Recent ChemRxiv on Agriculture and Food Chemistry: November 21, 2024

3D Printing Technologies and Automation in Food Processing Industry: An
Innovative Marketing Approach for Health and Digital Gastronomy Perspective
1. 目的:
このレビューは、デジタルガストロノミーについて包括的な理解を提供することを目的としています。具体的には、3Dフードプリンティング技術が料理芸術に与える影響と、食品生産プロセスの最適化における自動化の役割を探求しています。
2. 使用されたデータや情報:
論文から直接的なデータや情報の種類は明確には示されていませんが、3Dフードプリンティング技術、食品加工業界における自動化、革新的なマーケティング戦略という3つの主要な要素に焦点を当てていることが示唆されています。これらの要素を用いて、食品生産と消費の変革的なパラダイムを表現しています。
3. 新規性や解決した問題:
このレビューの新規性は、3Dフードプリンティングが料理芸術に与える影響を体系的に評価し、食品生産プロセスにおける自動化の利点とその統合方法を探る点にあります。これにより、カスタマイズされた食品の開発において形状、色、質感、風味、栄養を最適化する方法が提供され、特に宇宙探査やヘルスケアといった分野での応用可能性を開拓しています。
4. 未解決問題:
将来的には、3Dフードプリンティング技術のさらなる精度向上や、より多様な食材での使用可能性の拡大、生産コストの削減、消費者の受け入れや市場への適応など、技術的および社会的な課題が残されています。これらの問題に対処することが、3Dフードプリンティング技術の普及と実用化を加速させる鍵となります。
title:
3D Printing Technologies and Automation in Food Processing Industry: An
Innovative Marketing Approach for Health and Digital Gastronomy Perspective
author:
Srithuvaragan, Ratnavel, Adam, Schiffer, Nitin, Sahai
date:
2024-11-20
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-q37xr?rft_dat=source%3Ddrss

Tea Polyphenol EGCG Increases Nanoplastics Release from Plastic Cups but Mitigates Potential Detrimental Effects
1. 目的:
本研究は、環境条件下でのプラスチック包装材料からのマイクロ/ナノプラスチック（MNP）の放出については調査されてきましたが、実際の食品成分（例えば、ポリフェノール）がプラスチック放出に与える影響は未調査であったため、この影響を調査することを目的としています。特に、お茶に共通するカテキン系ポリフェノールであるエピガロカテキンガレート（EGCG）が、加熱過程でのポリスチレン（PS）カップからのナノプラスチックの放出にどのような影響を与えるかを初めて調査しました。
2. 使用したデータや情報:
本研究では、EGCGを添加した状態でのポリスチレンカップを使用し、マイクロ波加熱や沸騰水を用いた加熱処理を行い、ナノプラスチックの放出量を測定しました。放出されたナノプラスチックの定量化のために、EGCGベースの発光金属フェノールネットワークラベリング戦略を用いた新規の表面増強ラマン散乱センサーを開発しました。また、異なるEGCGの添加量がナノプラスチックとの相互作用によってナノプラスチックの放出量にどのように影響するかも観察しました。
3. 新規性および解決した問題:
この研究の新規性は、食品成分がプラスチックからのナノプラスチック放出に与える影響を初めて明らかにした点にあります。特に、EGCGがナノプラスチックの放出を増加させること、そしてEGCGがナノプラスチックの細胞毒性を減少させる可能性があることを発見しました。これにより、食品の安全性に関する公衆衛生の議論において、食品の成分や食品加工、包装の適用がナノプラスチックの暴露に与える影響を考慮することの重要性が強調されました。
4. 未解決の問題:
将来的には、他の食品成分がナノプラスチックの放出にどのように影響を与えるかを調査する必要があります。また、ナノプラスチックの長期的な健康への影響についてもさらに研究を進める必要があります。さらに、ナノプラスチックの放出を減少させるための新たな材料や技術の開発も求められています。
title:
Tea Polyphenol EGCG Increases Nanoplastics Release from Plastic Cups but Mitigates Potential Detrimental Effects
author:
Tianxi, Yang, Haoxin , Ye, David, Kitts, Xiwen , Wang, Yifan, Wang
date:
2024-11-20
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-16x50?rft_dat=source%3Ddrss

A Chemical Language Model for Multi-Class Molecular Taste Prediction
1. 目的:
この論文は、分子の味を予測することを目的としています。具体的には、食品科学において味の化学を体系的に探求し、新しい風味化合物の開発を加速させるためのツールとして、FART（Flavor Analysis and Recognition Transformer）という化学言語モデルを紹介しています。
2. 使用したデータや情報:
FARTモデルは、これまでで最大の公開データセット（15,031の化合物）を用いて微調整されています。このデータセットは分子の味覚に関するもので、モデルはこのデータを利用して味の基本的なカテゴリー（甘味、苦味、酸味、うま味）を予測します。
3. 新規性と解決した問題:
FARTは、以前の二値分類に焦点を当てたアプローチとは異なり、複数の味覚カテゴリーを予測する能力を持ちます。また、勾配に基づく可視化を通じて解釈可能性を保ちながら、味の特性を駆動する主要な構造要素を識別することができます。これにより、既知の味覚化合物だけでなく、新規化合物の分析にも利用可能です。
4. 未解決問題:
この研究では、味の予測の精度をさらに向上させるための方法や、より多様な味覚カテゴリーを含むモデルの拡張が今後の課題として挙げられます。また、味覚化合物の相互作用や複雑な味覚プロファイルの予測に対するアプローチも、今後の研究で取り組むべき問題です。
title:
A Chemical Language Model for Multi-Class Molecular Taste Prediction
author:
Leif, Sieben, Yoel , Zimmermann, Henrik , Seng, Philipp, Pestlin, Franz, Görlich
date:
2024-11-19
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-d6n15?rft_dat=source%3Ddrss

Dynamic Sorption and Interfacial Assembly of Polysaccharide on Hydrophobic v. Hydrophilic Surfaces
1. 目的:
この研究は、水/固体界面における溶解有機物質（DOM）の吸着・脱着動態を理解することを目的としています。具体的には、モデルDOM（多糖類）がダイヤモンドとゲーサイトの界面でどのように振る舞うかを調査し、表面の濡れ性がどのように影響を受けるかを研究しています。
2. 使用したデータや情報:
この研究では、実験的に多糖類の吸着・脱着の動態を調べるために、水/ダイヤモンドおよび水/ゲーサイト界面でのインシチュ吸着・脱着実験を行いました。また、2次元相関IR分光法を用いて、表面の極性、表面荷重、時間が多糖類の構造変化と自己集合にどのように影響するかを示しました。
3. 新規性と解決できた問題:
この研究は、表面の極性によって多糖類の結合と動態が異なることを明らかにしました。ゲーサイトは高い吸着能と結合強度を示しましたが、吸着速度はダイヤモンドに比べて遅かったです。さらに、多糖類の荷重が増加すると、異なる界面での多糖類の保持メカニズムが変化することを示しました。これにより、土壌中の非極性有機汚染物質の強い保持が、有機鉱物結合体内の疎水性ポケットによるものである可能性が示唆されました。
4. 未解決問題:
今後の課題としては、異なる種類の多糖類や他の有機物質がどのように振る舞うかをさらに調査する必要があります。また、異なる環境条件下での吸着・脱着の挙動や、これらの動態が環境システムや工学システムにどのように影響するかを理解することが重要です。
title:
Dynamic Sorption and Interfacial Assembly of Polysaccharide on Hydrophobic v. Hydrophilic Surfaces
author:
Behrooz, Azimzadeh, Carmen Enid, Martínez
date:
2024-11-19
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-cfqrr?rft_dat=source%3Ddrss

New gravimetric method for determination of total dissolved solids and percentage extraction for coffee-chicory mixture
1. 目的:
この論文の目的は、コーヒーとチコリの混合物から醸造された飲料の総溶解固形物（TDS）と抽出率（PE）を決定するための新しい方法を報告することです。これにより、コーヒーとチコリの混合物から作られた飲料の成分構成における各成分の相対的寄与を理解することが可能になります。
2. 使用されたデータや情報:
論文では、コーヒーとチコリの混合物から醸造された飲料のTDSとPEを測定するための新しい方法として、重量測定法（gravimetry）を用いた情報が提供されています。ただし、具体的なデータや詳細な情報はこの論文からは読み取れません。
3. 新規性や解決できた問題:
この研究の新規性は、コーヒーとチコリの混合物から作られた飲料のTDSとPEを測定するための適切な方法が以前は報告されていなかったため、新しい測定方法（重量測定法）を開発した点にあります。これにより、飲料の成分分析が可能になり、コーヒーとチコリの各成分が全体の飲料成分にどのように寄与しているかを詳しく分析できるようになりました。
4. 未解決問題:
将来的には、この新しい測定方法を用いて、さまざまなコーヒーとチコリの比率で醸造された飲料のTDSとPEをさらに詳細に分析する必要があります。また、この測定方法が他の飲料や異なる条件下での醸造においても有効であるかどうかを検証することも重要です。さらに、飲料の品質や風味に与える影響についても研究を深めるべきです。
title:
New gravimetric method for determination of total dissolved solids and percentage extraction for coffee-chicory mixture
author:
Nanishankar, Harohally, Raksha , U
date:
2024-11-07
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-rzgqq?rft_dat=source%3Ddrss

Reversible and irreversible changes in protein secondary structure in the heat- and shear-induced texturization of native pea protein isolate
1. 目的:
この研究の目的は、植物性タンパク質のテクスチャー化における分子機構を、加熱、冷却、およびせん断の影響を分離して二次構造レベルで解明することです。これにより、肉類の代替品などの新しい食品製品の設計をよりコントロールされた方法で行うことが可能になります。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、50% w/wのH2OおよびD2Oで水和されたエンドウタンパク質分離物を使用しました。このタンパク質は、温度制御されたATR-FTIRで温度サイクリングを行い、マイクロコンパウンディングによってグラムスケールでテクスチャー化されました。これにより、タンパク質の二次構造の詳細な解像度が可能になりました。
3. 新規性および解決された問題:
この研究は、加熱、冷却、およびせん断の各プロセスがタンパク質の二次構造にどのように作用するかを個別に評価し、その結果、植物性タンパク質のテクスチャー化過程における分子レベルでの理解を深めました。特に、加熱だけではなく、せん断が組み合わさることでβシートがより広範囲に形成されることが明らかになり、タンパク質チェーンの絡み合いと凝集したタンパク質マトリックスの形成を促進します。
4. 未解決の問題:
この研究では、特定の機械エネルギー（SME）によるせん断の影響がタンパク質の結合／解離にどのように影響するかが明らかにされましたが、SMEの値が1000 kJ/kgを超えるとβシート形成が減少する理由についてはさらなる研究が必要です。また、異なる植物性タンパク質源や異なる水和レベルでの挙動についても検討する必要があります。
title:
Reversible and irreversible changes in protein secondary structure in the heat- and shear-induced texturization of native pea protein isolate
author:
Hiroshi, Nakagawa, Job, Ubbink
date:
2024-11-05
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-pxx63?rft_dat=source%3Ddrss

Guidelines for evaluating the antioxidant activity of lignin via the 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) assay
1. 与えられた論文の目的:
この研究の目的は、リグニンの抗酸化活性（AoA）を評価するために広く使用されている2,2-ジフェニル-1-ピクリルヒドラジル（DPPH）アッセイの実験手順におけるさまざまな変更（溶媒、時間など）が実験結果にどのように影響するかを評価することです。これにより、リグニンのAoAをより信頼性の高い方法で評価するためのガイドラインを提供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、溶媒の種類、反応時間、基質の種類といった複数の異なるパラメータがリグニンのAoAの評価にどのように影響するかを調査しました。具体的には、DPPHラジカルの安定性、リグニンの溶解性、定常状態の到達の重要性、リグニンの吸収による背景ノイズ、リグニン構造などのデータを用いています。
3. 新規性及び解決された問題:
この研究の新規性は、DPPHアッセイを用いたリグニンの抗酸化活性評価における実験条件の変更が結果に与える影響を系統的に評価した点にあります。これまでDPPHメソッドロジーの実装においてさまざまな実験手順が用いられてきましたが、それらの変更が実験結果にどのような影響を与えるかは評価されていませんでした。本研究により、リグニンの抗酸化活性を評価する際のより信頼性の高い実験手順のガイドラインを提供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、さらに異なる種類のリグニンや異なる条件下での抗酸化活性の評価を行うことが挙げられます。また、提案されたガイドラインを基に、他の抗酸化剤との比較研究を行うことも重要です。これにより、リグニンの抗酸化活性の理解を深め、より広範な応用が可能になるでしょう。
title:
Guidelines for evaluating the antioxidant activity of lignin via the 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) assay
author:
Davide, RIGO, Oliver, Musl, Daryna, Diment, Mikhail, Balakshin
date:
2024-10-30
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-khsfs?rft_dat=source%3Ddrss

New fluorogenic triacylglycerols as sensors for dynamic measurement of lipid oxidation
1. 目的:
この研究の主な目的は、食品や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またはツールを提供することです。具体的には、脂質酸化のダイナミックなモニタリングを可能にする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、および応用について報告しています。
2. 使用されたデータや情報:
研究では、食品や薬品中の脂質の酸化をモニタリングするために、新たに設計された蛍光性トリアシルグリセロールを用いています。これらの蛍光トレーサーは、水または脂質ベースの環境の両方で使用可能であり、酸化に対する感度は、トリアシルグリセロールのコア構造に含まれる飽和または不飽和アシル鎖を変更することで調整可能です。
3. 新規性と解決した問題:
この研究の新規性は、脂質酸化のダイナミクスをモニタリングするための蛍光性ラベル付きトリアシルグリセロールとしての適用可能性を初めて示した点にあります。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。また、脂質の酸化を直接的かつ簡便にフルオレセンスで読み取ることが可能になり、食品や薬品の品質管理における重要な進歩を遂げました。
4. 未解決の問題:
将来的には、これらの蛍光トリアシルグリセロールのさらなる改良や、さまざまな脂質ベースの環境での応用範囲を広げることが挑戦として残されています。また、脂質酸化のより詳細なメカニズムの解明や、他の種類の脂質に対する応用可能性の検討も必要です。
title:
New fluorogenic triacylglycerols as sensors for dynamic measurement of lipid oxidation
author:
Matthias, Schiedel, Simon, Hammann, Maria, Handke, Frank, Beierlein, Petra, Imhof
date:
2024-10-29
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-shsjs-v3?rft_dat=source%3Ddrss

Development of FT-IR and FT-NIR methods for analysis of moisture and sugars in Jaggery
1. 与えられた論文の目的:
この研究の主な目的は、ジャガリー（さとうきび、ヤシ、またはスイートソルガムから得られる天然の甘味料）の物理化学的特性と機能的特性を理解するための研究開発努力について報告することです。具体的には、ジャガリーの水分含量と糖分含量を分析するためのFT-IR（フーリエ変換赤外分光法）およびFT-NIR（フーリエ変換近赤外分光法）という新しい分析手法を報告しています。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、ジャガリーの水分含量と糖分含量を測定するためにFT-IRおよびFT-NIRという分析手法を用いています。これまでのジャガリー分析は従来の手法に依存しており、それらは手間がかかり時間も消費するものでした。この研究では、これらの新しい分析手法を用いてジャガリーの成分をより効率的に分析しています。
3. 新規性や解決できた問題:
この研究の新規性は、ジャガリーの分析にFT-IRおよびFT-NIRという高速で効率的な分析手法を導入したことにあります。これにより、従来の分析方法に比べて、より迅速かつ正確にジャガリーの品質を評価することが可能になりました。これは、ジャガリーの品質管理や製品開発において重要な進歩です。
4. 未解決問題:
今後の課題としては、FT-IRおよびFT-NIR手法をさらに改善し、他の種類の成分や微量成分も正確に分析できるようにすることが挙げられます。また、これらの手法を実際の生産現場での品質管理プロセスに統合する方法の開発も必要です。さらに、ジャガリーの機能的特性に関する研究を深めることで、ジャガリーの新しい用途や市場の可能性を探ることも重要です。
title:
Development of FT-IR and FT-NIR methods for analysis of moisture and sugars in Jaggery
author:
Nanishankar, Harohally, Anusree, L, Raksha, U
date:
2024-10-22
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-wtbqh?rft_dat=source%3Ddrss

Quaternary biopesticides and disinfectants derived from quinine and amino acids – environmental prospects and risks
1. 目的:
本研究は、従来の第四級アンモニウム塩（QASs）の毒性に関連するリスクに対処し、再生可能な原材料から持続可能な方法で合成された新しい、安全な生物活性化合物を探求することを目的としています。特に、キニーネを基盤としたカチオンと、アミノ酸由来のアニオン（L-アスパラギンおよびL-アラニン）を含む自然由来の新しいQASsの開発に焦点を当てています。
2. 使用されたデータや情報:
新しいキニーネ由来のQASsは、化学構造の正確性、物理化学的性質、および生物活性の面で徹底的に特徴付けられました。また、一年生植物（ソルガム）、二年生植物（シナプス・アルバ）、淡水藻（クロレラ・ヴルガリス）、甲殻類（ダフニア・マグナ）への毒性を様々な濃度で評価することにより環境リスクも評価されました。
3. 新規性と解決できた問題:
この研究は、キニーネ活性に基づく新しい塩が貯蔵製品害虫に対して強い忌避活性を示すこと、および1-アルキルキニニウムカチオンのアルキル基を延長することで強力な消毒剤となる可能性があることを発見しました。また、自然由来のQASsは植物に対する植物毒性を示さず、キニーネベースのカチオンに短いアルキル基を持つ塩は他の試験化合物よりも水生生物に対して明らかに毒性が低いことが示されました。
4. 未解決問題:
抗微生物活性と水生毒性の間のトレードオフを考慮しながら新しいキニーネベースの消毒剤を設計する際には、バランスを取る必要があります。このトレードオフをどのように最適化するかは、今後の研究で取り組むべき重要な課題です。また、さらに多くのアミノ酸由来のアニオンを探索し、その生物活性を評価することも必要です。
title:
Quaternary biopesticides and disinfectants derived from quinine and amino acids – environmental prospects and risks
author:
Tomasz, Rzemieniecki, Krzysztof, Juś, Tomasz, Klejdysz, Daniela, Gwiazdowska
date:
2024-10-22
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-h5hbb?rft_dat=source%3Ddrss

How molar ratio between two anions affects physicochemical properties and biological activity of double salt ionic liquids (DSILs)?
1. 目的:
本研究の主な目的は、新しい二重塩イオン液体（DSILs）を開発し、それを利用して新しい生物活性物質を設計することです。具体的には、一般的な両親媒性カチオンと合成オーキシン由来の2つのアニオン（MCPAとダイカンバ）を含む新しいシステムを、異なるモル比で得ることを目指しています。これらの新しいシステムは、特に効率的な新しい除草剤としての使用が期待されています。
2. 使用したデータや情報:
この研究では、NMRスペクトルの詳細な分析を行い、DSILsの構造に新しい相互作用が存在することを示しました。これらの相互作用は、イオンの化学的環境に影響を与え、親イオン液体のモル比に厳密に依存しています。さらに、表面活性を持たない二つのアニオンを組み合わせた際の非加算効果が発見され、DSILsは元の成分よりも優れた表面活性を示しました。温室実験では、ダイカンバのモル分率が0.2のDSILが他のシステムよりも顕著に効果が高い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、二つの異なるアニオンを含むDSILsの設計において、それぞれのアニオン間に協力的な相互作用が生じることを発見した点にあります。これにより、除草剤としての効果が向上しました。また、DSILsの表面活性が元の成分よりも優れていることも新たな発見です。
4. 未解決問題:
初期の生態毒性研究は、新しいDSILシステムが非対象生物に対する毒性が増加する可能性を指摘しており、イオン液体の混合が環境負荷に与える影響についてさらなる研究が必要です。これは、DSILsの安全性と環境への影響を理解し、改善するための重要な課題となります。
title:
How molar ratio between two anions affects physicochemical properties and biological activity of double salt ionic liquids (DSILs)?
author:
Tomasz, Rzemieniecki, Damian Krystian, Kaczmarek, Witold, Stachowiak, Katarzyna, Marcinkowska, Michał, Niemczak
date:
2024-10-21
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-rq2ls?rft_dat=source%3Ddrss

A DFT-driven Analysis of Aggregation-Dependent Stability in Alkylpyrazines: Monomers, Dimers, and Beyond
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、質量分析法、イオン移動度分析法、およびその他の関連化学イオン化法の理論的理解と実用的応用の両方において重要である、アナライトとそのイオン（例えばプロトン結合クラスター）の構造と特性を正確に決定することを目的としています。特に、アルキルピラジンの安定したプロトン結合クラスターの形成を支配する立体的制約を調査すること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？:
この研究では、密度汎関数理論（DFT）計算を利用し、B3LYP/6-31+G(d, p)メソッドにD3分散補正を適用して、アルキルピラジンのモノマー、ダイマー、トリマーのプロトン結合クラスターの分子特性（電気双極子モーメント、分極率、プロトン親和性）を調査しました。また、より高い基底セットであるAug-cc-PVTZとの結果を比較し、選択したアプローチの効率を示しています。さらに、自然結合軌道（NBO）計算を用いて、自然電荷、電荷移動、およびプロトン結合ダイマーとトリマー構造の安定性に関する洞察を提供しました。
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、アルキルピラジンのプロトン結合クラスターの安定性に影響を与えるさまざまな要因（構造、電気双極子モーメント、分極率、電荷移動、立体障害）を包括的に調査した点にあります。また、プロトン化されたトリマーが予想されたプロトン化形態ではなく、積層構造を示すことを発見し、実験観察と一致しています。これにより、異なる構造設定と分子濃度でのアルキルピラジンの挙動についての理解が深まりました。
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？:
この研究では、プロトン結合クラスターの安定性とプロトン親和性の関係について線形関係が見られたものの、プロトン結合ダイマーでのプロトン親和性の変動にかかわらず一定の解離エネルギーが観察されるという点が解明されています。これに基づき、さらに詳細なメカニズムの解明や、他の化合物における同様の現象の調査が必要です。また、さまざまな構造や分子濃度での挙動をさらに詳しく理解するために、他の実験的手法との組み合わせによる研究も求められています。
title:
A DFT-driven Analysis of Aggregation-Dependent Stability in Alkylpyrazines: Monomers, Dimers, and Beyond
author:
MANJEET, BHATIA
date:
2024-10-18
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-x65hw?rft_dat=source%3Ddrss

Fisetin as a Blueprint for Senotherapeutic Agents — Elucidating Geroprotective and Senolytic Properties with Molecular Modeling
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、加齢に伴う細胞の老化現象、特に老化細胞（senescent cells）を標的とすることと、この病理的状態を加速する因子に焦点を当てた新しい薬理化学の分野として注目されています。具体的には、フィセチンという天然物質のセノセラピー（老化防止療法）活性を、量子力学と分子動力学を用いた詳細な計算モデリング研究を通じて解明することを目的としています。
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、フィセチンの抗老化特性を評価するために、量子力学および分子動力学の手法を用いています。特に、ミトコンドリア環境を老化の代理として重視し、フィセチンがOOH、O2•–、OHラジカルに対して示す防御効果を評価しています。さらに、フィセチンが酸化的に損傷した生体分子を元の形に復元する能力も検討されました。
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、フィセチンが持つセノセラピー活性を計算モデリングによって詳細に解析した点にあります。フィセチンはトロロックスやアスコルビン酸よりも優れた抗酸化特性を示し、酸化的に損傷した生体分子の機能性を回復させる高い能力を持つことが明らかになりました。また、Bcl–2およびBcl–xLというタンパク質の阻害においても効果的に結合し、適切な修正を加えることで特定のターゲットに対する選択性を示す可能性が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として、何が残されていますか？:
フィセチンの修正がBcl–2およびBcl–xLに対してどのように特異的な選択性を示すかをさらに明確にする必要があります。また、フィセチンのセノセラピー活性を実際の生物学的システムや臨床試験での評価を行うことも重要な次のステップです。これにより、フィセチンの実際の治療効果や安全性を評価し、老化防止治療としての実用化に向けた基盤を築くことが求められます。
title:
Fisetin as a Blueprint for Senotherapeutic Agents — Elucidating Geroprotective and Senolytic Properties with Molecular Modeling
author:
Maciej, Spiegel
date:
2024-10-15
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-qjz27?rft_dat=source%3Ddrss

Comprehensive molecular mapping of vegetable oil autoxidation products by NMR-based oxylipidomics
1. 目的:
この研究の目的は、野菜油中の脂質酸化のサブストラクチャーを注釈付けし、それによって脂質酸化製品を高スループットで同時に定量するNMRベースの「オキシリピドミクス」プラットフォームを導入することです。これにより、健康リスクの迅速な評価、前駆体-感覚関係の解明、抗酸化戦略の合理的な設計、および食品脂質酸化に関する詳細なメカニズム研究が可能になります。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、野菜油中の脂質酸化製品、特にトリオレイン、トリリノレイン、トリリノレニンの酸化製品のクラスレベル（例：エポキシド）およびサブストラクチャーレベル（例：トランスエポキシド）での定量化を可能にするために、42のサブストラクチャーの注釈付けが行われました。これらの注釈付けされたサブストラクチャーは、それぞれの酸化製品の93％、90％、70％を占めています。
3. 新規性や解決した問題:
この研究の新規性は、脂質酸化のサブストラクチャーを広範囲にわたって同時に定量できるNMRベースのプラットフォームを開発した点にあります。これまでの研究では、脂質酸化製品の広範なクラスを同時に定量する高スループットな方法が限られていましたが、この研究により、その問題が解決されました。
4. 未解決の問題:
将来的には、このプラットフォームを使用して、さらに多くの種類の野菜油や異なる条件下での脂質酸化製品の詳細な分析を行う必要があります。また、脂質酸化と健康リスクとの関連をより詳細に解明するための研究も必要です。さらに、このプラットフォームを用いて、抗酸化剤の効果を評価し、より効果的な抗酸化戦略を設計するための基礎データを提供することも期待されています。
title:
Comprehensive molecular mapping of vegetable oil autoxidation products by NMR-based oxylipidomics
author:
Vincent J.P., Boerkamp, Marie, Hennebelle, Jean-Paul, Vincken, John, van Duynhoven
date:
2024-10-14
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-36q7w?rft_dat=source%3Ddrss

Impact of Dumpsite-Derived Compost on Heavy Metal Accumulation in Cultivated Maize and Spinach.
1. 目的:
この研究の主な目的は、大規模な廃棄物サイトからのコンポストを土壌改良材として使用する農業環境において、コンポスト、栽培土壌、トウモロコシの植物、およびほうれん草の作物に含まれる重金属（Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Fe、Pb、Zn）の濃度を調査することです。さらに、これらの重金属が作物に及ぼす潜在的な健康リスクを評価し、食品安全と環境健康を保証するための監視と修復活動の重要性を強調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、廃棄物サイトからのコンポスト、農業用土壌、トウモロコシの植物、およびほうれん草の作物のサンプルを採取し、これらのサンプル中の重金属（Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Fe、Pb、Zn）の濃度を測定しました。これにより、各サンプルにおける重金属の分布と濃度が詳細に分析されました。
3. 新規性や解決できた問題:
この研究の新規性は、特に廃棄物サイトからのコンポストを使用した場合の農業土壌と作物における重金属の蓄積を包括的に評価した点にあります。研究結果は、EU基準を超える重金属の存在を示し、これが人間の健康に与える潜在的なリスクを示唆しました。これにより、食品安全と環境保護のためのさらなる対策の必要性が明らかになりました。
4. 未解決問題:
将来的には、重金属汚染が作物に与える影響をさらに詳細に調査する必要があります。特に、長期的な露出と蓄積による健康への影響を明らかにし、より効果的な土壌およびコンポストの浄化技術の開発が求められます。また、法規制の強化や、持続可能な農業実践への移行を促進する政策の策定も重要な課題です。
title:
Impact of Dumpsite-Derived Compost on Heavy Metal Accumulation in Cultivated Maize and Spinach.
author:
Mathew, Gideon, Kuzmin, Anton, Mercy Omawumi, Boyi, Basma, T. Abd-Elhalim
date:
2024-10-10
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-3n8wx-v4?rft_dat=source%3Ddrss

Enhancing Seafood Freshness Monitoring: Integrating Color Change of a Food-Safe On-Package Colorimetric Sensor with Mathematical Models, Microbiological, and Chemical Analyses
1. 目的:
この研究の主な目的は、魚のフィレの鮮度と腐敗をリアルタイムで示す食品安全なパッケージラベルの開発です。このラベルは、色変化センサーを利用して、魚の腐敗を視覚的に監視し、消費者に対して魚製品の鮮度情報を正確に提供することを目指しています。
2. 使用されたデータや情報:
研究では、黒米由来の染料とポリビニルアルコール（PVOH）、ポリエチレングリコール（PEG）、クエン酸（CA）をバインダーおよび架橋剤として使用し、PETフィルムに適用した色変化センサーを用いました。このセンサーは、総揮発性塩基性窒素（TVB-N）レベルに敏感で、化学的（TVB-N、pH）、微生物学的分析（総生菌数、Pseudomonasの成長）と色差（ΔRGB）を追跡することで魚の品質評価を行いました。
3. 新規性と解決できた問題:
この研究の新規性は、実際の包装環境に適した耐湿性を持つ食品安全なpH指示器を開発した点にあります。また、色変化センサーを利用して、魚の腐敗を視覚的にリアルタイムで監視し、鮮度の損失を正確に示すことができました。これにより、保存条件の最適化、食品廃棄の最小化、そして消費者への高品質な魚製品の提供が可能となります。
4. 未解決問題:
将来的には、センサーの感度や特異性をさらに向上させる必要があります。また、異なる種類の魚や保存条件に対するセンサーの適用範囲を広げること、さらには実際の市場での使用における経済性や実用性の検証も必要です。これらの改善を通じて、より広範な状況での使用が期待されます。
title:
Enhancing Seafood Freshness Monitoring: Integrating Color Change of a Food-Safe On-Package Colorimetric Sensor with Mathematical Models, Microbiological, and Chemical Analyses
author:
Maryam, Ameri, Abdellah , Ajji, Samuel, Kessler
date:
2024-10-08
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-wxnz6?rft_dat=source%3Ddrss

Mutual Interactions of Silymarin and Colon Microbiota in Healthy Young and Healthy Elder Subjects
1. 目的:
この多面的研究は、腸内細菌叢とシリマリン代謝との双方向の相互作用を調査し、さまざまな年齢層にわたって異なる効果を強調しています。シリマリンは、シリブム・マリアナム（マリアアザミ）から抽出される成分で、その肝保護効果で一般的に使用されています。
2. 使用したデータや情報:
健康なドナーから得られた20個の便サンプルを用いた体外発酵大腸モデルを使用しました。これらのサンプルは二つの年齢層に分けられました。次世代シーケンシング、1H-NMR、LC-MSという三つの先進的な分析技術を組み合わせて、24時間でのシリマリンの微生物代謝産物、全体的な代謝物および微生物叢の組成を決定しました。
3. 新規性や解決できた問題:
シリマリンが腸内細菌代謝に与える影響を特定し、特に低用量での食事関連の投与量（50 µg/mL）が短鎖脂肪酸（酢酸、酪酸、プロピオン酸）の生成、グルコース利用の低下、およびアルファ多様性の増加をもたらすことを明らかにしました。また、シリマリンの代謝における年齢関連の違いを明らかにし、健康な高齢ドナー（70-80歳）ではOscillibacter sp.に関連した特定の代謝物の増加が、健康な若年ドナー（12-45歳）ではシリマリン成分、特にイソシリビンBのより速い分解が観察されました。
4. 未解決問題:
年齢による栄養戦略の違いに対するより詳細な理解を深めること、および食事ポリフェノールの代謝における微生物叢の機能性に関するさらなる研究が必要です。また、シリマリンの摂取が具体的にどのように健康に影響を与えるかについての研究も引き続き必要です。
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:
2024-10-04
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-4drz1-v5?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、グリセロール/水の混合物が1/2.55のモル比で深共晶溶媒（DES）であることを実験的な融点と理論的な融解曲線の比較によって示すことです。さらに、このDESを様々な食品廃棄物マトリックス（玉ねぎ、トマト、リンゴの皮、使い終わったコーヒーかす、ぶどうの絞りかす）に対する抽出剤として使用し、その抽出能力と抽出物の抗酸化特性を水やグリセロールと比較し、優れた性能を示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、グリセロールと水の混合物の融点を実験的に測定し、それを理論的な融解曲線と比較しました。さらに、このDESを使用して様々な食品廃棄物からの抽出実験を行い、得られた抽出物の抗酸化特性を評価し、これを水やグリセロール単独での抽出結果と比較しました。
3. 新規性や解決した問題:
この研究の新規性は、グリセロール/水の混合物がDESとして機能することを科学的に証明し、食品廃棄物からの有用成分の抽出においてその優れた抽出能力と抗酸化特性を示した点にあります。これにより、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新たなアプローチが可能となり、さらなる精製プロセスを省くことができる可能性を示しました。
4. 未解決問題:
将来的には、他の食品廃棄物や異なる種類の深共晶溶媒を使用した抽出の効果を検証する必要があります。また、抽出物の具体的な応用可能性や市場での実用化に向けた詳細な安全性評価や経済性評価も重要な課題となります。
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:
2024-09-27
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-1d751-v2?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、人類にとって最も重要な作物の一つである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素化する手法を提案しています。
2. 使用データ・情報:
この研究では、オーストリアの4つの地点で3年間にわたって収集された180の小麦サンプルを用いています。これらのサンプルに対してNIRSを用いた測定が行われ、得られたNIRスペクトルデータがASCAによって分析されました。さらに、小麦の成分（タンパク質、炭水化物、水分、脂肪など）が年度や地域の違いにどのように寄与するかも調査されています。
3. 新規性・解決した問題:
この研究の新規性は、NIRSとASCAを組み合わせることによって、小麦の品質評価を簡易かつ迅速に行う方法を開発した点にあります。この組み合わせにより、時間や化学薬品を多く消費するキャリブレーション開発の必要がなくなり、環境に優しいアプローチが可能になりました。また、年度、サンプル地点、およびそれらの組み合わせが小麦のNIRスペクトルに著しく影響を与えることが明らかにされました。
4. 未解決問題:
今後の課題としては、さらに多様な地理的地点や異なる気候条件下でのサンプルを含めた研究が必要です。これにより、モデルの一般化能力を向上させ、より広範な適用性を持たせることが期待されます。また、他の作物に対するこの手法の適用可能性についても検討することが挙げられます。
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:
2024-09-27
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-9g449-v2?rft_dat=source%3Ddrss

Microfluidic Sensors for the Detection of Motile Plant Zoospores
1. 与えられた論文の目的:
この研究の主な目的は、植物病原体の遊走子を早期に検出するための革新的なセンサーデバイスを開発することです。遊走子はいくつかの重要な植物病の伝播において重要な役割を果たしており、その早期検出は効果的な病原体管理に不可欠です。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、Phytophthora cactorum（植物病原体の一種）の遊走子を用いて実験を行いました。これらの遊走子は、流れの中の直角曲がり角にある小部屋で渦を巻きながら捕捉され、そこから誘引剤の勾配に沿って検出チャネルを上流に泳ぎました。遊走子が電極のペアの間を通過する際に、インピーダンスの一時的な変化をロックインアンプリファイアを用いて検出しました。
3. 新規性や解決された問題:
この研究の新規性は、マイクロフルイディックシステムとマイクロフルイディックサイトメーターを組み合わせ、化学走性反応を利用して運動性のある遊走子を選択的に検出するデバイスを開発した点にあります。これにより、従来の労働集約的でリアルタイムのフィードバックが欠けていた検出方法に対して、現場での迅速かつ効果的な検出が可能になります。
4. 未解決の問題:
このセンサーシステムはまだ概念実証の段階にあり、実際の現場での広範囲な応用にはさらなる開発が必要です。具体的には、デバイスのポータビリティ、リモートアドレス可能性、低コスト化をさらに進める必要があります。また、様々な種類の遊走子や他の病原体に対しても同様の検出効率を確保するための調整や評価が求められます。
title:
Microfluidic Sensors for the Detection of Motile Plant Zoospores
author:
David, Williams, Peikai, Zhang, Jadranka, Travas-Sejdic, Logan, Stephens, Robert, Helps, Shamini, Pushparajah, Marion, Wood
date:
2024-09-24
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-rn2fc?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、化学製品、その他の製品に変換するために、リグニン製品の分離と単離のための前処理と分別技術の条件を最適化することです。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分離するための反応条件を調整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剤強化リグノセルロース分別（CELF）プロセスをモデル化し、時間（10-30分）、温度（140-180°C）、酸濃度（0.025-0.1M H2SO4）の効果をリグニンの収率、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. 新規性や解決できた問題:
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問題を明らかにし、リグニンの品質に及ぼす個々の条件の効果を詳細に分析しました。また、酸濃度がリグニン収率に最も敏感であること、分子量が酸濃度と温度に敏感であること、そして総ヒドロキシル基含有量が処理時間によって異なる変化を見せることを実証しました。これにより、リグニンの商業的利用の可能性を高めるためのプロセス設計の指針を提供しました。
4. 未解決問題:
この研究では、連続および流通プロセスでの短い滞在時間がコスト削減につながる可能性があることが示唆されましたが、これらのプロセスでのリグニンの品質と収率に及ぼす影響については、さらなる研究が必要です。また、異なるバイオマス原料に対する前処理と分別条件の最適化も重要な課題として残っています。
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:
2024-09-20
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-qbjg2-v3?rft_dat=source%3Ddrss

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、そして動物の健康を改善するために、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、温度変動による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)の有効性を比較し、牛乳の長波長近赤外線スペクトル（LW-NIR, 1000〜1700 nm）における温度誘発変動の予測への影響を正確に補正する技術を評価することです。
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。実験設定は正確な温度制御と正確なスペクトル測定を保証しました。PLSRモデルは30°Cで校正され、牛乳の脂肪、タンパク質、ラクトースの含量を予測するために使用されました。これらのモデルの性能は、温度補正方法を適用する前後で評価されました。
3. 新規性や解決した問題:
この研究の新規性は、EPOとDOPという二つの直交化方法が、特にラクトース予測において、PDSやCPDSよりも優れた性能を示した点にあります。これらの直交化方法は、全温度のスペクトルで校正されたPLSRモデルと比較され、同等またはそれ以上の性能を示しました。これにより、広範な温度固有の校正データを必要とせずに効果的であることが強調されました。また、温度制御が困難な農場条件下でのインライン牛乳品質測定に特に適していることが示されました。
4. 未解決問題:
将来的には、他の外部要因（例えば、乳牛の飼育環境や飼料の違いなど）が牛乳のスペクトルに与える影響を補正する方法の開発が必要です。さらに、異なる種類の牛乳（例えば、低脂肪乳や有機乳など）に対するこれらの補正技術の適用性や効果を評価することも重要です。これにより、より広範な状況での牛乳成分分析の精度と信頼性を向上させることができます。
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:
本研究では、土壌の健康を保ちながら気候変動への影響を減らすための代替農業技術の開発が必要とされています。これに伴い、土壌内の自然過程を理解することに対する関心が高まっており、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生まれています。この研究は、そのような土壌プロセスを効果的に可視化するための新しいコントラスト剤として、ポリマーテンプレートによる金ナノ粒子を開発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、マイクロスケールX線コンピュータ断層撮影(X-CT)を利用していますが、低密度の水相や有機相を区別するのが難しいという問題がありました。そこで、金ナノ粒子をコントラスト剤として使用し、土壌中の水相をラベル付けすることで、これらの相を区別しました。また、ブロック共重合体ミセル内でのテンプレート合成によりナノ粒子を生成し、高濃度で大量に生成するプロセスを確立しました。さらに、ナノ粒子のコロイド安定性や土壌環境での安定性も評価しています。
3. 新規性と解決された問題:
この研究の新規性は、金ナノ粒子を用いて土壌中の水相を特異的にラベル付けし、X-CTイメージングでこれを識別できるようにした点にあります。これにより、従来のX-CTでは区別が難しかった低密度の水相や有機相を明確に可視化することが可能となりました。また、ナノ粒子システムの拡散定数を測定することで、土壌中での輸送過程も評価しています。
4. 未解決の問題:
今後の課題としては、このナノ粒子システムを用いた土壌プロセスのさらなる詳細な解析や、他の土壌タイプや環境条件下での挙動の検証が必要です。また、ナノ粒子の長期的な環境影響や生態系への影響も検討する必要があります。これにより、より広範な応用に向けた安全性と効果の確認が求められます。
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

In Situ pH-Controlled Electrochemical Sensors for Glucose and pH Detection in Saliva
1. 目的:
この研究の目的は、動物の健康と福祉に不可欠なバイオマーカーであるグルコースとpHを非侵襲的に検出するための高感度で安定した電気化学バイオセンサーの開発です。具体的には、人工唾液および実際の唾液中でのグルコースとpHの検出を行うための効果的なin-situ pH制御方法を用いた電気化学バイオセンサーの導入を行いました。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、プラチナ黒で修飾された金のインターディジット電極にグルコースオキシダーゼ（GOx）を電着するプロセスを用い、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）の混合物を利用しました。作製された電極は、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調べられました。
3. 新規性と解決された問題:
この研究の新規性は、in-situ pH制御技術を利用して、追加の試薬を必要としない局所的なpH調整を可能にし、人工唾液および実際の唾液中での正確なグルコース検出を実現した点にあります。また、マルチプレックスセンサーを用いてグルコースとpHレベルを非侵襲的に検出し、牛の呼吸器疾患（BRD）や下痢を起こす子牛といった状況でのバイオマーカーの頻繁かつ連続的なモニタリング要件を満たす能力を示しました。
4. 未解決問題:
将来の課題としては、センサーのさらなる小型化やコスト削減、さらには他の重要なバイオマーカーに対するセンサーの拡張、実際の場での長期間の安定性と信頼性の向上が挙げられます。また、異なる種類の動物や人間における応用の可能性についても検討する必要があります。
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:
この研究の主な目的は、農業や園芸産業で発生する大量の廃棄物、特に花の廃棄物を有効活用する方法を探ることです。具体的には、Streptomycesという微生物を用いて、花の廃棄物から産業的に有用なバイオアクティブ化合物を生産することが目的です。これにより、環境汚染の問題解決と持続可能な資源としての花の廃棄物の再利用の可能性を探ることが狙いです。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、花をブレンドしたISP4培地にStreptomyces coelicolor M145を接種し、6週間の好気的培養期間を経て、定期的にサンプルを採取しました。その後、GC-MS分析を通じて水溶性メディアから多くのバイオアクティブ化合物を同定しました。これにより、花の廃棄物が適切な条件下で持続可能な原料としての潜在性を持つことが示されました。
3. 新規性と解決できた問題:
この研究の新規性は、花の廃棄物を利用してバイオアクティブ化合物を生産するという点にあります。特に、Streptomycesという微生物が、花の廃棄物を基質として利用しながら有用な化合物を合成できることを示したことにあります。これにより、廃棄物の問題を解決しつつ、新たな薬品やパーソナルケア製品の原料としての可能性を開拓しました。
4. 未解決問題:
将来的には、どの花の種類が最も効率的にバイオアクティブ化合物を生産できるかの詳細な分析が必要です。また、大規模な生産過程での実用性や経済性の評価、さらには生産された化合物の安全性や効果の詳細な検証も求められます。これらの問題に対処することで、花の廃棄物を用いたバイオアクティブ化合物の商業的利用が現実のものとなるでしょう。
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. 与えられた論文の目的:
この研究は、動物実験を減らす、改善する、置き換える（3R's）という目標を達成するために、STopTox（Systemic and Topical chemical Toxicity）プラットフォームを開発し、その予測性能を評価することを目的としています。STopToxは、急性全身毒性および局所毒性試験のための従来の動物実験に代わる革新的なインシリコの代替手段として開発されました。
2. 使用されたデータや情報:
STopToxモデルの初期開発時には、広範囲にわたる公開データセットを用いて厳格な検証が行われました。これにより、経済協力開発機構（OECD）の原則に準拠することが確保されています。これらのモデルは高い内部精度とかなりの外部予測能力を持っていると報告されています。
3. 新規性や解決できた問題:
STopTox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し、ユーザーフレンドリーでアクセスしやすいツールを提供しています。これにより、急性口内、皮膚、吸入毒性、皮膚感作、皮膚刺激/腐食、および眼刺激/腐食の6つの主要な終点にわたる外部検証を通じて、毒性を信頼性高く予測することが可能となり、規制上の意思決定ツールとしての利用が支持されています。
4. 未解決の問題:
研究レターでは、新規化合物に対する継続的な検証がSTopToxの堅牢性と信頼性を確立する上で不可欠であると述べています。これは、STopToxが実際の動物実験に代わるものとして使用されるためには、さらなる検証が必要であることを示しています。
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:
与えられた論文の主な目的は、非売品グレード（NSG）の植物スパイスを使用して、農業廃棄物を減らし、スパイス農家の収益を増加させる新しいアプローチを探求することです。具体的には、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成分と抗菌活性を分析し、これらが市販の製品と同等またはそれ以上の効果を持つかを確認しています。
2. 使用データ・情報:
本研究では、シトロネラ、ローズマリー、タイム、コリアンダーの4種類のNSGスパイスから水蒸気蒸留によってエッセンシャルオイルを抽出しました。その後、ガスクロマトグラフィーと質量分析を組み合わせた手法（GC-MS）を使用して、得られたエッセンシャルオイルの化学成分を分析しました。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）に対して試験されました。
3. 新規性と解決できた問題:
この研究の新規性は、市場で販売されていないスパイスを利用してエッセンシャルオイルを製造し、その化学成分と抗菌活性を評価する点にあります。特に、一部のNSGエッセンシャルオイルは、市販のものよりも優れた抗菌活性を示したことが重要です。これにより、非売品のスパイスが持つ潜在的な価値が明らかになり、農業廃棄物の削減と農家の収益向上に寄与する可能性が示されました。
4. 未解決問題:
将来的には、NSGスパイスから抽出されたエッセンシャルオイルのさらなる応用可能性や、他の微生物に対する抗菌活性の評価、製品化に向けた安定性や安全性の評価など、さまざまな側面からの研究が必要です。また、大規模な生産への適用性や経済性の評価も重要な課題となります。
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:
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開発することです。具体的には、迅速かつ現場での超感度検出が可能な新しい表面増強ラマン分光法（SERS）技術を開発し、マイクロプラスチックの蓄積が人間の健康に及ぼす潜在的リスクを評価し、最小化することを目指しています。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、ジルコニウム（IV）を活用したSERSラベル戦略を取り入れ、ラマンレポーターとしてロダミンBを使用してマイクロプラスチックの分析を改善しました。また、ポリスチレンマイクロプラスチック（PSMPs）を例に取り上げ、濃度0.1ppmから検出限界1ppbの範囲での定性および超感度定量が可能であることを示しました。さらに、実際の水道水システムにおける5ppmから30ppmの濃度範囲で90%を超える回収率を達成しています。
3. 新規性と解決した問題:
本研究の新規性は、ジルコニウムを助けとしたSERSラベル技術を用いることで、マイクロプラスチックの迅速かつ現場での超感度検出が可能になった点にあります。これにより、従来の方法よりも低濃度での検出が可能となり、環境中の微量マイクロプラスチックも効率的に検出できるようになりました。また、ポータブルラマン分光計と組み合わせることで、現場での迅速かつ正確なマイクロプラスチックの検出が実現できるようになりました。
4. 未解決の問題:
今後の課題としては、さまざまなタイプのマイクロプラスチックに対する特異性の向上や、より広範な環境条件下での検出効率の向上が挙げられます。また、この技術をさらに一般化し、様々な環境や食品系統において実用化するための詳細な検証と最適化が必要です。
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:
この研究は、動物用飼料の生産において、栄養品質、利益性、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、飼料成分のリアルタイム品質管理に現在使用されている近赤外分光法（NIRS）を用いて、それら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）を使用し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ライフサイクル評価（LCA）と組み合わせて環境フットプリントを推定しました。さらに、成分価格と輸送を考慮に入れて、品質、利益性、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を用いて飼料成分の環境持続可能性を予測する方法を開発した点にあります。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を減少させる一方で、利益性はわずか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。これにより、より環境に優しい飼料への移行を意思決定者がサポートできるようになります。
4. 未解決問題:
将来的には、NIRS-LCAの組み合わせを飼料だけでなく、食品、繊維、その他の生物基盤の商品に拡張することが挙げられます。また、このアプローチをさらに改善し、さらに多くの環境指標や経済的要因を組み込むことで、より包括的な持続可能性評価が可能になることが期待されます。
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. 目的:
この研究は、クルクミンの派生体であるクルクミンI（Cur-I）とクルクミンIII（Cur-III）のHOO•（ヒドロペルオキシド）ラジカル除去活性を水およびペンチルエタノエート（PEA）溶液中で調査することを目的としています。この活性は、クルクミンが持つ抗がん、抗アルツハイマー、抗炎症、抗酸化などの薬効に重要な役割を果たしています。
2. 使用データ・情報:
この研究では、密度汎関数理論（DFT）アプローチを用いて、クルクミンの中性形と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ました。具体的には、水素移動（HT）、ラジカル付加形成（RAF）、単一電子移動（SET）の3つの一般的なメカニズムを通じて調査しました。さらに、クルクミン-HOOラジカル反応の本質的パラメーター、熱化学的パラメーター、および動力学を系統的に特徴づけました。
3. 新規性と解決した問題:
この研究の新規性は、クルクミンとその派生体の抗酸化特性に関する広範な研究にもかかわらず、HOO•ラジカルとの反応に関する熱力学的および動力学的な調査が不足していたことに対処した点にあります。この研究により、クルクミンIとクルクミンIIIの反応速度が異なること、特に水中での反応速度がPEA溶液中のそれよりも顕著に高いことが明らかになりました。また、ケト-エノール形がジケトン形に比べて支配的なモル分率を持つことから、反応速度は主にケト-エノール形によって寄与されていることがわかりました。
4. 未解決問題:
この研究では、クルクミンの派生体の反応メカニズムを詳細に解析しましたが、他の溶媒や条件下での反応性や、他のフリーラジカル種との相互作用についての調査はまだ不足しています。また、クルクミンの派生体の生体内での挙動や安定性に関する研究もさらに進める必要があります。これらの問題に対処することで、クルクミンの派生体の潜在的な薬効をより効果的に活用することが可能になるでしょう。
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、農業における微小プラスチック（MNPs）の汚染が食品安全と人間の健康に及ぼす影響を評価し、家庭や産業で行われる収穫後の洗浄方法がMNPsを効果的に除去できるかどうかを調査することです。
2. 使用したデータや情報:
この研究では、異なるサイズのプラスチック粒子（42 µmのポリスチレン、6 µmのポリメチルメタクリレート、61 nmのポリスチレン）を用いて、バジルの葉の表面からMNPsを除去するための洗浄方法（水道水洗浄、野菜用洗剤洗浄、超音波洗浄）の効果を評価しました。また、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、洗浄後のMNPsの残留を評価しました。
3. 新規性と解決した問題:
この研究の新規性は、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を除去するための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、異なる洗浄方法が異なるサイズのプラスチック粒子の除去にどの程度効果的であるかが明らかになりました。
4. 未解決問題:
今後の課題として、より効果的な洗浄方法を開発する必要があります。特に、より小さいサイズのMNPs（例えば61 nmのポリスチレン）を効果的に除去できる洗浄方法の開発が求められています。また、さまざまな種類の野菜や他の農産物に対する洗浄方法の効果もさらに評価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. 与えられた論文は、何を目的としていますか？:
この研究は、全天然成分からなる集積誘起発光（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、特に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促進するための緑色ドレッシングとして開発されました。ハイドロゲルは優れた発光性能と機械的強度を持ち、生体適合性が高く、生物活性が強いことが求められます。
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、自然に存在する二つの中国のハーブ分子、甘草酸（GA）と黄連素（BR）を用いています。これらの分子は、スーパーモレキュラーGAナノファイバー（GN）の自己組織化とBR分子との相互作用により、集積した繊維状ネットワークを形成し、GN-BR粒子を埋め込んでいます。また、実験では、ハイドロゲルの抗炎症や抗菌能力、特に可視光下で活性酸素種を生成する光動力学的抗菌能力を評価しています。
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、全天然成分からなるAIE活性ハイドロゲルを開発した点にあります。特に、GAとBRの固有の免疫調節効果とGN-BRのユニークなAIE特性を利用して、高い抗炎症性と抗菌性を実現しています。これにより、MRSAに感染した皮膚創傷の治癒を促進し、細菌感染を減少させ、炎症反応を抑制し、コラーゲンの堆積を促進し、血管新生を強化することが可能となりました。
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？:
将来的には、このハイドロゲルの臨床応用に向けたさらなる研究が必要です。具体的には、異なるタイプの細菌に対する抗菌効果の検証、長期的な生体内での安全性と効果の評価、さらには他の種類の創傷に対する効果の検証などが挙げられます。また、生産プロセスの最適化やコスト削減のための工夫も求められるでしょう。
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. 与えられた論文の目的:
この論文の主な目的は、廃水から窒素（N）を回収することによって、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、窒素を含んだ廃水の処理における硝化・脱窒の必要性を軽減することです。また、廃水からの窒素回収の技術的および経済的障壁を克服し、より効率的で選択的な窒素回収を実現するための統合的な生物学的・物理化学的技術を提案し、回収した窒素製品の市場拡大を目指しています。
2. 使用されたデータや情報:
この論文では、市町村廃水に含まれる低濃度の窒素、生物処理と互換性のある高効率分離技術の欠如、回収した窒素の適切な製品と市場の欠如といった、現在の窒素回収の課題についての情報が用いられています。また、多様な細菌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することで、選択的かつ調整可能な窒素回収を改善する方法を提案している点にあります。具体的には、シアノフィシンという生物高分子を利用した窒素の生物濃縮と回収の可能性を探ることで、廃水処理と窒素回収の効率を向上させる新たなアプローチを提示しています。
4. 未解決問題:
将来的に取り組むべき未解決問題としては、市町村廃水からの窒素回収において、低濃度の窒素を効率的に取り扱うためのさらなる技術開発が必要です。また、回収した窒素を利用した製品の市場を拡大するための戦略も重要です。これには、回収した窒素を用いた新しい製品の開発や、既存市場における受け入れの促進が含まれます。
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:
この研究の目的は、食品の凍結過程での損傷を防ぎ、食品ロスを減少させる方法を探ることです。具体的には、食品の凍結における二つの主要プロセス、氷の核生成と氷の成長に関する定量的測定を行い、食品の品質向上と食品ロスの削減に寄与するカスタマイズされた凍結プロセスの設計を目指しています。
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用いて、牛肉、ズッキーニ、ブロッコリー、ポテトの氷の核生成率と成長率を実際に測定しました。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生成の原理を適用して、氷の核生成と成長の逆関係の原因を説明しました。
3. 新規性と解決した問題:
この研究の新規性は、食品ごとに異なる氷の核生成率と氷の成長率を定量的に測定し、それらが対立するプロセスであることを明らかにした点にあります。これにより、食品の化学組成に基づいて凍結プロセスをカスタマイズすることで、食品の品質を向上させる可能性が示されました。これは、食品ロスを削減する上で重要な進歩です。
4. 未解決の問題:
将来的には、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得る必要があります。また、実際の凍結プロセスにおいて、得られた知見をどのように効果的に適用するかについての研究が必要です。さらに、消費者の受け入れや実際の市場での実装に向けた課題も残されています。
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:
この研究の主な目的は、ステビアを加えた際のコーヒーの超加熱現象を理解することです。特に、ステビアの粒子が泡の核生成地点として機能するメカニズムと、その過程での量子力学的シミュレーションを通じてステビアの構造的リラクゼーションを解析することに焦点を当てています。
2. 使用したデータや情報:
この研究では、量子力学的シミュレーションを用いてステビアの活性成分の構造的リラクゼーションを分析しています。このシミュレーションは、ステビアの最小基底状態の電子密度エネルギー力に基づいています。また、ステビアの分子平面上に存在する高周波数の移動可能な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に関する仮説が立てられています。
3. 新規性と解決できた問題:
この研究の新規性は、ステビアを加えた際のコーヒーの超加熱現象を、ステビアの粒子が泡の核生成地点として機能するという観点から初めて詳細に調査し、理解を深めた点にあります。また、ステビアの分子構造が超加熱現象にどのように寄与するかを量子力学的シミュレーションによって示したことも、重要な成果です。
4. 未解決問題:
超加熱現象が生じる具体的な条件や、他の添加物が同様の現象を引き起こす可能性についての理解はまだ不完全です。また、この現象が実際の飲料や他の高温・常圧環境でどのように影響を及ぼすかについての詳細な研究が必要です。さらに、ポリノミアルカオス展開によるニュートン冷却動態の不確実性内での沸点以上の温度上昇を捉える方法の改善も求められています。
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

Commercially available carrageenans show broad variation in their structure, composition, and functionality
1. 与えられた論文の目的:
この研究の目的は、異なる仕様と異なるメーカーからの商業的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。この研究では、カラギーナンの構造と機能の関係を確立するために、商業的カラギーナンが多用されていますが、その構造や組成の分析がほとんど行われていなかったため、より詳細なキャラクタリゼーションを行うために新しい分析手法を開発し適用しました。
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、部分的な酵素的加水分解とHPLC-MSおよびHPSEC-RIに基づく分析アプローチ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、商業的カラギーナンの構造的変異が顕著であることが示されました。
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、商業的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のタイプと一致しないことが多いという問題に対処したことにあります。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明らかにされ、代わりにκ-, ι-, ν-ユニットが含まれていることが示されました。これにより、構造と機能の関係を調査する前に、商業的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ることが示されました。
4. 将来取り組むべき未解決問題:
今後の課題としては、さらに多くの商業的カラギーナンサンプルに対して同様の詳細な分析を行うこと、そして得られたデータを用いてカラギーナンの機能性と構造の関係をより深く理解することが挙げられます。また、異なるアプリケーションでのカラギーナンの挙動を影響する可能性のあるゲル化特性の違いについても、さらなる研究が必要です。
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:
本研究の目的は、植物組織におけるナノプラスチック（NP）の挙動を研究し、ナノプラスチックの生物学的摂取、輸送、蓄積の潜在的な健康リスクをよりよく理解することです。これを達成するために、表面増強ラマン分光法（SERS）による現場でのイメージングと、誘導結合プラズマ質量分析法（ICP-MS）による定量が可能な二重機能モデルNPを開発しました。
2. 使用したデータや情報:
本研究では、二重機能を持つモデルNPを用いて、ニンニク植物を実験マトリックスとして使用しました。このモデルNPは、ラマンレポーター機能化された金ナノ粒子を核とし、その周囲にプラスチック層を持つコアシェル構造です。ニンニク植物はモデルNPの濃度が異なる懸濁液で30日間栽培され、その根へのNPの取り込みが濃度依存的であることが示されました。
3. 新規性と解決した問題:
本研究の新規性は、SERSとICP-MSの効果的な組み合わせを用いて、植物組織におけるNPの挙動を可視化し、定量化する二重機能モデルNPの開発にあります。従来の分析方法ではNPの検出において正確性や精度が低いという問題がありましたが、このモデルNPはそれを解決し、植物組織内でのNPの取り込みを直接観察し、定量することが可能となりました。
4. 未解決問題:
将来的には、異なる種類の植物や他の生物におけるNPの挙動を調査すること、また、環境中でのNPの長期的な影響を詳しく解析することが必要です。さらに、モデルNPが環境や生物に与える潜在的な影響についての詳細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のフルクトース、グルコース、およびスクロースの値を測定し、それらの糖の組成がハチミツの品質にどのように影響を与えるかを評価することです。糖の組成はハチミツの物理化学的特性に影響を与えるため、品質パラメータとして重要です。
2. 使用したデータや情報:
研究では、アブダビの小売市場で入手可能なハチミツサンプルを用いて、フルクトース、グルコース、スクロースの量を測定しました。これらの糖はネクターにおいて支配的であり、ハチミツの品質を決定する上で重要な役割を果たします。研究では、還元糖の合計含有量が27％から87％の範囲であり、スクロースの含有量は5％から37％の範囲であることが明らかにされました。
3. 新規性や解決した問題:
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サンプルの糖組成を詳細に分析し、品質非適合の高いレベルを明らかにした点にあります。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ていないことが判明しました。また、スクロース含有量が高いサンプルは、グルコースとフルクトースのレベルが低下していることが示されました。
4. 未解決の問題:
将来的には、ハチミツサンプルの品質非適合の原因を詳しく調査する必要があります。また、品質管理と監視のプロセスを強化し、地元の基準に合致する高品質のハチミツを確保するための具体的な方法を開発することが求められます。これにより、消費者に安全で信頼性の高いハチミツを提供することができるようになります。
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. 与えられた論文は、何を目的としていますか？:
このレビューは、農業、栄養、持続可能性におけるグローバルな課題に対処するために、植物の代謝工学を活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、貴重な代謝産物の生産を高めるために、植物の一次および二次代謝経路を操作する先進的な戦略を探求しています。
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、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）と高度な計算モデリングを組み合わせて、代謝工学の設計を前例のない精度で最適化しています。さらに、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、これらの技術がどのように植物の代謝を洗練させるかについてのデータや情報が用いられています。
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、合成生物学のアプローチや多遺伝子特性の積み重ねといった新しいトレンドを取り入れ、植物の代謝工学の分野を革命的に変えている点にあります。これにより、光合成効率、栄養利用、非生物的ストレス抵抗性の向上など、具体的な成功事例が示されています。
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？:
将来的な課題としては、遺伝子改変作物の規制と生物安全性の側面が残されています。これらは持続可能な農業と作物改良の未来を考える上で重要な要素であり、適切な管理と政策の策定が求められています。また、食料安全保障、気候変動適応、貴重な化合物の持続可能な生産に向けたさらなる研究が必要です。
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？:
この研究の主な目的は、オリーブオイルの認証のための非侵襲的な分析方法を開発することです。具体的には、空間的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過しながら、関心のある食品の良好なスペクトルを提供する方法を開発しました。
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？:
研究では、四つのサンプルグループからの検証済みオリーブオイルのデータセットを使用しました。このデータをもとに、プロット作成、主成分分析、そして分類および回帰モデルを使っ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認証のための非侵襲的かつ効果的な分析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し、現場分析において成功を収め、関係者からの肯定的なフィードバックを得ました。さらに、オンライン小売のサンプル30点を分析し、実際に不正混入されたオリーブオイルと正規のオリーブオイルサンプルを区別することができました。
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、さらに多様なサンプルに対する分析の精度を高めること、また、より広範囲のオリーブオイルの種類やブランドに対応できるように分析モデルを拡張することが挙げられます。さらに、実際の市場での広範囲な実装と評価を行うことも重要です。
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、成長する人口を支えるために農業生産性を高める必要があり、その結果として拡大された農薬の使用が環境に与える影響を検出するための効果的で持続可能な方法を開発することです。具体的には、表面増強ラマン分光法（SERS）を用いて、環境中の異なる農薬を検出し定量する技術の開発を目指しています。
2. 使用したデータや情報:
この研究では、バイオ廃棄物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ナノ基板を開発しました。また、ポータブルラマン装置を用いて、カルバリル、フェルバム、チアベンダゾールという3種類の農薬を感度良く、選択的に検出しました。検出限界はカルバリルで0.924 mg/L、フェルバムで0.479 mg/L、チアベンダゾールで0.038 mg/Lと、いずれも推奨される農業応用濃度よりもはるかに低く設定されています。
3. 新規性と解決した問題:
この研究の新規性は、バイオ廃棄物由来のナノセルロースを使用してSERSナノ基板を作成し、それを農薬検出に応用した点にあります。これにより、環境への持続可能な影響を考慮しながら、農薬のスプレー滴を効果的に検出する方法を提供しました。また、実際にスプレーされた滴のサンプルからもSERS信号を収集し、信頼性の高い検出方法であることを確認しました。
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も同様の検出能力を持つSERS基板の開発が求められます。また、異なる環境条件下での検出効率や、より広範な実地試験を行うことで、この技術の実用性をさらに検証する必要があります。環境への影響を最小限に抑えつつ、農薬の使用と管理をより効果的に行うための継続的な研究が必要です。
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:
本論文の主な目的は、乳牛の初期乳生産段階で発生する代謝疾患であるケトーシスを検出するための低コストのバイオセンサー「Keto-sensor」の開発です。このセンサーを用いて、乳牛の生産性、健康、および福祉の向上に寄与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、β-ヒドロキシブチレート（βHB）というバイオマーカーを用いています。βHBはケトーシスの際に主に生成されるケトン体の一つで、この物質の濃度を測定することでケトーシスの監視が可能です。センサーの開発には、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、安定化酵素（β-ヒドロキシブチレートデヒドロゲナーゼ、NADH、グリセロール）をEDC-NHS共役化学を利用してグラフェン表面に機能化する技術が用いられています。
3. 新規性と解決した問題:
本研究の新規性は、低コストで迅速にβHBの濃度を測定できるグラフェンベースのセンサー「Keto-sensor」の開発にあります。このセンサーは、分析感度10 nM、検出限界0.24 nM、および検出範囲0.00001-3.0 mMを実現しています。これにより、農場での亜臨床ケトーシスの早期発見が可能となり、従来の方法よりも迅速かつ正確なデータを提供できるようになりました。
4. 未解決問題:
将来的には、このセンサーのさらなる精度向上や使用寿命の延長、さらには他の代謝疾患に対する適応性の拡大などが課題として残されています。また、実際の農場環境での長期間にわたる実用性や耐久性の検証も必要です。
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. 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活性を持つかどうかを調査することを目的としています。これにより、生体分子への損傷を限定し、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関するデータを豊富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）を使用して、allylisothiocyanate, 1-isothiocyanate-3-methylbutane, 4-methylphenyl isothiocyanate, 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評価しました。水とペンチルエタノエート（PEA、脂質環境を模倣）の両方の環境で、形式的水素移動、ラジカル付加生成、単一電子移動メカニズムが考慮されました。
3. 新規性と解決された問題:
この研究の新規性は、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能力を定量的に評価した点にあります。特にallylisothiocyanateは最も効率的なHOꞏスカベンジャーとして示され、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。これにより、イソチオシアネート化合物が生物分子と同等、またはそれ以上に有効な抗酸化剤である可能性が示唆されました。
4. 未解決の問題:
将来的には、これらのイソチオシアネート化合物の具体的な生物学的効果や安全性についての詳細な研究が必要です。また、異なる種類のフリーラジカルに対するこれら化合物の消去活性や、実際の生体システムでの効果を評価する研究も求められます。
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. 目的:
この研究の主な目的は、マヨネーズのような食品エマルションの物理化学的安定性を保証するために、油/水ドロップレット界面におけるタンパク質の分布を定量的に分析することです。特に、異なるエマルシファイアを用いたエマルションシステムにおけるタンパク質の局在と分布のパターンを明らかにし、それがエマルションの安定性にどのように影響するかを理解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、STORM（stochastic optical reconstruction microscopy）を用いて、蛍光標識抗体を使用して油/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。さらに、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のシミュレーションを行い、相対位置分布（RPD）分析を実装して、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。使用されたモデルシステムとしては、phosvitin、phospholipids、apolipoprotein B（apoB）、sodium dodecyl sulfate（SDS）をエマルシファイアとして含むエマルションを準備しました。
3. 新規性と解決できた問題:
この研究の新規性は、STORMを使用してエマルションのタンパク質分布を高解像度で観察し、RPD分析を通じてその分布の均一性を定量的に評価した点にあります。これにより、エマルションの物理化学的安定性に影響を与える可能性のあるタンパク質の分布パターンを理解する手がかりを提供しました。特に、異なるエマルシファイア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、さらに多様なエマルシファイアや食品成分を含むエマルションシステムに対して同様の分析を行い、より広範な条件下でのタンパク質分布の挙動とエマルション安定性との関連を明らかにすることが挙げられます。また、実際の食品加工プロセスにおけるエマルションの挙動を模借するために、加温や撹拌といった物理的条件の変化を取り入れた実験設計も必要です。
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:
新たに出現した有機ナノザイムは、持続可能な特性により無機ナノザイムに関連する長年の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ザイムにはいくつかの限界があり、その中には構成材料の種類が少ないことや、一様な製造戦略による比較的大きな物理的直径が含まれています。これらの限界を軽減するために、より小さな物理的寸法と広範な材料を持つ新しい有機化合物ベースのナノザイムの開発が求められています。
2. 使用されたデータや情報:
本研究では、アミノ酸ベースの持続可能な有機ナノザイム（OAナノザイム）が紹介されており、ペルオキシダーゼ様触媒活性を示しています。このナノザイムの製造には、単一キレート/ポリマー絡み合いに基づく改良された製造プロセスが開発され、3時間以内にナノザイムを製造することができ、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。
3. 新規性および解決された問題:
このOAナノザイムは、運動学的プロファイル（Km = 0.009 mM, H2O2）が優れており、表面電荷の相互作用を利用してアレルギー性生体分子を検出するために成功裏に使用されました。検出限界（LOD）は21.37 pg/mLでヒスタミンを検出し、3分以内に分子を感知する高い選択性を持っています。これにより、従来の大きな物理的直径や限られた材料の問題が克服されました。
4. 未解決の問題:
将来的には、このアミノ酸ベースの有機ナノザイムをさらに持続可能なアプリケーションで利用するための研究が必要です。また、他の生体分子に対する適用性の拡大や、さらに効率的な製造プロセスの開発も求められています。
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

Non-targeted metabolomics-based molecular networking enables the chemical characterization of Rumex sanguineus
1. 目的:
この研究の主な目的は、伝統的な薬用植物でありながら、その化学組成が十分に理解されていないRumex sanguineusの化学組成についての理解を深めることです。また、この植物が現代の食用としての利用に移行する中で、有益な成分と有害な成分を理解することも目指しています。
2. 使用したデータや情報:
この研究では、Rumex sanguineusの根、茎、葉から抽出したサンプルを用いて、非標的質量分析に基づくメタボロミクス分析を行いました。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。さらに、陽イオンモードと陰イオンモードでのスペクトルマッチングにより、347種類の一次および特殊代謝産物が注釈され、8つの生化学クラスに分類されました。
3. 新規性と解決した問題:
この研究の新規性は、Rumex sanguineusの包括的な化学組成を非標的メタボロミクスを用いて詳細に分析した点にあります。特に、ポリフェノールとアントラキノン類が最も多く注釈されたメタボライトであることが明らかになり、アントラキノンの一種であるエモジンの量が葉に多く蓄積していることが示されました。これにより、潜在的な毒性に関しても洞察を得ることができました。
4. 未解決問題:
将来的には、Rumex sanguineusに含まれる有害な化合物、特にアントラキノン類の安全性に関する更なる研究が必要です。また、この植物の食用としての安全性と効能を評価するための詳細なメタボロミクス研究が求められます。これにより、伝統的な薬用植物が現代の食文化にどのように取り入れられるかについての理解が深まるでしょう。
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、アルコール飲料の認証を通じて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ことです。特に、グローバル化と複雑化する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真正性を確保するために、原料の植物起源を識別する技術を開発し、不正な混入を検出することが目的です。
2. 使用データ・情報:
この研究では、ウォッカの生産に使用される原料（穀物、ジャガイモ、砂糖ビート）の植物起源を区別するために、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、C3植物からの異なるアルコールの混合物について初めて分析が行われ、不正混入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初めて分析し、ウォッカの原料として一般的に使用される穀物、ジャガイモ、砂糖ビートの各々とその混合物からの重要な同位体差を確認した点にあります。分散分析とTukeyのテストを使用してこれらの差を確認し、原料の混合比率を決定するための線形関係を確立しました。これにより、不正混入の検出閾値を原料の種類に応じて10％から50％の範囲で設定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、さらに低い濃度の不正混入を検出する技術の開発や、他の原料や異なる地域からのウォッカに対しても同様の分析技術の適用可能性を探ることが挙げられます。また、実際の市場で流通している製品に対する広範囲な調査と、これらの技術の実用性のさらなる検証が必要です。
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. 与えられた論文の目的:
このレビューは、メタボロミクスの著しい進歩と、植物と微生物との相互作用を解明する上でのその重要な役割に焦点を当てています。特に、病原体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ことを詳述しています。さらに、共生関係の代謝の複雑さを考察し、シグナル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に光を当てています。
2. 使用されたデータや情報:
このレビューは、最近の研究を総合して、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の深い洞察を提供しています。具体的なデータや情報としては、メタボロミクスによって明らかにされた代謝変化、植物の抵抗性に関連する重要な代謝物の特定、共生関係のシグナル代謝物の重要性の強調、エンドファイト由来の生物活性化合物の発見などが含まれます。
3. 新規性や解決された問題:
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の複雑さを詳細に解析し、病原体に対する植物の抵抗メカニズムや共生関係での代謝物の役割を明らかにした点にあります。これにより、病気抵抗性を持つ作物の育種や、持続可能で回復力のある農業実践の促進に寄与する知見が提供されました。
4. 未解決の問題:
将来的には、メタボロミクスによって特定された代謝物の具体的な作用機序の解明や、これらの代謝物を利用した新たな農業技術の開発が必要です。また、異なる環境条件下での植物-微生物間の相互作用のさらなる研究も求められています。これにより、より詳細な理解と実用的な応用が進むことが期待されます。
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. 目的:
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）を識別するための多クラス予測モデルを開発することです。これにより、食品の合理的な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な設計など、新しい方法論の道を開く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、化学化合物の分子構造を用い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が開発されています。具体的には、味覚受容体と化学的味覚物質との間の分子間相互作用に基づくデータが利用されており、これが味覚の認識と知覚に重要な役割を果たしています。
3. 新規性と解決された問題:
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区別する多クラス予測器を開発し、それを公開アクセス可能な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、味覚の知覚を駆動する分子特性の包括的な理解が進み、食品科学や薬理学における新たなアプローチが可能になります。
4. 未解決の問題:
今後の課題としては、残りの基本味覚（塩味、酸味）を予測するための多クラスモデルの開発が挙げられます。また、予測モデルの精度をさらに向上させるための研究も必要です。これにより、より正確で実用的な食品設計や治療食の開発が期待されます。
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. 目的:
与えられた論文は、低濃度の化合物の生物学的サンプルにおける化学曝露を評価するために、従来の低解像度質量分析法に基づくターゲットアプローチに加えて、未標的アプローチを用いた広範な調査ツールとしての可能性を探ることを目的としています。更に、Zeno技術を利用した新しい組み合わせたターゲット/未標的LC-MS方法の開発を通じて、超微量バイオモニタリング分析における分析的制約を克服しようとしています。
2. 使用したデータや情報:
本研究では、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、そして有益かもしれない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。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のみの方法で分析しました。
3. 新規性と解決した問題:
この研究の新規性は、MRM-HRとSWATH実験を一つの分析ランで統合することにより、感度を向上させるZeno技術を利用した最初の組み合わせたターゲット/未標的LC-MS方法を開発した点にあります。これにより、従来の未標的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、感度の高い広範な化学カバレッジを実現しました。実際に、標準参照材料に添加された低濃度レベルの検出が可能となり、感度が大幅に向上しました。
4. 未解決問題:
この研究はエクスポソミクスの応用で示されましたが、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す。今後の課題としては、さらに多くの種類の化合物やその代謝産物をカバーするための方法の拡張、および他の生物学的サンプルや環境サンプルへの応用が考えられます。また、この技術の実用性や効率性をさらに向上させるための研究も必要です。
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