Recent ChemRxiv on Agriculture and Food Chemistry: October 11, 2024

2024年10月11日 13:58

Impact of Dumpsite-Derived Compost on Heavy Metal Accumulation in Cultivated Maize and Spinach.
1. 与えられた論文の目的:
この研究は、大規模な廃棄物サイトからのコンポストを土壌補充材として使用することが農業設定で一般的になっている現状を背景に、廃棄物サイトのコンポスト、栽培土壌、トウモロコシ植物、ほうれん草作物に含まれる重金属（Cd, Cr, Cu, Mn, Ni, Fe, Pb, Zn）のレベルを調査し、それらの健康への潜在的なリスクを評価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、トウモロコシ植物、ほうれん草作物のサンプルを収集し、これらのサンプル内の重金属の濃度を測定しました。具体的には、Cd（カドミウム）、Cr（クロム）、Cu（銅）、Mn（マンガン）、Ni（ニッケル）、Fe（鉄）、Pb（鉛）、Zn（亜鉛）の8種類の重金属が分析対象とされました。
3. 新規性や解決できた問題:
この研究の新規性は、廃棄物サイトからのコンポストを利用した場合の重金属の濃度がEU基準を超えていることを明らかにし、これが農業用土壌や作物にどのように影響を及ぼすかを系統的に評価した点にあります。その結果、食物を通じての重金属の摂取が健康に与える潜在的なリスクを明らかにし、食品安全と環境保健の確保のための監視と改善策の重要性を強調しました。
4. 未解決問題:
将来的には、重金属に汚染されたコンポストや土壌で栽培された作物の長期的な健康影響についての更なる研究が必要です。また、重金属の浄化や低減のためのより効果的な方法の開発、農業利用に適した廃棄物の管理基準の確立など、環境と健康を保護するための具体的な対策の検討が求められています。
title:
Impact of Dumpsite-Derived Compost on Heavy Metal Accumulation in Cultivated Maize and Spinach.
author:
Mathew, Gideon, Kuzmin, Anton, Mercy Omawumi, Boyi, 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、魚のフィレに対してリアルタイムで腐敗を示す食品安全な包装ラベルを開発することです。このラベルは、魚の新鮮さと腐敗の正確な指標を提供するために、総揮発性塩基性窒素（TVB-N）レベルに敏感な色素計センサーを使用しています。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、黒米（BR）の染料を用いたセンサーが開発され、ポリビニルアルコール（PVOH）、ポリエチレングリコール（PEG）、およびクエン酸（CA）を結合剤および架橋剤として使用し、PETフィルムに適用されました。品質評価として、ΔRGB（全色差）、化学的分析（TVB-N、pH）、および微生物学的分析が含まれています。
3. 新規性や解決できた問題:
この研究の新規性は、実際の包装シナリオ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、色素計センサーを用いて魚の腐敗を視覚的に監視することができ、数学的モデリングと統合することで時間経過に伴う腐敗傾向を予測できるようになりました。これにより、保存条件の最適化、食品廃棄の最小化、そして消費者への新鮮で高品質な魚製品の提供が可能になります。
4. 未解決問題:
今後の課題としては、センサーの感度や特異性をさらに向上させること、さまざまな種類の魚や保存条件での効果を検証すること、そして実際の市場での実用性を評価するための広範なテストが必要です。また、センサーのコスト削減や環境への影響を考慮した持続可能な材料の開発も重要な課題です。
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. 与えられた論文の目的:
この多面的研究は、腸内細菌群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影響を強調しています。シリマリンは、シリブム・マリアヌム（マリアアザミ）の抽出物で、その肝保護効果で一般的に使用されています。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、健康なドナーから得られた20の便サンプルからの微生物群を用いた体外発酵大腸モデルを使用しました。2つの年齢群に分けられたこれらのサンプルを用いて、次世代シーケンシング、1H-NMR、LC-MSという3つの先進的な分析技術を組み合わせて、24時間にわたるシリマリンの微生物代謝産物、全体の代謝物、および微生物群の組成を決定しました。
3. 新規性や解決した問題:
この研究は、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ました。健康な高齢者（70-80歳）は、Oscillibacter sp.に関連した特定の代謝物の顕著な増加を示し、健康な若年者（12-45歳）は、特にisosilybin Bの分解が速く、FaecalibacteriumおよびErysipelotrichaceae UCG-003の豊富さが高まっていました。これは、食事フラボノリグナンの代謝における微生物群の機能についての理解を深め、年齢特有の栄養戦略の意味を強調しました。
4. 未解決の問題:
将来的には、異なる文化や生活習慣を持つ個体群におけるシリマリンの代謝と腸内細菌群との関係を解析すること、また、シリマリン摂取が具体的な健康効果にどのように寄与するかを明確にするための臨床試験の実施が必要です。これにより、よりパーソナライズされた栄養介入戦略を開発するための基盤が築かれるでしょう。
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:
2024-10-04
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:
この研究の目的は、グリセロールと水の混合物（モル比1/2.55）が深共晶溶媒（DES）であることを実験的な融点と理論的な融点曲線の比較を通じて示し、このDESを異なる食品廃棄物マトリックス（玉ねぎ、トマト、リンゴの皮、使用済みコーヒーかす、ブドウの絞りかす）に対する抽出剤として使用し、抽出能力と抽出物の抗酸化特性を評価することです。
2. 使用データ・情報:
本研究では、グリセロールと水の混合物の融点データと理論的融点曲線を比較することで、その混合物がDESであることを確認しました。さらに、このDESを用いて異なる食品廃棄物からの抽出実験を行い、その結果を水やグリセロール単体を使用した場合の抽出結果と比較しました。
3. 新規性および解決した問題:
この研究の新規性は、食品グレードの成分を用いたDESを抽出剤として利用し、その抽出物をさらなる精製過程なしで直接使用する新たなアプローチを提案している点にあります。また、DESが従来の抽出剤よりも優れた抽出能力と抗酸化特性を示したことで、環境に優しい抽出プロセスの可能性を示しました。
4. 未解決問題:
今後の課題としては、他の食品廃棄物や異なる種類のDESを用いた抽出の効率と特性をさらに詳細に調査すること、DES抽出物の安全性と機能性に関する広範な研究、そしてDESの商業的スケールでの使用に向けた技術的・経済的評価が挙げられます。
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）を組み合わせた手法を用いて、小麦の品質評価を簡素化し、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なくす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年間にわたり収集された180の小麦サンプルを用いて、サンプリングサイトと年度が小麦の品質にどのように影響するかを調査しました。また、NIRスペクトルデータを前処理するためのツールが、ASCAによって得られる結果、特に年次および地域効果に帰属される分散にどのように影響するかを検討しました。
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、より環境に優しい方法を提供する点にあります。また、年度、サンプリングサイト、およびその組み合わせが小麦のNIRスペクトルに有意な影響を与えることを明らかにし、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）にどのように寄与するかを解析しました。さらに、NIRベースのキャリブレーションを用いて得られた小麦サンプルのタンパク質、でんぷん、水分、脂肪、繊維、灰分の含有量が、これらの要因によって有意に影響を受けることも示されました。
4. 未解決問題:
将来的には、この手法を他の地域や異なる環境条件下での小麦サンプルに適用し、その有効性をさらに検証する必要があります。また、異なる種類の小麦や他の穀物に対しても同様のアプローチを試みることで、手法の汎用性を高めることが求められます。さらに、NIRSとASCAの組み合わせによる解析の精度を向上させるための技術的な改善も重要な課題です。
title:
Simplifying Wheat Quality Assessment: Using Near-Infrared Spectroscopy and Analysis of Variance Simultaneous Component Analysis to Study Regional and Annual Effects
author:
Stephan, Freitag, Maximilian, Anlanger, Maximilian , Lippl, Klemens, Mechtler, Elisabeth, Reiter, Heinrich, Grausgruber, Rudolf, Krska
date:
2024-09-27
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. 目的:
この研究の主な目的は、植物病原体の動く胞子（遊走子）を早期に検出するための新しいセンシングデバイスを開発することです。これにより、効果的な病原体管理が可能となり、重要な植物病気の伝播を防ぐことが期待されます。
2. 使用したデータや情報:
この研究では、Phytophthora cactorumの遊走子を用いて実験が行われました。遊走子は流れのチャネルの直角の曲がり角にある窪みで捕捉され、誘引剤の勾配に沿って検出チャネルを上に泳ぎました。そして、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測定し、これによって遊走子が検出されました。
3. 新規性と解決できた問題:
この研究の新規性は、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がある胞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、労働集約的な試料採取や実験室でのテストに依存する従来の方法に代わる、現場でのリアルタイムフィードバックが可能な検出システムを提供します。
4. 未解決問題:
今後の課題としては、このセンシングシステムをさらに発展させ、ポータブルで遠隔操作可能な低コストのセンシングシステムにすることが挙げられます。また、さまざまな種類の病原体に対して同様の効果を発揮するかどうかの検証も必要です。
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分離・分画するプレトリートメントと分画技術に焦点を当て、反応条件（時間、温度、酸濃度など）を調整して、高価値な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条件を見つけることです。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、スイッチグラスを用いた共溶媒強化リグノセルロース分画（CELF）プロセスを用いて、時間（10-30分）、温度（140-180°C）、酸濃度（0.025-0.1M H2SO4）の影響をモデル化しました。リグニンの収率（最大量的）、分子量（Mw = 700-2000 g/mol）、ヒドロキシル基含有量（3.55-6.06 mmol OH/g）が測定されました。
3. 新規性や解決した問題:
この研究の新規性は、プレトリートメントの厳しさを時間、温度、酸濃度を組み合わせた単一の値として定義し、様々なプレトリートメント技術を比較することができる点にあります。また、リグニンの収率が酸濃度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、総ヒドロキシル基含有量が時間の経過とともに変化することが明らかになりました。これにより、リグニンの品質に及ぼす各条件の影響をより詳細に理解することができ、リグニンを燃料や化学製品に利用するためのプロセス設計が可能になりました。
4. 未解決問題:
研究では、異なるプレトリートメント条件が同じ厳しさを数学的に達成しても、得られるリグニン製品の効果が異なる可能性があるため、プレトリートメントと分画反応器には「厳しさのノブ」が存在しないという問題が指摘されています。さらに、連続および流れるプロセスにおいて、短い滞留時間がコスト削減につながる可能性があるため、これらのプロセスにおけるリグニンの収率や分子量に及ぼす影響を詳細に調査する必要があります。
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、乳製品の品質向上、経済効率の向上、および動物の健康を改善するために、牛乳の成分分析の精度を高めることです。具体的には、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影響を補正するための方法として、Piecewise Direct Standardization（PDS）、Continuous PDS（CPDS）、External Parameter Orthogonalization（EPO）、Dynamic Orthogonal Projection（DOP）の有効性を比較検討しています。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、合計270の生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）で反射および透過スペクトルを収集しました。実験装置は正確な温度制御と正確なスペクトル測定を保証し、30°Cで校正されたPLSR（Partial Least Squares Regression）モデルを用いて、乳脂肪、タンパク質、乳糖の内容を予測しました。
3. 研究の新規性や解決できた問題:
この研究の新規性は、EPOとDOPがPDSやCPDSよりも優れていることを示し、特に乳糖の予測において顕著な改善を達成した点にあります。これらの直交化手法は、温度制御が困難な農場条件下でのインライン乳質測定に特に適していることが示されました。さらに、広範な温度特異的な校正データを必要とせずに、PLSRモデルと同等またはそれ以上の性能を示しました。
4. 未解決の問題:
将来的には、他の外部要因（例えば、湿度や機械的振動など）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。また、EPOとDOPの技術をさらに最適化し、さまざまな環境下での実用性を高めるための研究が求められています。
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:
この研究の主な目的は、土壌の健康を保ちながら気候変動への影響を減らす代替農業を開発するために、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います。具体的には、土壌内の流体や栄養素の輸送を高分解能で動的にイメージングする3Dイメージング技術の需要に応えることです。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、土壌の鉱物相を高コントラストと高解像度でイメージングするマイクロスケールX線計算断層撮影（X-CT）を使用しましたが、低密度の水相や有機相を区別することはできませんでした。そこで、土壌の水相をラベルするために低毒性の金を選択したポリマーテンプレート金ナノ粒子をコントラスト剤として開発しました。これらのナノ粒子は、安定化PEGボトルブラシコロナを本質的に示すプリアセンブルブロック共重合体ミセル内でテンプレート合成によって生成されます。
3. 新規性と解決した問題:
この研究の新規性は、土壌の水相をラベルするためにポリマーテンプレート金ナノ粒子を使用した点にあります。これにより、X-CTイメージングで水相と未ラベルの水相を区別できるようになりました。また、ナノ粒子システムの実際の拡散定数を測定し、重要な土壌環境でのナノ粒子の安定性を確認しました。これにより、土壌内の流れや輸送過程をイメージングする効果的かつ実用的なコントラスト剤としてのこのナノ粒子システムの有効性を示しました。
4. 未解決の問題:
将来的には、このナノ粒子システムをさらに最適化して、より広範囲の土壌タイプや異なる環境条件下での効果を検証する必要があります。また、ナノ粒子が土壌生態系に与える長期的な影響についての研究も必要です。
title:
A nanoparticle contrast agent enables dynamic microscale X-ray computed tomography imaging of the soil aqueous phase
author:
Shuchen, Wang, Anna , Constantinou, Guanglei , Zhang, Yihuai , Zhang, Mohammad Javad , Shojaei, Bo , Zhou, Davey, Jones, Tiina, Roose, Martin, Blunt, Theoni, Georgiou, Iain , Dunlop
date:
2024-09-13
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-cjnmw?rft_dat=source%3Ddrss

New fluorogenic triacylglycerols as sensors for dynamic measurement of lipid oxidation
1. 与えられた論文は、何を目的としていますか？:
この論文では、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新しい分析方法やツールの開発を目的としています。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. 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、脂肪酸の酸化をリアルタイムでモニタリングするために、蛍光性トリアシルグリセロールを用いたデータを使用しています。これらの蛍光性分子は、水環境および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中心構造に飽和または不飽和のアシル鎖を組み込むことによって調整可能であることが示されています。
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、蛍光性ラベルを持つトリアシルグリセロールを使用して脂質の酸化のダイナミクスをモニタリングするという最初の実証例を提供することにあります。これにより、脂質酸化を直接的かつ簡単に視覚化することが可能となり、食品や薬品の品質管理における重要な進歩となります。
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？:
将来的には、これらの蛍光性トリアシルグリセロールの感度や特異性をさらに向上させること、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、そして実際の食品や薬品の中での使用における効果的な実装戦略を開発することが未解決の課題として残されています。
title:
New fluorogenic triacylglycerols as sensors for dynamic measurement of lipid oxidation
author:
Matthias, Schiedel, Simon, Hammann, Maria, Handke, Frank, Beierlein, Petra, Imhof
date:
2024-09-13
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-shsjs-v2?rft_dat=source%3Ddrss

In Situ pH-Controlled Electrochemical Sensors for Glucose and pH Detection in Saliva
1. 与えられた論文の目的:
この研究は、非侵襲的な方法で動物の健康と福祉に重要なバイオマーカーであるグルコースとpHを検出するための高感度かつ安定した電気化学バイオセンサーの開発を目的としています。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センサーを用いた研究です。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、グルコースオキシダーゼ（GOx）をプラチナブラック改質金インターディジテッド電極に電気沈着法で固定し、オルトフェニレンジアミン（o-PD）とβ-シクロデキストリン（β-CD）の混合物を使用しました。また、光学顕微鏡、電気化学インピーダンス分光法（EIS）、走査電子顕微鏡（SEM）、エネルギー分散型X線分光法（EDX）、原子間力顕微鏡（AFM）などの様々な技術を用いて製造された電極を評価しました。さらに、COMSOLシミュレーションを用いて、インターディジテッド電極に関する電気分析と溶液のin-situ pH制御に関する実験設計を支援しました。
3. 新規性や解決した問題:
この研究の新規性は、特定の検出点での局所的なpH調整を可能にする電気化学的in-situ pH制御技術を利用した点にあります。これにより、追加の試薬が不要となり、より簡便かつ効率的な測定が可能になりました。また、人工唾液だけでなく実際の唾液においてもグルコースとpHを同時に検出することができ、特に牛の呼吸器疾患（BRD）や下痢症の子牛に関連するバイオマーカーの頻繁かつ継続的なモニタリングに役立つことが示されました。
4. 未解決問題:
今後の課題としては、さらに多くの実際のサンプルに対するセンサーの適用性と精度を検証すること、また、センサーの長期安定性や再現性を向上させるための研究が必要です。さらに、異なる種類のバイオマーカーに対しても同様のセンサーシステムを開発し、その有効性を評価することも重要です。
title:
In Situ pH-Controlled Electrochemical Sensors for Glucose and pH Detection in Saliva
author:
Alan, O'Riordan, MD Ridwan, Adib, Colm, Barrett, Shane, O'Sullivan, Anna, Flynn, Marie, McFadden, Emer, Kennedy
date:
2024-09-06
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-8q4qd?rft_dat=source%3Ddrss

Study of the potential for Streptomyces coelicolor to produce bioactive compounds from flower waste as a sustainable feedstock
1. 目的:
この研究の主な目的は、農業や園芸産業において大量に発生する花の廃棄物を有効活用する方法を探ることです。特に、Streptomycesという微生物が花の廃棄物を利用して有用な生物活性化合物を生成できるかどうかを調査し、これが個人のケアや製薬業界において利用可能な資源となる可能性を探ることを目的としています。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、ISP4培地に混ぜられた花を用いてStreptomyces coelicolor M145を接種し、6週間の好気的な培養期間を設けました。定期的にサンプルを採取し、GC-MS分析を通じて水性媒体中に存在する多くの生物活性化合物を同定しました。
3. 新規性や解決された問題:
この研究の新規性は、花の廃棄物を利用して、製薬や個人のケア産業で有用な生物活性化合物を生産できる可能性を示した点にあります。Streptomycesが花の廃棄物から直接これらの化合物を生成できることを実証し、環境汚染の問題を解決しつつ、持続可能な資源としての利用を提案しました。
4. 未解決の問題:
将来的には、どのようにしてこのプロセスを大規模に適用し、産業スケールでの実用化を図るかが課題です。また、他の種類の花や異なるStreptomyces株を用いた場合の効率や生産性を評価する必要があります。さらに、生成される生物活性化合物の安全性や効果の詳細な分析も必要とされます。
title:
Study of the potential for Streptomyces coelicolor to produce bioactive compounds from flower waste as a sustainable feedstock
author:
Parimala, Shivaprasad, Sarah , Evans, Sean , Craig, Samantha, Bryan
date:
2024-09-05
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-zbgw7?rft_dat=source%3Ddrss

Proving the Potential: External Validation of STopTox as in Silico Alternative to Animal Toxicity Testing
1. 与えられた論文は、何を目的としていますか？:
与えられた論文の主な目的は、動物実験を減らすための代替手段として、STopTox（Systemic and Topical chemical Toxicity）プラットフォームを利用し、化学物質の急性全身毒性および局所毒性の予測を行うことです。このプラットフォームは、従来の動物実験に代わる革新的なin-silico（コンピュータ上でのシミュレーション）ツールとして開発されました。
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？:
STopToxモデルの初期開発時には、広く公開されている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）の原則に準拠していることが保証されます。また、これらのモデルは高い内部精度と相当な外部予測能力を誇っています。
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、STopToxプラットフォームが従来の動物実験に代わるものとして、化学物質の毒性を予測するための包括的でアクセスしやすく、ユーザーフレンドリーなツールを提供する点にあります。また、STopToxは急性経口毒性、皮膚毒性、吸入毒性、皮膚感作性、皮膚刺激性/腐食性、目の刺激性/腐食性の六つの主要な毒性エンドポイントについての予測性能を評価し、その信頼性を支持する結果を提供しました。
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？:
新規化合物に対する継続的な検証が必要であり、これによってSTopToxがin vivo動物実験の代替手段として使用されるために必要な堅牢性と信頼性を確立することが挙げられます。さらに、STopToxを信頼性の高い規制決定ツールとして確立するための外部検証を通じた予測性能の評価が重要です。
title:
Proving the Potential: External Validation of STopTox as in Silico Alternative to Animal Toxicity Testing
author:
Eugene, Muratov, Ricardo, Scheufen Tieghi, Cleber, Melo Filho, Holli-Joi, Martin, Jose Teofilo, Morera Filho, Tripp, LaPratt, Dave, Allen, Judy, Strickland, Nicole, Kleinstreuer, Alexander , Tropsha
date:
2024-09-04
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-f54pl?rft_dat=source%3Ddrss

Determination of major chemical constituents and antimicrobial activities of essential oils extracted from Nonsaleable Grade (NSG) spices of Cymbopogon nardus, Rosmarinus officinalis, Thymus vulgaris and Coriandrum sativum seeds
1. 目的:
この研究の主な目的は、売れないグレードの植物スパイス（NSG）を利用して、農業廃棄物を削減し、スパイス農家の収益を増加させる方法を探ることです。また、これらのNSGスパイスから抽出されたエッセンシャルオイルの化学成分を分析し、抗微生物活性を評価することにより、商業製品との比較を行い、その有効性を検証することも目的としています。
2. 使用データ・情報:
この研究では、シトロネラ、ローズマリー、タイム、コリアンダーの種子から抽出されたエッセンシャルオイルの化学成分をガスクロマトグラフィー質量分析計（GC-MS）を用いて分析しました。また、抽出されたオイルの抗菌活性を、大腸菌（E. coli）、黄色ブドウ球菌（S. aureus）、カンジダ・アルビカンス（C. albicans）といった微生物に対してテストしました。主要な機能物質としてシトロネラール、1,8-シネオール、チモール、リナロールが挙げられます。
3. 新規性と解決した問題:
この研究の新規性は、通常は商業的に販売されないグレードのスパイスを有効利用することにあります。これにより、農業廃棄物を削減し、農家の収益向上に寄与する可能性があります。また、NSGエッセンシャルオイルは、商業製品と同等またはそれ以上の抗微生物活性を示すことが確認され、これらのオイルが自然由来の抗菌剤としての利用が期待されます。
4. 未解決問題:
今後の課題としては、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範囲を探ることが挙げられます。具体的には、他の種類の微生物に対する効果の検証、オイルの安全性や安定性の評価、さらにはこれらのオイルを使用した製品の開発などが考えられます。これにより、NSGスパイスの利用価値をさらに高めることができるでしょう。
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迅速かつ現場での感度の高い検出方法を開発することです。これにより、マイクロプラスチックの蓄積が人間の健康に与える潜在的なリスクを評価し、最小化することが可能となります。
2. 使用データ・情報:
この研究では、ジルコニウム(IV)を利用した表面増強ラマン分光法（SERS）ラベル戦略を用い、ラマンレポーターとしてローダミンBを使用しています。これにより、マイクロプラスチックの分析を改善しています。具体的には、10μmのポリスチレンマイクロプラスチック（PSMPs）を0.1ppmの濃度で定量的かつ超感度で検出し、検出限界を1ppbまで下げることができました。
3. 新規性と解決した問題:
この研究の新規性は、ジルコニウム(IV)を利用したSERSラベル戦略を取り入れた点にあります。これにより、マイクロプラスチックの迅速かつ現場での超感度検出が可能となり、実際の環境下でのマイクロプラスチックの検出において90%を超える回収率を達成しました。また、ポータブルラマン分光計と組み合わせることで、農業食品および環境システムにおける様々なタイプのマイクロプラスチックの分析に大きな可能性を示しています。
4. 未解決問題:
将来的には、さらに多様な種類のマイクロプラスチックに対する検出方法の開発や、より広範な環境条件下での検証が必要とされます。また、検出技術のさらなる高速化やコスト削減も重要な課題です。
title:
Rapid On-Site and Sensitive Detection of Microplastics Using Zirconium (IV)-Assisted SERS Label
author:
Haoming, Yang, Tianxi, Yang, Haoxin, Ye, Song, Yan, Chu, Chu
date:
2024-09-03
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-mbz91?rft_dat=source%3Ddrss

From chemical fingerprints to environmental footprints: Advancing feed production through near-infrared spectroscopy
1. 目的:
この研究の主な目的は、動物の飼料生産において、栄養品質、収益性、環境持続可能性のバランスを取ることです。具体的には、近赤外分光法（NIRS）と全球的な空間的に明示的なライフサイクル評価（LCA）を組み合わせることで、飼料の環境フットプリントを評価し、品質、収益性、持続可能性の三重目標に向けて最適化された飼料を設計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、近赤外分光法（NIRS）を使用して飼料成分の品質をリアルタイムで制御するとともに、成分の起源を特定しました。これらの情報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、成分価格と輸送情報を考慮に入れて、飼料の最適化を行いました。
3. 新規性と解決された問題:
この研究の新規性は、NIRSを用いて飼料成分の環境持続可能性を予測する方法を示した点にあります。これにより、気候変動や生物多様性に対する土地利用の影響を3.3-39%削減しつつ、収益性をわずか0.82-2.4%しか低下させない最適化された飼料を提案できました。また、最適な飼料比率の提供とフットプリントと収益性のトレードオフの明確化により、意思決定者がより環境に優しい飼料へと移行する手助けをしました。
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、その他のバイオベースの商品に拡張することが挙げられます。また、このアプローチが実際の生産システムにどのように統合され、実際の市場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。
title:
From chemical fingerprints to environmental footprints: Advancing feed production through near-infrared spectroscopy
author:
Maria, Cairoli, Anne, Ottenbros, Sin Yong, Teng, Steef, Hanssen, Mark, Schoot, Christiaan, Kapper, Rosalie, van Zelm, Lutgarde, Buydens, Mark, Huijbregts, Jeroen, Jansen
date:
2024-08-28
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-1dr51?rft_dat=source%3Ddrss

Revisiting the influence of acid-base equilibrium and tautomerism on the free radical scavenging activities of curcumin derivatives in the physiological environment – A mechanistic and kinetic study
1. 与えられた論文の目的:
この研究は、クルクミンの誘導体であるクルクミンI（Cur-I）とクルクミンIII（Cur-III）のHOO•ラジカル（遊離基）を消去する活動を水と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。この反応の熱力学と動力学を体系的に特徴づけることにより、クルクミンの抗酸化特性についての理解を深めることが目的です。
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）アプローチを使用し、クルクミンの中性形とアニオン形の二つのタウトマー、ケト-エノール形とジケトン形の抗酸化特性を三つの一般的なメカニズム（水素移動（HT）、ラジカル付加形成（RAF）、単一電子移動（SET））を通じて調査しました。また、クルクミン-HOOラジカル反応の本質的なパラメーター、熱化学的パラメーター、そして動力学が体系的に特徴づけられました。
3. 新規性と解決された問題:
この研究の新規性は、クルクミンの誘導体がHOO•ラジカルを消去する反応の熱力学と動力学を詳細に調査した点にあります。特に、水中でのクルクミンIの反応速度がクルクミンIIIよりも約3倍高いこと、そして反応速度が主にケト-エノール形によって寄与されていることが明らかになりました。また、最も優勢な水素移動反応がフェノール-OH基でプロトン結合電子移動（PCET）プロセスを介して発生することも解明されました。
4. 未解決の問題:
将来的には、他の溶媒環境でのクルクミン誘導体の反応性や、他のタイプのラジカルに対する反応性も調査する必要があります。また、クルクミンの抗酸化メカニズムをさらに詳細に理解するために、実験的な検証と理論的な研究を組み合わせたアプローチが求められます。
title:
Revisiting the influence of acid-base equilibrium and tautomerism on the free radical scavenging activities of curcumin derivatives in the physiological environment – A mechanistic and kinetic study
author:
Duy Quang , Dao, Dinh Hieu , Truong, Thi My Duyen , Trinh, Thi Tu, Dinh, Thi Hong Minh , Pham, Urszula , Gawlik-Dziki, Minh Quan , Pham
date:
2024-08-26
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-0h0hn?rft_dat=source%3Ddrss

Evaluating Postharvest Washing Methods for Micro-Nanoplastic Removal from Edible Vegetable Leaves
1. 与えられた論文の目的:
この研究の目的は、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与える脅威を評価し、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、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、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）を使用しました。また、洗浄効果を評価するために共焦点ラマン分光法と表面増強ラマン分光法（SERS）が使用されました。
3. 研究の新規性や解決できた問題:
この研究の新規性は、共焦点ラマン分光法とSERSを使用して、新鮮な農産物からMNPsを除去する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。この研究は、食用植物の表面からMNPsを除去するための洗浄方法の効果を科学的に評価した最初の研究であり、42 µmのポリスチレンに対しては水道水洗浄が93.1%の高い除去効率を示しましたが、6 µmのポリメチルメタクリレートに対しては洗剤洗浄の方が効果的であることを明らかにしました。
4. 未解決問題:
今後の課題として、より微細なプラスチック粒子（例えば61 nmのポリスチレン）の除去効率が低いことが挙げられます。この研究では、61 nmのポリスチレンの最も高い除去効率が59.8%であり、これを向上させるための更なる研究が必要です。また、他の種類のプラスチックや他の農産物に対する洗浄効果も調査する必要があります。
title:
Evaluating Postharvest Washing Methods for Micro-Nanoplastic Removal from Edible Vegetable Leaves
author:
Mingjiu, Liu, Huiyuan, Guo, Anupam, Das, Lynn, Terry
date:
2024-08-21
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-qmfsc?rft_dat=source%3Ddrss

All-Natural Aggregation-Induced Emission-Active Glycyrrhizic Acid Hydrogels for Drug-Resistant Bacteria-Infected Wound Healing
1. 目的:
この研究の主な目的は、天然由来の小分子から成る生体適合性のあるAIEアクティブハイドロゲルを開発することです。特に、感染した創傷の治癒を促進するクリニカルなドレッシングとして使用することを目指しています。このハイドロゲルは、優れた発光性能と十分な機械的強度を持ち、生体内での抗炎症および抗菌能力を発揮することが求められています。
2. 使用したデータや情報:
この研究では、天然の中国のハーブ分子である甘草酸（GA）と黄連素（BR）を使用しました。これらの分子は、自己組織化する超分子GAナノフィブリルとBR分子との相互作用により、強い蛍光発光、優れた機械的強度、構造回復能力、そして興味深い刺激応答性蛍光特性を持つハイドロゲルを形成します。さらに、生体内での研究を通じて、これらのハイドロゲルがMRSA感染創傷の治癒をどのように促進するかを評価しました。
3. 新規性と解決した問題:
この研究の新規性は、全て天然由来の成分を用いてAIEアクティブハイドロゲルを作製した点にあります。これにより、環境に優しく、かつ生体に対しても安全なドレッシング材料を提供することができます。また、GAとBRの固有の免疫調節効果と、GN-BRアセンブルの独特なAIE特性を活用することで、高い抗炎症および抗菌能力、特に可視光下での反応性酸素種を生成する光動力学的抗菌能力を実現しました。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有効な手段を提供することができました。
4. 未解決の問題:
将来的には、さらに多くの天然分子を探索し、異なるタイプの細菌に対する抗菌効果を検証する必要があります。また、ハイドロゲルの長期間にわたる生体内での安定性や効果の持続性に関する研究も必要です。さらに、大規模な臨床試験を通じて、その安全性と有効性をさらに検証することが求められます。
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:
この論文では、窒素（N）を廃水から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）に依存することを減らし、窒素を含む廃水の処理を通じて、硝化・脱窒を行うことの必要性を低減することを目的としています。また、回収した窒素を利用した新たな製品や市場を提案し、窒素回収技術の進展を図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、特に市町村の廃水中の低濃度の窒素、高効率な分離技術の欠如、回収した窒素の製品化や市場の可能性に関する課題に焦点を当てています。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、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で、選択的かつ調整可能な窒素回収を改善する提案にあります。さらに、肥料以外の回収した窒素製品のポートフォリオを拡大することを提案しています。これにより、単に窒素を回収するだけでなく、その利用範囲を広げることができるため、より広範な市場への適応が可能となります。
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濃度窒素を効率的に回収するための高効率な分離技術の開発、回収した窒素を利用した製品の市場性の評価、およびこれらの技術の経済的な実現可能性の詳細な分析が挙げられます。これらの問題を解決することで、窒素回収技術の実用化が進むと考えられます。
title:
Towards a Circular Nitrogen Bioeconomy: Integrating Nitrogen Bioconcentration, Separations, and High-Value Products for Nitrogen Recovery
author:
Edward, Apraku, McKenna, Farmer, Chayse, Lavallais, Danna, Soriano, Justin, Notestein, Keith, Tyo, Jennifer, Dunn, William, Tarpeh, George, Wells
date:
2024-08-16
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-mmj9z?rft_dat=source%3Ddrss

Inverse Relationship Between Ice Nucleation and Ice Growth in Frozen Foods
1. 目的:
この研究の主な目的は、食品の凍結過程における損失を減少させる方法を見つけることです。具体的には、食品の凍結中に発生する氷核形成と氷の成長という二つの主要なプロセスの定量的な測定を行い、それに基づいて各食品ごとにカスタマイズされた凍結プロセスを設計することで、食品の品質を向上させ、食品ロスを限定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、新しく開発されたマイクロサーモグラフィーシステムを使用して、肉類やズッキーニ、ブロッコリー、ジャガイモなどの食品における氷核形成と氷の成長率を現場で測定しました。それにより、異なる食品間での氷核形成率と氷の成長速度の差異を確認し、それぞれの化学組成を分析して、氷核形成と氷の成長と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、食品ごとに異なる凍結特性を定量的に評価し、氷核形成と氷の成長という二つの対立するプロセスを同時に測定した点にあります。これにより、食品の化学組成と凍結特性の関連を明らかにし、それを基に食品ごとの最適な凍結プロセスを設計するための基礎データを提供しました。これは、食品の品質を維持しつつ食品ロスを減少させるための重要な進歩です。
4. 未解決の問題:
今後の課題としては、さらに多くの種類の食品について同様の測定を行い、より広範なデータを集めることが挙げられます。また、得られたデータを基に、実際の産業プロセスに適用可能な凍結プロトコルを開発し、その効果を実証する必要があります。これにより、理論と実践のギャップを埋め、食品産業全体の持続可能性を向上させることが期待されます。
title:
Inverse Relationship Between Ice Nucleation and Ice Growth in Frozen Foods
author:
Ran, Drori, Martin , Zalazar, Shriya Jitendra, Kalburge, Yining, Zhang
date:
2024-08-16
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-lwczt-v2?rft_dat=source%3Ddrss

Studying Superheated Stevia with Polynomial Chaos in Quantum ESPRESSO: opEn-Source Package for Research in Electronic Structure, Simulation, and Optimization
1. 目的:
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されたコーヒーの過熱現象を理解することです。特に、ステビアの粒が泡の核生成サイトとしてどのように機能するか、そしてそれが第一次相転移の発生にどのように寄与するかを解明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、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分析し、最小地上状態の電子密度エネルギー力に基づいています。さらに、ステビオールの分子平面上に存在する高周波数の移動性カルボキシルおよびヒドロキシル基の側鎖との相互作用が、ステビア粒子が泡の核生成サイトとして機能するメカニズムを提案しています。
3. 新規性および解決した問題:
この研究の新規性は、ステビアがコーヒーの過熱を引き起こす原因を構造的および化学的観点から初めて明らかにした点にあります。これまで、密封されたマイクロ波加熱後に小石を加えた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、ステビアが過熱を引き起こすメカニズムが部分的に解明され、高温・常圧環境下での粒子蓄積の過熱理解に寄与しています。
4. 未解決問題:
今後の課題としては、ステビア以外の甘味料や他の添加物がコーヒーの過熱にどのように影響を及ぼすかを解析すること、さらにはこの現象が日常生活や他の産業プロセスにどのように影響を与える可能性があるかを探ることが挙げられます。また、ポリノミアルカオス展開によるニュートン冷却ダイナミクスの不確実性内で沸点以上の温度上昇を捉える方法の精度向上も必要です。
title:
Studying Superheated Stevia with Polynomial Chaos in Quantum ESPRESSO: opEn-Source Package for Research in Electronic Structure, Simulation, and Optimization
author:
Saleem, Al Dajani
date:
2024-08-06
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-50ctc?rft_dat=source%3Ddrss

Commercially available carrageenans show broad variation in their structure, composition, and functionality
1. 与えられた論文は、何を目的としていますか？:
この研究の目的は、異なる仕様とメーカーからの商業的に利用されている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づけることです。これにより、商業的カラギーナンの構造的変化を明らかにし、その機能性に関する詳細な洞察を得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、部分的な酵素的加水分解と組み合わせたHPLC-MSとHPSEC-RIに基づく分析アプローチを開発し適用しました。また、選択されたサンプルの機能性を詳細に理解するために、レオロジー（流体の変形や流れの学）も使用されました。
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、商業的カラギーナンの構造的な多様性を実証し、特にλ-カラギーナンにおいて、メーカーが指定したタイプが実際のポリサッカライドの構造を代表していないことを明らかにした点にあります。また、異なるハイブリッドカラギーナンが存在することを示し、カルシウム添加時のゲル化特性の違いをレオロジー分析を通じて明らかにしました。
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？:
商業的カラギーナンサンプルの構造と組成を分析する前に、構造機能関係の調査を行う必要があるという点が残されています。また、さまざまなアプリケーションでの振る舞いに影響を与える可能性のあるゲル化特性の違いをさらに詳細に調査する必要があります。
title:
Commercially available carrageenans show broad variation in their structure, composition, and functionality
author:
Daniel, Wefers, Julia, Hale, Julian, Gerhäuser, Volker, Gaukel
date:
2024-07-30
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-96r6r-v2?rft_dat=source%3Ddrss

Imaging and quantifying the biological uptake and distribution of nanoplastics using a dual-functional model material
1. 目的:
本研究の目的は、植物組織内でのナノプラスチック（NPs）の挙動を理解し、その人間および環境への影響をよりよく理解するための新しい二重機能モデルナノプラスチック（model NP）を開発し、評価することです。このモデルは、SERS（表面増強ラマン分光法）によるインシチュイメージングとICP-MS（誘導結合プラズマ質量分析法）によるエクシチュ定量が可能です。
2. 使用したデータや情報:
この研究では、ガーリック（ニンニク）植物を実験マトリックスとして使用し、様々な濃度のモデルNP懸濁液で30日間栽培しました。その結果、モデルNPの吸収は濃度依存的であり、より高い濃度がより多くの吸収を示しました。また、時間が経過するにつれてNPの吸収が増加することも観察されました。SERSとICP-MSの効果的な連携も示され、SERSで検出が困難な場合にはICP-MSが検出を支援しました。
3. 新規性と解決した問題:
この研究の新規性は、金ナノ粒子をコアとして機能化し、その周りにプラスチック層を持つコアシェル構造のモデルNPを開発した点にあります。このモデルは、SERSによる可視化とICP-MSによる定量が可能であり、これまでの分析方法にはない精度と信頼性を提供します。また、このモデルは構造、サイズ、表面電荷の安定性を一年間維持し、化学的なリーチングの兆候がないことも確認されました。
4. 未解決の問題:
将来的には、モデルNPが他の植物種に与える影響を調査すること、さらに環境中でのNPの長期的な挙動や蓄積のメカニズムを解明することが必要です。また、NPsが作物に与える具体的な影響や、それが食物連鎖を通じてどのように人間の健康に影響を与えるか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:
この研究の主な目的は、アブダビ首長国の小売市場から取得したはちみつサンプルを用いて、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、これらの糖類の構成と比率がはちみつの品質決定においてどのように影響を与えるかを調査することです。また、地元の基準に準拠していない品質の高いはちみつサンプルの存在を特定し、その監視と評価の必要性を強調します。
2. 使用したデータや情報:
この研究では、アブダビの小売市場から取得したはちみつサンプルを分析し、それぞれのはちみつサンプルに含まれるフルクトース、グルコース、スクロースの量を測定しました。測定された糖類の総量は27％から87％の範囲であり、スクロースの含有量は5％から37％の範囲でした。
3. 新規性や解決した問題:
この研究の新規性は、アブダビの市場におけるはちみつの品質に関する具体的なデータを提供し、糖類の構成が品質にどのように影響を及ぼすかを科学的に検証した点にあります。解決された問題としては、はちみつサンプルの中で基準に達していないものが約33％存在することが明らかにされ、これらのサンプルはスクロースの含有量が高く、フルクトースとグルコースのレベルが低下していることが判明しました。
4. 未解決問題:
今後取り組むべき未解決の問題としては、基準に準拠していないはちみつの詳細な原因の特定、これらのはちみつが市場に流通するプロセスの監視強化、そして消費者への正確な情報提供方法の改善が挙げられます。これにより、はちみつの品質保証と消費者の信頼性向上を図る必要があります。
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？:
この論文は、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アプローチを探求することを目的としています。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向上させるために、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ることです。
2. 与えられた論文では、どのようなデータや情報を用いましたか？:
このレビューでは、ゲノミクス、トランスクリプトミクス、プロテオミクス、メタボロミクスなどのオミクス技術と、先進的な計算モデリングを統合して、代謝工学の設計を最適化しています。また、CRISPR/Cas9などの遺伝子編集技術の応用についても議論しており、これらの技術を用いて植物の代謝を精密に改良しています。
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など、分野を革新する最新のトレンドに焦点を当てている点にあります。これにより、光合成効率、栄養利用、非生物的ストレス耐性の向上など、具体的な代謝介入を通じて植物の性能を改善することが可能になりました。
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？:
未解決の問題としては、遺伝子改変作物の規制や生物安全性の側面が挙げられます。これらの問題に対処することで、持続可能な農業と作物改良の未来への洞察を提供し、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の可能性をさらに高めることが期待されます。
title:
Metabolic Engineering in Plants: Advancing Crop Productivity and Sustainability through Precision Pathway Manipulation
author:
Katie, Fan
date:
2024-07-18
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-qkkg6?rft_dat=source%3Ddrss

Spatially Offset Raman Spectroscopy (SORS) for sustainable Olive Oil authentication - tackling the challenges in on-site food control
1. 与えられた論文は、何を目的としていますか？:
この研究の主な目的は、オリーブオイルの真正性を検証するための非侵襲的な分析方法を開発することです。具体的には、空間的にオフセットされたラマン分光法（SORS）を使用して、異なる種類の容器を通してオリーブオイルのスペクトルを取得し、真正なオリーブオイルと偽造されたオリーブオイルを区別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、4つのサンプルグループから得られた検証済みのオリーブオイルのデータセットを使用しました。このデータを基に、プロット作成、主成分分析、分類および回帰モデルを用いた分析戦略を開発しました。
3. 与えられた論文の新規性や、解決できた問題は何ですか？:
この研究の新規性は、SORSを用いて容器を通してもオリーブオイルのスペクトルを正確に取得できる点にあります。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ました。また、オンライン小売のサンプルを分析することで、実際に偽造されたオリーブオイルと本物のサンプルを区別することに成功しました。
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？:
今後の課題としては、さらに多様なサンプルに対する分析精度を向上させること、またSORS技術を他の食品分析に応用する可能性の探求が挙げられます。さらに、偽造手法が進化するにつれて、新たな偽造パターンに対応するための分析モデルの更新が必要となるでしょう。
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. 与えられた論文の目的:
与えられた論文では、農業生産性の増加に伴い使用される農薬の環境への影響を検出し、評価するための効果的かつ持続可能な方法を開発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）を用いて、環境中の異なる農薬を迅速かつ感度高く検出する技術を開発し、それを実現するための新しいナノセルロースベースのSERSナノ基板を利用しています。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、金ナノ粒子と統合されたバイオウェイスト由来のナノセルロースベースの薄膜を用いた新しいSERSナノ基板を開発し、それを用いてカルバリル、フェルバム、チアベンダゾールといった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、それぞれ0.924、0.479、0.038 mg/Lと決定され、これらはすべて推奨される農業応用濃度よりもはるかに低い値です。また、フェルバムスプレー溶液の準備と散布された滴の両方でSERS信号を収集し、信号に大きな違いがないことから、この検出方法が農薬散布滴を検出するために信頼性がある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、バイオウェイスト由来のナノセルロースを用いてSERSナノ基板を作成し、それを農薬検出に利用した点にあります。これにより、環境への持続可能なアプローチを提供しながら、農薬の散布滴を効果的に検出する新しい方法を提供しました。また、ポータブルラマン装置を組み合わせることで、現場での即時の農薬検出が可能となり、農薬の使用と環境への影響をより良く管理する手段を提供します。
4. 未解決問題:
将来的には、さらに多くの種類の農薬に対して同様の検出効果を持つSERSナノ基板の開発が求められます。また、様々な環境条件下でのナノ基板の安定性や再現性を高める研究が必要です。さらに、実際の農場や広範囲の農地での使用に耐えうる耐久性や、コスト効率の向上も重要な課題です。これらの問題に取り組むことで、農薬の環境への影響をより効果的に監視し、管理することが可能になるでしょう。
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. 与えられた論文の目的:
この論文では、乳牛の早期乳汁期における負のエネルギーバランスによって発生する代謝疾患であるケトーシスの検出を目的としています。具体的には、βHB（ベータ・ヒドロキシブチレート）というバイオマーカーを用いて、ケトーシスを監視するための低コストで迅速な検出装置、Keto-sensor（グラフェンベースのセンサー）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:
この研究では、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、安定化された酵素（ベータ・ヒドロキシブチレート脱水素酵素、NADH、グリセロール）を用いてグラフェン表面を機能化することで、βHBの濃度を測定します。また、EDC-NHS共役化学を利用しています。さらに、実際の牛の血清サンプルを用いたスパイクテストを行い、亜臨床ケトーシスの牛からβHBを検出する能力を評価しています。
3. 新規性および解決された問題:
この研究の新規性は、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・定量化できる点にあります。これにより、乳牛のケトーシスを早期に検出することが可能になり、牛の健康管理と生産性向上に寄与します。また、このセンサーは解析感度が10 nM、検出限界が0.24 nMと非常に高い感度を持っており、広範囲な濃度での検出が可能です。
4. 未解決の問題:
今後の課題としては、このKeto-sensorを実際の農場での使用に適した形にさらに発展させることが挙げられます。具体的には、センサーの耐久性や、さまざまな環境条件下での信頼性の確保、さらにはコスト削減を図ることが必要です。また、他の代謝疾患のバイオマーカーに対しても同様のセンサー開発を拡張することで、より広範な疾患の早期発見と管理が期待されます。
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:
この研究の主な目的は、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ラジカルの消去活性にどのように作用するかを調べることです。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かに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、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)の理論レベルで、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4つ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。水およびペンチルエタノエート（PEA、脂質環境を模倣）の中で、形式的水素移動、ラジカル付加生成、単一電子移動のメカニズムが考慮されました。
3. 新規性や解決できた問題:
この研究は、イソチオシアネート化合物がHOꞏラジカルを高い効率で消去することを示し、その反応速度定数が108〜109 M-1s-1と非常に高いことを明らかにしました。特にアリルイソチオシアネート（Cp1）は、水中で5.20 × 109 M-1s-1という最も高い全体の反応速度定数を示しました。これらの結果は、イソチオシアネートが生体分子と同等、あるいはそれ以上に効果的なHOꞏラジカルの消去剤であることを示しています。
4. 未解決問題:
今後の研究では、これらのイソチオシアネート化合物の生体内での動態や安全性、さらには他の種類のフリーラジカルに対する消去活性など、より詳細な機能性評価が必要です。また、これらの化合物を実際の生体システムや食品システムに適用する際の効果や実用性に関する研究も求められています。
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:
本研究の目的は、食品エマルジョンの物理化学的安定性を保証するために、油/水界面におけるタンパク質の局在を定量的に分析することです。具体的には、マヨネーズをモデルシステムとして使用し、異なるエマルジョンのタンパク質分布の均一性や不均一性を評価することにより、エマルジョンの物理的および化学的安定性を決定する要因を解明することを目指しています。
2. 使用されたデータや情報:
本研究では、STORM（Stochastic Optical Reconstruction Microscopy）を使用し、蛍光標識抗体を用いて油/水界面のタンパク質を局在化しました。さらに、相対位置分布（RPD）分析を実装して、隣接する局在の相対距離のヒストグラムを抽出し、これを用いてドロップレット界面のタンパク質分布を均一、部分的に不均一、不均一に分類しました。また、モデルシステムとして、phosvitin、phospholipids、apolipoprotein B（apoB）、sodium dodecyl sulfate（SDS）を組み合わせたエマルジョンを用いました。
3. 新規性と解決できた問題:
本研究の新規性は、STORMを用いてエマルジョンのタンパク質の局在を高精度で可視化し、その分布の均一性や不均一性を定量的に分析した点にあります。これにより、エマルジョンの安定性に影響を与えるタンパク質の動態を理解する新たな洞察が得られました。特に、異なる組み合わせのエマルジョンにおけるタンパク質の不均一な分布が明らかにされ、その結果がエマルジョンの安定性にどのように影響するかを解析することができました。
4. 未解決問題:
将来的には、さらに多様なタンパク質や界面活性剤の組み合わせによるエマルジョンの安定性に及ぼす影響を解析する必要があります。また、タンパク質の分布の不均一性が具体的にどのように物理的および化学的安定性に影響を与えるのか、そのメカニズムを詳細に解明することも重要な課題です。これにより、食品エマルジョンの設計や改良に向けたより具体的なガイドラインが提供されることになります。
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. 与えられた論文の目的:
新しく出現した有機ナノジムは、持続可能な特性により無機ナノジムの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ジムの開発から、構成材料の種類が少なく、製造戦略が単調であるために物理的直径が比較的大きくなるなどのいくつかの制限が特定されています。これらの制限を緩和するために、物理的寸法が小さく、材料の範囲が広い新しい有機化合物ベースのナノジ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:
この論文では、アミノ酸ベースの持続可能な有機ナノジム（OAナノジム）が導入されており、過酸化物質様の触媒活性を示しています。改良された製造プロセスに基づいて、最大3時間でナノジムの製造が可能で、物理的直径が小さく（100nm以内、D90）、均一な形態で、指定された表面電荷（中性pHで負に帯電）を持つナノジムが製造されています。
3. 論文の新規性や解決できた問題:
この研究の新規性は、アミノ酸ベースの有機ナノジムの開発にあり、従来のナノジムに比べて小さな物理的寸法と広範な材料の利用が可能です。また、製造プロセスが改良され、迅速な製造と均一な形態のナノジムの生成が可能になりました。これにより、アレルギー生物分子の検出に成功し、ヒスタミンに対して21.37 pgmL-1の検出限界を達成しており、3分以内に分子を感知する高い選択性を持つことができました。
4. 未解決問題:
この研究では、さらに多く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、具体的な他の応用例やさらなる効率化、コスト削減などの課題が残されています。また、さまざまな環境条件下でのナノジムの安定性や活性の保持に関する研究も今後の課題として考えられます。
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食用資源としても注目されているPolygonaceae科のRumex sanguineusの化学組成を深く理解することです。この植物の化学組成が十分に理解されていなかったため、非標的質量分析に基づくメタボロミクスを用いた詳細な分析を行いました。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、Rumex sanguineusの根、茎、葉のサンプルから抽出物を取り、UHPLC-HRMSを用いて分析しました。その後、特徴ベースの分子ネットワーキングによって処理され、正および負のイオン化モードで確立されたライブラリとのスペクトルマッチングにより、347の一次および特殊代謝物が注釈されました。これらは8つの生化学クラスに分類されました。
3. 新規性と解決された問題:
この研究の新規性は、Rumex sanguineusの広範なメタボロミクス分析を通じて、以前は不十分だった化学組成の詳細なプロファイルを提供することにあります。特に、ポリフェノールとアントラキノン類といった主要な代謝物クラスの詳細な分析が行われ、特にアントラキノンの毒性潜在性に関する調査が行われました。
4. 未解決の問題:
将来的には、Rumex sanguineusに含まれる有益な成分と有害な成分の両方を理解するためのさらなるメタボロミクス研究の必要性が指摘されています。特に、アントラキノンのような潜在的に有害な化合物の詳細なリスク評価と、その安全な食用利用に向けたガイドラインの策定が重要な課題とされています。
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、ウォッカの生産に使用される原材料の植物起源を区別することにより、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。また、異なるC3植物からのアルコール混合物を分析することにより、不正な混合や摂取を検出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、²H SNIF NMR技術と化学計量学的手法を用いて、ウォッカの生産に使用される原材料（穀物、ジャガイモ、サトウダイコン）の植物起源を区別しました。さらに、異なるC3植物からのアルコールの混合物を初めて分析し、その結果を変動分析（ANOVA）とツーキーのテストを用いて確認しました。
3. 新規性や解決できた問題:
この研究の新規性は、異なるC3植物からのアルコール混合物を分析し、ウォッカの原材料における不正な混合や摂取を検出する手法を開発した点にあります。穀物-ジャガイモ、穀物-サトウダイコン、ダイコン-ジャガイモの混合物において線形関係を確立し、成分の決定が可能となりました。また、不純物の検出閾値は原材料の種類によって10％から50％の範囲であることが明らかになりました。
4. 未解決問題:
将来的には、他の植物起源や異なる生産地域における原材料からのアルコール混合物の分析を拡大すること、さらに検出閾値を低下させるための技術の改良が必要です。また、実際の市場で流通しているウォッカのサンプルに対して、これらの手法を適用し、その効果を検証する必要があります。
title:
Identifying the Botanical Origin of Alcohol Using 2H SNIF NMR: A Case Study of “Polish Vodka” PGI
author:
Barbara, Pacholczyk-Sienicka, Grzegorz, Ciepielowski, Jakub, Krassowski, Łukasz, Albrecht
date:
2024-07-05
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-jc9vb?rft_dat=source%3Ddrss

Unraveling Plant-Microbe Dynamics with Metabolomics: Pathogens, Symbionts, and Endophytes
1. 目的:
このレビューは、メタボロミクスの進展と、植物と微生物の相互作用を解明する上でのその重要な役割について探求しています。具体的には、病原体の攻撃中の代謝変化を明らかにし、植物の抵抗性に関連する重要な代謝物を特定し、病気抵抗性が向上した作物の育種を支援する方法を詳述しています。さらに、共生関係の代謝の複雑さを検討し、シグナ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からの生物活性化合物の発見を強調しています。
2. 使用データ・情報:
このレビューは最近の研究を総合しており、植物とその微生物パートナー間の複雑な化学的相互作用を理解する上で、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視点を提供しています。具体的なデータや情報には、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、エンドファイト由来の生物活性化合物の特定が含まれます。
3. 新規性と解決した問題:
このレビューの新規性は、メタボロミクスを用いて植物の抵抗性に寄与する代謝物を特定し、病気抵抗性のある作物の育種に貢献する点にあります。また、共生関係の代謝プロセスを詳細に解析し、シグナル代謝物の重要性を明らかにしたこと、さらにはエンドファイトから新たな生物活性化合物を発見し、それが農業やバイオテクノロジーに応用される可能性を開拓したことが挙げられます。
4. 未解決問題:
将来的には、メタボロミクスをさらに発展させ、より多くの植物種に適用して、さまざまな病原体や環境条件に対する抵抗性メカニズムを広範囲にわたって解明する必要があります。また、発見された生物活性化合物の機能や作用機序をさらに詳細に調べ、実際の農業現場での応用に向けた具体的な戦略を立てることも重要です。
title:
Unraveling Plant-Microbe Dynamics with Metabolomics: Pathogens, Symbionts, and Endophytes
author:
Katie, Fan
date:
2024-07-04
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-k402t?rft_dat=source%3Ddrss

Predicting Multiple Taste Sensations with a Multiobjective Machine Learning Method
1. 与えられた論文は、何を目的としていますか？:
この研究の主な目的は、味覚の認識に関与する分子的特徴を理解し、食品の合理的な設計に向けた新しい方法論を開発することです。具体的には、基本的な味覚（苦味、甘味、旨味）を区別するための多クラス予測モデルを開発し、これを公開ウェブプラットフォームに統合することで、食品成分の物理化学的特性に基づいて味覚を予測する技術を進化させ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用いて、それらの味覚（苦味、甘味、旨味）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ました。分子の物理化学的特性と味受容体との相互作用が、味覚認識の根本的なメカニズムとして考慮されています。
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、複数の基本的な味覚を識別する多クラスモデルの開発にあります。従来の研究では、味覚のスペクトル全体を予測することには限界がありましたが、本研究では、特定の味覚を効果的に識別することが可能になりました。これにより、食品の味の事前決定や、従来の薬理学的治療に補完的な食事療法の設計など、食品科学における新しい応用が期待されます。
4. 将来取り組むべき未解決問題として、何が残されていますか？:
今後の課題としては、残りの基本的な味覚（塩味、酸味）に対する予測モデルの開発が挙げられます。また、多クラスモデルの精度をさらに向上させること、さらには異なる食品成分間の相互作用が味覚認識に与える影響を詳細に解析することも重要です。これらの進展により、より包括的で精密な食品設計が可能になると期待されます。
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:
この研究の目的は、化学物質の暴露を評価するための新しい分析手法を開発することです。具体的には、ターゲット指向および非ターゲット指向のLC-MS（液体クロマトグラフィー質量分析法）手法を組み合わせることで、高感度と広範な化学物質カバレッジのバランスを取りながら、生体サンプル中の超微量化学物質のモニタリング能力を向上させることを目指しています。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、標準参照物質である人間のプラズマ（SRM 1950）と血清（SRM 1958）を分析対象として使用しました。さらに、135種類の多様な毒素（マイコトキシン、可塑剤、PFAS、パーソナルケア製品の成分、工業副産物、および潜在的に有益なキセノバイオティクスなどのフィトホルモン）に対するMRM（多重反応モニタリング）遷移を最適化しました。
3. 新規性と解決できた問題:
この研究の新規性は、Zeno技術を用いてMRM-HR（高解像度多重反応モニタリング）とSWATH（シーケンシャルウィンドウ取得全イオントラック）実験を1つの分析ランで組み合わせることにあります。これにより、感度が向上し、従来の非ターゲットメタボロミクスが不十分だった超微量バイオモニタリング分析の性能を大幅に改善しました。具体的には、SRM材料におけるより低い濃度レベルの検出が可能となり、全体的な検出頻度が68%増加しました。
4. 未解決問題:
この研究はエクスポソミクスへの応用を示しましたが、リピドミクスやメタボロミクスのワークフローへの転用可能性も示唆しています。今後の課題としては、さらに多くの化学物質や生体マトリックスに対する手法の適用性を拡大し、さらなる感度とカバレッジの向上を目指すことが挙げられます。また、この手法が他の複雑な生体サンプルにどのように適用可能かを探求することも重要です。
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

Identifying and Filling the Chemobiological Gaps of Gut Microbial Metabolites
1. 与えられた論文の目的:
人間の腸内微生物由来の代謝産物が免疫、代謝、栄養、神経系などの重要な生物学的プロセスに関与しているため、これらの代謝産物がヒトおよび微生物関連タンパク質とどのように相互作用するかを解析し、その構造、化学クラス、ターゲットクラス、生物学的起源におけるパターンを見つけ出すことを目的としています。また、これらの知見を基に、'メタボライトミメティック'分子を薬物や栄養補助食品としての使用を提案しています。
2. 用いられたデータや情報:
この研究では、これまでに公表された人間および微生物関連タンパク質との代謝産物の相互作用の全データセットを収集・分析しています。さらに、バーチャルスクリーニングを用いて相互作用を4倍以上に拡張し、過去の分析でそれらを検証し、生物学的関連性に基づいて優先順位をつけるためにバイオインフォマティクスツールを使用しています。
3. 新規性や解決できた問題:
この研究の新規性は、腸内微生物由来の代謝産物とヒトおよび微生物タンパク質との相互作用に関する広範なデータを提供し、これまでの公表データに見られた化学生物学的なギャップを埋めることにあります。また、信頼性の高い予測を多数提供することで、迅速かつ集中的な実験検証が可能になることを期待しています。
4. 未解決問題:
将来的には、提供された相互作用の生物学的な意義をさらに明確にする必要があります。また、実際の臨床応用に向けて、これらの代謝産物またはメタボライトミメティック分子がどのように機能するかを詳細に解析する必要があります。これには、さらなる実験的検証と臨床試験が必要です。
title:
Identifying and Filling the Chemobiological Gaps of Gut Microbial Metabolites
author:
Gonzalo, Colmenarejo, Cristian, Orgaz, Andrés, Sánchez-Ruiz
date:
2024-06-12
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-3ws9d?rft_dat=source%3Ddrss

Specific derivatization of internal alkynes for improved electrospray analysis
1. 目的:
この研究の主な目的は、内部アルキンを含む天然物質の特定と分析を改善するための新しい誘導体化プロトコルを開発することです。内部アルキンは多くの植物や菌類に含まれるが、そのイオン化が不十分で熱不安定であり、特定の化学ツールが不足しているため、分析が困難であった。この問題を解決するために、LC-MS分析を改善するための新しい手法を開発しました。
2. 使用したデータや情報:
この研究では、ルテニウム触媒によるアジド-アルキン環化付加反応（RuAAC）を利用し、自然発生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改善されたトリ置換トリアゾールを形成しました。さらに、この方法は生物学的抽出物や他の複雑なサンプルにも使用可能であり、イオン化効率を最大32,000倍まで増加させることができました。誘導体化の過程で、様々な触媒由来のルテニウム複合体の形成と消失の動態も観察しました。
3. 新規性と解決できた問題:
この研究の新規性は、内部アルキンのLC-MSによる分析を大幅に改善する新しい誘導体化プロトコルの開発にあります。特に、RuAAC反応を利用して、自然に存在する内部アルキンよりもイオン化効率が高いトリアゾールを生成する点が画期的です。これにより、以前は困難であった内部アルキンの特定と分析が可能になりました。
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に関するさらなる洞察が必要です。特に、誘導体化中に観察された様々な触媒由来のルテニウム複合体の役割とその反応限界についての理解を深める必要があります。また、この手法を他の種類の内部アルキンや異なる生物学的サンプルに適用することで、その汎用性と効果の検証も重要です。
title:
Specific derivatization of internal alkynes for improved electrospray analysis
author:
Curt, Fischer, Ju Eun, Jeon, Kevin B., Smith, Elizabeth, Sattely
date:
2024-05-29
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-kn67s?rft_dat=source%3Ddrss

The LimoFish Green Chemistry Process for the Marine Bioeconomy
1. 目的:
この研究は、ヨーロッパイワシ（Sardina pilchardus）とヨーロッパアンチョビ（Engraulis encrasicolus）の食品加工残渣に対して、リモネンを用いた脱脂に基づくゼロ廃棄物抽出プロセス「LimoFish」を適用し、従来の石油由来溶剤（n-ヘキサンや石油エーテル）を使用した抽出と比較することで、総合的な適用可能性、グリーン抽出の原則、および高いプロセス効率を要求する海洋バイオリファイナリーの原則に適合する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、ヨーロッパイワシとヨーロッパアンチョビの加工残渣を対象に、リモネンを使用した脱脂プロセスと従来の石油由来溶剤を使用した抽出プロセスの比較データを用いています。これにより、抽出効率、環境への影響、コスト効率などの面での評価が行われています。
3. 新規性と解決した問題:
この研究の新規性は、リモネンを使用した「LimoFish」プロセスが、石油由来の溶剤を使用する従来の方法と比較して、環境負荷の低減、リサイクル可能な材料の使用、高いプロセス効率を実現する点にあります。これにより、海洋バイオエコノミーを支える低コストで効率的な生産システムの構築が可能となり、持続可能な海洋資源の利用に貢献しています。
4. 未解決の問題:
今後の課題としては、この「LimoFish」プロセスをさらに多様な海洋生物資源に適用拡大すること、また、プロセスのさらなる最適化を通じて、抽出効率や製品の品質を向上させることが挙げられます。さらに、市場での実用化に向けたスケールアップや経済性の評価も重要な課題です。
title:
The LimoFish Green Chemistry Process for the Marine Bioeconomy
author:
Mario, Pagliaro, Daniela Maria, Pizzone, Rosaria, Ciriminna, Francesco, Mauriello, Mariateresa, Russo, Giuseppe, Angellotti, Rosa, Di Sanzo, Sonia, Carabetta
date:
2024-05-21
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-rzdk0?rft_dat=source%3Ddrss

Cavitation as a zero-waste circular economy process to convert citrus processing waste into biopolymers in high demand
1. 与えられた論文は、何を目的としていますか？:
与えられた論文は、未処理の柑橘類加工廃棄物を高い生物活性を持つ「IntegroPectin」としてのペクチンと、低結晶性の微細化セルロース「CytroCell」として一つのプロセスで変換することを目的としています。これにより、豊富な農業産業廃棄物をゼロ廃棄物の循環型経済プロセスとして利用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？:
論文では、工業用ソニケーターを使用して、水だけで行われるキャビテーションが、柑橘類（Citrus sinensis）の着色された甘いオレンジの生物廃棄物から二つのバイオポリマーを効率的に生産する一般的な実行可能性を示しています。
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、キャビテーションを利用して、一つのプロセスでペクチンとセルロースを同時に生産することにあります。また、このプロセスは水のみを使用し、廃棄物を一切出さないゼロ廃棄物プロセスとしての可能性を示しています。これにより、農業産業の廃棄物を有効活用し、環境負荷を低減する問題を解決しています。
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？:
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的な評価が挙げられます。大規模な生産への適用とそのコスト効率の分析が必要であり、さらに他の種類の生物廃棄物に対する適用可能性の検討も求められます。また、生成されたバイオポリマーの具体的な応用分野とその市場需要の詳細な調査も必要です。
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）の適用に関する文献は、主にモデル計算（キャリブレーション）とその独立したデータセットへの適用（検証またはテスト）に限られた概念実証を報告しています。しかし、NDSSの開発には、最初の検証で得られた性能が条件が変わった際にも有効であることを証明する必要があります。この一般的な問題は化学計量学において「ロバスト性」として知られています。この論文の目的は、キャリブレーションモデルの維持問題を形式化し、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にあります。
2. 使用されたデータや情報:
この論文では、スペクトルセンサーのキャリブレーション転送に関する以前の研究や、機械学習コミュニティにおけるドメイン適応パラダイムについて述べられています。さらに、キャリブレーションモデルの修正、スペクトル空間の幾何学的修正などの方法が取り入れられています。
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に関する問題を一貫した概念の語彙で形式化し、化学計量学と機械学習の両方の視点からアプローチを統合する点にあります。解決された問題は、データセットのシフトが発生した際のモデルの維持という、以前は個別に扱われていた問題を、一つのトピックとしてまとめ上げたことです。
4. 未解決問題:
将来的には、さらに異なる条件下でのNDSSの性能を保証するためのロバスト性の向上が求められます。また、複数の異なる環境や装置間でのキャリブレーションモデルの転送と維持の方法に関する研究が必要です。これには、より高度な幾何学的修正技術や、新しい機械学習アルゴリズムの開発が含まれる可能性があります。
title:
Cloning instruments, model maintenance and calibration transfer
author:
Ramin, Nikzad-Langerodi, Valeria, Fonseca-Diaz, Jean-Michel , Roger
date:
2024-05-08
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-ghf2g?rft_dat=source%3Ddrss

Preparation and biochemical evaluation of diallyl-thiosulfinate/polyoxyethylene conjugated pH-responsive micelle with enhanced stability, hydrosolubility and antibacterial properties
1. 与えられた論文の目的:
本研究の主な目的は、ニンニク(Allium sativum)由来のバイオアクティブ化学物質であるジアリルチオスルフィネート（アリシン）の安定性を向上させることです。アリシンは生物学的に重要な特性を持っていますが、その不安定性が問題となっているため、ポリオキシエチレン（Brij S20およびBrij 58）を利用した適切なpH応答型ミセルキャリアシステムを設計し、室温でのアリシンの安定性と生物活性を保持しつつ、その量を保つ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、Brij S20とBrij 58という二種類のミセルキャリアシステムを比較し、アリシンの安定性とエントラップメント（閉じ込め）効果を評価しました。また、ミセル化された状態でのアリシンの安定性がpHと温度によって大きく影響されること、特に酸性のpH 1.5でアリシンのミセルからの放出が助けられることが分かりました。
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を改善するためのpH応答型ミセルキャリアシステムを開発した点にあります。特に、Brij 58ミセルキャリアシステムがアリシンの安定性とエントラップメントにおいて優れた結果を示したこと、そしてミセル化法がアリシンの生物活性や適切な生体適合性を損なわないことを確認したことが重要な解決策となります。
4. 未解決の問題:
将来的には、ミセルキャリアシステムを利用したアリシンの放出メカニズムのさらなる解明や、他の生物学的環境でのアリシンの効果的な活用方法の開発が必要です。また、商業的に利用可能なアリシンロードミセルベースの製剤の具体的な応用に向けた研究も求められています。
title:
Preparation and biochemical evaluation of diallyl-thiosulfinate/polyoxyethylene conjugated pH-responsive micelle with enhanced stability, hydrosolubility and antibacterial properties
author:
Souptik, Bhattacharya, Sayamdipta , DasChowdhury
date:
2024-05-03
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-l76ph-v2?rft_dat=source%3Ddrss

Ice recrystallization inhibition activity of chemically defined carrageenans
1. 与えられた論文の目的:
本研究の目的は、化学的構造が定義されたカラギーナンと関連するカチオンの氷結晶再結晶化抑制（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:
研究では、純粋なκ-カラギーナンおよびι-カラギーナン、さらには分子構造と存在するカチオンに関して広範な異質性を示す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、カルシウムおよび（部分的には）ナトリウム形式に変換されました。変更されたカラギーナンの化学的特性は、適用された手順によって分子構造が変化しなかったこと、およびカラギーナンが異なるカチオン形式に成功裏に変換されたことを示しました。
3. 新規性や解決できた問題:
この研究は、カラギーナンの分子構成とIRI活性との関連性に関する知識を大幅に拡張しました。IRI活性の分析は、分子構造と関連するカチオンがカラギーナンの機能に影響を与えることを示しました。純粋なκ-カラギーナンと連続したκ-ユニットを持つハイブリッドカラギーナンは高いIRI活性を示しましたが、ι-カラギーナンは活性が低かったです。さらに、κ-カラギーナンのカリウム形式はカルシウム形式よりも明らかに高い活性を示しましたが、ハイブリッドカラギーナンとι-カラギーナンにおいてはカルシウム形式がより活性がありました。
4. 未解決問題:
今後の研究では、さまざまなカラギーナンのIRI活性をさらに最適化するために、異なるカチオンとの相互作用や、さらに異なる分子構造のカラギーナンについての研究が必要です。これにより、カラギーナンの生産を最適化してIRI活性を向上させることができるでしょう。
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風味プロファイルを予測することを目的としています。具体的には、未焙煎のグリーンコーヒー豆の風味を、スペシャルティコーヒー協会のフレーバーホイールに記述されている風味の存在を同時に予測するために、可視近赤外線（vis-NIR）分光法とマルチラベル分類技術を適用することを調査しています。
2. 使用されたデータや情報:
この研究では、様々な原産地からの60ロットのグリーンコーヒー豆がvis-NIR分光法によって分析され、400-1100 nmのスペクトルデータが得られました。それぞれのロットについて、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フレーバーノートが提供され、存在するか否かのラベルとして二値化されました。モデル化されたフレーバーノートは、フローラル、ハニー、キャラメル、フルーツ、シトラス、ベリー、ココア、ナッツ、スパイスの9つです。
3. 新規性と解決された問題:
この研究の新規性は、可視近赤外線分光法とマルチラベル分類技術を用いて、グリーンコーヒー豆の風味プロファイルを予測する手法を提案した点にあります。特に、マルチラベル分類技術を用いて複数の風味を同時に予測するアプローチは、風味の複雑性と主観性を扱う上で有効であることが示されました。これにより、風味ノートの関連性を考慮しつつ、より精度の高い風味予測が可能となりました。
4. 未解決の問題:
今後の課題としては、より大規模なデータセットの利用や風味の相関関係に関するさらなる調査が必要です。これにより、供給チェーンにおけるグリーンコーヒー豆の効率的な風味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的に翻訳されない場合の対策や、オーバーフィッティングを避ける方法の開発も重要な課題です。
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:
本研究の主な目的は、微小/ナノプラスチック（MNPs）の環境リスクを評価するための迅速で現場展開可能な、かつ感度の高い検出装置を設計することです。これにより、陸上および水生生物に対するMNPsの環境リスクを効果的に評価し、対策を講じる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、様々なサイズのMNPs（例えば、50 nmから10 μm）を効率的にラベル付けするために、ルミネセントメタル-フェノリックネットワークを用いた超分子ラベリング戦略を利用しました。このネットワークはジルコニウムイオン、タンニン酸、ロダミンBから構成されています。また、実際のサンプルにおけるMNPsの定量を行い、例えば熱湯を使用したプラスチックカップからのMNPs放出や、水道水中のナノプラスチックの検出などが行われました。
3. 新規性と解決した問題:
本装置の新規性は、無線でポータブルな形状でありながら、迅速かつ高感度でMNPsを検出できる点にあります。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が可能です。これにより、未訓練の人員でもAPPを通じてデータ処理を行うことができるユーザーフレンドリーな装置となっています。また、分析コストが非常に低く（1回の分析あたり0.015ドル）、農食品および環境システムでのMNPsのハイスループットスクリーニングに大きな可能性を持っています。
4. 未解決の問題:
今後の課題としては、さらに多様な環境サンプルや複雑な条件下でのMNPsの検出能力を向上させること、装置のさらなる小型化やコスト削減を図ること、そしてより広範囲のプラスチック種類に対応できるような検出システムの開発が挙げられます。これらの問題に対処することで、MNPsによる環境リスクのより正確かつ効率的な評価が可能となるでしょう。
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？:
与えられた論文では、非標的メタボロミクスデータにおける特徴セットのテストと可視化のワークフロー、msFeaST（mass spectral Feature Set Testing）を紹介しています。このワークフローは、LC-MS/MSによる非標的メタボロミクスデータの特徴群の統計的評価を行い、実験条件間での特徴の差異的な豊富さのパターンを評価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、LC-MS/MSを用いて得られた非標的メタボロミクスデータを使用しています。また、特徴群を生成するために、質量スペクトルの類似性に基づくk-medoidsクラスタリングを用いており、これにより構造的に類似した特徴をグループ化しています。
3. 与えられた論文の新規性や、解決できた問題は何ですか？:
この研究の新規性は、質量スペクトルの特徴セットのテストというアプローチをLC-MS/MSによる非標的メタボロミクスデータに適用した点にあります。特に、グローバルテストパッケージを使用して特徴セット規模での統計的テストを行うことで、小規模な一致効果を高い検出力で検出し、多重性調整のペナルティを軽減することができました。これにより、探索的データ分析中に特徴と特徴セットの優先順位付けを強化することが可能になりました。
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、さらに多様な実験条件や異なるタイプのメタボロミクスデータに対するmsFeaSTワークフローの適用性と効果を評価することが挙げられます。また、特徴セットの生成と評価に使用されるクラスタリング手法や統計的手法の最適化も重要です。これにより、より広範な生物学的洞察を提供するための特徴セットの精度と解釈性を向上させることが期待されます。
title:
Combined LC-MS/MS feature grouping, statistical prioritization, and interactive networking in msFeaST
author:
Kevin, Mildau, Justin J.J., van der Hooft, Jürgen, Zanghellini, Christoph, Büschl
date:
2024-04-18
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-h7sm8?rft_dat=source%3Ddrss

Turning Green Waste into Gold: A Novel Approach to Sustainable Organic Fertilization for Enhanced Maize Yield in Comparison to NPK Fertilizer.
1. 目的:
この研究は、無機肥料の環境への悪影響を軽減するための持続可能な代替案として、残留植物バイオマスを迅速に有機肥料に変換する方法を探求しています。具体的には、この新たに開発された有機肥料がトウモロコシの成長、発達、および収量に与える影響を、従来のNPK肥料やウサギの糞肥料と比較して評価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、11種類の乾燥植物残留バイオマスをブレンドし、カルシウムハイドロキシド、粘土土壌、チオ尿素を加えて最適化された3種類の有機肥料を合成しました。各肥料の成分分析を行い、窒素、リン、カリウム、炭素の含有率とpHを測定しました。また、トウモロコシの最大高さと収量を測定し、肥料の効果を評価しました。収穫後の土壌分析も行い、残留有機物の内容と栄養素の放出パターンを調べました。
3. 新規性と解決できた問題:
この研究の新規性は、植物の残留バイオマスを利用して迅速に有機肥料を合成する方法を開発した点にあります。特に、チオ尿素を11％含む肥料は、栄養素の放出が速いだけでなく遅い動態も示し、トウモロコシの成長と収量を従来のNPK肥料やウサギの糞肥料よりも著しく向上させました。また、肥料の使用後の土壌分析により、土壌の有機物含有量が高く、栄養素の放出が制御されていることが確認されました。
4. 未解決問題:
この研究では、合成された肥料の効果をトウモロコシに限定して評価していますが、他の作物に対する効果や長期的な土壌への影響についてはまだ解明されていません。また、異なる気候条件や土壌タイプでの肥料の効果も未検証です。さらに、大規模な商業生産におけるコスト効率や実用性の評価も今後の課題となります。
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:
本研究は、乾燥したシュイナス・モルレの葉（SM-EO）とシナモン・カッシアの枝の樹皮（CC-EO）から蒸留されたエッセンシャルオイル（EO）とそのブレンドの化学組成と、レイシュマニア（Leishmania）amazonensisのプロマスチゴート形態および9種類のカンジダ株に対する抗レイシュマニア活性と抗カンジダ活性を報告することを目的としています。
2. 使用されたデータや情報:
SM-EOとCC-EOの主要成分の分析が行われ、それぞれの化合物の割合が示されています。SM-EOではspathulenol、β-caryophyllene、caryophyllene oxideが、CC-EOではcinnamaldehyde、cinnamyl acetate、(E)-cis-2-methoxycinnamic acidが主要成分として挙げられています。また、これらのEOとそのブレンドの抗レイシュマニア活性と抗カンジダ活性を評価するために、IC50値や最小抑制濃度（MIC）値が用いられています。
3. 新規性や解決できた問題:
SM-EOとCC-EOが単独で良好な抗レイシュマニア活性と抗カンジダ活性を示し、特にそのブレンドは非常に高い抗レイシュマニア活性を示すことが明らかにされました。これらのEOとそのブレンドが、アンフォテリシンB（陽性対照）に匹敵するIC50値を持つことが示され、新たな抗レイシュマニア剤および抗真菌剤としての利用可能性が示唆されました。
4. 未解決問題:
これらのEOおよびブレンドの具体的な作用機序や、人体での安全性や効果に関するデータが不足しています。また、これらの成分がどのようにしてこれらの微生物に作用するかの詳細な解析が必要です。さらに、実際の臨床試験を通じて、これらのEOが実際に人間で安全かつ効果的に使用できるかを評価する必要があります。
title:
Chemical composition, antileishmanial, and antifungal activi-ties of essential oils from Cinnamomum cassia bark, Schinus molle dried leaves and their blends
author:
Antônio, Crotti, Aternoskaires, Silva, Cássia, Fernandes, Daiane, dos Santos, Maria, Mazza, Jackson, Silva, Lizandra, Magalhães, Regina, Pires, Mayker, Miranda
date:
2024-04-10
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2024-xv7db?rft_dat=source%3Ddrss

A Superstructure-Based Lignin Valorization Process Optimization Model for Lignocellulosic Biorefineries through Biological Upgrading
1. 目的:
この研究の目的は、生物学的アップグレードを使用するバイオリファイナリーでのリグニンの有効利用のための経済的に実行可能な経路を特定する最適化フレームワークを提示することです。具体的には、硬木、軟木、草本植物からのリグニンを価値あるバイオ製品に変換する経済的可能性を評価することを目的としています。
2. 使用データ・情報:
この研究では、硬木、軟木、草本植物からのリグニンを2-ピロン-4,6-ジカルボン酸（PDC）に変換するプロセスの経済的評価を行っています。評価には、希薄酸前処理、塩基触媒による重合解除、およびPDC発酵を通じて得られる純現在価値（NPV）と内部収益率（IRR）が用いられています。また、資本コストが全シナリオにおける総経費の大部分を占めていること、木質由来のフィードストックからの収益はリグニンベースの製品から、草本植物では副産物（発酵可能な糖）が主な収益源であることが分析されています。
3. 新規性と解決された問題:
この研究の新規性は、バイオリファイナリーにおけるリグニンの有効利用に焦点を当て、特に経済的観点から最も有望な経路を明らかにしている点にあります。硬木からのPDCの生産が最も経済的に有望であるという具体的な結果を提供し、リグニンを価値ある製品に変換するための具体的なプロセスとその経済性を評価しています。これにより、化学産業が再生可能な炭素源のより持続可能な利用に向けて導かれるための洞察を提供しています。
4. 未解決問題:
将来の研究では、他のリグニン由来製品の経済的評価、さらに異なる前処理や触媒法の探求、およびリグニンベースの製品の市場動向や市場での競争力に関する詳細な分析が必要です。また、草本植物由来のリグニンの利用可能性やその経済性に関するさらなる研究も求められています。これにより、リグニンを利用したバイオリファイナリーのさらなる最適化と拡張が可能になるでしょう。
title:
A Superstructure-Based Lignin Valorization Process Optimization Model for Lignocellulosic Biorefineries through Biological Upgrading
author:
Juliana, Vasco-Correa, Yajie, Wu, Juan Manuel, Restrepo-Flórez
date:
2024-04-10
link:
https://dx.doi.org/10.26434/chemrxiv-2023-1fbv7-v3?rft_dat=source%3Ddrss

Recent ChemRxiv on Agriculture and Food Chemistry: October 11, 2024

いいなと思ったら応援しよう！