Green sample preparation strategies for organic/inorganic compounds in environmental samples

A rigorous evaluation of environmental contamination requires constant innovation in analytical approaches to gain early identification and accurate quantification of every substance able to compromise health and well-being. Particularly, when trace analysis of organic and inorganic contaminants, and their species, in complex environmental samples is required. The analytical process comprises several steps, above all sample treatment, involving isolation of analytes, purification of extracts and preconcentration, often constitute the most time and labor consuming part. This review provides an overview in sample-treatment procedures applied for the analysis of organic and inorganic compoundsin environmental samples in recent years. The current state of the art is emphasized on those techniques and approaches that have already demonstrated their sufficient analytical performance.Fil: Cerutti, Estela Soledad. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto de Química de San Luis. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Química, Bioquímica y Farmacia. Instituto de Química de San Luis; ArgentinaFil: Pacheco, Pablo Hugo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto de Química de San Luis. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Química, Bioquímica y Farmacia. Instituto de Química de San Luis; ArgentinaFil: Gil, Raul Andres. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto de Química de San Luis. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Química, Bioquímica y Farmacia. Instituto de Química de San Luis; ArgentinaFil: Martinez, Luis Dante. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto de Química de San Luis. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Química, Bioquímica y Farmacia. Instituto de Química de San Luis; Argentin

Impact damage prediction in carbon fiber-reinforced laminated composite using the matrix-reinforced mixing theory

The impact damage tolerance of fiber-reinforced laminated composite materials is a source of concern, mainly due to internal induced damage which causes large reductions on the strength and stability of the structure. This paper presents a procedure based on a finite element formulation that can be used to perform numerical predictions of the impact induced internal damage in composite laminates. The procedure is based on simulating the composite performance using a micro-mechanical approach named matrix-reinforced mixing theory, a simplified version of the serial/parallel mixing theory that does not require neither the iterative procedure nor the calculation of the tangent stiffness tensor. The numerical formulation uses continuum mechanics to simulate the phenomenon of initiation and propagation of interlaminar damage with no need to formulate interface elements, resulting in a computationally less demanding formulation. To demonstrate the capability of numerical procedure when applied to a low-velocity impact problem, numerical results are compared with the experimental ones obtained in a test campaign performed on 44 laminates specimens subjected to an out-of-plane and concentrated impact event, according to ASTM test method. Results are in good agreement with experimental data in terms of delamination onset and the internal spatial distribution of induced damage

Optimization of methods to assess levels of As, Bi, Sb and Se in airborne particulate matter by FI-HG-ICP OES

A study was undertaken to assess the level of selected trace elements namely, As, Bi, Sb and Se in airborne particulate matter collected on ash-free glass-fibre filters from urban and industrial areas of Argentina. For sample digestion, a simple acid treatment with HCl + HF is proposed with the aim to minimize contamination and reduce sample treatment steps. A flow injection-hydride generation system in combination with inductively coupled plasma optical emission spectrometry was used. While, Se and Bi could be determined directly from the digest, As and Sb needed a pre-reduction with KI, and H3BO3 to avoid the interference of F- ions that may cause losses via volatile compounds such as AsF3 and Sb(v) complexes. Limits of detection (3σ) of 0.3 ng m-3 for As; 0.09 ng m-3 for Bi, and 0.1 ng m-3 for Sb and Se were achieved. Precision resulted in better than 6.1% accuracy for all the elements determined. Accuracy test was assessed by means of the certified reference material, NIST 1648 (urban particulate matter).Fil: Savio, Marianela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto de Química de San Luis. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Química, Bioquímica y Farmacia. Instituto de Química de San Luis; ArgentinaFil: Pacheco, Pablo Hugo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto de Química de San Luis. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Química, Bioquímica y Farmacia. Instituto de Química de San Luis; ArgentinaFil: Martinez, Luis Dante. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto de Química de San Luis. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Química, Bioquímica y Farmacia. Instituto de Química de San Luis; ArgentinaFil: Smichowski, Patricia Nora. Comisión Nacional de Energía Atómica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Gil, Raul Andres. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto de Química de San Luis. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Química, Bioquímica y Farmacia. Instituto de Química de San Luis; Argentin

Ultratrace arsenic determination through hydride trapping on oxidized multiwall carbon nanotubes coupled to electrothermal atomic absorption spectrometry

Arsenic determination in natural waters is an issue of current research. This article reports a novel hydride generation (HG) approach developed for As determination with electrothermal atomic absorption spectrometry (ETAAS) detection. The HG process was interfaced with ETAAS through hydride trapping onto a carbon nanotubes microcolumn. To this end a homemade gas-liquid separator was used, allowing arsine formation and its flow throughout the CNT microcolumn. The retention process involved thus a solid phase extraction from the gas phase to the solid support. Once arsine generation was completed, the elution was carried out with nitric acid directly onto the dosing hole of the graphite furnace. Outstanding sensitivity with detection limit of 1 ng L-1, quantification limit of 5 ng L-1 and the characteristic mass, 5.8 ± 0.4 pg could be achieved. A satisfactory correlation between concentration of As and absorbance (R = 0.9993) from the limit of quantification up to 500 ng L-1, with a relative standard deviation of 6.3% were obtained. A sensitive enhancement factor of 38 was reached when 2 mL of sample were processed and 50 μL of HNO3 were used as eluent. The system was successfully applied to the analysis of a standard reference material, QC LL2 metals in natural waters. In addition tap water analysis provided an As concentration of 0.29±0.03 μg L-1.Fil: Maratta Martínez, Sergio Ariel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico San Luis. Instituto de Química de San Luis; ArgentinaFil: Acosta, Mariano. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico San Luis. Instituto de Química de San Luis; ArgentinaFil: Martinez, Luis Dante. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico San Luis. Instituto de Química de San Luis; ArgentinaFil: Pacheco, Pablo Hugo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico San Luis. Instituto de Química de San Luis; ArgentinaFil: Gil, Raul Andres. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico San Luis. Instituto de Química de San Luis; Argentin

Handling spectral interferences and matrix effects in DRC-ICPMS to assess the elemental profile in human serum samples after dissolution with formic acid

Inductively coupled plasma mass spectrometry instrumentation along with the dynamic reaction cell (DRC) technology has been increasingly used in the last decade for multielemental analysis of biological samples. This work reports the development of a method to assess concentrations of Li, Be, B, Sc, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Se, Rb, Cd, Sr, Mo, Pd, Ag, Sb, Te, Cs, Ba, Os, Tl, Pb, and Bi in human serum samples treated with formic acid. This is a single-step procedure that minimizes sample handling and avoids contamination risks and analyte losses. Towards this aim, several experimental conditions such as sample pretreatment with formic acid and instrumental operating parameters were optimized. Interferences due to polyatomic ions were eliminated using DRC with oxygen as reaction gas through the formation of MO+ ions. Our method involved low dilution factors, and appropriate limits of detection in the low μg L-1 range for all elements. The accuracy was evaluated through the analysis of a standard reference material (Inorganic Constituents in Animal Serum, NIST 1598a) and spiked samples, with satisfactory recoveries.Fil: Verni, Ernesto Ricardo. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Química, Bioquímica y Farmacia. Departamento de Química. Área de Química Analítica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto de Química de San Luis. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Química, Bioquímica y Farmacia. Instituto de Química de San Luis; ArgentinaFil: Moyano, Mario Franco. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Química, Bioquímica y Farmacia. Departamento de Química. Área de Química Analítica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto de Química de San Luis. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Química, Bioquímica y Farmacia. Instituto de Química de San Luis; ArgentinaFil: Martinez, Luis Dante. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Química, Bioquímica y Farmacia. Departamento de Química. Área de Química Analítica; ArgentinaFil: Lapierre, Alicia Viviana. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Química, Bioquímica y Farmacia. Departamento de Química. Área de Química Analítica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto de Química de San Luis. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Química, Bioquímica y Farmacia. Instituto de Química de San Luis; ArgentinaFil: Gil, Raul Andres. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Química, Bioquímica y Farmacia. Departamento de Química. Área de Química Analítica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto de Química de San Luis. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Química, Bioquímica y Farmacia. Instituto de Química de San Luis; Argentin

Slurry sampling in serum blood for mercury determination by CV-AFS

The heavy metal mercury (Hg) is a neurotoxin known to have a serious health impact even at relatively low concentrations. A slurry method was developed for the sensitive and precise determination of mercury in human serum blood samples by cold vapor generation coupled to atomic fluorescence spectrometry (CV-AFS). All variables related to the slurry formation were studied. The optimal hydrochloric concentration and tin(II) chloride concentration for CV generation were evaluated. Calibration within the range 0.1-10 μg L-1 Hg was performed with the standard addition method, and compared with an external calibration. Additionally, the reliability of the results obtained was evaluated by analyzing mercury in the same samples, but submitted to microwave-assisted digestion method. The limit of detection was calculated as 25 ng L-1 and the relative standard deviation was 3.9% at levels around of 0.4 μg L-1 Hg.Fil: Aranda, Pedro Rodolfo. Universidad Nacional de San Luis; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Gil, Raul Andres. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto de Química de San Luis. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Química, Bioquímica y Farmacia. Instituto de Química de San Luis; ArgentinaFil: Moyano, Susana. Universidad Nacional de San Luis; ArgentinaFil: de Vito, Irma Esther. Universidad Nacional de San Luis; ArgentinaFil: Martinez, Luis Dante. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de San Luis; Argentin

Artroplastia protésica total vs artrodesis total de la articulación radiocarpiana. una disyuntiva de difícil solución en la patología del carpo.

La articulación radiocarpiana constituye un elemento esencial en la biomecánica y función de la mano, imprescindible en la actividad social y laboral del ser humano. Por ello, las artropatías avanzadas de la radiocarpiana pueden ocasionar una gran limitación en la vida diaria de los pacientes. La artrodesis total y la prótesis total de muñeca son las dos principales opciones terapéuticas para tratar estas lesiones, existiendo cierta controversia en las indicaciones de uno y otro procedimiento. Nuestro objetivo es llevar a cabo un análisis inicial de los resultados obtenidos con cada técnica, para posteriormente comparar los resultados de las variables analizadas en cada grupo y así establecer ventajas e inconvenientes de cara a la indicación quirúrgica de ambos procedimientos.Este trabajo incluye 41 artrodesis totales de muñeca con placa y 23 prótesis totales de muñeca con el modelo Universal 2®, implantadas por el mismo cirujano entre los años 2003 y 2017, con un tiempo de seguimiento mínimo de un año para la artrodesis y tres años para la prótesis. En el grupo de la artrodesis hubo 27 varones y 14 mujeres con una edad media de 52,3 (26,8-86,1) años. El tiempo de seguimiento medio fue de 6 (1-13) años. En 21 casos estaba comprometida la muñeca derecha y en 20 la izquierda, estando afectada la mano dominante en el 61% de las ocasiones. El tiempo quirúrgico medio fue de 98,5 minutos. Las indicaciones para la artrodesis fueron 22 muñecas SNAC o SLAC, siete enfermedades de Kienböck, seis afectaciones reumáticas del carpo, dos fracturas de radio distal, una luxación del carpo, una osteomielitis tuberculosa, un tumor sinovial del radio y un fracaso de una prótesis total de muñeca. En el grupo de la prótesis hubo 13 mujeres y 10 varones con una edad media de 56,1 (42-69,5) años. El tiempo de seguimiento medio fue de 6,5 (3-17) años. En 14 casos estaba comprometida la muñeca derecha y en nueve la izquierda, estando afectada la mano dominante en el 56,5% de las ocasiones. El tiempo quirúrgico medio fue de 122 minutos. Las indicaciones para la prótesis fueron 13 muñecas SNAC o SLAC, seis enfermedades reumatoides, tres enfermedades de Kienböck y una fractura de radio distal. No se encontraron diferencias significativas en ninguna de estas variables, con excepción del tiempo quirúrgico.En los pacientes con artrodesis, la fuerza de presa aumentó de 13 a 19,3 kg y la fuerza de pinza de 3,7 a 5 kg, el dolor en la escala visual analógica disminuyó de 8,8 a 1,3 puntos, mientras que los resultados funcionales en las escalas QuickDASH y PRWE mejoraron de 73,5 a 30 puntos y de 81,1 a 27,9 puntos respectivamente. En los pacientes con prótesis, se mantuvo un rango de movilidad similar, pasando la flexión de 33,6° a 26,9°, la extensión de 29,3° a 37,3°, la desviación radial de 8,2° a 9,2° y la desviación cubital de 17,3° a 20,8°, la fuerza de presa aumentó de 12,9 a 16,2 kg y la fuerza de pinza de 4,9 a 6,2 kg respectivamente, el dolor en la escala visual analógica disminuyó de 8,5 a 0,9 puntos, y los resultados funcionales en las escalas QuickDASH, PRWE y Mayo Wrist Score mejoraron de 65,7 a 26 puntos, de 79,9 a 26 puntos y de 30,5 a 60,5 puntos respectivamente. Excluyendo del análisis el rango de movilidad y la Mayo Wrist Score, no se encontraron diferencias significativas al comparar estos resultados entre ambos grupos, exceptuando de forma específica la capacidad para la higiene perineal y abrocharse botones del cuestionario PRWE, donde obtuvieron una puntuación significativamente mayor los pacientes con prótesis.El 100% de las artrodesis consolidaron, con un 15,8% de complicaciones producto de tres aflojamientos asépticos, una infección, una protrusión de la placa y una fractura periimplante. Entre las prótesis hubo un 18,2% de complicaciones ocasionadas por dos aflojamientos asépticos, una rotura del implante y una metalosis. A pesar de ello la supervivencia alcanzó el 90,9%, con dos casos que tuvieron que ser reconvertidos a artrodesis total por aflojamiento aséptico. No hubo diferencias significativas en la comparativa de las complicaciones entre ambos grupos.El análisis radiológico en el grupo protésico demostró que en el 36,4% de los implantes, con un seguimiento medio de 3,2 años, no había evidencia de alteraciones radiográficas. En cambio en el 63,6% de los implantes, con un seguimiento medio de 8,4 años, se encontró signos de sufrimiento protésico o periprotésico, principalmente osteólisis alrededor de los componentes radial o carpiano. Una prótesis presentó el vástago central del componente carpiano roto, sin repercusión funcional. Mientras que cuatro prótesis mostraron hundimiento de la placa carpiana, dos de ellas con marcados signos de aflojamiento y luxación del componente carpiano. El 92,1% de las artrodesis y el 95,5% de las prótesis se encontraban satisfechos o muy satisfechos con los resultados obtenidos tras la intervención, si bien es cierto que el único paciente con prótesis en una muñeca y artrodesis en la otra prefería los resultados de la muñeca proteizada.A la vista de estos resultados, consideramos que la prótesis total de muñeca debería ser la técnica de elección en aquellos pacientes que mantengan un stock óseo suficiente y vayan a someter la muñeca operada a un estrés mecánico bajo o moderado, ya que permite mantener un movimiento funcionalmente útil mejorando la calidad de vida de los pacientes. En cambio, la artrodesis total de muñeca debería reservarse para pacientes trabajadores de fuerza, en los que una prótesis no aportaría la estabilidad necesaria para desempeñar dichas actividades. Por último, en pacientes con afectación de ambas muñecas es preferible recurrir a la prótesis en la mano dominante, y a la artrodesis en la no dominante, pudiendo ser viable la prótesis bilateral como primera opción y no siendo recomendable la artrodesis bilateral de entrada.<br /

The role of hydrophobic matching on transmembrane helix packing in cells

Folding and packing of membrane proteins are highly influenced by the lipidic component of the membrane. Here, we explore how the hydrophobic mismatch (the difference between the hydrophobic span of a transmembrane protein region and the hydrophobic thickness of the lipid membrane around the protein) influences transmembrane helix packing in a cellular environment. Using a ToxRED assay in Escherichia coli and a Bimolecular Fluorescent Complementation approach in human-derived cells complemented by atomistic molecular dynamics simulations we analyzed the dimerization of Glycophorin A derived transmembrane segments. We concluded that, biological membranes can accommodate transmembrane homo-dimers with a wide range of hydrophobic lengths. Hydrophobic mismatch and its effects on dimerization are found to be considerably weaker than those previously observed in model membranes, or under in vitro conditions, indicating that biological membranes (particularly eukaryotic membranes) can adapt to structural deformations through compensatory mechanisms that emerge from their complex structure and composition to alleviate membrane stress. Results based on atomistic simulations support this view, as they revealed that Glycophorin A dimers remain stable, despite of poor hydrophobic match, using mechanisms based on dimer tilting or local membrane thickness perturbations. Furthermore, hetero-dimers with large length disparity between their monomers are also tolerated in cells, and the conclusions that one can draw are essentially similar to those found with homo-dimers. However, large differences between transmembrane helices length hinder the monomer/dimer equilibrium, confirming that, the hydrophobic mismatch has, nonetheless, biologically relevant effects on helix packing in vivo.Peer reviewe

Membrane insertion and topology of the TRanslocating chain-Associating Membrane protein (TRAM)

The translocating chain-associating membrane protein (TRAM) is a glycoprotein involved in the translocation of secreted proteins into the endoplasmic reticulum (ER) lumen and in the insertion of integral membrane proteins into the lipid bilayer. As a major step toward elucidating the structure of the functional ER translocation/insertion machinery, we have characterized the membrane integration mechanism and the transmembrane topology of TRAM using two approaches: photocross-linking and truncated C-terminal reporter tag fusions. Our data indicate that TRAM is recognized by the signal recognition particle and translocon components, and suggest a membrane topology with eight transmembrane segments, including several poorly hydrophobic segments. Furthermore, we studied the membrane insertion capacity of these poorly hydrophobic segments into the ER membrane by themselves. Finally, we confirmed the main features of the proposed membrane topology in mammalian cells expressing full-length TRAM

A novel on-line preconcentration method for trace molybdenum determination by USN-ICP OES with biosorption on immobilized yeasts

A new system for on-line preconcentration of molybdenum by sorption on a minicolumn associated to inductively coupled plasma - optical emission spectrometry with ultrasonic nebulization was studied. It is based on the sorption of molybdenum on a column packed with immobilized baker's yeasts on controlled pore glass without further complexing reagent. The molybdenum preconcentrated by biosorption was subsequently eluted with hydrochloric acid. Considering a sample flow rate of 5.0 mL min- 1, 10 mL of sample was preconcentrated in 2 min achieving a sensitive total enhancement factor of 480-fold, and the detection limit (3 s) obtained was 21 ng L- 1. Additionally, the calculated precisions expressed as percent relative standard deviation (RSD%) was 1.9%. Satisfactory results were obtained for the determination of molybdenum in standard reference material NIST 1643e Trace Elements in Water and real water samples.Fil: Gil, Raul Andres. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto de Química de San Luis. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Química, Bioquímica y Farmacia. Instituto de Química de San Luis; ArgentinaFil: Pasini Cabello, Sergio David. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Química, Bioquímica y Farmacia. Departamento de Química. Área de Química Analítica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Takara, Eduardo Andres. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Química, Bioquímica y Farmacia. Departamento de Química. Área de Química Analítica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Smichowski, Patricia Nora. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica; ArgentinaFil: Olsina, Roberto Antonio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto de Química de San Luis. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Química, Bioquímica y Farmacia. Instituto de Química de San Luis; ArgentinaFil: Martinez, Luis Dante. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - San Luis. Instituto de Química de San Luis. Universidad Nacional de San Luis. Facultad de Química, Bioquímica y Farmacia. Instituto de Química de San Luis; Argentin