Recent ChemRxiv on Agriculture and Food Chemistry: August 28, 2024

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. 与えられた論文の目的:
この研究は、クルクミンとその誘導体の抗酸化特性、特に遊離基であるヒドロペルオキシド(HOO•)に対する反応の熱力学と動力学を系統的に調査することを目的としています。クルクミン誘導体のHOO•ラジカル消去活性を水およびペンチルエタノエート(PEA)溶液中で調査し、その抗酸化プロパティ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、密度汎関数理論(DFT)アプローチを用いて、クルクミンI（Cur-I）とクルクミンIII（Cur-III）の2つのクルクミン誘導体のHOO•ラジカル消去活性を調査しました。また、クルクミンのケトエノール形とジケトン形の中性およびアニオン形の抗酸化特性を、水素移動(HT)、ラジカル付加生成物形成(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評価しました。
3. 新規性や解決された問題:
この研究の新規性は、クルクミンとその誘導体の抗酸化特性に関して、HOO•ラジカルに対する反応の詳細な熱力学的および動力学的特性を明らかにした点にあります。特に、水中でのクルクミンIの全体的な反応速度定数がクルクミンIIIより約3倍高いこと、およびケトエノール形が反応速度に主に寄与していることを系統的に特定しました。また、フェノール-OH基での最も優勢なHT反応がプロトン結合電子移動(PCET)プロセスを介して発生することを詳細に分析しました。
4. 未解決の問題:
将来的には、他の溶媒や条件下でのクルクミン誘導体の抗酸化特性をさらに調査する必要があります。また、クルクミンとその誘導体の他の自由基に対する反応性や、生体内での実際の抗酸化効果を評価するための研究も重要です。
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:
この研究は、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どのような脅威をもたらしているかを評価し、家庭用および産業用の収穫後洗浄方法が食用植物の表面からMNPsを効果的に除去できるかどうかを検証することを目的としています。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、様々な洗浄方法（水道水洗浄、野菜用洗剤洗浄、超音波洗浄）の効果を評価するために、バジルの葉からMNPsを除去する能力を測定しました。具体的には、42 µmのポリスチレン（PS）、6 µmのポリメチルメタクリレート（PMMA）、および61 nmのPSという異なるサイズのプラスチック粒子がテストされました。除去効率の評価には共焦点ラマン分光法と表面増強ラマン分光法（SERS）が使用されました。
3. 新規性と解決された問題:
この研究は、新鮮な農産物からMNPsを除去するために一般的に使用される洗浄技術の除去効率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、洗浄方法の効果を科学的に評価する新たなアプローチを提供しました。また、MNPsのサイズによって洗浄効果が異なることを明らかにし、特に小さいサイズのMNPsの除去には高い効率を示す方法を見つけるための基礎を築きました。
4. 未解決問題:
この研究では、特に61 nmのPSのような非常に小さいMNPsの除去効率が依然として低いことが明らかにされました。将来的には、より効果的な洗浄方法を開発することが必要であり、さらに小さいMNPsを効率よく除去できる技術の開発が求められています。また、異なる種類のMNPsに対する洗浄効果のさらなる評価も必要です。
title:
Evaluating Postharvest Washing Methods for Micro-Nanoplastic Removal from Edible Vegetable Leaves
author:
Mingjiu, Liu, Huiyuan, Guo, Anupam, Das, Lynn, Terry
date:
2024-08-21
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-qmfsc?rft_dat=source%3Ddrss

All-Natural Aggregation-Induced Emission-Active Glycyrrhizic Acid Hydrogels for Drug-Resistant Bacteria-Infected Wound Healing
1. 与えられた論文は、何を目的としていますか？:
この研究は、自然由来の小分子である甘草酸（GA）と黄連素（BR）から成る全天然の集合誘起発光（AIE）活性ハイドロゲルを開発し、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ことを目的としています。このハイドロゲルは、優れた機械的強度と構造回復能力を持ち、また、光ダイナミック抗菌能力を通じて反応性酸素種を生成することができるため、抗炎症および抗菌能力が高いとされています。
2. 与えられた論文では、どのようなデータや情報を用いましたか？:
この研究では、GAとBRという二つの自然由来分子を使用し、それらの自己集合によって形成されるナノフィブリルと、それらと相互作用するBR分子からなる集合体繊維ネットワークを構築しました。また、in vivoでの実験を通じて、このハイドロゲルがMRSAに感染した皮膚創傷の治癒を促進することを示しました。具体的には、細菌感染の減少、マクロファージの表現型のM1からM2への変換、炎症反応の抑制、コラーゲンの沈着の促進、血管新生の向上が観察されました。
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、全天然成分からなるAIE活性ハイドロゲルを用いて、優れた機械的強度と光ダイナミック抗菌能力を有する環境に優しいドレッシング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AIE特性を活用することで、MRSAに感染した創傷治癒において高い抗炎症および抗菌効果を実現しました。これにより、薬剤耐性細菌に感染した創傷の治療における重要な進歩がもたらされました。
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？:
今後の課題としては、このハイドロゲルの長期的な安全性と効果の評価、さらには他の種類の細菌に対する抗菌効果の検証が必要です。また、大規模な臨床試験を通じてその臨床的有効性をさらに確認し、様々な種類の創傷に対する適用可能性を広げることも求められます。
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:
この論文の主な目的は、廃水からの窒素（N）回収の可能性を探ることであり、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、窒素を含む廃水の処理における硝化・脱窒処理を減らすことにあります。また、窒素回収のための生物学的および物理化学的技術の統合や、回収された窒素製品の市場拡大についても提案しています。
2. 使用されたデータや情報:
この論文では、市町村の廃水中の低窒素濃度、高効率分離技術の不足、および回収された窒素の適切な製品と市場の欠如といった、窒素回収の普及を妨げる技術的および経済的要因について言及しています。また、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、市町村の廃水からの窒素の生物濃縮および回収の潜在的な対象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によって窒素回収を選択的かつ調整可能に改善する提案にあります。また、肥料以外の回収された窒素製品のポートフォリオ拡大を提案しており、これにより窒素回収の応用範囲が広がります。
4. 未解決問題:
未解決の問題としては、市町村の廃水中の低窒素濃度に対処するためのより効率的な分離技術の開発、回収された窒素製品の市場と用途のさらなる調査と開発、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。これらの問題に対処することが、廃水からの窒素回収技術の実用化へとつながるでしょう。
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、食品の凍結過程における損失を減少させる方法を探求することです。具体的には、食品の凍結プロセス中に生じる二つの主要な過程、すなわち氷の核形成と氷の成長を定量的に測定し、食品の品質を向上させ、食品ロスを限定するための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. 使用されたデータや情報:
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、ジャガイモの氷の核形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、既存の結晶成長および核形成の原理を適用して、氷の核形成と成長の逆関係を引き起こす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形成率と成長率を実際に測定し、それぞれの食品に最適化された凍結プロセスを提案する点にあります。これにより、食品の凍結中における品質劣化を抑制し、食品ロスを減少させることが可能になります。また、氷の核形成と成長の逆関係を明らかにし、その原因を化学的組成から説明することで、より効果的な凍結方法の開発に寄与しました。
4. 未解決問題:
今後の課題としては、さらに多くの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、異なる温度や凍結速度が氷の核形成や成長にどのように影響するかを詳細に調査し、最適な凍結条件を見つけるための研究が必要です。さらに、実際の食品加工現場での適用可能性や経済性を評価することも重要です。
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にマイクロ波で加熱したコーヒーの過熱現象について調査し、そのメカニズムを解明することです。ステビア粒子が気泡の核形成サイトとして機能することにより、一次相転移が発生し、コーヒーの過熱が引き起こされるという仮説を検証しています。
2. 使用データ・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リラクゼーションを調べ、最小基底状態の電子密度エネルギー力に基づいて分析を行っています。また、ステビアの分子平面上に存在するカルボキシルおよびヒドロキシル基の側鎖の相互作用がステビア粒子を気泡の核形成サイトとして機能させる可能性についても考察しています。
3. 新規性と解決問題:
この研究の新規性は、ステビアを加えたコーヒーの過熱現象を観察し、その原因をステビアの分子構造とその相互作用に関連付けることにあります。従来、密封されたマイクロ波環境での水の過熱は観察されていましたが、ステビアを加えたコーヒーの過熱現象は理解されていませんでした。この研究により、ステビアが核形成サイトとして機能するメカニズムが明らかになり、コーヒーの過熱現象の理解が進みました。
4. 未解決問題:
今後の課題としては、ステビア以外の添加物がコーヒーの過熱にどのように影響を与えるかを調査すること、また、この現象が実際の日常環境でどの程度発生するかの確率を定量的に評価することが挙げられます。さらに、この現象が他の高温・常圧環境、例えばエンジン内の燃料などにどのように影響するかを調査することも重要です。
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. 目的:
この研究は、食事由来のフラボノリグナンがどのように代謝されるか、およびそれが微生物叢（マイクロバイオーム）に与える影響を解明することを目的としています。特に、年齢に応じた栄養戦略を考慮に入れ、(ポリ)フェノールの代謝に関する理解を深めることが目標です。
2. 使用したデータや情報:
この研究では、シリマリン成分、特にイソシリビンBの代謝に焦点を当て、それがマイクロバイオームの特定の細菌群、具体的にはファエカリバクテリウム属とエリシペロトリカセア科UCG-003の豊富さにどのように関連しているかを調査しました。これにより、マイクロバイオームの機能性に関する洞察が得られました。
3. 新規性と解決された問題:
この研究の新規性は、特定のフラボノリグナン、イソシリビンBが特定のマイクロバイオーム成分とどのように相互作用するかを明らかにした点にあります。これにより、食事フラボノリグナンの代謝過程とそれが健康に与える影響についての理解が深まりました。これは、年齢特有の栄養戦略を設計する上での重要な知見を提供します。
4. 未解決問題:
将来的には、他のフラボノリグナンや異なるマイクロバイオーム成分との相互作用を解析すること、また、これらの相互作用が具体的に人間の健康にどのような影響を及ぼすかを明らかにすることが必要です。さらに、異なる年齢層や生活習慣を持つ個体群におけるこれらの相互作用の違いも調査することが挙げられます。これにより、より具体的で個別化された栄養指導が可能になるでしょう。
title:
Mutual Interactions of Silymarin and Colon Microbiota in Healthy Young and Healthy Elder Subjects
author:
Kateřina, Valentová, Katerina, Tomisova, Veronika, Jarosova, Petr, Marsik, Anna, Mascellani Bergo, Ondrej, Cinek, Lucie, Hlinakova, Pavel, Kloucek, Vaclav, Janousek, Jaroslav, Havlik
date:
2024-08-06
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-4drz1-v4?rft_dat=source%3Ddrss

Rising Threats of Antimicrobial Resistance (AMR) In Herbal Therapies: A Comparative Analysis of Home-Prepared and Commercial Remedies for Typhoid, Malaria and Stomach Ulcer
1. 目的:
この研究の主な目的は、ナイジェリアのカドゥナ州における市場で販売されているハーブ製品と、胃潰瘍、腸チフス、マラリア熱を治療するための正統派によって調製されたハーブカクテル療法の微生物汚染の程度を定量化することです。また、カドゥナ州の高密度および中密度の居住地域における抗微生物耐性（AMR）の増加に対するこれらの製品の影響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、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に用いられるハーブカクテルのサンプルを集め、これらのサンプルの細菌汚染レベルを測定しました。具体的には、Shigella spp., S. aureus, Salmonella spp., そして E. coli の各細菌について、耐性パターンを含めて調査しました。
3. 新規性と解決できた問題:
この研究は、ハーブ製品の微生物汚染の実態と、それが抗微生物耐性の増加にどのように影響しているかを明らかにしました。特に、多くのハーブ製品がWHOの安全基準を超える細菌汚染レベルを持っていること、そして多くの細菌が多剤耐性を持つことが判明しました。これにより、ハーブ製品の安全性と品質管理の重要性が強調されました。
4. 未解決問題:
この研究では、ハーブ製品の安全性を確保し、抗微生物耐性の問題に対処するための具体的な解決策や政策がまだ確立されていません。今後は、ハーブ製品の品質管理基準を設定し、実施すること、さらにはこれらの製品に対する監視体制を強化することが求められます。また、耐性を持つ細菌に効果的な新しい抗生物質の開発も重要な課題です。
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. 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、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、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分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. 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、スイッチグラスを用いた共溶媒強化リグノセルロース分画（CELF）プロセスをモデル化し、時間（10-30分）、温度（140-180°C）、酸濃度（0.025-0.1M H2SO4）の影響をリグニンの収率、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）について調べました。
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、前処理の厳しさを時間、温度、酸濃度の組み合わせで単一の値として定義し、異なる前処理技術を比較可能にした点にあります。また、リグニンの収率は前処理の厳しさに敏感であること、酸濃度と温度がリグニンの分子量とヒドロキシル基含有量に影響を与えることを明らかにしましたが、これらの特性を同時に最大化（または最小化）することはできないという問題を解決しました。
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？:
未解決問題としては、異なる前処理条件が同じ厳しさの値を数学的に達成できるが、結果として得られるリグニン製品のスレートに異なる効果を及ぼす可能性があるため、前処理と分画反応器に「厳しさ」の調整ができない点が挙げられます。また、短い滞留時間が大幅なコスト削減につながる可能性がある連続および流れるプロセスにおいて、滞留時間が収率や分子量に統計的に有意な効果を持たないことが示されていますが、これをどのように活用するかが今後の課題です。
title:
Optimization of Cosolvent Enhanced Lignocellulosic Fractionation for Isolating Switchgrass Lignin with Distinct Structural Features Using Response Surface Methodology
author:
Stephen, Chmely, James, Godwin, Hojae, Yi, Kendhl, Seabright, David, Harper
date:
2024-08-01
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-qbjg2-v2?rft_dat=source%3Ddrss

Impact of Dumpsite-Derived Compost on Heavy Metal Accumulation in Cultivated Maize and Spinach.
1. 目的:
この研究の目的は、大規模な廃棄物処理場からの堆肥を土壌改良材として使用している農業環境において、堆肥、耕作土壌、トウモロコシ植物、ホウレンソウ野菜の中の微量金属（Cd, Cr, Cu, Mn, Ni, Fe, Pb, Zn）の濃度を調査することです。また、これらの金属が作物に与える潜在的な健康リスクを強調し、食品の安全と環境の健康を確保するための継続的な監視と修復努力の重要性を浮き彫りにします。
2. 使用データ・情報:
本研究では、廃棄物処理場の堆肥、耕作用土壌、トウモロコシ植物、ホウレンソウ野菜のサンプルを収集し、これらのサンプルから微量金属の濃度を分析しました。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）の各濃度を測定し、EUの限界値と比較して評価しました。
3. 新規性・解決した問題:
この研究の新規性は、廃棄物処理場の堆肥を使用した農地で栽培された作物に含まれる重金属の濃度を広範囲にわたって評価した点にあります。特に、EUの限界値を超える重金属が検出されたことで、これらの作物の消費が健康に与える潜在的なリスクを明らかにしました。これにより、食品安全と環境保護のための対策の必要性が強調されました。
4. 未解決問題:
将来的には、重金属に汚染された堆肥や土壌を安全に使用するための具体的な修復技術の開発が必要です。また、重金属の植物への吸収メカニズムのさらなる解明や、異なる作物種による重金属の蓄積の違いについての研究も求められています。これらの問題に対処することで、農業生産の持続可能性と食品の安全性が向上します。
title:
Impact of Dumpsite-Derived Compost on Heavy Metal Accumulation in Cultivated Maize and Spinach.
author:
Mathew, Gideon, Kuzmin, Anton, Mercy Omawumi, Boyi
date:
2024-07-31
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-3n8wx-v3?rft_dat=source%3Ddrss

Commercially available carrageenans show broad variation in their structure, composition, and functionality
1. 目的:
本研究の目的は、さまざまな仕様を持つ異なるメーカーからの商業的なカラギーナンの広範な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。これにより、カラギーナンの構造と機能の関係をより正確に理解するための基盤を築く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、部分的な酵素加水分解を基にした分析的アプローチとしてHPLC-MS（高速液体クロマトグラフィー質量分析法）およびHPSEC-RI（高分子排除クロマトグラフィー屈折率検出器）を用いました。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）が使用されました。
3. 新規性と解決した問題:
この研究の新規性は、商業的なカラギーナンの実際の構造がメーカーによって指定されたカラギーナンタイプとは異なる場合が多いことを明らかにした点にあります。特に、λ-カラギーナンのサンプルでは、λ型の構造要素が含まれていないことが判明しました。代わりに、κ、ι、νユニットが含まれていました。このように、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。また、商業的カラギーナンサンプルのレオロジー分析は、カルシウム添加によるゲル化特性の明確な違いを示し、これが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があることを示しました。
4. 未解決問題:
今後の研究では、さまざまなカラギーナンサンプルの構造と組成の詳細な分析をさらに進める必要があります。また、構造と機能の関係をさらに詳細に理解するために、異なるカラギーナンタイプの機能性評価を行うことが挙げられます。これには、異なる食品添加物や他のアプリケーションでのカラギーナンの挙動を詳細に調査することが含まれるでしょう。
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、新しいデュアル機能モデルナノプラスチック（NP）を開発し、そのモデルを使用して植物組織内でのNPの挙動を調査することです。具体的には、SERS（表面増強ラマン分光法）とICP-MS（誘導結合プラズマ質量分析法）を用いて、モデルNPの定量化と定性化を行うことが目的です。
2. 使用したデータや情報:
この研究では、コアシェル構造を持つモデルNPを使用しました。コアにはラマンレポーター機能化された金ナノ粒子を、シェルにはプラスチック層を使用しています。また、ニンニク植物を実験マトリックスとして使用し、異なる濃度のモデルNP懸濁液で30日間栽培し、その取り込みを調査しました。SERSとICP-MSの両方を使用して、モデルNPの植物組織への取り込みを可視化および定量化しました。
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を開発した点にあります。これにより、ナノプラスチックの生物学的取り込み、輸送、蓄積の検出と定量が可能になり、従来の分析方法の限界を克服しました。特に、SERSが検出に限界がある場合でも、ICP-MSによる金の存在に基づいて定量が可能であるため、より正確なデータ取得が可能になりました。
4. 未解決の問題:
将来的には、他の種類の植物や異なる環境条件下でのモデルNPの挙動をさらに調査する必要があります。また、モデルNPの長期的な環境への影響や生態系への影響も詳細に分析する必要があります。これにより、ナノプラスチックの環境への影響をより深く理解し、適切な管理策を講じるための基盤を築くことができます。
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、アブダビ首長国の小売市場で販売されているハチミツのサンプルを分析し、フルクトース、グルコース、およびスクロースの値を決定することであり、これらの糖類がハチミツの品質に与える影響を評価することです。また、これらの糖類の組成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理解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したハチミツのサンプルを使用しました。フルクトース、グルコース、スクロースの量を測定し、それぞれの糖類の含有量を分析しました。また、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が5％から37％の範囲であったことが示されました。
3. 新規性や解決できた問題:
この研究の新規性は、アブダビの市場で販売されているハチミツの品質を糖類の組成に基づいて詳細に分析した点にあります。特に、フルクトースとグルコースの標準閾値に適合しないサンプルが約33％も存在することを明らかにしました。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する傾向にあることを示し、これはハチミツの品質評価において重要な発見です。
4. 将来の課題:
今後の課題としては、スクロース含有量が高いハチミツサンプルのグルコースとフルクトースの低下原因を詳細に調査することが挙げられます。また、品質不適合が高い割合で見られるため、より厳格な品質管理と監視体制の構築が必要です。さらに、ハチミツの品質基準を満たすための改善策や、地域基準に適合するハチミツの生産方法に関する研究が求められています。
title:
Sugar characteristics of honey from Abu Dhabi (United Arab Emirates) market
author:
Premanandh, Jagadeesan, Abdullah, Siddiqui, Khuloud Khalfan , Altaleei, Ahmed Awadh Hatem , Al Muharrami, Ali Usama , Lashari
date:
2024-07-19
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-4m97l?rft_dat=source%3Ddrss

Metabolic Engineering in Plants: Advancing Crop Productivity and Sustainability through Precision Pathway Manipulation
1. 目的:
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、および貴重な代謝産物の生産を向上させるために、植物の一次及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、植物の代謝工学の設計を前例のない精度で最適化しています。また、CRISPR/Cas9 やその他の遺伝子編集技術を用いた植物代謝の洗練についても議論しています。
3. 新規性と解決できた問題:
このレビューでは、特に光合成効率、栄養利用、非生物的ストレス耐性の向上を通じて、植物の代謝介入を目標とした最近の成功事例を検討しています。さらに、合成生物学のアプローチや多遺伝子トレイトの積み重ねといった新興のトレンドが、この分野を革命的に変えている点も新規性があります。
4. 未解決問題:
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、これらの側面が今後の持続可能な農業と作物改良の未来を左右すると考えられます。また、食糧安全保障、気候変動適応、貴重な化合物の持続可能な生産といった分野での植物代謝工学の変革的な可能性をさらに発展させるためには、これらの課題に対する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. 目的:
この研究の目的は、オリーブオイルの真正性を検証するための非侵襲的分析方法を開発することです。特に、空間的オフセットラマン分光法（SORS）を用いて、容器を通してオリーブオイルのスペクトルを得ることにより、持続可能な食品分析の手法を提供することを目指しています。
2. 使用したデータや情報:
本研究では、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。これにはプロット作成、主成分分析、分類および回帰モデルを用いた分析戦略が含まれています。
3. 新規性や解決できた問題:
この研究の新規性は、SORSを用いて容器を通じてオリーブオイルの分析が可能である点にあります。これにより、オリーブオイルの真正性を現場で迅速に検証することが可能となり、さまざまな企業の食品検査で成功を収め、関与した当事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を分析する追加の検証ステップでは、実際に混ぜ物がされたオリーブオイルと本物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. 未解決問題:
将来的には、SORS技術のさらなる改善と精度向上が求められます。また、より多様なタイプのオリーブオイルや異なる条件下でのサンプルに対しても、分析手法の適用性を拡大する必要があります。これにより、より広範な市場でのオリーブオイルの真正性保証に貢献できるでしょう。
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:
与えられた論文は、成長する人口を支えるための農業生産性の増加に伴い、農薬の使用が拡大していることから、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ことを目的としています。具体的には、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し、定量する技術の開発を進めています。
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材とした薄膜と金ナノ粒子を組み合わせたSERSナノ基板を開発し、ポータブルラマン装置を用いて3種類の農薬（カーバリル、フェルバム、チアベンダゾール）を感度良く、選択的に検出しました。検出限界は、それぞれ0.924、0.479、0.038 mg/Lであり、農業で推奨される適用濃度よりもはるかに低い値でした。
3. 新規性や解決できた問題:
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、それを用いて農薬のスプレー滴を検出することにあります。これにより、環境への農薬の拡散を効果的に監視する新しい方法を提供しました。また、準備したフェルバムスプレー溶液と収集したスプレー滴のSERS信号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を示しました。
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同様の検出能力を持つSERSナノ基板の開発が必要です。また、実際の農業現場での使用に耐えうる耐久性や、より広範囲の環境条件下での効果的な検出方法の確立も求められます。これらの課題に対処することで、農薬の環境への影響をより広く、深く理解し、管理することが可能になります。
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:
この研究の主な目的は、家畜の生産性、健康、および福祉を向上させるために、家畜の管理において先進的な診断ツールを利用する精密家畜飼育技術を活用することです。具体的には、乳牛の初期乳房期に発生する代謝病であるケトーシスを検出するための低コストで迅速なバイオセンサーを開発することが挙げられます。
2. 使用したデータや情報:
この研究では、ケトーシスのバイオマーカーとして優れているβ-ヒドロキシ酪酸（βHB）の濃度を測定するために、グラフェンベースのセンサーを開発しました。このセンサーは、スクリーン印刷された電極（SPE）上にグラフェンナノシートを層状に配置し、β-ヒドロキシ酪酸脱水素酵素、NADH、およびグリセロールを用いて機能化し、EDC-NHS共役化学を利用しています。
3. 新規性と解決した問題:
この研究の新規性は、グラフェンを基盤としたセンサーを用いて、βHBの濃度を1分未満で検出および定量できる点にあります。これにより、農場内でのサブクリニカルケトーシスの早期検出が可能となり、従来の方法よりも迅速かつコスト効率良く病状を把握できるようになりました。また、解析感度は10 nM、検出限界は0.24 nMであり、0.00001-3.0 mMの範囲で検出が可能です。
4. 未解決問題:
将来的には、このセンサーをさらに改善して、より広範囲のケトン体を検出できるようにする必要があります。また、センサーの耐久性や安定性を向上させること、さらには他の家畜種での使用に向けた検証と最適化も求められます。これにより、家畜の健康管理におけるさらなる進歩が期待されます。
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、天然由来のイソチオシアネート化合物（Cp1-Cp4）が、高反応性のHOꞏラジカルを消去する能力について調べることを目的としています。これにより、生体分子に対する損傷効果を制限し、過剰なフリーラジカルを減少させる効果的な抗酸化剤についてのデータソースを豊かにすることができます。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、密度汎関数理論（Density Functional Theory）を用いてM06-2X/6-311++G(3df,3pd)//M06-2X/6-311++G(d,p)のレベルで、イソチオシアネート化合物（アリルイソチオシアネート、1-イソチオシアネート-3-メチルブタン、4-メチルフェニルイソチオシアネート、2-フェニルエチルイソチオシアネート）のHOꞏラジカル消去活性を評価しました。また、水およびペンチルエタノエート（PEA、脂質環境を模倣）の中での形式的水素移動、ラジカル付加体形成、単一電子移動メカニズムが考慮されました。
3. 新規性や解決した問題:
この研究の新規性は、特定のイソチオシアネート化合物がHOꞏラジカルを非常に効率的に消去することを示した点にあります。特にアリルイソチオシアネート（Cp1）は、水中での全体の反応速度定数が5.20 × 10^9 M-1s-1と非常に高く、PEA中でも1.85 × 10^9 M-1s-1と高い値を示しました。これらの結果は、生物分子と同等の反応速度を持つことを示し、有効な抗酸化剤としての可能性を示しています。
4. 未解決問題:
将来的には、これらのイソチオシアネート化合物が実際の生物系や他の複雑な環境でどのように機能するかをさらに詳細に調査する必要があります。また、他の種類のフリーラジカルに対する消去効果や、長期的な安定性や毒性についても研究する必要があります。これにより、より広範な応用が可能になるでしょう。
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確保するために重要な役割を果たす乳化剤の局在と分布を詳細に分析することを目的としています。特に、油/水界面におけるタンパク質の分布を定量的に分析し、エマルションの安定性に影響を与える因子を理解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、卵黄に含まれるタンパク質が乳化剤として機能するマヨネーズをモデルシステムとして使用しました。具体的には、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均一分布と不均一分布でシミュレートし、相対位置分布（RPD）分析を実施して、全ての隣接する局在間の相対距離のヒストグラムを抽出しました。
3. 新規性や解決できた問題:
この研究の新規性は、STORMを利用してエマルションの油/水界面におけるタンパク質の精密な局在を可視化し、その分布の定量的な分析を行った点にあります。また、RPD分析によるヒストグラムの局所最大値の分析から、ドロップレット界面でのタンパク質の分布を均一、部分的に不均一、不均一に分類することができました。これにより、エマルションの安定性に影響を与える分布の特性を明らかにしました。
4. 未解決問題:
今後の未解決問題としては、さらに異なるタイプの乳化剤や異なる条件下でのエマルションの挙動を解析することが挙げられます。また、タンパク質の分布のさらに詳細な機構解明や、その分布がエマルションの物理化学的性質にどのように影響するかの理解を深める必要があります。これには、より多くの実験的および理論的研究が必要です。
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:
新しく登場した有機ナノ酵素は、持続可能な特性を持っており、無機ナノ酵素に関連する長年の問題を克服することを目指しています。しかし、農業中心の有機化合物ベースのナノ酵素にはいくつかの限界があり、それを克服するために、物理的な寸法が小さく、材料の範囲が広い新しい有機化合物ベースのナノ酵素の開発が求められています。
2. データや情報:
新しい有機ナノ酵素（OAナノ酵素）の開発には、アミノ酸を基にした持続可能な素材が使用されており、ペルオキシダーゼ様の触媒活性を示しています。また、単一のキレート/ポリマー絡み合いに基づく改良された製造過程が開発され、最大3時間でナノ酵素を製造することが可能で、物理的直径が小さく均一な形態（100nm以内、D90）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。
3. 新規性と解決した問題:
このOAナノ酵素は、従来のナノ酵素に比べて小さな物理的寸法を持ち、材料の範囲も広がっています。また、キネティックプロファイル（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生体分子を検出することに成功しています。ヒスタミンに対しては、21.37 pgmL-1の検出限界と高い選択性を達成し、分子を3分以内に感知することができます。
4. 未解決問題:
今後の持続可能なアプリケーションでの利用が見込まれていますが、さらなるアプリケーションへの展開や、他の生体分子に対する検出能力の拡充など、開発の余地が残されています。
title:
Amino acid-based, sustainable organic nanozyme for allergic biomolecule detection
author:
DONG HOON, LEE, Mohammed , Kamruzzaman
date:
2024-07-11
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-4q3nn?rft_dat=source%3Ddrss

Simplifying Wheat Quality Assessment: Using Near-Infrared Spectroscopy and Analysis of Variance Simultaneous Component Analysis to Study Regional and Annual Effects
1. 目的:
この研究の主な目的は、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）を組み合わせて利用し、小麦の品質評価を簡略化し、時間や化学薬品を消費するキャリブレーション開発の必要性を排除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つのサイトで3年間にわたって収集された180個の小麦サンプルのデータを使用しました。これらのサンプルは、近赤外分光法（NIRS）によって得られたスペクトルデータと、年、サンプリングサイト、それらの組み合わせが小麦のスペクトルに与える影響を分析するために使用されました。
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り、小麦の品質評価を簡素化し、環境に優しい方法を提供する点にあります。また、年、サンプルサイト、およびそれらの組み合わせが小麦のNIRスペクトルに顕著な影響を与えることを統計的に確認し、これらの要因が小麦の成分（タンパク質、炭水化物、水分、脂肪など）にどのように影響を与えるかを解明しました。
4. 未解決問題:
今後の課題としては、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、さらに広範なデータを用いてNIRSとASCAの組み合わせの有効性を検証することが挙げられます。また、他の作物に対しても同様のアプローチを適用し、その汎用性を評価することも重要です。
title:
Simplifying Wheat Quality Assessment: Using Near-Infrared Spectroscopy and Analysis of Variance Simultaneous Component Analysis to Study Regional and Annual Effects
author:
Stephan, Freitag, Maximilian, Anlanger, Maximilian , Lippl, Klemens, Mechtler, Elisabeth, Reiter, Heinrich, Grausgruber, Rudolf, Krska
date:
2024-07-10
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-9g449?rft_dat=source%3Ddrss

Non-targeted metabolomics-based molecular networking enables the chemical characterization of Rumex sanguineus
1. 目的:
与えられた論文は、伝統的な薬用植物であるPolygonaceae科のRumex sanguineusの化学組成を深く理解することを目的としています。特に、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、非標的な質量分析に基づくメタボロミクス分析を用いて詳細な分析を行うことで、有益な成分と有害な成分の両方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、Rumex sanguineusの根、茎、葉のサンプルから抽出された化学成分をUHPLC-HRMSを用いて分析し、その後、特徴ベースの分子ネットワーキングによってさらに詳細な分析が行われました。正および負のイオン化モードで確立されたライブラリとのスペクトルマッチングにより、347種の一次および特殊代謝物質が注釈され、8つの生化学クラスに分類されました。
3. 新規性と解決できた問題:
この研究の新規性は、非標的質量分析に基づくメタボロミクスを使用してRumex sanguineusの詳細な化学組成を明らかにした点にあります。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ことが示され、アントラキノン類の一つであるエモジンの量を定量化し、葉に高い蓄積があることが明らかになりました。これにより、植物の有益な成分と有害な成分を理解する上での重要な情報が提供されました。
4. 未解決の問題:
今後の研究では、Rumex sanguineusの他の成分についての詳細な分析が必要であり、特に食用としての使用を考慮した場合の安全性評価が重要です。また、エモジンのような有害な成分のリスクを評価し、それが人間の健康に与える影響をさらに調査する必要があります。
title:
Non-targeted metabolomics-based molecular networking enables the chemical characterization of Rumex sanguineus
author:
Laura, Righetti, Valentina , Ramundi, Mitja M. , Zdouc, Justin J.J. , van der Hooft, Sara, Cimini, Enrica, Donati
date:
2024-07-09
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-03ls0?rft_dat=source%3Ddrss

Identifying the Botanical Origin of Alcohol Using 2H SNIF NMR: A Case Study of “Polish Vodka” PGI
1. 目的:
この研究の主な目的は、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です。具体的には、ウォッカの生産に使用される原料の植物起源を識別し、不正な製品が市場に流入するリスクを減少させるための方法を開発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、²H SNIF NMR技術とケモメトリックス技術を用いて、ウォッカの生産に使用される原料（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。さらに、異なるC3植物からのアルコール混合物を分析し、不正混入を検出するための手法が初めて導入されました。分散分析とTukeyのテストを用いて、重要な同位体の違いを確認しました。
3. 新規性と解決した問題:
この研究の新規性は、異なるC3植物からのアルコール混合物を分析し、不正混入を検出する新しい手法を導入した点にあります。これにより、ウォッカの生産における原料の正確な組成を決定することができ、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ける線形関係が明らかにされました。不正混入物の検出可能閾値は、原料の種類によって10％から50％の範囲で異なりました。
4. 未解決の問題:
今後の課題としては、さらに低い濃度の不正混入物を検出できるような感度の高い分析手法の開発が挙げられます。また、より広範囲な原料や異なる地理的起源の原料に対しても同様の分析を行い、その結果を一般化する必要があります。さらに、市場に流通しているウォッカの品質管理と監視システムを強化するための実用的なガイドラインの策定も重要です。
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、メタボロミクスが植物と微生物の相互作用を解明する上でどのように重要な役割を果たしているかを探求しています。特に、病原体の攻撃時の代謝変化の明らかにし、植物の抵抗性に関連する重要な代謝物を特定し、病気抵抗性が向上した作物の育種を支援する方法を詳述しています。また、共生関係の代謝の複雑さを検討し、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を強調しています。
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、メタボロミクスが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どのように変革をもたらしたかについての詳細な観点を提供しています。具体的には、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の特定、共生関係の代謝の詳細、およびエンドファイト由来の生物活性化合物の発見に関する研究結果が用いられています。
3. 論文の新規性や解決できた問題:
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の相互作用における代謝変化を詳細に追跡し、植物の抵抗性メカニズムや共生関係の理解を深めることにあります。また、病気抵抗性を持つ作物の育種を支援するための重要な代謝物の特定や、農業的・バイオテクノロジー的応用につながる新しい生物活性化合物の発見など、具体的な問題解決が挙げられます。
4. 未解決問題:
将来的には、さらに多くの植物種と微生物種の相互作用における代謝プロファイルを解析すること、代謝物の機能的な役割の解明、およびそれらの知見を実際の農業現場での応用へとつなげるための技術開発が必要です。また、環境変化に強い作物の開発や、持続可能な農業実践への貢献を目指すための追加的な研究が求められています。
title:
Unraveling Plant-Microbe Dynamics with Metabolomics: Pathogens, Symbionts, and Endophytes
author:
Katie, Fan
date:
2024-07-04
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-k402t?rft_dat=source%3Ddrss

Predicting Multiple Taste Sensations with a Multiobjective Machine Learning Method
1. 与えられた論文は、何を目的としていますか？:
この研究の主な目的は、味覚の認識を科学的に理解し、特定の味覚を事前に決定するための食品の合理的な設計への道を開くことです。具体的には、苦味、甘味、旨味の3つの基本的な味覚を識別するための多クラス予測モデルを開発し、このモデルを公開アクセス可能なウェブプラットフォームに統合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使用して味の分類を行うための機械学習ベースのアルゴリズムの開発に焦点を当てています。具体的なデータの詳細は記載されていませんが、おそらく化学化合物の分子特性とそれらが人間の味覚受容体とどのように相互作用するかに関するデータを分析しています。
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、複数の基本的な味覚を予測する多クラスモデルの開発にあります。以前の研究では、個別の味覚に焦点を当てたモデルが多かったですが、この研究では苦味、甘味、旨味を区別する統合モデルを提供しています。これにより、食品成分の物理化学的特性が味覚認識にどのように影響するかの理解が深まり、食品設計や治療食の開発に役立てることができます。
4. 将来取り組むべき未解決問題として、何が残されていますか？:
論文によると、全ての基本的な味覚をカバーする多クラスモデルの開発にはまだ改善の余地が残されています。特に、塩味や酸味など他の基本的な味覚の識別に対する予測モデルの精度と効率を高める必要があります。また、モデルの一般化能力を向上させ、異なる文化や地域における食品の味覚認識の違いに対応できるようにすることも重要な課題です。
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の新しい解析方法を開発することを目的としています。具体的には、ターゲット指向と非ターゲット指向のアプローチを組み合わせたLC-MS（液体クロマトグラフィー質量分析法）技術を用いて、感度を向上させ、化学物質の広範囲なカバレッジを実現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、人間の血漿（SRM 1950）と血清（SRM 1958）の標準リファレンスマテリアルを分析対象として使用しました。さらに、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成分、工業副産物、潜在的に有益なキセノバイオティクスなど）について、MRM遷移を最適化しました。
3. 新規性と解決された問題:
この研究の新規性は、Zeno技術を活用した最初の組み合わせたターゲット/非ターゲットLC-MS方法の開発にあります。この方法により、感度が向上し、低濃度レベルでの検出が可能となり、以前よりも多くの化学物質をカバーできるようになりました。具体的には、Zeno MRM-HR + SWATHとSWATHのみの方法を比較した結果、感度が平均で2.2倍から3倍向上し、検出頻度が68％増加しました。
4. 未解決の問題:
この研究はエクスポソミクスへの応用を示しましたが、この技術をリピドミクスやメタボロミクスのワークフローに移行することが今後の課題として残されています。また、さらなる感度の向上や化学物質のカバレッジの拡大を目指すことも重要な未解決の問題です。
title:
Bridging targeted (Zeno MRM-HR) and untargeted (SWATH) LC-MS in a single run for sensitive high-resolution exposomics.
author:
Vinicius, Verri Hernandes, Benedikt, Warth
date:
2024-07-01
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-s6sw6-v2?rft_dat=source%3Ddrss

THE GLYCEROL/WATER MIXTURE IS AN EFFECTIVE DEEP EUTECTIC SOLVENT FOR THE EXTRACTIONS FROM FOOD WASTE MATRIXES
1. 目的:
この研究の主な目的は、食品マトリックスおよび食品廃棄物マトリックスから有用なバイオアクティブ化合物を抽出するための環境にやさしい有効な抽出剤として、グリセロール/水の混合物（モル比1/2.55）がディープユーテクティック溶媒（DES）であることを実証することです。さらに、このDESを利用して、異なる食品廃棄物マトリックスからの抽出効率と抗酸化特性を評価し、その有効性を検証することです。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、実験的な融点と理論的な曲線の比較を通じて、グリセロール/水の混合物がDESであることを示しました。さらに、玉ねぎ、トマト、リンゴの皮、使用済みコーヒーかす、ぶどうの搾りかすといった異なる食品廃棄物マトリックスを使用して、このDESの抽出能力を評価しました。これらの結果は、水やグリセロールのみを使用した場合と比較され、DESの抽出能力と抽出物の抗酸化特性の優位性が示されました。
3. 新規性と解決した問題:
この研究の新規性は、グリセロールと水のみを使用してDESを形成することが初めて試みられた点にあります。また、このDESを用いて食品廃棄物からバイオアクティブ化合物を効率的に抽出し、抽出物の抗酸化特性が向上することを実証しました。これにより、食品グレードの成分から成るDESを使用することで、抽出後の精製プロセスを省略できる可能性が開かれました。
4. 未解決の問題:
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このDESの抽出能力の検証や、抽出されたバイオアクティブ化合物の具体的な同定とその機能性の詳細な解析が挙げられます。さらに、DESの抽出プロセスの最適化や、抽出物の安全性と効果の長期的な評価も必要です。
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:
この研究は、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ため、それらの代謝産物と人間や微生物関連のタンパク質との相互作用を解析し、その構造、化学クラス、標的クラス、生物学的起源のパターンを見つけ出すことを目的としています。さらに、これらの代謝産物を模倣する分子を薬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. 使用したデータや情報:
この研究では、これまでに公開されているこれらの化合物と人間および微生物関連タンパク質との相互作用の完全なセットを取得し、解析しました。また、バーチャルスクリーニングを用いて相互作用を4倍以上に拡張し、過去の分析でそれらを検証し、生物学的な関連性に基づいて優先順位をつけるために生物情報学ツールを使用しました。
3. 新規性と解決した問題:
この研究の新規性は、人間と微生物のタンパク質との相互作用において、化合物の構造や化学クラス、標的クラス、生物学的起源のパターンを明らかにしたことにあります。また、バーチャルスクリーニングを通じて相互作用の数を大幅に拡張し、生物情報学ツールを用いてこれらの相互作用の生物学的な重要性を評価し、優先順位をつけることで、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提供しました。
4. 未解決問題:
将来的には、これらの代謝産物とタンパク質との新たな相互作用の検出、さらにそれらの相互作用が具体的な生物学的プロセスにどのように影響を与えるかの詳細な解明が必要です。また、これらの代謝産物を模倣する分子を実際の薬や栄養補助食品としての開発に向けた研究も進める必要があります。
title:
Identifying and Filling the Chemobiological Gaps of Gut Microbial Metabolites
author:
Gonzalo, Colmenarejo, Cristian, Orgaz, Andrés, Sánchez-Ruiz
date:
2024-06-12
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-3ws9d?rft_dat=source%3Ddrss

Specific derivatization of internal alkynes for improved electrospray analysis
1. 目的:
この研究の主な目的は、植物や菌類が生成する内部アルキンを特定し分析するための改善されたLC-MS分析法を開発することです。内部アルキンはイオン化が難しく、熱的に不安定であり、特定の化学ツールが欠如しているため、その検出と分析が困難であるためです。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、ルテニウム触媒によるアジド-アルキン環化付加反応（RuAAC）を利用して、天然に存在する内部アルキンよりも電気噴霧イオン化効率が大幅に向上したトリス置換トリアゾールを形成する方法を開発しました。また、この方法は生物学的抽出物や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。
3. 新規性と解決できた問題:
この研究の新規性は、内部アルキンのLC-MS分析を改善するための誘導体化プロトコルを開発したことにあります。特に、RuAAC反応を利用して内部アルキンのイオン化効率を大幅に向上させることができる点が画期的です。また、誘導体化中のRuAAC反応の動態を直接LC-MS分析することで、触媒由来のルテニウム複合体の形成と消耗の動態を観察し、RuAAC誘導体化の限界に関する機構的な洞察を提供する可能性があります。
4. 未解決問題:
今後の課題としては、RuAAC誘導体化の反応機構をさらに詳細に理解し、この方法の効率や適用範囲をさらに向上させることが挙げられます。また、他のタイプの内部アルキンや異なる生物学的サンプルに対する適用性を拡大するための研究も必要です。
title:
Specific derivatization of internal alkynes for improved electrospray analysis
author:
Curt, Fischer, Ju Eun, Jeon, Kevin B., Smith, Elizabeth, Sattely
date:
2024-05-29
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-kn67s?rft_dat=source%3Ddrss

The LimoFish Green Chemistry Process for the Marine Bioeconomy
1. 目的:
この研究の主な目的は、魚加工廃棄物からの脱脂にリモネンを使用するゼロ廃棄物抽出プロセス「LimoFish」を用いて、ヨーロッパイワシ（Sardina pilchardus）とヨーロッパアンチョビ（Engraulis encrasicolus）の残留物から有効成分を抽出し、従来の石油由来溶剤（n-ヘキサンや石油エーテル）を用いた抽出と比較することです。このプロセスは、グリーン抽出の原則と海洋バイオリファイナリーの要求を満たし、低い資本と運用コストで海洋バイオエコノミーを可能に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廃棄物を使用し、それらの残留物からリモネンを用いて有効成分を抽出する実験を行いました。また、その効率と環境への影響を評価するために、従来の石油由来溶剤を用いた抽出プロセスとの比較データも収集し、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、リモネンを使用することにより、環境に優しい方法で魚加工廃棄物から有用成分を抽出できる点にあります。これにより、従来の石油由来溶剤を使用した方法に比べて、環境負荷を低減し、持続可能な海洋バイオエコノミーへの寄与が期待されます。また、高いプロセス効率を実現することで、低コストでの生産が可能になり、産業への応用が促進されることが解決された問題です。
4. 未解決問題:
将来的には、この抽出プロセスのさらなる最適化が必要です。具体的には、抽出効率をさらに向上させる方法や、さまざまな種類の魚加工廃棄物に対する適用性の拡大が課題となります。また、リモネンの回収と再利用のプロセスを改善することで、コスト削減と環境負荷のさらなる低減が求められます。
title:
The LimoFish Green Chemistry Process for the Marine Bioeconomy
author:
Mario, Pagliaro, Daniela Maria, Pizzone, Rosaria, Ciriminna, Francesco, Mauriello, Mariateresa, Russo, Giuseppe, Angellotti, Rosa, Di Sanzo, Sonia, Carabetta
date:
2024-05-21
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-rzdk0?rft_dat=source%3Ddrss

Cavitation as a zero-waste circular economy process to convert citrus processing waste into biopolymers in high demand
1. 与えられた論文は、何を目的としていますか？:
与えられた論文の目的は、未処理の柑橘類の加工廃棄物を、高い生物活性を持つ「IntegroPectin」と低結晶性の高度に微粒化されたセルロース「CytroCell」に変換することです。これは、水だけを使用してキャビテーションを行うゼロ廃棄物の循環型経済プロセスを通じて、豊富な農業産業廃棄物を複数の用途で高い需要があり増加している二つのバイオポリマーに変換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、色素を含むスイートオレンジ（Citrus sinensis）のバイオ廃棄物を出発材料として使用し、工業用ソニケーターを使用してキャビテーションの一般的な実行可能性を示しました。このプロセスは、水のみを使用し、従来の化学処理を避けることで環境に優しい方法であることが強調されています。
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、キャビテーションを利用して柑橘類の加工廃棄物から高価値のバイオポリマーを抽出するゼロ廃棄物プロセスを開発した点にあります。また、化学薬品を使用せずに水だけでこの変換を達成することで、環境負荷の低減と資源の有効活用が可能となり、サステナブルな生産プロセスの提供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？:
今後の課題としては、このプロセスのスケールアップと経済性の向上が挙げられます。大規模な生産においても効率的かつ経済的に実行可能であるかどうかを検証する必要があります。また、生成されるバイオポリマーの応用範囲を広げるための追加的な研究も必要です。
title:
Cavitation as a zero-waste circular economy process to convert citrus processing waste into biopolymers in high demand
author:
Mario, Pagliaro, Rosaria, Ciriminna, Giuseppe, Angellotti, Giovanna, Li Petri, Francesco, Meneguzzo, Cristina, Riccucci, Gabriella, Di Carlo
date:
2024-05-13
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-qsvv5?rft_dat=source%3Ddrss

Cloning instruments, model maintenance and calibration transfer
1. 与えられた論文の目的:
非破壊スペクトルセンサー（NDSS）の応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化し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ケモメトリクスにおいてロバスト性と呼ばれています。測定条件が変化すると、測定されたスペクトルは偏差を受けます。この偏差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。NDSSの応用は多くのプロセスを含み、それによって偏差の源が生じます。研究室の機器間やベンチトップからオンラインデバイスへの機器クローニングは、NDSSベースのアプリケーションを展開する際に最も懸念される問題です。この問題はケモメトリクスで長年研究されており、キャリブレーションモデルの維持問題を定式化するための概念の語彙を提供し、この主題に関する最近の発展をレビューし、提案された概念に従って以前の研究を分類すること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、過去20年間にわたって個別に対処されてきた問題がすべて同じトピック、すなわちデータセットのシフトの下でのモデル維持に関連していると述べています。具体的なデータや情報についての詳細は述べられていませんが、キャリブレーション転送、幾何学的補正、スペクトル空間、またはキャリブレーションモデルの補正に関する研究が参照されています。
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問題を定式化するための概念の語彙を提供し、このトピックに関する最近の発展をレビューし、以前の研究を新たな概念に基づいて分類することにあります。これにより、異なる分野の研究者がこの問題に対する共通の理解を持つことができ、より効果的に問題に取り組むことが可能になります。
4. 未解決の問題:
将来の課題としては、キャリブレーションモデルの維持が異なる環境や条件の変化にどのように対応するかをさらに明確にする必要があります。また、新しいセンサー技術やアルゴリズムの進化に伴い、これらの新しい技術を既存のキャリブレーションモデルに統合する方法も重要な課題です。
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）の不安定性を改善することです。具体的には、ポリオキシエチレン（Brij S20およびBrij 58）を用いた適切なpH応答型ミセルキャリアシステムを設計し、室温（25°C）でアリシンの安定性を向上させ、その量と生物活性を保持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、アリシンの安定性を改善するために、二種類のポリオキシエチレン、Brij S20とBrij 58を用いたミセルキャリアシステムを比較しました。また、ミセル化条件下でのアリシンの安定性がpHと温度によって大きく影響を受けること、および酸性のpH 1.5でアリシンがミセルから容易に放出されることが確認されました。これらのデータを用いて、ミセルキャリアシステムの効果を評価しました。
3. 新規性と解決した問題:
本研究の新規性は、アリシンの不安定性という長年の問題に対して、pH応答型ミセルキャリアシステムを用いることで安定性を向上させた点にあります。特に、Brij 58を用いたミセルキャリアシステムは、優れた安定性とエントラップメントを示しました。また、低pHを刺激としてアリシンの放出を制御する方法は、個々の胃腸管ルーメンや低pHを持つ癌細胞環境での生物活性を促進する可能性があります。
4. 未解決問題:
将来的には、ミセルキャリアシステムを通じたアリシンの放出メカニズムの更なる最適化、特に体内での動態や安全性の詳細な評価が必要です。さらに、商業的に利用可能なアリシン負荷ミセルベースの製剤の開発に向けて、製造プロセスのスケールアップや品質管理の基準を確立することも課題として残されています。
title:
Preparation and biochemical evaluation of diallyl-thiosulfinate/polyoxyethylene conjugated pH-responsive micelle with enhanced stability, hydrosolubility and antibacterial properties
author:
Souptik, Bhattacharya, Sayamdipta , DasChowdhury
date:
2024-05-03
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-l76ph-v2?rft_dat=source%3Ddrss

Ice recrystallization inhibition activity of chemically defined carrageenans
1. 与えられた論文の目的:
本研究の主な目的は、特定の化学構造と関連するカチオンを持つカラギーナンの氷再結晶化抑制（IRI）活性を分析することです。カラギーナンは、増粘剤、ゲル化剤、または安定剤として一般的に使用される藻類由来の硫酸化ガラクタンであり、IRI活性にも顕著な効果があることが示されています。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、純粋なκカラギーナンとιカラギーナン、および分子構造と存在するカチオンに関して広範な異質性を示すいくつかのハイブリッドカラギーナンが調査されました。選択された商業サンプルは、その後、カリウム、カルシウム、（部分的には）ナトリウム形態に変換され、変換後のカラギーナンの化学的特性が分析され、分子構造が手順によって変更されていないこと、そしてカラギーナンが異なるカチオン形態に成功裏に変換されたことが示されました。
3. 新規性と解決された問題:
この研究の新規性は、カラギーナンの分子構成とIRI活性との関連性に関する知識を大幅に拡張した点にあります。また、分子構造と関連するカチオンがカラギーナンの機能性に影響を与えることが示されました。純粋なκカラギーナンと連続するκユニットを持つハイブリッドカラギーナンは高いIRI活性を示し、ιカラギーナンは活性が低かったです。カリウム形態のκカラギーナンはカルシウム形態よりも明らかに高い活性を示し、カルシウム形態はハイブリッドカラギーナンとιカラギーナンでより活性がありました。
4. 未解決の問題:
今後の研究では、さらに異なるカラギーナンの構造やカチオンの組み合わせによるIRI活性の違いを詳細に調べる必要があります。また、カラギーナンの生産を最適化し、IRI活性を向上させるための具体的な方法についても検討する必要があります。
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:
この研究は、スペシャルティアラビカコーヒーの複雑なフレーバープロファイルを予測することが目的です。具体的には、未焙煎のグリーンコーヒー豆におけるフレーバーの存在を同時に予測するために、可視近赤外線（vis-NIR）分光法と多ラベル分類技術の応用を検討しています。
2. 使用データ・情報:
研究では、様々な産地の60ロットのグリーンコーヒー豆をvis-NIR分光法で分析し、400-1100 nmのスペクトルデータを収集しました。各ロットのフレーバーノートは、商業的なコーヒーロースターによる感覚評価に基づいて提供され、存在するか否かのラベルとして二元化されました。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. 新規性と解決した問題:
この研究の新規性は、vis-NIR分光法と多ラベル分類技術を組み合わせて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点にあります。また、関連するフレーバー間の相関関係の潜在的な発見や、独立した二元分類器を用いたアプローチにより、ハミング損失が低減される一方で、過学習の問題が発生するなど、複数の分類手法の性能評価を通じて得られた知見も重要です。
4. 未解決問題:
将来的には、より大規模なデータセットやフレーバー相関に関するさらなる調査が必要です。これにより、サプライチェーンにおけるグリーンコーヒー豆の効率的なフレーバープロファイル予測が可能になる可能性があります。また、フレーバーノートの関係が味覚知覚に直接翻訳されない可能性が示唆されたため、フレーバーノート間の関係性についてのさらなる検討も必要です。
title:
Exploration of Multi-Label Classification Techniques for Modelling of Specialty Arabica Coffee Flavour Notes
author:
Sherman, Ho
date:
2024-04-24
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-zj1w3-v2?rft_dat=source%3Ddrss

Cost-Effective and Wireless Portable Device for Rapid and Sensitive Quantification of Micro/Nanoplastics
1. 目的:
この研究は、微小・ナノプラスチック（MNPs）の環境リスクを評価するために、迅速で現場で使用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は生態系に蓄積され、陸上および水生生物に甚大な環境リスクをもたらすため、その潜在的なリスクを評価することが重要です。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、ルミネッセントな金属-フェノールネットワーク（ジルコニウムイオン、タンニン酸、ローダミンBを含む）を利用した超分子ラベリング戦略を用いて、さまざまなサイズのMNPs（例えば50 nmから10 μm）を効率的にラベルしました。また、実際のサンプルにおけるMNPsの検出を行い、プラスチックカップからの熱水および流動誘起によるMNPsの放出や、水道水中のナノプラスチックの定量も行いました。
3. 新規性と解決した問題:
この研究の新規性は、無線でポータブルなデバイスを設計し、現場での迅速かつ感度の高いMNPsの検出を可能にした点にあります。さらに、機械学習アルゴリズムを用いた遠隔データ処理により、定量的な蛍光イメージングを行うことができます。このデバイスは、未訓練の人員でも操作可能であり、APPを通じてデータ処理を遠隔で行うことができます。これにより、MNPsの高感度かつ迅速な検出が可能となり、従来の技術では限定的だった効果を改善しました。
4. 未解決問題:
今後取り組むべき未解決問題としては、さらなる検出限界の低下や、より多様な環境サンプルに対する適応性の向上が挙げられます。また、デバイスのさらなる小型化やコスト削減も重要な課題です。これにより、より広範囲でのMNPsのスクリーニングが可能となり、農食品や環境システムにおけるMNPsのリスク評価に貢献できるでしょう。
title:
Cost-Effective and Wireless Portable Device for Rapid and Sensitive Quantification of Micro/Nanoplastics
author:
Tianxi, Yang, Haoxin, Ye, Xinzhe , Zheng, Haoming , Yang, Matthew , Kowal, Teresa , Seifried, Gurvendra , Pal Singh, Krishna , Aayush, Guang , Gao, Edward , Grant, David , Kitts, Rickey , Yada
date:
2024-04-24
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2023-jnbm1-v2?rft_dat=source%3Ddrss

Combined LC-MS/MS feature grouping, statistical prioritization, and interactive networking in msFeaST
1. 与えられた論文は、何を目的としていますか？:
与えられた論文は、LC-MS/MSを用いた非標的メタボロミクスデータに対して、質量分裂に基づくスペクトルの類似性を利用して特徴群を整理し、統計的検定を組み合わせることで、より意味のある経路濃縮結論を導き出すことを目的としています。このプロセスを自動化し、効率化するためのワークフローであるmsFeaST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？:
この研究では、LC-MS/MS非標的メタボロミクスデータを使用しています。また、質量分裂に基づくスペクトルの類似性情報と半定量的な実験情報を統合し、特徴や特徴集合の優先順位を高めるための情報も利用しています。
3. 与えられた論文の新規性や、解決できた問題は何ですか？:
この研究の新規性は、k-medoidsクラスタリングを用いて生成されたスペクトル類似性に基づく特徴群を利用し、グローバルテストパッケージを使用して特徴集合のスケールで統計的検定を行う点にあります。これにより、小さな一致効果を高いパワーで検出し、重複調整ペナルティを削減できます。また、特徴と特徴集合の優先順位付けを向上させるためのインタラクティブな統合も提供しています。
4. 将来取り組むべき未解決問題として、何が残されていますか？:
論文からは具体的な未解決問題についての言及はありませんが、一般的にはこのようなツールのさらなる精度向上、計算効率の改善、他のプラットフォームへの適応、さらなるデータセットでの検証などが考えられます。また、特徴群のさらに詳細な生物学的解釈を可能にするための方法の開発も重要な課題です。
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:
本研究の主な目的は、環境に悪影響を及ぼす無機肥料の代替として、持続可能な有機肥料を開発することです。具体的には、残留植物バイオマスを迅速に有機肥料に変換し、その効果を従来のNPK肥料やウサギの糞と比較して、トウモロコシの成長、発育、収量に及ぼす影響を評価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、11種類の残留乾燥植物バイオマスをブレンドし、カルシウムヒドロキシド、粘土土壌、チオ尿素を加えて最適化されたトウモロコシ用の有機肥料を合成しました。合成された肥料の栄養成分（全窒素、全リン、全カリウム、全炭素）とpH値を測定し、これらの肥料を用いてトウモロコシの成長を評価しました。また、トウモロコシの最大高さと収量を測定し、肥料の効果を従来のNPK肥料やウサギの糞と比較しました。
3. 新規性や解決できた問題:
この研究の新規性は、多様な植物バイオマスを用いて有機肥料を合成し、その肥料がトウモロコシの成長と収量を従来の肥料よりも向上させることを示した点にあります。特に、合成肥料は、迅速かつ緩やかな栄養素の放出ダイナミクスを示し、土壌の有機物含有量も高く保持することができました。これにより、持続可能な農業実践としての潜在力を示しています。
4. 未解決問題:
今後の課題としては、異なる作物種に対するこの合成有機肥料の効果を評価すること、さらに広範な気候条件下での効果を検証すること、そして合成肥料の製造プロセスをさらに最適化してコスト効率を向上させることが挙げられます。また、長期間にわたる土壌の健康への影響を詳細に調べる必要があります。
title:
Turning Green Waste into Gold: A Novel Approach to Sustainable Organic Fertilization for Enhanced Maize Yield in Comparison to NPK Fertilizer.
author:
Mathew, Gideon, Emmanuel , Kambai Duniya, Mamman , Abakeyah James
date:
2024-04-12
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2023-8n7tq-v4?rft_dat=source%3Ddrss

Chemical composition, antileishmanial, and antifungal activi-ties of essential oils from Cinnamomum cassia bark, Schinus molle dried leaves and their blends
1. 目的:
この研究は、シュス・モリの乾燥葉から蒸留されたエッセンシャルオイル（SM-EO）とシナモン・カシアの枝の樹皮から蒸留されたエッセンシャルオイル（CC-EO）、およびそれらのブレンドが、リーシュマニア症（Leishmania amazonensis）のプロマスチゴート形態と9種類のカンジダ株に対して持つ抗リーシュマニア活性と抗カンジダ活性を調査することを目的としています。
2. 使用データや情報:
SM-EOの主要成分はスパチュレノール（26.93%）、β-カリオフィレン（19.90%）、カリオフィレンオキシド（12.69%）であり、CC-EOではシンナムアルデヒド（60.11%）、シンナミルアセテート（20.90%）、(E)-シス-2-メトキシシンナム酸（10.37%）が主要成分でした。SM-EOとCC-EOはそれぞれ、リーシュマニア・アマゾネンシス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（MIC値は31.25から250 µg/mLの範囲）。
3. 新規性と解決した問題:
SM-EOとCC-EOのブレンドは単独でテストされたEOよりも活性が高くはなかったものの、アンフォテリシンB（正の対照）と非常に似たIC50値（3.12から7.04 µg/mLの範囲）を持つ、顕著な抗リーシュマニア活性を示しました。これにより、SM-EO、CC-EO、およびそのブレンド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されました。
4. 未解決の問題:
将来的には、これらのエッセンシャルオイルのブレンドがどのようにして高い抗リーシュマニア活性を示すのか、そのメカニズムを解明する必要があります。また、これらのオイルが人間での使用において安全かつ効果的であるかを確認するための臨床試験も必要です。
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、バイオリファイナリーにおける生物学的アップグレードを利用したリグニンの価値向上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潜在力を評価しています。
2. 使用データ・情報:
この研究では、硬木、軟木、草本植物から得られるリグニンの変換に関する経済的評価を行い、特に硬木から2-ピロン-4,6-ジカルボン酸（PDC）を生産する場合の純現在価値（NPV）と内部利益率（IRR）を計算しています。また、各シナリオにおける総費用に対する資本コストの割合や、木質フィードストックからの収益、草本植物の副産物（発酵可能な糖類）による収益などのデータを分析しています。
3. 新規性・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品に変換するための具体的な経済評価と最適化フレームワークの提供にあります。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ことを明らかにし、リグニンベースのバイオリファイナリーの開発と化学工業における再生可能な炭素源の持続可能な利用に向けた指針を提供しました。
4. 未解決問題:
将来的には、他のリグニンベースのバイオプロダクトの経済的評価や、リグニンの異なる前処理方法や生物学的アップグレード技術のさらなる改善が必要です。また、市場の変動や政策の変更に強い経済的にもっと柔軟なバイオリファイナリーシステムの開発も重要な課題となります。
title:
A Superstructure-Based Lignin Valorization Process Optimization Model for Lignocellulosic Biorefineries through Biological Upgrading
author:
Juliana, Vasco-Correa, Yajie, Wu, Juan Manuel, Restrepo-Flórez
date:
2024-04-10
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2023-1fbv7-v3?rft_dat=source%3Ddrss

Orthogonal Nano-Engineering (ONE): Modulating Nanotopography and Surface Chemistry of Aluminum Oxide for Superior Antifouling and Enhanced Chemical Stability
1. 目的:
この研究は、表面のナノトポグラフィーと表面化学の影響を分離し、それが抗汚染性能に与える影響を解明することを目的としています。この分離を通じて、素材の表面特性を制御し、その抗汚染性能を向上させることが目標です。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、アルミニウムの電気化学的アノダイズによって制御されたナノトポグラフィーを持つ酸化アルミニウム（AAO）表面が作成され、それにシリンドリカルなナノポア（直径：15 nm、25 nm、100 nm）が形成されました。表面化学を変更しつつナノトポグラフィーを保持するために、約5 nmの厚さの安定したジベルタイオニックコーティングが化学気相成長法によって施されました。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. 新規性と解決された問題:
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ー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、小さなポアサイズのナノトポグラフィーとジベルタイオニック化学がそれぞれバイオマスの蓄積を減少させ、これらの組み合わせが最も効果的であることが示されました。このアプローチにより、抗汚染コーティングの設計において、より効果的な戦略を提供することができます。
4. 未解決問題:
今後の課題としては、他の種類の細菌や微生物に対する抗汚染性能の評価、長期間にわたる耐久性や耐腐食性の検証、さらには異なる環境条件下での性能評価などが挙げられます。また、ナノトポグラフィーと表面化学の更なる最適化を通じて、さまざまな産業での応用可能性を広げることも重要な課題です。
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

Assessing Heavy Metal Contamination in Singed Goat Meat: Insights from Hot Water and Scrap Car Tire Singeing on Public Health and Environmental Safety
1. 目的:
この研究は、カドゥナ都市のカクリ屠畜場での飲料水、熱水で焼かれたヤギ肉（AS）および廃車タイヤで焼かれたヤギ肉（AU）に含まれる重金属（カドミウム、銅、鉛、亜鉛、鉄）の存在を調査することを目的としています。この研究は、食品安全と環境保護の観点から、異なる調理方法がヤギ肉に含まれる重金属の濃度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:
研究では、カドミウム、銅、鉛、亜鉛、鉄の各重金属の濃度を測定するためのサンプルとして、飲料水、熱水で焼かれたヤギ肉（AS）、廃車タイヤで焼かれたヤギ肉（AU）が使用されました。これらのサンプルから得られたデータをもとに、重金属の濃度がヨーロッパ委員会規制（2006）の推奨最大限度（RML）や世界保健機関（WHO）2011年の飲料水基準と比較されました。
3. 新規性や解決できた問題:
この研究の新規性は、廃車タイヤを使用してヤギ肉を焼く方法がヤギ肉に含まれる重金属の濃度に与える影響を明らかにした点にあります。特に、亜鉛と鉄の濃度が顕著に増加し、廃車タイヤの焼却がこれらの金属の濃度に大きな影響を与える可能性が示されました。この知見は、食品の調理方法が食品の安全性に与える影響を理解する上で重要です。
4. 未解決問題:
将来的には、他の調理方法や異なる種類の肉における重金属の濃度の変動を調査する必要があります。また、廃車タイヤで焼かれた肉の消費が人体に与える長期的な健康影響についてもさらなる研究が必要です。このような研究は、食品調理方法に関するガイドラインの策定や公衆衛生政策の改善に寄与することが期待されます。
title:
Assessing Heavy Metal Contamination in Singed Goat Meat: Insights from Hot Water and Scrap Car Tire Singeing on Public Health and Environmental Safety
author:
Mathew, Gideon, Usman, Muazu, Abakeyah James , Mamman, Emmanuel Kambai , Duniya
date:
2024-04-04
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-xmp0d?rft_dat=source%3Ddrss

Culinary Cognition: The Interplay Between Visual Sensory Cues, Food Memory, And Food Perception
1. 目的:
この研究は、食品生産者やマーケターに対して、消費者がオンラインや現地で食品を選択する際に、味を試すことなくどのように決定を下しているかについての洞察を提供することを目的としています。具体的には、視覚的手がかりと高次の認知要因を通じて、消費者の意思決定プロセスを分析しています。
2. 使用したデータや情報:
研究では、伝統的なデザートであるヘルヴァをケーススタディとして選び、その伝統的なレシピを変更してモデル食品を作成しました。具体的には、バターをカボチャの種の粉で10％、20％、30％、40％置き換え、他のレシピは同じに保ちました。この変更により、消費者が記憶している製品の典型的な視覚的属性が徐々に変化しました。さらに、モデル製品のさまざまな画像構成を撮影し、視覚的感覚手がかりとして研究に使用しました。
3. 新規性や解決した問題:
この研究の新規性は、食品の記憶とトップダウンの注意が視覚手がかりを通じて食品の認識にどのように影響を与えるかを明らかにした点にあります。また、視覚的感覚手がかりが食品に基づく決定では相互依存的であることを示しました（例えば、粗い製品は暗く見える）。食品アイテムグループでは11組の視覚的感覚手がかりが有意に相関していることが示されましたが、視覚アイテムグループでは1組のみが相関していました。
4. 未解決の問題:
将来の研究では、視覚的手がかりが消費者の食品選択に与える影響をさらに詳細に調べる必要があります。また、異なる食品カテゴリーや文化的背景を持つ消費者に対する視覚的手がかりの影響を探ることも重要です。これにより、より広範囲の消費者行動に対する効果的なニューロマーケティング戦略を開発するための基礎が築かれるでしょう。
title:
Culinary Cognition: The Interplay Between Visual Sensory Cues, Food Memory, And Food Perception
author:
Sibel, Ozilgen, Berna, Senguler, Funda, Yildirim
date:
2024-04-02
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-h5x3d?rft_dat=source%3Ddrss

Artificial Enzyme with Organophosphorus Hydrolase-Like Activity-Quenched Aggregation-Induced Emission Effect: Self-Reporting and Specific Assay of Nerve Agents
1. 目的:
この研究の主な目的は、神経剤および有機リン系農薬の検出のために、二つの信号チャネル（蛍光と可視色素反応）を一つの方法に統合することです。これにより、複合的かつシナジスティックな効果を持つ簡単なデュアルモードの色素反応および蛍光アッセイを確立し、分析の効率を向上させ、検出範囲を拡大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、AIE材料のOPH様触媒特性とその蛍光特性を統合した、AIEzymeという二機能性を持つ素材を設計・合成しました。AIEzymeは、蛍光および可視色素反応を通じて検出器応答を示し、高い触媒活性を持ち、ROS（活性酸素種）を生成せず、色素反応アッセイにおける干渉を排除します。
3. 新規性と解決した問題:
この研究の新規性は、AIE材料と人工酵素を使用して、蛍光と色素反応の二つの信号を統合することにあります。特に、AIEzymeはOPH様の活性による固有の蛍光の消光効果を利用して、特異的な神経剤アッセイプロセスを自己報告することができます。これにより、特定の感度、高い柔軟性、および携帯性を持つシンプルなデュアルモードアッセイが確立され、分析効率の向上と検出範囲の拡大が実現しました。
4. 未解決の問題:
将来的には、AIEzymeのさらなる最適化、特にその選択性と感度の向上が必要です。また、環境モニタリングや食品安全におけるAIE材料と人工酵素の応用範囲を拡大するための具体的なアプリケーションの開発も重要な課題です。
title:
Artificial Enzyme with Organophosphorus Hydrolase-Like Activity-Quenched Aggregation-Induced Emission Effect: Self-Reporting and Specific Assay of Nerve Agents
author:
Lei, Han, Xinyan, Guo, Yucui, Zhang, Baojian, Huang
date:
2024-04-01
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-9z92k?rft_dat=source%3Ddrss

EXTRACTION OF POLYSACCHARIDE ULVAN FROM GREEN SEAWEED Ulva lactuca VIA HYDRATED DEEP EUTECTIC SOLVENTS
1. 目的:
本研究の目的は、ウルヴァ・ラクツカ（緑藻）からウルヴァンを抽出するための最適なディープユーテクティック溶媒（DES）の種類と濃度を決定することです。ウルヴァンは生物活性に利用可能な高硫酸ポリサッカライド含有量を持っており、DESは生分解性があり環境に優しい抽出手段として選ばれました。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、原料の準備と特性評価、DESの合成、抽出、さらなる分析と試験が行われました。具体的には、異なる種類と濃度のDESを用いてウルヴァンの抽出を行い、得られたウルヴァンの収率、FTIR（フーリエ変換赤外線分光法）、粘度分析、水分および硫酸含有量の試験が実施されました。
3. 新規性と解決された問題:
この研究の新規性は、環境に優しいDESを用いてウルヴァンを効率的に抽出する方法を開発した点にあります。特に、30%コリンクロリド-尿素DES（KKU30）で最高のウルヴァン収率が得られ、30%コリンクロリド-グリセロールDES（KKG30）で硫酸含有量と粘度が最適であることが示されました。これにより、従来のHCl処理に匹敵するウルヴァンの機能性を保持しながら、より環境に優しい抽出方法が提供されました。
4. 未解決の問題:
将来的には、DES抽出法のさらなる最適化、特に抽出効率を高めるためのDESの組成や処理条件の改善が必要です。また、ウルヴァンの抽出における他の環境に優しい溶媒の可能性についても検討する必要があります。さらに、抽出されたウルヴァンの具体的な生物活性の評価や応用に関する研究も重要です。
title:
EXTRACTION OF POLYSACCHARIDE ULVAN FROM GREEN SEAWEED Ulva lactuca VIA HYDRATED DEEP EUTECTIC SOLVENTS
author:
Safrina Dyah, Hardiningtyas, Rizqy Inggil , Al Haqqy, Nurdiansyah, Albarokah, Wahyu, Ramadhan, Uju, -, Rizfi Fariz, Pari, RIe, Wakabayashi, Kousuke, Moriyama
date:
2024-04-01
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-dl0cz?rft_dat=source%3Ddrss

Fungal peptidomelanin: a novel biopolymer for the amelioration of soil heavy metal toxicity
1. 与えられた論文の目的:
農業用土壌の重金属汚染が作物の収量を減少させ、地下水を汚染し、地域の生態系を乱す問題を解決することを目的としています。具体的には、新たに発見された水溶性のメラニン（ペプチドメラニン）を用いて、重金属を大量にキレート（結合除去）することで、汚染された農地の作物収量を向上させる方法を提案しています。
2. 使用されたデータや情報:
ペプチドメラニンはL-DOPAを核とするポリマーであり、平均アミノ酸長約2.6の短い異質ペプチド鎖によって溶解化されています。この物質はアスペルギルス・ニガー・メラノリベルの胞子が発芽する際に分泌され、鉛、水銀、ウラニルを大量にキレートすることが発見されました。また、100ppmの水銀で汚染された基質で栽培された小麦の発芽率、種子重量、茎の長さが向上することが示されています。
3. 論文の新規性と解決できた問題:
この研究の新規性は、ペプチドメラニンという新しい水溶性のメラニン形態を発見し、それを用いて重金属を効果的にキレートする点にあります。これにより、重金属で汚染された土壌での作物の生育が向上し、地下水の汚染防止や生態系の保護にも寄与する可能性があります。これまでの方法では解決が困難であった重金属汚染の問題に対して、実用的かつ環境に優しい解決策を提供しました。
4. 未解決の問題:
ペプチドメラニンの長期的な環境への影響や、他の重金属や異なる汚染環境での効果の検証が必要です。また、大規模な農地への適用性や経済的な実現可能性についても更なる研究が求められます。これらの問題に対処することで、ペプチドメラニンを用いた技術の実用化が進むことが期待されます。
title:
Fungal peptidomelanin: a novel biopolymer for the amelioration of soil heavy metal toxicity
author:
Deepesh, Nagarajan, Rakshita Sukruth, Kolipakala, Suranjana, Basu, Senjuti, Sarkar, Beneta Merin, Biju, Daniela, Salazar, Likhit, Reddy, Harshitha, Balaji, Shrijita, Nath, Anish Hemanth, Samprathi, Aparna, Shetye
date:
2024-03-29
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-bgpkn-v2?rft_dat=source%3Ddrss

Machine Learning in Chemistry
1. 与えられた論文は、何を目的としていますか？:
この論文は、機械学習（ML）を現代の計算化学に応用することで、さまざまな分野における複雑性を解明することを目的としています。特に、自動データ分析を通じて未知のデータを予測したり、不確実性の下での意思決定プロセスを支援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？:
論文では、計算材料科学の分野における密度汎関数理論（DFT）とハイスループット（HT）方法の成功により得られる大量かつ複雑なデータを用いています。これらのデータは、機械学習モデルの訓練に利用され、データからパターンを抽出し予測や意思決定に役立てることが可能です。
3. 与えられた論文の新規性や、解決できた問題は何ですか？:
この論文の新規性は、機械学習を用いて計算化学の分野におけるデータの複雑性を解明し、それによって新たな科学的発見や材料の開発が進むことにあります。具体的には、大量の実験的および計算的データを効率的に分析し、それに基づいて未知のデータや現象を予測する能力が向上しました。
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、さらに複雑なデータやシステムに対する機械学習モデルの適用性を高めること、また、機械学習モデルの解釈可能性や透明性を向上させることが未解決の課題として挙げられます。これにより、モデルの予測がどのように導かれたかを理解し、より信頼性の高い科学的洞察を得ることが可能になるでしょう。
title:
Machine Learning in Chemistry
author:
Muhammad, Hanzla, Abdul Rehman , Shinwari
date:
2024-03-27
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-b92s3?rft_dat=source%3Ddrss

Development of a portable SERS tool to evaluate the effectiveness of washing methods to remove pesticide residue from fruit surface
1. 目的:
この研究の主な目的は、農業において害虫を制御し作物の生産性を向上させるために一般的に使用される農薬の残留物が健康に与える潜在的な悪影響に対する懸念に対処することです。具体的には、収穫後の作物表面に残存する農薬残留物を分析するための新しいアプローチを開発し、さまざまな洗浄方法が農薬（この研究ではファンガイド「ferbam」）を除去する効果を調査することです。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、表面増強ラマン分光法（SERS）を基にしたポータブル装置を使用して、桃の表面からファンガイド「ferbam」の残留物を分析しました。さらに、家庭用洗剤（水道水、重曹、酢）と食品加工業界で使用される塩素洗浄（25 mg/Lの次亜塩素酸ナトリウム）を比較し、それぞれの洗浄効果を調査しました。
3. 新規性と解決した問題:
この研究の新規性は、SERSを用いたポータブル装置を開発し、現場で迅速に農薬残留物を測定できる点にあります。これにより、低濃度で複雑な基質による干渉が問題となる農薬残留物の分析が容易になりました。また、様々な洗浄方法の効果を比較することで、農薬の除去技術に関する理解を深め、食品を通じた農薬曝露の軽減に貢献しました。
4. 未解決問題:
将来的には、他の農薬や異なる種類の作物に対しても同様の分析を行い、洗浄方法の効果を広範囲に検証する必要があります。また、農薬の作物への浸透に関するさらなる研究も必要です。これらのデータを基に、より効果的で安全な農薬使用方法や洗浄技術の開発が求められています。
title:
Development of a portable SERS tool to evaluate the effectiveness of washing methods to remove pesticide residue from fruit surface
author:
Lydia , Freund, Huiyuan , Guo, Jacqueline , Mossa
date:
2024-03-26
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-8d6zr?rft_dat=source%3Ddrss

Computational Screening of Umami Tastants Using Deep Learning
1. 目的:
この研究の主な目的は、分子データベースから新しいうま味成分を特定するための効率的なアプローチを開発することです。具体的には、うま味と非うま味分子を区別するためのトランスフォーマーベースのアーキテクチャを訓練し、うま味化合物の強度を予測するニューラルネットワークモデルを構築しました。これにより、構造的および化学的特徴から分子の味を予測するデータ駆動型の方法の可能性を示しています。
2. 使用データ・情報:
この研究では、439個のうま味分子と428個の非うま味分子を含む包括的な分類データセットを作成しました。これを使用して、うま味と非うま味分子を区別するトランスフォーマーベースのモデルを訓練しました。さらに、うま味化合物の強度を予測するためのニューラルネットワークモデルも構築され、FooDBデータベースを用いて実際のケーススタディとしてフレームワークを適用しました。
3. 新規性と解決した問題:
この研究の新規性は、うま味化合物を識別し強度を予測するための最初の試みであること、およびトランスフォーマーベースのアーキテクチャを用いたことにあります。これにより、既存のうま味分子に限らない広範な分子データベースから新しいうま味成分を発見する可能性が開かれました。また、類似性分析と毒性スクリーニングを組み合わせることで、合理的な新規味覚成分の探索が可能になりました。
4. 未解決の問題:
この研究では、うま味成分の特定と強度予測に関して大きな進展を遂げましたが、実際の食品中でのうま味成分の相互作用や、人間の感覚受容体との相互作用についてはまだ解明されていない部分が多くあります。また、実際の食品応用において、これらの新しいうま味成分がどのように機能するかを詳細に調べる必要があります。さらに、他の味覚成分との組み合わせによる味の複雑さを理解するための研究も必要です。
title:
Computational Screening of Umami Tastants Using Deep Learning
author:
Prantar, Dutta, Kishore, Gajula, Rakesh, Gupta, Beena, Rai
date:
2024-03-20
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-spz16?rft_dat=source%3Ddrss

Laser Post-Ionization Combined with Matrix-Free Laser Desorption/Ionization Enhances the Mass Spectrometry Imaging of Plant Metabolites
1. 目的:
この研究の主な目的は、植物の空間的な代謝物の研究において、マトリックスフリーのレーザー脱離／イオン化（LDI）技術とレーザーポストイオン化（LPI）技術を組み合わせた質量分析イメージング（MSI）の利点を示すことです。特に、この技術を用いることで植物の代謝物、特にフラボノイドの検出数を増加させることができるかどうかを検証しています。
2. 使用したデータや情報:
この研究では、LDI単独と比較してLPIを組み合わせたLDI（LDI-LPI）を使用したMSI実験を行い、植物の代謝物の検出数の増加を調査しました。また、Azolla filiculoidesから取得したMSIデータセットを用いて、数千に及ぶピークを含む豊富なスペクトルを解析し、多くのポリグリコシル化フラボノイドを含む結果を得ました。
3. 新規性と解決した問題:
この研究の新規性は、LDI-LPI技術を用いることで、特にUV活性を持たない化合物でもプロトン化イオンの豊富さが著しく増加することを示した点にあります。これにより、フラボノイドなどの内因性UV活性化合物がマトリックスのように機能し、LPI用のレーザーパルスによる励起時に電荷移動を促進することが示唆されました。これは、植物内の特定地域のフラボノイド代謝を研究する能力を大幅に向上させる可能性があります。
4. 未解決問題:
将来的には、さらに多くの植物種や植物内の異なる組織でこの技術を適用し、その有効性と適用範囲を広げる必要があります。また、LDI-LPI技術が他の種類の代謝物に対してどのように作用するかをさらに詳細に調査することも重要です。さらに、この技術を用いたデータ解析方法の改善や、より効率的なデータ処理手法の開発も求められています。
title:
Laser Post-Ionization Combined with Matrix-Free Laser Desorption/Ionization Enhances the Mass Spectrometry Imaging of Plant Metabolites
author:
Shane, Ellis, Benjamin, Bartels, Erbil , Güngör, Donald, Smith, Henriette , Schluepmann, Ron, Heeren
date:
2024-03-13
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-qwgg6?rft_dat=source%3Ddrss