この作品は、国立再生可能エネルギー研究所との契約番号DE-AC36-08GO28308の下で、米国エネルギー省によってサポートされていました。エネルギー効率の米国DOE Officeと再生可能エネルギーバイオエネルギー技術のOfficeが提供する資金調達。米国政府が保有し、出版社は、出版物のために記事を受け入れることによって、米国政府が発行またはこの作品の公開された形を再現する、または他の人がそうすることを許可する非独占的、払込、取消不能の、世界的なライセンスを保持していることを認識し、米国政府の目的のために。

注意：開始する前に、関連するすべての物質安全データシート（MSDS）をご確認ください。エタノールは可燃性です。適用可能なすべての化学的処理手順は、だけでなく、すべての適用可能な廃棄物使い捨てと取り扱い手順に従わなければなりません。 1.試薬ソリューション<ol><li>ヒドロキシルアミン塩酸塩溶液（溶液A）を調製：250mLのメスフラスコに塩酸ヒドロキシルアミンおよび50mLの脱イオン水の7.7グラムを追加します。全ての固体が溶解したら、エタノールを用いてマークする希釈します。これは、80％（v / v）エタノール中の0.55 Mヒドロキシルアミン塩酸塩溶液をもたらします。 </li><li>トリエタノールアミン溶液（溶液B）を準備：250mLのメスフラスコにトリエタノールアミンの17.4 mLを加え。 10mLの水を追加し、エタノールで標線まで希釈します。水の添加がスキップされた場合に、95％エタノールを使用することもできます。これは、96％（v / v）エタノール中0.48 Mトリエタノールアミン溶液を生じさせます</li><li>塩酸を準備溶液。いずれかの0.1 Nソリューションを購入するかを10mLを使用して準備HCl及び1Lの水を濃縮しました。 </li></ol> 2.バイオオイルサンプリングおよび取扱い<ol><li>油試料は、室温でサンプルを回収する前であることを確認します。 （それが均質であることを確認するために、少なくとも1分間激しく振とうすることによりミックスを、視覚的にサンプルを検査します。一部のバイオ油は長い揺れ時間を必要とする場合があります）徹底的に均質化する代表的なサンプルを得るために、バイオオイルを。 </li><li>バイオオイルのサンプルについては、バイオオイルの100〜150ミリグラムを使用します。 </li><li>分析前に、サンプルの劣化を防止するために、酸素や熱への暴露を最小限に抑えます。 </li></ol> 3.分析手順<ol><li> ベースのソリューションの標準化 <ol><li> 105℃のオーブンで乾燥のNa 2 CO 3一次標準は、一晩乾燥サンプルを確保します。 Na 2 CO 3は、計量前に室温まで冷却します。 </li><li> 100〜150 mgの重量を量ります滴定容器に炭酸ナトリウム、攪拌棒を追加し、pH電極電球との接合部をカバーするのに十分な水を追加し、実際の重量を記録します。 </li><li>エタノール/水の最後の80％の溶液を作製するために割合でエタノールおよび水を別々に反応バイアルを数回洗浄し、滴定容器にサンプルを移します。エンドポイントへの自動滴定装置を用いて、酸溶液で滴定します。エンドポイントを記録します。エンドポイントは、滴定曲線の変曲点として定義されます。 </li><li> 3ポイントを得るために二回のプロセスを繰り返します。 </li><li>酸溶液の規定として平均値を使用してください。 </li></ol></li><li> 滴定ブランクの調製 <ol><li>ブランクAの場合：回転羽根と5 mLのバイアルに0.5mLのジメチルスルホキシド（DMSO）を加えます。 </li><li> 2mLのヒドロキシルアミン塩酸塩溶液（溶液A）を加えます。 </li><li> 2mLのトリエタノールアミン溶液（溶液B）を加えます。 </li><li>キャップきつく、予熱した（80℃）での場所の熱えーブロックまたは水浴、2時間撹拌します。 </li><li>酸エンドポイントに自動滴定装置を用いた溶液、およびレコードのエンドポイントで滴定します。 </li><li>ブランクBの場合：鉱酸は、試料中に存在するスピン羽根と5 mLのバイアルに0.5mLのDMSOを添加することが疑われる場合。 </li><li> 2mLのトリエタノールアミン溶液（溶液B）を加えます。 </li><li>キャップはしっかりと80℃で2時間攪拌します。 </li><li>エタノール/水の最後の80％の溶液を作製するために割合でエタノールおよび水を別々に反応バイアルを数回洗浄し、滴定容器にサンプルを移します。エンドポイントへの自動滴定装置を用いて、酸溶液で滴定します。エンドポイントを記録します。 </li><li>反復プロセスを3回3点得ます。 </li></ol></li><li> 既知のカルボニルを用いた方法の検証 <ol><li>スピン羽根を追加し、実際の重量を記録し、5 mLのバイアルに、4-（ベンジルオキシ）ベンズアルデヒド（4-BBA）の〜100 mgの計量。 </li><li> 0.5 mLのDMSOを追加します。 </li><li>ディゾルブ2mLのサンプルヒドロキシルアミン塩酸塩溶液（溶液A）。 </li><li> 2mLのトリエタノールアミン溶液（溶液B）を加えます。 </li><li>蓋を閉めてしっかりと80℃で2時間攪拌します。 </li><li>エタノール/水の最後の80％の溶液を作製するために割合でエタノールおよび水を別々に反応バイアルを数回洗浄し、滴定容器にサンプルを移します。エンドポイントへの自動滴定装置を用いて、酸溶液で滴定します。エンドポイントを記録します。 </li><li>三点を得るために、工程を3回繰り返します。 </li></ol></li><li> 法を用いたバイオ油の分析 <ol><li> 、5 mLのバイアルへのバイオオイルを100mgに近い計量実際の重量を記録し、スピンベーンを追加します。 </li><li> 0.5 mLのDMSOを追加します。 </li><li> 2mLのサンプルを溶解し、ヒドロキシルアミン塩酸塩溶液（溶液A）。 </li><li> 2mLのトリエタノールアミン溶液（溶液B）を加えます。 </li><li>蓋を閉めてしっかりと80℃で2時間攪拌します。 </li><li>転送番目滴定容器に電子サンプル、エタノール/水の最後の80％の溶液を作製するための割合でエタノールおよび水で数回別々に反応バイアルを洗浄します。エンドポイントへの自動滴定装置を用いて、酸溶液で滴定します。エンドポイントを記録します。 </li><li>三点を得るために、工程を3回繰り返します。 </li><li>ブランクC：鉱酸が疑われる場合、試料中に存在する5 mLのバイアルにバイオオイルの近くに100 mgの重量を量る、重量を記録し、スピン羽根を追加します。 </li><li> 0.5 mLのDMSOを追加します。 </li><li> 2mLのトリエタノールアミン溶液（溶液B）を加えます。 </li><li>キャップはしっかりと80℃で2時間攪拌します。 </li><li>エタノール/水の最後の80％の溶液を作製するために割合でエタノールおよび水を別々に反応バイアルを数回洗浄し、滴定容器にサンプルを移します。エンドポイントへの自動滴定装置を用いて、酸溶液で滴定します。エンドポイントを記録します。 </li><li>反復プロセスを3回3点得ます。 </li></ol></li></ol> 4.計算<ol><li> ベースのソリューションの標準化 <ol><li>以下の式を使用して酸性溶液（モル/ L）の濃度を計算します。グラムの乾燥炭酸ナトリウムの重量は（ すなわち 、99％が150である）純度は分数として書かれ、1ワットであり、エンドポイントはミリリットルです。 <img alt="式（1）" src="/files/ftp_upload/55165/55165eq1.jpg" /></li></ol></li><li> 既知のカルボニルを用いた方法の検証 <ol><li>以下の式を用いて、試料中の4BBA（モル/ L）の濃度を計算します。グラムで4BBAの重量4BBA純度は、画分（ すなわち 、99％が150である）のように書かれている、2 wがあり、酸性溶液（モル/ L）の濃度は、[酸]は、塩酸•トリエタノールアミン/ヒドロキシルアミン空白のエンドポイントは、EP BA（ミリリットルで3ブランクの平均値）であり、およびエンドポイントは（mL中）EPです。&lt;BR /&gt; <img alt="式（2）" src="/files/ftp_upload/55165/55165eq2.jpg" /></li></ol></li><li> バイオオイルの分析 <ol><li>バイオ油中のカルボニルの濃度を計算する[CO]（モル/ gバイオ油）は、以下の式を用いて。グラムでのバイオオイルの重量W 3、酸溶液（モル/ L）の濃度は、[酸]である、トリエタノールアミン/ヒドロキシルアミン•HClのブランクエンドポイントはEP BA（ミリリットル中3のブランクの平均値）であります、およびエンドポイントは（mL中）EPです。 <img alt="式3" src="/files/ftp_upload/55165/55165eq3.jpg" /></li></ol></li><li> 酸の修正 注：pKaを有する鉱酸または有機酸の存在&lt;2は、トリエタノールアミンとの酸の反応による人為的な低カルボニル値を引き起こす可能性があります。 <ol><li>これが疑われる場合には、セクション3.2.6および3.4​​.8で詳述ブランクを行います。グラムでのサンプル中のバイオオイルの量は、3 wが、EPは、サンプルのエンドポイントであるとEP BAは、トリエタノールアミン/ヒドロキシルアミン空白になっています。 EP BBはブランクBのエンドポイントである、EP BCはブランクCの終点であり、ブランクCで使用される油の重量（g）はBC wは次のとおりです。 <img alt="式4" src="/files/ftp_upload/55165/55165eq4.jpg" /> ほとんどの酢酸を含有するバイオオイルのサンプルについては、これは不必要なステップです。 </li></ol></li></ol>

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	<li>Oasmaa, A., Kuoppala, E., Solantausta, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fast+pyrolysis+of+forestry+residue.+2.+physicochemical+composition+of+product+liquid.">Fast pyrolysis of forestry residue. 2. physicochemical composition of product liquid.</a> Energy Fuels. 17 (2), 433-443 (2003).</li><li>Olarte, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stabilization+of+Softwood-Derived+Pyrolysis+Oils+for+Continuous+Bio-oil+Hydroprocessing.">Stabilization of Softwood-Derived Pyrolysis Oils for Continuous Bio-oil Hydroprocessing.</a> Top. Catal. 59 (1), 55-64 (2016).</li><li>Nicolaides, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The chemical characterization of pyrolytic oils. , (1984).</li><li>Oasmaa, A., Korhonen, J., Kuoppala, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+approach+for+stability+measurement+of+wood-based+fast+pyrolysis+bio-oils.">An approach for stability measurement of wood-based fast pyrolysis bio-oils.</a> Energy Fuels. 25 (7), 3307-3313 (2011).</li><li>Chen, C. L., Lin, S. Y., Dence, C. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Methods in Lignin Chemistry. , 446-457 (1992).</li><li>Scholze, B., Hanser, C., Meier, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+the+water-insoluble+fraction+from+fast+pyrolysis+liquids+(pyrolytic+lignin)+Part+II.+GPC,+carbonyl+groups,+and+13C-NMR.">Characterization of the water-insoluble fraction from fast pyrolysis liquids (pyrolytic lignin) Part II. GPC, carbonyl groups, and 13C-NMR.</a> J. Anal. Appl. Pyrolysis. 58-59, 387-400 (2001).</li><li>Bayerbach, R., Meier, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+the+water-insoluble+fraction+from+fast+pyrolysis+liquids+(pyrolytic+lignin).+Part+IV:+Structure+elucidation+of+oligomeric+molecules.">Characterization of the water-insoluble fraction from fast pyrolysis liquids (pyrolytic lignin). Part IV: Structure elucidation of oligomeric molecules.</a> J. Anal. Appl. Pyrolysis. 85 (1-2), 98-107 (2009).</li><li>Faix, O., Andersons, B., Zakis, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determination+of+Carbonyl+Groups+of+Six+Round+Robin+Lignins.">Determination of Carbonyl Groups of Six Round Robin Lignins.</a> Holzforschung. 52, 268-272 (1998).</li><li>Black, S., Ferrell, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determination+of+Carbonyl+Groups+in+Pyrolysis+Bio-oils+Using+Potentiometric+Titration:+Review+and+Comparison+of+Methods.">Determination of Carbonyl Groups in Pyrolysis Bio-oils Using Potentiometric Titration: Review and Comparison of Methods.</a> Energy Fuels. 30 (2), 1071-1077 (2016).</li><li>Ferrell, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Standardization+of+Chemical+Analytical+Techniques+for+Pyrolysis+Bio-oil:+History,+Challenges,+and+Current+Status+of+Methods.">Standardization of Chemical Analytical Techniques for Pyrolysis Bio-oil: History, Challenges, and Current Status of Methods.</a> Biofuels, Bioprod. Biorefin. 10, 496-507 (2016).</li></ol>

著者らは、開示することは何もありません。

代表的な滴定曲線を、 図2に示されています。ブランク滴定、ならびに熱分解油サンプルの滴定は、示されています。また、滴定曲線（DPH / DV）の一次導関数は、滴定の終点を容易に認識を可能にする、示されています。 図2に差し込みテーブルには、平均値と標準偏差と熱分解油とブランク滴定の両方のための三重のデータを示しています。 （mL中）に示す終点の値...

熱分解バイオ油の化合物および化学官能基の多種多様で構成されているが、カルボニル基の定量化は特に重要です。カルボニルは、ストレージ1及び処理2の両方の間にバイオオイルの不安定性の原因であることが知られています。ここに提示滴定法を確実バイオ油の全カルボニル含有量を定量することができる単純な技術です。唯一のアルデヒド及びケトン官能基は、この方法を使用して定量します。カルボン酸とラクトンのグループは定量化されていません。 バイオ油の分析のために、滴定によりカルボニル基の定量化は、伝統的にニコライデス3の方法を用いて達成されました。この方法は、一般にバイオオイル文献4、5、6、7で使用されています。これはカルボニルは、対応するオキシムに変換される単純な手順（ 図1参照）。遊離したHClが完了するまで、平衡を強制的にピリジンと反応します。ピリジンの共役酸をNaOH（塩基滴定剤）の既知量で滴定します。使用のNaOHの当量数は、バイオオイル中のカルボニル存在のモル化学量論的に等価です。 ニコライデス方法は、しかしながら、いくつかの制限があります。これは、完成に到達するために48時間を超える反応時間を必要とすることができます。これは深刻なサンプルスループットを制限します。それは有毒であるピリジンを利用します。 1〜2グラムのサンプルの重みが必要とされています。使用されるサンプル量は、ヒドロキシルアミン塩酸の存在量とサンプルのカルボニル含有量に依存します。使用したサンプル重量の初期推定値が正しくない場合、滴定が繰り返されなければなりません。 Faix ら。 図8は、時間を変更されている方法を開発しましたニコライデス法の問題に対処するERE。反応は、それによって試料スループットを増加させる、2時間80℃で行われます。ピリジンは、毒性の少ない化学物質であるトリエタノールアミンで置換されています。サンプルサイズは、100〜150ミリグラムに減少させることができます。トリエタノールアミンは、反応の完了を駆動、遊離した塩酸を消費し、消費されなかったトリは、直接滴定します。ヒドロキシルアミンの二次滴定は不要です。これらの力価測定法の比較は、ニコライデス法が著しくバイオ油9のカルボニル含有量を過小評価することが示されています。 ここで説明する方法は、熱分解バイオ油の分析により適用できるように元のメソッド8から変更されています。この方法は、生分解バイオ油の分析のために開発されたが、それはうまく水素化バイオ油を含むバイオマス由来油の他のタイプに適用されています。 ADDItionally、この方法は、加齢およびアップグレードの両方の間のカルボニル含有量の変化を監視するために使用されています。

<table><tbody><tr><td>Analytical balance</td><td></td><td></td><td>accurate to 0.1 mg</td></tr><tr><td>dry block heater with magnetic stirrer, or hot water bath with magnetic stirrer</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Automatic titrator</td><td></td><td></td><td>We used a Metrohm Titrando 809 automatic titrator, though other equivalent systems are acceptable</td></tr><tr><td>Deionized water</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Ethanol (reagent grade)</td><td></td><td></td><td>CAS # 64-17-5</td></tr><tr><td>Hydroxylamine hydrochloride&amp;nbsp;</td><td></td><td></td><td>CAS # 5470-11-1</td></tr><tr><td>Triethanolamine&amp;nbsp;</td><td></td><td></td><td>CAS #102-71-6</td></tr><tr><td>Hydrochloric acid (37%)&amp;nbsp;</td><td></td><td></td><td>CAS # 7647-01-0</td></tr><tr><td>Sodium Carbonate (primary standard)&amp;nbsp;</td><td>SigmaAldrich</td><td>223484</td><td></td></tr><tr><td>4-(benzyloxy)benzaldehyde&amp;nbsp;</td><td></td><td></td><td>CAS # 4397-53-9</td></tr><tr><td>Dimethyl sulfoxide</td><td></td><td></td><td>CAS # 67-68-5</td></tr><tr><td>5 mL glass Reacti-vials with solid lid and teflon spinvane</td><td>Thermoscientific</td><td>TS-13223</td><td></td></tr><tr><td>200 mL volumetric flask</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Volumetric or mechanical pipettes</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

determination of carbonyl functional groups in bio-oils by potentiometric titration: the faix method

バイオ油中に存在するカルボニル化合物は、貯蔵時やアップグレード時のバイオオイルのプロパティの変更に関与することが知られています。具体的には、カルボニルは、バイオ油の貯蔵中に（多くの場合、「老化」と呼ばれる）の粘度の増加を引き起こします。このように、カルボニル含有量は、予め粘度測定未満のばらつきを有するバイオオイル老化及び縮合反応を追跡する方法として使用されています。さらに、カルボニルはまた、バイオオイルのアップグレードプロセスにおけるコークスの形成に関与しています。バイオ油中のカルボニルの重要性を考えると、彼らの定量化のための正確な分析方法は、バイオオイルのコミュニティにとって非常に重要です。カルボニルのオキシム化に基づいて、電位差滴定方法は、長い熱分解バイオ油中のカルボニル含量を決意するために使用されてきました。ここでは、より少ない反応時間をもたらす従来のカルボニルのオキシム化手順の修正、より小さなサンプルサイズ、高精度、よりACCを提示します尿酸のカルボニル決定。従来のカルボニルオキシム化法は室温で起こりながら、ここに提示Faix方法は、80℃の高温で起こります。

<html> 図2に示すように、代表的な滴定曲線は、単一のエンドポイントから成ります。生のバイオオイルの試料、およびブランク滴定の両方のための典型的な滴定は、示されています。エンドポイントは、滴定曲線の変曲点であるように、エンドポイントは、容易に（ 図2には、右軸、DPH / DVに示す）滴定曲線の一次導関数をプロットすることに...

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Determination of Carbonyl Functional Groups in Bio-oils by Potentiometric Titration: The Faix Method

Here we present a potentiometric titration technique for accurately quantifying carbonyl compounds in pyrolysis bio-oils.

Faix方法：電位差滴定法によりバイオ油中のカルボニル官能基の決意

Carbonyl compounds present in bio-oils are known to be responsible for bio-oil property changes upon storage and during upgrading. Specifically, carbonyls ...

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Identification of Fatty Acids in Bacillus cereus

The Bacillus species contain branched chain and unsaturated fatty acids (FAs) with diverse positions of the methyl branch (iso or anteiso) and of the double bond. Changes in FA composition play a crucial role in the adaptation of bacteria to their environment. These modifications entail a change in the ratio of iso versus anteiso branched FAs, and in the proportion of unsaturated FAs relative to saturated FAs, with double bonds created at specific positions. Precise identification of the FA profile is necessary to understand the adaptation mechanisms of Bacillus species.
Many of the FAs from Bacillus are not commercially available. The strategy proposed herein identifies FAs by combining information on the retention time (by calculation of the equivalent chain length (ECL)) with the mass spectra of three types of FA derivatives: fatty acid methyl esters (FAMEs), 4,4-dimethyl oxazoline derivatives (DMOX), and 3-pyridylcarbinyl ester (picolinyl). This method can identify the FAs without the need to purify the unknown FAs.
Comparing chromatographic profiles of FAME prepared from Bacillus cereus with a commercial mixture of standards allows for the identification of straight-chain saturated FAs, the calculation of the ECL, and hypotheses on the identity of the other FAs. FAMEs of branched saturated FAs, iso or anteiso, display a constant negative shift in the ECL, compared to linear saturated FAs with the same number of carbons. FAMEs of unsaturated FAs can be detected by the mass of their molecular ions, and result in a positive shift in the ECL compared to the corresponding saturated FAs.
The branching position of FAs and the double bond position of unsaturated FAs can be identified by the electron ionization mass spectra of picolinyl and DMOX derivatives, respectively. This approach identifies all the unknown saturated branched FAs, unsaturated straight-chain FAs and unsaturated branched FAs from the B. cereus extract.

Identification of Fatty Acids in Bacillus cereus

We propose a protocol to identify fatty acids without the need to purify them. It combines information on the retention times with the mass spectra of three types of fatty acid derivatives: fatty acid methyl esters (FAMEs), 4,4-dimethyl oxazoline derivatives (DMOX), and 3-pyridylcarbinyl esters (picolinyl).

脂肪酸の同定で<em&gt;セレウス菌</em

The Bacillus species contain branched chain and unsaturated fatty acids (FAs) with diverse positions of the methyl branch (iso or anteiso) and of the ...

生化学

A Toolkit to Enable Hydrocarbon Conversion in Aqueous Environments

This work puts forward a toolkit that enables the conversion of alkanes by Escherichia coli and presents a proof of principle of its applicability. The toolkit consists of multiple standard interchangeable parts (BioBricks)9 addressing the conversion of alkanes, regulation of gene expression and survival in toxic hydrocarbon-rich environments.
A three-step pathway for alkane degradation was implemented in E. coli to enable the conversion of medium- and long-chain alkanes to their respective alkanols, alkanals and ultimately alkanoic-acids. The latter were metabolized via the native &beta;-oxidation pathway. To facilitate the oxidation of medium-chain alkanes (C5-C13) and cycloalkanes (C5-C8), four genes (alkB2, rubA3, rubA4and rubB) of the alkane hydroxylase system from Gordonia sp. TF68,21 were transformed into E. coli. For the conversion of long-chain alkanes (C15-C36), theladA gene from Geobacillus thermodenitrificans was implemented. For the required further steps of the degradation process, ADH and ALDH (originating from G. thermodenitrificans) were introduced10,11. The activity was measured by resting cell assays. For each oxidative step, enzyme activity was observed.
To optimize the process efficiency, the expression was only induced under low glucose conditions: a substrate-regulated promoter, pCaiF, was used. pCaiF is present in E. coli K12 and regulates the expression of the genes involved in the degradation of non-glucose carbon sources.
The last part of the toolkit - targeting survival - was implemented using solvent tolerance genes, PhPFD&alpha; and &beta;, both from Pyrococcus horikoshii OT3. Organic solvents can induce cell stress and decreased survivability by negatively affecting protein folding. As chaperones, PhPFD&alpha; and &beta; improve the protein folding process e.g. under the presence of alkanes. The expression of these genes led to an improved hydrocarbon tolerance shown by an increased growth rate (up to 50%) in the presences of 10% n-hexane in the culture medium were observed.
Summarizing, the results indicate that the toolkit enables E. coli to convert and tolerate hydrocarbons in aqueous environments. As such, it represents an initial step towards a sustainable solution for oil-remediation using a synthetic biology approach.

A sustainable auto regulating bacterial system for the remediation of oil pollutions was designed using standard interchangeable DNA parts (BioBricks). An engineered E. coli strain was used to degrade alkanes via &beta;-oxidation in toxic aqueous environments. The respective enzymes from different species showed alkane degradation activity. Additionally, an increased tolerance to n-hexane was achieved by introducing genes from alkane-tolerant bacteria.

水性環境で炭化水素の変換を有効にするツールキット

This work puts forward a toolkit that enables the conversion of alkanes by Escherichia coli and presents a proof of principle of its applicability. The ...

生物工学

Analyzing the Photo-oxidation of 2-propanol at Indoor Air Level Concentrations Using Field Asymmetric Ion Mobility Spectrometry

We demonstrate a versatile protocol to be used for determining the effectiveness of photocatalysts in degrading indoor air concentration (ppb) volatile organic carbons (VOCs), illustrating this with a titanium dioxide based catalyst, and the VOC 2-propanol. The protocol takes advantage of field asymmetric ion mobility spectroscopy (FAIMS), an analysis tool that is capable of continuously identifying and monitoring the concentration of VOCs such as 2-propanol and acetone at the ppb level. The continuous nature of FAIMS allows detailed kinetic analysis, and long-term reactions, offering a significant advantage over gas chromatography, a batch process traditionally used in air purification characterization. The use of FAIMS in photocatalytic air purification has only recently been used for the first time, and with the protocol illustrated here, the flexibility in allowing alternative VOCs and photocatalysts to be tested using comparable protocols offers a unique system to elucidate photocatalytic air purification reactions at low concentrations.

A protocol for determining the effectiveness of photocatalysts in degrading indoor air concentration (ppb) model volatile organic carbons such as 2-propanol is described.

フィールド非対称イオン移動度分析法を用いた室内空気レベルの濃度で 2-プロパノールの光酸化反応の分析

We demonstrate a versatile protocol to be used for determining the effectiveness of photocatalysts in degrading indoor air concentration (ppb) volatile ...

化学

Original Experimental Approach for Assessing Transport Fuel Stability

The study of fuel oxidation stability is an important issue for the development of future fuels. Diesel and kerosene fuel systems have undergone several technological changes to fulfill environmental and economic requirements. These developments have resulted in increasingly severe operating conditions whose suitability for conventional and alternative fuels needs to be addressed. For example, fatty acid methyl esters (FAMEs) introduced as biodiesel are more prone to oxidation and may lead to deposit formation. Although several methods exist to evaluate fuel stability (induction period, peroxides, acids, and insolubles), no technique allows one to monitor the real-time oxidation mechanism and to measure the formation of oxidation intermediates that may lead to deposit formation. In this article, we developed an advanced oxidation procedure (AOP) based on two existing reactors. This procedure allows the simulation of different oxidation conditions and the monitoring of the oxidation progress by the means of macroscopic parameters, such as total acid number (TAN) and advanced analytical methods like gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS) and Fourier Transform Infrared - Attenuated Total Reflection (FTIR-ATR). We successfully applied AOP to gain an in-depth understanding of the oxidation kinetics of a model molecule (methyl oleate) and commercial diesel and biodiesel fuels. These developments represent a key strategy for fuel quality monitoring during logistics and on-board utilization.

Oxidation stability of transport fuels has become a concern for future fuel development. This work presents an original methodology developed by IFP Energies Nouvelles for assessing fuel stability using two different reactors. This methodology was successfully applied to gain an in-depth understanding of the oxidation kinetics and pathways of model molecules and commercial fuels.

交通燃料の安定性を評価するためのオリジナル実験的アプローチ

The study of fuel oxidation stability is an important issue for the development of future fuels. Diesel and kerosene fuel systems have undergone several ...

Using Capillary Electrophoresis to Quantify Organic Acids from Plant Tissue: A Test Case Examining Coffea arabica Seeds

Carboxylic acids are organic acids containing one or more terminal carboxyl (COOH) functional groups. Short chain carboxylic acids (SCCAs; carboxylic acids containing three to six carbons), such as malate and citrate, are critical to the proper functioning of many biological systems, where they function in cellular respiration and can serve as indicators of cell health. In foods, organic acid content can have significant impact on taste, with increased SCCA levels resulting in a sour or &#34;acid&#34; taste. Because of this, methods for the rapid analysis of organic acid levels are of particular interest to the food and beverage industries. Unfortunately, however, most methods used for SCCA quantification are dependent on time-consuming protocols requiring the derivatization of samples with hazardous reagents, followed by costly chromatographic and/or mass spectrometric analyses. This method details an alternate method for the detection and quantification of organic acids from plant material and food samples using free zonal capillary electrophoresis (CZE), sometimes simply referred to as capillary electrophoresis (CE). CZE provides a cost-effective method for measuring SCCAs with a low limit of detection (0.005 mg/ml). This article details the extraction and quantification of SCCAs from plant samples. While the method provided focuses on measurement of SCCAs from coffee beans, the method provided can be applied to multiple plant-based food materials.

Using Capillary Electrophoresis to Quantify Organic Acids from Plant Tissue: A Test Case Examining Coffea arabica Seeds

This article presents a method for the detection and quantification of organic acids from plant material using free zonal capillary electrophoresis. An example of the potential application of this method, determining the effects of a secondary fermentation on organic acid levels in coffee seeds, is provided.

植物組織からの有機酸を定量化するためにキャピラリー電気泳動を使用した：テストケースを調べます<em&gt;コーヒーノキアラビカ</em&gt;種子

Carboxylic acids are organic acids containing one or more terminal carboxyl (COOH) functional groups. Short chain carboxylic acids (SCCAs; carboxylic ...

Extraction of Lignin with High &#946;-O-4 Content by Mild Ethanol Extraction and Its Effect on the Depolymerization Yield

Lignin valorization strategies are a key factor for achieving more economically competitive biorefineries based on lignocellulosic biomass. Most of the emerging elegant procedures to obtain specific aromatic products rely on the lignin substrate having a high content of the readily cleavable &#946;-O-4 linkage as present in the native lignin structure. This provides a miss-match with typical technical lignins that are highly degraded and therefore are low in &#946;-O-4 linkages. Therefore, the extraction yields, and the quality of the obtained lignin are of utmost importance to access new lignin valorization pathways. In this manuscript, a simple protocol is presented to obtain lignins with high &#946;-O-4 content by relatively mild ethanol extraction that can be applied to different lignocellulose sources. Furthermore, analysis procedures to determine the quality of the lignins are presented together with a depolymerization protocol that yields specific phenolic 2-arylmethyl-1,3-dioxolanes, which can be used to evaluate the obtained lignins. The presented results demonstrate the link between lignin quality and potential for the lignins to be depolymerized into specific monomeric aromatic chemicals. Overall, the extraction and depolymerization demonstrates a trade-off between the lignin extraction yield and the retention of the native aryl-ether structure and thus the potential of the lignin to be used as the substrate for the production of chemicals for higher-value applications.

Here, we present a protocol to perform ethanol extraction of lignin from several biomass sources. The effect of the extraction conditions on the lignin yield and &#946;-O-4 content are presented. Selective depolymerization is performed on the obtained lignins to obtain high aromatic monomer products.

高 β-O-4 コンテンツによるリグニンの抽出軽度エタノール抽出と脱重合の収量に及ぼす影響

Lignin valorization strategies are a key factor for achieving more economically competitive biorefineries based on lignocellulosic biomass. Most of the ...

Characterizing Lewis Pairs Using Titration Coupled with In Situ Infrared Spectroscopy

Lewis acid-activation of carbonyl-containing substrates is a fundamental basis for facilitating transformations in organic chemistry. Historically, characterization of these interactions has been limited to models equivalent to stoichiometric reactions. Here, we report a method utilizing in situ infrared spectroscopy to probe the solution interactions between Lewis acids and carbonyls under synthetically relevant conditions. Using this method, we were able to identify 1:1 complexation between GaCl3 and acetone and a highly ligated complex for FeCl3 and acetone. The impact of this technique on mechanistic understanding is illustrated by application to the mechanism of Lewis acid-mediated carbonyl-olefin metathesis in which we were able to observe competitive binding interactions between substrate carbonyl and product carbonyl with the catalyst.

Here, we present a method for the observation of solution interactions between Lewis acids and bases by employing in situ infrared spectroscopy as a detector for titration under synthetically relevant conditions. By examining solution interactions, this method represents a complement to X-ray crystallography, and provides an alternative to NMR spectroscopy.

In Situ赤外線分光法と組み合わせた滴定を用いたルイスペアの特徴付け

Lewis acid-activation of carbonyl-containing substrates is a fundamental basis for facilitating transformations in organic chemistry. Historically, ...

Fast Pyrolysis of Biomass Residues in a Twin-screw Mixing Reactor

Fast pyrolysis is being increasingly applied in commercial plants worldwide. They run exclusively on woody biomass, which has favorable properties for conversion with fast pyrolysis. In order to increase the synergies of food production and the energetic and/or material use of biomass, it is desirable to utilize residues from agricultural production, e.g., straw. The presented method is suitable for converting such a material on an industrial scale. The main features are presented and an example of mass balances from the conversion of several biomass residues is given. After conversion, fractionated condensation is applied in order to retrieve two condensates &#8212; an organic-rich and an aqueous-rich one. This design prevents the production of fast pyrolysis bio-oil that exhibits phase separation. A two phase bio-oil is to be expected because of the typically high ash content of straw biomass, which promotes the production of water of reaction during conversion.
Both fractionated condensation and the use of biomass with high ash content demand a careful approach for establishing balances. Not all kind of balances are both meaningful and comparable to other results from the literature. Different balancing methods are presented, and the information that can be derived from them is discussed.

A procedure for thermochemical conversion of biomass residues is presented that aims at maximizing the yield of liquid products (fast pyrolysis). It is based on a technology proven on an industrial scale and especially suitable for treating a straw type of biomass.

ツインスクリュー混合反応器内のバイオマス残渣の高速熱分解

Fast pyrolysis is being increasingly applied in commercial plants worldwide. They run exclusively on woody biomass, which has favorable properties for ...

Fractionation of Lignocellulosic Biomass using the OrganoCat Process

The shift from a petroleum-based to a more sustainable and bio-based economy requires the development of new refinery concepts to maintain the supply of raw materials and energy. For these novel and sustainable biorefinery concepts, it is important to use catalysts and solvents that are aligned with the principles of Green Chemistry. Therefore, the implementation of biogenic alternatives can be a promising solution. The lignocellulose pretreatment and fractionation process presented herein-OrganoCat-is an integrated fractionation of lignocellulose into its main components using biogenic acids such as 2,5-furandicarboxylic acid as catalyst. Hemicelluloses and other non-cellulosic polysaccharides are selectively depolymerized by the diluted acid and dissolved, while the crystalline cellulose remains in the solid pulp. In the presence of a second organic phase consisting of biogenic 2-methyltetrahydrofuran, disentangled lignin is extracted in situ. The process allows for the efficient fractionation of the three main components-lignin, cellulose, and non-cellulosic sugars. This helps to focus on the quality of the lignin, the improvement of enzymatic hydrolysis of the cellulose-enriched pulp, and the mild non-cellulosic sugar extraction with low degradation.

OrganoCat is a method for the pretreatment and fractionation of lignocellulose under mild conditions into lignin, fermentable sugars, and cellulose pulp. In a biogenic, biphasic solvent system of water and 2-methyltetrahydrofuran with 2,5-furancarboxylic acid as catalyst, the OrganoCat products are separated in situ for straightforward product recovery.

有機Catプロセスを用いたリグノセルロース系バイオマスの分画

The shift from a petroleum-based to a more sustainable and bio-based economy requires the development of new refinery concepts to maintain the supply of ...

Ultrafast Lignin Extraction from Unusual Mediterranean Lignocellulosic Residues

Pretreatment is still the most expensive step in lignocellulosic biorefinery processes. It must be made cost-effective by minimizing chemical requirements as well as power and heat consumption and by using environment-friendly solvents. Deep eutectic solvents (DESs) are key, green, and low-cost solvents in sustainable biorefineries. They are transparent mixtures characterized by low freezing points resulting from at least one hydrogen bond donor and one hydrogen bond acceptor. Although DESs are promising solvents, it is necessary to combine them with an economic heating technology, such as microwave irradiation, for competitive profitability. Microwave irradiation is a promising strategy to shorten the heating time and boost fractionation because it can rapidly attain the appropriate temperature. The aim of this study was to develop a one-step, rapid method for biomass fractionation and lignin extraction using a low-cost and biodegradable solvent. 
In this study, a microwave-assisted DES pretreatment was conducted for 60 s at 800 W, using three kinds of DESs. The DES mixtures were facilely prepared from choline chloride (ChCl) and three hydrogen-bond donors (HBDs): a monocarboxylic acid (lactic acid), a dicarboxylic acid (oxalic acid), and urea. This pretreatment was used for biomass fractionation and lignin recovery from marine residues (Posidonia leaves and aegagropile), agri-food byproducts (almond shells and olive pomace), forest residues (pinecones), and perennial lignocellulosic grasses (Stipa tenacissima). Further analyses were conducted to determine the yield, purity, and molecular weight distribution of the recovered lignin. In addition, the effect of DESs on the chemical functional groups in the extracted lignin was determined by Fourier-transform infrared (FTIR) spectroscopy. The results indicate that the ChCl-oxalic acid mixture affords the highest lignin purity and the lowest yield. The present study demonstrates that the DES-microwave process is an ultrafast, efficient, and cost-competitive technology for lignocellulosic biomass fractionation.

Deep eutectic solvent-based, microwave-assisted pretreatment is a green, fast, and efficient process for lignocellulosic fractionation and high-purity lignin recovery.

特殊地中海リグノセルロース残基からの超高速リグニン抽出

Pretreatment is still the most expensive step in lignocellulosic biorefinery processes. It must be made cost-effective by minimizing chemical requirements ...

Faix方法：電位差滴定法によりバイオ油中のカルボニル官能基の決意

要約

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脂肪酸の同定で