Recent ChemRxiv on Agriculture and Food Chemistry: September 20, 2024
Temperature Correction of Near-Infrared Spectra of Raw Milk
1. 与えられた論文の目的:
この研究の主な目的は、酪農産業における製品品質、経済効率、及び動物の健康の向上を図るため、牛乳の成分分析の精度を向上させることです。具体的には、温度変動などの外部要因が牛乳の分子振動や水素結合に与える影響を補正し、近赤外(NIR)分光法による牛乳成分の迅速かつ非破壊的な定量を可能にする方法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、270個の生牛乳サンプルを分析し、5つの異なる温度（20°C、25°C、30°C、35°C、40°C）で反射スペクトルと透過スペクトルを収集しました。実験装置は正確な温度制御と正確なスペクトル測定を保証しています。30°Cで校正されたPLSR（Partial Least Squares Regression）モデルを用いて、牛乳の脂肪、タンパク質、乳糖の含量を予測しました。
3. 新規性と解決できた問題:
この研究の新規性は、温度誘発変動の影響を補正するための方法として、Piecewise Direct Standardization（PDS）、Continuous PDS（CPDS）、External Parameter Orthogonalization（EPO）、Dynamic Orthogonal Projection（DOP）の有効性を比較検討した点にあります。結果として、EPOとDOPはモデルの堅牢性と予測精度を大幅に向上させ、特に乳糖の予測においてPDSやCPDSを上回る性能を示しました。これにより、温度制御が困難な農場条件下での牛乳品質測定において、これらの直交化手法が特に適していることが示されました。
4. 未解決の問題:
この研究では、温度変動の影響を補正する手法の有効性を示しましたが、他の外部要因（例えば、異なる飼料や環境条件）による影響に対する補正方法の開発は今後の課題として残されています。また、さらに広範囲な温度範囲や異なる牛乳の種類に対するモデルの適用性を評価することも必要です。
title:
Temperature Correction of Near-Infrared Spectra of Raw Milk
author:
José Antonio, Díaz Olivares, Stef, Grauwels, Xinyue, Fu, Ines, Adriaens, Wouter, Saeys, Ryad, Bendoula, Jean-Michel, Roger, Ben, Aernouts
date:
2024-09-18
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-ls0j0?rft_dat=source%3Ddrss
A nanoparticle contrast agent enables dynamic microscale X-ray computed tomography imaging of the soil aqueous phase
1. 目的:
この研究の主な目的は、土壌の健康を維持し、気候変動への影響を減らすための代替農業技術を開発することです。具体的には、土壌内の自然プロセスを理解するために、流体や栄養素の輸送などの土壌プロセスを高解像度で動的にイメージングする3Dイメージング技術の需要が増加しています。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、土壌中の水相をラベル付けするためにポリマーテンプレート金ナノ粒子をコントラスト剤として開発しました。金ナノ粒子は、プレアセンブルされたブロック共重合体マイセル内でテンプレート合成によって生成され、固有の安定性を示すPEGブラシコロナを持っています。これらのナノ粒子は、土壌環境での高いコロイド安定性を示し、土壌ミネラル相への吸着がないことが確認されました。
3. 新規性と解決できた問題:
この研究の新規性は、低密度の水相や有機相を区別し、水の輸送をイメージングすることが困難であったマイクロスケールX線CTに対して、金ナノ粒子を用いて水相を明確にラベル付けし区別できるようにした点にあります。また、ナノ粒子システムの拡散定数を測定することで、土壌中での流れや輸送プロセスをイメージングするための効果的かつ実用的なコントラスト剤としての機能を実証しました。
4. 未解決問題:
今後の課題としては、このナノ粒子システムを使用して、さまざまな土壌タイプや条件下でのより広範な実験を行い、その適用性や限界をさらに評価する必要があります。また、土壌中でのナノ粒子の長期的な安定性や生態系への影響についても、さらなる研究が必要です。
title:
A nanoparticle contrast agent enables dynamic microscale X-ray computed tomography imaging of the soil aqueous phase
author:
Shuchen, Wang, Anna , Constantinou, Guanglei , Zhang, Yihuai , Zhang, Mohammad Javad , Shojaei, Bo , Zhou, Davey, Jones, Tiina, Roose, Martin, Blunt, Theoni, Georgiou, Iain , Dunlop
date:
2024-09-13
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-cjnmw?rft_dat=source%3Ddrss
New fluorogenic triacylglycerols as sensors for dynamic measurement of lipid oxidation
1. 与えられた論文の目的:
本研究の目的は、食品や医薬品の安全性を保証するために、脂質の酸化度を評価するための分析方法やツールを開発することです。具体的には、脂質酸化を動的にモニタリングするための新しいクラスの蛍光性トリアシルグリセロールの設計、合成、および応用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、脂質酸化を直接的にフルオレセンスで読み取ることができる蛍光性トリアシルグリセロールを合成し使用しました。これらの蛍光性トリアシルグリセロールは、水系環境および脂質ベースの環境の両方で使用可能です。また、トリアシルグリセロールのコア構造に飽和または不飽和のアシル鎖を組み込むことにより、酸化に対する感度を調整することができます。
3. 新規性および解決された問題:
この研究の新規性は、脂質酸化のダイナミクスをモニターするための蛍光ラベル付きトリアシルグリセロールとしての適用性を初めて実証した点にあります。これにより、脂質分析の分野での新たな発見への道が開かれました。従来の方法では、脂質の酸化をリアルタイムでかつ正確に測定することが困難でしたが、開発された蛍光性トリアシルグリセロールを用いることで、その問題が解決されました。
4. 未解決の問題:
将来的な課題としては、さらに多くの種類の脂質に対して、これらの蛍光性トリアシルグリセロールの適用性を広げること、また、脂質酸化のより詳細なメカニズムの解明を深めることが挙げられます。これにより、より広範囲な食品や医薬品における脂質の品質管理が可能となります。
title:
New fluorogenic triacylglycerols as sensors for dynamic measurement of lipid oxidation
author:
Matthias, Schiedel, Simon, Hammann, Maria, Handke, Frank, Beierlein, Petra, Imhof
date:
2024-09-13
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-shsjs-v2?rft_dat=source%3Ddrss
In Situ pH-Controlled Electrochemical Sensors for Glucose and pH Detection in Saliva
1. 目的:
この研究の主な目的は、非侵襲的かつ高感度で安定した電気化学的バイオセンサーを用いて、人工唾液および実際の唾液中でのグルコースとpHの検出を行うことです。特に、家畜の健康管理、具体的には牛の呼吸器疾患（BRD）や下痢を持つ子牛のバイオマーカー（グルコース、pH）の頻繁かつ連続的なモニタリングの要求に応えることを意図しています。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、インターデジタルマイクロ電極を用いたin-situ pH制御方法を活用し、プラチナブラック修飾金インターデジタル電極上に電気沈着プロセスを通じてグルコースオキシダーゼ（GOx）を固定化しました。また、光学顕微鏡、電気化学インピーダンス分光法（EIS）、走査電子顕微鏡（SEM）、エネルギー分散型X線分光法（EDX）、原子間力顕微鏡（AFM）などの様々な技術を用いて製造された電極を評価しました。
3. 新規性と解決できた問題:
この研究の新規性は、in-situ pH制御技術を利用して、追加の試薬を必要とせずに検出点での局所的なpH調整を可能にした点にあります。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に成功し、これは臨床診断や環境モニタリングなど広範囲な応用が期待される成果です。
4. 未解決の問題:
将来的には、センサーのさらなる感度向上や、他の重要なバイオマーカーに対する検出能力の拡張、さらには実際の現場での長期間の安定性と信頼性の確保が課題として残されています。また、センサーの商業化に向けたコスト削減や製造プロセスの最適化も重要な取り組みとなるでしょう。
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. 与えられた論文の目的:
この研究は、農業や園芸業界で発生する大量の廃棄物、特に花の廃棄物が環境汚染を引き起こす問題に対処し、Streptomycesという微生物を用いて、これらの花の廃棄物から有用なバイオアクティブ化合物を生産する可能性を探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、花の廃棄物を利用した半固形の培地（ISP4培地にブレンドされた花）にStreptomyces coelicolor M145を接種し、6週間の好気的培養期間を通じて定期的にサンプリングを行いました。その後、GC-MS分析を用いて水性培地から多くのバイオアクティブ化合物を同定しました。
3. 新規性や解決できた問題:
この研究の新規性は、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。Streptomycesが花の廃棄物から有用な化合物を生産できることを実証し、これにより環境への負荷を減らしつつ、産業に必要な化合物を得る新たな方法を提案しました。
4. 未解決問題:
将来的には、このプロセスの効率をさらに向上させるための研究が必要です。具体的には、より多くの花の種類に対する適用性の検証、生産される化合物の収率を高める方法の開発、および大規模な生産に向けたスケーリングアップの可能性の探求が挙げられます。
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、動物実験を代替するための新しいin-silico（コンピュータ上でのシミュレーションによる）ツールであるSTopTox（Systemic and Topical chemical Toxicity）プラットフォームの予測性能を評価することです。STopToxは、化学物質の急性全身毒性と局所毒性を予測するために開発されたもので、化学毒性学における動物実験の削減、改善、代替（3R）を目指しています。
2. 使用データ・情報:
STopToxのモデルは初期開発段階で広範な公開データセットを使用して厳格に検証されました。これにより、OECD（経済協力開発機構）の原則に準拠することを保証し、高い内部精度とかなりの外部予測力を誇っています。この研究では、STopToxの予測性能を独立したデータセットを用いて評価し、六つの主要な急性毒性エンドポイント（急性経口、経皮、吸入全身毒性、皮膚感作、皮膚刺激／腐食、眼刺激／腐食）を通じて外部検証を行います。
3. 新規性と解決できた問題:
STopToxは、従来の動物実験に代わる革新的なin-silico代替手段として開発されました。これにより、化学物質の毒性を予測するための包括的でアクセスしやすい、ユーザーフレンドリーなツールを提供します。また、この研究によってSTopToxが信頼性の高い規制決定ツールとして機能し、毒性評価における動物実験の削減に貢献する可能性が強調されました。
4. 未解決問題:
STopToxの堅牢性と信頼性をさらに確立するためには、引き続き新規化合物に対する検証が必要です。これにより、STopToxがin vivo（生体内）動物実験の代替として使用されるための基盤が強化されます。
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:
この研究は、非売品グレード（NSG）の植物スパイスを用いて、エッセンシャルオイルを抽出し、その化学組成と抗微生物活性を分析することを目的としています。また、農業廃棄物を削減し、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. 使用データ・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したエッセンシャルオイルの化学組成を、ガスクロマトグラフィーと質量分析（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微生物活性は、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）に対して試験されました。
3. 新規性と解決した問題:
この研究の新規性は、非売品グレードのスパイスを利用することであり、これにより農業廃棄物の削減とスパイス農家の収入向上が期待されます。また、NSGエッセンシャルオイルの抗微生物活性が商業製品と同等か、それ以上であることが示され、これはNSGスパイスの有効利用を示唆しています。
4. 未解決の問題:
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対して同様の研究を行い、その効果の一貫性を確認すること、また、エッセンシャルオイルの抽出や利用に関するコスト効率の分析、さらには市場での受け入れや実際の農家への経済的影響を評価することが挙げられます。
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:
この研究の目的は、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開発することです。具体的には、迅速かつ現場での感度の高いマイクロプラスチック検出技術を開発し、その蓄積が人間の健康に及ぼす潜在的なリスクを評価し、最小化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、新しい表面増強ラマン分光法（SERS）技術を利用しました。この技術は、ジルコニウム（IV）を助けとして用い、ラマンレポーターとしてローダミンBを活用してマイクロプラスチックの分析を改善します。また、ジルコニウム支援のSERSラベルアプローチを用いて、10μmのポリスチレンマイクロプラスチック（PSMPs）を0.1ppmの濃度で定性的かつ超高感度に定量化することができ、検出限界は1ppbです。
3. 新規性と解決した問題:
この研究の新規性は、ジルコニウム（IV）を用いたSERSラベル戦略を取り入れることにより、マイクロプラスチックの超高感度な検出が可能となった点です。これにより、水道水システムにおける5ppmから30ppmのポリスチレンマイクロプラスチック濃度で90％を超える回収率を達成し、現実の環境でのマイクロプラスチックの検出が可能になりました。
4. 未解決の問題:
将来的には、様々な種類のマイクロプラスチックに対する分析能力をさらに向上させる必要があります。また、検出技術のさらなる高速化と現場での利用のしやすさを向上させることも重要です。これにより、農業食品および環境システム全体でのマイクロプラスチックのリスク評価と管理がさらに効果的に行えるようになるでしょう。
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. 与えられた論文は、何を目的としていますか？:
この研究は、動物用飼料の生産において、栄養品質、収益性、環境持続可能性のバランスを取ることを目的としています。具体的には、飼料の成分の品質管理だけでなく、その環境持続可能性を予測する方法として、近赤外分光法（NIRS）と全球的な生活サイクル評価（LCA）を組み合わせる手法を示しています。
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、近赤外分光法（NIRS）を用いて飼料成分の起源を特定し、これを全球的な空間的に明示的な生活サイクル評価（LCA）と組み合わせて、環境足跡を推定しています。さらに、成分の価格と輸送情報を取り入れて、品質、収益性、持続可能性の三つの目標に向けて飼料を最適化しています。
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？:
この研究の新規性は、NIRSを用いて飼料成分の環境持続可能性をリアルタイムで予測することにあります。これにより、気候変動への影響を3.3-39%削減し、生物多様性に対する土地ストレスの影響も削減しながら、収益性をわずか0.82-2.4%しか低下させずに品質を保つことができました。このアプローチは、最適な飼料比率を提供し、足跡と収益性のトレードオフを特定することで、意思決定者がより環境に優しい飼料に移行するのを助けます。
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？:
NIRSとLCAの組み合わせは、飼料だけでなく食品、繊維、その他の生物基盤商品にも拡張可能であるため、これらの分野における持続可能性の向上に向けたさらなる研究が必要です。また、この手法が異なる地域や異なる種類の飼料成分にどのように適用できるかについても、さらなる調査が求められます。
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？:
この研究の主な目的は、クルクミンの誘導体であるクルクミン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）溶液におけるHOO•ラジカル（一般的な自由ラジカル）の除去活動を調査することです。この活動を通じて、クルクミンの抗酸化特性を理解し、その効果的な治療メカニズムを解明することを目指しています。
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、密度汎関数理論（DFT）アプローチを使用して、クルクミンの中性形およびアニオン形のタウトマー（ケト-エノール形とジケトン形）の抗酸化特性を調査しています。また、水素移動（HT）、ラジカル付加形成（RAF）、単一電子移動（SET）という3つの一般的なメカニズムを通じて、これらの反応の熱力学的および動力学的パラメーターを詳細に特徴付けています。
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？:
この研究は、クルクミンとその誘導体の抗酸化特性に関する体系的な熱力学的および動力学的調査を提供することに新規性があります。特に、HOO•ラジカルに対する反応速度が水中でCur-Iの方がCur-IIIより約3倍高いことを明らかにしました。また、ケト-エノール形が反応速度に主に寄与していることも判明し、これはクルクミンの抗酸化作用の理解を深めるものです。
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？:
クルクミンの他の誘導体や異なる溶媒環境における反応性の詳細な調査が必要です。また、クルクミンの抗酸化効果の生体内での動態や、その他の疾患に対する治療効果の検証も重要な未解決問題として残されています。さらに、HOO•以外の自由ラジカル種に対するクルクミンの反応性も詳細に調べる必要があります。
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:
本研究の目的は、農業において食用植物の表面からマイクロ・ナノプラスチック（MNP）を効果的に除去するための家庭用および産業用の収穫後洗浄方法の有効性を評価することです。これにより、食品安全と人間の健康への脅威を軽減することを目指しています。
2. 使用データ・情報:
この研究では、葉物野菜であるバジルの葉からMNPを除去するための洗浄方法の効果を評価するために、共焦点ラマン分光法と表面増強ラマン分光法（SERS）を使用しました。試験に使用されたプラスチック粒子には、42マイクロメートルのポリスチレン（PS）、6マイクロメートルのポリメチルメタクリレート（PMMA）、61ナノメートルのPSが含まれています。
3. 新規性と解決した問題:
この研究は、新鮮な農産物からMNPを除去するための一般的な洗浄方法の有効性を評価し比較した初めての研究です。共焦点ラマン分光法とSERSを用いることで、それぞれの洗浄方法がどれだけ効果的にMNPを除去できるかを科学的に評価することができました。特に、タップ水洗浄は42マイクロメートルのPSに対して高い除去効率を示しましたが、6マイクロメートルのPMMAに対しては低い効果を示しました。野菜用洗剤はPMMAの除去に最も効果的でした。
4. 未解決の問題:
61ナノメートルのPSの除去効率が最も高い洗浄方法である超音波洗浄でも59.8％という結果にとどまり、非常に小さいサイズのMNPを効果的に除去するためのより効果的な洗浄方法の開発が今後の課題として残されています。また、様々な種類のMNPに対するさまざまな洗浄方法の効果をさらに詳細に調査する必要があります。
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:
この研究は、メチシリン耐性黄色ブドウ球菌（MRSA）に感染した創傷の治癥を促進するための全天然の強力なAIE活性ハイドロゲルを開発することを目的としています。このハイドロゲルは、中国の天然ハーブ分子である甘草酸（GA）と黄連（BR）から構成され、優れたバイオコンパチビリティと機械的強度を持ち、環境に優しいプロセスで製造可能です。
2. 使用したデータや情報:
この研究では、甘草酸と黄連という二つの天然中国ハーブ分子を基にしたハイドロゲルの自己組織化とその相互作用を利用しました。これにより、集合繊維ネットワークが形成され、GN-BR粒子が埋め込まれました。さらに、このハイドロゲルは、優れたフルオレセンス発光、機械的強度、構造回復能力、そして興味深い刺激応答フルオレセンス特性を持つことが確認されました。
3. 新規性と解決した問題:
この研究の新規性は、全天然成分からなるAIE活性ハイドロゲルを用いて、MRSA感染創傷の治療において高い抗炎症能と抗菌能を示す点にあります。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が効果的であることが示されました。また、実際の創傷治療において、炎症反応の抑制、コラーゲンの沈着促進、血管新生の向上などの生体内での有益な効果が確認されました。
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。特に、長期間にわたる安全性と効果の検証、さらには他の種類の抗生物質耐性細菌に対する効果の検討が求められます。また、製造プロセスの最適化や大規模生産における課題も解決する必要があります。
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:
与えられた論文の主な目的は、下水からの窒素回収を通じて、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、窒素に富んだ廃水の処理を改善することです。また、生物学的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といった、窒素回収の広範な適用を妨げる技術的および経済的要因に対処し、窒素回収の選択性と調整可能性を向上させるための統合的な生物学的および物理化学的技術を提案することです。
2. 使用データや情報:
この論文では、市町村の下水に含まれる低濃度の窒素、高効率分離技術の欠如、回収した窒素の市場と製品の適合性の問題点を指摘しています。また、窒素回収のための生物学的システム、物理化学的分離、市場評価の統合の重要性を強調しています。さらに、シアノフィシンという多様な細菌によって生産される窒素豊富な生物高分子を、市町村の下水からの窒素の生物濃縮および回収の潜在的なターゲットとして挙げています。
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な技術を統合することで、窒素回収の選択性と調整可能性を向上させる方法を提案している点にあります。また、従来の肥料以外にも、回収した窒素製品の拡張されたポートフォリオを提案しており、これにより窒素回収の応用範囲が広がる可能性があります。
4. 未解決問題:
将来的には、市町村の下水から窒素を効率的に回収し、有用な製品に変換するための更なる研究が必要です。具体的には、低濃度の窒素源から高効率で窒素を分離・回収する技術の開発、回収した窒素を市場で受け入れられる製品に変換するための方法、およびこれらの技術の経済的実現可能性の評価が挙げられます。
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、食品の冷凍プロセス中に発生する損傷を防ぎ、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についての定量的な測定を行い、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で製品の品質を向上させることを目指しています。
2. 使用データ・情報:
この研究では、新開発されたマイクロサーモグラフィーシステムを用いて、実際の食品（牛肉、ズッキーニ、ブロッコリー、ジャガイモ）の氷核形成と成長の速度をin-situ（実際の状態で）で測定しました。また、これらの食品の化学組成を分析し、既存の結晶成長と核形成の原理を適用して、氷核形成と氷の成長の間に見られる逆の関係の原因を説明しました。
3. 新規性・解決された問題:
この研究の新規性は、マイクロサーモグラフィーシステムを用いた実時間での氷核形成と氷の成長の測定にあります。これにより、異なる食品間での氷核形成と氷の成長の速度の違いを定量的に評価することが可能となりました。また、食品の化学組成と凍結プロセスの関係を明らかにし、食品ごとに最適化された冷凍方法を提案することで、食品の品質を保ちつつ食品ロスを減らす方法を提供しました。
4. 未解決の問題:
今後の課題としては、さらに多くの異なる種類の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を工業規模で適用する際の最適条件を詳細に検討し、実用化への道を探る必要があります。さらに、冷凍プロセス中における他の要因（例えば、冷凍速度や冷凍前の食品の処理方法など）が品質に与える影響についても研究を深めることが求められます。
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. 目的:
本研究の目的は、ステビアを加えた際にマイクロ波加熱されたコーヒーが超加熱する現象の原因を解明することです。特に、ステビアの活性成分の量子力学的シミュレーションを通じて、ステビア粒子が泡の核生成地点として機能するメカニズムを探求し、高温・常圧環境下での粒子蓄積の超加熱理解に貢献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、ステビアの構造的リラクゼーションに関する量子力学的シミュレーションが用いられています。具体的には、ステビアの基本分子平面上に存在する高頻度で移動する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考察されました。また、超加熱現象を理解するために、ニュートニアン冷却ダイナミクスの不確実性内で沸点以上の温度上昇を捉える多項式カオス展開も利用されています。
3. 新規性および解決した問題:
この研究の新規性は、ステビア粒子がマイクロ波加熱されたコーヒーの超加熱を引き起こす核生成地点としての役割を明らかにした点にあります。これまでに観察された水の超加熱現象と比較して、ステビアを加えたコーヒーの超加熱現象は理解されていなかったため、この点が解決されました。
4. 未解決問題:
将来的には、ステビア以外の他の添加物がマイクロ波加熱されたコーヒーの超加熱にどのような影響を与えるかを調査する必要があります。また、超加熱現象がエンジン内の燃料など他の高温・常圧環境での粒子蓄積にどのように影響を及ぼすかの詳細な研究も必要です。
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:
この研究の目的は、食事由来のフラボノリグナン（一種のポリフェノール化合物）がどのようにして微生物叢によって代謝されるかを理解することです。これにより、年齢特有の栄養戦略を考慮した食事の提案や、食事ポリフェノールの代謝に関する知識の進展を目指しています。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、特にイソシリビンBというシリマリン成分に焦点を当て、その成分が腸内細菌群（特にFaecalibacteriumやErysipelotrichaceae UCG-003といった細菌）の豊富さにどのように影響するかを調査しました。これには、微生物叢の分析技術や代謝プロファイリングが用いられたと考えられます。
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特定の腸内細菌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、食事成分が腸内フローラに与える影響を理解するための新たな視点が提供され、特定の腸内細菌が健康に及ぼす潜在的な影響についての理解も深まりました。
4. 未解決問題:
将来の研究では、他のフラボノリグナン成分が腸内細菌にどのような影響を与えるのか、また、これらの相互作用が人間の健康や病気にどのように影響するのかをさらに詳細に調査する必要があります。また、年齢や生活習慣によって異なる腸内細菌群への影響も考慮に入れることが重要です。
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:
この研究は、ナイジェリアのカドゥナ州において市場で売ら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伝統的なハーブカクテルレシピの微生物汚染を定量化することを目的としています。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影響を評価することを目指しています。
2. 使用データや情報:
研究では、カドゥナ市場で販売されているハーブ製品と、特定の病気を治療するための伝統的なハーブカクテルのサンプルを採取し、これらのサンプルからの細菌の汚染レベルを測定しました。具体的には、シゲラ属、黄色ブドウ球菌（S. aureus）、サルモネラ属、大腸菌（E. coli）などの細菌のカウントと、これらの細菌の抗生物質に対する耐性パターンを調べました。
3. 新規性と解決した問題:
この研究は、ハーブ製品の微生物汚染の実際の状況を明らかにし、特に多剤耐性（MDR）細菌の存在を確認することで、これらの製品が抗微生物耐性の増加にどのように寄与しているかを示しました。これは、ハーブ製品の安全性を確保し、消費者の健康リスクを軽減するための重要な情報を提供します。
4. 未解決の問題:
この研究では、ハーブ製品の品質管理の厳格化が必要であることが示されましたが、具体的な品質管理基準の設定や、これらの基準を遵守するための具体的なガイドラインの開発はまだ行われていません。また、新たな抗生物質治療法の開発の必要性も指摘されていますが、その具体的な研究や開発は今後の課題として残されています。
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:
この研究の目的は、バイオマスポリマーを燃料、化学物質、その他の製品に変換するために、前処理と分画技術を用いて分離・単離することです。特に、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ための反応条件（時間、温度、酸濃度など）を最適化すること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、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）プロセスにおいて、時間（10-30分）、温度（140-180°C）、酸濃度（0.025-0.1 M H2SO4）の効果をモデル化しました。リグニンの収率（最大で定量）、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）が測定されています。
3. 新規性や解決した問題:
この研究の新規性は、前処理の厳しさを単一の値として組み合わせることの便利さと、それがリグニン品質に与える個々および組み合わせた条件の影響を混同する問題を明らかにした点です。また、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、これらの特性は同時に最大化（または最小化）することができないことを示しました。さらに、滞留時間が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、これは連続および流れるプロセスにおいて短い滞留時間がコスト削減につながる可能性を示唆しています。
4. 未解決の問題:
未解決の問題としては、異なる前処理技術を比較する際に、前処理の厳しさをどのように適切に評価・調整するかが挙げられます。また、リグニンの特性を同時に最大化する方法の開発も重要な課題です。これらの課題に取り組むことで、リグニンを燃料、化学物質、その他の製品へとより効果的に利用する方法が開発されるでしょう。
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. 目的:
この研究は、農業環境において無機肥料の高コストが原因で、農家が大規模な廃棄場からのコンポストを土壌改良材として使用するケースが増えている問題を背景に、廃棄場コンポスト、耕作用土壌、トウモロコシ植物、ほうれん草の野菜に含まれる微量金属（Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Fe、Pb、Zn）の濃度を調査し、その結果を通じて、重金属に汚染されたコンポスト/土壌で栽培された作物を消費することに関連する潜在的な健康リスクを強調し、食品安全と環境保健を確保するための継続的な監視と改善努力の重要性を浮き彫りにすることを目的としています。
2. 使用データや情報:
この研究では、廃棄場コンポスト、耕作用土壌、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測定しました。具体的には、Cd（カドミウム）、Cr（クロム）、Cu（銅）、Mn（マンガン）、Ni（ニッケル）、Fe（鉄）、Pb（鉛）、Zn（亜鉛）の各濃度を分析し、EUの限度を超えるものを特定しています。
3. 新規性と解決問題:
この研究の新規性は、特に大規模な廃棄場からのコンポストを使用することの潜在的なリスクを具体的なデータをもって示した点にあります。重金属の濃度がEUの限度を超えていることを明らかにし、これにより、廃棄場コンポストを使用した際の健康リスクと環境への影響を科学的に支持する証拠を提供しました。
4. 未解決問題:
将来的には、重金属に汚染されたコンポストや土壌からの作物の安全性を高めるための具体的な改善策や対策の開発が必要です。また、重金属の植物への吸収パターンをさらに詳細に分析し、特定の作物に対するリスク評価を行うことも重要です。さらに、廃棄場の管理と規制を強化し、環境への悪影響を最小限に抑えるための方策も検討されるべきです。
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. 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、異なる仕様と製造元からの幅広い商業用カラギーナンのコレクションを体系的かつ包括的に特徴付けることです。さらに詳細な特性評価のために、部分的な酵素的加水分解を基にした分析手法を開発し、HPLC-MSやHPSEC-RIを用いて適用しました。また、選択し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を使用しました。
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、商業用カラギーナンの構造的な変異を観察するために、HPLC-MS（高速液体クロマトグラフィー・質量分析法）とHPSEC-RI（高分子排除クロマトグラフィー・屈折率検出器）を使用した分析アプローチを採用しました。さらに、カルシウム添加時のゲル化特性の違いを調べるためにレオロジー分析も行いました。
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、商業用カラギーナンの実際の構造と製造元が指定したカラギーナンタイプとの間にしばしば不一致があることを明らかにした点にあります。特にλ-カラギーナンのサンプルでは、λ型の構造要素が含まれていないことが判明しました。開発された酵素的-クロマトグラフィックアプローチを適用することで、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. 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？:
カラギーナンの構造と機能の関係を調査する前に、商業カラギーナンサンプルをその構造と組成で分析する必要があります。さらに、異なるアプリケーションでの挙動に影響を与える可能性のあるゲル化特性の違いを詳細に調べる必要があります。これらの問題に対処するために、本研究で説明された酵素的-クロマトグラフィックアプローチが適していることが示されましたが、更なるサンプルと様々な条件での検証が求められます。
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:
この研究の主な目的は、植物組織内でのナノプラスチック（NPs）の挙動を研究し、その人間および環境への影響をよりよく理解するために、デュアル機能を持つモデルNPを開発し、その有効性を評価することです。具体的には、モデルNPがニンニク植物にどれだけ効果的に取り込まれ、定量化および特定できるかを、表面増強ラマン分光法（SERS）と誘導結合プラズマ質量分析法（ICP-MS）を用いて評価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、ラマンレポーター機能化された金ナノ粒子をコアとし、その外側にプラスチック層を持つコアシェル構造のモデルNPを使用しました。ニンニク植物は実験のマトリックスとして使用され、異なる濃度のモデルNP懸濁液で30日間栽培されました。植物からのNPの取り込みは、SERSによって可視化され、ICP-MSによって金の存在に基づいて定量化されました。
3. 新規性と解決した問題:
この研究の新規性は、SERSとICP-MSを組み合わせたデュアル機能モデルNPを用いることにより、植物組織内でのNPの挙動を詳細に追跡し、定量化する方法を開発した点にあります。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かった問題を、このモデルNPを用いることで克服しました。また、モデルNPは一年間で構造、サイズ、表面電荷の安定性を保ち、化学的なリーチングの兆候がなかったことも重要な成果です。
4. 未解決の問題:
将来的には、異なる種類の植物や他の生物組織でのモデルNPの挙動を調査すること、さらには環境中でのNPの長期的な影響を明らかにするための研究が必要です。また、モデルNPが実際の環境条件下でどのように振る舞うかを評価するための追加的な研究も求められています。
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:
この研究の主な目的は、アブダビの小売市場で販売されているハチミツのサンプルを用いて、フルクトース、グルコース、スクロースの値を測定し、それらの糖の構成比とパーセンテージがハチミツの品質にどのように影響するかを調査することです。また、ハチミツの品質に関する地元の基準に対する遵守状況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、アブダビの小売市場から取得されたハチミツのサンプルを分析し、主にフルクトース、グルコース、スクロースの含有量を測定しました。糖の総含有量は27％から87％の範囲であり、スクロースの含有量は5％から37％の範囲でした。これらのデータを基に、各サンプルの品質評価が行われました。
3. 新規性と解決された問題:
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評価に特化している点にあります。特に、フルクトース、グルコース、スクロースの比率がハチミツの物理化学的特性にどのように影響するかを明らかにしました。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いことが判明し、品質管理の問題点を指摘しました。
4. 未解決問題:
将来的には、より多くのサンプルに対して同様の分析を行い、さらに詳細なデータを収集する必要があります。また、非遵守サンプルの原因を特定し、品質向上のための具体的な対策を講じることが求められます。さらに、地元の基準に対する遵守率を向上させるための監視体制や規制の強化も重要な課題となります。
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、持続可能性におけ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、および貴重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て、代謝工学の設計を未曾有の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についても議論しており、これらの技術を用いて植物の代謝を洗練させています。
3. 新規性および解決できた問題:
このレビューは、光合成効率、栄養利用、および非生物的ストレス耐性の向上を通じて、植物の代謝介入による成功事例を検討しています。さらに、合成生物学アプローチや多遺伝子特性のスタッキングなど、分野を革新する新たなトレンドにも焦点を当てています。これにより、食糧安全保障、気候変動への適応、および貴重な化合物の持続可能な生産といった分野での変革的な可能性を強調しています。
4. 未解決問題:
この分野が急速に進化する中で、遺伝子改変作物の規制と生物安全性の側面を考慮する必要があります。持続可能な農業と作物改良の未来に向けた洞察を提供しつつ、このダイナミック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. 与えられた論文の目的:
この研究の主な目的は、オリーブオイルの真正性を非侵襲的に分析する方法を開発することです。具体的には、空間オフセットラマン分光法（SORS）を使用して、異なる種類の容器を通してオリーブオイルのスペクトルを取得し、その真正性を確認する手法の開発が行われました。
2. 使用されたデータや情報:
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。このデータセットを基に、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が開発されました。
3. 新規性や解決できた問題:
この研究の新規性は、SORS技術を用いて容器を通じてオリーブオイルのスペクトルを取得し、その真正性を分析する方法を開発した点にあります。これにより、オリーブオイルの偽造を非侵襲的かつ効率的に検出することが可能となりました。また、異なる企業の食品検査でこの戦略をテストし、現場での分析に成功し、関係者からの肯定的なフィードバックを得ることができました。
4. 未解決問題:
将来的には、さらに多様なオリーブオイルのサンプルに対してこの分析戦略を適用し、その汎用性と精度を高める必要があります。また、他の食品に対してもこの技術を応用する可能性を探ることが挙げられます。さらに、分析速度やコストの削減も重要な課題として残されています。
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:
増加する人口を支えるための農業生産性の需要の増大に伴い、農薬の使用が拡大されていますが、これにより空気、水、土壌、意図しない対象種が汚染される問題が発生しています。そのため、環境中の様々な農薬を効果的かつ持続可能な方法で検出する技術の開発が必要です。本研究では、表面増強ラマン分光法（SERS）を利用して環境汚染物質を検出・定量する技術に焦点を当て、バイオ廃棄物由来のナノセルロースを基盤とした薄膜と金ナノ粒子を組み合わせることで、持続可能で再現性のあるSERSナノ基板を開発することを目的としています。
2. 使用データ・情報:
本研究では、カーバリル、フェルバム、チアベンダゾールという3種類の農薬を使用し、これらを新開発のナノセルロースベースのSERSナノ基板と携帯型ラマン装置を用いて感度良く選択的に検出しました。検出限界はカーバリルが0.924 mg/L、フェルバムが0.479 mg/L、チアベンダゾールが0.038 mg/Lとされ、すべて農業で推奨される使用濃度よりも低い値であることが報告されています。また、フェルバムのスプレー溶液とスプレー後に収集された滴のSERS信号を収集し、両者の間に大きな違いがないことから、この検出方法が農薬滴の検出に信頼性があることが示されました。
3. 新規性と解決できた問題:
本研究は、バイオ廃棄物由来のナノセルロースを用いて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初の研究です。この技術により、環境への影響を最小限に抑えつつ、農薬の検出を迅速かつ正確に行うことが可能となり、持続可能な農業実践への貢献が期待されます。
4. 未解決問題:
今後の課題としては、さらに多種多様な農薬に対する検出能力の拡大、検出感度の向上、実際の農業現場での応用に向けたシステムの実用化、環境中の他の汚染物質に対する適用可能性の検討などが挙げられます。また、ナノセルロース基板の生産プロセスの最適化やコスト削減も重要な課題です。
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:
この論文の主な目的は、精密畜産技術を活用し、家畜の生産性、健康、および福祉を向上させるための管理方法を改善することです。具体的には、乳牛の初乳期に発生する負のエネルギーバランスによる代謝性疾患であるケトーシスの検出に焦点を当てています。この研究では、βHB（ベータ・ヒドロキシブチレート）濃度を迅速かつ正確に測定するための低コストのグラフェンベースセンサー「Keto-sensor」の開発を行っています。
2. 使用したデータや情報:
この研究では、グラフェンナノシートをスクリーン印刷された電極（SPE）に積層し、その表面を安定化酵素（ベータ・ヒドロキシブチレート脱水素酵素、NADH、グリセロール）で機能化する技術を用いました。このセンサーは、EDC-NHS結合化学を利用しています。また、ケトーシスのバイオマーカーとしてβHBを用い、牛の血清サンプルに含まれるβHBを検出するためのスパイクテストも実施しました。
3. 新規性と解決した問題:
この研究の新規性は、グラフェンを基盤としたセンサーを用いてβHBの濃度を迅速かつ正確に測定できる点にあります。これにより、乳牛のケトーシスを早期に検出することが可能となり、畜産業における動物の健康管理と生産性向上に寄与します。また、分析感度は10 nM、検出限界は0.24 nMと非常に高い精度を実現しています。
4. 未解決の問題:
今後の課題としては、センサーのさらなる精度向上や、異なる環境下での性能の検証が挙げられます。また、他の代謝性疾患のバイオマーカーを検出するためのセンサーの開発も重要な課題です。さらに、実際の農場での長期間にわたる使用に耐えうる耐久性やコスト効率の向上も求められます。
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. 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。この研究により、過剰なフリーラジカルを減少させ、生物分子への損傷を限定する効果的な抗酸化剤に関するデータソースを豊かにすることが期待されます。
2. 使用データ・情報:
この研究では、密度汎関数理論（Density Functional Theory）を用いて、allylisothiocyanate, 1-isothiocyanate-3-methylbutane, 4-methylphenyl isothiocyanate, 2-phenylethyl isothiocyanateという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評価しました。計算はM06-2X/6-311++G(3df,3pd)//M06-2X/6-311++G(d,p)レベルで行われ、水とペンチルエタノエート（PEA、脂質環境を模倣）の両環境において、形式水素移動、ラジカル付加生成、単一電子移動のメカニズムが考慮されました。
3. 新規性と解決した問題:
この研究の新規性は、自然由来のイソチオシアネート化合物がHOꞏラジカルを消去する効率を定量的に評価し、それが生物学的分子と比較して高い反応性を示すことを明らかにした点にあります。特に、allylisothiocyanate (Cp1) は最も効率的なHOꞏ消去剤であり、その反応速度定数は水中で5.20 × 10^9 M^-1s^-1、PEA中で1.85 × 10^9 M^-1s^-1と非常に高い値を示しました。
4. 未解決問題:
今後の課題としては、他の自然由来の抗酸化剤との比較研究、イソチオシアネート化合物の実際の生物系での抗酸化効果の検証、さらに異なる環境条件下での効果の評価などが挙げられます。また、これらの化合物の安全性や副作用に関する詳細な研究も必要です。
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. 与えられた論文の目的:
この研究の主な目的は、食品乳化物の物理化学的安定性を保証するために必要な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、異なる乳化剤を使用した乳化物のタンパク質の分布を定量的に分析し、その分布が乳化物の安定性にどのように影響するかを明らかにすることです。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、STORM（stochastic optical reconstruction microscopy）を使用して、蛍光標識抗体を用いて油/水ドロップレット界面でのタンパク質の局在を観察しました。また、タンパク質の分布を定量的に分析するために、均一分布と不均一分布をシミュレートし、相対位置分布（RPD）分析を実施して、隣接する局在間の相対距離のヒストグラムを抽出しました。さらに、RPDヒストグラムに2D確率関数をフィッティングすることで、局在精度の振幅を得ました。
3. 新規性や解決できた問題:
この研究の新規性は、STORMを使用して乳化剤として機能するタンパク質の微細な局在を可視化し、その分布の均一性を定量的に分析した点にあります。これにより、乳化剤の分布の均一性が乳化物の安定性にどのように影響するかを理解する手がかりを提供しました。特に、異なる乳化剤の組み合わせがタンパク質の分布の均一性にどのように影響するかを明らかにし、それが乳化物の物理化学的性質にどのように影響するかを示しました。
4. 未解決問題:
将来的には、さらに多くの乳化剤の組み合わせや異なる条件下での乳化物の挙動を詳細に分析する必要があります。また、タンパク質の分布の均一性が乳化物の安定性に与える影響をさらに深く理解するために、他の高度なイメージング技術や分析手法の開発も求められます。これにより、食品乳化物の設計と最適化においてより詳細なガイドラインを提供することができるようになるでしょう。
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:
新しく開発された有機ナノ酵素（OAナノ酵素）は、持続可能な特性を持ち、従来の無機ナノ酵素に関連する問題を克服することを目的としています。具体的には、物理的なサイズが小さく、多様な素材を使用できる新しい有機化合物ベースのナノ酵素の開発を目指しています。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、アミノ酸を基にした持続可能な有機ナノ酵素を導入し、その製造過程を改良しています。具体的には、単一キレート/ポリマーの絡み合いに基づく製造プロセスが開発され、3時間以内にナノ酵素を製造することが可能です。また、物理的直径が100nm以下で均一な形態を持ち、中性pHで負の表面電荷を持つように設計されています。さらに、このナノ酵素は過酸化水素に対して0.009mMのKm値を持つ優れた動力学プロファイルを示し、表面電荷の相互作用を利用してアレルギー生物分子を検出することに成功しています。
3. 新規性と解決できた問題:
この研究の新規性は、従来のナノ酵素の問題を克服するために、アミノ酸を基にした新しいタイプの有機ナノ酵素を開発した点にあります。特に、製造プロセスの改良により、迅速な製造と小さな物理的直径を実現しており、さらに高い選択性と感度で生物分子を検出できる能力を持っています。これにより、多様な応用が期待されるナノ酵素の開発が進んでいます。
4. 未解決問題:
将来的には、この有機ナノ酵素の応用範囲をさらに拡大し、さまざまな生物学的および環境的応用への適用可能性を探ることが挙げられます。また、さらに多様な素材を用いたナノ酵素の開発や、その機能性の向上も重要な課題です。
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:
この研究の主な目的は、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）同時成分分析（ASCA）を組み合わせて使用し、小麦の品質評価を簡略化する手法を開発することを目指しています。
2. 使用データ・情報:
この研究では、オーストリアの4つの地点から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。これらのデータには、年度、採取地点、そしてそれらの組み合わせが小麦の近赤外スペクトルに与える影響が分析されています。また、小麦の成分（たんぱく質、炭水化物、水分、脂肪）が年度や地域による違いにどのように寄与するかも評価されました。
3. 新規性と解決した問題:
この研究の新規性は、NIRSとASCAを組み合わせることにより、小麦の品質評価を簡単で環境に優しい方法で行えることを示した点にあります。また、NIRスペクトルの前処理ツールがASCAによる結果、特に年次および地域効果に帰属される分散に顕著な影響を与えることが明らかになりました。これにより、小麦の品質評価における年度や地域の影響をより正確に理解することができます。
4. 未解決問題:
将来的には、他の地域や異なる環境条件下での小麦サンプルに対しても同様の分析を行い、この手法の汎用性をさらに検証する必要があります。また、NIRスペクトルの前処理手法が結果に与える影響をさらに詳細に調査し、最適な前処理手法を特定することも重要な課題です。
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:
与えられた論文の目的は、伝統的な薬用植物であるRumex sanguineusの化学組成を深く理解することです。これは、食用資源としての人気が高まっているにもかかわらず、その化学組成が十分に理解されていないためです。
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、UHPLC-HRMSを用いて分析しました。その後、特徴ベースの分子ネットワーキングによってさらに解析され、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って、347の一次および特殊代謝物が注釈されました。これらは8つの生化学クラスに分類されました。
3. 新規性および解決された問題:
この研究の新規性は、非標的質量分析ベースのメタボロミクスを使用してRumex sanguineusの詳細な化学組成を解析した点にあります。特に、多くのメタボライトがポリフェノール類とアントラキノン類に属していることが明らかにされ、アントラキノンの存在による潜在的な毒性の調査が行われました。これにより、薬用から現代の料理用途への移行を考える際に、有益でありながらも危険な化合物を理解するための徹底的なメタボロミクス研究の必要性が強調されました。
4. 未解決の問題:
将来的には、アントラキノン類の毒性に関するさらなる調査が必要です。また、他の未注釈のメタボライトの機能や影響についても詳細な研究が必要とされています。これにより、Rumex sanguineusを安全かつ効果的に食用および薬用として利用するためのガイドラインを確立することができるでしょう。
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:
この研究の主な目的は、アルコール飲料の真正性を保証し、ブランドを保護し、消費者の安全を保障するための認証方法を確立することです。具体的には、ポーランドのウォッカ生産における原材料の植物起源を区別し、不正な製品が市場に流通するリスクを低減する技術を開発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、²H SNIF NMR技術と化学計量学技術を利用して、ウォッカの生産に使われる原材料（穀物、ジャガイモ、サトウダイコン）の植物起源を区別しました。また、C3植物からのアルコール混合物についても初めて分析を行い、異なる原材料からのアルコールの混合を検出するための研究が行われました。
3. 新規性と解決した問題:
この研究の新規性は、C3植物からのアルコール混合物を分析し、ウォッカの原材料の植物起源を識別する新しい方法を提案したことにあります。また、分散分析とTukeyの検定を用いて、原材料間の有意な同位体差を確認しました。さらに、穀物-ジャガイモ、穀物-サトウダイコン、ダイコン-ジャガイモの混合物において線形関係を確立し、組成の決定が可能となりました。これにより、不正な原材料の割合を10％から50％の範囲で検出することが可能になりました。
4. 未解決問題:
今後の課題としては、さらに低い割合の不正原材料も検出できるような感度の高い技術の開発が挙げられます。また、他のアルコール飲料にも同様の技術を適用し、その有効性を検証する必要があります。さらに、実際の市場で流通している製品に対しても、この技術を用いた検証を行うことで、消費者の信頼を一層高めることが期待されます。
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、植物と微生物の相互作用を解明するためにメタボロミクスが果たしている重要な役割と、その分野での顕著な進歩を探求することを目的としています。具体的には、病原体攻撃時の代謝変化の明らかにすること、植物の抵抗性に関連する重要な代謝物質の特定、病気抵抗性を向上させた作物の育種を支援することが含まれます。また、共生関係の代謝の複雑さを検討し、シグナリング代謝物質の重要性を強調し、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に焦点を当てています。
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？:
このレビューは、最近の研究を統合しており、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方法を変革したメタボロミクスの研究成果を詳細に説明しています。具体的なデータとしては、病原体攻撃時の代謝変化、植物の抵抗性に関連する代謝物質、共生関係のシグナリング代謝物質、エンドファイトから得られる生物活性化合物の研究結果が含まれています。
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の相互作用における代謝の複雑さを詳細に解析し、それによって植物の病気抵抗性を向上させるための育種や、新たな生物活性化合物の発見など、具体的な応用に結びつける点にあります。解決された主な問題は、植物の病気抵抗性に関連する代謝物質の特定と、有用な生物活性化合物の同定です。
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？:
未解決の問題としては、さらに詳細な代謝物質のネットワークの解析や、特定された生物活性化合物の機能解析、これらの化合物の農業やバイオテクノロジーでの実用化に向けた研究が挙げられます。また、異なる環境条件下での植物-微生物相互作用の動態を解析し、より広範な環境への適応性を持つ作物の開発も重要な課題です。
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？:
この研究の主な目的は、食品成分の物理化学的特性に基づいて、基本的な味覚（苦味、甘味、旨味）を識別するためのマルチクラス予測モデルを開発することです。このモデルを通じて、味覚の認識とその分子特性の理解を深め、食品の合理的な設計に貢献することを目指しています。
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、それらの味覚を分類するための機械学習ベースのアルゴリズムが開発されています。具体的には、苦味、甘味、旨味といった基本的な味覚を識別するためのデータとして、化学化合物の分子特性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？:
この研究の新規性は、基本的な味覚を識別するためのマルチクラスモデルの開発にあります。これまでの研究では、味覚の全スペクトラムを予測するためのモデルが不足していましたが、この研究では、特定の三つの味覚（苦味、甘味、旨味）を区別するモデルが開発され、公開されたウェブプラットフォームに統合されました。これにより、食品の味覚設計や治療食の開発など、新たな方法論の道が開かれます。
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？:
今後の課題としては、残りの基本的な味覚（塩味、酸味）を含めた全味覚のスペクトラム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。また、味覚認識の精度を向上させるためのアルゴリズムの改善や、より多くの化学化合物に対応するためのデータベースの拡充も求められます。
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. 与えられた論文の目的:
この研究の主な目的は、生物学的サンプル中の極微量の化学物質を検出するために、従来の低解像度質量分析法によるターゲットアプローチと、新たに開発されたターゲット/非ターゲットLC-MS法を組み合わせることにより、感度を向上させることです。これにより、エクスポゾームのより広範な調査が可能となり、追加の化合物、それらの生物変換産物、および可能な代謝変化（メタボロミクス）をカバー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、135種類の多様な毒性物質（マイコトキシン、可塑剤、PFAS、パーソナルケア製品の成分、工業副産物、および潜在的に有益なキセノバイオティクスなどのフィトホルモン）のMRM遷移を最適化しました。また、概念実証として、人間のプラズマ（SRM 1950）と血清（SRM 1958）の標準参照材料をZeno MRM-HR + SWATHおよびSWATH-onlyの方法論で分析しました。
3. 新規性および解決された問題:
この研究の新規性は、ターゲットと非ターゲットのLC-MS手法を組み合わせることにより、Zeno技術を利用して感度を向上させた点にあります。これにより、非ターゲットメタボロミクスが超微量バイオモニタリング分析でのパフォーマンスが不足している問題を克服しました。具体的には、MRM-HR+SWATHモードでの検出頻度が68%増加し、低濃度レベルの化学物質も検出可能となりました。
4. 未解決の問題:
この研究で取り組むべき未解決の問題としては、他の小分子オミクス分野、例えばリピドミクスやメタボロミクスのワークフローにこの手法を適用する可能性が挙げられます。また、更なる化学物質のカバレッジ拡大や、さらなる感度向上のための技術開発が必要です。
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:
本研究の目的は、グリセロールと水の混合物（モル比1/2.55）が深共晶溶媒（DES）であることを実証し、食品廃棄物から有用なバイオアクティブ化合物を抽出するための緑色で効果的な抽出剤としての使用を検証することです。また、DESの抽出能力と抗酸化特性を評価し、食品グレードの成分を使用することで、抽出物を直接使用できる新しいアプローチを提案します。
2. 使用したデータや情報:
本研究では、グリセロール/水の混合物の実験的な融点と理論的な曲線を比較して、その混合物がDESであることを示しました。さらに、異なる食品廃棄物マトリックス（玉ねぎ、トマト、リンゴの皮、使用済みコーヒーかす、ブドウの絞りかす）を用いて、DESの抽出能力と抗酸化特性を評価し、水やグリセロール単独の成分と比較しました。
3. 新規性や解決できた問題:
本研究の新規性は、グリセロールと水の混合物がDESであることを初めて実証した点と、食品廃棄物からのバイオアクティブ成分の抽出において、DESが従来の抽出剤よりも優れた抽出能力と抗酸化特性を示した点です。また、食品グレードの成分を使用しているため、抽出物を直接使用することが可能であり、これによりさらなる精製プロセスを省略できる可能性が開かれました。
4. 未解決問題:
今後の課題としては、他の食品廃棄物マトリックスに対するDESの抽出能力の検証、さらに多くのバイオアクティブ成分に対する抽出効率の評価、抽出物の安全性と効果のさらなる評価が必要です。また、DESの成分比率や抽出条件の最適化も重要な研究テーマです。
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健康に重要な多くの生物学的プロセス、例えば免疫、代謝、栄養、神経系に関与していることから、これらの代謝産物とヒト及びマイクロバイオーム関連タンパク質との相互作用の全データを収集・分析し、その構造、化学クラス、ターゲットクラス、生物学的起源のパターンを見つけ出すことです。さらに、これらの代謝産物を模倣する分子を薬剤や栄養補助食品として利用する可能性を探ることも目的としています。
2. 使用データ・情報:
この研究では、これまでに公表されている人間およびマイクロバイオーム関連タンパク質との代謝産物の相互作用の全データセットを取得し、分析しています。また、バーチャルスクリーニングを使用して相互作用を4倍以上に拡大し、過去の分析でその妥当性を検証し、生物学的な関連性に基づいてそれらを優先順位付けするためにバイオインフォマティクスツールを使用しています。
3. 新規性と解決した問題:
この研究の新規性は、ヒトおよびマイクロバイオーム関連タンパク質との相互作用を大幅に拡大し、それらの相互作用の構造、化学クラス、ターゲットクラス、生物学的起源のパターンを明らかにした点にあります。これにより、公表されたデータに見られる化学生物学的なギャップを埋め、これらの化合物の化学生物学的空間の完全な解明を加速することが期待されます。
4. 未解決問題:
将来的には、これらの相互作用に基づいて、実験的検証を迅速かつ集中的に行うための信頼性の高い予測を多く提案する必要があります。さらに、これらの代謝産物を模倣する分子が実際に薬剤や栄養補助食品としてどのように機能するかを明らかにするための詳細な研究が必要です。
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、植物や菌類が自然に産生する内部アルキンの特定と分析を改善することです。内部アルキンはイオン化が困難で熱的に不安定であり、その分析を容易にするための特定の化学ツールが不足しているため、これらの問題を解決する手法を開発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、ルテニウム触媒によるアジド-アルキン環化付加反応（RuAAC）を利用して、トリス置換トリアゾールを形成し、これにより内部アルキンの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、生物学的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倍まで向上させることができます。また、導入された化学的誘導体化プロトコルを用いて、ハリネズミ茸から食用内部アルキンを分離し、その分子が未報告のレパンジオール類似体であること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、ルテニウム触媒によるアジド-アルキン環化付加反応を利用して内部アルキンの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、イオン化が困難で熱的に不安定な内部アルキンの特定と分析が容易になりました。さらに、この方法は複雑な生物サンプルにも適用可能であり、内部アルキンの分析における大きな進歩を遂げました。
4. 未解決の問題:
今後の課題としては、RuAAC誘導体化のメカニズムに関する洞察を深めることが挙げられます。この研究では、誘導体化中のRuAAC反応の動態を観察し、多様な触媒由来のルテニウム複合体の形成と消失を確認しましたが、これらの複合体がRuAAC誘導体化の限界にどのように影響しているかの詳細なメカニズムはまだ完全には解明されていません。このメカニズムの解明は、さらなる方法の改善につながる可能性があります。
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:
この研究は、ヨーロッパイワシ（Sardina pilchardus）とヨーロッパアンチョビ（Engraulis encrasicolus）の加工残渣を利用して、リモネンを用いた無廃棄抽出プロセス「LimoFish」を開発し、従来の石油由来溶剤（n-ヘキサンや石油エーテル）を使用した抽出方法と比較することで、このプロセスの一般的な適用性と、グリーン抽出および海洋バイオリファイナリーの原則に適合する高いプロセス効率を確立することを目指しています。
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、リモネンを利用した無廃棄抽出プロセス「LimoFish」を実施し、その結果をn-ヘキサンや石油エーテルを用いた従来の抽出方法と比較分析しました。この比較により、抽出効率、環境への影響、コスト効率などの面でのデータが収集・評価されています。
3. 新規性・解決した問題:
この研究の新規性は、「LimoFish」プロセスがリモネンを使用することにより、石油由来の溶剤を使用する従来の方法よりも環境負荷が低く、グリーン抽出の原則に適合する点にあります。また、このプロセスは高い抽出効率を実現し、海洋バイオリファイナリーの要求に応えることができるため、海洋バイオエコノミーの推進に寄与する可能性があります。
4. 未解決問題:
将来的には、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可能性の拡大、さらには大規模生産への適用を含む実用化の進展が求められます。また、抽出された成分の具体的な利用方法や市場での競争力を高めるための研究も必要です。
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. 与えられた論文の目的:
与えられた論文では、未処理の柑橘系加工廃棄物を高い生物活性を持つ「IntegroPectin」と低結晶性で微細化されたセルロース「CytroCell」に変換することを目的としています。これは、産業用ソニケーターを使用して、水だけで行われるキャビテーションを通じて、豊富な農業工業廃棄物を二つの高需要なバイオポリマーに変換するゼロ廃棄物の循環経済プロセスの一般的な実行可能性を示すことを目指しています。
2. 与えられた論文で使用されたデータや情報:
この研究では、色付きの甘いオレンジ（Citrus sinensis）のバイオウェイストを出発材料として使用しています。また、キャビテーションプロセスを効果的に進行させるために産業用ソニケーターを利用し、水だけを媒体として使用しています。
3. 与えられた論文の新規性や解決できた問題:
この研究の新規性は、柑橘系バイオウェイストを有効利用し、高い生物活性を持つペクチンと低結晶性のセルロースを生成することです。これにより、従来の廃棄物処理方法に代わる持続可能な方法を提供し、ゼロ廃棄物の循環経済プロセスを実現しています。さらに、このプロセスは水のみを使用し、化学薬品を使用しないため、環境への影響も低減されます。
4. 将来取り組むべき未解決問題:
このプロセスのスケールアップと経済的な実行可能性の評価が未解決の問題として挙げられます。また、生成されたバイオポリマーの具体的な応用分野や市場での需要をさらに詳細に調査する必要があります。さらに、他の種類の農業廃棄物に対するこの技術の適用可能性も検討する価値があります。
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. 与えられた論文の目的:
非破壊スペクトルセンサー（NDSS）の適用に関する文献の多くは、モデル計算（キャリブレーション）と独立したデータセットへの適用（検証またはテスト）に限定された概念実証を報告しています。しかし、NDSSの開発には、最初の検証で得られた性能が条件が変わった場合にも有効であ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言及されています。測定条件の変化によって測定されたスペクトルは逸脱を受けるため、この逸脱に対するモデルおよびセンサーの再現性がそのロバスト性を定義します。この論文は、キャリブレーションモデルの維持の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、提案された概念に基づいて過去の研究を分類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:
この論文では、化学計量学と機械学習の両コミュニティで長年にわたり研究されてきた問題、特にキャリブレーション転送やドメイン適応のパラダイムを通じて、スペクトルの幾何学的修正、スペクトル空間、またはキャリブレーションモデルの修正などの過去の研究をレビューしています。
3. 新規性や解決できた問題:
この論文の新規性は、キャリブレーションモデルの維持に関する問題を形式化し、この問題に関する概念の語彙を提供することです。また、これまで個別に扱われてきた問題を、データセットのシフトの下でのモデル維持という同一のトピックの下に統合し、これにより異なるアプローチを相互に関連付けて理解することが可能になります。
4. 未解決の問題:
将来的には、さまざまな測定条件やデバイス間でのキャリブレーションモデルをどのように効果的に維持し、適用するかという問題が残されています。また、新しいタイプのデータや環境の変化に対応するためのロバストなモデルの開発も引き続き重要な課題です。
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. 目的:
本研究の主な目的は、ニンニク（Allium sativum）から抽出される主要な生理活性化学物質であるジアリルチオスルフィネート（アリシン）の安定性を向上させることです。アリシンはその治療特性において注目されていますが、その不安定な特性が広範な生物医薬品への利用を妨げています。そのため、アリシンの安定性を改善し、その量と生物学的活性を保持するための適切なpH応答型ミセルキャリアシステムを設計することが目指されています。
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）を利用してアリシンを包含し、その安定性を向上させるミセルキャリアシステムを設計しました。さらに、温度（25℃）とpHの影響を評価し、Brij S20とBrij 58のミセルキャリアシステムの比較を行い、Brij 58がより優れた安定性と包含効果を示しました。また、ミセル化されたアリシンの安定性がpHと温度によって大きく影響されること、そして酸性pH 1.5でアリシンのミセルからの解放が助けられることが確認されました。
3. 新規性と解決された問題:
この研究の新規性は、アリシンの不安定性を改善するためにpH応答型ミセルキャリアシステムを利用した点にあります。これにより、アリシンの安定性が向上し、生物学的活性が保持されることが示されました。また、ミセル化方法がアリシンの生物活性や適切な生体適合性を損なわないことも確認され、これにより生物医薬品や食品関連産業での商業的利用の可能性が高まりました。
4. 未解決の問題:
今後の課題としては、様々なpH環境や体温でのアリシンの解放動態をさらに詳細に調査すること、また、異なる生物学的環境におけるアリシンの効果や安全性を評価する広範な臨床試験が必要です。これにより、ミセルキャリアシステムを用いたアリシンの応用範囲を広げ、より効果的かつ安全な治療オプションを提供することが期待されます。
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:
この研究の主な目的は、異なる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。特に、純粋なκ-カラギーナンおよびι-カラギーナンといくつかのハイブリッドカラギーナンを対象に、それぞれの分子構造と存在するカチオンの異なる形態について調査しました。
2. 使用されたデータや情報:
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カチオンの存在に関して広範な異質性を示すいくつかのハイブリッドカラギーナンが使用されました。これらの商業サンプルは、カリウム、カルシウム、部分的にはナトリウムの形態に変換され、化学的特性が変更されずに成功裏に異なるカチオン形態に変換されたことが確認されました。
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活性との関連性についての理解を大幅に拡張しました。特に、κ-カラギーナンとハイブリッドカラギーナンのIRI活性においてカチオンの形態が異なる影響を与えることを明らかにし、ι-カラギーナンが他の形態に比べて活性が低いことも確認しました。
4. 未解決の問題:
今後の研究では、さらに多くのカラギーナンの種類とカチオン形態を試験し、IRI活性に及ぼす影響を詳細に解析する必要があります。また、カラギーナンの生産プロセスを最適化し、IRI活性を向上させるための具体的な方法論の開発も求められています。
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. 目的:
この研究の主な目的は、スペシャリ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です。具体的には、未焙煎のグリーンコーヒー豆のフレーバーを、スペシャリ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）分光法とマルチラベル分類技術を用いて研究を行っています。
2. 使用データ・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って感覚評価に基づいて提供され、存在または不在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. 新規性および解決された問題:
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分光法とマルチラベル分類技術を組み合わせることにあります。特に、マルチラベル分類技術を用いたことで、複数のフレーバーノートを同時に予測することができました。また、解決された問題としては、フレーバーノート間の相関関係を観察し、それをモデルに反映させることで、より精度の高い予測が可能となりました。
4. 未解決問題:
将来的には、より大規模なデータセットを用いてフレーバーの相関関係についてさらに深く調査する必要があります。また、この技術を供給チェーンに効果的に適用するためには、フレーバープロファイルの予測精度をさらに向上させるための研究が必要です。さらに、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あるため、この点についての追加的な調査も求められています。
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の迅速で現場展開可能で感度の高い検出デバイスを設計することを目的としています。MNPsは陸上および水生生物に対して莫大な環境リスクをもたらすため、その汚染の潜在的リスクを評価する手段の開発が重要です。
2. 使用したデータや情報:
この研究では、ルミネセントメタル-フェノールネットワークを用いた超分子ラベリング戦略を利用しています。このネットワークはジルコニウムイオン、タンニン酸、ロダミンBから構成され、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します。また、検出されたMNPsの量は、マシンラーニングアルゴリズムを用いたリモートデータ処理によって定量的にフルオレッセンスイメージングされます。
3. 新規性と解決した問題:
この研究の新規性は、ワイヤレスで携帯可能なデバイスを開発した点にあります。これにより、現場での迅速かつ感度の高いMNPsの検出が可能となり、未訓練の人員でもAPPを通じてデータ処理を行うことができます。さらに、このデバイスは330の微プラスチックと3.08×10^6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。また、実際のサンプルに対する適用性も示されており、プラスチックカップからのMNPsの放出や水道水中のナノプラスチックを検出できます。
4. 未解決の問題:
将来的には、さらに多くの異なる環境サンプルや条件に対応できるようデバイスの適用範囲を広げる必要があります。また、デバイスの精度や感度をさらに向上させるための研究も必要です。さらに、MNPsの長期的な環境への影響に関するより詳細な研究が求められます。
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. 与えられた論文の目的:
与えられた論文は、LC-MS/MS非標的代謝物質分析データにおける特徴セットのテストと可視化のワークフローであるmsFeaSTを提示することを目的としています。このワークフローは、実験的条件間での特徴群の差異の存在の統計的評価を可能にし、代謝物質のパスウェイの濃縮分析においてより意味のある結論を導き出す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、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特徴群（フィーチャーセット）を使用しています。これらの特徴群は、k-medoidsクラスタリングを用いて生成され、類似の構造を持つ特徴をグルーピングし、潜在的な生合成パスウェイとの関連を示します。
3. 新規性と解決された問題:
この研究の新規性は、質量スペクトルに基づく特徴セットのテストと可視化を統合するワークフローmsFeaSTを開発したことにあります。これにより、特徴と特徴セットの優先順位付けを探索的データ分析中に強化することが可能になりました。また、グローバルテストパッケージを使用して特徴セット規模での統計的テストを行うことで、小さな一致効果を高い力で検出し、多重性調整のペナルティを軽減することができる点も解決された問題です。
4. 未解決の問題:
将来的には、さらに多様な実験条件や異なる種類の代謝物質データに対してmsFeaSTの適用性を拡大すること、また、より高度な統計的手法や機械学習技術を統合することによって、特徴セットテストの精度と効率をさらに向上させることが挙げられます。これにより、非標的代謝物質分析の分野でのさらなる発展が期待されます。
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の代替として、植物残渣から急速に有機肥料を合成する方法を開発し、その肥料がトウモロコシの成長、発達、及び収穫量に与える効果を評価することです。これにより、持続可能な農業実践と土壌の豊かさを促進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、11種類の乾燥植物残渣を用いて三種類の有機肥料を合成しました。これらの肥料はカルシウムヒドロキシド、粘土土壌、チオ尿素を含む特定の配合で作られています。合成肥料の栄養素含有量（窒素、リン、カリウム、炭素）、pH値、トウモロコシの最大高さ、収穫量、そして肥料の栄養放出ダイナミクスと土壌の有機物残留量に関するデータが収集・分析されました。
3. 新規性と解決できた問題:
この研究の新規性は、植物残渣を用いて高速で有機肥料を合成する方法を開発し、その肥料が従来のNPK肥料や兎糞に比べてトウモロコシの成長と収穫量を著しく向上させる点にあります。また、肥料の栄養放出パターンを制御することで、土壌の有機物残留量を高め、持続可能な土壌管理が可能になることを示しました。
4. 未解決問題:
将来的には、他の作物に対するこの合成有機肥料の効果を評価する必要があります。また、異なる気候条件や土壌タイプでの肥料の効果も調査することが求められます。さらに、大規模な生産と実用化に向けてのコスト効率と生産プロセスの最適化も重要な課題です。
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:
本研究は、Schinus molleの乾燥葉から抽出された精油（SM-EO）とCinnamomum cassiaの枝の樹皮から抽出された精油（CC-EO）およびその混合物の化学組成と、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・情報:
SM-EOの主要成分はspathulenol（26.93%）、β-caryophyllene（19.90%）、caryophyllene oxide（12.69%）であり、CC-EOではcinnamaldehyde（60.11%）、cinnamyl acetate（20.90%）、(E)-cis-2-methoxycinnamic acid（10.37%）が主要成分であることが示されました。また、SM-EOとCC-EOはそれぞれL. amazonensisに対して良好な活性を示し（IC50 = 21.45 µg/mLと23.27 µg/mL）、9種類のカンジダ株に対しても良好または中等度の活性を示しました（最小抑制濃度（MIC）が31.25から250 µg/mLの範囲）。
3. 新規性および解決された問題:
SM-EOとCC-EOの混合物は個々にテストされた精油よりも活性が高くなかったものの、非常に高い抗リーシュマニア活性を示し、IC50値が3.12から7.04 µg/mLの範囲であったことが新規性です。これはアムホテリシンB（陽性対照）のIC50と非常に類似しています。これにより、SM-EO、CC-EO、およびその混合物が抗リーシュマニアおよび抗真菌活性を持つ薬剤の配合に参加する可能性が示唆されました。
4. 未解決の問題:
今後の課題としては、これらの精油およびその混合物の抗リーシュマニアおよび抗カンジダ活性の機構をさらに詳細に解明する必要があります。また、これらの精油が臨床的に使用可能な薬剤としての安全性と有効性を評価するための追加的な研究が必要です。
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行うバイオリファイナリーにおいて、リグニンの価値化のための経済的に実行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有価な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）を生産するシナリオを評価するために、希薄酸プレトリートメント、塩基触媒による重合解除、およびPDC発酵というプロセスを含む経済分析を行っています。また、軟木や草本植物からのリグニンベースの製品や副産物（発酵可能な糖）からの収益についても評価しています。
3. 新規性と解決した問題:
この研究の新規性は、リグニンを有価な化学物質に変換するための経済的に実行可能な経路を特定するという点にあります。特に、硬木からPDCを生産するプロセスが最も経済的に有望であるという結果は、リグニン価値化技術の商業化に向けた重要な指針を提供します。また、資本コストが全シナリオにわたって大きな部分を占めることを明らかにし、リグニンベースの製品が主要な収益源であることを示しています。
4. 未解決問題:
将来的には、リグニンからのバイオプロダクト生産コストをさらに削減する方法、さらに多様なリグニン原料を効率的に利用する技術の開発、リグニン価値化プロセスの環境影響を評価するための詳細なライフサイクル分析が必要です。これらの課題に取り組むことで、リグニンバイオリファイナリーの持続可能性と経済性をさらに向上させることができるでしょう。
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:
この研究の主な目的は、表面のナノトポグラフィと表面化学の影響を分離することにより、材料の表面特性を解明し、それが抗汚染性能にどのように影響するかを理解することです。具体的には、Orthogonal Nano-Engineering（ONE）を用いて、ナノトポグラフィと表面化学の影響を切り離し、それぞれの要素が抗汚染性能に与える効果を評価しました。
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により制御されたナノトポグラフィを持つ酸化アルミニウム（AAO）表面を生成し、その表面に直径15nm、25nm、100nmの円筒形ナノポアを持たせました。さらに、ナノトポグラフィを保持しつつ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の厚さで施しました。抗汚染性能は、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、Orthogonal Nano-Engineering（ONE）を用いてナノトポグラフィと表面化学の影響を独立して制御し、それぞれが抗汚染性能にどのように寄与するかを明らかにした点にあります。特に、小さなポアのナノトポグラフィとジウィッテリオン化学は、テストされた各種類の細菌によるバイオマスの蓄積を減少させ、その組み合わせが最も効果的であることが示されました。これにより、抗汚染表面の設計において、これらの要素をどのように最適化するかについての洞察が得られました。
4. 未解決問題:
この研究では、特定の細菌種に対する抗汚染性能が示されましたが、他の微生物や環境条件下での性能についてはまだ未解明です。また、長期間にわたる耐久性や、異なる材料への応用可能性についても検討が必要です。さらに、ナノトポグラフィと表面化学の最適な組み合わせをさらに探求し、より広範な抗汚染アプリケーションへの適用を目指すべきです。
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