פרוטוקול זה מציג זרימת עבודה עבור הדמיה דו-ממדית תת-מ”מ של מינים מרובים של חומרים מזינים אנאורגניים מזהמים ומינים מזהמים באמצעות מעברי צבע דיפוזיביים בסרטים דקים (DGT) בשילוב עם הדמיית ספקטרומטריית מסה. דגימה מסיסת וניתוח כימי ברזולוציה גבוהה מתוארים בפירוט למיפוי כמותי של מסיסים בריזוספרה של צמחים יבשתיים.
אנו מתארים שיטה להדמיה דו-ממדית (דו-ממדית) וכימות של התפלגות labile (כלומר, סופח באופן הפיך) מזן מסיס (למשל, P, Fe, Mn) ומזהם (למשל, As, Cd, Pb) מינים מסיסים באדמה הסמוכה לשורשי הצמח (“rhizosphere”) ברזולוציה מרחבית תת-מילימטר (~ 100 מיקרומטר). השיטה משלבת דגימה מסיסת מבוססת כיור על ידי מעברי צבע מפוזרים בטכניקת סרטים דקים (DGT) עם ניתוח כימי שנפתר באופן מעוגל על ידי אבלציה בלייזר בשילוב ספקטרומטריית מסת פלזמה (LA-ICP-MS). טכניקת DGT מבוססת על הידרוג’לים דקים עם שלבי כריכה אנתלט סלקטיביים מופצים הומוגנית. מגוון שלבי הכריכה הזמינים מאפשר הכנת סוגים שונים של ג’ל DGT בעקבות הליכי ייצור ג’ל פשוטים. עבור פריסת ג’ל DGT בריזוספרה, צמחים גדלים במיכלי צמיחה שטוחים ושקופים (rhizotrons), המאפשרים גישה פולשנית מינימלית למערכת שורשים הגדלה באדמה. לאחר תקופה שלפני הצמיחה, ג’לים DGT מוחלים על אזורים נבחרים של עניין עבור דגימה solute situ בריזוזפירה. לאחר מכן, ג’לים DGT מאוחזרים ומוכנים לניתוח כימי עוקב של מסיסים מאוגדים באמצעות LA-ICP-MS קו סריקה הדמיה. יישום של נורמליזציה פנימית באמצעות 13C וכיול חיצוני באמצעות תקני ג’ל תואמי מטריצה מאפשר עוד יותר כימות של שטף 2D solute. שיטה זו ייחודית ביכולתה לייצר תמונות דו-ממד כמותיות בקנה מידה תת-מ”מ של שטף מסיס מרובה אלמנטים בסביבות של צמחי קרקע, החורגות מהרזולוציה המרחבית ברת השגה של שיטות אחרות למדידת מעברי צבע מסיסים בריזוספירה באופן משמעותי. אנו מציגים את היישום וההערכה של השיטה להדמיית מינים מסיסים קטיוניים ואניוניים מרובים בריזוספרה של צמחים יבשתיים ומדגישים את האפשרות לשלב שיטה זו עם טכניקות הדמיה משלימות.
רכישת חומרים מזינים על ידי צמחי יבול היא גורם מפתח בקביעת פרודוקטיביות היבול. התהליכים השולטים בספיגה יעילה של חומרים מזינים על ידי יבולים נחקרו באופן אינטנסיבי, במיוחד המנגנונים השולטים בזמינות התזונתיים והפנמה תזונתית על ידי שורשי הצמח בממשק שורש הקרקע, הריזוספירה, מוכרים על תפקידם ברכישת חומרי הזנה של יבולים. תהליכים חשובים עבור ספיגת התזונתי הצמח כוללים: הובלת מים מזינים לכיוון השורש; שיווי משקל דינמי של סופציה בין מינים המומסים בנקבוביות הקרקע לבין מינים הקשורים למשטחי אדמה מוצקים; תחרות מיקרוביאלית על חומרים מזינים; מינרליזציה מיקרוביאלית של חומרים מזינים הכלולים בחומר אורגני באדמה; והפנמה תזונתית לתוך סימפלסמה השורש. ספיגת מזהמי מתכת קורט אנאורגניים נשלטת במידה רבה על ידי אותם מנגנונים.
בהתאם לזמינות התזונתי והמזהם, הביקוש לצמחים וההתפזרות באדמה, ניתן לראות דפוסי תזונה דיפרנציאליים בריזוספרה. עבור אלמנטים סוררים מאוד עם שיעורי הפנמה גבוהים יחסית (למשל, P, Fe, Mn, Zn, As, Cd, Pb), דלדול של labile (כלומר, ספיחה הפוכה) שבר אלמנט לעומת הקרקע בתפזורת נמצא, עם רוחב אזור דלדול לעתים קרובות להיות ≤1 מ”מ, ואילו עבור חומרים מזינים ניידים יותר כגון NO3–, אזורי דלדול יכול להאריך עד כמה סנטימטרים1. יתר על כן, הצטברות של אלמנטים כגון Al ו Cd נצפתה כאשר הזמינות עולה על שיעורי ספיגת הצמח2,3.
בהתחשב בחשיבות של תהליכי ריזוספירה ברכיבה על אופניים מזינים ומזהמיים, פותחו מספר טכניקות למדידת שבר היסוד הזמין לצמח ברזולוציה מרחבית גבוהה4,5. עם זאת, מדידת הפצות מסיסות labile בקנה מידה קטן הוכיחה להיות מאתגר מכמה סיבות. קושי גדול הוא לטעום נפחים קטנים מאוד (טווח μL נמוך) של אדמה ו / או מי נקבוביות בתנוחות מוגדרות הסמוכות לשורשי הצמח החי כדי לפתור את שיפוע התזונתי התלול בריזוספירה. גישה אחת כדי לטפל בבעיה זו היא להשתמש כוסות יניקה מיקרו להפקת דגימות נקבוביות6. בשיטה זו, א. גטלין, א. היים ו- E. Matzner7 מדדו ריכוזים תזונתיים של נקבוביות קרקע בקרבת שורשי Quercus robur L. ברזולוציה מרחבית של ~ 1 ס”מ. קושי בניתוח כמויות μL של תמיסת קרקע או אדמה הוא, כי אלה נפחי מדגם קטנים, בשילוב עם ריכוזים נמוכים של כל פרט למינים התזונתיים העיקריים, דורשים טכניקות ניתוח כימי רגיש מאוד.
מערכת חלופית, המסוגלת לפתור שיפוע מ תזונה ברזולוציה של ~ 0.5 מ”מ, היא לגדל מחצלת שורש על פני השטח של בלוק אדמה, עם שכבת קרום הידרופילית דקה המפרידה בין אדמה לשורשים8,9. בתצורה זו, מסיסים יכולים לעבור דרך הממברנה והשורשים יכולים לקחת חומרים מזינים ומזהמים מהאדמה בעוד הפרשות שורש יכול להתפזר לתוך האדמה. לאחר הקמת שכבת שורש צפופה, ניתן לדגום את גוש הקרקע ולחתוך אותו לדגימות קרקע שהושגו לצורך מיצוי של שברי יסוד. בדרך זו, חומרים מזינים חד מימדיים, הדרגתי מזהמים, בממוצע על פני שטח גדול יחסית (~ 100 ס”מ2) ניתן לנתח.
אתגר נוסף הוא להשיג דגימות של חלק היסוד labile, הזמין לצמחים, שכן רוב טכניקות מיצוי הקרקע הכימית פועלות באופן שונה מאוד בהשוואה למנגנונים שבאמצעותם צמחים תופסים חומרים מזינים ומזהמים. בפרוטוקולים רבים של מיצוי קרקע, אדמה מעורבבת עם פתרון תמציתי במטרה ליצור שיווי משקל (מדומה-) בין שבר יסוד מומס וסורב. עם זאת, צמחים מפנימים ללא הרף חומרים מזינים, ולכן, לעתים קרובות בהדרגה לרוקן את אדמת rhizosphere. למרות פרוטוקולי מיצוי שיווי משקל אומצו באופן נרחב כמו בדיקות קרקע כפי שהם קלים ליישום, החלק התזונתי שחולצו לעתים קרובות אינו מייצג את החלק התזונתי הזמין לצמח היטב10,11,12,13. שיטות כיור אשר ברציפות לרוקן את הקרקע שנדגמו עבור חומרים מזינים הוצעו כשיטות יתרון ועשויים להידמות טוב יותר מנגנון ספיגת התזונה הבסיסית על ידי חיקוי תהליכי ספיגת השורש10,11,14,15.
בנוסף לשיטות שתוארו לעיל, יישומי הדמיה מקוריים, המסוגלים למדוד מפות פרמטרים רציפות עם רזולוציות ≤100 מיקרומטר על פני שדות ראייה של מספר ס”מ2 פותחו עבור אלמנטים ספציפיים ואדמה (ביו)פרמטרים כימיים5. ניתן להשתמש באוטורדיוגרפיה כדי לדמות את התפלגות האלמנטים ברייזוספירה בתנאי שניתן יהיה להשיג רדיואיזוטופים מתאימים16. optodes מישורי לאפשר הדמיה של פרמטרים כימיים חשובים הקרקע כגון pH ו pO217,18,19, ופעילות אנזים או הפצות חלבון הכולל ניתן למפות באמצעות טכניקות הדמיה אינדיקטור פלורסנט כגון זימוגרפיה הקרקע20,21,22,23 ו / או שורש blotting שיטות24. בעוד שזימוגרפיה ואוטורדיוגרפיה מוגבלות למדידת פרמטר יחיד בכל פעם, הדמיית pH ו- pO2 באמצעות אופטודות מישוריות יכולה להיעשות בו זמנית. טכניקות מחצלת השורש המסורתיות יותר מספקות מידע 1D בלבד, בעוד כוסות יניקה מיקרו מספקות מדידות נקודה או מידע דו-ממדי ברזולוציה נמוכה, אולם שתי הגישות מאפשרות ניתוח מרובה רכיבים. לאחרונה, P. D. Ilhardt, ואח’25 הציג גישה חדשנית באמצעות ספקטרוסקופיית פירוק הנגרמת על ידי לייזר (LIBS) כדי למפות 2D הכולל הפצות מרובות אלמנטים ברזולוציה של ~ 100 מיקרומטר בדגימות ליבה שורש הקרקע שבו התפלגות היסוד הטבעי נשמר על ידי הכנת מדגם זהיר.
הטכניקה היחידה המסוגלת לדגום 2D ממוקד של מסיסים תזונתיים ומזהמים מרובים ברזולוציה מרחבית גבוהה היא הדרגתיים מפוזרים בטכניקת סרטים דקים (DGT), שיטת דגימה מבוססת כיור שמשתקת מינים של מתכות עקיבה במקום על חומר מחייב המוטמע בשכבת הידרוג’ל26,27. DGT הוצגה כטכניקת דגימה כימית למדידת מסיסות labile במשקעים ובמים, ועד מהרה אומצה לשימושה בקרקעות28. הוא מאפשר הדמיה מרובת אלמנטים בקנה מידה תת-מ”מ, אשר הודגם בתחילה במשקע נהר29, ופותח עוד יותר עבור היישום שלה ריזוספרות צמחים30,31,32,33.
עבור דגימת DGT, גיליון ג’ל בגודל של כ 3 ס”מ x 5 ס”מ מוחל על שורש צמח יחיד שגדל בשכבת פני השטח של בלוק אדמה, עם קרום הידרופילי המפריד בין הג’ל לאדמה. במהלך זמן המגע, חומרים מזינים labile ו / או מזהמים להתפזר לכיוון הג’ל והם קשורים מיד על ידי חומר הכריכה שולבו בג’ל. בדרך זו, שיפוע ריכוז, ובכך שטף נטו מתמשך לכיוון הג’ל נקבע וגבר במהלך זמן הדגימה. לאחר הדגימה, ניתן להסיר ולנתח את ההידרוגל באמצעות טכניקה כימית אנליטית המאפשרת ניתוח שנפתר באופן מקיף. טכניקה מיוחדת מאוד בשימוש לעתים קרובות למטרה זו היא אבלציה לייזר בשילוב ספקטרומטריית מסת פלזמה אינדוקטיבית (LA-ICP-MS). במחקרים מוקדמים מסוימים, פליטת רנטגן המושרה חלקיקים מיקרו (PIXE) שימש גם29. דגימת DGT בשילוב עם ניתוח LA-ICP-MS מאפשרת הדמיה כימית מרובת אלמנטים ברזולוציה מרחבית של ~ 100 מיקרומטר. אם נעשה שימוש בטכניקות רגישות ביותר של ICP-MS (למשל, שדה סקטור ICP-MS), ניתן להשיג מגבלות זיהוי נמוכות במיוחד. במחקר על ההשפעה של liming על ספיגת Zn ו Cd על ידי תירס15, הצלחנו למפות תקליטור labile בריזוזפירה תירס באדמה מזוהמת עם מגבלה של גילוי של 38 ס”מ-2 ס”מ של תקליטור לכל אזור ג’ל. DGT, אופודות מישוריות, ו zymography להסתמך על דיפוזיה של אלמנט היעד מאדמה לשכבת ג’ל, אשר ניתן לנצל ליישום משולב של שיטות אלה על מנת בו זמנית, או ברציפות, תמונה מספר רב של פרמטרים רלוונטיים עבור מיזינים צמחיים ספיגת מזהמים. מידע מפורט על היבטים כימיים אנליטיים של הדמיית DGT, על הפוטנציאל של שילוב DGT ושיטות הדמיה אחרות, ועל היישומים שלה נבדק באופן מקיף ב ref.34,35.
במאמר זה אנו מתארים כיצד לבצע ניסוי הדמיה מסיס באמצעות טכניקת DGT על שורשים של צמחים יבשתיים בסביבת אדמה בלתי רוויה, כולל גידול צמחים, ייצור ג’ל, יישום ג’ל, ניתוח ג’ל ויצירת תמונה. כל השלבים מפורטים בפירוט, כולל הערות על צעדים קריטיים וחלופות ניסיוניות.
פרוטוקול ההדמיה המסיס המוצג כאן הוא שיטה רב-תכליתית לדמיין ולכמת שטף דו-מימדי ומזהם בסביבות של צמחי קרקע. הוא ייחודי ביכולתו ליצור תמונות מרובות אלמנטים בקנה מידה תת-מ”מ של מינים מסיסים של labile בממשק שורש הקרקע, העולה על הרזולוציה המרחבית ברת השגה של שיטות חלופיות למדידת מעברי צבע מסיסים בריזוספירה באופן משמעותי4. המטרה בגישת דגימת situ של DGT, בשילוב עם שיטת ניתוח כימי רגיש מאוד כגון LA-ICP-MS, מקלה על חקירה מפורטת של דינמיקת שטף מסיס סביב שורשי צמחים בודדים הגדלים באדמה או מצעים דומים. בשל תהליך הדגימה מבוסס הכיור, התמונות שהתקבלו משקפות את הכדאיות של המסכים החזותיים, ולכן הן הערכה של זמינות הצמח שלהם10. למרות המדידה הטבועה בשיטה של שטף מסיס נושאת יתרונות ניכרים כמו הפרשנות כמו שברים תזונתיים זמינים לצמחים, מדידות שטף הם הרבה פחות ישר קדימה כדי להבין מאשר מדידות ריכוז נקבוביות. הגיאומטריה הסטנדרטית של דגימת DGT ביישומי קרקע בתפזורת (במיוחד ג’ל דיפוזיה בעובי 0.8 מ”מ המשמש בהגדרה זו) מאפשרת להשוות את ריכוז הנקבוביות בפועל, csoln, ואת הערכת ריכוז הנקבוביות הממוצעת בזמן על ידי מדידת DGT בתפזורת, cDGT, ולפרשנות של פרמטרים אלה לגבי דינמיקת האספקה של מין מסיס. עם זאת, השוואה כזו לא יכולה להיעשות בהתבסס על יישום DGT הדמיה עם שכבות דיפוזיה דקות מאוד, כמו ערכיdGT cנגזר הם קטנים באופן לא מציאותי34. תוצאות הדמיית DGT ולכן אינן תמיד פשוטות ומהירות לפרש ולעתים קרובות אינן דומות ישירות למדידות ריכוז פורווטר קונבנציונליות יותר.
בעת יישום השיטה, יש לשקול בזהירות כמה צעדים קריטיים, הקשורים בעיקר למילוי והשקה של מיכלי הצמיחה של ריזוטרון. במהלך מילוי האדמה לתוך rhizotron, חשוב מאוד להימנע דוחס את הקרקע יותר מדי, כמו שורשי הצמח לא יכול לחדור אדמה דחוסה מאוד צמיחת השורש יהיה מעוכב. ראינו שורשים הימנעות אדמה דחוסה מאוד וגדל לאורך הקצוות הפנימיים של מיכל הצמיחה rhizotron, שם הקרקע היא בדרך כלל פחות דחוסה. במקרה זה, שורשים בודדים הממוקמים במרכז rhizotrons, שבו ג’לים DGT ניתן ליישם בנוחות, לא יכול להתפתח בכלל, ביעילות מעכב יישום ג’ל מוצלח. במעבדה שלנו, הניסיון הראה כי צפיפות קרקע יבשה בתפזורת של 1.0-1.4 ס”מ-3 לאפשר פיתוח שורש ללא הפרעה. יתר על כן, דחיסת קרקע מוגזמת היא גם מקור פוטנציאלי של חפצים לגבי המסיסות של אלמנטים רגישים לארוקס ומינים הקשורים ביו-גיאוכימיה. ככל שנפח הנקבוביות הכולל מצטמצם וחלוקת קוטר הנקבוביות מועברת לכיוון קטרים נמוכים יותר באדמה דחוסה מאוד, נפח נקבוביות קטן יותר בקוטר גדול יותר זמין, מה שעלול להוביל לתנאים מצמצמים באופן מקומי. כתוצאה מכך, MnIII/IV– ותחמוצות FeIIIעשויות להיות מופחתות, מה שמוביל לתנודותMn+ ו-Fe 2+ מוגברות. התפרקותם של תחמוצות פה, שהן אתרי סופציה חשובים למשל, עבור פוספט ומיקרו-נוטריאנטים, עשויה לשחרר מינים סורבים ו/או חד-מזרזים ובכך לגרום לשטף גבוה באופן מלאכותי של המינים הקשורים לביו-גיאוכימיה. בעיה דומה עלולה להתעורר אם מיכלי הצמיחה מושקים יותר מדי. אידוי דרך שטח הקרקע הקטן בחלק העליון של מיכל הצמיחה הוא נמוך הקרקע עשויה להישאר רוויה במים עד מספר שבועות לאחר השתילה, אשר עלול גם לגרום חפצי redox.
שיקול חשוב נוסף הוא הפונקציונליות הכימית של ג’ל מחייב HR-DGT מפוברק. על ידי ביצוע הפרוטוקול, ג’לים דקים עם התפלגות הומוגנית של שלבי קשירה מתקבלים. אם הג’לים יש אזורים של הפצת חומר inhomogeneous (למשל, חורים בג’ל או אגרגטים של שלבי קשירה) אזורים אלה צריכים להיות מוסרים או, אם נרחב מדי, פרוטוקול ייצור הג’ל צריך לחזור על עצמו. אם מכינים נכון, הג’ל חייב להיות מסוגל לקשור את המינים מסיסים היעד כי להתפזר לתוך הג’ל מיד כמותית27, אשר נקבע על ידי יכולת מחייב ג’ל ספציפי לניתוח. בעוד חריגה מקיבולת הג’ל בעייתית פחות בקרקעות לא מזוהמות, יש לשקול אותה בקרקעות מזוהמות מתכת ובסביבות קרקע מלוחות. רוויה של שלבי קשירה ג’ל לא רק לפגוע דגימה כמותית, אלא גם לגרום דיפוזיה לרוחב של מסיסות בין שלבי קשירה בג’ל, המוביל לוקליזציה בלתי מוגבלת של תכונות שטף solute בקנה מידה קטן. לכן, אם כמויות גבוהות מאוד של מינים מזינים /מזהמים labile צפויים בסביבת הקרקע היעד, בדיקות ראשוניות צריך להתבצע. להערכת הטענות DGT הצפויות, דגימת בוכנה DGT קרקע בתפזורת ואחריו elution ג’ל וניתוח כימי רטוב ניתן ליישם15,49. במידת הצורך, ניתן להתאים את זמני הפריסה של DGT כדי לקצר את זמן המגע עם הג’ל ובכך למנוע רוויית ג’ל מעל סף הקיבולת. לעומת זאת, בדיקות ראשוניות יכולות גם להיות מועילות כדי לזהות את זמני המגע הנדרשים ג’ל ו / או LA-ICP-MS רגישויות אם צפויים עומסים מסיסים נמוכים מאוד, אשר עשוי להיות חשוב למיפוי יסודות קורט solutes ברמות רקע קרקע טבעית15. חוץ מזה, יש לאמת את תפקוד ג’ל DGT הנכון לפני היישום הניסיוני שלו באמצעות טעינה מבוקרת של ג’לים בהכנת תקני כיול DGT LA-ICP-MS. תקן הג’ל מספק טעינת ג’ל עזר תואמת מטריצה שניתן להשתמש בה כדי להעריך אם טעינת הג’ל לדוגמה שנקבעה על ידי LA-ICP-MS נמצאת בטווח הצפוי. אם אין אפשרות להשיג אות השונה מרעש הרקע הריק של הגז והשיטה, על המפעיל לוודא כי נהלי מעבדה לניתוח רכיבי מעקב יושמו וכל שלבי הפרוטוקול בוצעו כראוי. לפעמים, ג’ל DGT הוא התהפך בטעות לאחר דגימה מסיסת עם הקרקע חשוף, צד טעון פונה לכיוון צלחת הזכוכית ולא קרן הלייזר, וכתוצאה מכך עוצמות אות נמוכות תכונות הפוכות בטעות בתמונות שטף מסיס הסופי.
במהלך ניתוח LA-ICP-MS, נוצרת כמות גדולה של נתונים, אשר לוקח זמן רב כדי להעריך. במעבדה שלנו, אנו משתמשים בסקריפטים פנימיים להערכת נתונים המותאמים לפורמט פלט נתוני היעד שלנו באמצעות תוכנת גיליון אלקטרוני סטנדרטית. לאחר מיון וכיול חצי אוטומטיים, התוויית תמונה מתבצעת באמצעות קוד פתוח, כלי ניתוח תמונה בגישה פתוחה (ImageJ, Fiji50). גישה זו מאפשרת שליטה מלאה על מיון נתונים, הערכה והצגה, דבר חיוני מכיוון שהנתונים שנאספו תואמים לפיקסלים מלבניים ולא ריבועית, שיש להציגם כראוי במפות המסתפרות שנוצרו. יתר על כן, במהלך עיבוד נתונים, כל אינטרפולציה פיקסל יש להימנע בזהירות. האינטרפולציה של הפיקסלים מובילה למדרגיות מוחלקות בתמונות הכימיות, וכתוצאה מכך תכונות מרוככות ולעתים קרובות מעגליות להפצת אלמנטים ולכן היא שינוי לא רצוי של הנתונים המקוריים. אינטרפולציה של פיקסלים היא הליך סטנדרטי בפעולות שינוי קנה מידה ועיצוב מחדש במוצרי תוכנה רבים לעיבוד תמונה, אך ניתן לבטל את הבחירה בה בדרך כלל.
לסיכום, השיטה המתוארת היא התקדמות משמעותית להבנת הדינמיקה התזונתית והמזהמת במערכות טבעיות של צמחי קרקע-ריזוספרה. בנוסף ליישומים DGT בלבד, השיטה יכולה להיות משולבת עם אחרים, דיפוזיה מבוססי טכניקות הדמיה כמו optodesמישורי 3,33,42,43,48,51 ו zymography20,21,22,23,24, וניתן לפתח עוד יותר עבור הכללת אלמנטים נוספים ופרמטרים הקרקע.
The authors have nothing to disclose.
מחקר זה מומן במשותף על ידי קרן המדע האוסטרית (FWF): P30085-N28 (תומאס פרוהסקה) וקרן המדע האוסטרית (FWF) והמדינה הפדרלית של אוסטריה התחתונה: P27571-BBL (יעקב סנטנר).
(NH4)2S2O8 (ammonium persulfate; APS) | VWR | 21300.260 | ≥98.0%, analytical reagent |
2-(N-morpholino)-ethanesulfonic acid (MES) | Sigma-Aldrich | M8250-100G | ≥99.5% |
Acrylamide solution | Sigma-Aldrich | A4058-100ML | 40%, for electrophoresis |
Analyte salts | n/a | n/a | Use water soluble analyte salts of analytical grade or higher |
Buechner funnel | VWR | 511-0065 | 13 cm plate diameter |
Chemical equilibrium modelling software | KTH Sweden | n/a | Visual MINTEQ |
Clamp | Local warehouse | n/a | |
Desktop publishing software | Adobe Inc. | n/a | InDesign CS6 |
DGT cross-linker | DGT Research Ltd | n/a | 2%, agarose derivative |
DGT piston sampler | DGT Research Ltd | n/a | 2 cm diameter exposure window |
Digital single-lens reflex (DSLR) camera | Canon Inc. | n/a | Canon EOS 1000D |
Dispersion device | IKA | 3737000 | Ultra-Turrax T10 Basic |
Double-sided adhesive tape | Tesa | 56171 | |
Ethanol | Sigma-Aldrich | 34923 | Puriss. p.a., absolute, ≥99.8% |
Gel blotting paper | Whatman | 10426981 | Blotting Papers, Grade GB005, 20 × 20 cm, 1.5 mm thickness |
Gel drier | UniEquip | n/a | UNIGELDRYER 3545 |
High-pressure microwave system | Anton Paar | n/a | Multiwave 3000 |
HNO3 | VWR | 1.00456.2500P | 65%, ISO for analysis |
Horizontal shaker | GFL | 305 | |
HydroMed D4 | AdvanSource Biomaterials Corp. | n/a | Ether-based hydrophilic urethane |
ICP-MS software | Perkin Elmer | n/a | Syngistix |
Image analysis software | National Institutes of Health (NIH) | n/a | ImageJ Fiji, freely available at https://fiji.sc/ |
Knife-coating device | BYK | 5561 | Single Bar 6″, 0.5 mils |
LA software | Elemental Scientific Lasers | n/a | ActiveView |
LA system | Elemental Scientific Lasers | n/a | NWR193 |
Laminar flow bench | Telstar Laboratory Equipment B.V. | n/a | Class II biological safety cabinet |
Magnetic stirrer | IKA | 0003582400 | C-MAG MS 7 |
Moisture-retaining film | Bemis Company, Inc. | PM999 | Parafilm M, 4" x 250' |
N,N,N’,N’-tetramethylethylenediamine (TEMED) | Sigma-Aldrich | T9281-50ML | BioReagent, suitable for electrophoresis, ~99% |
NaNO3 | Sigma-Aldrich | 229938-10G | 99.995% trace metals basis |
NaOH | Sigma-Aldrich | 1064980500 | Pellets for analysis |
Overhead shaker | GFL | 3040 | |
Perfluoroalkoxy alkane (PFA) vials | Savillex | 200-015-20 | 15 mL Standard Vial, Rounded Interior |
pH meter | Thermo Scientific | 13-644-928 | Orion 3-Star Benchtop pH Meter |
pH probe | Thermo Scientific | 8157BNUMD | Orion ROSS Ultra pH/ATC Triode |
Plastic cutter | DGT Research Ltd | n/a | Use empty cross-linker vials from DGT research Ltd |
Plastic tweezers | Semadeni | 602 | |
Plasticine | Local stationary shop | n/a | non-drying plastic modelling mass based on paraffin wax and bulking agents |
Polycarbonate membrane discs | Whatman | 110606 | Nuclepore Hydrophilic Membrane, 25 mm diameter, 0.2 µm pore size, 10 µm thickness |
Polycarbonate membrane sheet | Whatman | 113506 | Nuclepore Hydrophilic Membrane, 8 × 10 in, 0.2 µm pore size, 10 µm thickness |
Polyethersulfone membrane discs | Pall Corporation | 60172 | Supor 450 Membrane Disc Filters, 25 mm diameter, 0.45 µm pore size, 0.14 mm thickness |
Polyethersulfone membrane sheet | Pall Corporation | 60179 | Supor 450 Membrane Disc Filters, 293 mm diameter, 0.45 µm pore size, 0.14 mm thickness |
PTFE foil | Haberkorn | n/a | 50 µm thickness |
PTFE spacer | Haberkorn | n/a | Variable thicknesses available |
PTFE-coated razor blades | Personna GEM | 62-0178 | Stainless steel single edge blades (coated) |
PTFE-coated Tygon tubing | S-prep GmbH | SP8180 | 0.32 cm inner diameter |
Quadrupole ICP-MS | Perkin Elmer | N8150044 | NexION 2000B |
Quantitative filter paper, 454 | VWR | 516-0854 | Particle retention 12-15 µm |
Spreadsheet software | Microsoft Corporation | n/a | Microsoft Excel 2016 (v16.0) |
Stainless-steel cutter | Local locksmithery | n/a | 2.5 cm diameter |
Suspended particulate reagent-iminodiacetate (SPR-IDA) | Teledyne CETAC Technologies | n/a | 10 µm diameter polystyrene beads, 10 % (w/v) bead suspension |
Transistor-transistor logic (TTL) cable | n/a | n/a | Consult ICP-MS technician to identify a suitable TTL cable for a specific instrument |
Two-volume cell | Elemental Scientific Lasers | n/a | Two-volume cell 1 |
Vinyl electrical tape | 3M | n/a | Scotch Super 33+ |
Water purification system | Termo Electron LED GmbH | n/a | TKA-GenPure |
ZrOCl2 × 8H2O | Alfa Aesar | 86108.30 | 99.9 %, metals basis |