を進め、それらが具体的にどのように植物の抵抗性や成長を促進するのかを明らかにすることも必要です。これにより、より効果的な作物保護戦略や育種プログラムの開発が期待されます。
title:
Unraveling Plant-Microbe Dynamics with Metabolomics: Pathogens, Symbionts, and Endophytes
author:
Katie, Fan
date:
2024-07-04
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-k402t?rft_dat=source%3Ddrss

Predicting Multiple Taste Sensations with a Multiobjective Machine Learning Method
1. 与えられた論文は、何を目的としていますか？:
与えられた論文の主な目的は、味覚の認識における分子的相互作用を理解し、その知識を基にして、食品の味を予測するマルチクラスモデルの開発を目指すことです。具体的には、苦味、甘味、旨味の3つの基本的な味覚を他の味覚から区別するための予測モデルを開発し、公開ウェブプラットフォームに統合することを目標としています。
2. 与えられた論文では、どのようなデータや情報を用いましたか？:
この研究では、化学化合物の分子構造を利用して味覚を分類するための機械学習ベースのアルゴリズムの開発に取り組んでいます。特に、食品成分の物理化学的特性と味受容体との分子間相互作用を基にして、味覚の認識とその後の知覚に重点を置いています。
3. 与えられた論文の新規性や、解決できた問題は何ですか？:
この研究の新規性は、苦味、甘味、旨味といった異なる味覚を識別するマルチクラス予測器を開発し、それを公開ウェブプラットフォームに統合した点にあります。これにより、食品の味覚設計や特定の味の事前決定、伝統的な薬理治療への補完的な食事療法の工学的アプローチなど、新しい方法論への道を開くことができました。
4. 将来取り組むべき未解決問題として、何が残されていますか？:
今後の課題としては、全ての基本的な味覚を予測するためのマルチクラスモデルのさらなる開発が必要です。現在のモデルは苦味、甘味、旨味の3つの味覚のみを識別していますが、塩味や酸味など他の基本的な味覚も含めた全スペクトルの味覚予測モデルの構築が今後の大きな課題とされています。
title:
Predicting Multiple Taste Sensations with a Multiobjective Machine Learning Method
author:
Lorenzo, Pallante, Lampros, Androutsos, Agorakis, Bompotas, Filip, Stojceski, Gianvito, Grasso, Dario, Piga, Giacomo, di Benedetto, Christos, Alexakos, Athanasios, Kalogeras, Konstantinos, Theofilatos, Marco Agostino, Deriu, Seferina, Mavroudi
date:
2024-07-02
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2023-k3rcq-v2?rft_dat=source%3Ddrss

Bridging targeted (Zeno MRM-HR) and untargeted (SWATH) LC-MS in a single run for sensitive high-resolution exposomics.
1. 目的:
与えられた論文の主な目的は、低濃度の化学物質が生物サンプル中に存在する場合の化学物質暴露の評価方法を改善することです。具体的には、ターゲット指向およびアンターゲット指向のアプローチを組み合わせた新しいLC-MS（液体クロマトグラフィー質量分析法）方法を開発し、感度を向上させることにより、より広範囲な化学物質のカバレッジと超微量バイオモニタリング分析の性能を向上させることを目指しています。
2. 使用したデータや情報:
この研究では、標準参照物質である人間のプラズマ（SRM 1950）と血清（SRM 1958）を分析対象として使用しました。これらのサンプルは、新開発されたLC-MS方法、すなわちZeno MRM-HR + SWATHおよびSWATH-onlyの両方の方法で分析されました。また、最適化されたMRM遷移は、マイコトキシン、可塑剤、PFAS、パーソナルケア製品成分、工業副産物、およびフィトホルモンなどの潜在的に有益な異物質を含む135種類の多様な毒素に対して行われました。
3. 新規性と解決できた問題:
この研究の新規性は、ターゲット指向とアンターゲット指向のLC-MS方法を組み合わせることにより、一つの分析ランでMRM-HRとSWATH実験を融合させた点にあります。Zeno技術を使用することで感度が向上し、従来のアンターゲットメタボロミクスが持つ超微量バイオモニタリング分析の性能不足を克服しました。具体的には、感度が大幅に向上し、標準参照物質に添加された低濃度レベルの検出が可能となり、検出頻度が68％増加しました。
4. 未解決問題:
この研究で取り組まれた手法は、エクスポソミクスの応用において示されましたが、リピドミクスやメタボロミクスのワークフローにも転用可能であるとされています。今後の課題としては、この手法を他の分野に適用し、さらに広範な化学物質の検出と分析を可能にするための方法論の拡張と最適化が挙げられます。また、さらなる感度と化学物質カバレッジのバランスを取るための研究が必要です。
title:
Bridging targeted (Zeno MRM-HR) and untargeted (SWATH) LC-MS in a single run for sensitive high-resolution exposomics.
author:
Vinicius, Verri Hernandes, Benedikt, Warth
date:
2024-07-01
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-s6sw6-v2?rft_dat=source%3Ddrss

THE GLYCEROL/WATER MIXTURE IS AN EFFECTIVE DEEP EUTECTIC SOLVENT FOR THE EXTRACTIONS FROM FOOD WASTE MATRIXES
1. 目的:
この研究の主な目的は、食品マトリックスおよび食品廃棄物マトリックスから有価なバイオアクティブ化合物を効果的に抽出するための新しいクラスの有機液体であるDeep Eutectic Solvents（DES）の使用を探求することです。特に、グリセロールと水の混合物を用いて、その抽出性能と抗酸化特性を評価することが目的です。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、グリセロールと水の混合物を1/2.55のモル比で使用し、その混合物がDESであることを実験的な融点と理論曲線の比較によって確認しました。さらに、このDESを使用して、玉ねぎ、トマト、リンゴの皮、使用済みコーヒーかす、ブドウの果皮などの異なる食品廃棄物マトリックスに対する抽出実験を行い、抽出された成分の抗酸化特性を評価しました。
3. 新規性と解決した問題:
この研究の新規性は、グリセロールと水の混合物がDESとして機能することを初めて示した点にあります。また、このDESを使用することで、食品グレードの成分を利用しつつ、食品廃棄物から有効成分を効果的に抽出し、その抽出物が高い抗酸化特性を持つことを明らかにしました。これにより、抽出物をさらに精製することなく直接使用する新しいアプローチが提案されています。
4. 未解決の問題:
将来的には、このDESを用いた抽出プロセスの最適化、さらに多様な食品廃棄物に対する適用性の検証、抽出された成分の具体的な用途や市場価値の詳細な分析が必要です。また、DESの環境への影響や持続可能性に関する評価も重要な課題として残されています。
title:
THE GLYCEROL/WATER MIXTURE IS AN EFFECTIVE DEEP EUTECTIC SOLVENT FOR THE EXTRACTIONS FROM FOOD WASTE MATRIXES
author:
Matteo, Tiecco, Francesca, Pompei, Elison, Lepore, Alejandro, Torregrosa-Chinillach, Francesco, Catalini, Diego A., Alonso, Rafael, Chinchilla, Serena, Gabrielli, Cinzia, Mannozzi, Sauro, Vittori
date:
2024-06-13
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-1d751?rft_dat=source%3Ddrss

Identifying and Filling the Chemobiological Gaps of Gut Microbial Metabolites
1. 目的:
本研究の目的は、人間の腸内微生物由来の代謝産物が持つ多様な生物学的プロセスへの関与を解明することです。これには免疫、代謝、栄養、神経系が含まれ、これらの代謝産物が宿主や細菌のタンパク質とどのように相互作用するかを理解し、その結果「代謝産物ミメティック」分子を薬剤や栄養補助食品としての利用を提案しています。
2. 使用したデータや情報:
この研究では、これまでに公開されている人間および微生物関連タンパク質との代謝産物の相互作用データセット全体を取得し分析しました。構造、化学クラス、ターゲットクラス、生物学的起源といったパターンを調査しました。さらに、バーチャルスクリーニングを用いて相互作用を4倍以上に拡大し、遡及分析でそれらを検証し、生物学的関連性に基づいて優先順位をつけるためにバイオインフォマティクスツールを使用しました。
3. 新規性や解決した問題:
この研究の新規性は、人間と微生物のタンパク質との間の相互作用の全体像を把握し、それをバーチャルスクリーニングとバイオインフォマティクスツールを使用して大幅に拡張することにあります。これにより、これまでの公開データに存在していた化学生物学的なギャップを埋め、多くの信頼性の高い予測を提供しました。これは、迅速で焦点を絞った実験テストを促進することが期待されます。
4. 未解決問題:
将来的には、これらの代謝産物の生物学的プロセスにおける具体的な役割や機序をさらに詳細に解明する必要があります。また、提案された「代謝産物ミメティック」分子が実際の治療薬としてどのように機能するかの臨床試験も必要です。さらに、新たに拡張された相互作用の生物学的な意義と実用性の検証も今後の課題として残されています。
title:
Identifying and Filling the Chemobiological Gaps of Gut Microbial Metabolites
author:
Gonzalo, Colmenarejo, Cristian, Orgaz, Andrés, Sánchez-Ruiz
date:
2024-06-12
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-3ws9d?rft_dat=source%3Ddrss

Specific derivatization of internal alkynes for improved electrospray analysis
1. 目的:
この研究の主な目的は、植物や菌類が生成する内部アルキンを特定し分析するための改善されたLC-MS分析法を開発することです。内部アルキンの特定と分析は、そのイオン化が困難で、熱的に不安定であり、内部アルキン特有の化学的ツールが欠如しているため、通常は難しいとされています。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、ルテニウム触媒を用いたアジド-アルキン環化付加反応（RuAAC）を利用して、三置換トリアゾールを形成し、これにより電気噴霧イオン化効率を大幅に改善しました。この方法は、粗生物抽出物やその他の複雑なサンプルに使用可能であり、イオン化効率を最大32,000倍まで増加させることができます。また、導入された分析法を用いて、ハリネズミタケから食用内部アルキンを分離し、これがrepandiolの未報告アナログであることを明らかにしました。
3. 新規性および解決できた問題:
この研究の新規性は、RuAAC反応を利用して内部アルキンのLC-MS分析を改善する方法を開発した点にあります。これにより、内部アルキンのイオン化効率が著しく向上し、これまで分析が困難であった内部アルキンの特定と分析が可能になりました。さらに、RuAAC反応の導入により、触媒由来のルテニウム複合体の形成と消失の動態を観察することができ、これがRuAAC導入の限界に関する機構的洞察を提供する可能性があります。
4. 未解決問題:
将来的には、RuAAC反応中に形成されるルテニウム複合体の完全な機構を解明する必要があります。これにより、反応の効率や選択性をさらに向上させることができるでしょう。また、この方法を他の種類の内部アルキンに対しても適用し、その有効性を広範囲に検証することも重要です。
title:
Specific derivatization of internal alkynes for improved electrospray analysis
author:
Curt, Fischer, Ju Eun, Jeon, Kevin B., Smith, Elizabeth, Sattely
date:
2024-05-29
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-kn67s?rft_dat=source%3Ddrss

The LimoFish Green Chemistry Process for the Marine Bioeconomy
1. 目的:
本研究は、ヨーロッパイワシ（Sardina pilchardus）とヨーロッパアンチョビ（Engraulis encrasicolus）の食品加工残渣から、リモネンを用いた脱脂に基づくゼロ廃棄物抽出プロセス「LimoFish」を適用し、従来の石油由来溶剤（n-ヘキサンや石油エーテル）を用いた抽出と比較することで、このプロセスの一般的適用性を検証し、グリーン抽出の原則と海洋バイオリファイナリーの要求に応える高いプロセス効率を実現することを目的としています。
2. 使用データ・情報:
この研究では、ヨーロッパイワシとヨーロッパアンチョビの加工残渣を用いて、リモネンを使用した脱脂プロセスと、n-ヘキサンや石油エーテルを使用した従来の抽出プロセスの比較データを収集し分析しました。これにより、抽出効率や環境への影響などの指標を評価しています。
3. 新規性と解決した問題:
この研究の新規性は、リモネンを使用した「LimoFish」プロセスが、従来の石油由来溶剤を使用した方法と比較して、ゼロ廃棄物を目指すとともに、環境負荷の低減とプロセス効率の向上を実現した点にあります。これにより、海洋バイオエコノミーを低コストで実現するための生産システムとしての可能性を示し、持続可能な海洋資源利用の道を拓きました。
4. 未解決問題:
今後の課題としては、この「LimoFish」プロセスのさらなる効率化と、他の魚種や海洋生物に対する適用範囲の拡大、プロセスの産業規模での実装に向けた技術的・経済的課題の解決が挙げられます。また、最終製品の市場での受け入れや、消費者への普及に向けた戦略も重要なポイントとなります。
title:
The LimoFish Green Chemistry Process for the Marine Bioeconomy
author:
Mario, Pagliaro, Daniela Maria, Pizzone, Rosaria, Ciriminna, Francesco, Mauriello, Mariateresa, Russo, Giuseppe, Angellotti, Rosa, Di Sanzo, Sonia, Carabetta
date:
2024-05-21
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-rzdk0?rft_dat=source%3Ddrss

Cavitation as a zero-waste circular economy process to convert citrus processing waste into biopolymers in high demand
1. 目的:
与えられた論文では、未処理の柑橘類の加工廃棄物を「IntegroPectin」という高い生物活性を持つペクチンと、「CytroCell」という低結晶性の高度に微細化されたセルロースに変換することを目的としています。これは、水だけを使用して行われるゼロ・ウェイストの循環経済プロセスを通じて、豊富な農業産業廃棄物を複数の用途で高い需要がある二つのバイオポリマーに変換することを実証することを目的としています。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、着色された甘いオレンジ（Citrus sinensis）のバイオウェイストを出発物質として使用し、工業用ソニケーターを用いて、水だけで行われるキャビテーションが一般的に可能であることを示しています。
3. 新規性や解決できた問題:
この研究の新規性は、柑橘類の加工廃棄物を有用なバイオポリマーに変換するために音響キャビテーションを応用した点にあります。また、水だけを使用し、ゼロ・ウェイストのプロセスを実現することで、循環経済に貢献する方法を提案しています。これにより、農業産業廃棄物の有効利用と廃棄物の削減が可能になります。
4. 未解決問題:
将来取り組むべき未解決問題としては、このプロセスのスケールアップや、他の種類のバイオウェイストへの適用可能性、更には変換されたバイオポリマーの具体的な用途や市場での需要を詳細に分析することが挙げられます。また、プロセスの効率化やコスト削減の方法に関する研究も必要です。
title:
Cavitation as a zero-waste circular economy process to convert citrus processing waste into biopolymers in high demand
author:
Mario, Pagliaro, Rosaria, Ciriminna, Giuseppe, Angellotti, Giovanna, Li Petri, Francesco, Meneguzzo, Cristina, Riccucci, Gabriella, Di Carlo
date:
2024-05-13
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-qsvv5?rft_dat=source%3Ddrss

Cloning instruments, model maintenance and calibration transfer
1. 与えられた論文は、何を目的としていますか？:
この論文は、非破壊スペクトルセンサー（NDSS）の応用において、モデルのキャリブレーション（校正）とその独立データセットへの適用（検証またはテスト）に関する概念実証が多く報告されていますが、条件が変わった場合にもその性能が保持されることを証明する必要があります。この一般的な問題は化学計量学で「ロバスト性」として知られています。この論文の目的は、データセットのシフトの下でのモデルメンテナンス問題を形式化するための概念の語彙を提供し、この主題に関する最近の発展をレビューし、提案された概念に従って以前の研究を分類することです。
2. 与えられた論文では、どのようなデータや情報を用いましたか？:
この論文では、NDSSの応用におけるキャリブレーションモデルのメンテナンス問題に関する過去20年間の様々な研究が用いられています。具体的には、化学計量学における校正転送のパラダイムや、機械学習コミュニティにおけるドメイン適応パラダイムなど、異なる分野でのアプローチが参照されています。これらの問題はそれぞれ別々に扱われてきましたが、すべてデータセットのシフトの下でのモデルメンテナンスという同じトピックの下に位置づけられます。
3. 与えられた論文の新規性や、解決できた問題は何ですか？:
この論文の新規性は、異なる分野で独立して扱われてきた問題を統合し、キャリブレーションモデルのメンテナンスという共通のフレームワークの下で考察することにあります。これにより、異なるアプローチを比較し、それぞれの方法の長所と短所を明らかにし、より効果的なモデルメンテナンス戦略の開発に寄与することができます。
4. 将来取り組むべき未解決問題として、何が残されていますか？:
論文によれば、異なる条件下でのNDSSの応用においてモデルのロバスト性をさらに向上させるための方法の開発が必要です。また、異なるセンサーや機器間での校正モデルの転送の効率化や、オンラインデバイスへの適用における精度の保持など、実用的な応用における課題も残されています。これらの問題に対処するためには、さらなる研究と技術的な進歩が求められます。
title:
Cloning instruments, model maintenance and calibration transfer
author:
Ramin, Nikzad-Langerodi, Valeria, Fonseca-Diaz, Jean-Michel , Roger
date:
2024-05-08
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-ghf2g?rft_dat=source%3Ddrss

Preparation and biochemical evaluation of diallyl-thiosulfinate/polyoxyethylene conjugated pH-responsive micelle with enhanced stability, hydrosolubility and antibacterial properties
1. 与えられた論文の目的:
この研究の主な目的は、アリシン（ニンニクに含まれる主要な生理活性化学物質）の不安定な特性に対処し、その安定性を向上させることです。具体的には、適切なpH応答性ミセルキャリアシステムを使用して、常温でアリシンを安定化し、その量と生物活性を保持する方法を開発することを目指しています。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、ポリオキシエチレン（Brij S20およびBrij 58）を利用したミセルキャリアシステムを設計し、それぞれのシステムでアリシンの安定性と包摂効率を比較しました。また、pHと温度がミセル化されたアリシンの安定性に与える影響を評価するための実験データが用いられています。さらに、ミセルからのアリシンの放出が酸性pHで促進されることも検証されています。
3. 新規性および解決された問題:
この研究の新規性は、アリシンの不安定性という長年の問題に対して、pH応答性ミセルキャリアシステムを用いることで安定性を向上させるアプローチを提案している点にあります。Brij 58を使用したミセルキャリアシステムは、Brij S20よりも優れた安定性と包摂効率を示しました。また、ミセル化技術がアリシンの生物活性や生体適合性を損なわないことも確認されています。
4. 未解決の問題:
今後の課題としては、ミセルからアリシンが放出されるメカニズムのさらなる解明や、さまざまな生体環境でのアリシンの挙動を詳細に調査することが挙げられます。また、ミセルキャリアシステムの安全性や長期的な安定性に関する研究も必要です。これらのデータを基にして、アリシンを含むミセルベースの製剤の商業的応用への道を開くことが期待されています。
title:
Preparation and biochemical evaluation of diallyl-thiosulfinate/polyoxyethylene conjugated pH-responsive micelle with enhanced stability, hydrosolubility and antibacterial properties
author:
Souptik, Bhattacharya, Sayamdipta , DasChowdhury
date:
2024-05-03
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-l76ph-v2?rft_dat=source%3Ddrss

Ice recrystallization inhibition activity of chemically defined carrageenans
1. 与えられた論文の目的:
本研究の目的は、特定の化学構造と関連するカチオンを持つカラギーナンの氷結晶再結晶化抑制（IRI）活性を分析することです。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、純粋なκカラギーナンとιカラギーナン、さらには分子構造と存在するカチオンに関して広範な異質性を示す複数のハイブリッドカラギーナンが調査されました。選択された商業サンプルは、その後、カリウム、カルシウム、部分的にナトリウム形式に変換されました。変更されたカラギーナンの化学的特性は、適用された手順によって分子構造が変更されていないことを示し、カラギーナンが異なるカチオン形式に成功裏に変換されたことが示されました。
3. 新規性や解決できた問題:
この研究は、カラギーナンの分子構成とIRI活性との関係に関する知識を大きく拡張しました。また、分子構造と関連するカチオンがカラギーナンの機能性に影響を与えることを示しました。純粋なκカラギーナンとκユニットが連続するハイブリッドカラギーナンは高いIRI活性を示しましたが、ιカラギーナンは活性が低かったです。κカラギーナンにおいては、カリウム形式がカルシウム形式よりも明らかに高い活性を示しましたが、ハイブリッドカラギーナンとιカラギーナンにおいてはカルシウム形式がより活性であることが示されました。
4. 将来取り組むべき未解決問題:
カラギーナンのIRI活性を最適化するために、カラギーナンの生産をどのように最適化するかという問題が残されています。また、異なるカラギーナンの種類やカチオン形式がIRI活性にどのように影響するかというより詳細な研究が必要です。
title:
Ice recrystallization inhibition activity of chemically defined carrageenans
author:
Daniel, Wefers, Julia, Hale, Julian, Gerhäuser, Alisa, Furch, Volker, Gaukel
date:
2024-05-02
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-c1lgk?rft_dat=source%3Ddrss

Exploration of Multi-Label Classification Techniques for Modelling of Specialty Arabica Coffee Flavour Notes
1. 与えられた論文の目的:
この研究は、スペシャルティ・アラビカコーヒーの複雑なフレーバープロファイルを予測することを目的としています。具体的には、未焙煎のグリーンコーヒー豆において、スペシャルティコーヒー協会のフレーバーホイールに記述されたフレーバーの存在を同時に予測するために、可視-近赤外線（vis-NIR）分光法と多ラベル分類技術の適用を検討しています。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、様々な原産地からの60ロットのグリーンコーヒー豆をvis-NIR分光法で分析し、400-1100 nmのスペクトルデータを収集しました。各ロットのフレーバーノートは、商業的なコーヒーロースターによる感覚評価に基づいて提供され、存在するか否かのラベルとして二値化されました。モデル化されたフレーバーノートはフローラル、ハニー、キャラメル、フルーツ、シトラス、ベリー、ココア、ナッツ、スパイスの9つです。
3. 新規性や解決された問題:
この研究の新規性は、グリーンコーヒー豆のフレーバープロファイルを予測するために、vis-NIR分光法と多ラベル分類技術を組み合わせた点にあります。探索的データ分析からは、フレーバーノートや原産地に基づく明確なクラスタリングは見られませんでしたが、フレーバーホイール上の関連するフレーバー間の潜在的な相関関係が観察されました。最も良い結果は、二値関連実験から各フレーバーノートに対して最も性能の良い二値モデルを抽出する分解アプローチを使用したことで、ハミング損失が0.2778、平均バランス精度が69%を達成しました。
4. 未解決の問題:
将来の課題としては、より大規模なデータセットとフレーバー相関に関するさらなる調査が必要です。これにより、供給チェーンにおけるグリーンコーヒー豆の効率的な予測が可能となる可能性があります。また、分類器チェーンメソッドが一貫して低いパフォーマンスを示したため、フレーバーノートの関係が味覚認識に直接翻訳されない可能性が示唆されており、この点についてのさらなる調査も必要です。
title:
Exploration of Multi-Label Classification Techniques for Modelling of Specialty Arabica Coffee Flavour Notes
author:
Sherman, Ho
date:
2024-04-24
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-zj1w3-v2?rft_dat=source%3Ddrss

Cost-Effective and Wireless Portable Device for Rapid and Sensitive Quantification of Micro/Nanoplastics
1. 目的:
この研究の主な目的は、微小/ナノプラスチック（MNPs）の環境リスクを評価するために、迅速で現場展開可能で、かつ感度の高い検出装置を設計することです。MNPsが生態系に蓄積することによる環境リスクは非常に大きいため、これを効果的に検出し、評価する手段を提供することが求められています。
2. 使用データ・情報:
この研究では、ルミネセントメタル-フェノリックネットワークを用いた超分子ラベリング戦略を利用しました。このネットワークはジルコニウムイオン、タンニン酸、ローダミンBから構成されており、さまざまなサイズのMNPs（例えば、50 nmから10 μm）を効率的にラベル付けすることができます。また、検出結果は機械学習アルゴリズムを用いてリモートでデータ処理を行うことができます。
3. 新規性と解決した問題:
この研究の新規性は、ワイヤレスでポータブルな装置を設計し、現場での迅速かつ高感度なMNPsの検出が可能である点にあります。従来のMNPs検出技術は限定的な効果しかありませんでしたが、この装置により、330個のマイクロプラスチックおよび3.08×10^6個のナノプラスチックを20分未満で定量化できる能力を示しました。さらに、未訓練の人員でも操作が可能で、データ処理をアプリを通じてリモートで行うことができるユーザーフレンドリーな特性も有しています。
4. 未解決問題:
今後の課題としては、この装置を用いた高スループットスクリーニングの実現や、さらに多様な環境サンプルに対する適用範囲の拡大が挙げられます。また、装置の感度や精度をさらに向上させるための研究も必要です。このような改善を進めることで、農食品および環境システムにおけるMNPsのリスク評価に大きく貢献することが期待されます。
title:
Cost-Effective and Wireless Portable Device for Rapid and Sensitive Quantification of Micro/Nanoplastics
author:
Tianxi, Yang, Haoxin, Ye, Xinzhe , Zheng, Haoming , Yang, Matthew , Kowal, Teresa , Seifried, Gurvendra , Pal Singh, Krishna , Aayush, Guang , Gao, Edward , Grant, David , Kitts, Rickey , Yada
date:
2024-04-24
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2023-jnbm1-v2?rft_dat=source%3Ddrss

Combined LC-MS/MS feature grouping, statistical prioritization, and interactive networking in msFeaST
1. 与えられた論文は、何を目的としていますか？:
与えられた論文は、LC-MS/MSを用いた非標的メタボロミクスデータにおけるフィーチャーセットテスティングと可視化ワークフロー、msFeaSTの提示を目的としています。このワークフローは、実験条件間でのフィーチャーグループの差異の統計的評価を可能にし、メタボライトの特徴やフィーチャーセットの優先順位付けを強化します。
2. 与えられた論文では、どのようなデータや情報を用いましたか？:
この研究では、質量分解に基づくスペクトル類似性グルーピングを用いて生成されたスペクトル類似性に基づくフィーチャーグループを用いています。これらのグループは、k-medoidsクラスタリングを使用して生成され、構造的に類似したフィーチャーをグループ化し、潜在的な生合成経路関係を代表しています。
3. 与えられた論文の新規性や、解決できた問題は何ですか？:
msFeaSTは、フィーチャーセットに基づく統計的テストを可能にすることで、非標的メタボロミクスデータの解析における特徴とフィーチャーセットの優先順位付けを強化する新しいワークフローを提供します。また、グローバルテストパッケージを使用して小さな一致効果を高いパワーで検出し、多重度調整ペナルティを減少させることができます。
4. 将来取り組むべき未解決問題として、何が残されていますか？:
論文からは明確な未解決問題は提示されていませんが、一般的には、さらなるデータセットや実験条件に対するmsFeaSTの適用性、拡張性、そして精度の向上が考えられます。また、他のプラットフォームやオペレーティングシステムへの対応も将来の課題となる可能性があります。
title:
Combined LC-MS/MS feature grouping, statistical prioritization, and interactive networking in msFeaST
author:
Kevin, Mildau, Justin J.J., van der Hooft, Jürgen, Zanghellini, Christoph, Büschl
date:
2024-04-18
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-h7sm8?rft_dat=source%3Ddrss

Turning Green Waste into Gold: A Novel Approach to Sustainable Organic Fertilization for Enhanced Maize Yield in Comparison to NPK Fertilizer.
1. 目的:
この研究の主な目的は、環境に悪影響を与える無機肥料に代わる持続可能な代替品を探求することです。具体的には、残留植物バイオマスを迅速に有機肥料に変換する方法を検討し、トウモロコシの成長、発達、収量に与える効果を従来のNPK肥料やウサギの糞と比較しました。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、11種類の残留乾燥植物バイオマスから合成された3種類のユニークな有機肥料を使用しました。これらの肥料は、トウモロコシの応用に最適化するために、水酸化カルシウム、粘土土壌、チオ尿素を取り入れています。また、肥料の栄養成分（窒素、リン、カリウム、炭素の総量）、pH値、トウモロコシの最大高さ、収量等のデータを収集し、分析しています。
3. 新規性と解決した問題:
この研究の新規性は、農業植物残渣を利用して有機肥料を合成し、その肥料がトウモロコシの成長と収量を向上させることが実証された点にあります。特に、合成肥料は従来のNPK肥料やウサギの糞と比較してトウモロコシの成長と収量を大きく向上させました。また、肥料の栄養放出パターンを制御することで、土壌の残存有機物の含量を高める効果も確認されました。
4. 未解決の問題:
今後の課題としては、異なる作物種や異なる気候条件下でのこの有機肥料の効果を評価すること、さらには長期的な土壌健康への影響を詳細に調べることが挙げられます。また、大規模な商業生産におけるコスト効率や実用性の評価も必要です。
title:
Turning Green Waste into Gold: A Novel Approach to Sustainable Organic Fertilization for Enhanced Maize Yield in Comparison to NPK Fertilizer.
author:
Mathew, Gideon, Emmanuel , Kambai Duniya, Mamman , Abakeyah James
date:
2024-04-12
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2023-8n7tq-v4?rft_dat=source%3Ddrss

Chemical composition, antileishmanial, and antifungal activi-ties of essential oils from Cinnamomum cassia bark, Schinus molle dried leaves and their blends
1. 目的:
この研究は、Schinus molle の乾燥葉から蒸留されたエッセンシャルオイル（SM-EO）、Cinnamomum cassia の枝皮から蒸留されたエッセンシャルオイル（CC-EO）およびそのブレンドの化学組成と、Leishmania (Leishmania) amazonensis のプロマスチゴート形態および9種類のカンジダ株に対する抗リーシュマニア活性と抗カンジダ活性を報告することを目的としています。
2. 使用データや情報:
主要成分として、SM-EOではスパチュレノール（26.93%）、β-カリオフィレン（19.90%）、カリオフィレンオキシド（12.69%）が、CC-EOではシンナムアルデヒド（60.11%）、シンナミルアセテート（20.90%）、(E)-シス-2-メトキシシンナム酸（10.37%）がそれぞれ優勢であることが示されました。また、SM-EOとCC-EOの抗リーシュマニア活性（IC50 = 21.45 µg/mLと23.27 µg/mL）と9種類のカンジダ株に対する抗菌活性（MIC値は31.25から250 µg/mLの範囲）が評価されました。
3. 新規性と解決した問題:
SM-EOとCC-EO、およびそのブレンドがLeishmania amazonensisおよびカンジダ株に対して有効であることを示し、特にブレンドはアンフォテリシンB（陽性対照）と非常に類似したIC50値（3.12から7.04 µg/mL）で高い抗リーシュマニア活性を示しました。これにより、これらのエッセンシャルオイルが抗リーシュマニア薬および抗真菌薬の配合において有益である可能性が示唆されました。
4. 未解決の問題:
SM-EOとCC-EOのブレンドが個々のエッセンシャルオイルよりも活性が高くなかった理由の解明、さらにこれらのエッセンシャルオイルの臨床応用に向けた安全性と効果の詳細な評価が必要です。また、他のリーシュマニア種やカンジダ種に対する効果の検証も今後の課題として考えられます。
title:
Chemical composition, antileishmanial, and antifungal activi-ties of essential oils from Cinnamomum cassia bark, Schinus molle dried leaves and their blends
author:
Antônio, Crotti, Aternoskaires, Silva, Cássia, Fernandes, Daiane, dos Santos, Maria, Mazza, Jackson, Silva, Lizandra, Magalhães, Regina, Pires, Mayker, Miranda
date:
2024-04-10
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-xv7db?rft_dat=source%3Ddrss

A Superstructure-Based Lignin Valorization Process Optimization Model for Lignocellulosic Biorefineries through Biological Upgrading
1. 目的:
この研究は、生物学的アップグレードを利用するバイオリファイナリーでのリグニンの有効活用のための経済的に実現可能な経路を特定する最適化フレームワークを提示することを目的としています。具体的には、硬木、軟木、草本植物から得られるリグニンを価値あるバイオプロダクトに変換する経済的可能性を評価しています。
2. 使用データ・情報:
この研究では、硬木から2-ピロン-4,6-ジカルボン酸（PDC）を生産することが最も経済的に有望であると評価されており、希釈酸前処理、塩基触媒による重合解除、およびPDC発酵を通じて、純現在価値（NPV）が771.41百万ドル、内部利益率（IRR）が19.73％と推定されています。また、資本コストがすべてのシナリオにおいて総費用の大部分を占めること、木質フィードストックからの収益は主にリグニンベースの製品から得られること、草本植物では共産物（発酵可能な糖）が主な収益源であることが示されています。
3. 新規性および解決された問題:
この研究の新規性は、リグニンの有効活用のための経済的に実現可能な経路を最適化フレームワークを用いて特定する点にあります。これにより、リグニンを価値あるバイオプロダクトに変換する具体的な方法とその経済的評価が提供され、化学産業が再生可能な炭素源のより持続可能な使用に向けて導かれることが期待されます。
4. 未解決の問題:
今後の課題としては、他のリグニン源やバイオプロダクトに対する経済的評価の拡張、プロセスのさらなる最適化、および実際の生産プロセスでの実装の可能性と効率の向上が挙げられます。また、資本コストの削減や、他の収益源の開発も重要な課題です。
title:
A Superstructure-Based Lignin Valorization Process Optimization Model for Lignocellulosic Biorefineries through Biological Upgrading
author:
Juliana, Vasco-Correa, Yajie, Wu, Juan Manuel, Restrepo-Flórez
date:
2024-04-10
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2023-1fbv7-v3?rft_dat=source%3Ddrss

Orthogonal Nano-Engineering (ONE): Modulating Nanotopography and Surface Chemistry of Aluminum Oxide for Superior Antifouling and Enhanced Chemical Stability
1. 目的:
この研究の目的は、表面のナノトポグラフィーと表面化学の影響を分離することにより、抗付着性能における重要な特性・活性関係を明らかにすることです。具体的には、Orthogonal Nano-Engineering（ONE）を用いて、ナノトポグラフィーと表面化学の影響を切り離し、表面の抗付着性能を向上させることを目指しています。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、アルミニウムの電気化学的アノダイズ処理により制御されたナノトポグラフィーを持つ酸化アルミニウム（AAO）表面を作成し、その表面に直径15nm、25nm、100nmの円筒形ナノポアを生成しました。さらに、ナノトポグラフィーを保持しながら表面化学を変更するために、ポリ(ジビニルベンゼン-4-ビニルピリジルスルホベタイン)のジウィッテリオンコーティングを約5nmの厚さでiCVD法を用いて施しました。抗付着性能は、グラム陽性および陰性細菌による48時間のバイオマス形成量を定量化することで評価されました。
3. 新規性や解決できた問題:
この研究の新規性は、ナノトポグラフィーと表面化学の影響を独立して制御し評価するOrthogonal Nano-Engineering（ONE）アプローチを用いた点にあります。これにより、各要素が抗付着性能に与える影響を明確にし、それぞれの要素がバイオマス蓄積をどの程度減少させるか、またその効果が加算的かどうかを評価することができました。特に、小孔ナノトポグラフィーとジウィッテリオン化学の組み合わせが最も効果的で、未コーティングのナノスムーズ制御と比較して大幅なバイオマスの減少を実現しました。
4. 未解決問題:
今後の課題としては、さらに異なる種類の細菌や他の微生物に対する抗付着性能の評価、長期間にわたる耐久性や安定性の検証、さらには抗付着表面の実用化に向けたスケールアップやコスト削減の研究が挙げられます。また、抗腐食性能についても、静的および乱流洗浄条件下でのさらなる評価が必要です。これらの課題に取り組むことで、医療や食品産業などの分野での応用が期待されます。
title:
Orthogonal Nano-Engineering (ONE): Modulating Nanotopography and Surface Chemistry of Aluminum Oxide for Superior Antifouling and Enhanced Chemical Stability
author:
Yifan, Cheng, Carmen, Moraru, Rong, Yang, Hanyu, Chen, Felicia, Fianu
date:
2024-04-08
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-np2ww?rft_dat=source%3Ddrss

Assessing Heavy Metal Contamination in Singed Goat Meat: Insights from Hot Water and Scrap Car Tire Singeing on Public Health and Environmental Safety
1. 目的:
この研究は、カドゥナ都市のカクリ屠畜場で、飲料水、熱湯で焼かれたヤギ肉（AS）および廃車のタイヤで焼かれたヤギ肉（AU）の中の重金属（カドミウム、銅、鉛、亜鉛、鉄）の存在を調査することを目的としています。また、これらの結果を規制遵守と産業の実行可能性のバランスを取りながら、皮革の持続可能な利用を確保し、環境および健康リスクを最小限に抑えるための適切な技術の採用の重要性を強調しています。
2. 使用データ:
研究では、ヤギ肉のサンプル（ASとAU）と飲料水の中のカドミウム、銅、鉛、亜鉛、鉄の濃度を測定しました。カドミウムは全サンプルで検出されませんでした。銅、鉛、亜鉛、鉄の濃度は、それぞれ異なる割合でASとAUのサンプルにおいて変化しており、特にAUのサンプルでは亜鉛と鉄の濃度が大幅に増加していることが示されました。
3. 新規性と解決した問題:
この研究の新規性は、廃車のタイヤを使用してヤギ肉を焼く方法がヤギ肉中の重金属濃度にどのように影響を与えるかを明らかにした点にあります。特に、亜鉛と鉄の濃度が大幅に増加することが示され、これは廃車のタイヤの元素組成に起因する可能性が高いです。この研究は、食品安全性と環境保護の観点から、この焼き方が適切でないことを示唆しています。
4. 未解決問題:
将来的には、廃車のタイヤを使用したヤギ肉の焼き方が他の重金属や有害物質の放出にどのように影響するかをさらに詳しく調査する必要があります。また、同様の調理方法が他の種類の肉や食品にどのような影響を与えるかも検討する必要があるでしょう。さらに、この調理方法に代わる、環境に優しく健康に配慮した方法を開発することも重要な課題です。
title:
Assessing Heavy Metal Contamination in Singed Goat Meat: Insights from Hot Water and Scrap Car Tire Singeing on Public Health and Environmental Safety
author:
Mathew, Gideon, Usman, Muazu, Abakeyah James , Mamman, Emmanuel Kambai , Duniya
date:
2024-04-04
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-xmp0d?rft_dat=source%3Ddrss

Culinary Cognition: The Interplay Between Visual Sensory Cues, Food Memory, And Food Perception
1. 目的:
この研究は、消費者がオンラインまたは現地で食品を選択する際、味を試すことなくどのように食品を選択しているか、視覚的手がかりと高次の認知要因を通じて消費者の意思決定プロセスについての洞察を食品生産者やマーケッターに提供することを目的としています。
2. 使用したデータや情報:
伝統的なデザートであるヘルバをケーススタディとして選び、その伝統的なレシピを変更してモデル食品を製造しました。具体的には、バターをかぼちゃの種の粉で10％、20％、30％、40％置き換えました。このモデル食品の様々な画像構成を撮影し、視覚的センサリー手がかりとして研究に使用しました。また、参加者を「食品アイテム」グループと「視覚アイテム」グループの二つに分け、それぞれが画像を通じてどのように製品を認識するかについて質問に答えました。
3. 新規性や解決した問題:
この研究は、食品の視覚的属性が記憶に基づいてどのように消費者の知覚に影響を与えるかを明らかにしました。特に、食品アイテムグループでは11組の視覚的センサリー手がかりが有意な相関を示しましたが、視覚アイテムグループでは1組のみが相関を示しました。これにより、食品記憶とトップダウンの注意が視覚手がかりを通じて食品認識にどのように影響を与えるかについての理解を深め、消費者行動に影響を与える効果的なニューロマーケティング戦略の創出に貢献することができます。
4. 未解決の問題:
今後の課題としては、異なる食品カテゴリーや文化的背景を持つ消費者に対する研究を拡張することが挙げられます。また、他の感覚的手がかり（例えば、触感や音）が消費者の知覚や選択にどのように影響を与えるかを探ることも重要です。さらに、視覚的手がかりと他のマーケティング要素との相互作用についての理解を深めることも、将来の研究で取り組むべき課題です。
title:
Culinary Cognition: The Interplay Between Visual Sensory Cues, Food Memory, And Food Perception
author:
Sibel, Ozilgen, Berna, Senguler, Funda, Yildirim
date:
2024-04-02
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-h5x3d?rft_dat=source%3Ddrss

Artificial Enzyme with Organophosphorus Hydrolase-Like Activity-Quenched Aggregation-Induced Emission Effect: Self-Reporting and Specific Assay of Nerve Agents
1. 目的:
この研究の目的は、神経剤と有機リン系農薬の検出方法において、二つの信号チャネルを一つの方法に統合することです。これにより、複数の検出手法を組み合わせることで、感度や柔軟性、携帯性の高い二重モード（色素計測と蛍光）の生化学的アッセイを確立することを目指しています。
2. 使用データや情報:
この研究では、AIE（Aggregation-Induced Emission：集合誘起発光）材料のOPH（オルガノフォスファラスヒドロラーゼ）様触媒特性とその蛍光特性を統合した新しいバイファンクショナルAIEzymeを設計・合成しました。このAIEzymeは、蛍光と可視色素計測観察の両方による検出反応を示しました。
3. 新規性と解決した問題:
この研究の新規性は、AIE材料と人工酵素を用いて、蛍光と色素計測の二つの信号を一つの検出方法に統合した点にあります。これにより、特定の神経剤に対する自己報告型および特異的なアッセイプロセスを引き起こすことができ、分析効率の向上と検出範囲の拡大を実現しました。また、AIEzymeは高い触媒活性を示し、ROS（活性酸素種）を生成しないため、色素計測アッセイでの干渉を排除することができました。
4. 未解決問題:
今後の課題としては、AIEzymeのさらなる最適化、特に様々な環境下での安定性や反応性を高める研究が必要です。また、他の有害物質に対する応用範囲の拡大や、実際の環境サンプルでの応用における精度と再現性の向上も求められます。これにより、環境モニタリングや食品安全など、より広範な分野での利用が期待されます。
title:
Artificial Enzyme with Organophosphorus Hydrolase-Like Activity-Quenched Aggregation-Induced Emission Effect: Self-Reporting and Specific Assay of Nerve Agents
author:
Lei, Han, Xinyan, Guo, Yucui, Zhang, Baojian, Huang
date:
2024-04-01
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-9z92k?rft_dat=source%3Ddrss

Recent ChemRxiv on Agriculture and Food Chemistry: September 12, 2024

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