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湖トラウトのPCB同族体の正味栄養の導入効率の実験室推定（ Published: August 29, 2014 doi: 10.3791/51496
Automatic Translation
1, 2, 2, 3
1Great Lakes Science Center, U. S. Geological Survey, 2Annis Water Resources Institute, Grand Valley State University, 3Daniel P. Haerther Center for Conservation and Research, Shedd Aquarium

Summary

獲物から魚食性魚類のポリ塩化ビフェニル（PCB）同族体の正味の栄養転送効率の研究室推定のための技術が提供される。フィールドに検査結果の適用可能性を最大にするために、魚食性の魚​​は、一般的にフィールドに食べられている獲物の魚を供給する必要があります。

Abstract

獲物から魚食性魚類のポリ塩化ビフェニル（PCB）同族体の正味の栄養転送効率（γ）の研究室で推定するための技術は、本明細書に記載されている。 135日間の室内実験中、当社は8実験室の水槽に保管ブローターレイクトラウト（ イワナのnamaycush）にミシガン湖で捕獲されていた（Coregonus hoyi）を供給した。ブローターはレイクトラウトのための自然な獲物である。タンク4内に、比較的高い流量が低流量が低いレイクトラウトの活性を可能にする、他の4つのタンクに使用したのに対し、レイクトラウト比較的高い活性を保証するために使用した。タンク·バイ·タンクベースでは、実験のそれぞれの日にレイクトラウトが食べた食物の量を記録した。各レイクトラウト、実験の開始時と終了時に秤量した。 8各タンクからの4〜9個のレイクトラウトは、実験の開始時に屠殺し、各タンクに残っているすべての10レイクトラウトはeuthanあった実験の終了時化された。私たちは、実験の最後にレイクトラウトに、実験開始時にレイクトラウト75 PCB同族体の濃度を決定し、bloatersで実験中レイクトラウトに供給。これらの測定に基づいて、γは、8つのタンクのそれぞれに75 PCB同族体のそれぞれについて計算した。 γは、アクティブおよび非アクティブの両方のレイクトラウト75 PCB同族体毎に算出された平均。実験は8タンク内に複製されたため、約標準誤差はγを推定することができたわけで。この種の実験の結果は、環境汚染のさまざまなシナリオの下で汚染された魚を食べた人間や野生生物への将来のリスクを予測するために、リスク評価モデルにおいて有用である。

Protocol

1室内実験

  1. 実験中に捕食魚に供給される獲物の魚を入手します。好ましくは、これらの獲物の魚は、フィールドに入力されてい凍結し、約-30°Cで保存してください。獲物の魚のための潜在的な供給源としての商業漁業を考えてみましょう。
  2. 実験室タンクに捕食魚を導入する実験に使用する。 15捕食魚まで870リットルのタンクのそれぞれに導入し、最大30捕食魚されてきたこれまでの研究16,18で2380リットルのタンクのそれぞれに導入されている。
  3. 選択した獲物の魚の食事に捕食魚を順応。順化後、捕食魚は、実験を開始する前に、1〜3ヶ月間、このダイエットを維持する必要があります。
  4. ランダムに獲物の魚のバッチから10〜20の複合サンプルを選択することで、獲物の魚のサンプルを置いておきます。複合サンプル中の捕食魚の数は、獲物のサイズに応じて、3〜100の範囲であり得る魚。各複合試料は凍結し、袋詰めし、約-30℃で保存し、二重にする必要があります。
  5. 各タンクに魚を30〜50％の犠牲にして実験を開始する。
    1. 、魚を安楽死させる大規模なプラスチック容器に水45リットルでFinquelの8グラムを混合し、次いでFinquel液の入った容器に魚を置きます。
    2. いったん安楽死させ、処理時まで約-30°Cで二重包装した後、袋に1タンクから犠牲に魚のすべてを置き、店。
    3. 各タンクに残っている魚をそれぞれ秤量し、重さを記録。麻酔薬は、おそらく計量を行うために必要とされるであろう。
    4. 、魚を麻酔大型プラスチック容器内の水の45リットルでFinquelの4.6グラムを混ぜ、その後、Finquel液の入った容器に魚を置きます。
    5. 魚を計量する前に有効にするには、麻酔薬のための数分待ちます。
  6. 実験のそれぞれの日には、解凍適切な獲物の魚の量、およびおよそ1〜5グラムの重さの断片に獲物の魚を切った。各タンクに捕食魚のピースをドロップし、各タンクに配置される獲物の魚の量を計量し、捕食者の魚を養うために約1時間を可能にします。そして、全ての食べ残しを取り除く約20分間空気乾燥さ食べ物を許可してから、タンクのそれぞれについて、食べ残しの重量を量る。タンク内に配置された食物の量と、毎日のタンクのそれぞれについて、食べ残しの量を記録します。
    注：代表的な実験のために、レイクトラウトは、それらがそれぞれ18日目1給餌期間中に消費するように多くの食べ物として供給した。しかし、捕食者の魚も固定配給16,19上に配置することができた。
  7. 各タンクに残っている捕食魚のすべてを犠牲にして実験を終了します。 、魚を安楽死させる大規模なプラスチック容器に水45リットルでFinquelの8グラムを混合し、次いでFinquel液の入った容器に魚を置きます。録音トン犠牲に魚のそれぞれの彼は体重。信頼性の高い結果を得るためには、実験は、好ましくは少なくとも130日間、少なくとも100日間、実行する必要があります。 1袋にタンクから魚のすべてを置き、その後二重袋、処理時まで約-30℃で保存してください。

2魚の均質化

  1. 捕食者の魚、および/または解凍するための獲物の魚の複合材料のセットを選択します。複合材料は、部分的に解凍することができます。各複合材料は、均質化する0.5〜1時間が必要な場合があります。
  2. 適切なサイズのブレンダーを使用して、複合体のそれぞれを均質化する。各複合のために、洗浄アセトンすすぎ、ラベル瓶にホモジネート（50〜100グラム）のサンプルを配置します。その後、瓶キャップや処理の時まで約-30℃で瓶を保管。
  3. 魚を均質化するために使用されるすべての機器を洗浄した後、適切にサンプルの間、蒸留水、メタノールですすいでください。

3。抽出

  1. 20.0グラムを量りの200mlのビーカーに均質化された魚の組織を解凍した。
  2. 硫酸ナトリウムの約40グラムを加え、へらでよく混ぜる。
  3. 抽出物中の20 ng / mlでの最終濃度をもたらす濃度でサロゲートスパイク同族体30を含む溶液を、61、161、および166スパイクを追加します。
  4. 20分毎に混合しながら、サンプルを室温で乾燥することができます。
  5. サンプルは、サンプルが抽出のための準備ができて、その時点で乾燥砂の一貫性に到達することを許可します。
  6. テフロン沸騰チップ、ソックスレーおよびコンデンサを含む500mlフラスコでソックスレー抽出装置を設定します。
  7. 粗フリットディスクボトムや紙シンブルのガラスシンブルに干物混合物を追加します。
  8. サンプルに使用ビーカーに、50％ヘキサン及び50％ジクロロメタン150mlを加え、スパチュラでビーカーの壁を掻き取りながら撹拌する。
  9. ソックスレー通ってサイクルに装着フラスコによるソックスレーのトップに溶剤を移し、それを許可フラスコへ。
  10. 再び150ミリリットルで2回繰り返します。
  11. 発熱体に付着したフラスコをソックスレーを配置し、コンデンサーを接続します。
  12. 発熱体をオンにして、穏やかな沸騰に溶剤を持参し、冷たい水が凝縮器に供給されていることを確認しながら16時間、最低取り出す。
  13. 溶剤を冷却させた後、試料フラスコのいずれかが水を含んでいないか確認してください。水を硫酸ナトリウムにより吸収されるまで水を含有するものフラスコために、硫酸ナトリウムやスワールを追加する。
  14. 窒素サンプルコンセントレータまたは温水浴でKadernaデンマーク（KD）ガラス製品のセットアップを使用してサンプルを濃縮する。
  15. 試料は2ml未満の体積まで蒸発し、次いで5mlのメスフラスコに用いられるガラス製品からサンプルを転送するためにヘキサンの小さい洗浄液を用いて、5 mlの最終容積に戻すことができるようにする。
  16. 10mlのバイアルに移し、サンプル情報とラベルを付けます。

  1. 活性シリカゲル100gに濃硫酸44グラムを追加することにより酸性化したシリカゲルを準備します。
  2. 底部にガラスウールの小さなプラグを含む小さなクロマトグラフィーカラムに酸性化し、10gのシリカゲルを添加する。
  3. 10mlのヘキサンでカラムを前洗浄した後、カラムに試料抽出物の1ミリリットルを追加します。
  4. ヘキサン20mlでカラムを溶出し、テーパ20mlのガラス管中に収集する。
  5. 窒素気流下で窒素蒸発器（N-バップ）装置上でガラス管を配置し、熱水に浸漬した。
  6. 1ml未満に蒸発させますが乾燥するまではない。
  7. N-バップ装置から取り外し、ヘキサンの小さな洗浄液を1ミリリットルのメスフラスコに移す。
  8. サンプル情報で標識した1.8ミリリットルオートサンプラーバイアルに移す。
  9. バイアルに内部標準4μlのスパイク。サンプルは現在、分析のための準備ができました。

5。アナル負化学イオン化を用いた質量分析 - ガスクロマトグラフィーによるysis

  1. 計器を校正する標準規格を使用します。基準がよく分離同族体の基からなる混合物中で利用できます。混合物1-5はほぼArochlors 1016、1221、1232、1242、1248、1254に見られる同族体の全てから成り、1260ミックス1は、マルチレベルキャリブレーションミックスとして使用され、システムの線形性は、少なくとも調製することによって確認される2および100 ng / mlの間の濃度で5較正レベル。ミックス2-5は、各同族のためのシングルポイントキャリブレーションとして使用されている。
  2. 試薬ガスなどのキャリアガス（1ml /分）及びメタン等の水素と負化学イオン化モードでの質量分析システム - クロマトグラフィーを設定する。
  3. 分離のための0.25μmの膜厚で、DB-XLBで被覆された溶融シリカキャピラリカラム（内径0.25mm×60メートル）を使用します。 26次いで25℃/分で、60〜212℃のオーブン温度プログラム、1℃/分で0℃、4℃/分、その後280℃で4分間の最終保持時間を有する。インジェクタおよびトランスファーライン温度は280℃に設定してください。スプリットレス注入モードを用いた試料1〜2μLを注入する。
  4. 13 C標識デカクロロビフェニルを用いた内部標準法により、すべての標準液およびサンプルを分析する。
  5. 第2のソース標準とアロクロール1242および1260を実行して、初期校正のチェックを実行してから、このチェック·プロシージャからの観察量のアロクロール同族の予測値を比較します。
  6. すべての試料の初期キャリブレーション手順が正常に遂行された後、完全な分析。キャリブレーションが初期較正の較正混合物のいずれかを使用して、すべての10個のサンプルをチェックして実行する。

ネット栄養転送効率の6。計算

  1. ネット栄養転送効率を計算し、γ、各組み合わせoを用以下の式を用いてfのタンクとPCB同族。
    式（1） [PCB fは ]実験終了時にタンク内の捕食魚の平均PCB同族体濃度であり、W fは 、実験の終了時にタンク内の捕食魚の平均重量である[PCB i]は私は実験開始時捕食魚の平均重量であり、摂取されたPCBの同族体の量は、重量を指すW実験開始時タンク内の捕食魚の平均のPCB同族体の濃度であり、 PCB同族体は、実験の過程でタンク内の各レイクトラウトにより、平均して、摂取した。
  2. タンクDURに捕食魚ごとに食べて獲物の魚の平均量（重量）によって捕食魚の複合材料でのPCB同族体の平均濃度を乗じて上式の分母を計算する実験の全過程をる。

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Representative Results

最後のレイクトラウトの平均重量は853から1566グラム（ 表1）の範囲であった間に、最初のレイクトラウトの平均重量は694〜907グラムの範囲であったようにレイクトラウトは、実験中に成長のかなりの量を示した。 135日間の実験中レイクトラウトによって消費された食物の平均量は641から2649グラムの範囲であった。平均のPCB同族体濃度はによって0.03から29.31の範囲であった間に、平均のPCB同族体濃度は実験開始時に0.01〜7.14 ngの/ gの（ウェット重量ベース）の範囲であったとしてレイクトラウト中のPCB同族体の濃度は、実験中に増加した平均実験（ 表2）の結論。 9月キャッチブローターの10の複合サンプル全体で平均化、PCBの同族体の濃度は、0.03〜26.56 ngの/ gの範囲であった。月キャッチブローターの10の複合サンプル全体で平均化、PCBの同族体の濃度は、0.03〜23.52 ngの/ gである（ 表2）の範囲であった。参照する実験に用いたブローターの詳細についてはMadenjian ら 21。

γの平均推定値はすべて8のタンク（ 表3）全体で平均することに基づいて、0.309から0.988の範囲であった。これらの平均の推定値の標準誤差は、0.029から0.227の範囲であった。 PCB同族体のすべての75のために、大幅に非アクティブレイクトラウトの平均γ差がなかったアクティブレイクトラウト用γ意味。従って、活性レイクトラウトは、彼らが非アクティブレイクトラウトとほぼ同じ効率で消費された食物からのPCB同族体を保持した。

塩素化の程度は分子あたり10個の塩素原子5から増加するにつれて、γの推定値はわずかに減少した （ 図1）を示した。ただし、γはPCB同族体の塩素化の程度によって大きく変化しなかった（一方向ANOVA：F = 2.16;自由度[DF] = 6、67、P = 0.0579）。全体でγアベレージすべての75の同族体、平均値は0.664であった。

6.0から8.2に増加OWログKとしては、γは（ 図2）指数関数的に減少した。衰退のこのレートはゼロ（t検定 ：; DF = 64であり、t = -4.09、P = 0.0001）と有意に異なっていたが、ログのK OWの単位当たりわずか7％であった。近似曲線に基づいて、γはKで0.70に等しかったOW = 6、γはKで0.61に等しかったOW = 8（ 図2）。

75 PCB同族体の66のために、γの平均推定値に関する標準誤差（ 表3）（0.05≤）小さかった。 9他のPCB同族体の6のために、γの平均値の推定値に関する標準誤差（0.10≤）はかなり低かった。より高い標準誤差は、塩素化の程度が低い（分子当たり三から五塩素原子）と関連していた。

常に ">：「キープtogether.within-ページ= FO" 10トン図1
図、PCB同族体の分子あたりの塩素原子の数の関数として描か獲物からレイクトラウトのPCB同族体の正味の栄養転送効率（γ）の1。見積り。見積りはbloatersだったその間、室内実験に基づいていたレイクトラウトに供給。図はMadenjian ら 18からの許可を得て複製。

図2
図、PCB同族体の流れログKの関数として描か獲物からレイクトラウトのPCB同族体の正味の栄養転送効率（γ）2。推計。見積もりはbloatersが湖に供給された時の室内実験、に基づいていたトラウト。取り付けたR6よりも大きな流れのログKと同属のためegressionラインも表示されます。当てはめられた回帰線のためのrは 2値は対数Kの流れによって説明ログγの変化量を表す。図はMadenjian ら 18からの許可を得て複製。

表1初期平均重量と135日間の実験室実験に用いたレイクトラウトの最終平均体重。Bloatersはレイクトラウトに供給した。また、実験の全経過中レイクトラウトによって食べ食物の平均量も含まれています。表はMadenjian ら 18から許可を得て複製。

タンク番号レイクトラウトの初期平均重量（g） レイクトラウトの最終平均重量（g） 消費量（g）を
1 907 1,345 1,734
2 860 1339 1,999
3 890 1,518 2,344
4 817 1,566 2,649
5 694 1242 1870
6 729 853 641
7 754 1,050 1203
8 729 1092 1336

レイクトラウト表2。最初と最後のPCB同族体の濃度は、135日間の実験室実験中に使用される8戦車にわたって平均。平均のPCB同族体濃度を実験中レイクトラウトに送ら9月からキャッチされ、月キャッチbloatersにされているこれも図示。テーブルのreprMadenjian ら 18の許可を得てoduced。 PCB同族体Ballschmiter ら 20に従って番号を付けた。

PCB同族体初期レイクトラウトのPCB同族体濃度（ngの/ g）を意味するファイナルレイクトラウトのPCB同族体濃度（ngの/ g）を意味する 9月キャッチブローターのPCB同族体濃度（ngの/ g）を意味するブローターのPCB同族体が、キャッチ可能性濃度（ngの/ g）を意味する
19 1.62 3.41 3.27 2.01
22 0.41 0.66 0.36 0.32
28 1.22 2.24 1.27 0.82
31 1.19 1.97 1.13 0.67
44 1.10 2.08 1.09 </ TD> 0.84
45 0.66 1.74 2.25 1.71
46 0.81 2.51 5.23 3.73
47 1.88 5.72 9.10 5.81
52 2.11 3.76 2.05 1.66
60 0.59 2.04 2.10 1.50
63 0.19 0.68 0.74 0.52
70 3.05 10.25 9.43 6.62
74 0.76 2.76 2.35 1.79
82 0.26 0.91 0.80 0.75
83 0.45 1.60 1.62 1.28
85 1.70 6.63 6.38 5.15
87 1.12 3.47 3.09 2.46
92 1.17 4.16 3.91 3.06
95 2.22 5.06 3.09 2.59
97 1.04 3.37 3.08 2.45
99 3.19 12.38 11.95 9.59
101 3.33 10.25 8.90 7.37
105 2.88 11.35 10.80 9.28
110 4.53 15.78 15.55 12.31
115 0.20 1.03 0.69 0.54 117 0.25 1.24 1.19 0.98
118 6.20 24.17 22.94 19.35
124 0.22 0.79 0.77 0.63
128 1.58 6.26 6.03 5.37
130 0.85 3.26 3.24 2.85
131 0.77 2.97 2.89 2.52
134 0.14 0.44 0.42 0.36
135 0.84 3.19 3.16 2.62
137 0.46 1.77 1.67 1.49
138 7.14 28.31 26.56 23.52
141 0.71 2.50 2.45 2.17
144 0.08 0.22 0.19 0.18
146 2.34 9.10 8.96 7.86
149 2.38 8.18 8.25 6.72
151 0.47 1.53 1.43 1.27
156 0.68 2.65 2.31 1.96
158 0.64 2.42 2.36 1.99
163 2.92 10.24 10.07 8.94
164 0.47 1.81 1.79 1.58
167 0.43 1.65 1.64 1.43
170 1.03 3.94 3.71 3.47
171 0.39 1.46 1.43 1.26
172 0.38 1.45 1.41 1.30
174 0.48 1.83 1.84 1.67
175 0.11 0.42 0.42 0.37
176 0.03 0.09 0.09 0.09
177 0.72 2.67 2.65 2.45
178 0.61 2.33 2.26 2.03
179 0.17 0.60 0.58 0.55
180 3.35 12.84 11.97 10.73
183 1.18 4.44 4.32 3.79
185 0.04 0.14 0.14 0.14
187 3.12 12.07 11.65 10.67
190 0.27 1.02 1.18 1.02
191 0.05 0.20 0.20 0.17
193 0.27 1.03 0.94 0.87
194 0.46 1.73 1.66 1.55
195 0.14 0.54 0.53 0.49
196 0.30 1.12 1.15 1.03
197 0.06 0.23 0.23 0.20
199 0.67 2.44 2.17 2.12
200 0.01 0.03 0.03 0.03
201 0.14 0.53 0.52 0.48
202 0.31 1.14 1.12 1.02
203 0.48 1.83 1.83 1.61
205 0.02 0.09 0.09 0.08
206 0.19 0.70 0.70 0.65
207 0.07 0.25 0.26 0.24
208 0.11 0.41 0.43 0.40
209 0.11 0.36 0.38 0.36

獲物からレイクトラウトのPCB同族体の正味の栄養転送効率（γ）の表3の平均の推定値。見積もりは、レイクトラウトがbloatersを与えたその間135日間の室内実験、に基づいていた。各同族体のために、すべての8つのタンクからのγの推定値は、平均推定値を得るために平均化した。平均値の標準誤差は、括弧で囲まれている。表はMadenjian ら 18から許可を得て複製。 PCB同族体Ballschmiter ら 20に従って番号を付けた。

PCB同族体平均γ 標準誤差
19 0.563 0.046
22 0.813 0.127
28 0.900 0.086
31 0.848 0。065
44 0.988 0.058
45 0.474 0.058
46 0.309 0.035
47 0.401 0.029
52 0.911 0.059
60 0.625 0.034
63 0.596 0.036
70 0.702 0.039
74 0.753 0.050
82 0.700 0.038
83 0.644 0.039
85 0.677 0.037
87 0.699 0.038
92 0.681 0.032
95 0.887 0.102
97 0.683 0.032
99 0.675 0.035
101 0.705 0.035
105 0.678 0.035
110 0.647 0.037
115 0.957 0.227
117 0.704 0.050
118 0.680 0.035
124 0.655 0.037
128 0.666 0.035
130 0.644 0.034
131 0.659 0.037
134 0.646 0.032
135 0.653 0.034
137 0.675 0.035
138 0.686 0.033
141 0.639 0.037
144 0.680 0.050
146 0.650 0.034
149 0.628 0.036
151 0.653 0.034
156 0.733 0.051
158 0.657 0.032
163 0.632 0.042
164 0.648 0.035
167 0.642 0.033
170 0.668 0.039
171 0.649 0.038
172 0.649 0.035
174 0.646 0.037
175 0.632 0.038
176 0.636 0.046
177 0.636 0.031
178 0.654 0.040
179 0.647 0.034
180 0.681 0.036
183 0.654 0.038
185 0.611 0.036
187 0.659 0.036
190 0.549 0.031
191 0.629 0.032
193 0.693 0.037
194 0.654 0.035
195 0.643 0.039
196 0.614
197 0.640 0.040
199 0.696 0.036
200 0.543 0.042
201 0.634 0.040
202 0.639 0.036
203 0.631 0.036
205 0.645 0.038
206 0.617 0.036
207 0.606 0.039
208 0.592 0.038
209 0.570 0.037

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Discussion

γの最も正確な推定値では、実験者は正確に実験中のタンクやタンクのそれぞれに食べ残しの量のそれぞれに配置された食物の量の両方を追跡することができなければならない。これを実現するために、実験者はタンクから食べ残しをすべて削除し、正確に重量を測定することができなければならない。実際に捕食魚に食べられ、食物の正確なトラッキングに加えて、γの正確な推定はまた、実験に十分な期間に依存してもよい。広く引用実験室での研究は、具体的に自分の食べ物は持続22,23 105〜224日の範囲であったから、魚にPCBの栄養伝達効率を推定するために設計されていることを考えると、少なくとも100日の期間、好ましくは少なくとも130日は、お勧めします。さらに、バイアスは、expの開始時にPCBの測定のためにサンプリング捕食魚の数が不足することによってγの推定に導入することができるeriment 14。サンプルサイズの減少と共に、タンク増加捕食魚のすべてについての平均PCB濃度を表さないPCB濃度の捕食魚のサンプルを得る確率。理想的には、タンク内の魚の半分は実験開始時のPCBの測定のために犠牲にする必要があります。

フィールドに室内実験結果の関連性と適用性を最大にするために、通常はフィールドに捕食魚に食べられている餌の魚は実験室の実験中に捕食魚に供給する必要があります。正味の栄養移動効率はPCB同族体11,24を含んでいる食品マトリックスの性質に依存してもよい。以前の研究からの証拠は、市販の固形飼料に基づいてγの推定値が実際の獲物の魚17捕食魚の給餌に基づいてγの推定値よりも実質的に小さくてもよいことを示唆している。したがって、獲物の魚の食事ではなく、処理されるか、SYnthesized食事が推奨されます。

γの推定値の不確実性を最小限に抑えるために、捕食魚や獲物の魚の複合材料の両方がよく均質化しなければなりません。均質化の程度は、ブレンダー及びミキサーの利用可能なセットに部分的に依存する。大型捕食魚、大きなミキサーは均質化プロセスを開始するために必要とされ得る。大ミキサーからホモジネートのサブサンプルは、次に均質化度の高い達成することができる小さなミキサーに移すことができる。

均質化された魚の組織試料中のPCB同族体濃度の正確な決定を正確にさまざまなPCB同族体のためのγを推定するプロセスの重要な要素である。サンプルが適切にマトリックス干渉を除去し、PCB同族体の検出、低レベルを達成するために、抽出プロセスのフォローアップ中に洗浄しなければならない。ガスクロマトグラフィーの使用 - 負の質量分析システム低い塩素化PCB同族体の検出限界は、この値を25よりもかなり高くなるであろうが、シングルイオンモードで操作化学イオン化源は、より高度に塩素化PCB同族体のための抽出物中に0.02 ng / mlの程度の低い検出レベルをもたらすことができる。電子捕獲型検出器は、負化学イオン化器の代わりに用いることができ、このアプローチは、低レベルの検出を提供するだけでなく、マトリックス干渉の影響を受けやすいであろう。均質化された魚の組織試料中のPCB同族体の濃度に応じて、研究者がより適切であるアプローチ（負化学イオンや電子捕獲）に関して決定する必要があります。非常に低いPCB同族体濃度について、電子捕獲アプローチが使用されなければならない。これは、検出限界付近の測定値が、しばしば、分析誤差26が比較的低い精度と正確さを持っていることが指摘されるべきである。

ザ·本研究で詳述方法論は簡単に魚のPCB蓄積の分野での新たな研究課題に対処するために適合させることができる。上述したように、例えば、γは、供給速度によって影響され得る。以前の研究は、γは食料消費14,17の増加率に伴って減少することを示唆している。正確にどのγは供給速度の増加とともに変化するのでしょうか？魚送ら自由摂取のために、本 ​​研究で解明されてきたγおよび塩素化の程度との関係やγ間OW Kを記録し、実行し、下側給電レートで一貫性を維持する？次の2つの要因のうちどれがγに大きな影響を与えている。食事の量は、毎日または摂食の頻度を消費し（ つまり 、すべての二、三日に一度対捕食回毎日給餌）？次の2つの要因のどれがγに大きな影響を与えている：食品の重量は、毎日または毎日消費された食品中のエネルギー量を消費し？メタ供給速度と食品の種類の両方が実験室で制御できるため、本研究で詳述odologyは、これらの質問に答えるために非常に適している。

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Materials

Name Company Catalog Number Comments
870-L fiberglass tanks Frigid Units RT-430-1
2,380-L fiberglass tanks Frigid Units RT-630-1
Tricaine methanesulfonate (Finquel) Argent Chemical Laboratories, Inc. C-FINQ-UE-100G Eugenol could also be used as an anesthetic.
Ashland chef knife Chicago Cutlery SKU 1106336
Cutting board Williams-Sonoma 3863586
Hobart verical mixer (40 quart) Hobart Corporation
1.9-L food processor Robot Coupe, Inc. RSI 2Y1 
Polyethylene bags (various sizes) Arcan Inc.
I-Chem jars I-Chem 220-0125
Top-load electronic balance Mettler Toledo Mettler PM 6000 
Sodium sulfate, anhydrous - granular EMD SX0760E-3
Glass extraction thimbles (45 mm x 130 mm) Wilmad-Lab Glass LG-7070-114
Teflon boiling chips Chemware 919120
Rapid Vap nitrogen sample concentrator Labconco 7910000
N-Vap nitrogen concentrator Organomation 112
Soxhlet extraction glassware (500 ml) Wilmad-Lab Glass  LG-6900-104
Hexane Burdick & Jackson  Cat. 211-4
Dichloromethane Burdick & Jackson  Cat. 300-4
Silica gel BDH Cat. BDH9004-1KG
Labl Line 5000 mult-unit extraction heater Lab Line Instruments
Agilent 5973 GC/MS with chemical ionization Agilent 5973N
Internal standard solution  Cambridge Isotope Laboratories EC-1410-1.2
PCB congener calibration standards Accustandard C-CSQ-SET
DB-XLB column (60 m x 0.25 mm, 0.25 micron) Agilent/ J&W 122-1262

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References

  1. Madenjian, C. P., Carpenter, S. R., Rand, P. S. Why are the PCB concentrations of salmonine individuals from the same lake so highly variable? Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences. 51 (4), 800-807 (1994).
  2. Madenjian, C. P., et al. Net trophic transfer efficiency of PCBs to Lake Michigan coho salmon from their prey. Environmental Science and Technology. 32 (20), 3063-3067 (1998).
  3. Thomann, R. V. Bioaccumulation model of organic chemical distribution in aquatic food chains. Environmental Science and Technology. 23 (6), 699-707 (1989).
  4. Calabrese, E. J., Baldwin, L. A. Performing ecological risk assessments. , Lewis. Boca Raton, Florida. (1993).
  5. Madenjian, C. P., et al. Variation in net trophic transfer efficiencies among 21 PCB congeners. Environmental Science and Technology. 33 (21), 3768-3773 (1999).
  6. Jackson, L. J., Schindler, D. E. Field estimates of net trophic transfer of PCBs from prey fishes to Lake Michigan salmonids. Environmental Science and Technology. 30 (6), 1861-1865 (1996).
  7. Gobas, F. A. P. C., Muir, D. C. G., Mackay, D. Dynamics of dietary bioaccumulation and faecal elimination of hydrophobic organic chemicals in fish. Chemosphere. 17 (5), 943-962 (1988).
  8. Madenjian, C. P., O’Connor, D. V., Rediske, R. R., O’Keefe, J. P., Pothoven, S. A. Net trophic transfer efficiencies of polychlorinated biphenyl congeners to lake whitefish (Coregonus clupeaformis) from their food. Environmental Toxicology and Chemistry. 27 (3), 631-636 (2008).
  9. Isosaarl, P., Kiviranta, H., Lie, Ø, Lundebye, A. K., Ritchie, G., Vartiainen, T. Accumulation and distribution of polychlorinated dibenzo-p-dioxin, dibenzofuran, and polychlorinated biphenyl congeners in Atlantic salmon (Salmo salar). Environmental Toxicology and Chemistry. 23 (7), 1672-1679 (2004).
  10. Buckman, A. H., Brown, S. B., Hoekstra, P. F., Solomon, K. R., Fisk, A. T. Toxicokinetics of three polychlorinated biphenyl technical mixtures in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss). Environmental Toxicology and Chemistry. 23 (7), 1725-1736 (2004).
  11. Burreau, S., Axelman, J., Broman, D., Jakobsson, E. Dietary uptake in pike (Esox lucius) of some polychlorinated biphenyls, polychlorinated naphthalenes and polybrominated diphenyl ethers administered in natural diet. Environmental Toxicology and Chemistry. 16 (12), 2508-2513 (1997).
  12. Madenjian, C. P., DeSorcie, T. J., Stedman, R. M. Ontogenic and spatial patterns in diet and growth of lake trout in Lake Michigan. Transactions of the American Fisheries Society. 127 (2), 236-252 (1998).
  13. Paterson, G., Whittle, D. M., Drouillard, K. G., Haffner, G. D. Declining lake trout (Salvelinus namaycush) energy density: are there too many salmonid predators in the Great Lakes? Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences. 66 (6), 919-932 (2009).
  14. Madenjian, C. P., O’Connor, D. V., Nortrup, D. A. A new approach toward evaluation of fish bioenergetics models. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences. 57 (5), 1025-1032 (2000).
  15. Madenjian, C. P., Pothoven, S. A., Kao, Y. C. Reevaluation of lake trout and lake whitefish bioenergetics models. Journal of Great Lakes Research. 39 (2), 358-364 (2013).
  16. Madenjian, C. P., et al. Evaluation of a lake whitefish bioenergetics model. Transactions of the American Fisheries Society. 135 (1), 61-75 (2006).
  17. Madenjian, C. P., O’Connor, D. V., Chernyak, S. M., Rediske, R. R., O’Keefe, J. P. Evaluation of a chinook salmon (Oncorhynchus tshawytscha) bioenergetics model. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences. 61 (4), 627-635 (2004).
  18. Madenjian, C. P., David, S. R., Rediske, R. R., O’Keefe, J. P. Net trophic transfer efficiencies of polychlorinated biphenyl congeners to lake trout (Salvelinus namaycush) from its prey. Environmental Toxicology and Chemistry. 31 (12), 2821-2827 (2012).
  19. Madenjian, C. P., O'Connor, D. V. Laboratory evaluation of a lake trout bioenergetics model. Transactions of the American Fisheries Society. 128 (5), 802-814 (1999).
  20. Ballschmiter, K., Bacher, R., Mennel, A., Fischer, R., Riehle, U., Swerev, M. The determination of chlorinated biphenyls, chlorinated dibenzodioxins, and chlorinated dibenzofurans by GC-MS. HRC Journal of High Resolution Chromatography. 15 (4), 260-270 (1992).
  21. Madenjian, C. P., David, S. R., Pothoven, S. A. Effects of activity and energy budget balancing algorithm on laboratory performance of a fish bioenergetics model. Transactions of the American Fisheries Society. 141 (5), 1328-1337 (2012).
  22. Lieb, A. J., Bills, D. D., Sinnhuber, R. O. Accumulation of dietary polychlorinated biphenyls (Aroclor 1254) by rainbow trout. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 22 (4), 638-642 (1974).
  23. Niimi, A. J., Oliver, B. G. Biological half-lives of polychlorinated biphenyl (PCB) congeners in whole fish and muscle of rainbow trout (Salmo gairdneri). Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences. 40 (9), 1388-1394 (1983).
  24. Gobas, F. A. P. C., Wilcockson, J. B., Russell, R. W., Haffner, G. D. Mechanism of biomagnification in fish under laboratory and field conditions. Environmental Science and Technology. 33 (1), 133-141 (1999).
  25. Dmitrovic, J., Chan, S. C. Determination of polychlorinated biphenyl congeners in human milk by gas chromatography – negative chemical ionization mass spectrometry after sample clean-up by solid-phase extraction. Journal of Chromatography B. 778 (1-2), 147-155 (2002).
  26. Zorn, M. E., Gibbons, R. D., Sonzogni, W. C. Weighted least-squares approach to calculating limits of detection and quantification by modeling variability as a function of concentration. Analytical Chemistry. 69 (15), 3069-3075 (1997).

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環境科学、問題90、栄養転送効率、ポリ塩化ビフェニル同族体、レイクトラウト、アクティビティ、汚染物質、蓄積、リスク評価、毒性等価
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