Örnekleme, sıralama ve Microplastics su ortamlarında yüksek askıya alınan tortu yükler ve büyük yüzen enkaz ile karakterize
28 Temmuz 2018
Çoğu microplastic araştırma bugüne deniz sistemleri asma katı düzeyleri nispeten düşük olduğu ortaya çıktı. Odak şimdi yüksek tortu yükler ve yüzen enkaz özelliği olabilir tatlı su sistemleri için kayıyor. Bu iletişim kuralı toplama ve asma katı yük içeren su ortamları microplastic örnekleri analiz giderir.
Bu yöntem, araştırmacıların, okyanusa önemli bir plastik atık kaynağı oldukları için, genellikle yüksek tortu yükleri içeren nehirlerdeki mikroplastik yükleri ölçmelerine yardımcı olacaktır. Bu tekniğin temel avantajı, önceki çalışmalarda tipik olarak yer almayan boyutlarda yüksek tortu yüklerine sahip mikroplastiklerin ve su örneklerinin filtrelenmesini ve sınıflandırılmasını sağlamasıdır. Başlamak için, filtrasyon cihazını ve naylon ağ eleklerini deiyonize su ile üç kez durulayın.
Ardından, ağ eleklerini, dökme boyutları yukarıdan aşağıya doğru azalacak şekilde her bir rakor derzine yerleştirin. Sızıntıları önlemek için her bir eklemi sıkıca kapatın. Daha sonra, karışık bir selüloz ester membran filtresini deiyonize su ile ıslatın.
Filtre hala nemliyken, bir koni şeklinde katlayın. Ardından son rakor bağlantısına paslanmaz çelik bir hasır sepet yerleştirin. Katlanmış membran filtreyi dikkatlice sepete yerleştirin.
Filtrenin dudağını eklemin kenarına katlayın. Ardından, son rakor bağlantısındaki membran filtrenin üzerine bir ağ elek yerleştirin. Tüm rakor bağlantılarının sıkıca kapatıldığından emin olun.
Ardından, filtreleme şişesinin üst kısmından hortumu filtrasyon cihazının tabanına takın. Basıncın 127 mililitre cıvayı aşmadığından emin olarak vakum pompasını açın. 500 mililitrelik dereceli bir silindir kullanarak numunenin toplam hacmini ölçün.
Daha sonra numunenin hacmini kaydedin ve filtrasyon cihazına aktarın. Filtreleme şişesini boşaltmak için pompayı kapatın ve iki hortumu şişeden ayırın. Ardından şişeyi bir atık kabına boşaltın.
Filtreleme döngüsüne devam etmek için hortumları yeniden takın ve pompayı açın. Numunenin tamamı filtrelendikten sonra, numune kabını ve dereceli silindiri üç kez durulamak için deiyonize su kullanın. Her durulamadan sonra, kabı ve dereceli silindiri durulamak için kullanılan deiyonize suyu filtreleyin.
Deiyonize su kullanarak, filtrasyon cihazının duvarlarını üç kez durulayın. Ardından vakum pompasını kapatın ve rakor bağlantısının kenarlarını durulamak için deiyonize bir su yıkama şişesi kullanın. Pompayı kapatın ve ağ eleğini rakor bağlantısından çıkarmak için forseps kullanın.
Süzgeci kapalı bir Petri kabına yerleştirin ve 24 saat boyunca 60 santigrat derecede kurutun. Her birleşim eklemi için bu işlemi tekrarlayın. Ardından vakum pompasını açın ve deiyonize su yıkama şişesi kullanarak bir membran filtrenin kenarlarını durulayın.
Filtrenin kenarlarındaki partikülleri merkeze doğru yıkayın ve suyun tamamının filtreden geçtiğinden emin olun. Ardından, membran filtreyi çıkarmak ve açmak için forseps kullanın. Filtreyi bir folyo zarfa yerleştirin ve 24 saat boyunca 60 santigrat derecede kurutun.
İlk olarak, membran filtreyi stereo mikroskop altında inceleyin. Şüphelenilen plastikler hücresel yapıya sahip olmayacaktır. Lifler boyunca eşit kalınlığa sahip olacak ve parçacıklar parlak görünmeyecektir.
Şüpheli plastikleri filtreden çıkarın ve %70 etanol içeren bir toplama kabına koyun. Şüphelenilen her plastiğin rengini ve şeklini kaydedin. Petri Kaplarında saklanan naylon gözenekli elekler için, tüm şüpheli plastikler filtreden çıkarıldıktan sonra, Petri Kabının kapağını ve altını ek şüpheli plastikler için inceleyin.
Bu protokolü doğrulamak için, Oso Körfezi'nden alınan üç numuneye 10 mavi polietilen parçacığı ve 50 yeşil naylon lif yerleştirildi. Ortalama olarak, polietilen partiküllerinin %100'ü ve naylon elyafların %92'si numunelerden geri kazanılmıştır. Lif kaybı, filtrasyon sırasında az miktarda numune kaybından veya yanlış tanımlamadan kaynaklanabilir.
Bir kez ustalaştıktan sonra, birden fazla filtrasyon aparatı aynı anda çalıştırılabilir ve numunelerin her birinin filtrelenmesi iki saatten az sürer. Bununla birlikte, mikroskop altında numune ayıklama süreleri numuneye özgüdür. Bu prosedürü denerken, süreçteki her adım için laboratuvar ekipmanı ve saha boşlukları kullanarak olası kontaminasyonu hesaba katmayı unutmamak önemlidir.
Bu prosedürü takiben, malzeme özelliklerini doğrulamak için Fourier Dönüşümü Kızılötesi Spektroskopisi gibi diğer yöntemler kullanılabilir. Geliştirilmesi ile bu teknik, çevresel kirleticileri inceleyen araştırmacıların, mikroplastik kirliliği ve yüksek asılı tortu yüklerine sahip su yollarının yanı sıra yüzen ve batık kalıntıları keşfetmelerini sağlar.
Tam transkripti görüntüleyin ve binlerce bilimsel videoya erişin
Genel Bakış
Bu protokol, genellikle yüksek sediment yükü içeren tatlı su sistemlerinden mikroplastik örneklerin toplanması ve analizini ele almaktadır. Bu yöntem, okyanuslar için önemli bir plastik kalıntı kaynağı olan nehirlerdeki mikroplastik yüklerinin araştırmacılar tarafından miktarının belirlenmesine olanak tanır.
Temel Çalışma Bileşenleri
Bilim Alanı
- Çevre Bilimi
- Tatlı Su Ekolojisi
- Kirlilik Araştırmaları
Arka Plan
- Mikroplastik araştırmaları öncelikle deniz sistemlerine odaklanmıştır.
- Tatlı su sistemleri yüksek sediman yüküne ve yüzen döküntülere sahip olabilir.
- Nehirlerdeki mikroplastik dağılımını anlamak, çevresel sağlık açısından kritik önem taşımaktadır.
- Bu çalışma, tatlı su mikroplastikleri konusundaki bilgi eksikliğini gidermeyi amaçlamaktadır.
Çalışmanın Amacı
- Nehirlerden mikroplastik numuneleri toplamak için bir yöntem geliştirmek.
- Yüksek sediment yükünün mikroplastik miktar tayini üzerindeki etkisini analiz etmek.
- Tatlı su ortamlarındaki gelecek araştırmalar için standart bir protokol sağlamak.
Kullanılan Yöntemler
- Filtrasyon cihazlarını ve naylon ağlı süzgeçleri deiyonize su ile durulayın.
- Numuneleri filtrelemek için birleştirme eklemlerinde azalan gözenek boyutları kullanın.
- Filtrasyon sırasında sızıntıları önlemek için eklemleri sıkıca kapatın.
- Karışık selüloz ester membran filtreyi deiyonize su ile ıslatın.
Temel Sonuçlar
- Bu yöntem, yüksek sedimentli ortamlarda mikroplastiklerin etkili bir şekilde filtrelenmesine olanak tanır.
- Araştırmacılar, önceki çalışmalarda genellikle yer almayan boyutlardaki mikroplastik yüklerini miktarlandırabilirler.
- Sonuçlar, plastiklerin nehirlerden okyanuslara taşınımının anlaşılmasına katkıda bulunur.
- Bu teknik, tatlı su sistemlerindeki mikroplastik araştırmalarının doğruluğunu artırır.
Sonuçlar
- Geliştirilen protokol, tatlı su sistemlerindeki mikroplastiklerin analizi için etkilidir.
- Yüksek sediment yüklerinin neden olduğu zorlukları gidermektedir.
- Gelecekteki çalışmalar, tatlı su mikroplastik kirliliğini daha derinlemesine incelemek için bu yöntemi kullanabilir.
Sıkça Sorulan Sorular
Endüstriyel Uygulama ve Önem
Bu protokol, biyofarma Ar-Ge ekiplerinin, üretim ve formülasyon süreçleri için su teminiyle ilgili sucul ortamlardaki mikroplastik kontaminasyonunu değerlendirmesine olanak tanır. Yüksek sedimentli koşullarda 300 µm'den < küçük parçacıkları yakalayarak, ilaç üretimi, temizlik veya soğutma sistemlerinde kullanılan sudaki partikül safsızlıklarının risk değerlendirmesini destekler. Bu yöntem, GMP ile ilişkili operasyonlara ve tedarik zinciri dayanıklılığına bağlı çevresel izleme programlarındaki öngörü güvenilirliğini artırır.
Biyofarma Ar-Ge'sinde Stratejik Uygulamalar
Erken Keşif ve Hedef Doğrulama
- Bilimsel Değer: Çevresel açıdan ilgili mikroplastik karışımları kullanarak, partikül kaynaklı hücresel stres yolaklarının in vitro ortamda incelenmesine olanak tanır.
- Operasyonel Değer: Keşif deneylerindeki toksikolojik taramalar için 300 µm altı partiküllerin standartlaştırılmış izolasyonunu sağlar.
Tarama ve Assay Geliştirme
- Bilimsel Değer: Fenotipik tarama analizlerinde doz-yanıt profillemesi için nicelendirilebilir mikroplastik fraksiyonları oluşturur.
- Operasyonel Değer: Değişken su kaynakları arasında tekrarlanabilir numune hazırlama sağlar ve sediment girişiminden kaynaklanan analiz gürültüsünü azaltır.
Translasyonel ve Preklinik Araştırmalar
- Bilimsel Değer: Çevresel maruziyet modellerini organa özgü birikim ve inflamatuar son noktalarla ilişkilendirerek mekanistik risk azaltma süreçlerini destekler.
- Operasyonel Değer: Tutarlı boyutlandırma ve polimer karakterizasyonu yoluyla, preklinik hastalık modellerindeki mikroplastik yükünün çalışmalar arası karşılaştırılabilirliğini sağlar.
İş Akışı ve Boru Hattı Entegrasyonu
Yöntem, prosesteki su alımlarında partikül yüklerini karakterize ederek, erken aşama formülasyon kararlarına ve tesis yer seçim stratejilerine bilgi sağlayarak çevresel risk değerlendirme iş akışlarına uyum sağlar.
- Keşif Biyolojisi: Membran bütünlüğü ve oksidatif stres mekanizmaları üzerine hipotez testleri için karakterize edilmiş mikroplastik partiküller ve lifler sağlar.
- Tarama: Partikül-hücre etkileşimlerinin güvenilir, yüksek kapasiteli taranmasına olanak tanıyan boyutlarına göre fraksiyone edilmiş örnekler sunar.
- Analitik: Mikro ATR-FTIR aracılığıyla polimere özgü tanımlama sağlayarak plastik tipi ile biyolojik yanıtın ilişkilendirilmesine imkan tanır.
- Translasyonel Araştırma: Standartlaştırılmış partikül dozajı ve geri kazanım ölçümleri yoluyla çevresel maruziyet verilerini preklinik modellerle ilişkilendirir.
- Kurumsal Yeniden Kullanım: Uyarlanabilir filtrasyon hacimleri ve gözenek boyutları, standart SOP'ler ile birden fazla sahada ve su kaynağında uygulamaya olanak tanır.
Operasyonel ve Kurumsal Etki
- Bilimsel Değer: Kimyasal ve fiziksel olarak tanımlanmış mikroplastik preparatları sağlayarak çevresel toksin çalışmalarındaki mekanistik belirsizliği azaltır.
- Operasyonel Değer: Polietilen partikülleri için %100, naylon lifler için %92 geri kazanım sağlayarak boylamsal izleme için güvenilir miktar tayini sunar.
- Stratejik Değer: Kaynak sudaki kalıcı partikül zorluklarını belirleyerek su arıtma yükseltmeleri için sermaye tahsisine bilgi sağlar.
- Portföy Etkisi: Hücre kültürü veya tampon hazırlamada kullanılan sudaki mikroplastik yükünü miktarlandırarak riskle uyumlu ilerleme kararlarını destekler.
Uygulama Hususları
- Filtrasyon teknikleri, mikroskopi ve ATR-FTIR polimer tanımlama konularında uzmanlık gerektirir.
- Vakum pompaları, dereceli silindirler ile birleştirme rakorları ve ağ eleklere sahip özel filtrasyon cihazlarına bağlıdır.
- Numuneler arası çapraz kontaminasyonu önlemek için standartlaştırılmış durulama ve kurutma protokollerini gerektirir.
- Taşıma sırasındaki fiber kaybı hesaba katılmalı ve her numune grubu için spiking kontrolleri kullanılarak geri kazanım doğrulanmalıdır.
- Aşırı akış hızlarına veya biyofouling koşullarına adaptasyon, kaynakta ayrıntıları belirtilmeyen ön işlem adımları gerektirebilir.
