Charakterisierung der mikrobiellen Dehalogenierung mit der komponenten-spezifischen stabilen Isotopenanalyse

Im Verlauf des letzten Jahrzehnts haben sich verschiedene Konzepte für die Anwendung in der komponenten-spezifischen stabilen Isotopenanalyse entwickelt, die einen Zugang zur Evaluierung von der in situ (Bio-)Transformation, wie auch (bio-) chemischen Reaktionsmechanismen bieten. Die Isotopenanalyse von halogenierten Komponenten war jedoch aufgrund der Schwierigkeit der Analyse von Wasserstoff (H) und Chlor (Cl) mit derzeitig verfügbaren Routinemethoden weitgehend eingeschränkt. Das Ziel dieses wissenschaftlichen Projektes ist die Entwicklung von alternativen Analysemethoden für H und Cl, sowie die Anwendung der komponenten-spezifischen stabilen Isotopenanalytik auf die Charakterisierung der mikrobiellen reduktiven Dehalogenierungsreaktion. Die Entwicklung von neuartigen Methoden für die Isotopenanalyse von H und Cl konnte durch einen Aufbau mit zwei simultan operierenden Detektorsystemen, der IonTrap Massenspektrometer (MS) und Isotopenverhältnis-Massenspektrometer (IRMS), realisiert werden. Die Anwendung von zwei Detektoren erlaubte eine detaillierte Charakterisierung des Umwandlungsprozesses (MS) vor der nachfolgenden Isotopenanalyse (IRMS). Die On-line Cl-Isotopeneanalyse wurde durch die Kopplung von Gaschromatographie (GC) mit der Hochtemperatur-Umwandlung (HTC) bei 1450 - 1500 °C, sowie der anschließenden Isotopenverhältnis-Massenspektrometrie (IRMS) als GC-HTC-IRMS System verwirklicht. Diese Methode wurde erfolgreich für die Cl-Isotopenanlyse verschiedener Komponentenklassen eingesetzt, z. B. für Chloroethene, Chloroethane, Chloromethane, Hexachlorcyclohexane und Chloroacetate. Die H-Isotopenanalyse wurde durch die Entwicklung von neuen Reaktorsystemen erweitert, die auf Chrom basieren und eine Einsatztemperatur von 1100 – 1500 °C zulassen. Die Verbesserung der H-Isotopenanalyse durch Reduktion am heißen Chrom konnte anhand verschiedener heteroatomhaltiger Komponenetenklassen (N, Cl, S) erfolgreich demonstriert werden. Die Charakterisierung der reduktiven Dehalogenierung durch die komponenten-spezifische stabile Isotopenanalyse wurde auf abiotische und enzymatische Reaktionen angewendet. Die Probleme der Single-Element (Kohlenstoff) Isotopenanalyse in mikrobiellen Systemen konnte identifiziert und auf die Limitierung des Massentransfers durch die Membranen, sowie der Interaktion am reduktiven Dehalogenase Enzym zurückgeführt werden. Im Gegensatz zu der Single-Element (Kohlenstoff) war die Dual-Element (Kohlenstoff und Chlor) Isotopenanalyse in der Lage, den Reaktionsmechanismus der Dehalogenierung im Detail aufzudecken. Die Ergebnisse der komponenten-spezifische Isotopenanalyse von C und Cl stützen einen einheitlichen Reaktionsmechanismus in der reduktiven Dehalogenierung, sowohl in abiotischen, als auch in enzymatischen Systemen. Ein Effekt unterschiedlicher Corrinoid-Typen auf den Reaktionsmechanismus des RDase-Enzyms konnte ausgeschlossen werden.In recent decades, concepts involving compound-specific stable isotope analysis have evolved which allow the assessment of organohalide (bio)transformation in situ as well as to evaluate complex (bio)chemical reactions. However, isotope analysis of halogenated compounds is still hampered by the difficulty of measurements of hydrogen (H) and chlorine (Cl) by available standard methods. This research project was focused on the development of alternative methods for H and Cl isotope analysis and the application of the compound-specific stable isotope analysis (CSIA) for characterization of microbial reductive dehalogenation reaction. The development of a novel method for isotope analysis of H and Cl was realized by constructing an analytical set-up with a simultaneously operating dual-detection system, including ion trap mass spectrometry (MS) and isotope ratio mass spectrometry (IRMS). Application of two simultaneously operating detector systems offered the opportunity for a characterization of the conversion process (via MS) prior to isotope analysis (via IRMS) in great detail. On-line Cl - isotope analysis was established by coupling gas chromatography (GC) to a high-temperature conversion (HTC) at 1450 – 1500 °C and subsequent isotope ratio mass spectrometry (IRMS) as GC-HTC-IRMS system. This approach was successfully applied for Cl - isotope analysis for different compound classes, including chloroethenes, chloroethanes, chloromethane, hexachlorocyclohexane and chloroacetic acids. The on-line H - isotope analysis could be significantly improved with a novel chromium-based reactor system operating in at 1100 – 1500 °C. The improvement of H - isotope analysis via hot chromium reduction was extended to various heteroatom (N, Cl, S) containing compound classes and was able to demonstrate its accuracy and precision. The characterization of reductive dehalogenation by compound-specific stable isotope analysis was applied for abiotic and enzymatic reactions. The bottlenecks of single-element (carbon) isotope analysis for microbial systems could be identified and mainly addressed to limitation in micro-scale mass transfer though the membranes, as well as at the reductive dehalogenase enzyme itself. In contrast to the single-element approach, dual-element isotope analysis of carbon and chlorine was able to elucidate reductive dehalogenation reaction mechanism in much more detail. Conclusively, compound-specific stable isotope analysis C and Cl supported a similar reaction mechanism of reductive dehalogenation in abiotic (mediated by corrinoids) and enzymatic (mediated by RDases) system. Furthermore, the effect of different corrinoid cofactors on the reaction mechanism of RDase enzyme could be excluded

A Case of Chronic Inflammatory Demyelinating Polyneuropathy after Pfizer COVID-19 Vaccination

Background: Chronic inflammatory demyelinating polyneuropathy is an immune-mediated polyneuropathy characterized by peripheral demyelination, resulting in symmetrical sensory loss and distal and proximal muscle weakness. While CIDP has been reported after influenza, tetanus, and other common vaccinations, this is the first reported case of CIDP after COVID-19 vaccination to our knowledge. Case Presentation: A 34-year-old right-handed male with an unremarkable past medical history presented with bilateral distal paresthesias, proximal and distal muscle weakness, and fine motor difficulties. Symptoms initially manifested with toe numbness, approximately two weeks after receiving the first dose of the Pfizer COVID-19 vaccine. Paresthesias gradually progressed from lower extremities to upper extremities. Two months after the initial COVID-19 vaccine, symptoms worsen with decreased muscle strength, difficulties with fine motor activities, difficulties climbing stairs, and lifting objects above his head. Neurologic evaluation revealed 4/5 strength in upper and lower extremities, generalized hyporeflexia, decreased vibration, and proprioception. MRI of the brain and spine revealed no abnormalities. Nerve conduction studies were consistent with demyelination and cerebral spinal fluid analysis revealed albuminocytologic dissociation. The patient was diagnosed with CIDP and began steroids after poor response to a four-day treatment course of IVIG 2g/kg which resulted in partial improvement of strength. The patient continues to follow up with long-term prednisone therapy. Conclusion: Demyelinating polyneuropathies are a rare complication of vaccination. While the benefits outweigh the risks of immunization, we aim to inform of this potential complication

“Predictores de pleurodesis espontanea en pacientes con derrame pleural recurrente tratados con cateter pleural crónico”

El derrame pleural recurrente, ya sea maligno o benigno, puede disminuir significativamente la calidad de vida del paciente. De las opciones para palear los síntomas, una es el catéter pleural crónico, que ofrece la comodidad de poder ser colocado ambulatoriamente en un solo procedimiento, sin dolor, y un drenaje intermitente del líquido sin necesidad de punciones repetitivas, sin embargo más allá de esto, ofrece la posibilidad de hacer pleurodesis espontanea hasta en el 34% de los pacientes, pero aún no se sabe el mecanismo exacto mediante el cual esto sucede, esa es la finalidad del estudio, conocer si hay características por imagen, citoquímicas, fisicoquímicas o demográficas que ayuden a predecir pleurodesis. De una corte de 76 pacientes encontramos que el tener niveles de glucosa en líquido pleural de ≥116 mg/dl y de proteínas de líquido pleural ≥3450 mg/dl son predictores de pleurodesis

Optimization of on-line hydrogen stable isotope ratio measurements of halogen- and sulfur-bearing organic compounds using elemental analyzer–chromium/high-temperature conversion isotope ratio mass spectrometry (EA-Cr/HTC-IRMS)

RATIONALE: Accurate hydrogen isotopic analysis of halogen- and sulfur-bearing organics has not been possible with traditional high-temperature conversion (HTC) because the formation of hydrogen-bearing reaction products other than molecular hydrogen (H 2 ) is responsible for non-quantitative H 2 -yields and possible hydrogen isotopic fractionation. Our previously introduced, new chromium-based EA-Cr/HTC-IRMS (Elemental Analyzer – Chromium/High Temperature Conversion – Isotope-Ratio Mass Spectrometry) technique focused primarily on nitrogen-bearing compounds. Several technical and analytical issues concerning halogen- and sulfur-bearing samples, however, remained unresolved and required further refinement of the reactor systems. METHODS: The EA-Cr/HTC reactor was substantially modified for the conversion of halogen- and sulfur-bearing samples. The performance of the novel conversion setup for solid and liquid samples was monitored and optimized using a simultaneously operating dual- detection system of IRMS and ion trap MS. The method with several variants in the reactor, including the addition of manganese metal chips, was evaluated in three laboratories using EA-Cr/HTC-IRMS (on-line method) and compared with traditional uranium-reduction-based conversion combined with manual dual-inlet IRMS analysis (off-line method) in one laboratory. RESULTS: The modified EA-Cr/HTC reactor setup showed an overall H 2 -recovery of more than 96 % for all halogen- and sulfur-bearing organic compounds. All results were successfully normalized via 2-point calibration with VSMOW-SLAP reference waters. Precise and accurate hydrogen isotopic analysis was achieved for a variety of organics containing F-, Cl-, Br-, I-, and S-bearing heteroelements. The robust nature of the on-line EA-Cr/HTC technique was demonstrated by a series of 196 consecutive measurements with a single reactor filling. CONCLUSIONS: The optimized EA-Cr/HTC reactor design can be implemented in existing analytical equipment using commercially available material and is universally applicable for both heteroelement-bearing and heteroelement-free organic-compound classes. The sensitivity and simplicity of the on-line EA-Cr/HTC-IRMS technique provide a much needed tool for routine hydrogen-isotope source tracing of organic contaminants in the environment

Characterization of Microbial Reductive Dehalogenation Using Novel Compound Specific Stable Isotope Analyses

Im Verlauf des letzten Jahrzehnts haben sich verschiedene Konzepte für die Anwendung in der komponenten-spezifischen stabilen Isotopenanalyse entwickelt, die einen Zugang zur Evaluierung von der in situ (Bio-)Transformation, wie auch (bio-) chemischen Reaktionsmechanismen bieten. Die Isotopenanalyse von halogenierten Komponenten war jedoch aufgrund der Schwierigkeit der Analyse von Wasserstoff (H) und Chlor (Cl) mit derzeitig verfügbaren Routinemethoden weitgehend eingeschränkt. Das Ziel dieses wissenschaftlichen Projektes ist die Entwicklung von alternativen Analysemethoden für H und Cl, sowie die Anwendung der komponenten-spezifischen stabilen Isotopenanalytik auf die Charakterisierung der mikrobiellen reduktiven Dehalogenierungsreaktion. Die Entwicklung von neuartigen Methoden für die Isotopenanalyse von H und Cl konnte durch einen Aufbau mit zwei simultan operierenden Detektorsystemen, der IonTrap Massenspektrometer (MS) und Isotopenverhältnis-Massenspektrometer (IRMS), realisiert werden. Die Anwendung von zwei Detektoren erlaubte eine detaillierte Charakterisierung des Umwandlungsprozesses (MS) vor der nachfolgenden Isotopenanalyse (IRMS). Die On-line Cl-Isotopeneanalyse wurde durch die Kopplung von Gaschromatographie (GC) mit der Hochtemperatur-Umwandlung (HTC) bei 1450 - 1500 °C, sowie der anschließenden Isotopenverhältnis-Massenspektrometrie (IRMS) als GC-HTC-IRMS System verwirklicht. Diese Methode wurde erfolgreich für die Cl-Isotopenanlyse verschiedener Komponentenklassen eingesetzt, z. B. für Chloroethene, Chloroethane, Chloromethane, Hexachlorcyclohexane und Chloroacetate. Die H-Isotopenanalyse wurde durch die Entwicklung von neuen Reaktorsystemen erweitert, die auf Chrom basieren und eine Einsatztemperatur von 1100 – 1500 °C zulassen. Die Verbesserung der H-Isotopenanalyse durch Reduktion am heißen Chrom konnte anhand verschiedener heteroatomhaltiger Komponenetenklassen (N, Cl, S) erfolgreich demonstriert werden. Die Charakterisierung der reduktiven Dehalogenierung durch die komponenten-spezifische stabile Isotopenanalyse wurde auf abiotische und enzymatische Reaktionen angewendet. Die Probleme der Single-Element (Kohlenstoff) Isotopenanalyse in mikrobiellen Systemen konnte identifiziert und auf die Limitierung des Massentransfers durch die Membranen, sowie der Interaktion am reduktiven Dehalogenase Enzym zurückgeführt werden. Im Gegensatz zu der Single-Element (Kohlenstoff) war die Dual-Element (Kohlenstoff und Chlor) Isotopenanalyse in der Lage, den Reaktionsmechanismus der Dehalogenierung im Detail aufzudecken. Die Ergebnisse der komponenten-spezifische Isotopenanalyse von C und Cl stützen einen einheitlichen Reaktionsmechanismus in der reduktiven Dehalogenierung, sowohl in abiotischen, als auch in enzymatischen Systemen. Ein Effekt unterschiedlicher Corrinoid-Typen auf den Reaktionsmechanismus des RDase-Enzyms konnte ausgeschlossen werden