2016년 3월 7일
고체와 유체 모두에서 산화 환원에 민감한 종을 분석할 수 있도록 무산소 조건에서 퇴적물 코어를 절단하고 공극수를 추출하는 프로토콜이 제시됩니다.
이 절차의 전반적인 목표는 원래의 산화 상태를 유지하면서 퇴적물 코어를 절단하고 이러한 퇴적물 코어에서 공극수를 추출하는 것입니다. 이 방법을 통해 지구화학 분야의 연구자들은 호수 및 습지와 같은 산화 환원에 민감한 지역의 공극수 및 퇴적물에서 금속 종분화를 조사할 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 유연하고 적응력이 뛰어나며 현장 휴대가 가능하고 저렴하며 퇴적층을 파괴하지 않는다는 것입니다.
절차를 시연하는 사람은 제 연구실의 학부생인 Rahul Sinha가 맡을 것입니다. 장갑 가방을 설치하여 현장 실험실 준비를 시작합니다. 먼저 코어 유도판을 작업 표면에 고정합니다.
카운터 앞으로 확장되는 코어 라이너의 구멍을 배치하여 열려 있는지 확인합니다. 그런 다음 벤치 클램프를 사용하여 질소 탱크를 고정합니다. 그런 다음 장갑 백을 플레이트 위에 놓고 백과 가스 조절기 사이에 튜브를 연결합니다.
약 8인치의 튜브를 가방에 넣습니다. 이제 전기 테이프로 백의 튜브 연결부를 밀봉하고 백 내부에 클램프를 튜브에 밀어 넣되 클램프는 열어 둡니다. 다음으로, 접시의 구멍 위에 있는 가방 바닥에 X를 자른 다음 나열된 항목을 가방에 넣습니다.
항목을 잊어버리는 것은 매우 불편하기 때문에 목록을 다시 확인하십시오. 다음 작업은 코어를 설정하는 것입니다. 먼저 작업대 아래 바닥에 랩 잭을 놓습니다.
랩 잭에는 코어를 안정화하기 위해 중앙에 구멍이 있는 합판 조각이 있어야 합니다. 그런 다음 코어를 똑바로 세운 상태에서 코어 가이드 플레이트를 통해 장갑 가방의 X를 통해 밀어 넣습니다. 약 4-6인치의 코어가 플레이트 위로 확장되어야 합니다.
이제 한 사람이 코어를 지지하는 동안 전기 테이프로 X 주위의 가방에 코어를 테이프로 붙입니다. 그런 다음 코어 압출기를 설정합니다. 먼저 손잡이를 길이 6인치, 지름 2인치의 PVC 스페이서에 삽입한 다음 3인치 길이의 커플링을 삽입한 다음 핸들이 완전히 덮일 때까지 다른 공간과 다른 커플링 등을 삽입합니다.
이제 코어 압출기를 코어 아래에 놓고 잭으로 지지합니다. 잭은 가능한 한 낮게 크랭크해야 합니다. 다음으로, 박스 커터로 코어 캡의 바닥 주위를 조심스럽게 자릅니다.
코어 라이너 주위에 코어 캡 링을 남기고 코어 재료에 대해 원형 캡 조각을 남겨 둡니다. 이제 한 사람은 장갑 가방에 손을 넣어 코어를 고정하고 다른 사람은 잭을 들어올려야 합니다. 점차적으로 코어 압출기를 코어 라이너로 이동하여 침전물을 위쪽으로 올립니다.
압출기를 약간 흔들어야 할 수도 있습니다. 침전물과 그 위에 있는 물이 코어 라이너 상단까지 도달할 때까지 코어를 계속 올리십시오. 마지막 작업은 가방을 밀봉하는 것입니다.
먼저 모든 것이 들어 있는지 다시 확인하십시오. 그런 다음 가방에 갇힌 공기가 들어 있는 모든 물체를 엽니다. 이제 이상적으로는 다른 사람의 도움을 받아 장갑을 세 번 닦으십시오.
먼저 가방의 공기를 최대한 빠뜨린 상태에서 몇 개의 번지 코드로 주 입구를 밀봉합니다. 그런 다음 50psi에서 질소 흐름을 조절하는 조수를 사용하여 가스 주머니 주위, 특히 공기가 갇힐 수 있는 틈새로 가스를 보냅니다. 가방이 많이 팽창하면 레귤레이터를 끄거나 클램프를 닫아 가스를 차단하십시오.
그런 다음 주 입구를 열고 가방에서 가능한 한 많은 가스를 밀어냅니다. 모든 틈새를 포함하여 백에 질소를 채우고 백을 두 번 더 비우는 과정을 반복합니다. 이 작업이 완료되면 장갑 주머니에 매우 낮은 수준의 산소가 포함되어야 합니다.
장갑 가방에 편안한 양의 가스로 마무리합니다. 이 절차는 쌍으로 작업하는 동안 가장 잘 수행됩니다. 이 절차를 위해 가방에 내장된 장갑 위에 일회용 장갑 한 켤레를 끼웁니다.
이 장갑이 더러워지거나 찢어질 때마다 교체하십시오. 먼저 주사기를 사용하여 코어 상단에서 고인 물을 모두 제거합니다. 그런 다음 0.45미크론 주사기 필터를 통해 이 물을 걸러냅니다.
다음으로, 코어 라이너 상단에 코어 단면 링을 놓습니다. 그런 다음 침전물이 고리 상단과 만날 때까지 코어를 올립니다. 가방 내부에 코어 라이너를 고정하여 코어가 움직일 때 라이너가 움직이지 않도록 합니다.
장갑 가방 내부에서 작업하는 작업자가 코어 재료가 링 상단에 오도록 코어 라이너를 약간 아래로 눌러야 할 수도 있습니다. 다음으로, 라이너 상단과 링 사이에 코어 슬라이서를 밀어 침전물 섹션이 슬라이서 위에 오도록 합니다. 이것은 코어의 첫 번째 섹션입니다.
플라스틱 숟가락을 사용하여 섹션을 50ml 원추형 튜브로 옮기고 단단히 캡을 씌웁니다. 도구를 세척하고 전체 코어가 절단되어 튜브에 배치될 때까지 이 과정을 반복합니다. 코어 절편 과정에서 랩 잭이 완전히 확장될 수 있습니다.
이 경우 코어를 제자리에 잡고 잭을 내린 다음 PVC 조각을 배치하여 코어 압출기를 확장하십시오. 그런 다음 잭을 제자리에 다시 고정합니다. 이 과정에서 가방이 너무 수축되거나 팽창할 수 있습니다.
질소 가스 밸브를 잠시 열거나 메인 백 입구를 짧게 열어 가스를 방출하여 조정합니다. 코어가 절단되고 모든 침전물이 원심분리기 튜브에 들어가면 이 튜브를 장갑 주머니에서 제거하고 장갑 주머니를 닫을 수 있습니다. 그런 다음 텍스트 프로토콜에 설명된 대로 원심분리를 위해 수집된 튜브를 준비합니다.
그런 다음 1, 100g 또는 더 빠르게 20분 동안 회전시킵니다. 원심분리 후 튜브를 무산소 환경으로 되돌리고 샘플 채취를 위해 빈 튜브를 몇 개 넣습니다. 그런 다음 이전과 같이 2-3회 다시 백을 퍼지해야 합니다.
이제 원심분리 튜브를 열고 끝에 튜브가 있는 주사기를 사용하여 기공수를 제거합니다. 그런 다음 0.45미크론 주사기 필터를 사용하여 물을 수집 튜브로 여과합니다. 텍스트 프로토콜은 샘플을 추가로 처리하는 방법을 설명합니다.
설명된 프로토콜을 사용하여 Deep Water Horizons Bill 이후 9개월 후에 뉴올리언스 근처의 습지에서 코어를 채취했습니다. 이 습지는 기름이 많이 묻어 있었습니다. 하크(Hach)의 DR 2700 휴대용 분광 광도계를 사용한 데이터는 매우 높은 황화물 농도를 보여주었습니다.
철 농도는 낮았고 3 플러스 산화 상태의 철은 검출되지 않았습니다. 따라서 이 비디오를 시청한 후에는 장갑 주머니의 산소를 퍼지하고, 장갑 주머니 내부의 코어를 돌출시켜 절단을 허용하고, 퇴적물에서 공극을 분리하는 방법을 잘 이해해야 합니다. 이 기술을 마스터하면 코어 길이에 따라 코어당 1시간에서 3시간 안에 완료할 수 있습니다.
이 절차를 시도하는 동안 글로브 백을 철저히 퍼지하고 코어 높이를 천천히 조정하는 것을 기억하는 것이 중요합니다. 이 절차에 따라 철에 의한 철 종분화, 볼타메트리 또는 컬럼 분리에 의한 비소 종분화, 미틸수은 분리와 같은 방법을 수행하여 시스템의 산화 환원 상태에 대한 질문에 답할 수 있습니다. 압축 가스로 작업하는 것은 매우 위험할 수 있으며 이 절차를 수행하는 동안 탱크를 고정하는 것이 필수적이라는 것을 잊지 마십시오.
일부 퇴적물 샘플은 유해 물질로 오염되었을 수 있으므로 적절한 주의를 기울여야 합니다.
전체 스크립트를 보고 수천 개의 과학 동영상에 액세스하세요
이 기사는 혐기 조건에서 퇴적물 코어를 분할하고 간극수를 추출하는 프로토콜을 제시합니다. 이 방법은 특히 지구화학 연구에서 고체 및 액체 모두에서 산화환원에 민감한 종을 분석할 수 있게 합니다.
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.