Extractie van biomarkers uit sedimenten - Versnelde oplosmiddelextractie

Accelerated solvent extractie is een snelle, efficiënte en hoogwaardige techniek die wordt gebruikt om organische biomarkers te scheiden van grote aantallen geologische sedimentmonsters.

Traditioneel worden extractiemethoden zoals sonicatie of Soxhlet gebruikt, maar het nadeel van deze protocollen is dat ze te langzaam zijn om voldoende materiaal te verwerken voor gedetailleerde paleoklimaatreconstructie. Een nieuwere techniek, de Accelerated Solvent Extractie, of ASE-methode, is ontwikkeld met efficiëntie en hoge doorvoer in gedachten.

De ASE-methode gebruikt een combinatie van hoge temperaturen en hoge druk om monsters te extraheren en kan meerdere monsters in één relatief snelle voorbereidingsrun verwerken.

Deze video is de derde in een serie die beschrijft hoe biomarkers uit sediment kunnen worden geëxtraheerd. Het zal de procedure behandelen en inzicht geven in de voordelen van ASE ten opzichte van sonicatie of Soxhlet-extractie.

Bij versnelde oplosmiddelextractie worden monsters geladen in stalen cellen die vervolgens op een carrousel worden geplaatst. Collectiebuisjes voor elke monstercel worden ook op een aparte carrousel geladen. Het instrument laadt een monstercel in een interne oven. Oplosmiddel wordt gepompt vanuit een oplosmiddelfles door een reeks kleppen totdat een voldoende druk is bereikt.

Deze druk wordt vastgehouden gedurende een tijdsduur die wordt bepaald door het monster en het analyt. Vervolgens wordt het oplosmiddel uit de monstercel gespoeld door een stalen leiding in het bijbehorende collectiebuisje. Het proces kan een aantal keer worden herhaald. De temperatuur, druk en duur kunnen allemaal worden aangepast aan het monster.

De hoge temperatuur die wordt gebruikt, verhoogt de kinetica van de extractie, terwijl de hoge druk voorkomt dat het oplosmiddel verdampt. Het collectiebuisje bevat nu een totaal lipide-extract, en wat er in de monstercel achterblijft, wordt een residu genoemd. Het bestaat uit niet-organisch materiaal en organisch materiaal dat niet oplosmiddel-extracteerbaar is, kerogen genaamd.

Nu we bekend zijn met de principes achter versnelde oplosmiddelextractie, laten we eens kijken hoe dit in het laboratorium wordt uitgevoerd.

Na het verzamelen van de interessante monsters; invriezen, homogeniseren en ontsmetten zoals gedemonstreerd in een andere video in deze serie.

Zodra alle monsters zijn voorbereid, monteer een cel voor elk monster dat moet worden geëxtraheerd, en één extra voor een blanco. Om dit te doen, schroeven we een eindkappen op het cellichaam. Gebruik oplosmiddel-gespoelde pincetten om een gecombusteerde glasvezelfilter bovenop elke cel te plaatsen. Druk de filter langzaam en voorzichtig naar beneden?met de plunjer.

Label de cellichamen per monster en label de blanco apart. Plaats een gecombusteerde weegschaal op een laboratoriumschaal en nulleer. Spoel een spatel met oplosmiddel, gebruik het vervolgens om 5 tot 10 g monster naar de weegschaal over te brengen en noteer de massa.

Breng al het materiaal in de weegschaal over naar de bijbehorende cel. Plaats nog een glasvezelfilter erop en kneed het voorzichtig tot het de bovenkant van het monster bereikt.

Voeg een dispersiemiddel toe, zoals diatomeeënaarde of zand, tot het bijna vol is, en zorg ervoor dat er geen puin in de draad van het cellichaam terechtkomt. Bedek de bovenkant van de cel met een andere eindkappen. Herhaal deze stappen voor elk monster en de blanco.

Label elk collectiebuisje met het nummer van een bijbehorende monstercel of blanco en sluit af met een flesdop. Plaats elke cel in een genummerde sleuf op de bovenste ASE-lade. Stel de parameters voor de extractiemethode in met behulp van het toetsenblok op de ASE om bij 100 °C en 1.200 psi te extraheren. Extraheer elk monster 3 keer met een statische houdtijd van 10 min en spoel de cellichaam met 50% van het totale volume ertussen door.

Zorg er vervolgens voor dat de oplosmiddelfles genoeg bevat om alle monsters te extraheren. Spoel de instrumentleidingen?3 keer voordat u de run start. Druk tenslotte op start.

Verwijder het buisje uit de ASE. Nu de biomarkers zijn geëxtraheerd, moeten ze worden gezuiverd voor analyse.

Accelerated Solvent Extractie is een veelzijdige techniek die voor verschillende toepassingen kan worden gebruikt, waarvan enkele hier worden verkend.

Accelerated solvent extractie kan ook worden gebruikt op andere soorten monsters, inclusief voedsel. Residuanalyse om te testen op pesticidenverontreiniging wordt vaak uitgevoerd in regelgevende en industriële faciliteiten om de veiligheid en kwaliteit van voedingsproducten zoals fruit of groenten te controleren. ASE kan worden gebruikt om organochloorpesticiden uit voedselmonsters te extraheren en de soorten of niveaus van residuen in de producten te bepalen. Deze informatie kan vervolgens worden gebruikt om vast te stellen of producten geschikt zijn voor menselijke of dierlijke consumptie. Zo zou dieldrine binnen 0 tot 0,1 delen per miljoen in voedsel moeten worden gevonden, afhankelijk van het product.

Voedingscomponenten kunnen ook worden geëxtraheerd met behulp van ASE. Bijvoorbeeld producten zoals chocolade, die een hoog zwaartekrachtvetgehalte kunnen hebben, kunnen worden geëxtraheerd. Met behulp van ASE met petroleumether als oplosmiddel kan vet worden gescheiden van chocolademonsters en onderworpen aan kwantitatieve analyse om een nauwkeurig percentage vetgehalte per bekende hoeveelheid chocolade te bepalen. Met behulp van deze informatie kunnen regelgevende instanties claims van chocoladefabrikanten verifiëren, of fabrikanten kunnen informatie verkrijgen om nauwkeurige voedsellabels te maken.

U hebt zojuist JoVE's introductie bekeken over de extractie van lipide biomarkers met behulp van versnelde oplosmiddelextractie, of ASE. Methoden voor verdere verwerking en analyse zijn te vinden in volgende video's.

Bedankt voor het bekijken!