2016年3月7日
固体と流体の両方で酸化還元感受性種の分析を可能にするために、無酸素条件下で堆積物コアを切片化し、間隙水を抽出するためのプロトコルが提示されます。
この手順の全体的な目標は、堆積物コアを切片化し、元の酸化状態を維持しながらこれらの堆積物コアから細孔水を抽出することです。この方法により、地球化学分野の研究者は、湖や湿地などの酸化還元の影響を受けやすい地域の間隙水や堆積物における金属の種分化を調べることができます。この技術の主な利点は、柔軟性と適応性があり、現場での持ち運びが可能で、安価で、堆積物層を破壊しないことです。
その手順を実演するのは、私の研究室の学部生であるRahul Sinhaです。グローブバッグをセットして、フィールドラボの準備を始めます。まず、コアガイドプレートを作業面に固定します。
カウンターの前に伸びるコアライナーの穴を配置して、開いていることを確認します。次に、ベンチクランプを使用して窒素タンクを固定します。次に、グローブバッグをプレートの上に置き、バッグとガスレギュレーターの間にチューブを通します。
約8インチのチューブをバッグに伸ばします。次に、バッグのチューブ接続部を電気テープでシールし、バッグ内でクランプをチューブにスライドさせますが、クランプは開いたままにします。次に、プレートの穴の上にバッグの底にXを切り込み、リストされたアイテムをバッグにセットします。
アイテムを忘れるのは非常に不便なので、リストを再確認してください。次のタスクは、コアのセットアップです。まず、作業台の下の床にラボジャッキを置きます。
ラボジャッキには、コアを安定させるために中央に穴が開いた合板が必要です。次に、コアを直立させた状態で、コアガイドプレートとグローブバッグのXに押し込みます。コアの約4〜6インチがプレートの上に伸びている必要があります。
さて、1人がコアを支えながら、Xの周りのバッグにコアを電気テープでテープで固定します。次に、コア押出機をセットアップします。最初にハンドルを長さ6インチ、直径2インチのPVCスペーサーに挿入し、次に長さ3インチのカップリングに挿入し、次に別のスペースと別のカップリングをハンドルが完全に覆われるまで挿入します。
次に、コア押出機をコアの下に置き、ジャッキで支えます。ジャッキはできるだけ低くクランクする必要があります。次に、ボックスカッターで芯キャップの底の周りを丁寧に切ります。
コアライナーの周りにコアキャップのリングを残し、コア材料に対して円形のキャップを残します。ここで、1人がグローブバッグに手を伸ばしてコアを固定し、もう1人がジャッキを上げる必要があります。コア押出機を徐々にコアライナーに移動し、沈殿物を上向きに持ち上げます。
エクストルーダーを少し小刻みに動かす必要があるかもしれません。沈殿物とその上にある水がコアライナーの上部に達するまで、コアを上げ続けます。最後のタスクは、バッグを密封することです。
まず、すべてがそこにあることを再確認してください。次に、閉じ込められた空気が含まれているバッグ内のすべてのオブジェクトを開きます。次に、理想的には他の人の助けを借りて、手袋を3回パージします。
まず、バッグをできるだけ収縮させた状態で、メインの開口部を数本のバンジーコードで密封します。次に、50 psiの窒素流量を調整するアシスタントを使用して、バッグの周り、特に空気が閉じ込められる可能性のある隙間にガスを向けます。バッグが高度に膨らんでいる場合は、レギュレーターをオフにするか、clを閉じますamp ガスを遮断します。
次に、メインの開口部を開けて、バッグからできるだけ多くのガスを押し出します。すべての隙間を含む窒素をバッグに充填し、バッグをさらに2回空にするプロセスを繰り返します。これが完了すると、グローブバッグに含まれる酸素のレベルは非常に低いはずです。
グローブバッグに心地よい量のガスを入れて仕上げます。この手順は、ペアで作業しているときに実行するのが最適です。この手順では、バッグ内の内蔵手袋の上に使い捨て手袋を置きます。
これらの手袋が汚れたり破れたりした場合はいつでも交換してください。まず、シリンジを使用してコアの上部からすべての溜まった水を取り除きます。次に、この水を0.45ミクロンのシリンジフィルターでろ過します。
次に、コアライナーの上部にコアセクショニングリングを配置します。次に、沈殿物がリングの上部に出会うまでコアを上げます。バッグ内で、コアライナーを固定して、コアが動いたときにライナーが動かないようにします。
グローブバッグの内側で作業するオペレーターは、コア材料がリングの上部にくるように、コアライナーをわずかに押し下げる必要がある場合があります。次に、ライナーの上部とリングの間にコアスライサーを押し込み、沈殿物部分がスライサーの上にくるようにします。これは core の最初のセクションです。
プラスチック製のスプーンで、セクションを50ミリリットルの円錐形のチューブに移動し、しっかりとキャップをします。ツールを洗浄し、コア全体が切片化されてチューブに配置されるまでプロセスを繰り返します。コアセクショニングプロセス中に、ラボジャッキが完全に伸びることがあります。
これが発生した場合は、コアを所定の位置に保持し、ジャッキを下げ、PVCピースを配置してコア押出機を延長します。次に、ジャッキを元の位置に固定します。このプロセス中に、バッグがしぼんだり膨らんだりすることがあります。
窒素ガスバルブを短く開くか、メインバッグの開口部を短く開けてガスを放出して調整します。コアが切片化され、すべての沈殿物が遠心分離管に入れられたら、これらのチューブをグローブバッグから取り外してグローブバッグを閉じることができます。次に、テキストプロトコルで説明されているように、収集したチューブを遠心分離用に準備します。
その後、1,100g以上で20分間回転させます。遠心分離後、チューブを無酸素環境に戻し、サンプル収集用に空のチューブをいくつか導入します。その後、バッグは以前と同様に2〜3回再度パージする必要があります。
次に、遠心分離されたチューブを開き、端にチューブが付いたシリンジを使用して細孔水を取り除きます。次に、0.45ミクロンのシリンジフィルターを使用して、水を収集チューブにろ過します。テキストプロトコルは、サンプルをさらに処理する方法を説明しています。
記載されたプロトコルを使用して、ディープウォーターホライズン法案の9か月後にニューオーリンズ近くの湿地からコアが採取されました。この湿地はひどく油が塗られていました。Hach DR 2700ポータブル分光測色計を使用したところ、非常に高い硫化物濃度が示されました。
鉄濃度は低く、3プラス酸化状態の鉄は検出されませんでした。したがって、このビデオを見た後、グローブバッグの酸素をパージする方法、グローブバッグ内のコアを押し出して切片化を可能にする方法、および堆積物から細孔水を分離する方法をよく理解しているはずです。このテクニックを習得すると、コアの長さにもよりますが、コアあたり1〜3時間で実行できます。
この手順を試みるときは、グローブバッグを徹底的にパージし、コアの高さをゆっくりと調整することを覚えておくことが重要です。この手順に従うと、鉄による鉄のスペシエーション、ボルタンメトリーまたはカラム分離によるヒ素のスペシエーション、およびミシル水銀の分離などの方法を実行して、システムの酸化還元状態に関する質問に答えることができます。圧縮ガスでの作業は非常に危険であり、この手順を実行する際にはタンクを固定することが不可欠であることを忘れないでください。
一部の堆積物サンプルは危険物で汚染されている可能性があるため、適切な注意を払う必要があります。
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この記事では、無酸素条件下で堆積物コアを断面化し、細孔水を抽出するためのプロトコルを提示します。この方法により、固体と流体の両方における酸化還元感受性種の分析が可能となり、特に地球化学研究に役立ちます。
This method supports biopharma R&D by enabling the preservation of redox-sensitive analytes in environmental matrices, which is critical for mechanistic de-risking in toxicology and safety pharmacology studies. By maintaining the original oxidation state during sample processing, the technique ensures data integrity for downstream biomarker validation and predictive modeling of compound behavior in complex biological systems. Its field portability and low cost facilitate early-stage hypothesis testing in disease-relevant systems, reducing uncertainty in lead identification and preclinical workflows.
The method integrates into the discovery continuum by enabling reliable sample preparation for redox biology assays, supporting hypothesis testing in early discovery and informing lead identification through mechanistically de-risked data.