Academic literature on the topic 'Uranyl acetate'

A new class of fluorescent probes for measuring temperature is described. The intensities of the strong fluorescence bands of uranyl acetate, uranyl nitrate hexahydrate, and uranyl orthophosphate were recorded when the uranyl compound was illuminated with an argon-ion laser operating at 488 nm. The intensity ratio of two fluorescence bands of uranyl acetate at room temperature were determined for five freshly prepared samples and shown to be independent of the intensity of the laser excitation and optical alignment. The intensities of the fluorescence bands lying between 500 and 570 nm were measured at various temperatures ranging from 77 to 295 K. The ratio of the intensities of two fluorescence bands was calculated and shown to vary linearly with temperature. A linear fit provided the slope. The largest positive slope of all the intensity ratios associated with uranyl acetate was 6.02 × 10−3 K−1, that associated with uranyl orthophosphate was 4.68 × 10−3 K−1, and that associated with uranyl nitrate hexahydrate was 1.81 × 10−3 K−1. The potential of uranyl compounds as a new group of temperature probes is discussed.

Uranyl acetate en bloc staining is known to improve overall contrast and membrane preservation and removes glycogen from tissues. This staining procedure complements diagnostic electron microscopic evaluation by enhancing ultrastructural details. The ultrastructural structures enhanced are basement and plasma membranes, mitochondrial membrane and cristae, sarcoplasmic reticulum and T-tubule system. We wanted to study the usefulness of this technique over the conventional method in the study of muscle biopsy. Ultrastructurally, thirty muscle biopsies submitted to our Electron Microscopic Lab were routinely fixed in 2.5% glutaraldehyde and 1% 0S04, dehydrated in a graded series of ethanols, and embedded in Epon 812. Half of the blocks were processed and evaluated with post uranyl acetate/lead citrate staining. The other half were processed and evaluated by en bloc 0. 5% uranyl acetate/Walpole's buffer after 0S04 and before ethanol dehydration. The en bloc half were also stained with post uranyl acetate/lead citrate.

The kidney is the critical target of uranium exposure because uranium accumulates in the proximal tubules and causes tubular damage, but the chemical nature of uranium in kidney, such as its chemical status in the toxic target site, is poorly understood. Micro-X-ray absorption fine-structure (µXAFS) analysis was used to examine renal thin sections of rats exposed to uranyl acetate. The ULIII-edge X-ray absorption near-edge structure spectra of bulk renal specimens obtained at various toxicological phases were similar to that of uranyl acetate: their edge position did not shift compared with that of uranyl acetate (17.175 keV) although the peak widths for some kidney specimens were slightly narrowed. µXAFS measurements of spots of concentrated uranium in the micro-regions of the proximal tubules showed that the edge jump slightly shifted to lower energy. The results suggest that most uranium accumulated in kidney was uranium (VI) but a portion might have been biotransformed in rats exposed to uranyl acetate.

Several examples are presented that show the successful application of uranyl acetate and ammonium molybdate negative staining in the presence of trehalose for TEM studies of filamentous and tubular structures. The principal benefit to be gained from the inclusion of trehalose stems from the considerably reduced flattening of the large tubular structures and the greater orientational freedom of single molecules due to an increased depth of the negative stain in the presence of trehalose. Trehalose is likely to provide considerable protection to protein molecules and their assemblies during the drying of negatively stained specimens. Some reduction in the excessive density imparted by uranyl acetate around large assemblies is also achieved. Nevertheless, in the presence of 1% (w/v) trehalose, it is desirable to increase the concentration of negative stain to 5% (w/v) for ammonium molybdate and to 4% for uranyl acetate to produce satisfactory image contrast. In general, the ammonium molybdate-trehalose negative stain is more satisfactory than the uranyl acetate-trehalose combination, because of the greater electron beam sensitivity of the uranyl negative stain. Reassembled taxol-stabilized pig brain microtubules, together with collagen fibrils, sperm tails, helical filaments, and reassociated hemocyanin (KLH2), all from the giant keyhole limpet Megathura crenulata, have been studied by negative staining in the presence of trehalose. In all cases satisfactory TEM imaging conditions were readily obtained on the specimens, as long as regions of excessively deep stain were avoided.

Four negative stains, hafnium chloride and europium, samarium and gadolinium nitrates, were tested in single particle electron microscopy as potential alternatives to uranyl acetate, which is recently being widely restricted for its toxicity. The new stains were applied to a structurally well-described plant photosystem I, visualized by a transmission electron microscope and classified in a single particle analysis. The quality of the stains was evaluated by the obtained resolution and ability to provide reliable structural information.

Neben der Industrie, der Medizin und Forschung führt vor allem die Energieproduktion durch Kernspaltung zu großen Mengen an radioaktiven Abfällen. Diese gilt es sicher von der Umwelt isoliert zu verwahren. In Deutschland sollen radioaktive Abfälle in tiefen geologischen Formationen endgelagert werden. Die dort erwarteten harschen Bedingungen haben nicht nur einen Einfluss auf die Speziation der Radionuklide, sondern ebenso auf den Verbleib anderer Bestandteile des Abfalls. Cellulosische Materialien werden unter endlagerelevanten Bedingungen schnell zu kleinen wasserlöslichen organischen Verbindungen abgebaut. Diese können als Komplexbildner für Radionuklide agieren und somit deren Rückhaltung negativ beeinflussen. Um gesicherte Vorhersagen über das Verhalten bestimmter Radionuklide in der Umwelt machen zu können, ist ein molekulares Verständnis über auftretenden Wechselwirkungen zwischen Radionukliden und organischen Liganden notwendig. In dieser Arbeit wurde die Wechselwirkung zwischen UO22+ und den Cellulose-Abbauprodukten Acetat (AcO-) und α-Isosaccharinsäure (ISA) untersucht. Acetat wird zwar bei dem abiotischen Abbau von Cellulose nur in sehr geringen Anteilen gebildet, besitzt jedoch als Modell für komplexe organische Liganden mit Carboxygruppen im Rahmen von Untersuchungen zur Metall-Ligand-Wechselwirkung eine besondere Bedeutung. Dementsprechend sollten Lücken hinsichtlich der spektroskopischen Charakterisierung der UO22+-AcO--Spezies geschlossen werden. In der Literatur wurde bisher lediglich beschrieben, dass der [UO2(AcO)]+-Komplex bei Zimmertemperatur nicht luminesziert, wobei das Auftreten von statischem und dynamischen Quenchen nachgewiesen wurde. Der zugrundeliegende Quenching-Mechanismus konnte in einer Folgestudie, basierend auf theoretischen Berechnungen, nicht identifiziert werden. Die experimentellen Bedingungen wurden in dieser Arbeit so gewählt, dass die drei in der Literatur beschriebenen UO22+-AcO--Komplexe erfasst werden sollten. Dies wurde unter Zuhilfenahme der UV/VIS-Spektroskopie parallel zu den Lumineszenzmessungen untersucht. Die Aufnahme von statischen und zeitaufgelösten Lumineszenzspektren erfolgte bei 20°C und bei -125°C. Bei tiefen Temperaturen konnte eine intensive Lumineszenz des [UO2(AcO)]+-Komplexes nachgewiesen werden. Um eine Erklärung für das Quenchen bei Zimmertemperatur zu finden, wurden theoretische Berechnungen durchgeführt, wobei Bindungsstärken sowie die Ladungen der einzelnen Atome im Grund- und niedrigsten angeregten Zustand berechnet wurden. So konnte gezeigt werden, dass die Anregung der UO22+-Einheit zu einer Schwächung der UO22+-AcO--Bindung führt. Infolgedessen kann der Komplex im angeregten Zustand leichter dissoziieren und so die Anregungsenergie der UO22+-Einheit strahlungslos abgegeben werden. Die Energiebarriere dieses dynamischen Prozesses kann jedoch bei tiefen Temperaturen nicht überwunden werden, was die Lumineszenz bei -125°C erklärt. Somit konnte im Rahmen dieser Arbeit erstmals das Quenchen im UO22+-AcO--System beschrieben und so das generelle Verständnis photophysikalischer Prozesse in UO22+-Systemen erweitert werden. Im Rahmen der Lumineszenzmessungen konnte keine dritte UO22+-AcO--Spezies gefunden werden, weshalb bei der gleichen UO22+-Konzentration (50 µM) UV/VIS-Messungen durchgeführt wurden. Die Auswertung erfolgte unter den Annahmen dass entweder zwei oder drei UO22+-AcO--Komplexe existieren. Die Bildung von nur zwei Komplexen war ausreichend, um die gemessenen UV/VIS-Spektren zu beschreiben. Dies stimmt jedoch nicht mit der generellen Annahme in der Literatur überein, dass es sich um drei Komplexe handelt. Dahingehend wurde die Potentiometrie als Ausgangspunkt dieser Annahme genau analysiert und unter Berücksichtigung der chemischen Eigenschaften der UO22+-Einheit diskutiert. Ergebnisse aus anderen Studien deuten auf die Wechselwirkung von UO22+ mit der protonierten Form des Liganden, der Essigsäure, hin. Diese wird jedoch bei der Auswertung potentiometrischer Daten und damit bei der Bestimmung der durchschnittlichen Anzahl koordinierender AcO--Moleküle pro UO22+-Einheit (n) nicht berücksichtigt. Eine Berücksichtigung würde zu niedrigeren Werten für n führen, was den Widerspruch zwischen den Ergebnissen dieser und denen anderer Arbeiten erklären kann. Im zweiten Teil der Arbeit wurde die Wechselwirkung von UO22+ mit der Polyhydroxycarbonsäure α-Isosaccharinsäure, dem Hauptprodukt des Cellulose-Abbaus, umfassend charakterisiert. Da die Untersuchungen unter sauren Bedingungen durchgeführt wurden, stellte die Umwandlung von der Säure- in die Lactonform einen wichtigen Aspekt in diesem System dar. Mittels NMR-Messungen konnte gezeigt werden, dass die Umwandlung der offenkettigen in die Lactonform des Liganden in Gegenwart von UO22+ deutlich schneller verläuft. Dabei wurde weiterhin gezeigt, dass dieser Effekt auf die Wechselwirkung zwischen UO22+ und der protonierten Form der α-Isosaccharinsäure zurückzuführen ist. Die theoretisch berechnete Verschiebung der Elektronendichte, welche bei der Wechselwirkung der beiden Komponenten auftritt, lieferte die Erklärung für die katalytische Aktivität der UO22+-Einheit bei der Lactonbildung. Durch die elektronenziehende Wirkung wird die Elektronendichte am C-Atom der Carboxygruppe verringert. Infolgedessen kann der nukleophile Angriff durch den sekundären Alkohol an dem aktivierten C-Atom leichter erfolgen, was den geschwindigkeitsbestimmenden Schritt bei dieser intramolekularen Reaktion darstellt. Die Identifizierung und Charakterisierung sowie die Beschreibung von Bildungsmechanismen von UO22+-ISA-Komplexen auf molekularer Ebene erfolgte durch einen Multi-Methoden Ansatz. UV/VIS-, ATR-FTIR-, NMR-, EXAFS- und ESI-MS-Messungen in Kombination mit theoretischen Berechnungen erlaubten eine Beschreibung des Systems von der Metall- und der Ligandseite aus. Basierend auf UV/VIS-Messungen wurden vier dominante UO22+-ISA-Spezies identifiziert. Durch die komplementäre Anwendung von NMR- und ATR-FTIR- sowie der Kombination dieser Methoden mit UV/VIS-Spektroskopie konnten die strukturellen Eigenschaften der identifizierten Spezies bestimmt werden. Es wurde gezeigt, dass UO22+ an zwei verschiedenen Bindungsstellen eines ISA-Moleküls binden kann. Die Koordination erfolgt zum einen über ein O-Atom der Carboxygruppe und zum anderen über ein O-Atom der α- oder β-Hydroxygruppe, sodass es sich bei den dominanten Bindungsmotiven um einen fünf- oder sechsgliedrigen Ring handelt. Durch die Kombination von EXAFS- und UV/VIS-Spektroskopie wurden Spezies mit vergleichbaren Strukturmotiven identifiziert. Sowohl UV/VIS- als auch ESI-MS-Messungen belegten die Bildung von polynuklearen Spezies. Die Bildung dieser Komplexe konnte mit der Existenz von zwei Bindungsstellen an einem ISA-Molekül erklärt werden. Ausgangspunkt für die Bildung von polynuklearen Spezies sind [(UO2)2(ISA)]3+-Komplexe. Es konnte gezeigt werden, dass die nachgewiesene Wechselwirkung zwischen UO22+ und HISA die Bildung dieser initialen Spezies sowie deren Verbrückung und infolgedessen auch die Bildung polynuklearer Spezies unterdrückt. Basierend auf diesen neuen Erkenntnissen wurden zwei Komplexbildungsmechanismen, welche in erster Linie von dem UO22+-ISA-Verhältnis in Lösung abhängen, identifiziert und beschrieben. Diese Arbeit offenbart die Notwendigkeit der Kombination von verschiedenen Methoden zur Beschreibung von Metall-Ligand-Wechselwirkungen. Nur so konnte die komplexe Wechselwirkung von UO22+ mit ISA auf molekularer Ebene beschrieben sowie das Quenchen im UO22+-AcO--System aufgeklärt werden. Aus den neuen Erkenntnissen lassen sich aber auch neue vielversprechende Untersuchungen, unter anderem im Bezug auf die katalytische Aktivität der UO22+-Einheit oder auch hinsichtlich der Anwendung von theoretischen Berechnungen zur Generierung experimentell nicht oder nur schwer zugänglicher Informationen, ableiten. Ferner tragen die in dieser Arbeit erhaltenen Ergebnisse zu einem besseren Verständnis der Wechselwirkung von Uran mit Cellulose-Abbauprodukten bei und stellen damit einen wichtigen Baustein zur umfassenden Sicherheitsanalyse eines nuklearen Endlagers dar.

Giant platelet syndrome are characterized morphologically by many giant platelets associated with several functional abnormalities in the peripheral blood. However, the mechanism of large platelet production has not yet been clarified. In 1981, we reported acase with Bernard-Soulier syndrome(BSS) in whom giant platelets were considered to be formed by fusion of two or three platelets in the circulating blood. We examined the ultrastructure of platelets and megakaryocytes in another case with BSS (29 year-old female) and a case with May-Hegglin anomaly (31 year-old male). Whole blood and bone marrow specimens were fixed with glutaraldehyde-osmium solution. Thin sections were prepared and stained with uranyl acetate and lead cytrate. Membrane systems of platelets and megakaryocytes in a case with BSS was investigated by staining of surface coating with ruthenium red.In a case with BSS, most platelets were very large and similar in morphology to those in formerly reported case. Giant platelets contained several-fold increased number of α-granules and mitochondria. Typical dense bodies were also observed. Contents of ATP/ADP, platelet factor-4(PF-4), B-thromboglobulin(B-TG) and platelet factor-3 availability(PF-3) were increased. Disorganization of microtubules was recognized. Some giant platelet contained membrane systems similar to demarcation membranes(DM) in megakaryocytes, characteristically. In mature megakaryocytes, areas divided by DM similar in size to those in normal megakaryocytes were observed. Several of these areas appeared to fuse together to form the giant platelets containing many granules and remnants of DM. In a case with May-Hegglin anomaly, typical Dohle’s bodies were shown in neutrophilic granulocytes. Giant platelets in this case also contained large number of α-granules and some of them contained membrane systems similar to DM. Areas similar in morphology to these giant platelets were clearly noted in the cytoplasm of mature megakaryocytes.In these cases, most giant platelets in the peripheral blood may be formed in the cytoplasm of megakaryocytes by fusion of several areas divided by DM, each of which may become normal sized platelets in normal megakaryocytes.