מנגנון רב שכבתי אולטרה נקי של איסוף פלנקטון ימית גודל Fractionated וחלקיקים מושעה

המטרה הכוללת של הליך זה היא לסנן נפח גדול של מי ים בתנאי לחץ נמוך וללא זיהום לאיסוף חלקיקים ופלנקטון מרחפים. שיטה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח בתחום האוקיינוגרפיה כגון סטוכיומטריה והרכב מתכות קורט של חלקיקים מרחפים ופלנקטון ימיים. ניתן להשתמש בשיטה זו גם לחקר העברת תנועה, טרנספורמציה ביולוגית והגדלה ביולוגית של פלנקטון ימיים.

היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא גמיש, סופר נקי וקל לשימוש. ראשית, נקו את הדגימה, מלאו את הצינור ומלאו את יחידת הסינון בחומר ניקוי אנזים פרוטאז 1% אניוני, ותנו לו להשרות למשך 24 שעות. לאחר מכן יש לשטוף היטב את דגימת סינון הכבידה הרב-שכבתית עם אוסמוזה הפוכה, מים מזוקקים כפולים.

לאחר מכן מלאו אותו בחומצה הידרוכלורית 0.1% ותנו לו להשרות במשך שלושה ימים. לאחר 72 שעות של השרייה בחומצה מדוללת, יש לשטוף היטב את הדגימה באוסמוזה הפוכה, מים מזוקקים פעמיים שלוש עד חמש פעמים. שימוש במינימום של 20 ליטר לכל שטיפה.

בעת הטיפול בדגימה הנקייה, יש ללבוש תמיד כפפות פוליאתילן. כדי להרכיב את הדגימה, חבר שישה צינורות אלסטומר תרמופלסטיים באורך ארבעה מטרים, עמידים כימית, לששת הכניסות הכיווניות בחלק העליון של הדגימה. לאחר מכן חבר שלושה מסנני ניילון רשת לשלושה מיכלי דגימת פוליאתילן בצפיפות נמוכה של 125 מיליליטר.

הגדר את המיכלים עם מסנן הרשת של 10 מיקרון הממוקם בחלק החיצוני של המכלול. מסנן רשת 63 מיקרון באמצע, ומסנן רשת 153 מיקרון בפנים. להובלה, שקית כפולה את הדגימה המורכבת בשקיות פוליאתילן.

ואז לארוז אותו במיכל משלוח מפוליפרופילן. כדי להשתמש בדגימה, חבר את צינורות האלסטומר התרמופלסטיים באורך שישה וארבעה מטרים לברזי המים של שישה בקבוקי דגימה שונים מצופים PTFE בנפח 20 ליטר במערך הדגימה המוגבה מרובה הבקבוקים. לאחר מכן, הנח את מי הים לתוך יחידת הסינון דרך כניסות הכיוון.

כעת חלקיקים מופרדים בעדינות על ידי רשתות הסינון ומתיישבים בבקבוקי LDPE בנפח 125 מיליליטר המאובטחים בבסיס המכשיר. לאחר הזרמה דרך 20 ליטר לפחות, העבירו שניים עד חמישה ליטר מהזרימה דרך המים למיכל פוליאתילן בנפח חמישה ליטר. לקבל דגימה עם חלקיקים קטנים מ-10 מיקרון.

לאחר שמי הים מילאו את בקבוקי הדגימה, קח את יחידת הסינון לספסל נקי בדרגה 100. שם הסר כל פילטר ברצף. החל ממסנן 153 מיקרון וכלה במסנן 10 מיקרון.

כעת שטפו את הפלנקטון שנדבק למסננים באמצעות עקבות מתכת נקיים, מי ים מסוננים 0.4 מיקרון. אוספים את מי הים בבקבוק האיסוף המתאים של 125 מיליליטר. לאחר מכן נתק את הבקבוקים מהמכלול.

לאחר מכן מסננים את האוספים בזה אחר זה באמצעות מכשיר סינון ואקום שטוף חומצה. עם מסנני פוליקרבונט שקולים מראש, שטופים בחומצה, 47 מילימטר, 10 מיקרון. השתמש בפחות מחמישה קילופסקלים של לחץ עבור סינון זה.

לאחר מכן, סנן את דגימת המים של 10 מיקרון באמצעות מכשיר סינון ואקום שטוף חומצה עם פחות מחמישה קילופסקל של לחץ ובאמצעות מסנני פוליקרבונט 47 מילימטר, 0.4 מיקרון. מיד לאחר כל סינון יש לשטוף בעדינות את המסנן באמצעות כמה מיליליטר של מים טהורים מאוד מזוקקים כפולים כדי להסיר את מלחי הים מבלי להפריע לחלקיקים ולפלנקטון הכלואים. לאחר מכן הסר בזהירות את המסנן ואחסן אותו בצלחת פטרי מפלסטיק אקרילי שטופה בחומצה ושקלה מראש.

אוטמים את המנה בשקית ניילון ומאחסנים אותה בטמפרטורה שלילית של 20 מעלות צלזיוס עד שניתן יהיה לנתח אותם במעבדה. ראשית טען את המסננים למכונת ייבוש ההקפאה. לאחר שהטמפרטורה יורדת למינוס 40 מעלות צלזיוס, הפעל את משאבת הוואקום כדי להתחיל בתהליך הייבוש בהקפאה.

שלושה ימים לאחר מכן, הסר את המסננים המיובשים ושקל אותם. לאחר מכן הכניסו את המסננים לכלי PFA של 60 מיליליטר שנשקלו מראש והוסיפו שלושה מיליליטר של חומצה חנקתית מרוכזת וטהורה במיוחד לכל כלי. הדק את הכלים באמצעות מפתח מומנט ל -2.5 קילוגרם מטר והנח אותם במעבר קונבנציונאלי ב -130 מעלות צלזיוס למשך 12 שעות לרצף העיכול הראשון.

למחרת, פתחו את הכלים לאחר שהתקררו והוסיפו שני מיליליטר של חומצה הידרופלואורית טהורה במיוחד לכל אחד. ואז דגרו אותם שוב לעיכול השני. למחרת, לאחר שהכלים התקררו, פתחו אותם והוסיפו לכל אחד מהם 16 מיליליטר של חומצה בורית טהורה במיוחד של 4.5%.

ואז מחזירים אותם לתנור לעיכול הסופי. כעת לאחר הקירור, שקלו כל כלי. קבע את המסה הסופית של כל תמיסה מעוכלת וקבע את המסה הספציפית של מיליליטר אחד בדיוק של חומר עיכול שנלקח מכל כלי.

השתמש בנתונים אלה כדי לחשב את נפח העיכול הסופי. לאחר מכן שפכו בזהירות כל חומר עיכול לבקבוק פוליאתילן 30 מיליליטר מנוקה בחומצה לניתוח עקבות מתכת נוסף. כאשר נתונים שנאספו באמצעות טכניקת דגימת סינון הכבידה הרב-שכבתית המתוארת, CATNET, הושוו לנתוני סינון מבוי סתום קונבנציונליים בלחץ, הייתה הסכמה טובה בריכוזי החלקיקים.

יותר מ-90% מהחלקיקים הללו היו בין 0.4 ל-10 מיקרון. למי ים מסוננים של CATNET יש מעט מאוד אנליטים או ללא זיהום מורגש בהשוואה למי ים סביבתיים לא מסוננים. חלקיקים נאספו בעומק הכלורופיל לכל היותר בים סין הדרומי במרץ 2002.

בעוד שיותר מ-80% היו בטווח הקטן יותר, חלקיקים גדולים יותר המתאימים לפלנקטון זואה נאספו גם הם והראו דפוסי נדידה אנכיים יומיים. ניתוח של מים עיליים שנלקחו ממישור טייוואן הראה שהתפלגות החלקיקים הימיים והרכבם השתנו באופן דרמטי. בדרך כלל רוב החלקיקים הועשרו בברזל ואלומיניום והריכוזים ירדו עם העלייה בגודלם.

עם זאת, ריכוזי הקדמיום עלו עם הגדלת גודל החלקיקים אולי עקב תהליך ריכוז ביולוגי. לאחר צפייה בסרטון זה, אתה אמור להבין היטב כיצד לאסוף חלקיקים לא מזוהמים בגדלים שונים ופלנקטון מאוספי מי ים. לאחר השליטה, ניתן להשלים את פרוטוקול המעבדה תוך שעה.

בעת ניסיון הליך זה חשוב לזכור לבצע טכניקת דגימה נקייה של עקבות מתכת. למרות ששיטה זו יכולה לספק תובנה לגבי ביוגיאוכימיה של האוקיינוס, ניתן ליישם אותה גם על מערכות מים מתוקים. הרעיון לשיטה הזו עלה לי לראשונה כשניסיתי לאסוף כמה פלנקטון חיים כדי להאכיל את דגי האקווריום שלי במהלך השנה האחרונה שלי באוניברסיטה הלאומית של טייוואן בשנות ה-80.

כעת, מאז פיתוחה, טכניקה זו סללה את הדרך לחוקרים בתחום מדעי המים לחקור הגדלות ביולוגיות של אפקט ריכוז החלקיקים והעברת תנועה במחזורים ביוגיאוכימיים של יסודות ומערכות אקולוגיות.