Usuwanie związków rozgałęzionych i cyklicznych przez addukcję mocznika w paleotermometrii U^k'37

Addukcja mocznika to technika, która oddziela alkenony o prostych łańcuchach od związków silnie rozgałęzionych i cyklicznych.

Mocznik to związek organiczny, który tworzy porowatą strukturę krystaliczną. Kryształ może uwięzić niektóre cząsteczki, tworząc addukt, podczas gdy inne nie mogą zmieścić się w strukturze.

Addukcja mocznika wykorzystuje różne rozmiary i kształty związków do ich oddzielenia ? Podobnie jak maszyna do liczenia monet sortuje słoik z drobnymi.?

Ten film jest częścią serii poświęconej ekstrakcji, oczyszczaniu i analizie lipidów z osadów. Zilustruje zastosowanie addukcji mocznika do przeprowadzenia oczyszczania z wykluczenia wielkości na próbce do paleotermometrii alkenonu.

Addukcja mocznika to metoda oczyszczania oparta na wykluczeniu wielkości. Oddziela związki o prostych łańcuchach lub rzadko rozgałęziających się ? takie jak N-alkany i alkenony - od tych, które są silnie rozgałęzione i/lub cykliczne.? ? ? ? ??

Jest to możliwe dzięki specjalnej strukturze krystalicznej mocznika. Kiedy tworzy się kryształ mocznika, między poszczególnymi cząsteczkami tworzą się niewielkie przestrzenie. Przestrzenie te są długie i wąskie - więc związki o prostych łańcuchach lub rzadko rozgałęziających się mogą zmieścić się w sieci krystalicznej, podczas gdy związki silnie rozgałęzione i cykliczne są zbyt duże.

Kryształy mocznika są następnie przemywane rozpuszczalnikiem niepolarnym, oddzielając wyłączone cząsteczki od dołączonych cząsteczek liniowych. Umyte cząsteczki można ekstrahować i analizować bezpośrednio, podczas gdy kryształy muszą zostać rozpuszczone w wodzie, aby najpierw uwolnić związki liniowe z powrotem do roztworu. Następnie stosuje się inny rozpuszczalnik apolarny do ekstrakcji pożądanych związków z wody.

Zarówno włączone, jak i wykluczone cząsteczki mogą dostarczyć cennych informacji. Na przykład silnie rozgałęzione izoprenoidy, wytwarzane przez okrzemki lodu morskiego, mogą być wskaźnikiem istnienia sezonowego lodu morskiego na dużych szerokościach geograficznych. Związki cykliczne mogą odzwierciedlać obecność dawnych pożarów. Prostopadłe alkany i alkenony są powszechnymi wskaźnikami zastępczymi struktury ekosystemu i temperatury powierzchni morza.

Oczyszczanie zapewniane przez addukcję mocznika nie zawsze jest konieczne, ponieważ niektóre interesujące związki można analizować bezpośrednio z niezmienionej wyekstrahowanej próbki organicznej. W skrajnych przypadkach - np. w osadach pozyskanych z obszarów silnie zanieczyszczonych, takich jak ujścia rzek w pobliżu ośrodków przemysłowych - może być konieczne addukowanie mocznika w celu usunięcia nieznanych związków, które koeluują podczas analizy.

Teraz, gdy rozumiesz addukcję mocznika, jesteś gotowy do rozpoczęcia procedury.

Na początek zdobądź wysuszony całkowity ekstrakt lipidowy ? czy TLE ? który został wyekstrahowany z próbki i oczyszczony za pomocą zmydlania i chromatografii kolumnowej.

Następnie przygotuj roztwory addukcyjne mocznika zgodnie z opisem w protokole tekstowym. Upewnij się, że wszystkie składniki są czyste i wolne od węglowodorów.

Zawiesić próbkę w 1,5 ml roztworu DCM/heksanu. Jeśli TLE nie rozpuści się całkowicie, należy poddać sonikacji przez 5 minut. Dodać 1,5 ml roztworu mocznika i metanolu. Uważaj na tworzenie się białego osadu, ponieważ sygnalizuje to tworzenie się kryształów mocznika. Następnie delikatnie osusz kryształy mocznika pod azotem, używając delikatnego ciepła. Pamiętaj, aby odparować cały rozpuszczalnik. Po całkowitym wyschnięciu kryształów spłucz je 3 razy około 1 ml heksanu. Użyj szklanej pipety, aby usunąć heksan między każdym płukaniem i przenieś go do świeżej fiolki. Jest to oznaczone jako "non-addduct". Następnie rozpuść kryształy w 2 ml czystej wody. Wstrząśnij, aby zapewnić całkowite rozpuszczenie.

Aby wyekstrahować biomarkery z dodanej wody, dodaj 1 ml heksanu, zakręć i delikatnie wstrząsaj przez 5 s.

Pozostaw roztwór do spoczynku, aż heksan i woda całkowicie się rozdzielą. Następnie, za pomocą szklanej pipety, usuń około 75% heksanu i przenieś go do nowej fiolki. Jest to oznaczone jako "przywodzenie".

Powtórz ten proces ekstrakcji dwukrotnie, za każdym razem dodając 1 ml heksanu. Połączyć trzy addukty w jednej fiolce. Wodę i roztwór mocznika należy wyrzucić do odpowiedniego pojemnika na odpady. Próbka jest teraz gotowa do analizy.

Addukcja mocznika ma kilka zastosowań w separacji i oczyszczaniu cząsteczek organicznych.

Izotop to odmiana pierwiastka chemicznego, która różni się ilością neutronów, a tym samym różni się masą atomową. Pierwiastek może mieć kilka izotopów, z których każdy ma inną masę. Izotopy mogą mieć również właściwości chemiczne i molekularne, które różnią się od siebie, dlatego ważne może być określenie, które izotopy są obecne w danej próbce. W tym przykładzie zmierzono proporcje izotopów węgla i wodoru w woskach liściowych w celu zebrania informacji na temat szlaków metabolicznych rośliny. Do określenia proporcji izotopów potrzebne są bardzo duże ilości materiału, a związki, które mają podobne detekcje przy niskich stężeniach, mogą nakładać się na siebie, gdy analizowane są duże ilości.

W związku z tym zastosowano addukcję mocznika w celu oddzielenia n-alkanów będących przedmiotem zainteresowania od wszelkich związków zakłócających. Usunięcie tych niechcianych materiałów pozwoliło na określenie dokładnego stosunku izotopów.

Ropa naftowa to złożona mieszanina węglowodorów, z których każdy ma unikalne właściwości i zastosowania. Oddzielenie tych związków od ropy naftowej jest bardzo ważne w przemyśle chemicznym – alkany o rozgałęzionych łańcuchach są często stosowane jako lekkie smary, natomiast alkany o prostym łańcuchu są stosowane głównie w procesach alkilowania. W tym przykładzie addukcja mocznika została użyta do oddzielenia alkanów od nafty. Stosując kolejne serie addukcji mocznika, alkany te oddzielono od nafty o czystości 99%.

Właśnie obejrzałeś wprowadzenie JoVE do oczyszczania złożonych mieszanin organicznych poprzez addukcję mocznika. Powinieneś teraz zrozumieć wykluczenie rozmiaru, znaczenie oczyszczania próbek w celu dokładnego pomiaru składników i addukcji mocznika.

Dzięki za oglądanie!