Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Environment

Utarbeidelse av DMMTAV og DMDTAV bruker DMAV for miljømessige programmer: syntese, rensing og bekreftelse

Published: March 9, 2018 doi: 10.3791/56603

Summary

Denne artikkelen presenterer endret eksperimentelle protokoller for dimethylmonothioarsinic syre (DMMTAV) og dimethyldithioarsinic syre (DMDTAV) syntese, inducing dimethylarsinic syre (DMAV) thiolation gjennom blanding av DMAV , Na2S og H24. Endret protokollen inneholder en eksperimentell retningslinjer, dermed overvinne begrensninger av syntese trinnene som kan ha forårsaket eksperimentelle feil i kvantitativ analyse.

Abstract

Dimethylated thioarsenicals som dimethylmonothioarsinic syre (DMMTAV) og dimethyldithioarsinic syre (DMDTAV), som er produsert av metabolismevei av dimethylarsinic acid (DMAV) thiolation, har vært nylig funnet i miljø samt organer. DMMTAV og DMDTAV kan kvantifiseres for å fastslå økologiske effekter av dimethylated thioarsenicals og deres stabilitet i environmental media. Syntese metoden for disse forbindelsene er unstandardized, å replikere tidligere studier utfordrende. Videre er det en mangel på informasjon om lagring teknikker, inkludert lagring av forbindelser uten arter transformasjon. Videre begrenset informasjon om syntese metoder er tilgjengelig, kan det være eksperimentelle vanskeligheter med å syntetisere standard kjemikalier og utføre kvantitativ analyse. Protokollen presenteres her gir en praktisk endret syntese metode for dimethylated thioarsenicals, DMMTAV og DMDTAV, og vil hjelpe i kvantifiseringen arter separasjon analyse med høy ytelse flytende Ture i forbindelse med Induktivt kombinert plasma massespektrometri (såkalt HPLC-ICP-MS). Eksperimentell trinnene i denne fremgangsmåten ble endret ved å fokusere på utarbeidelsen av kjemiske reagenser, filtreringsmetoder og lagring.

Introduction

Siden dimethylarsinic syre (DMAV) har vist seg å både Akutt toksisitet og gentoksisitet på grunn av gjennomgår metylering og thiolation ved svelging1,2, har metabolismevei av arsen thiolation er intensivt studerte både i vitro og vivo3,4 så vel som i environmental media (f.eks deponi sigevann)5,6. Tidligere studier har funnet både redusert og thiolated analogs av DMAV i levende celler, for eksempel, dimethylarsinous acid (DMAIII), dimethylmonothioarsinic syre (DMMTAV) og dimethyldithioarsinic syre ( DMDTAV)7,8,9, med dimethylated thioarsenicals som DMMTAV viser større toksisitet enn andre kjent uorganiske eller organiske arsenicals10. Overflod av svært giftige thioarsenicals har alvorlige miljømessige konsekvenser, siden de kan utgjøre en risiko for mennesker og miljø under svært sulfidic forhold11. Mekanismer for DMMTAV og DMDTAV (trans) dannelse og deres skjebne i miljømessige medier krever imidlertid fortsatt videre studier. Dermed kreves kvantitativ analyse av thioarsenicals for å bedre forståelsen av miljøkonsekvensene av DMMTAV og DMDTAV.

Selv om standard kjemikalier er viktig for kvantitativ analyse, standarder for DMMTAV og DMDTAV er vanskelig å få ved å replikere tidligere studier på grunn av høy risiko for arter transformasjon til andre arter og unstandardized syntese prosedyrer12. Dessuten har metodene referert begrensninger som kan føre til praktiske problemer i syntetisere standard kjemikalier og utføre kvantitativ analyse. DMMTAV og DMDTAV er vanligvis forberedt ved å blande DMAV, Na2S og H24 i en bestemt molar forholdet1 eller bobler H2S gass gjennom en løsning av DMAV 13,14. Boblende metoden funksjoner substitusjon av oksygen av svovel ved hjelp av en direkte levering av H2S gass, som er svært giftig og vanskelig å kontrollere for en uerfaren bruker. Derimot har over blande metoden1, brukte for kvalitativ analyse av DMMTAV og DMDTAV i miljømessig sudies5,6,12, thiolation av DMAV med H2S generert ved å blande Na2S og H24 og produserer DMMTAV og DMDTAV, gir enklere stoichiometric kontroll å produsere målet kjemikalier, som sammenlignet med direkte Bruk H2S gass.

Referansen blande metoden prosedyrer1,3,4,8,15 nevnt i denne studien utstillingen begrensninger i noen av sine kritiske eksperimentelle skritt, som kan føre til eksperimentell feil. For eksempel er informasjon om bestemte løsemiddel (dvs. vaskebuffer vann) forberedelse og utvinning og krystallisering av syntetisk arsenicals over forkortet eller ikke beskrevet i tilstrekkelig detalj. Slike spredt og begrenset informasjon om prosessuelle skritt kan føre til inkonsekvent dannelsen av thioarsenicals og upålitelige kvantifisering analyse. Derfor beskriver endret protokollen utviklet her syntese av DMMTAV og DMDTAV lager løsninger med kvantitative arter separasjon analyse.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. syntese av DMMTAV

  1. Kjemisk forberedelse og molar forholdet blanding av DMAV, Na2S og H2SO4
    Merk: DMAV: Na2S:H24 = 1:1.6:1.6
    1. Oppløse 5,24 g DMAV 40 mL vaskebuffer og N2-renset (slettet i minst 30 min) vann i et 50 mL sentrifuge rør.
    2. Klargjør Na2S reagens ved oppløsning 14.41 g Na2S·9H2O i 50 mL vaskebuffer og N2-renset vann i en 250 mL kolbe.
    3. Forberede H24 reagens ved å legge 3.3 mL konsentrert svovelsyre (96%) til 40 mL vaskebuffer og N2-renset vann i et 50 mL sentrifuge rør.
      Merk: Endelige molar forholdet DMAV: Na2S:H2SO4 = 1:1.6:1.6, 1,,3,,4,,8,,15.
    4. Legg til de forberedt 40 mL DMAV stoppløsningen (trinn 1.1.1) 50 mL av Na2S løsning i 250 mL kolbe (trinn 1.1.2). Skyll røret som inneholder DMAV med 10 mL tømte vann og legge dette til 250 mL kolbe også.
    5. Lukk flasken med en tre-hull gummipropp utstyrt med BILLEDRØR. Bruke glass rør for N2 gass tilsig og utløp H2SO4 løsning inlet, henholdsvis. Umiddelbart etter lukking kolbe, tillate N2 gasstrømmen i flasken.
      Merk: Gasstrykket bør opprettholdes til å flyte over overflaten av reaksjon løsningen uten sprut.
    6. Koble syrefast rør til glass tube H2SO4 løsning vik med en 50 mL sprøyte legge det forberedt 40 mL av H24 stoppløsningen (trinn 1.1.3). Legge til 40 mL H24 løsning, sakte og gradvis.
      Forsiktig: Ved å legge til svovelsyre, genereres hvit røyk; Bruk godt ventilert avtrekksvifte.
    7. Overvåke fargeendring reaksjonsblandingen i flasken legger svovelsyre med jevne mellomrom. Opprettholde et intervall på 4-5 mL dråper H24; blandingen skal være en hvit skyet løsning.
      Merk: Øyeblikkelig gule nedbør vises på grunn av rask tillegg av konsentrert svovelsyre.
    8. Sikre reaksjon løsningen stått 1t siden starten av trinn 1.1.4.
  2. DMMTAV utvinning bruker væske-flytende utvinning metoden
    1. Etter 1 h, hell reaksjon-løsning i separatory trakt som inneholder rundt 200 mL diethyl Ether.
    2. Riste trakten i 5-10 min, slippe gass flere ganger ved å bytte til stopcock.
      Merk: Syntetisk DMMTAV overføres til øvre lag av diethyl Eter (0.713 g·mL-1).
      Forsiktig: Diethyl Eter gass kan være skadelig; Bruk godt ventilert avtrekksvifte.
    3. Samle reaksjon løsningen i et beaker, og separat samle diethyl Eter som inneholder DMMTAV i en flaske. Plasser reaksjon løsningen tilbake i samme separatory trakten og legge til ca 200 mL frisk diethyl Ether for reshaking. Gjenta trinn 1.2.2 - 1.2.3 tre ganger.
    4. Hell samlet diethyl Eter fra trinn 1.2.3 i samme separatory trakten igjen, og legge til 100 mL N2-renset deionisert vann. Riste i 5-10 min, og kast den N2-renset deionisert vann og noen mL diethyl Eter forbindelse renhet. Samle gjenværende diethyl Eter i et glass Petriskål (minimum indre diameter på 160 mm) og minimumshøyden for 50 mm.
    5. Overføre Petriskål glass til en N2 atmosfære hanske for å hindre arter transformasjon.
      Forsiktig: Sikre løsemiddelet ikke trekkes inn vakuumpumpe gjennom utløpet av boksen pass.
    6. Tørr til en hvit utløse av dimethylmonothioarsinate (krystallisert DMMTAV) dannes på Petriskål glass.
      Merk: Protokollen kan pauses her.
  3. Verifikasjon av syntetisk DMMTAV og lagring
    1. Ta hvite bunnfall krystallisert DMMTAV, og måle og spille inn sin samlede vekten.
      Forsiktig: Bruk en godt ventilert avtrekksvifte eller hanskerommet for å unngå innånding av hydrogensulfid gass.
    2. Oppløse krystallisert DMMTAV i 50 mL av N2-renset deionisert vann og filtrere den gule bunnfall gjennom filtere 0,2-µm sprøyten.
    3. Anta summen som brukte DMAV konverteres til DMMTAV, i.e.≈9, 649 mg As· L-1. Fortynn DMMTAV lager løsning på ≈1 mg· L-1 og ≈40 µg· L-1 for bekreftelse analyse med Electrospray ionization masse Spectromtery (ESI-MS) og HPLC-ICP-MULTIPLE Sclerosis, henholdsvis.
    4. Analysere m/z DMMTAV bruker ESI-MS11,16 og fragmenter på m/z 155 i positiv-ion modus eller på m/z 153 i negativ-ion modus (tabell 1).
      Merk: Se referanseverdier m/z (tabell 1).
    5. Analysere chromatogram DMMTAV i aksje løsningen bruker mye HPLC-ICP-MULTIPLE Sclerosis11,16,17 med riktig eluent forhold og bekrefte en stor topp finnes på tiden beskrevet i det litteratur.
      Merk: Renhet av syntetisk DMMTAV skal beregnes ved hjelp av analyseresultatene fra trinn 1.3.5.
    6. Analysere total arsen konsentrasjonen med ICP-MS etter syre fordøyelsen11 og beregne sanne DMMTAV konsentrasjonen i syntetisk DMMTAV lagerløsning fortynning faktorer og renhet, som i følgende ligning:
      Analysert totalt som konsentrasjon (µg· L-1) · Fortynning faktor · Renhet (%) = sann DMMTAV konsentrasjon i DMMTAV lagerløsning (µg· L-1)
    7. Lagre DMMTAV lagerløsning på 4 ° C i mørket for videre kvantitativ artsdannelse analyse18.

2. syntese av DMDTAV

  1. Kjemisk forberedelse og molar forholdet blanding av DMAV , Na2S og H2SO4
    Merk: DMAV: Na2S:H24 = 1:7.5:7.5
    1. Oppløse 1,38 g DMAV i 40 mL vaskebuffer vann i et 50 mL sentrifuge rør.
    2. Klargjør Na2S reagens ved oppløsning 18.01 g av Na2S·9H2O i en 50 mL vaskebuffer vann i en 250 mL kolbe.
    3. Forberede H24 reagens ved å legge 4 mL konsentrert svovelsyre (96%) til 40 mL deionisert vann finnes i en 50 mL sentrifuge rør.
      Merk: Endelige molar forholdet DMAV: Na2S:H2SO4 = 1:7.5:7.5,1,,3,,4,,8,,15.
    4. Legg til de forberedt 40 mL DMAV stoppløsningen (trinn 2.1.1) 50 mL av Na2S løsning i 250 mL kolbe (trinn 2.1.2). Skyll røret som inneholder DMAV med 10 mL deionisert vann og legge dette til 250 mL kolbe også.
    5. Legge det forberedt 40 mL H24 stoppløsningen (trinn 2.1.3), sakte og gradvis, i flasken.
    6. Overvåke fargeendring reaksjonsblandingen i flasken legger svovelsyre med jevne mellomrom. Opprettholde et intervall på 4-5 mL dråper H24; blandingen skal være en hvitt/gult skyet løsning.
      Merk: Øyeblikkelig gule nedbør vises på grunn av en rask tillegg av konsentrert svovelsyre.
      Forsiktig: Ved å legge til svovelsyre, genereres hvit røyk; Bruk godt ventilert avtrekksvifte.
    7. Opprettholde reaksjon løsningen i flasken over natten uten dekker.
      Merk: Protokollen kan pauses her.
  2. DMDTAV utvinning bruker solid-fase utvinning (SPE) metoden
    1. Etter natten stående reaksjon syntetisert filter reaksjon løsningen bruker en C18 sprøyte skriver silisium-baserte SPE for å fange DMDTAV på harpiks.
      Forsiktig: Bruk godt ventilert avtrekksvifte.
    2. Klargjør 10 mM ammonium acetate (pH 6.3) ved oppløsning 0.77 g ammonium acetate på 1 L deionisert vann. Elute en tilstrekkelig mengde 10 mM ammonium acetate gjennom C18 sprøyten (trinn 2.2.1) å trekke adsorbert DMDTAV. Samle det filtrerte ammonium acetat på et glass Petriskål (minimum indre diameter på 160 mm) og minimumshøyden for 50 mm.
    3. Overføre Petriskål glass til en N2 atmosfære hanske for å hindre arter transformasjon.
      Forsiktig: Sikre løsemiddel ikke trekkes inn vakuumpumpe gjennom utløpet av boksen pass.
    4. Tørr til en hvit utløse av dimethyldithioarsinate er dannet (krystallisert DMDTAV) på Petriskål glass.
      Merk: Protokollen kan pauses her.
  3. Verifikasjon av syntetisk DMDTAV og lagring
    1. Ta hvite bunnfall krystallisert DMDTAV, og måle sin samlede vekten, innspilling målingen.
      Forsiktig: Bruk en godt ventilert avtrekksvifte eller hanskerommet for å unngå innånding av hydrogensulfid gass.
    2. Oppløse krystallisert DMDTAV i 50 mL av N2-tømte deionisert vann i en 50 mL sentrifuge rør og filtrere noen bunnfall gjennom filtere 0,2-µm sprøyten.
    3. Anta at totalen som brukte DMAV konverteres til DMDTAV, i.e.≈2, 539 mg As· L-1. Fortynn DMDTAV lager løsning på ≈1 mg· L-1 og ≈40 µg· L-1 for bekreftelse analyse med ESI-MS og HPLC-ICP-MULTIPLE Sclerosis, henholdsvis.
    4. Analysere m/z DMDTAV bruker ESI-MS11,16 og fragmenter på m/z 171 i positiv-ion modus eller på m/z 169 i negativ-ion modus (tabell 1).
      Merk: Se referanseverdier m/z (tabell 1).
    5. Analysere chromatogram DMDTAV i aksje løsningen bruker mye HPLC-ICP-MULTIPLE Sclerosis11,16,17 med riktig eluent forhold og bekrefte at en topp finnes på tiden beskrevet i litteraturen.
      Merk: Renhet av syntetisk DMDTAV skal beregnes ved hjelp av analyseresultatene fra trinn 2.3.5.
    6. Analysere total arsen konsentrasjonen med ICP-MS etter syre fordøyelsen11 og beregne sanne DMDTAV konsentrasjonen i syntetisk DMDTAV lagerløsning bruker fortynning faktorer og renhet som følgende ligning:
      Analysert totalt som konsentrasjon (µg· L-1) · Fortynning faktor · Renhet (%) = sann DMDTAV konsentrasjonen av DMDTAV i aksje løsning (µg· L-1)
    7. Lagre DMDTAV lagerløsning på 4 ° C i mørket for videre kvantitativ artsdannelse analyse18.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Siden DMMTAV er feilaktig utarbeidet av DMAIII syntese metoden19, er verifikasjon av syntetisk DMMTAV og DMDTAV et kritisk punkt for syntese og utvinning og bestemme ideell standard kjemiske stoffer. Syntetiserte kjemikalier kan verifiseres av toppen av DMMTAV (MW 154 g·mol-1) og DMDTAV (MW 170 g·mol-1) masse-til-lade forholdet (m/z) bruke enten positive eller negative ion modus av electrospray ionization-masse Spectrometer (ESI-MS) gjennom sanntids injeksjon. Referanseverdier m/z er oppført i tabell 119. Ytterligere bekreftelse av vellykket syntese av DMMTAV og DMDTAV ble utført ved å sammenligne arter separasjon analyseresultatene av oppbevaringsperioden (RT) av store topper til referansedata bruker mye HPLC-ICP-MS. figur 1 viser lignende RT av store og små topper, DMAV og DMMTAV (figur 1a) eller DMDTAV (figur 1b), med 1,0 mL·min-1 av 5 mM maursyre som en eluent og et C18 flytende kromatografi (Langbane) kolonnen som beskrevet i17. Merk at RT av de største toppene kan variere avhengig av den instrumentale og eluent forhold og hvilke LC-kolonnen brukes. Arter inkludert i lager løsninger DMMTAV og DMDTAV bør undersøkes før hver analyse, men denne protokollen tyder lagringsforhold av 4 grader i mørket, som opprettholder syntetisk DMMTAV og DMDTA V med henholdsvis 2,2% og 5,8% transformasjon i 13 uker analyse (figur 2).

Figure 1
Figur 1: HPLC-ICP-MULTIPLE Sclerosis chromatogram syntetisert DMMTAV og DMDTAV. 1: DMAV2: DMDTAVog 3: DMMTAV ble målt som store topper på 3,8 min 5.9 min og 8.0 min i hvert lager løsninger av: DMMTAV og b: DMDTAV, som var tilsvarte rapporteringsstatistikker Li et al. i 201017. Medvirkende forhold av ICP-MS var 1550 V RF power og 50 µL injeksjon volum. En C18 kolonne ble brukt med 5 mM maursyre som en eluent17. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Figure 2
Figur 2: Stabilitet DMMTAV og DMDTAV på 4 grader i mørket. Prosentandel endringer av distribusjon i hver av de lager løsningene DMMTAV (en) og DMDTAV (b) i 13 uker. Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.

Syntetisk lagerløsning ion-modus Fragmenter m/z Referanser
DMMTAV Positiv [Me2As (SH) å] + 155 13,14,19,17,21,24
[Me2As (OH) 2] + 139 19,17
[Me2AsS] + 137 13,19,17,24
[Me2As (S) SAsMe2] + 275 13
Negativ [Me2AsOS]- 153 17,5,23
[MeAsSO]- 138 17,5
[AsSO]- 123 17,5
DMDTAV Positiv [Me2As (SH) 2] + 171 19,17
[Me2As (SH) å] + 155 19
[Me2AsS] + 137 19,17
Negativ [Me2AsS2]- 169 20,17,5,22
[MeAsS2]- 154 20,17,5
[AsS2]- 139 17,5,22

Tabell 1: Foreslått struktur av syntetisk DMMTAV og DMDTAVog mindre fragment ioner av positiv og/eller negative ion modus av ESI-MS. Den DMMTAV, DMDTAVog mindre fragmenter m/z målt ved ESI-MS ble gjengitt fra litteratur5,13,14,17,19 ,,20,,21,,22,,23,,24. Merk at m/z topper kan variere med medvirkende forhold og/eller matriser av lager løsninger.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Utviklet protokollen avklart avgjørende skritt at tidligere studier1,3,4,8,15 utelatt eller forkortet, som kan ha ført til problemer med eller feil under DMMTAV og DMDTAV syntese. DMMTAV er oksidasjon-sensitive1,5, kjemiske reagensene syntese dens ble tilberedt med N2-renset deionisert vann (trinn 1.1.1 - 1.1.3) for å hindre mulig retardasjon DMAV thiolation og oksidasjon av DMMTAV. DMMTAV tilberedt med denne protokollen hadde renhet av 92%. Referansen DMDTAV utvinning metoden kjennetegnet silisium-baserte C18 kolonnen ekstraksjon med ammonium acetat eller fosfat buffer løsning som en eluent,3,4,7,8 med renheten av dermed forberedt DMDTAV varierer avhengig kolonne seksjonene brukes, som ikke er beskrevet i referanser studier3,4,8. Derimot bruken av disponibel SPE i utviklede protokollen (trinn 2.2.1) tillatt utvinning av 88% ren DMDTAV. I tillegg tidligere metoder for bandets DMDTAV referert bare en fryse-tørking prosedyre20, mens i denne protokollen, enkel tørking av utdraget DMDTAV løsningen i en atmosfære av N2 innenfor hansken boksen (trinn 2.2.3) produsert en hvite rester av krystallisert dimethyldithioarsinate.

Identitetsbekreftelse syntetisk DMMTAV og DMDTAV er et kritisk punkt for å bestemme ideell standard kjemisk. Våre tidligere arbeider16 basert på denne protokollen, store fragmenter på m/z 155 i positiv-ion modus og m/z 169 i negativ-ion modus ble oppdaget av ESI-MS analyse av som-syntetisk DMMTAV og DMDTAV henholdsvis. Sistnevnte fragmentet ble tilskrevet [lm3]2AsS(=S) S]- (dvs.[M-H]-), god avtale med tidligere resultater5,17,20,22 , mens fragmentet på m/z 155 ble tildelt [lm3]2As(=S)(OH) + H]+ (dvs.[M + H]+), igjen, overholder refererer13,14, 17,19,21,24. Siden ESI-MS analyse ikke kan brukes som eneste bekreftelse metoden, ble store toppene i chromatograms DMMTAV og DMDTAV lager løsninger ved HPLC-ICP-MULTIPLE Sclerosis sammenliknet med dem rapportert av Li et al. 17 (figur 1). Selv om DMAIII er kjent som en mellomliggende produsert i den innledende fasen av DMMTAV , dannelse,1,,7,,8,,25, utstillinger det lav stabilitet, forsvinner i 70 min19 og er derfor ikke synlig ved denne prosedyren (figur 1).

Et annet mål med denne studien var å foreslå lagringsforhold for DMMTAV og DMDTAV lager løsninger med færre urenheter å forhindre sulfide-til-oxide konvertering og dermed oppnå større stabilitet18. Lagringsforholdene her (dvs., 4 grader i mørket) tillatt bevaring av syntetisk DMMTAV og DMDTAV som store Art i lager løsninger (figur 2) i fire uker, med ingen drastisk spaltning observert 13 uker. Selv om løsemiddel pH (dvs.som deionisert vann) kan påvirke transformasjonen av arter under lagring av innfødte10 og overflødig sulfide arter fra kjemiske reagenser som HS- eller H2 S, lager løsninger vedlikeholdt nøytral pH uten betydelige transformasjon av arten deri (figur 2). Lager løsninger kan derfor lagres på 4 grader i mørket for 13 uker før kvantitative artsdannelse analyse.

I denne studien ble referanse molar forholdet blande metoden av syntetisere DMMTAV og DMDTAV 1,3,4,8,15 endret for å produsere stabil DMMTAV og DMDTAV lager løsninger for HPLC-ICP-MULTIPLE Sclerosis kvantitativ analyse. På grunn av avgjørende skritt detaljer, inkludert ikke bare kjemisk reagens forberedelse, utvinning, og krystallisering trinnene, men også lagringsforhold DMMTAV og DMDTAV, måtte lager løsninger endres og optimalisert. Derfor gjelder lager løsninger tilberedt med denne protokollen tilstrekkelig for kvantitativ analyse av DMMTAV og DMDTAV for miljømessige overvåking formål.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne ikke avsløre.

Acknowledgments

Denne forskningen ble støttet av grunnleggende forskning program (prosjektnummeret: 2016R1A2B4013467) gjennom de National Research Foundation av Korea (NRF) finansiert av departementet for vitenskap, IKT og fremtid planlegger 2016 og også støttet av Korea grunnleggende vitenskap Instituttet Research Program (prosjektnummeret: C36707).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Cacodylic acid Sigma-Aldrich 20835-10G-F
Sodium sulfide nonahydrate Sigma-Aldrich S2006-500G
Sulfuric acid 96% J.T.Baker 0000011478
Ammonium acetate Sigma-Aldrich A7262-500G
Formic acid 98% Wako Pure Chemical Industries, Ltd. 066-00461
Diethyl ether (Extra Pure) Junsei Chemical 33475-0380
Adapter cap for 60 mL Bond Elut catridges Agilent Technologies 12131004 Syringe type of SPE
Bond Elut C18 cartridge Agilent Technologies 14256031 Syringe type of SPE
HyPURITY C-18 Thermo Scientific 22105-254630 5 um, 125 x 4.6 mm
Glovebox Chungae-chun, Rep. of Korea Customized 
Agilent 1260 Infinity Bio-inert LC Agilent Technologies DEAB600252, DEACH00245
Agilent Technologies 7700 Series ICP-MS Agilent Technologies JP12031510
Finnigan LCQ Deca XP MAX Mass Spectrometer System Thermo Electron Corporation LDM10627

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Suzuki, K. T., et al. Dimethylthioarsenicals as arsenic metabolites and their chemical preparation. Chem. Res. Toxicol. 17, 914-921 (2004).
  2. Kuroda, K., et al. Microbial metabolite of dimethylarsinic acid is highly toxic and genotoxic. Toxicol. Appl. Pharmacol. 198, 345-353 (2004).
  3. Naranmandura, H., Iwata, K., Suzuki, K. T., Ogra, Y. Distribution and metabolism of four different dimethylated arsenicals in hamsters. Toxicol. Appl. Pharmacol. 245, 67-75 (2010).
  4. Naranmandura, H., et al. Comparative toxicity of arsenic metabolites in human bladder cancer EJ-1 cells. Chem. Res. Toxicol. 24, 1586-1596 (2011).
  5. Wallschlager, D., London, J. Determination of methylated arsenic-sulfur compounds in groundwater. Environ. Sci. Technol. 42, 228-234 (2008).
  6. Zhang, J., Kim, H., Townsend, T. Methodology for assessing thioarsenic formation potential in sulfidic landfill environments. Chemosphere. 107, 311-318 (2014).
  7. Shimoda, Y., et al. Proposal for novel metabolic pathway of highly toxic dimethylated arsenics accompanied by enzymatic sulfuration, desulfuration and oxidation. Trace Elem. Med. Biol. 30, 129-136 (2015).
  8. Naranmandura, H., Suzuki, T. K. Formation of dimethylthioarsenicals in red blood cells. Toxicol. Appl. Pharmacol. 227, 390-399 (2008).
  9. Leffers, L., Ebert, F., Taleshi, S. M., Francesconi, A. K., Schwerdtle, T. In vitro toxicological characterization of two arsenosugars and their metabolites. Mol. Nutr. Food Res. 57, 1270-1282 (2013).
  10. Wang, Q. Q., Thomas, J. D., Naranmandura, H. Important of being thiomethylated: Formation, Fate and Effects of methylated thioarsenicals. Chem. Res. Toxicol. 25, 281-289 (2015).
  11. Kim, Y. T., Lee, H., Yoon, H. O., Woo, N. C. Kinetics of dimethylated thioarsenicals and the formation of highly toxic dimethylmonothioarsinic acid in environment. Environ. Sci. Technol. 50, 11637-11645 (2016).
  12. Cullen, W. R., et al. Methylated and thiolated arsenic species for environmental and health research - A review on synthesis and characterization. J. Environ. Sci. 49, 7-27 (2016).
  13. Fricke, M., et al. Chromatographic separation and identification of products form the reaction of dimethylarsinic acid with hydrogen sulfide. Chem. Res. Toxicol. 18, 1821-1829 (2005).
  14. Fricke, M., Zeller, M., Cullen, W., Witkowski, M., Creed, J. Dimethylthioarsinic anhydride: a standard for arsenic speciation. Anal. Chim. Acta. 583, 78-83 (2007).
  15. Suzuki, K. T., Iwata, K., Naranmandura, H., Suzuki, N. Metabolic differences between twon dimethylthioarsenicals in rats. Toxicol. Appl. Pharmacol. 218, 166-173 (2007).
  16. Jeong, S., et al. Development of a simultaneous analytical method to determine arsenic speciation using HPLC-ICP-MS: Arsenate, arsenite, monomethylarsonic acid, dimethylarsinic acid, dimethyldithioarsinic acid, and dimethylmonothioarsinic acid. Microchem. J. 134, 295-300 (2017).
  17. Li, Y., Low, C. -K., Scott, A. J., Amal, R. Arsenic speciation in municipal landfill leachate. Chemosphere. 79, 794-801 (2010).
  18. Conklin, D. S., Fricke, W. M., Creed, A. P., Creed, J. T. Investigation of the pH effects on the formation of methylated thio-arsenicals, and the effects of pH and temperature on their stability. J. Anal. At. Spectrom. 23, 711-716 (2008).
  19. Hansen, H. R., Raab, A., Jaspara, M., Milne, F. B., Feldmann, J. Sulfur-containing arsenical mistaken for dimethylarsinous acid [DMA(III)] and identified as a natural metabolite in urine: major implications for studies on arsenic metabolism and toxicity. Chem. Res. Toxicol. 17, 1086-1091 (2004).
  20. Mandal, B. K., Suzuki, K. T., Anzai, K., Yamaguchi, K., Sei, Y. A SEC-HPLC-ICP-MS hyphenated technique for identification of sulfur-containing arsenic metabolites in biological samples. J. Chromatogr. B. 874, 64-76 (2008).
  21. Bartel, M., Ebert, F., Leffers, L., Karst, U., Schwerdtle, T. Toxicological characterization of the inorganic and organic arsenic metabolite thio-DMAV in cultured human lung cells. J. Toxicol. 2011, (2011).
  22. An, J., et al. Formation of dimethyldithioarsinic acid in a simulated landfill leachate in relation to hydrosulfide concentration. Environ. Geochem. Health. 38, 255-263 (2016).
  23. Chen, B., et al. Arsenic speciation in the blood of arsenite-treated F344 rats. Chem. Res. Toxicol. 26, 952-962 (2013).
  24. Alava, P., et al. HPLC-ICP-MS method development to monitor arsenic speciation changes by human gut microbiota. Biomed. Chromatogr. 26, 524-533 (2012).
  25. Kurosawa, H., et al. A novel metabolic activation associated with glutathione in dimethylmonoarsinic acid (DMMTAV)-induced toxicity obtained from in vitro reaction of DMMTAV with glutathione. J. trace Elem. Med. Biol. 33, 87-94 (2016).

Tags

Miljøfag problemet 133 Dimethylated thioarsenicals dimethylmonothioarsinic acid dimethyldithioarsinic syre syntese HPLC-ICP-MULTIPLE Sclerosis ESI-MS
Utarbeidelse av DMMTA<sup>V</sup> og DMDTA<sup>V</sup> bruker DMA<sup>V</sup> for miljømessige programmer: syntese, rensing og bekreftelse
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Lee, H., Kim, Y. T., Jeong, S.,More

Lee, H., Kim, Y. T., Jeong, S., Yoon, H. O. Preparation of DMMTAV and DMDTAV Using DMAV for Environmental Applications: Synthesis, Purification, and Confirmation. J. Vis. Exp. (133), e56603, doi:10.3791/56603 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter