التوصيف، الكمي ومجمع محددة تحليل النظائر من مولد للحمى الكربون عن طريق البنزين كاربوكسيلية الأحماض (BPCA)

الهدف العام من طريقة العلامة الجزيئية هذه هو توصيف وقياس وتحليل جزء الكربون الحراري في العينات البيئية. يمكن أن تساعد هذه الطريقة في الإجابة على الأسئلة الرئيسية في مختلف المجالات ، بدءا من علم الآثار والطب الشرعي البيئي ، إلى أبحاث الفحم الحيوي وتدوير الكربون. تتمثل المزايا الرئيسية لهذه التقنية في الكشف عن الكربون الحراري على نطاق واسع من سلسلة الاحتراق.

التوصيف المتزامن والقياس الكمي والتحليل النظائري للكربون الحراري. وقابلية التطبيق على مجموعة واسعة جدا من مواد العينات البيئية. سيظهر إعداد العينة والكروماتوغرافيا أولريش هانكي ، طالب دراسات عليا من مختبرنا.

سيتم عرض التحليل النظيري اللاحق للمركبات المستهدفة المنقاة بواسطة Negar Haghipour ، منسق المختبر في ETH Zurich. لبدء هذا الإجراء ، قم بوزن العينات المجففة بالتجميد والمتجانسة مسبقا في أنابيب هضم الكوارتز ، وقم بتغطيتها ضد الغبار بورق الألمنيوم. استخدم فقط الأواني الزجاجية النظيفة ومنزوعة الكلس والعصابية والأدوات التي تم تنظيفها جيدا والمياه والمذيبات فائقة النقاء من الدرجة الكروماتوغرافيا للإجراء بأكمله.

أضف ملليلترين من 65٪ حمض النيتريك في أنابيب الهضم. استخدم خلاطا دواميا للمساعدة في ترطيب كل عينة شاملا. بعد ذلك ، أدخل أنابيب الهضم في غرفة الضغط.

أغلق حجرة الضغط حسب الدليل وضعها في فرن محمى على حرارة 170 درجة مئوية لمدة ثماني ساعات. بعد إزالة أنابيب الهضم من غرفة الضغط المبردة ، قم بتصفية العينات بالماء في قوارير حجمية ، باستخدام مرشحات الألياف الزجاجية التي تستخدم لمرة واحدة. ثم اضبط مستوى الصوت إلى 25 مل بالماء.

لكل عينة ، قم بإعداد عمودين زجاجيين مع 11 جراما من راتنج التبادل الكاتيوني لكل عمود. قم بتكييف الراتنج داخل الأعمدة عن طريق شطفها على التوالي بالماء ، واثنين من هيدروكسيد الصوديوم المولي ، وحمض الهيدروكلوريك المولاري. تحقق من موصلية الماء.

يتم شطفها من خلال الراتنج بعد تكييفها. بعد ذلك ، انقل نصف العينة إلى كل عمود ، واشطفها بالتتابع خمس مرات ب 10 ملليلتر من الماء. ثم جفف المحاليل المائية بالتجميد بعد ذلك.

حالة خراطيش استخراج الطور الصلب C18 وفقا لدليل تعليمات الشركات المصنعة. بعد ذلك ، أعد إذابة كل بقايا مجففة بالتجميد في ثلاثة ملليلتر من الميثانول والماء. قم بإزالة كل نصف عينة على خرطوشة استخراج الطور الصلب C18 المنفصلة في أنابيب اختبار سعة 2.5 ملليلتر.

ثم اشطف الخراطيش بملليلتر واحد من الميثانول والماء. جفف أنابيب الاختبار بمحاليل العينات باستخدام مكثف فراغ يتم تسخينه إلى 45 درجة مئوية ، وبفراغ يبلغ حوالي 50 ملليبار. بعد التجفيف ، أعد إذابة كل بقايا بملليلتر واحد من الماء واخلطها بخلاط دوامة.

بعد ذلك ، انقل المحاليل إلى قوارير أخذ العينات التلقائية سعة 1.5 ملليلتر. للتحليل الكروماتوجرافي ، قم بإعداد المذيب A عن طريق خلط 20 مل من 85٪ من حمض الفوسفوريك مع 980 مل من الماء وتصفية المحلول من خلال مرشح ألياف زجاجية يمكن التخلص منه باستخدام الفراغ. إعداد المحاليل القياسية لأحماض البنزين متعددة الكربوكسيل المتوفرة تجاريا من BPCAs لإنتاج سلسلة تركيزات قياسية خارجية.

قم بإجراء الكروماتوغرافيا ، وتحديد محتويات BPCA ، من خلال مقارنة مناطق ذروة BPCA المعنية بقياسات السلسلة القياسية الخارجية. متطلبات النقاء للمعدات الكيميائية والمختبرية عالية بشكل خاص لتحليل الكربون 14 الخاص بالمركب ل BPCAs. يعد التقييم الفارغ واختبارات التمرير أمرا مهما لمراقبة المصدر المحتمل لتلوث العينة.

إذا كانت تحليلات الكربون 13 والكربون 14 الخاصة بالمركب مقصودة لجزء الكربون الناري ، كرر الكروماتوغرافيا عدة مرات لكل عينة ، واجمع BPCAs الفردية بكمية كافية باستخدام مجمع كسر متصل ب HPLC. قم بإزالة المذيب عن طريق نفخ الكسور بتيار نيتروجين لطيف ، مع تسخينها إلى 70 درجة مئوية. بعد ذلك ، قم بإعداد الكاشف المؤكسد عن طريق إذابة جرامين من بيرسلفات الصوديوم في 15 مل من الماء.

أعد إذابة كل بقايا بأربعة ملليلتر من الماء ، وانقل العينات إلى 12 مليلتر من قوارير البورسليكات محكمة الغلق للغاز. ثم أضف ملليلترا واحدا من الكاشف المؤكسد ، وأغلق كل قارورة بغطاء قياسي يحتوي على حاجز مطاطي من البوتيل. قم بتطهير القوارير محكمة الغلق التي تحتوي على المحاليل المائية بالهيليوم لمدة ثماني دقائق لإزالة ثاني أكسيد الكربون من القارورة والمحلول.

بعد ذلك ، قم بتأكيد العينات في قوارير محكمة الغلق عن طريق تسخينها عند 100 درجة مئوية لمدة 60 دقيقة. بعد السماح للعينات بالتبريد إلى درجة حرارة الغرفة ، قم بتحليل ثاني أكسيد الكربون مباشرة من الأكسدة على مطياف كتلة نسبة النظائر لمحتوى الكربون 13 وعلى مطياف الكتلة المتسارع لمحتوى الكربون 14. يسمح الإجراء الموصوف بالفصل الأساسي لجميع المركبات المستهدفة BPCA بواسطة HPLC ويتم عرض المخططات الكروماتوغرافية للمواد المشار إليها tramazem و sha-char هنا.

من خلال ضبط معلمات الكروماتوغرافيا ، يمكن تعديل الفصل بشكل أكبر لتلبية الاحتياجات الخاصة. يجب أن ينتج عن التحليل الكمي للمواد الكروماتوغرافية للمواد المرجعية ذات المعايير الخارجية قيم الكربون الناري الموضحة هنا. يتم سرد قيم الكربون 13 والكربون 14 التي يتم الحصول عليها عند تحليل BPCAs المنقاة للمواد المرجعية لمحتواها من نظائر الكربون هنا.

بمجرد إتقان هذه التقنية يمكن القيام بها في ثلاثة أيام عمل. لذلك ، فإن إنتاجية العينة هي مسألة عدد العينات التي تتم معالجتها في وقت واحد. يمكن بسهولة قياس عشرات العينات أسبوعيا في نسخ مكررة وبمعلومات نظائرية.

بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية تنفيذ الخطوات التي لا جدال فيها للتحليل الناجح للكربون الحراري على المستوى المحدد للمركب.