הפקת סוקסילט של סמנים ביולוגיים שומנים ממ משקעים

מיצוי סוקסלט היא שיטה לבידוד תרכובות, כגון שומנים, מכמות גדולה של חומר מוצק עם נפח קטן יחסית של ממס.

רבות מהתרכובות הרלוונטיות למחקרים פליאוקלימטיים אינן זמינות לרכישה מחברות מדעיות קמעונאיות. לכן יש להכין תקנים של תרכובות אלה מדגימות טבעיות.

יש צורך בכמויות גדולות של תקן כדי להעריך את ביצועי המכשיר לאורך זמן. כדי להשיג כמות מתאימה של סמן ביולוגי להכנה סטנדרטית, יש לחלץ נפח גדול של משקעים.

מחלץ Soxhlet, שהומצא בשנות ה-70 של המאה ה-19 על ידי פרנץ פון סושלט, מאפשר מיצוי אצווה אוטומטי ממוצק, מה שמגדיל את היעילות הכוללת תוך שימוש בכמות קטנה של ממס.

סרטון זה הוא חלק מסדרה על מיצוי שומנים, טיהור וניתוח ממשקעים. הוא ימחיש מיצוי סוקסלט של סמנים ביולוגיים של שומנים ממשקעים ימיים לשימוש בפליאותרמומטריה ויציג כמה יישומים אחרים של מיצוי סוקסלט במדעי כדור הארץ ובכימיה.

מכלול טיפוסי משתמש בבקבוק עם תחתית עגולה, מעבה מים קרים ומנגנון Soxhlet עצמו. המוצק שיש לחלץ מונח באצבעון בתא המרכזי של המנגנון. המיצוי נעזר בתוספת אנרגיה בצורת חום, המכונה ריפלוקס. אדי הממס עולים דרך נתיב הזיקוק במנגנון Soxhlet אל הקבל. עם העיבוי, הממס נאסף בתא, וממיס חלק מהחומר האורגני באצבעון. כאשר התא מתמלא, הסיפון מתמלא גם הוא. כאשר הסיפון מלא, התמיסה זורמת חזרה לבקבוק. רמת התמיסה לעולם אינה עולה על החלק העליון של האצבעון, כך ששום מוצק לא נכנס לבקבוק.

תמצית השומנים נאספת ללא הרף בבקבוק, ואילו הממס הופך לחלק ממחזור המיצוי הבא. לפיכך, המחזור יכול לחזור על עצמו ללא הגבלת זמן ללא אובדן ממס.

שימור הממס, האופי הרציף של המיצוי והיכולת להכיל גדלי מדגם גדולים הופכים את מיצוי Soxhlet לאידיאלי לבידוד תרכובות אורגניות מחלקים גדולים של חומר בלתי מסיס.

כעת, לאחר שהבנתם את העקרונות של מיצוי סוקסלט, בואו נעבור על הליך למיצוי סוקסלט של סמנים ביולוגיים של שומנים ממשקעים.

עבור ניסוי זה, נעשה שימוש בדגימה של עודפי משקעים ימיים ממשלחת ליבה. הדגימה תייבש בהקפאה, נמעכת והומוגנית. להדרכה נוספת, אנא עיין בסרטון של אוסף זה על חילוץ על ידי סוניקציה.

כדי להתכונן למיצוי, הכינו תחילה תמיסה של 9:1 של דיכלורומתאן למתנול. תמיסה זו תשמש כממס המיצוי ולשטיפת כלי הזכוכית ומכשירי המעבדה.

כדי להסיר מזהמים אורגניים, יש לשרוף את הבקבוק בעל התחתית העגולה, מנגנון הסוקסלט, אצבעון סיבי הזכוכית ופחי השקילה למשך 6 שעות בטמפרטורה של 550 מעלות צלזיוס. לאחר שמוכנים להקים את המיצוי, שטפו מרית מעבדה וחמישה עד עשרה שבבים רותחים בתמיסת DCM-מתנול.

כדי להתחיל בבניית מכלול החילוץ, הגדר מעטפת חימום במכסה אדים. השג מעבה, מעמד תמיכה לאבטחת הבקבוק התחתון העגול ומנגנון הסוקסלט.

טרה פח שקילה שרוף. בעזרת המרית שטופת הממס, העבירו כ- 50 גרם דגימה לתבנית השקילה ורשמו את המסה. טען את החומר לאצבעון סיבי הזכוכית השרוף.

לאחר מכן, מלאו את הבקבוק השרוף והשטוף עם תחתית עגולה מעט יותר ממחצית מלא בתמיסת DCM-מתנול. מוסיפים את הצ'יפס הרותח השטוף ומניחים את הבקבוק בעל התחתית העגולה במעטפת החימום.

לאחר מכן, הנח את קצה האצבעון הפתוח של הדגימה בתא של מכשיר ה-Soxhlet. חבר את המנגנון לבקבוק בעל תחתית עגולה והדק את המנגנון למקומו.

אבטח את המעבה לחלק העליון של מכשיר ה-Soxhlet. חבר את קו המים הקרים ליציאה התחתונה של הקבל בעזרת צינור clamp או עניבת רוכסן. חבר את קו השקע ליציאה העליונה של הקבל ונתב אותו לניקוז.

הפעל את המים למעבה וודא את נתיב הזרימה. לאחר מכן, הפעל את מעטפת החימום וחמם את הממס לריפלוקס.

כאשר הממס מתחיל להתעבות, ודא שהעיבוי מטפטף לתוך החדר ושהתמצית נשאבת לתוך הבקבוק בעל התחתית העגולה. הממס צריך להישאר ברתיחה נמוכה לאורך כל המיצוי.

עקוב אחר תהליך המיצוי וזרימת מי המעבה עד להשלמת המיצוי. לאחר מכן, הפסק את החילוץ על ידי כיבוי מעטפת החימום. לאחר שהתמצית התקררה, הסר את המעבה ואת מכשיר הסוקסלט. לבסוף, אטמו את הבקבוק בעל התחתית העגולה המכילה את תמצית השומנים הכוללת ואחסנו להמשך עיבוד.

מיצוי סוקסלט משמש לעתים קרובות לניתוח כימי של דגימה מוצקה, ויכול לשמש גם להכנת ריאגנטים וטיהור.

ניתן להשתמש במיצוי סוקסלט כדי לזהות נוכחות של תרכובות ביפניל פוליכלוריות, או PCBs, בסביבה. יעילות ההעברה של PCB מדגי טרף לדגים טורפים נמדדה כדי לקבל מידע נוסף על הסיכונים הבריאותיים לבני אדם ולחיות בר מאכילת דגים מזוהמים. מיצוי סוקסלט של רקמת דגים מאפשר הכנת דגימות לכרומטוגרפיה של גז וספקטרומטריית מסה.

תרכובות שיוכנסו לסביבה בכמויות גדולות מנותחות לנוכחות PCB. ביו-פחם הוא תוצר לוואי של פירוליזה של חומר אורגני שכאשר מוסיפים אותו לאדמה, עשוי לשפר את איכות הקרקע ולקלוט מזהמים. אימות שיטות ייצור ביו-פחם לשימוש נרחב כולל מיצוי סוקסלט לבדיקת נוכחות PCB על ידי כרומטוגרפיה של גז.

ניתן להשתמש במיצוי סוקסלט גם לטיהור מוצק על ידי מיצוי תרכובות לא רצויות. חומצות שומן ארוכות שרשרת הוסרו באופן סלקטיבי מקליפות העגבניות על ידי מיצוי מדורג כדי להניב את ציפורן העגבניות נטולת השעווה. המיצוי המדורג בוצע עם ממיסים מרובים בעלי קוטביות משתנה ברצף. זה לא רק סיפק הסרת שעווה מקיפה מקליפת העגבנייה, אלא גם איפשר בידוד של חלקיקי שעווה בודדים על סמך מאפייני המסיסות.

זה עתה צפיתם בהקדמה של JoVE למיצוי Soxhlet של סמנים ביולוגיים של שומנים ממשקעי ארכיון גיאולוגיים. כעת עליך להכיר את העקרונות מאחורי מיצוי סוקסלט, את ההליך למיצוי סוקסלט של דגימת משקעים, וכמה דוגמאות לאופן שבו ניתן להשתמש במיצוי סוקסלט למטרות אנליטיות.

תודה שצפית!