Name: VacuSIP, un metodo migliorato per Inex In Situ Misura di particolato e sciolto composti elaborati da Alimentatori sospensioni attive (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-08-03T11:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 57 s
Description: Scopri il metodo VacuSIP per il campionamento pulito e accurato di acqua inalata ed esalata da organismi bentonici sospensivori. Questa tecnica consente di quantificare composti particellari e disciolti senza contaminazione.

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Ringraziamo Manel Bolivar per la sua assistenza nel lavoro sul campo. Siamo grati al &quot;Parco Naturale del Montgrí, les Illes Medes i el Baix Ter&quot; per il loro supporto ai nostri permessi di ricerca e di campionamento. Il manipolatore subacqueo è stato progettato da Ayelet Dadon-Pilosof e fabbricato dal Sig Pilosof. Questo lavoro è stato supportato dal progetto governo spagnolo CSI-Corallo [codice di autorizzazione CGL2013-43106-R per RC e MR] e da una borsa di FPU da &quot;Ministerio de Educación, Cultura y Deporte (MECD)&quot; a TM. Si tratta di un contributo della biogeochimica marina e il gruppo di ricerca Cambiamento Globale finanziato dal Governo Catalano [concessione numero 2014SGR1029] e ISF concessione 1280-1213 e BSF concessione 2.012.089 a G. Yahel.

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Gli autori non hanno nulla da rivelare.

operazioni preliminari Fiale Collector per Dom e analisi dei nutrienti Dal momento che i vasi da collezione possono interagire con micro-costituenti disciolti e le pareti campionatore può essere un substrato per i batteri crescita 30-34, sono stati testati diversi fiale per DOM e la raccolta dei nutrienti. Borosilicato non è raccomandato per la quantificazione silice 33,35, dal momento che le bottig...

Alimentatori sospensione bentonici giocano un ruolo essenziale nel funzionamento degli ecosistemi marini 1. Filtrando grandi volumi di acqua 2,3, rimuovono e espellono particolato (plancton e detriti) e composti disciolti 1 (e riferimenti) e sono un importante agente di bentonica-pelagica accoppiamento 4,5 e il ciclo dei nutrienti 6,7. Misurare accuratamente la presenza di particelle e composti disciolti rimossi ed escreto dal alimentatori sospensione bentonici (come spugne, ascidie, policheti, e bivalvi) è fondamentale per capire la loro fisiologia, metabolismo, e l&#39;ecologia alimentazione. Insieme con pompaggio misurazione della frequenza, ma consente anche una quantificazione dei flussi di nutrienti mediate da questi organismi e il loro impatto ecologico sulla qualità delle acque, nonché sui processi scala ecosistema. La scelta del metodo appropriato di misurazione di rimozione e di produzione tassi di particolato e com discioltochili di sospensione filtratori è fondamentale per ottenere dati affidabili relativi alla loro attività di alimentazione 8. Come sottolineato da Riisgård e altri, non appropriate metodologie di polarizzazione risultati, falsare le condizioni sperimentali, la produzione di stime errate di ingestione ed escrezione di determinate sostanze, e può portare a quantificazione errata dei flussi di nutrienti elaborati da questi organismi. I due metodi più frequentemente utilizzati per misurare le particelle e flussi di nutrienti disciolti in filtratori coinvolgere sia incubazione (tecniche indirette) o la raccolta simultanea di ambiente e acqua espirata (tecniche dirette). Tecniche di incubazione si basano sulla misura della velocità di variazione della concentrazione di particelle e nutrienti disciolti nell&#39;acqua incubate, e stima dei tassi di produzione o rimozione rispetto ai controlli adeguati 8. Tuttavia, allegando un organismo in una camera di incubazione può modificare la sua Feeding e pompaggio comportamento a causa di cambiamenti nel regime di flusso naturale, a causa di un calo di ossigeno e / o della concentrazione di cibo, o a causa di accumulo di composti di escrezione del 7,9 acqua incubazione (e riferimenti). Oltre agli effetti di isolamento e fornitura di acqua modificato, una grande polarizzazione di tecniche di incubazione deriva da effetti ri-filtrazione (vedi ad esempio 10). Sebbene alcuni di questi problemi metodologici sono stati superati utilizzando il giusto volume e la forma del recipiente di incubazione 11 o con l&#39;introduzione di un sistema di campana ricircolo in situ 12, questa tecnica spesso sottostima asportazione e di produzione. Quantificare il metabolismo dei composti disciolti quali azoto organico disciolto (DON) e carbonio (DOC) o nutritivi inorganici, ha dimostrato di essere particolarmente inclini a distorsioni causate da tecniche di incubazione 13. Alla fine degli anni &#39;60 e primi anni &#39;70, Henry Reiswig9,14,15 aperto la strada all&#39;applicazione di tecniche dirette per quantificare la rimozione di particelle da giganti spugne caraibiche, campionando separatamente l&#39;acqua inspirato ed espirato dagli organismi in situ. A causa della difficoltà di applicare la tecnica di Reiswig su sospensivori piccole e in condizioni subacquee più impegnative, la maggior parte della ricerca in questo campo è stata limitata al laboratorio (in vitro) impiegando lo più tecniche di incubazione indirette 16. Yahel e colleghi rimontati Reiswig di diretta in situ tecnica di lavorare in condizioni di minori dimensioni. Il loro metodo, chiamato Inex 16, si basa sul campionamento simultaneo subacquea dell&#39;acqua per via inalatoria (In) e esalato (Ex) da organismi indisturbati. La diversa concentrazione di una sostanza (ad esempio, batteri) tra una coppia di campioni (INEX) fornisce una misura della ritenzione (o produzione) della sostanza da parte dell&#39;animale. La tecnica Inex impiega tubi aperti esi basa sul jet excurrent prodotte dall&#39;attività di pompaggio dell&#39;organismo studiata per sostituire passivamente all&#39;acqua ambiente nel tubo di raccolta. Mentre Yahel e colleghi hanno applicato con successo questa tecnica per lo studio di oltre 15 sospensione di diversi alimentatori taxa (ad esempio, 17), il metodo è vincolato per l&#39;elevato livello di pratica e l&#39;esperienza necessarie, dalla dimensione minuscola di alcuni orifizi excurrent, e condizioni del mare. Per superare questi ostacoli, abbiamo sviluppato una tecnica alternativa basata su aspirazione controllata dell&#39;acqua campionato attraverso tubi minute (diametro esterno &lt;1,6 mm). Il nostro scopo era quello di creare un dispositivo semplice, affidabile ed economico che consenta pulita e controllata in campionamento dell&#39;acqua situ da un punto molto specifico, come l&#39;orifizio excurrent di alimentatori sospensione bentonici. Per essere efficace, il metodo deve essere non-intrusivo in modo da non influenzare il regime di flusso ambiente o modificare il behavior degli organismi studiati. Il dispositivo presentato qui è chiamato VacuSIP. È una semplificazione del sistema SIP sviluppato da Yahel et al. (2007) 18 per il campionamento punto ROV-based nel mare profondo. Il VacuSIP è notevolmente più conveniente che il SIP originale ed è stato adattato per il lavoro SCUBA-based. Il sistema è stato progettato secondo i principi presentati e testati da Wright e Stephens (1978) 19 e Møhlenberg e Riisgård (1978) 20 per le impostazioni di laboratorio. Sebbene il sistema VacuSIP stato progettato per studi situ del metabolismo di alimentatori sospensione bentonici, può essere utilizzato anche per studi di laboratorio e ovunque sia richiesto un campione di acqua da sorgente puntiforme controllata e pulita. Il sistema è particolarmente utile quando è richiesto l&#39;integrazione per periodi prolungati (min-ore) o in filtrazioni situ. Il VacuSIP è stato utilizzato con successo presso il laboratorio Yahel a partire dal 2011, e ha anchestato impiegato in due recenti studi dei flussi di nutrienti mediati da specie di spugne caraibiche e mediterranee 21 (Morganti et al. submitted). L&#39;utilizzo di campionatori specifici, la durata di campionamento prolungato, e le condizioni del campo, in cui si applica VacuSIP, comporta alcune differenze rispetto a protocolli standard di oceanografici per la raccolta, il filtraggio e la conservazione dei campioni per analiti sensibili. Per ridurre il rischio di contaminazione da parte del sistema VacuSIP o il rischio di modificazione dell&#39;acqua campionata dall&#39;attività batterica dopo la raccolta, abbiamo testato varie procedure di filtrazione e stoccaggio situ. Diversi dispositivi di filtraggio, recipienti di raccolta e procedure memorizzazione sono stati esaminati per conseguire la tecnica più adatta per l&#39;analisi dei disciolto inorganico (PO 4 3-, NO x -, NH 4 +, SiO 4) ed organici (DOC + DON) composti, e ultra-plancton (&lt;1081; m) e il particolato organico (POC + campionamento PON). Per ridurre ulteriormente il rischio di contaminazione, in particolare in condizioni di campo, il numero di fasi di manipolazione è stato ridotto al minimo. Il formato visivo in cui è presentato il metodo è orientato per facilitare riproducibilità e per ridurre il tempo necessario per applicare efficacemente la tecnica. Panoramica del sistema Per campionare in situ pompata acqua sospensivori con orifizi exhalant piccole 2 mm, l&#39;attività di pompaggio di ciascun campione viene prima visualizzata rilasciando filtrata fluoresceina tinti acqua di mare accanto all&#39;orifizio inalante (s) e osservando il suo flusso dall&#39;apertura excurrent 16 (vedi anche figura 2B in 18). L&#39;acqua inalato ed espirato dal campione di studio (incurrent e excurrent) vengono quindi simultaneamente campionati con l&#39;impiego di una coppia di tubi minute installati sul manipolatore fuoriserie o due dei &quot;arms &quot;di un treppiede portatile flessibile capovolta (Figura 1 e complementare Video 1). L&#39;acqua inalata dall&#39;organismo studio viene raccolto posizionando accuratamente l&#39;estremità prossimale di un tubo all&#39;interno o vicino all&#39;apertura inalazione dell&#39;organismo studio. Un identico tubo viene quindi posizionato all&#39;interno dell&#39;orifizio excurrent. Questa operazione richiede cura per evitare il contatto o disturbo dell&#39;animale, per esempio, mediante risospensione dei sedimenti. per iniziare il campionamento, un subacqueo perfora un setto nel recipiente di raccolta con una siringa attaccata alla estremità distale di ciascun tubo, consentendo la pressione dell&#39;acqua esterna di forzare l&#39;acqua campionata nel vaso attraverso il tubo di campionamento. l&#39;aspirazione viene iniziata dal vuoto creato in precedenza nei flaconi e dalla differenza di pressione tra l&#39;acqua esterna e il contenitore del campione evacuato . Per garantire una raccolta di acqua pulita espirata e per evitare l&#39;aspirazione accidentale di ambiacqua ent 16, la frequenza di campionamento dell&#39;acqua deve essere mantenuto a un tasso significativamente più basso (&lt;10%) rispetto alla portata excurrent. Il tasso di aspirazione è controllata dalla lunghezza del tubo e il diametro interno (ID). Il piccolo diametro interno garantisce inoltre un volume morto trascurabile (&lt;200 ml per metro di tubo). Campionamento per periodi prolungati (minuti a ore) permette di integrare il patchiness intrinseca della maggior parte delle sostanze di interesse. Per assicurare che i campioni siano adeguatamente conservati in sessioni di campionamento subacqueo prolungati nonché per il trasporto al laboratorio, una in situ filtrazione è raccomandato per analiti sensibili. La selezione di vasi di campionamento, il montaggio di filtraggio, e tubi sono dettate dagli organismi di studio e la domanda di ricerca specifica. Il protocollo descritto di seguito presuppone che un profilo metabolico completo è di interesse (per una panoramica si veda la Figura 2). Tuttavia, la natura modulare del protocollo consente fo facile modifica per accogliere i metodi di campionamento più semplici o anche molto diverse. Per un profilo metabolico completo, il protocollo di campionamento dovrebbe comprendere le seguenti fasi: (1) la visualizzazione di flusso; (2) l&#39;alimentazione di campionamento ultra-plancton (plancton &lt;10 micron); (3) Il campionamento nutrienti inorganici assorbimento e l&#39;escrezione (usando filtri in linea); (4) Campionamento disciolto assorbimento organico e l&#39;escrezione (usando filtri in linea); (5) di alimentazione particolato e l&#39;escrezione (usando filtri in linea); (6) Ripetere il punto 2 (ultra-plancton alimentazione come controllo della qualità); (7) Portata visualizzazione. Quando logisticamente fattibile, si raccomanda che le misurazioni profilo metabolico sono combinati con pompaggio rate (ad esempio, il metodo a velocità fronte del colorante, in 16), nonché con le misurazioni respirazione. Queste misure devono essere prese all&#39;inizio e alla fine della sessione di campionamento. Per la misurazione della respirazione, optodes subacquee o micro-elettrodi sono preferibili.

<table><tbody><tr><td>GorillaPod,</td><td>treppiede portatile flessibile</td> originale <td>Joby</td><td>GP000001</td></tr><tr><td>Ghiera senza flangia</td><td>IDEX Salute & Scienza&nbsp;</td><td>P-200X</td><td>1/16" in dado maschio blu/pk</td></tr><tr><td></td><td>IDEX salute & Scienza</td><td>P-205X&nbsp;</td><td>1/16" in verde/10&nbsp; pk</td></tr><tr><td>Femmina a Femmina Luer</td><td>IDEX Salute & Scienza&nbsp;</td><td>P-658</td><td></td></tr><tr><td>Femmina-Maschio Luer</td><td>IDEX Salute & Scienza&nbsp;</td><td>P-655</td><td></td></tr><tr><td>Tubo in peek (254&nbsp; &micro; m IDEX)</td> <td>Salute & Scienza&nbsp;</td><td>1531</td><td>1/16" OD x 0,01&nbsp; in ID x 5&nbsp; lunghezza del piede. È possibile utilizzare un ID alternativo.</td></tr><tr><td>Resina epossidica bicomponente</td><td>IVEGOR</td><td>9257</td><td>Miscelare bene la resina bicomponente prima dell'uso</td></tr> <tr><td>(TOC) Fiale EPA</td><td>Cole -Parmer</td><td>03756-20</td><td>Fiale di vetro da 40 ml. Prodotto anche da Thomas Scientific (numero di rif. 9711F09).</td></tr><tr><td>Fiale in HDPE</td><td>Wheaton</td><td>986701 (E78620)</td><td>Fiale in polietilene ad alta densità da 20 ml</td></tr><tr><td>Vacuette Z senza additivo</td><td>Greiner bio-one</td><td>455001</td><td>pre-vuoto dal produttore&nbsp;</td></tr><tr><td>Flaconi campione Septum</td><td>Thomas Scientific</td><td>1755C01</td><td>Flaconi in vetro da 250 ml&nbsp;</td></tr><tr><td>Tappo del setto 1</td><td>Wheaton</td><td>W240844SP (E7865R)</td><td>22-400 per fiale in HDPE&nbsp;</td></tr><tr><td>Septum Cap 2</td><td>Wheaton</td><td>W240846 (1078-5553)</td><td>24-400 per fiale e flaconi in vetro. Prodotto anche da Thermo Scientific National (rif. 03-377-42).</td></tr><tr><td>Portafiltri in linea in acciaio inox Swinney</td><td>Pall</td><td>516-9067</td><td>13 mm di diametro</td></tr><tr><td>PTFE Rondella di tenuta</td><td>Pall&nbsp;</td><td>516-8064</td><td>anello per portafiltri in acciaio inox</td></tr><tr><td>TCLP Filtri in vetro</td><td>Pall&nbsp;</td><td>516-9126</td><td>Filtri in fibra di vetro senza legante, 13&nbsp; mm di diametro, dimensione dei pori 0,7&nbsp; &micro; m</td></tr><tr><td>Portafiltri in policarbonato</td><td>Cole -Parmer</td><td>17295</td> Filtri a membrana Isopore <td>da 13 mm di diametro</td></tr><tr><td></td><td>Millipore</td><td>GTTP01300</td><td>13&nbsp; mm di diametro, dimensione dei pori 0,2&nbsp; &micro; m</td></tr><tr><td>Contrad 70 Soluzione&nbsp;</td><td>Decon Labs</td><td>1002</td><td>miscela basica altamente solubile di soluzione di tensioattivo anionico e non ionico.</td></tr><tr><td>Filtri per siringhe sterili</td><td>VWR International Eurolab S.L.</td><td>514-0061P</td><td>25&nbsp; mm di diametro, dimensione dei pori 0,2&nbsp; &micro; m</td></tr><tr><td>Fluoresceina</td><td>Sigma-Aldrich</td> <td>(vecchio rif.28802) 46955-100G</td><td>100&nbsp; g</td></tr><tr><td>Holdex, monouso, sterile</td><td>Greiner bio-one</td><td>450263</td><td>portaprovette sterile monouso con luer decentrato per aghi sterili Vacuette</td></tr><tr><td></td><td>IcoGammaPlus</td><td>5160</td><td>0.7&nbsp; mm x 30&nbsp; mm</td></tr><tr><td>Cryovials Nalgene</td><td>Nalgene</td><td>V5007(Cat. No.5000-0020)</td><td>2&nbsp; ml</td></tr><tr><td>Scatola Cryobox&nbsp;</td><td>Rubilabor</td><td>M-600</td><td>145x145x55&nbsp; mm p/microtubo 1,5&nbsp; ml</td></tr><tr><td>Acido ortofosforico</td><td>Sigma</td><td>79617 o in alternativa utilizzare acido cloridrico ultrapuro, concertazione finale 0,1%</td><td></td></tr> <tr><td>Paraformaldeide</td><td>Sigma</td><td>P6148</td><td>500&nbsp; g</td></tr><tr><td>Glutaraldeide</td><td>Merck</td><td>8.206.031.000</td><td>25%,</td></tr><tr><td>pompa per vuoto manuale da 1 l&nbsp;</td><td>B&uuml; rkle&nbsp;</td><td>5620-2181 o in alternativa utilizzare una pompa</td><td></td> per vuoto da laboratorio standard</tr></tbody></table>

vacusip, un metodo migliorato per inex<em&gt; in situ</em&gt; misura di particolato e sciolto composti elaborati da alimentatori sospensioni attive

VacuSIP, an Improved InEx Method for In Situ Measurement of Particulate and Dissolved Compounds Processed by Active Suspension Feeders

Gli alimentatori in sospensione bentonici svolgono un ruolo essenziale nel funzionamento degli ecosistemi marini. Filtrando grandi volumi d'acqua, rimuovendo plancton e detriti ed espellendo il particolato e i composti disciolti, fungono da agenti importanti per l'accoppiamento bento-pelagico. Misurare accuratamente i composti rimossi ed escreti dai mangiatori in sospensione (come spugne, ascidie, policheti, bivalvi) è fondamentale per lo studio della loro fisiologia, metabolismo ed ecologia alimentare, ed è fondamentale per determinare la rilevanza ecologica dei flussi di nutrienti mediati da questi organismi. Tuttavia, la valutazione della velocità con cui gli alimentatori in sospensione trattano il particolato e i composti disciolti in natura è limitata dai limiti delle metodologie attualmente disponibili. Il nostro obiettivo era quello di sviluppare un metodo semplice, affidabile e non intrusivo che consentisse il campionamento di acqua pulita e controllata da un punto specifico, come l'apertura di corrente degli alimentatori di sospensioni bentoniche, in situ. Il nostro metodo consente il campionamento simultaneo dell'acqua inalata ed espirata dell'organismo studiato utilizzando minuscoli tubi installati su un dispositivo manipolatore costruito su misura e accuratamente posizionati all'interno dell'orifizio espirante dell'organismo campionato. La perforazione di un setto sul recipiente di raccolta con un ago per siringa attaccato all'estremità distale di ciascun tubo consente alla pressione esterna di forzare lentamente l'acqua campionata nel recipiente attraverso il tubo di campionamento. La velocità di campionamento lenta e controllata consente di integrare la irregolarità intrinseca nell'acqua, garantendo al contempo un campionamento privo di contaminazione. Forniamo raccomandazioni per i dispositivi di filtraggio, il recipiente di raccolta e le procedure di conservazione più adatti per l'analisi di diversi particolati e composti disciolti. Il sistema VacuSIP offre un metodo affidabile per la quantificazione del metabolismo indisturbato degli alimentatori in sospensione in condizioni naturali, economico e facile da imparare e applicare per valutare la fisiologia e il ruolo funzionale degli alimentatori filtranti in diversi ecosistemi.

L&#39;ottimizzazione dei metodi di raccolta di acqua di mare Selezione di fiale da collezione e la procedura di pulizia recipienti di raccolta compatibili VacuSIP dovrebbero avere un setto che permette di campionamento venga avviata forando con una siringa. Essi dovrebbero resistere alla pressione sottomarina elevata (2-3 b...

Presentiamo il VacuSIP, un metodo semplice, non intrusivo e affidabile per il campionamento puntuale pulito e accurato dell'acqua. Il sistema è stato sviluppato e valutato per la raccolta simultanea dell'acqua inalata ed espirata da alimentatori di sospensioni bentoniche in situ, per misurare in modo pulito la rimozione e l'escrezione del particolato e dei composti disciolti.

VacuSIP, un metodo migliorato per Inex<em&gt; In Situ</em&gt; Misura di particolato e sciolto composti elaborati da Alimentatori sospensioni attive

Benthic suspension feeders play essential roles in the functioning of marine ecosystems. By filtering large volumes of water, removing plankton and ...

L'obiettivo generale di questo metodo è pulire il collettore dell'acqua inalata ed esalata da filtratori bentonici in condizioni naturali, in modo da poter quantificare i composti particellari e disciolti che questi organismi rimuovono ed espellono. Quando si preparano i contenitori per il campionamento di organici disciolti e analisi dell'ammoniaca, utilizzare provette EPA nuove e pre-pulite. Per il campionamento di altri nutrienti, utilizzare provette in vetro EPA.Utilizzare vial in PEAD per il silicato. Sciacquare i vial e i tappi con acqua distillata doppia di alta qualità. Sostituire quindi il setto in silicone forato con uno nuovo e immergere i vial e i tappi in acido cloridrico al 10% per almeno tre giorni, seguiti da tre risciacqui con acqua distillata doppia di alta qualità.Per preparare ulteriormente i viali di vetro per i nutrienti, bruciarli a 450 gradi Celsius per quattro ore e lasciarli raffreddare nel forno. Quindi applicare i tappi e avvolgere i viali in fogli di alluminio. Successivamente mescolare l'acqua deionizzata (DDW) con un tensioattivo filtrato a 0,2 micron per preparare la soluzione al cinque percento.Ora posizionare un filtro in fibra di vetro senza legan

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