我们介绍了在小鼠器官中高精度测定锌同位素比值的技术。
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摘要
摘要
我们介绍一种高精度测定小鼠器官中锌同位素比值的方法。锌由5种稳定同位素组成（64Zn, 66Zn, 67Zn, 68Zn 和 70Zn），这些元素在小鼠器官中天然存在分馏现象。我们首先展示如何溶解不同器官以释放Zn原子；该步骤通过HNO₃和H₂O₂的混合液完成。3 和 H2O2然后，我们从所有其他元素中纯化锌原子，特别是去除同量异位素干扰（例如，Ni)，通过在稀 HBr/HNO₃ 中进行阴离子交换色谱分离3 培养基。前两步操作均在洁净实验室中使用高纯度化学试剂完成。最后，采用低分辨率多接收电感耦合等离子体质谱仪测定同位素比值。样品通过雾化室进样，并利用标准物质比值校正法（标准 Bracketing 技术）对质谱仪引起的同位素分馏进行校正。 完整的典型 该方法产生的同位素比值具有50 ppm（2倍标准偏差）的重现性。
引言
由于多接收等离子体质谱仪的发展，高精度（优于100 ppm/原子质量单位）锌稳定同位素组成的测定仅在约15年前才成为可能，此后主要应用于地球与行星科学领域。在医学领域的应用是新兴的，对于改变锌代谢的疾病（例如，阿尔茨海默病）具有作为生物标志物的巨大潜力。本文报道了一种用于精确测定小鼠多种器官中天然锌稳定同位素比值的方法，该方法同样适用于人类样本。该方法包括器官的溶解、锌与其他元素的化学分离纯化，随后在质谱仪上进行同位素比值分析。
锌同位素测量的准确性取决于化学纯化的质量（锌的纯度高、相对于样品中锌含量的空白值低、化学回收率高）以及对仪器偏差的有效控制。最终锌组分的高纯度对于消除同量异位素干扰和引起基质效应的非同量异位素干扰至关重要。同量异位核素会产生直接干扰（例如，64Ni）。非同量异位干扰则产生所谓的“基质”效应，通过改变离子化条件而影响测量的分析精密度，这种离子化条件与作为比对基准的纯锌标准物质不同1。低空白值（< 10 ng）表明样品未受到外来锌的污染，否则会扭曲测得的同位素组成。由于锌同位素在离子交换色谱过程中可能发生分馏2，因此必须完全收集所有锌原子，以确保不发生同位素分馏，这意味着化学处理过程应实现完全回收。最后，质谱测量过程中仪器引起的同位素分馏校正采用“标准品夹心法”进行。
因此，获得精确测量结果....
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方案
注意：涉及动物的实验程序已获得巴黎狄德罗大学机构动物护理和使用委员会（IACUC）的批准。
1. 材料准备
- 对1升酸（HNO3、HBr）进行亚沸蒸馏，以去除其中的杂质。
- 将烧杯和移液器吸头适配器在热的（约100 °C）浓HNO3酸浴中浸泡至少两天进行清洗。
- 将移液器吸头在冷的3 N HNO3溶液中浸泡数天，然后用去离子水逐个冲洗三次。
2. 样品制备
- 通过腹腔注射氯胺酮和赛拉嗪使小鼠麻醉。采用脚趾夹捏法评估麻醉效果。
- 在含有肝素的1.5 ml离心管中，通过心脏穿刺采集血液。
- 通过离心（10分钟，1,500 × g）将血浆与血细胞分离，并使用聚丙烯吸头将血浆转移至聚丙烯冻存管中。
- 通过剪断肝静脉并经心脏注入DPBS，清除器官中的残留血液。通过颈椎脱位法确认小鼠死亡。
- 使用无菌不锈钢器械取下器官，去除周围脂肪（如有），并在聚丙烯冻存管中迅速冷冻。
3. 化学纯化
- 首先，将样品溶解于约 1 ml 浓（30%）H2O2 和约 1 ml 浓（~15 M）HNO3 的混合液....
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结果
在1.5 N HBr中，主要的锌物种（ZnBr₃⁻）与阴离子交换树脂形成非常稳定的络合物，而大多数其他元素不与树脂发生相互作用。随后通过将介质转换为稀释的HNO₃来回收锌。3，改变锌的形态为Zn2+ 从树脂中释放6,7.
同位素比值通常以相对于标准的千分之一偏差表示：
其中 x = 66 或 68。所用标准物质为锌“里昂”标准 JMC 3-0749 L1。“里昂”标准.......
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讨论
通过在不同分析批次中对同一样品进行重复分析，评估测量结果的可重复性。例如6，我们对同一种陆地岩石样品进行了7次重复分析，得到的结果如表2所示。
根据同位素分馏理论10以及迄今为止在所有已测的太阳系物质（例如， 陨石11-13、植物3-5、深海沉积物14、动物15-17）中的测量结果，本研究结果符合质量依赖性规律（见图1）。δ68Zn的值约为δ66Zn的两倍（图1），因为68Zn与64Zn之间的质量差是66Zn与64Zn之间质量差的两倍。这表明我们的测量结果不受同量异位素干扰的影响（此类干扰会使数据偏离直线），且锌同位素来自相同的同位素储库并发生分馏。
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披露
作者无任何利益冲突需要披露。
致谢
FM 承认获得以下资助：法国国家研究局（ANR）通过索邦巴黎西岱大学卓越讲席项目、法国国家宇宙科学研究所（INSU）的PNP资助项目、法国大学研究所，以及索邦巴黎西岱大学Labex UniverEarth项目（项目编号：ANR-10-LABX-0023 和 ANR-11-IDEX-0005-02）提供的经费支持。我们还感谢欧洲研究理事会（ERC）在欧盟“地平线2020”框架计划下的资助（资助协议号：#637503，Pristine项目）。
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材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 多通道电感耦合等离子体质谱仪 | Thermo-Fisher | ||
| 阴离子交换树脂 AG1 X8 200-400 | Bio-Rad | 140-1443-MSDS | |
| 特氟龙烧杯 | Savillex | 200-015-12 | |
| 自制特氟龙柱，采用可收缩特氟龙材料制成 |
参考文献
- Marechal, C. N., Telouk, P., Albarede, F. Precise analysis of copper and zinc isotopic compositions by plasma-source mass spectrometry. Chemical Geology. 156 (1), 251-273 (1999).
- Marechal, C. N., Albarede, F. Ion-exchange fractionation of copper and zinc ....
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重印与许可
