Waiting
Login processing...

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

Environment

Beredning av DMMTAV och DMDTAV med DMAV för miljötillämpningar: syntes, rening och bekräftelse

Published: March 9, 2018 doi: 10.3791/56603

Summary

Denna artikel presenterar ändrade experimentella protokoll för dimethylmonothioarsinic syra (DMMTAV) och dimethyldithioarsinic syra (DMDTAV) syntes, förmå dimethylarsinic syra (DMAV) thiolation genom blandning av DMAV , Na2S och H24. Det ändrade protokollet ger en experimentell riktlinje, därigenom övervinna begränsningar av syntesen steg som kunde ha orsakat experimentella misslyckanden i kvantitativ analys.

Abstract

Dimetylerad thioarsenicals såsom dimethylmonothioarsinic syra (DMMTAV) och dimethyldithioarsinic syra (DMDTAV), som produceras av den metabola vägen av dimethylarsinic syra (DMAV) thiolation, har nyligen hittade i såväl miljön som mänskliga organ. DMMTAV och DMDTAV kan kvantifieras för att avgöra de ekologiska effekterna av dimetylerad thioarsenicals och deras stabilitet i miljömedier. Syntes metoden för dessa föreningar är unstandardized, att göra replikera tidigare studier utmanande. Dessutom finns det en brist på information om lagringstekniker, inklusive lagring av föreningar utan arter omvandling. Dessutom eftersom det finns endast begränsad information om syntesmetoder, kan det finnas experimentella svårigheter i syntetisera standard kemikalier och utföra kvantitativ analys. Det protokoll som presenteras häri ger en praktiskt taget modifierade syntesmetod för den dimetylerad thioarsenicals, DMMTAV och DMDTAV, och hjälper i kvantifiering av arter separation analys med högpresterande vätska kromatografi i samband med induktivt kopplad plasma-masspektrometri (HPLC-ICP-MS). De experimentella stegen i proceduren ändrades genom att fokusera på utarbetandet av kemiska reagenser, filtrering metoder och lagring.

Introduction

Eftersom dimethylarsinic syra (DMAV) har visat för att uppvisa både akut toxicitet och genotoxicitet på grund av genomgår metylering och thiolation vid intag1,2, har den metabola vägen av arsenik thiolation varit intensivt studerade både in vitro- och in-vivo3,4 såväl som i miljömedier (t.ex. deponi lakvatten)5,6. Tidigare studier har hittat både minskat och thiolated analoger av DMAV i levande celler, till exempel, dimethylarsinous syra (DMAIII), dimethylmonothioarsinic syra (DMMTAV) och dimethyldithioarsinic syra ( DMDTAV)7,8,9, med dimetylerad thioarsenicals såsom DMMTAV uppvisar större toxicitet än andra kända oorganiska eller organiska arsenicals10. Överflödet av mycket giftiga thioarsenicals har allvarliga miljömässiga konsekvenser, eftersom de kan utgöra en risk för människor och miljön under mycket sulfidiskt villkor11. Mekanismer för DMMTAV och DMDTAV (trans) bildandet och deras öden i miljömedier kräver dock fortfarande ytterligare en studie. Kvantitativ analys av thioarsenicals krävs således att förbättra förståelsen av de miljömässiga effekterna av DMMTAV och DMDTAV.

Även om standard kemikalier är det centrala kravet för kvantitativ analys, normerna för DMMTAV och DMDTAV är svårt att erhålla genom att replikera tidigare studier, på grund av den stora risken för arter omvandling till andra arter och unstandardized syntes förfaranden12. Dessutom har de metoder som refereras begränsningar som kan leda till praktiska svårigheter i syntetisera de vanliga kemikalierna och utföra kvantitativ analys. DMMTAV och DMDTAV förbereds vanligen genom att blanda DMAV, Na2S och H24 i en vissa molar förhållandet1 eller bubblande H2S gas genom en lösning av DMAV 13,14. Bubblande metod funktioner substitution av syre av svavel med en direktleverans av H2S gas, som är mycket giftiga och svårt att kontrollera för en oerfaren användare. Omvänt, ovanstående blandning metod1, ofta används för kvalitativ analys av DMMTAV och DMDTAV i miljömässiga sudies5,6,12, har thiolation av DMAV med H2S genereras genom att blanda Na2S och H24 och producerar DMMTAV och DMDTAV, vilket ger enklare stökiometriska kontroll att producera mål kemikalier, som jämfört med direkt användning av H2S gas.

Hänvisningen blandning metod förfaranden1,3,4,8,15 nämns i denna studie uppvisar begränsningar i några av deras kritiska experimentella åtgärder, vilket kan leda till experimentella fel. Exempelvis är information om specifika lösningsmedel (dvs avjoniserat vatten) förberedelse och utvinning och kristallisation av de syntetiserade arsenicals alltför förkortas eller inte beskrivs tillräckligt utförligt. Så spridda och begränsad information om förfarandeåtgärder kan leda till inkonsekvent bildandet av thioarsenicals och opålitliga kvantifiering analys. Därför beskrivs ändrade protokollet framkallade häri syntesen av DMMTAV och DMDTAV stamlösningar med kvantitativa arter separation analys.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Sammanfattning av DMMTAV

  1. Kemiska beredningar och molar förhållandet blandning av DMAV, Na2S och H2SO4
    Obs: DMAV: Na2S:H24 = 1:1.6:1.6
    1. Lös 5.24 g DMAV i 40 mL avjoniserat och N2-renade (rensas minst 30 minuter) vatten i ett 50 mL centrifugrör.
    2. Förbereda Na2S reagens genom upplösning 14.41 g Na2S·9H2O i 50 mL avjoniserat och N2-renat vatten i en 250 mL mätkolv.
    3. Förbereda H24 reagens genom att lägga till 3,3 mL koncentrerad svavelsyra (96%) 40 mL avjoniserat och N2-renat vatten i ett 50 mL centrifugrör.
      Obs: Sista molar förhållandet av DMAV: Na2S:H2SO4 = 1:1.6:1.6 1,3,4,8,15.
    4. Lägg till de förberedda 40 mL av DMAV stopplösningen (steg 1.1.1) till 50 mL Na2S lösning innehöll på 250 mL-kolven (steg 1.1.2). Skölj röret som innehåller DMAV med 10 mL renat vatten och tillsätt detta till en 250 mL-kolv samt.
    5. Tillslut kolven med en tre hål gummipropp försedd med glasrör. Använd glas rör för N2 gas inflöde och utflöde H2SO4 lösning inlopp, respektive. Omedelbart efter stängning kolven, tillåta N2 gasflödet till kolven.
      Obs: Gastryck bör fortsätta för att flöda över ytan av reaktion lösningen utan stänk.
    6. Anslut syrafast slangar till glasröret av H2SO4 lösning inlopp med en 50 mL spruta för att lägga till de förberedda 40 mL H24 stopplösningen (steg 1.1.3). Tillsätt 40 mL H24 lösning, långsamt och stegvis sätt.
      Varning: När du lägger till svavelsyra, genereras vit rök; använda ett väl ventilerat dragskåp.
    7. Övervaka färgförändring av reaktionsblandningen i kolven när du lägger till svavelsyra med jämna mellanrum. Upprätthålla ett intervall på 4-5 mL droppar H24. blandningen bör vara en vit grumlig lösning.
      Obs: Momentan gul nederbörd kan visas på grund av snabb tillsättning av koncentrerad svavelsyra.
    8. Säkerställa den reaktion lösningen har stått för 1 h sedan början av steg 1.1.4.
  2. DMMTAV extraktion med vätska-vätska utvinning metod
    1. Efter 1 h, häll över reaktion lösningen i en separatory tratt som innehåller omkring 200 mL dietyleter.
    2. Skaka i tratten för 5-10 min, släppa gas flera gånger genom att stänga Avstängningskranen.
      Obs: Synthesized DMMTAV kommer att överföras till det övre lagret av dietyleter (0.713 g·mL-1).
      Varning: Dietyleter gas kan vara skadliga; använda ett väl ventilerat dragskåp.
    3. Samla reaktion lösningen i en bägare, och separat samla dietyletern innehållande DMMTAV i en flaska. Placera den reaktion lösningen tillbaka i samma separatory tratten och tillsätt ca 200 mL färsk dietyleter för reshaking. Upprepa steg 1.2.2 - 1.2.3 tre gånger.
    4. Häll den insamlade dietyletern från steg 1.2.3 till samma separatory tratten igen, och tillsätt cirka 100 mL N2-renade avjoniserat vatten. Skaka för 5-10 min, och kassera den N2-renade avjoniserat vatten och några mL dietyleter för renhet. Samla in de återstående dietyletern i en glas petriskål (inre diameter på minst 160 mm) och minsta höjd 50 mm.
    5. Över glas petri skålen till ett N2 atmosfär handskfacket att förhindra arter omvandling.
      Varning: Se till att vätskan inte dras in i vakuumpumpen genom rutan pass utlopp.
    6. Torr tills en vit fällning av dimethylmonothioarsinate (kristalliserad DMMTAV) bildas på glas petriskål.
      Obs: Protokollet kan pausas här.
  3. Verifiering av syntetiserade DMMTAV och lagring
    1. Ta vita fällningen av kristalliserad DMMTAV, och mäta och registrera dess totala vikt.
      Varning: Använd en väl ventilerat dragskåp eller handskfacket för att förhindra inandning av svavelväte gas.
    2. Lös upp kristalliserad DMMTAV i 50 mL N2-renade avjoniserat vatten och filtrera gul fällningen genom ett 0,2 µm spruta filter.
    3. Anta totalen per används DMAV omvandlas till DMMTAV, dvs≈9, 649 mg As· L-1. Späd DMMTAV stamlösningen till ≈1 mg· L-1 och ≈40 µg· L-1 för kontroll analys med elektrospray jonisering massa Spectromtery (ESI-MS) och HPLC-ICP-MS, respektive.
    4. Analysera m/z DMMTAV använder ESI-MS11,16 och fragment på m/z 155 i positiv-ion-läge eller på m/z 153 i negativ-jon läge (tabell 1).
      Obs: Se referensvärdena för m/z (tabell 1).
    5. Analysera kromatogrammet för DMMTAV i stamlösning med HPLC-ICP-MS11,16,17 med lämpliga eluenten villkor och bekräfta en större topp finns på retentionstiden beskrivs i den litteratur.
      Obs: Renhet av syntetiserade DMMTAV bör beräknas med hjälp av analysresultaten från steg 1.3.5.
    6. Analysera den totala arsenik koncentrationen med ICP-MS efter syraupplösning11 och beräkna den verkliga DMMTAV -koncentrationen i synthesized DMMTAV stamlösning med utspädningsfaktorer och renhet, som i följande ekvation:
      Analyserade totalt som koncentration (µg· L-1) · Utspädning faktor · Renhetsgrad (%) = sant DMMTAV koncentration i DMMTAV stamlösning (µg· L-1)
    7. Lagra DMMTAV stamlösning vid 4 ° C i mörker för ytterligare kvantitativa artbildning analys18.

2. Sammanfattning av DMDTAV

  1. Kemiska beredningar och molar förhållandet blandning av DMAV , Na2S och H2SO4
    Obs: DMAV: Na2S:H24 = 1:7.5:7.5
    1. Lös 1,38 g DMAV i 40 mL avjoniserat vatten i ett 50 mL centrifugrör.
    2. Förbereda Na2S reagens genom upplösning 18,01 g Na2S·9H2O i en 50 mL avjoniserat vatten i en 250 mL mätkolv.
    3. Förbereda H24 reagens genom att lägga till 4 mL koncentrerad svavelsyra (96%) 40 mL avjoniserat vatten som finns i ett 50 mL centrifugrör.
      Obs: Sista molar förhållandet av DMAV: Na2S:H2SO4 = 1:7.5:7.51,3,4,8,15.
    4. Lägg till de förberedda 40 mL av DMAV stopplösningen (steg 2.1.1) till 50 mL Na2S lösning innehöll på 250 mL-kolven (steg 2.1.2). Skölj röret som innehåller DMAV med 10 mL avjoniserat vatten och tillsätt detta till en 250 mL-kolv samt.
    5. Tillsätt den beredda 40 mL H24 lösning (steg 2.1.3), långsamt och stegvis sätt, i kolven.
    6. Övervaka färgaändringen av reaktionsblandningen i kolven när du lägger till svavelsyra med jämna mellanrum. Upprätthålla ett intervall på 4-5 mL droppar H24. blandningen bör vara en vit/gul grumlig lösning.
      Obs: Momentan gul nederbörd kan visas på grund av en snabb tillsättning av koncentrerad svavelsyra.
      Varning: När du lägger till svavelsyra, genereras vit rök; använda ett väl ventilerat dragskåp.
    7. Upprätthålla den reaktion lösningen i kolven över natten utan att täcka.
      Obs: Protokollet kan pausas här.
  2. DMDTAV extraktion med fasta fasen extraktion (SPE)-metoden
    1. Efter övernattning stående reaktionen syntetiserade filter reaktion lösningen med en C18 spruta typ kisel-baserade SPE för att fälla DMDTAV på kådan.
      Varning: Använda ett väl ventilerat dragskåp.
    2. Förbereda 10 mM ammoniumacetat (pH 6,3) genom upplösning 0.77 g ammoniumacetat i 1 L avjoniserat vatten. Eluera en tillräcklig volym 10 mM ammoniumacetat genom C18 sprutan (steg 2.2.1) att extrahera den adsorberade DMDTAV. Samla de filtrerade ammoniumacetat i ett glas petriskål (inre diameter på minst 160 mm) och minsta höjd 50 mm.
    3. Över glas petri skålen till ett N2 atmosfär handskfacket att förhindra arter omvandling.
      Varning: Att vätska inte dras in i vakuumpumpen genom rutan pass utlopp.
    4. Torka tills en vit fällning av dimethyldithioarsinate är bildade (kristalliserad DMDTAV) på glas petriskål.
      Obs: Protokollet kan pausas här.
  3. Verifiering av syntetiserade DMDTAV och lagring
    1. Ta en vit fällning av kristalliserad DMDTAV, och mäta dess totala vikt, inspelning mätningen.
      Varning: Använda ett väl ventilerat dragskåp eller handskfacket för att förhindra inandning av svavelväte gas.
    2. Lös upp kristalliserad DMDTAV i 50 mL N2-renade avjoniserat vatten i en 50 mL Centrifugera röret, och filtrera eventuell fällning genom ett 0,2 µm spruta filter.
    3. Anta att totalen per används DMAV omvandlas till DMDTAV, dvs≈2, 539 mg As· L-1. Späd DMDTAV stamlösningen till ≈1 mg· L-1 och ≈40 µg· L-1 för kontroll analys med ESI-MS och HPLC-ICP-MS, respektive.
    4. Analysera m/z DMDTAV använder ESI-MS11,16 och fragment på m/z 171 i positiv-ion-läge eller på m/z 169 i negativ-jon läge (tabell 1).
      Obs: Se referensvärdena för m/z (tabell 1).
    5. Analysera kromatogrammet för DMDTAV i stamlösning med HPLC-ICP-MS11,16,17 med lämpliga eluenten villkor och bekräftar att en topp finns vid retentionstiden beskrivs i litteraturen.
      Obs: Renhet av syntetiserade DMDTAV bör beräknas med hjälp av analysresultaten från steg 2.3.5.
    6. Analysera den totala arsenik koncentrationen med ICP-MS efter syraupplösning11 och beräkna den verkliga DMDTAV -koncentrationen i synthesized DMDTAV stamlösning med utspädningsfaktorer och renhet som följande ekvation:
      Analyserade totalt som koncentration (µg· L-1) · Utspädning faktor · Renhetsgrad (%) = sant DMDTAV koncentrationen av DMDTAV i stamlösning (µg· L-1)
    7. Lagra DMDTAV stamlösning vid 4 ° C i mörker för ytterligare kvantitativa artbildning analys18.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Eftersom DMMTAV har utarbetats av misstag av DMAIII syntes metod19, är verifiering av syntetiserade DMMTAV och DMDTAV ett kritiskt steg för utvinning och syntes och att fastställa standarden perfekt kemiska material. Syntetiserade kemikalier kan verifieras av peak av DMMTAV (MW 154 g·mol-1) och DMDTAV (MW 170 g·mol-1) massa-till-storma baserat (m/z) använder antingen positiv eller negativ jon läge elektrospray jonisering-massa spektrometer (ESI-MS) genom realtid injektion. Referensvärdet i m/z listas i tabell 119. Ytterligare verifiering av lyckade syntesen av DMMTAV och DMDTAV genomfördes genom att jämföra arter separation analysresultaten av retentionstiden (RT) för stora toppar till referensdata med HPLC-ICP-MS. figur 1 visar liknande RT av större och mindre toppar, DMAV och DMMTAV (figur 1a) eller DMDTAV (figur 1b), med 1,0 mL·min-1 5 mM myrsyra som en eluent och en C18 Liquid Chromatography (LC) kolumnen som beskrivs i17. Observera att RT av de stora topparna kan variera beroende på instrumental och eluenten villkoren och vilken LC kolumn används. Arter som ingår i beståndet lösningar av DMMTAV och DMDTAV bör undersökas före varje analys, även om detta protokoll antyder Förvaringsanvisningar för 4 ° c i mörker, som upprätthåller synthesized DMMTAV och DMDTA V med, respektive 2,2% respektive 5,8% omvandling under de 13 veckorna av analys (figur 2).

Figure 1
Figur 1: HPLC-ICP-MS kromatogram av syntetiserade DMMTAV och DMDTAV. 1: DMAV, 2: DMDTAVoch 3: DMMTAV mättes som stora toppar på 3,8 min, 5,9 min och 8,0 min i varje stamlösningar av a: DMMTAV och b: DMDTAV, som var motsvarade de som rapporteras av Li et al. i 201017. Instrumental villkorar av ICP-MS var 1550 V RF power och 50 µL injektionsvolym. En C18 kolumn användes med 5 mM myrsyra som en eluent17. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 2
Figur 2: Stabilitet DMMTAV och DMDTAV vid 4 ° c i mörker. Procentuell förändring av som arter distribution i varje lager lösningarna DMMTAV (en) och DMDTAV (b) för 13 veckor. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Syntetiseras stamlösning Ion-läge Fragment m/z Referenser
DMMTAV Positivt [Me2As (SH) OH] + 155 13,14,19,17,21,24
[Me2As (OH) 2] + 139 19,17
[Me2AsS] + 137 13,19,17,24
[Me2As (S) SAsMe2] + 275 13
Negativa [Me2AsOS]- 153 17,5,23
[MeAsSO]- 138 17,5
[AsSO]- 123 17,5
DMDTAV Positivt [Me2As (SH) 2] + 171 19,17
[Me2As (SH) OH] + 155 19
[Me2AsS] + 137 19,17
Negativa [Me2AsS2]- 169 20,17,5,22
[MeAsS2]- 154 20,17,5
[AsS2]- 139 17,5,22

Tabell 1: Föreslagna struktur av syntetiserade DMMTAV och DMDTAVoch mindre fragment joner av positiv eller negativ jon funktionsläget av ESI-MS. Den lista DMMTAV, DMDTAVoch mindre fragment m/z mätt med ESI-MS återskapades från litteratur5,13,14,17,19 ,20,21,22,23,24. Observera att m/z toppar kan variera med instrumental villkor och/eller matriser av lager lösningar.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Utvecklade protokollet har klargjort kritiska steg att tidigare studier1,3,4,8,15 utelämnas eller förkortad, vilket kan ha lett till svårigheter med eller fel under DMMTAV och DMDTAV syntes. DMMTAV är oxidation-känsliga1,5, kemiska reagenser för dess syntes var förberedda med N2-renade avjoniserat vatten (steg 1.1.1 - 1.1.3) för att förhindra den möjliga försening av DMAV thiolation och oxidation av DMMTAV. DMMTAV tillagade detta protokoll hade en renhet på 92%. Hänvisningen DMDTAV extraktionen metod dagens kiselbaserade C18 kolumn extraktion med ammonium acetat eller fosfat buffertlösning som en eluent,3,4,7,8 med renhet av den sålunda beredda DMDTAV varierande beroende på de kolumnen fack används, som inte beskrivs i referenser studier3,4,8. Däremot tillåtet att använda disponibla SPE i protokollet utvecklade (steg 2.2.1) utvinning av 88% ren DMDTAV. Dessutom tidigare metoder för utkristalliseras DMDTAV refereras endast en frystorkning förfarande20, medan i detta protokoll, enkel torkning av extraherade DMDTAV lösningen i en atmosfär av N2 inuti handsken Box (steg 2.2.3) producerade en vit rest av kristalliserad dimethyldithioarsinate.

Identitetskontroll av syntetiserade DMMTAV och DMDTAV är ett viktigt steg för att fastställa ideal standard kemiska. I vårt tidigare arbete16 baserat på detta protokoll, stora fragment på m/z 155 i positiv-ion-läget och m/z 169 i negativ-jon läget upptäcktes av ESI-MS analys av som-synthesized DMMTAV och DMDTAV, respektive. Den sistnämnda fragmenten ansågs vara [CH3]2AsS(=S) S] (dvs.[M-H]), bra överens med tidigare resultat5,17,20,22 , medan fragmentet på m/z 155 tilldelades [CH3]2As(=S)(OH) + H]+ (dvs.[M + H]+), igen, i samförstånd med referenser13,14, 17,19,21,24. Eftersom ESI-MS analys inte kan användas som den enda verifieringsmetoden, var stora toppar i kromatogram av DMMTAV och DMDTAV stamlösningar erhålls genom HPLC-ICP-MS jämfört med dem som Li et al. rapporterat 17 (figur 1). Även DMAIII är känd som en intermediär som produceras i det inledande skedet av DMMTAV bildandet1,7,8,25, uppvisar den låg stabilitet, försvinner inom 70 min19 och är därför inte upptäckas av detta förfarande (figur 1).

Ett annat mål för denna studie var att föreslå lagringsförhållandena för DMMTAV och DMDTAV stamlösningar med färre föroreningar för att förhindra sulfid-till-oxid konvertering och därmed uppnå ökad stabilitet18. De lagringsförhållanden som används här (dvs, 4 ° c i mörker) tillåtet bevarandet av syntetiserade DMMTAV och DMDTAV som viktiga arter i stamlösningar (figur 2) för fyra veckor, med ingen drastisk nedbrytning observerats även efter 13 veckor. Även om lösningsmedel pH (dvs.med avjoniserat vatten) kan påverka omvandlingen av arterna under lagring på grund av förekomsten av infödda10 och överflödig svavelväte arter med ursprung från kemiska reagenser såsom HS eller H2 S, stamlösningar underhålls neutralt pH utan betydande omvandling av de arter som finns där (figur 2). Därför kunde stamlösningar lagras vid 4 ° c i mörker under 13 veckor före kvantitativa artbildning analys.

I denna studie ändrades molar förhållandet blandande referensmetoden syntetisera DMMTAV och DMDTAV 1,3,4,8,15 för att producera stabila DMMTAV och DMDTAV lager lösningar för HPLC-ICP-MS kvantitativ analys. Brist på kritiskt steg detaljer, inklusive inte bara kemiska REAGENSBEREDNING, utvinning, och kristallisering steg, men också förvaringsanvisningar av DMMTAV och DMDTAV, hade stamlösningar och optimerad. Därför gäller stamlösningar tillagade detta protokoll tillräckligt för kvantitativ analys av DMMTAV och DMDTAV för övervakning miljöändamål.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Författarna har något att avslöja.

Acknowledgments

Denna forskning stöddes av grundläggande vetenskap forskningsprogram (projektnummer: 2016R1A2B4013467) genom den nationella forskning stiftelsen av Korea (NRF) finansieras av ministeriet för vetenskap, IKT & framtida planering 2016 och också stöds av Korea grundläggande vetenskap Institutet Research Program (projektnummer: 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

Miljövetenskap fråga 133 dimetylerad thioarsenicals dimethylmonothioarsinic acid dimethyldithioarsinic acid syntes HPLC-ICP-MS ESI-MS
Beredning av DMMTA<sup>V</sup> och DMDTA<sup>V</sup> med DMA<sup>V</sup> för miljötillämpningar: syntes, rening och bekräftelse
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