Aqueous piperazine (PZ) blended with N-(2-aminoethyl) piperazine (AEP) is an attractive solvent for CO₂ capture from coal-fired power plants. Blending PZ with AEP can remediate the precipitation issue of concentrated PZ while maintaining its high CO₂ absorption rate, and high resistance to degradation. 5 m PZ/2 m AEP also shows a milder nitrosamine issue than concentrated piperazine. A rigorous thermodynamic model was developed in Aspen Plus® to predict properties of PZ/AEP/H₂O/CO₂, using the electrolyte-Nonrandom Two-Liquid (eNRTL) activity coefficient model. A sequential regression was performed to represent CO₂ solubility, speciation, and amine volatility data over operationally significant loading and temperature ranges. The model predicts a CO₂ cyclic capacity of 0.78 mol/kg (PZ + AEP + water) for 5 m PZ/2 m AEP, compared to 0.50 mol/kg for 7 m MEA and 0.86 mol/kg for 8 m PZ. The predicted heat of absorption is 75 to 80 kJ/mol CO₂ at the operating loading range (0.290-0.371 mol CO₂/mol alkalinity). Although 5 m PZ/2 m AEP has a slightly lower CO₂ capacity than 8 m piperazine, its higher heat of absorption may offset the negative effect on energy consumption. Speciation for PZ/AEP/H₂O at various CO₂ loading and temperature was also predicted, from which behavior of CO₂ in the amine system was proposed. / text

Title: MRI Contrast Agents Based on Saturation Transfer Author: Bc. Tereza Krchová Department: Department of Inorganic Chemistry, Faculty of Science, Charles University in Prague Supervisor: doc. RNDr. Jan Kotek, Ph.D. Supervisor's email: modrej@natur.cuni.cz Abstract: The aim of this thesis was to synthesize macrocyclic ligands (based on the DO3A and DO2A framework) with exchangeable protons on the aminic coordinating groups that could be (after the complexation with suitable paramagnetic metal ions) potential contrast agents based on saturation transfer, so called CEST contrast agents (Chemical Exchange Saturation Transfer). Two ligands H3L1 and H2L2 with one and two aminoethyl groups have been synthesized. The structurally similar ligands H3L1 Me and H3L1 2Me with one exchangeable proton and without it have been also prepared. The protonation constants of the ligands H3L1 and H2L2 have been determined by pH 1 H NMR and potentiometric titrations. The stability constants of metal ion complexes with H3L1 and H2L2 have been also determined by potentiometry. The CEST effect of Eu3+ and Yb3+ complexes with H3L1 , H3L1 Me and H3L1 2Me in solution have been studied. The residence lifetime of the inner-sphere water molecule has been determined for Gd-L1 complex. Keywords: CEST, MRI, aminoethyl, DO3A, DO2A, 17 O...

none

none

Orientador: Sonia Maria Alves Bueno / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-06T20:08:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bresolin_IgorTadeuLazzarotto_M.pdf: 4686617 bytes, checksum: ed7a688421b5d854024279523878c12a (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Anticorpos monoclonais são imunoglobulinas secretadas por clones de linfócitos B, normais, tumorais ou obtidos pela tecnologia de hibridomas. Os anticorpos monoclonais têm sido utilizados nas áreas analítica e terapêutica, o que implica na necessidade de sua obtenção com pureza superior a 95%. Muitos estudos têm sido realizados visando à purificação de anticorpos monoclonais, destacando-se as técnicas de adsorção seletiva, como as cromatografias de troca iônica, hidrofóbica e de afinidade. Neste trabalho aplicou-se a cromatografia de afinidade em membranas de álcool polietileno-vinílico (PEVA), comparando o desempenho dos agentes quelantes (AQ) ácido iminodiacético (IDA), ácido aspártico carboximetilado (CM-Asp) e tris-2(aminoetil)amina (TREN) com íons metálicos imobilizados na purificação de anticorpos monoclonais anti-TNP, isotipo IgG1 a partir de sobrenadante de cultura celular precipitado e dialisado. Para determinar as melhores condições de adsorção e eluição na presença de diferentes sistemas tamponantes, foram testados os quelatos AQ-Ni2+, AQ-Zn2+ e AQ-Co2+, bem como os agentes quelantes sem metal imobilizado como grupos ionogênicos. De acordo com eletroforeses SDS-PAGE e análises ELlSA das frações dos picos de proteína obtidos, as melhores condições utilizadas para a purificação foi o uso de membranas PEVA-IDA-sem metal e PEVA-CM-Asp-Zn2+, em presença de tampão Tris-HCI 50 mM a pH 7,0 e eluição por aumento de concentração de Tris, atingindo fatores de purificação de 138,9 e 103,8 e pureza de 92,3% e 68,1%, respectivamente. A partir das isotermas de adsorção, determinou-se a capacidade máxima de adsorção e a constante de dissociação dos complexos IDA-lgG1 e CM-Asp-Zn2+ -lgG1 que, de acordo com o ajuste dos parâmetros pelo modelo de Langmuir, mostraram alta capacidade de adsorção e constantes de dissociação características de sistemas de afinidade média. Com o módulo de fibras ocas, construído em nosso laboratório, determinaram-se as curvas de ruptura por meio de experimentos de filtração para os processos propostos, e os resultados obtidos demonstraram que os sistemas de fibras ocas PEVA-IDA e PEVA-GM-Asp-Zn2+ são factíveis para a purificação de anticorpos monoclonais do isotipo IgG1 / Abstract: Monoclonal antibodies are immunoglobulins produced by normal, tumoral or hybrids Iymphocytes 8 obtained by hibridoma technology. Hybridomas are resulted from the fusion of Iymphocytes B with malignant myeloma cells which express both the Iymphocyte's property of specific-antibody production and the immortal characteristic of the myeloma cells. Monoclonal antibodies have been used in analytic and therapeutic areas. This application needs highly pure antibodies. Many techniques have been studied focusing monoclonal antibodies purification. These techniques include ion exchange, hydrophobic and affinity chromatography. In this study, we applied polyethylenevinyl alcohol (PEVA) membranes in the purification of monoclonal antibody from cel! culture supematant comparing the chelating agents Iminodiacetic Acid (IDA), Carboxy-methyl Aspartic Acid (CM-Asp) and Tris-2(aminoethyl)amine) (TREN) with different immobilized metal ios, Ni2+, Zn2+ and C02+, and with different buffers. We also evaluated the adsorption and purification of monoclonal antibodies using the chelating agents as ionogenic groups. According to SDS-PAGE electrophoresis and ELlSA analysis, the higher selectivity was obtained in the presence of 50 mM Tris-HCI buffer, pH 7,0 and with elution by increasing Tris concentration, with CM-Asp-Zn2+ and IDA as ionogenic group, which provided the purification of IgG with traces of albumin, reaching purification factors of 138.9 and 103.8 and purities of 92.3% and 68.1, respectively. The adsorbent capacity and the dissociation constant of the complexes IDA-lgG1 e CM-Asp-Zn2+ -lgG1 were determinate from adsorption isotherms. According to Langmuir model, the results indicated that the matrix presents high adsorption capacity and a dissociation constant characteristic for intermediate affinity systems. We also evaluated the breaktrough curves for the proposed processes. These breaktrough curves are important to scale up procedure / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Biotecnologicos / Mestre em Engenharia Química

No description available.

Das Ziel der vorliegenden Arbeit bestand in der Synthese von neuen funktionalisierten tripodalen Azaliganden auf Basis von Tris(2-aminoethyl)amin (Tren) und ihrer Charakterisierung als Rezeptoren und Extraktionsmittel für Kationen, Anionen sowie Salze. Die Komplexbildungs- und Phasentransfereigenschaften gegenüber den Kationen Ag(I), Co(II), Ni(II), Cu(II), Zn(II) und Cd(II) sowie den Anionen Cl-, Br-, I-, H2PO4-, SO42- und HCrO4- wurden durch Flüssig-Flüssig-Extraktion und Flüssigmembrantransport, 1H-NMR-Spektroskopie sowie Silberpotentiometrie untersucht; Struktur-Wirkungsbeziehungen für die jeweiligen Wirt/Gast-Systeme wurden abgeleitet. Röntgenkristallstrukturanalysen ausgewählter Komplexe mit den Kationen Ag(I), Ni(II) und Cu(II), den Anionen Br- und BF4- sowie dem Salz Hg(ClO4)2 ergänzten die gewonnenen Aussagen durch detaillierte Informationen zur Struktur und zu den auftretenden Wechselwirkungen. In die Betrachtungen wurden vergleichende Untersuchungen zur Ag(I)-Bindung durch strukturverwandte tripodale Schiffsche Basen einbezogen. Zusammenfassend wird der Einfluss der unterschiedlichen ligandspezifischen Charakteristika sowie der Substratspezies auf die Komplexbildung in Lösung und die Festkörperstruktur diskutiert. Die untersuchten tripodalen Aminverbindungen auf Basis von Tren zeigten in Abhängigkeit von ihrer Struktur ein differenziertes Extraktionsverhalten im System Metallsalz-Puffer-Wasser/Ligand-Chloroform. Als wesentliche Einflussfaktoren auf die Extraktion erwiesen sich Art, Anzahl und Anordnung der Donoratome sowie die differenzierte Lipophilie der Liganden. Die Zusammensetzung der extrahierten Komplexe in der organischen Phase ergab sich in den meisten Fällen zu 1:1 (Ag(I) : Ligand). Die bestimmte Reihe steigender Komplexstabilität für die 1:1-Komplexe von Ag(I) in Methanol unterstreicht in Analogie zu den Extraktionsuntersuchungen den Einfluss der Ligandcharakteristika auf die Komplexbildung. So führten Liganden mit tertiären Aminstickstoffatomen, zusätzlichen O-Donoratomen sowie sterisch anspruchsvollen Substituenten im Molekül zu geringeren Komplexstabilitäten, während zusätzliche S- und Pyridin-N-Donoratome in den untersuchten Aminverbindungen eine deutliche Steigerung der bestimmten Konstanten ergaben. Vergleichende Untersuchungen mit tripodalen Iminopodanden zeigten mit Ausnahme des 2-pyridylmethyl-substituierten Liganden generell niedrigere Stabilitäten der Ag(I)-Komplexe. 1H-NMR-Untersuchungen zur Komplexbildung in Lösung deuten unter veränderten Bedingungen auch auf einen möglichen Wechsel in der Komplexzusammensetzung und im Bindungsmuster für Ag(I) in Abhängigkeit von den im Molekül vorhandenen Donorfunktionen hin. Während für N4-Liganden ohne zusätzliche Donoratome sowie in Anwesenheit von S- und N-Donoratomen eine Zusammensetzung (Ag(I) : Ligand) von 1:1 bestimmt wurde, führen zusätzliche Pyridin-N-Donoratome zu einem stöchiometrischen Verhältnis von 3:2. Die Röntgenstrukturanalysen der Ag(I)-Komplexe von tripodalen Schiffschen Basen mit unterschiedlichen Substituenten unterstreichen die Variabilität der Koordinationsgeometrie von Ag(I) in Abhängigkeit vom Liganden. Interessant ist die Ausbildung von schwachen C-H···Ag-Wasserstoffbrücken in den Ag(I)-Komplexen der benzyl- und 4-biphenylmethyl-substituierten Liganden. Für die Kationen Co(II) und Zn(II) wurden mit den untersuchten Liganden generell nur geringe Extrahierbarkeiten erzielt. Dabei ist der Einfluss von Ligandstruktur sowie Lipophilie der Verbindungen auf die Extraktion stärker ausgeprägt als für Ag(I). Die Extraktion aus einem Gemisch von Co(II), Ni(II), Cu(II), Zn(II) und Cd(II) zeigte generell einen Anstieg der Extraktion in der Reihe Co(II) < Ni(II) < Zn(II) < Cd(II) < Cu(II). Lediglich die Verbindung mit einer OH-Funktion in 2-Position der aromatischen Substituenten führte zu höheren Extraktionsausbeuten für Co(II), Ni(II) und Cd(II) gegenüber Cu(II) und Zn(II). Röntgenstrukturanalysen von vier Cu(II)- bzw. Ni(II)-Komplexen veranschaulichen die bevorzugte höhere Koordinationszahl dieser Metallionen in relevanten Komplexen im Vergleich zu Ag(I). Die höhere Koordinationszahl wird dabei durch eine zusätzliche Koordination von Anionen oder Lösungsmittelmolekülen erreicht. Im Gegensatz zu den Kationen ist die Anionenextraktion wesentlich sensitiver gegenüber wechselnden experimentellen Bedingungen. Das hängt insbesondere mit den veränderten Bindungsverhältnissen in Anionenkomplexen zusammen. So wird die Extraktionsausbeute stark durch die Lipophilie der Liganden beeinflusst; ein signifikanter Anionentransport in die organische Phase wurde lediglich mit lipophilen Liganden erzielt. Die beobachtete Abstufung steigender Extraktion SO42- < Cl- < HCrO4- < I- ist in Übereinstimmung mit der zunehmenden Lipophilie dieser Anionen. In Abhängigkeit von der Natur der vorhandenen N-Donorfunktionen im Liganden und der Struktur der Liganden insgesamt wurde ein ausgeprägter pH-Einfluss auf die Extraktion der Anionen beobachtet. Während für die Liganden mit sekundären Aminfunktionen hohe Extrahierbarkeiten bei einem pH-Wert von ca. 5 auftraten, stiegen die Extraktionsausbeuten für Verbindungen mit tertiären Aminstickstofffunktionen mit abnehmenden pH-Wert kontinuierlich an. Die untersuchten Anionen wurden vorwiegend unter Bildung von 1:1- und 1:2-Komplexen (Anion : Ligand) in die organische Phase überführt. Für den Membrantransport war eine steigende Transportrate entsprechend der Dominanz der Lipophilie in der Reihe H2PO4- < SO42- < Cl- < Br- charakteristisch. Ein bevorzugter Transport von Cl- gegenüber Br- wurde hingegen mit sterisch anspruchsvollen Liganden sowie ausgeprägt lipophilen Verbindungen erreicht. Die Strukturen von zwei Anionenkomplexen mit BF4- bzw. Br- zeigen differenzierte Bindungsmuster. Einmal verhindern in einem Iminopodanden starke intramolekulare Wasserstoffbrücken zwischen dem protonierten Brückenstickstoff und den Iminfunktionen der Podandarme einen Einschluss des BF4--Anions in den vorliegenden Pseudokäfig, so dass die Koordination des Anions lediglich über schwache C-H···F-Kontakte an der Ligandperipherie erfolgt. Im Gegensatz dazu sind in einem N4-Aminliganden die drei Aminfunktionen der Podandarme protoniert. Die Br--Ionen werden sowohl durch ladungsunterstützte N-H···Br- als auch durch C-H···Br-Wasserstoffbrücken vom Liganden koordiniert. Weiterhin konnte in der Arbeit der Nachweis geführt werden, dass durch die Kombination von kationen- und anionenbindenden Funktionseinheiten in einem tripodalen Liganden die simultane Bindung und Extraktion von Kationen und Anionen möglich wird. Die Röntgenkristallstruktur eines Hg(ClO4)2-Komplexes bestätigt dabei die gleichzeitige Koordination von Kation und Anion durch die unterschiedlichen spezifischen Funktionseinheiten im Molekül.

L'unité structurale de la chromatine, nommée nucléosome, est composée d'un double brin d'ADN enroulé autour d'un octamère d'histone, et subit une pléthore de modifications post-traductionnelles. Les conséquences biologiques de l’acétylation des lysines et de l’isomérisation des liaisons peptidyl-prolyl ont été étudiées à travers une analyse à l’échelle atomique par RMN de systèmes d'intérêt reconstitués in vitro. Les liaisons peptidyl-prolyl du domaine N-terminal de l'histone H3 sont substrats in vitro d’une isomérase chez S. cerevisiae nommée Fpr4p, laquelle exerce un contrôle catalyse-dépendant de la transcription. La résolution de la structure du domaine catalytique de Fpr4p, à partir de contraintes géométriques mesurées par RMN, révéla un domaine canonique de la famille FKBP (FK506-binding protein). Grâce à l'analyse de la séquence primaire et aux expériences RMN, nous proposons un modèle structural préliminaire de Fpr4p entière. L'analyse fonctionnelle est réalisée grâce à trois décapeptides construits à partir de la séquence primaire de H3 chez S. cerevisiae. Ils sont tous substrats de Fpr4p et la catalyse est équivalente pour Pro16 et Pro30. La proportion à l'équilibre du conformère cis fut déterminée pour les trois peptides et celle-ci n'est pas affectée par l'activité catalytique de Fpr4p. Les structures en solution des substrats en conformation trans ont été résolues par spectroscopie RMN, et seront utilisées pour des appariements moléculaires in silico sur le domaine catalytique de Fpr4p. Pour étudier le rôle biologique de l'acétylation des histones, une méthodologie de production de protéines acétylées a été développée. Le protocole repose sur la mutation d'une lysine en cystéine d'une protéine recombinante, suivie d'une alkylation contrôlée exploitant la nucléophilie du groupe thiol préalablement introduit. La production de l'agent alkylant adéquat est simple, rapide, réalisable dans un laboratoire de biologie et permet différents marquages isotopiques du groupe acétyle. L'alkylation d'une protéine repliée fut réalisée avec succès en conditions natives. Le dimère d'histone H2A-H2B, un intermédiaire de l'assemblage du nucléosome et siège d'acétylation in vivo, fut reconstruit in vitro. Les déplacements chimiques des domaines N et C-terminaux de H2A sont cohérents avec un état intrinsèquement déstructuré bien que leurs dynamiques moléculaires ne soient pas équivalentes. / The structural unit of chromatin, the nucleosome, is composed of double-stranded DNA wrapped around a histone octamer and is subject to a plethora of post-translational modifications. The biological consequences of peptidyl-prolyl isomerization and lysine acetylation were investigated at atomic scale through analysis of in vitro reconstituted systems by NMR. Peptidyl-prolyl bonds of histone H3 N-terminal domain are substrates in vitro of an isomerase from S. cerevisiae named Fpr4p, which underlies transcriptional control dependent on its catalytic activity. The solution structure of the catalytic domain of Fpr4p was calculated based on restraints from NMR spectroscopy, and reveals a canonical catalytic domain belonging to the FK506-binding protein (FKBP) family. Based on primary sequence analysis and NMR experiments, a preliminary structural model of full length Fpr4p is also presented. Functional analyses were performed with three decapeptides designed from the primary sequence from the N-terminal tail of S. cerevisiae histone H3. All three constitute substrates of Fpr4p, with equivalent catalysis observed for Pro16 and Pro30. The equilibrium proportion of the cis-proline conformer has been determined for all three decapeptides, and these populations are unaffected by Fpr4p catalytic activity. Structural ensembles of the substrates with proline in the trans conformation were determined by using NMR spectroscopy, and will be subsequently used for in silico molecular docking onto Fpr4p. To study a second form of histone regulation, a semi-synthetic method to produce acetylated protein was developed. The protocol relies on the site-specific mutation of lysine to cysteine in recombinant proteins followed by controlled alkylation thanks to nucleophilicity of the introduced thiol. The production of the required alkylation reagent is easy, quick, and suitable for biology laboratory and allows diverse isotopic labeling within the acetyl group. Alkylation of folded proteins has also been achieved in native conditions. As one target of acetylation in vivo, the histone H2A-H2B dimer is an intermediate of nucleosome assembly and was reconstituted in vitro. Chemical shift values of the N- and C-terminal domains of H2A are in agreement with an intrinsically disordered state although they display differences in dynamic mobility.

Das Ziel der vorliegenden Arbeit bestand in der Synthese von neuen funktionalisierten tripodalen Azaliganden auf Basis von Tris(2-aminoethyl)amin (Tren) und ihrer Charakterisierung als Rezeptoren und Extraktionsmittel für Kationen, Anionen sowie Salze. Die Komplexbildungs- und Phasentransfereigenschaften gegenüber den Kationen Ag(I), Co(II), Ni(II), Cu(II), Zn(II) und Cd(II) sowie den Anionen Cl-, Br-, I-, H2PO4-, SO42- und HCrO4- wurden durch Flüssig-Flüssig-Extraktion und Flüssigmembrantransport, 1H-NMR-Spektroskopie sowie Silberpotentiometrie untersucht; Struktur-Wirkungsbeziehungen für die jeweiligen Wirt/Gast-Systeme wurden abgeleitet. Röntgenkristallstrukturanalysen ausgewählter Komplexe mit den Kationen Ag(I), Ni(II) und Cu(II), den Anionen Br- und BF4- sowie dem Salz Hg(ClO4)2 ergänzten die gewonnenen Aussagen durch detaillierte Informationen zur Struktur und zu den auftretenden Wechselwirkungen. In die Betrachtungen wurden vergleichende Untersuchungen zur Ag(I)-Bindung durch strukturverwandte tripodale Schiffsche Basen einbezogen. Zusammenfassend wird der Einfluss der unterschiedlichen ligandspezifischen Charakteristika sowie der Substratspezies auf die Komplexbildung in Lösung und die Festkörperstruktur diskutiert. Die untersuchten tripodalen Aminverbindungen auf Basis von Tren zeigten in Abhängigkeit von ihrer Struktur ein differenziertes Extraktionsverhalten im System Metallsalz-Puffer-Wasser/Ligand-Chloroform. Als wesentliche Einflussfaktoren auf die Extraktion erwiesen sich Art, Anzahl und Anordnung der Donoratome sowie die differenzierte Lipophilie der Liganden. Die Zusammensetzung der extrahierten Komplexe in der organischen Phase ergab sich in den meisten Fällen zu 1:1 (Ag(I) : Ligand). Die bestimmte Reihe steigender Komplexstabilität für die 1:1-Komplexe von Ag(I) in Methanol unterstreicht in Analogie zu den Extraktionsuntersuchungen den Einfluss der Ligandcharakteristika auf die Komplexbildung. So führten Liganden mit tertiären Aminstickstoffatomen, zusätzlichen O-Donoratomen sowie sterisch anspruchsvollen Substituenten im Molekül zu geringeren Komplexstabilitäten, während zusätzliche S- und Pyridin-N-Donoratome in den untersuchten Aminverbindungen eine deutliche Steigerung der bestimmten Konstanten ergaben. Vergleichende Untersuchungen mit tripodalen Iminopodanden zeigten mit Ausnahme des 2-pyridylmethyl-substituierten Liganden generell niedrigere Stabilitäten der Ag(I)-Komplexe. 1H-NMR-Untersuchungen zur Komplexbildung in Lösung deuten unter veränderten Bedingungen auch auf einen möglichen Wechsel in der Komplexzusammensetzung und im Bindungsmuster für Ag(I) in Abhängigkeit von den im Molekül vorhandenen Donorfunktionen hin. Während für N4-Liganden ohne zusätzliche Donoratome sowie in Anwesenheit von S- und N-Donoratomen eine Zusammensetzung (Ag(I) : Ligand) von 1:1 bestimmt wurde, führen zusätzliche Pyridin-N-Donoratome zu einem stöchiometrischen Verhältnis von 3:2. Die Röntgenstrukturanalysen der Ag(I)-Komplexe von tripodalen Schiffschen Basen mit unterschiedlichen Substituenten unterstreichen die Variabilität der Koordinationsgeometrie von Ag(I) in Abhängigkeit vom Liganden. Interessant ist die Ausbildung von schwachen C-H···Ag-Wasserstoffbrücken in den Ag(I)-Komplexen der benzyl- und 4-biphenylmethyl-substituierten Liganden. Für die Kationen Co(II) und Zn(II) wurden mit den untersuchten Liganden generell nur geringe Extrahierbarkeiten erzielt. Dabei ist der Einfluss von Ligandstruktur sowie Lipophilie der Verbindungen auf die Extraktion stärker ausgeprägt als für Ag(I). Die Extraktion aus einem Gemisch von Co(II), Ni(II), Cu(II), Zn(II) und Cd(II) zeigte generell einen Anstieg der Extraktion in der Reihe Co(II) < Ni(II) < Zn(II) < Cd(II) < Cu(II). Lediglich die Verbindung mit einer OH-Funktion in 2-Position der aromatischen Substituenten führte zu höheren Extraktionsausbeuten für Co(II), Ni(II) und Cd(II) gegenüber Cu(II) und Zn(II). Röntgenstrukturanalysen von vier Cu(II)- bzw. Ni(II)-Komplexen veranschaulichen die bevorzugte höhere Koordinationszahl dieser Metallionen in relevanten Komplexen im Vergleich zu Ag(I). Die höhere Koordinationszahl wird dabei durch eine zusätzliche Koordination von Anionen oder Lösungsmittelmolekülen erreicht. Im Gegensatz zu den Kationen ist die Anionenextraktion wesentlich sensitiver gegenüber wechselnden experimentellen Bedingungen. Das hängt insbesondere mit den veränderten Bindungsverhältnissen in Anionenkomplexen zusammen. So wird die Extraktionsausbeute stark durch die Lipophilie der Liganden beeinflusst; ein signifikanter Anionentransport in die organische Phase wurde lediglich mit lipophilen Liganden erzielt. Die beobachtete Abstufung steigender Extraktion SO42- < Cl- < HCrO4- < I- ist in Übereinstimmung mit der zunehmenden Lipophilie dieser Anionen. In Abhängigkeit von der Natur der vorhandenen N-Donorfunktionen im Liganden und der Struktur der Liganden insgesamt wurde ein ausgeprägter pH-Einfluss auf die Extraktion der Anionen beobachtet. Während für die Liganden mit sekundären Aminfunktionen hohe Extrahierbarkeiten bei einem pH-Wert von ca. 5 auftraten, stiegen die Extraktionsausbeuten für Verbindungen mit tertiären Aminstickstofffunktionen mit abnehmenden pH-Wert kontinuierlich an. Die untersuchten Anionen wurden vorwiegend unter Bildung von 1:1- und 1:2-Komplexen (Anion : Ligand) in die organische Phase überführt. Für den Membrantransport war eine steigende Transportrate entsprechend der Dominanz der Lipophilie in der Reihe H2PO4- < SO42- < Cl- < Br- charakteristisch. Ein bevorzugter Transport von Cl- gegenüber Br- wurde hingegen mit sterisch anspruchsvollen Liganden sowie ausgeprägt lipophilen Verbindungen erreicht. Die Strukturen von zwei Anionenkomplexen mit BF4- bzw. Br- zeigen differenzierte Bindungsmuster. Einmal verhindern in einem Iminopodanden starke intramolekulare Wasserstoffbrücken zwischen dem protonierten Brückenstickstoff und den Iminfunktionen der Podandarme einen Einschluss des BF4--Anions in den vorliegenden Pseudokäfig, so dass die Koordination des Anions lediglich über schwache C-H···F-Kontakte an der Ligandperipherie erfolgt. Im Gegensatz dazu sind in einem N4-Aminliganden die drei Aminfunktionen der Podandarme protoniert. Die Br--Ionen werden sowohl durch ladungsunterstützte N-H···Br- als auch durch C-H···Br-Wasserstoffbrücken vom Liganden koordiniert. Weiterhin konnte in der Arbeit der Nachweis geführt werden, dass durch die Kombination von kationen- und anionenbindenden Funktionseinheiten in einem tripodalen Liganden die simultane Bindung und Extraktion von Kationen und Anionen möglich wird. Die Röntgenkristallstruktur eines Hg(ClO4)2-Komplexes bestätigt dabei die gleichzeitige Koordination von Kation und Anion durch die unterschiedlichen spezifischen Funktionseinheiten im Molekül.

La neurotoxine β-N-méthyl-amino-l-alanine (BMAA) et ses isomères, notamment la N-(2- aminoéthyl glycine) (AEG), la β-amino-N-méthyl alanine (BAMA) et l'acide 2,4- diaminobutyrique (DAB), ont été détectés précédemment dans des échantillons de cyanobactéries. Cependant, il existe des rapports contradictoires concernant leur présence dans les eaux de surface. Dans cette étude, nous avons évalué l'impact de l'acide trichloracétique (TCA 0,1M) sur la détection des isomères de BMAA, par rapport aux protocoles préexistants. Une méthode instrumentale sensible a été utilisée pour l'étude, avec des limites de détection de l'ordre de 5-10 ng L-1. Des meilleures limites de détection plus élevés et des niveaux significativement plus importants (test des rangs signés de Wilcoxon appariés, p < 0,001) d'isomères de BMAA ont été observés dans les échantillons traités par le TCA, avec des augmentations relatives allant jusqu'à +725 % pour l'AEG et +1450 % pour le DAB, et des augmentations de concentration absolue allant jusqu'à +15 000 ng L-1 pour l'AEG et +650 ng L-1 pour le DAB. Nous avons également documenté les tendances de la présence des isomères de BMAA dans plusieurs lacs de différents pays tels que le Brésil, le Canada, la France, le Mexique et le Royaume-Uni. Les données obtenues au cours de cette étude (n = 390 provenant de 45 sites d'échantillonnage) indiquent des détections fréquentes des isomères AEG et DAB, avec des taux de détection de 30 % et 43 % et des niveaux maximums de 19 000 ng L-1 et 1 100 ng L-1, respectivement. En revanche, le BAMA a été trouvé dans moins de 8 % des échantillons d'eau, et la BMAA n'a été trouvée dans aucun échantillon. Ces résultats appuient les analyses des cyanobactéries libres, dans lesquelles la BMAA a souvent été détectée avec des concentrations inférieures de 2 à 4 ordres de grandeur à celles de l'AEG et du DAB. Les mesures saisonnières effectuées dans deux lacs impactés par des efflorescences ont indiqué des corrélations limitées entre les isomères de la BMAA et les microcystines totales ou la chlorophylle-a, ce qui mériterait une étude plus approfondie. / The neurotoxic alkaloid β-N-methyl-amino-l-alanine (BMAA) and related isomers, including N-(2-aminoethyl glycine) (AEG), β-amino-N-methyl alanine (BAMA) and 2,4-diaminobutyric acid (DAB), have been reported previously in cyanobacterial samples. However, there are conflicting reports regarding their occurrence in surface waters. In this study, we evaluated the impact of amending lake water samples with trichloroacetic acid (0.1M TCA) on the detection of BMAA isomers, compared with pre-existing protocols. A sensitive instrumental method was enlisted for the survey, with limits of detection in the range of 5-10 ng L-1. Higher detection limits ans significantly greater levels (paired Wilcoxon’s signed-rank tests, p < 0.001) of BMAA isomers were observed TCA-amended samples (method B) compared to samples without TCA (method A). The overall range of B/A ratios was 0.67-8.25 for AEG (up to +725 %) and 0.69-15.5 for DAB (up to +1450 %), with absolute concentration increases TCA-amended samples up to +15,000 ng L-1 for AEG and +650 ng L-1 for DAB. We also documented the trends in the occurrence of BMAA isomers for a large breadth of field-collected lakes from Brazil, Canada, France, Mexico, and the United Kingdom. Data gathered during this overarching campaign (overall n = 390 within 45 lake sampling sites) indicate frequent detections of AEG and DAB isomers, with detection rates of 30 % and 43 % and maximum levels of 19,000 ng L-1 and 1,100 ng L- 1, respectively. In contrast, BAMA was found in less than 8 % of the water samples, and BMAA not found in any sample. These results support analyses of free-living cyanobacteria, wherein BMAA was often reported at concentrations 2-4 orders of magnitude lower than AEG and DAB. Seasonal measurements conducted at two bloom-impacted lakes indicated limited correlations of BMAA isomers with total microcystins or chlorophyll-a, which deserves further investigation.