Name: VacuSIP, um método melhorado para Inex In Situ Medição de partículas e dissolvidos compostos Processado por alimentadores de suspensão ativa (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-08-03T11:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 57 s
Description: Aprenda o método VacuSIP para amostragem limpa de água inalada e exalada por alimentadores de suspensão bentônicos. Esta técnica permite quantificar compostos particulados e dissolvidos removidos e excretados em condições naturais.

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Agradecemos Manel Bolivar por sua ajuda no trabalho de campo. Somos gratos ao &quot;Parc Natural del Montgrí, les Illes Medes i el Baix Ter&quot; por seu apoio às nossas pesquisas e amostragem permissões. O manipulador submarino foi projetado por Ayelet Dadon-Pilosof e fabricado pelo Sr. Pilosof. Este trabalho foi apoiado pelo projecto Governo espanhol CSI-Coral [número de concessão CGL2013-43106-R para RC e MR] e por uma bolsa FPU do &quot;Ministerio de Educación, Cultura y Deporte (MECD)&quot; a TM. Esta é uma contribuição do Biogeoquímica Marinha e grupo Pesquisa em Mudanças Globais financiado pelo Governo Catalão [número de concessão 2014SGR1029] e ISF concessão 1280/13 e BSF concessão 2.012.089 para G. Yahel.

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Os autores não têm nada a divulgar.

etapas preparatórias Frascos de colector para os DOM e análise de nutrientes Uma vez que os navios de colector podem interagir com micro-constituintes dissolvidos e as paredes do amostrador pode ser um substrato para as bactérias de crescimento 30-34, diferentes frascos de DOM e recolha de nutrientes foram testados. Borosilicato não é recomendado para a quantificação de sílica 33,35, uma vez que as ...

Alimentadores de suspensão bentônicos desempenham um papel essencial no funcionamento dos ecossistemas marinhos 1. Ao filtrar grandes volumes de água 2,3, eles removem e excretar partículas (plâncton e detritos) e compostos dissolvidos 1 (e referências) e são um importante agente de acoplamento de 4,5 bentônica-pelágica e ciclagem de nutrientes 6,7. Com precisão medir a partículas e compostos dissolvidos removidos e excretados pelos alimentadores de suspensão bentônicas (como esponjas, ascídias, poliquetas, e bivalves) é fundamental para compreender a sua fisiologia, metabolismo e ecologia alimentar. Juntamente com bombeamento medições da taxa, ele também permite a quantificação dos fluxos de nutrientes mediadas por estes organismos e seu impacto ecológico na qualidade da água, bem como em processos de escala do ecossistema. Escolhendo o método adequado para medir as taxas de remoção e produção de partículas e com dissolvidalibras por filtradores de suspensão é fundamental para a obtenção de dados fiáveis ​​sobre a sua atividade alimentar 8. Como apontado por Riisgård e outros, inadequadas metodologias viés resultados, distorcer as condições experimentais, produzir estimativas incorretas de ingestão e excreção de certas substâncias, e pode levar à quantificação errônea dos fluxos de nutrientes processados ​​por esses organismos. Os dois métodos mais utilizados para medir partículas e fluxos de nutrientes dissolvidos em alimentadores do filtro envolver a incubação (técnicas indiretas) ou cobrança simultânea de ambiente e água expirado (técnicas diretas). Incubação técnicas baseiam-se na medição da taxa de alteração da concentração de partículas e nutrientes dissolvidos na água incubadas, e estimar as taxas de produção ou remoção comparação com os controlos adequados 8. No entanto, encerrando um organismo em uma câmara de incubação pode alterar a sua feeding e comportamento de bombagem devido a alterações no regime de fluxo natural, devido a uma diminuição em oxigénio e / ou na concentração de alimentos, ou devido à acumulação de compostos excreção na água de incubação 7,9 (e suas referências). Em adição aos efeitos de confinamento e de abastecimento de água modificado, uma grande tendência de técnicas de incubação decorre de efeitos de re-filtração (ver por exemplo 10). Embora alguns destes problemas metodológicos foram superadas, utilizando o volume direito e forma do recipiente de incubação 11 ou com a introdução de um sistema de redoma de recirculação 12 in situ, esta técnica muitas vezes subestima taxas de remoção e de produção. A quantificação do metabolismo de compostos dissolvidos tais como o azoto orgânico dissolvido (DON) e o carbono (DOC) ou nutrientes inorgânicos, tem provado ser especialmente propensos a erros causados ​​por técnicas de incubação 13. No final dos anos 60 e início dos anos 70, Henry Reiswig9,14,15 foi pioneira na aplicação de técnicas diretas para quantificar remoção de partículas por esponjas Caribe gigantes, por amostragem separadamente a água inspirado e expirado pelos organismos in situ. Devido à dificuldade de aplicar a técnica de Reiswig em alimentadores de suspensão menores e em condições submarinas mais desafiadoras, a maior parte da investigação neste campo foi restrito ao laboratório (in vitro) empregando principalmente técnicas de incubação indiretos 16. Yahel e colegas reaparelhado Reiswig do direta técnica in situ a trabalhar em condições de menor escala. Seu método, denominado Inex 16, é baseado em amostragem subaquática simultânea da água inalado (In) e expirado (Ex) por organismos não perturbadas. A concentração diferente de uma substância (por exemplo, bactérias) entre um par de amostras (iNEX) proporciona uma medida da retenção (ou produção) de substância que pelo animal. A técnica Inex emprega tubos abertas ebaseia-se no jacto excurrente produzido pela actividade de bombeamento do organismo estudado para substituir passivamente a água ambiente no tubo de recolha. Enquanto Yahel e colegas aplicaram com sucesso esta técnica no estudo de mais de 15 suspensão alimentadores diferentes taxa (por exemplo, 17), o método é limitado pelo alto nível de prática e experiência necessários, pelo tamanho minúsculo de alguns orifícios excurrentes, e por condições do mar. Para superar esses obstáculos, desenvolvemos uma técnica alternativa baseada na sucção controlada da água amostrada através de tubos hora (diâmetro externo &lt;1,6 mm). Nosso objetivo era criar um dispositivo simples, confiável e de baixo custo que permitiria limpo e controlado de amostragem de água situ a partir de um ponto muito específico, como o orifício excurrent de alimentadores de suspensão bentônicos. Para ser eficaz, o método tem de ser não-intrusivo, de modo a não afectar o regime de fluxo ambiente ou modificar o behavior dos organismos estudados. O dispositivo apresentado aqui é denominado VacuSIP. É uma simplificação do sistema desenvolvido pelo SIP Yahel et ai. (2007) 18 para amostragem por pontos baseado em ROV no fundo do mar. O VacuSIP é consideravelmente mais barato do que a SIP original e foi adaptado para o trabalho baseado em mergulho. O sistema foi projetado de acordo com os princípios apresentados e testados por Wright e Stephens (1978) 19 e Møhlenberg e Riisgård (1978) 20 para ambientes de laboratório. Embora o sistema VacuSIP foi concebido para estudos in situ do metabolismo dos alimentadores de suspensão bentônicos, ele também pode ser usado para os estudos de laboratório e onde é necessária, uma amostra de água de ponto fonte controlada e limpo. O sistema é especialmente útil quando a integração ao longo de períodos prolongados (mínimo de-horas) ou em filtrações in situ são obrigatórios. O VacuSIP tem sido utilizado com sucesso no laboratório Yahel desde 2011, e tem tambémsido empregado em dois estudos recentes de fluxos de nutrientes mediadas por espécies de esponjas das Caraíbas e Mediterrâneo 21 (Morganti et al. apresentado). O uso de samplers específicas, a duração de amostragem prolongada, e as condições de campo, em que VacuSIP é aplicado, implicará alguns desvios protocolos oceanográficos padrão para coletar, filtrar, analisar e armazenar amostras de analitos sensíveis. Para reduzir o risco de contaminação pelo sistema VacuSIP ou o risco de modificação da água amostrada por actividade bacteriana após a recolha, foi testada em vários procedimentos de filtração e de armazenamento in situ. Diferentes dispositivos de filtragem, recipientes de recolha, armazenamento e procedimentos foram examinados a fim de alcançar a técnica mais adequada para a análise de dissolvido inorgânico (PO 4 3-, NO x -, NH 4 +, SiO 4) e orgânico (DOC + DON) compostos e ultra-plâncton (&lt;1081; m) e partículas orgânicas (POC + PON amostragem). Para reduzir ainda mais o risco de contaminação, especialmente em condições de campo, o número de passos de manipulação foi reduzida ao mínimo. O formato visual no qual o método é apresentado é orientada para facilitar a reprodutibilidade e a reduzir o tempo necessário para aplicar a técnica de forma eficiente. Visão geral do sistema Para obter a amostra em água in situ bombeada de alimentadores de suspensão com orifícios exhalant tão pequenas quanto 2 mm, a actividade de bombagem de cada espécime é primeiramente visualizada através da libertação filtrada fluoresceína tingido água do mar junto ao orifício de inalação (s) e observando-se o seu fluxo a partir da abertura excurrente 16 (ver também a Figura 2B em 18). A água inspirado e expirado pelo espécimen do estudo (incurrent e excurrentes) são então amostrados simultaneamente com a utilização de um par de tubos instalados na hora manipulador-construído sob encomenda ou em dois dos &quot;ARMS &quot;de um tripé portátil flexível de cabeça para baixo (Figura 1 e suplementares Vídeo 1). A água inalado pelo organismo estudo é recolhido por posicionando cuidadosamente a extremidade proximal de um tubo no interior ou perto da abertura de inalação do organismo estudo. Um idêntico tubo é então posicionado no interior do orifício excurrente. Esta operação requer o cuidado de evitar o contacto ou perturbação do animal, por exemplo, por ressuspensão do sedimento. para iniciar a amostragem, um mergulhador perfura um septo no recipiente de recolha com uma agulha de seringa ligado à extremidade distal de cada tubo, permitindo que a pressão de água externa para forçar a água amostrada para dentro do recipiente através do tubo de amostragem. a sucção é iniciada pelo vácuo criado previamente nos frascos e pela diferença de pressão entre a água externa e o recipiente da amostra evacuada . Para garantir uma coleção de água limpa exalado e evitar aspiração acidental de ambiágua ent 16, a taxa de amostragem da água deve ser mantida a uma taxa significativamente mais baixa (&lt;10%) do que a taxa de fluxo excurrent. A taxa de sucção é controlada pelo comprimento do tubo e o seu diâmetro interno (ID). O diâmetro interno pequeno também garante um volume morto insignificante (&lt;200 ul por metro de tubo). Recolha de amostras durante períodos prolongados (minutos a horas) faz com que seja possível integrar o patchiness inerente da maioria das substâncias de interesse. Para garantir que as amostras sejam adequadamente preservadas em sessões de amostragem subaquáticas prolongadas, bem como para o transporte para o laboratório, uma filtração em situ é recomendado para analitos sensíveis. A seleção dos vasos de amostragem, montagem de filtração, e tubos são ditadas pelos organismos de estudo e a questão de pesquisa específica. O protocolo descrito abaixo assume que um perfil metabólico completo é de interesse (para um resumo ver Figura 2). No entanto, a natureza modular do protocolo permite Fou modificação fácil para acomodar esquemas de amostragem simples ou até mesmo muito diferentes. Para um perfil metabólico completo, o protocolo de amostragem deve incluir os seguintes passos: (1) A visualização de fluxo; (2) alimentação amostragem ultra-plâncton (plâncton &lt;10 mm); (3) A amostragem absorção de nutrientes inorgânicos e excreção (usando filtros em linha); (4) Amostra dissolvida absorção orgânica e excreção (usando filtros em linha); (5) a alimentação de partículas e excreção (usando filtros em linha); (6) Repita o passo 2 (alimentação ultra-plâncton como verificação de qualidade); (7) O fluxo de visualização. Quando logisticamente viável, recomenda-se que as medições de perfil metabólicas são combinados com a taxa de bombeamento (por exemplo, o método a velocidade da frente de corante, em 16), bem como com as medições de respiração. Estas medições são as melhores tomadas no início e no final da sessão de amostragem. Para a medição da respiração, optodes subaquáticas ou micro-eletrodos são preferíveis.

<table><tbody><tr><td>GorillaPod, Original</td><td>Joby</td><td>GP000001</td><td>tripé portátil flexível&nbsp;</td></tr><tr><td>Virola sem flange</td><td>IDEX Health & Ciência&nbsp;</td><td>P-200X</td><td>1/16" em Azul/pk</td></tr><tr><td>Porca Macho</td><td>IDEX Saúde & Ciência</td><td>P-205X&nbsp;</td><td>1/16" em Verde/10&nbsp; pk</td></tr><tr><td>Fêmea para Fêmea Luer</td><td>IDEX Saúde & Ciência&nbsp;</td><td>P-658</td><td></td></tr><tr><td>Luer</td><td>IDEX Feminino-Masculino Saúde e Ciência&nbsp;</td><td>Tubo P-655</td><td></td></tr><tr><td>Peek (254&nbsp; &micro; m ID)</td><td>IDEX Saúde & Ciência&nbsp;</td><td>1531</td><td>1/16" OD x 0.01&nbsp; em ID x 5&nbsp; pés de comprimento. O ID alternativo pode ser usado.</td></tr><tr><td>Resina epóxi de dois componentes</td><td>IVEGOR</td><td>9257</td><td>Misture bem a resina de dois componentes antes de usar</td></tr> <tr><td>(TOC) Frascos EPA</td><td>Cole -Parmer</td><td>03756-20</td><td>Frascos de vidro de 40 ml. Fabricado também pela Thomas Scientific (número de referência 9711F09).</td></tr><tr><td>Frascos de HDPE</td><td>Wheaton</td><td>986701 (E78620)</td><td>Frascos de polietileno de alta densidade de 20 ml</td></tr><tr><td>Vacuette Z sem aditivo</td><td>Greiner bio-one</td><td></td><td>455001 pré-vácuo pelo fabricante&nbsp;</td></tr><tr><td>Frascos de Amostra de Septo</td><td>Thomas Scientific</td><td>1755C01</td><td>Garrafas de vidro de 250 ml&nbsp;</td></tr><tr><td>Tampa de Septo 1</td><td>Wheaton</td><td>W240844SP (E7865R)</td><td>22-400 para frascos de HDPE&nbsp;</td></tr><tr><td>Tampa de septo 2</td><td>Wheaton</td><td>W240846 (1078-5553)</td><td>24-400 para frascos e frascos de vidro. Também fabricado pela Thermo Scientific National (ref. 03-377-42).</td></tr><tr><td>Porta-Filtros Swinney em linha em aço inoxidável</td><td>Pall</td><td>516-9067</td><td>13 mm de diâmetro</td></tr><tr><td>PTFE Arruela de Vedação</td><td>Pall&nbsp;</td><td>516-8064</td><td>anel para suportes de filtro de aço inoxidável</td></tr><tr><td>TCLP Filtros</td><td>de Vidro Pall&nbsp;</td><td>516-9126</td><td>Filtros de Fibra de Vidro Sem Aglutinantes, 13&nbsp; mm de diâmetro, tamanho do poro 0,7&nbsp; &micro; m</td></tr><tr><td>Suportes de Filtro de Policarbonato</td><td>Cole -Parmer</td><td>17295</td><td>13 mm de diâmetro</td></tr><tr><td>Filtros de Membrana Isopore Millipore</td><td></td><td>GTTP01300</td><td>13&nbsp; mm de diâmetro, tamanho do poro 0,2&nbsp; &micro; m</td></tr><tr><td>Contrad 70 Solution&nbsp;</td><td>Decon Labs</td><td>1002</td><td>mistura básica altamente solúvel de solução de surfactante aniônico e não iônico&nbsp;</td></tr><tr><td>Filtros de seringa estéreis</td><td>VWR International Eurolab S.L.</td><td>514-0061P</td><td>25&nbsp; mm de diâmetro, tamanho do poro 0.2&nbsp; &micro; m</td></tr><tr><td>Fluoresceína</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>(antiga ref.28802) 46955-100G</td><td>100&nbsp; g</td></tr><tr><td>Holdex, descartável, estéril</td><td>Greiner bio-one</td><td>450263</td><td>suporte de tubo estéril, de uso único com luer descentralizado para</td></tr><tr><td>Agulhas Estéreis</td> Vacuette <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>Cryobox carton&nbsp;</td><td>Rubilabor</td><td>M-600</td><td>145x145x55&nbsp; mm p/microtubo 1.5&nbsp; ml</td></tr><tr><td>de ácido ortofosfórico</td><td>Sigma</td><td>79617 ou alternativamente use ácido clorídrico ultra-puro, concertação final 0,1%</td><td></td></tr><tr><td>Paraformaldeído</td><td>Sigma</td><td>P6148</td><td>500&nbsp; g</td></tr><tr><td>Glutaraldeído</td><td>Merck</td><td>8,206,031,000</td><td>25%, Bomba de Vácuo Manual de 1 L</td></tr><tr><td>&nbsp;</td><td>B&uuml; rkle&nbsp;</td><td>5620-2181 ou alternativamente use bomba</td><td></td> de vácuo de laboratório padrão</tr></tbody></table>

vacusip, um método melhorado para inex<em&gt; in situ</em&gt; medição de partículas e dissolvidos compostos processado por alimentadores de suspensão ativa

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

Os alimentadores de suspensão bentônica desempenham papéis essenciais no funcionamento dos ecossistemas marinhos. Ao filtrar grandes volumes de água, remover plâncton e detritos e excretar partículas e compostos dissolvidos, eles servem como agentes importantes para o acoplamento bentônico-pelágico. A medição precisa dos compostos removidos e excretados por alimentadores em suspensão (como esponjas, ascídias, poliquetas, bivalves) é crucial para o estudo de sua fisiologia, metabolismo e ecologia alimentar, e é fundamental para determinar a relevância ecológica dos fluxos de nutrientes mediados por esses organismos. No entanto, a avaliação da taxa pela qual os alimentadores de suspensão processam compostos particulados e dissolvidos na natureza é restrita pelas limitações das metodologias atualmente disponíveis. Nosso objetivo era desenvolver um método simples, confiável e não intrusivo que permitisse a amostragem de água limpa e controlada a partir de um ponto específico, como a abertura atual de alimentadores de suspensão bentônica, in situ. Nosso método permite a amostragem simultânea da água inalada e exalada do organismo estudado usando tubos minúsculos instalados em um dispositivo manipulador personalizado e cuidadosamente posicionados dentro do orifício exalante do organismo amostrado. Perfurar um septo no recipiente coletor com uma agulha de seringa presa à extremidade distal de cada tubo permite que a pressão externa force lentamente a água amostrada para dentro do recipiente através do tubo de amostragem. A taxa de amostragem lenta e controlada permite integrar a fragmentação inerente à água, garantindo uma amostragem livre de contaminação. Fornecemos recomendações para os dispositivos de filtragem, recipiente de coleta e procedimentos de armazenamento mais adequados para as análises de diferentes compostos particulados e dissolvidos. O sistema VacuSIP oferece um método confiável para a quantificação do metabolismo do alimentador em suspensão não perturbado em condições naturais, que é barato e fácil de aprender e aplicar para avaliar a fisiologia e o papel funcional dos alimentadores de filtro em diferentes ecossistemas.

Otimização dos métodos de coleta de água do mar Seleção de frascos de coletor e procedimento de limpeza vasos de coleta VacuSIP compatíveis devem ter um septo que permite amostragem a ser iniciada por perfuração com uma agulha de seringa. Eles devem suportar a pressão debaixo d&#39;água elevada (2-3 bares no scuba típicos p...

Apresentamos o VacuSIP, um método simples, não intrusivo e confiável para amostragem pontual limpa e precisa de água. O sistema foi desenvolvido e avaliado para a coleta simultânea da água inalada e exalada por alimentadores de suspensão bentônica in situ, para medir de forma limpa a remoção e excreção de compostos particulados e dissolvidos.

VacuSIP, um método melhorado para Inex<em&gt; In Situ</em&gt; Medição de partículas e dissolvidos compostos Processado por alimentadores de suspensão ativa

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

O objetivo geral deste método é limpar o coletor de água inalada e exalada por filtradores bentônicos em condições naturais, de modo que os compostos particulados e dissolvidos removidos e excretados por eles possam ser quantificados. Ao preparar recipientes para coleta de compostos orgânicos dissolvidos e análise de amônia, utilize frascos EPA novos e pré-limpos. Para a coleta de outros nutrientes, utilize frascos de vidro EPA.Utilize frascos de PEAD para silicato. Enxágue os frascos e tampas com água bidestilada de alta qualidade. Em seguida, substitua as séptulas de silicone perfuradas por novas e deixe os frascos e tampas de molho em ácido clorídrico 10% por pelo menos três dias, seguido por três enxágues com água bidestilada de alta qualidade.Para preparar ainda mais os frascos de vidro para os nutrientes, queime-os a 450 graus Celsius por quatro horas e deixe-os esfriar no forno. Em seguida, fixe as tampas e envolva os frascos com papel alumínio. Depois, misture água destilada duplamente (DDW) com surfactante filtrado em 0,2 mícron para preparar a solução a cinco por cento.Agora, coloque um filtro de fibra de vidro livre de ligantes previamente calcinado dentro do suporte de

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Research

JoVE Journal

Environment

Ambiente

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Medir quantitativamente In situ Fluxos usando um Aparelho Autônomo de Velocimetria Underwater (SCUVA)

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Aprenda o método VacuSIP para amostragem limpa de água inalada e exalada por alimentadores de suspensão bentônicos. Esta técnica permite quantificar compostos particulados e dissolvidos removidos e excretados em condições naturais.

VacuSIP, um método melhorado para Inex In Situ Medição de partículas e dissolvidos compostos Processado por alimentadores de suspensão ativa (Vídeo) | JoVE Journal

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