אפיון, כימות מתחם ספציפי ניתוח איזוטופי של Pyrogenic פחמן שימוש בנזן Polycarboxylic חומצות (BPCA)

המטרה הכוללת של שיטת סמן מולקולרי זו היא לאפיין, לכמת ולנתח איזוטופי את חלק הפחמן הפירוגני בדגימות סביבתיות. שיטה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח בתחומים שונים, החל מארכיאולוגיה וזיהוי פלילי סביבתי, ועד למחקר ביו-פחם ומחזור פחמן. היתרונות העיקריים של טכניקה זו הם זיהוי פחמן פירוגני על פני טווח רחב של רצף הבעירה.

אפיון, כימות וניתוח איזוטופי בו זמנית של פחמן פירוגני. ותחולה על מגוון רחב מאוד של חומרי דגימה סביבתיים. מי שידגים את הכנת הדגימה והכרומטוגרפיה יהיה אולריך האנקה, סטודנט לתואר שני מהמעבדה שלנו.

הניתוח האיזוטופי הבא של תרכובות המטרה המטוהרות יוצג על ידי נגאר הגיפור, מתאם מעבדה ב-ETH ציריך. כדי להתחיל בהליך זה, שקלו דגימות שיובשו בהקפאה והומוגניות בעבר לתוך צינורות עיכול קוורץ, וכסו מפני אבק בנייר אלומיניום. השתמש רק בכלי זכוכית נקיים, נטולי אבדן וקומבסטיים, בכלים מנוקים היטב ובמים וממיסים בדרגת כרומטוגרפיה טהורה במיוחד לכל ההליך.

הוסף שני מיליליטר של חומצה חנקתית 65% לצינורות העיכול. השתמש במיקסר מערבולת כדי לסייע בהרטבה יסודית של כל דגימה. לאחר מכן, הכנס את צינורות העיכול לתא לחץ.

סגור את תא הלחץ לפי המדריך והכניס אותו לתנור שחומם מראש ל -170 מעלות צלזיוס למשך שמונה שעות. לאחר הוצאת צינורות העיכול מתא הלחץ המקורר, סנן את הדגימות במים לצלוחיות נפח, באמצעות מסנני סיבי זכוכית חד פעמיים. לאחר מכן כוונן את עוצמת הקול ל -25 מיליליטר עם מים.

עבור כל דגימה, הכינו שני עמודי זכוכית עם 11 גרם שרף חילופי קטיונים לעמודה. מרכך את השרף בתוך העמודים על ידי שטיפה רצופה במים, שתי נתרן הידרוקסיד מולארי ושתי חומצה הידרוכלורית טוחנת. בדוק את מוליכות המים.

אשר נשטף דרך השרף לאחר מיזוגו. לאחר מכן, העבירו מחצית מהדגימה לכל עמודה, שטפו ברצף חמש פעמים עם 10 מיליליטר מים. לאחר מכן יש להקפיא ולייבש את התמיסות המימיות.

מצב C18 מחסניות חילוץ פאזה מוצקה בהתאם למדריך ההוראות של היצרן. לאחר מכן, ממיסים מחדש כל שאריות מיובשות בהקפאה בשלושה מיליליטר מתנול ומים. יש לשטוף כל מחצית מהדגימה על מחסנית מיצוי מוצקה נפרדת של C18 לתוך מבחנות של 2.5 מיליליטר.

לאחר מכן, שטפו את המחסניות במיליליטר אחד של מתנול ומים. יבש את המבחנות עם תמיסות הדגימה באמצעות רכז ואקום המחומם ל -45 מעלות צלזיוס, ועם ואקום של כ -50 מיליבר. לאחר הייבוש, ממיסים מחדש כל שאריות עם מיליליטר מים ומערבבים עם מערבל מערבולת.

לאחר מכן, העבירו את התמיסות לבקבוקוני דגימה אוטומטית של 1.5 מיליליטר. לצורך הניתוח הכרומטוגרפי, הכינו ממס A על ידי ערבוב של 20 מיליליטר של 85% חומצה אורתופוספורית עם 980 מיליליטר מים וסננו את התמיסה דרך מסנן סיבי זכוכית חד פעמי באמצעות ואקום. הכן פתרונות סטנדרטיים של חומצות בנזן פוליקרבוקסיליות זמינות מסחרית של BPCAs כדי לייצר סדרת ריכוז סטנדרטית חיצונית.

בצע את הכרומטוגרפיה, וכימת את תכולת ה-BPCA, על ידי השוואת אזורי השיא של BPCA בהתאמה למדידות של סדרות סטנדרטיות חיצוניות. דרישת הטוהר לציוד כימי ומעבדתי גבוהה במיוחד עבור ניתוח פחמן-14 ספציפי לתרכובת של BPCAs. הערכה ריקה ובדיקות החלקה חשובות לניטור מקור פוטנציאלי לזיהום דגימה.

אם מיועדים ניתוחי פחמן-13 ופחמן-14 ספציפיים לתרכובת של שבר הפחמן הפירוגני, חזור על הכרומטוגרפיה מספר פעמים עבור כל דגימה, ואסוף את ה-BPCAs הבודדים בכמות מספקת באמצעות אספן שברים המחובר ל-HPLC. הסר את הממס, על ידי פיצוץ השברים בזרם חנקן עדין, תוך חימום ל 70 מעלות צלזיוס. לאחר מכן, הכינו את המגיב המחמצן על ידי המסת שני גרם נתרן פרסולפט ב -15 מיליליטר מים.

ממיסים מחדש כל שאריות בארבעה מיליליטר מים, ומעבירים את הדגימות לבקבוקוני בורוסיליקט אטומים לגז של 12 מיליליטר. לאחר מכן, הוסף מיליליטר אחד של מגיב מחמצן, וסגור כל בקבוקון עם מכסה סטנדרטי המכיל מחיצת גומי בוטיל. נקה את הבקבוקונים האטומים לגז המכילים את התמיסות המימיות בהליום למשך שמונה דקות כדי להסיר פחמן דו חמצני מהבקבוקון והתמיסה.

לאחר מכן, תחמוצ את הדגימות בבקבוקונים האטומים לגז על ידי חימוםם ב-100 מעלות צלזיוס למשך 60 דקות. לאחר מתן אפשרות לדגימות להתקרר לטמפרטורת החדר, נתח ישירות את הפחמן הדו חמצני מהחמצון על ספקטרומטר מסה ביחס איזוטופ לתכולת פחמן-13 ועל ספקטרומטר מסה מואץ לתכולת פחמן-14. הנוהל המתואר מאפשר הפרדה בסיסית של כל תרכובות המטרה של BPCA על ידי HPLC וכרומטוגרמות של החומרים המוזכרים tramazem ו-grass-char מוצגים כאן.

על ידי התאמת פרמטרי הכרומטוגרפיה ניתן לשנות את ההפרדה לצרכים ספציפיים. ניתוח כמותי של כרומטוגרמות החומרים המוזכרים עם תקנים חיצוניים אמור להניב את ערכי הפחמן הפירוגניים המתוארים כאן. ערכי Carbon-13 ו-Carbon-14 המתקבלים כאשר BPCAs מטוהרים של חומרים מופנים מנותחים עבור תכולת הפחמן האיזוטופית שלהם מפורטים כאן.

לאחר שליטה, ניתן לבצע טכניקה זו תוך שלושה ימי עבודה. לכן, תפוקת הדגימה היא עניין של כמה דגימות מעובדות בו זמנית. מדידת תריסר דגימות בשבוע בכפילויות ועם מידע איזוטופי ניתנת להשגה בקלות.

לאחר צפייה בסרטון זה, אתה אמור להבין היטב כיצד לבצע את השלבים הבלתי מעורערים לניתוח מוצלח של פחמן פירוגני ברמה הספציפית של התרכובת.