Uk'37 Paleotermometrisi için Üre Addüksiyonu ile Dallı ve Döngüsel Bileşiklerin Uzaklaştırılması
1. Malzemelerin Kurulumu ve Hazırlanması
- Bir çözücü ekstraksiyon yöntemi (Sonication, Soxhlet veya Hızlandırılmış Çözücü Ekstraksiyonu (ASE)) kullanarak bir toplam lipit ekstraktı (TLE) elde edin.
- Aşağıdaki malzemeleri herhangi bir kimyasal perakendecisinden satın alın: yanmış borosilikat cam pipetler ve ampuller; saf su; hekzan; Diklorometan (DCM); metanol; üre.
- Reaktifler saf olmalı ve hidrokarbon içermemelidir. Alternatif olarak, saf su, bir su arıtma sistemi kullanılarak bir laboratuvarda yapılabilir.
- PTFE kaplı kapaklı 4 mL borosilikat cam şişeler edinin.
2. Yöntemler
- 2:1 DCM:Hekzan (v:v) karışımı yapın.
- Bir Erlenmeyer şişesinde 200 mL DCM ve 100 mL hekzanı karıştırın.
- Metanol (100 mg / mL) içinde bir üre karışımı yapın.
- Bir Erlenmeyer şişesine 300 mL metanol dökün.
- 300 mg üre ekleyin.
- Üre tamamen eriyene kadar otomatik bir karıştırma plakası üzerinde karıştırın.
- 4 mL'lik bir şişede kuru numune ile başlayın.
- Numuneyi 1.5 mL 2: 1 DCM: Hekzan (v: v) karışımında askıya alın.
- Örnek tamamen çözülmezse, 5 dakika boyunca sonikat yapın.
- Bu karışıma metanol içinde 1.5 mL üre ekleyin.
- Bu eklemeden sonra, beyaz bir çökeltinin oluşmasını izleyin. Bu, üre kristallerinin oluşumuna işaret eder.
- Kristalleri hafif ısı kullanarak nitrojen altında nazikçe kurutun. Bir sonraki adıma geçmeden önce tüm çözücünün buharlaştığından emin olun.
- Kristalleri 3x yaklaşık 1 mL hekzan ile durulayın. Her durulama arasında hekzanı bir cam pipet kullanarak çıkarın ve "non-adduct" etiketli bir şişeye aktarın
- Kristalleri 2 mL saf suda çözün. Tam çözünmeyi sağlamak için çalkalayın.
- 1 mL ekleyerek ve 5 saniye boyunca hafifçe çalkalayarak sulu fazı hekzan ile çıkarın.
- Bir cam pipet kullanarak hekzanın yaklaşık% 75'ini çıkarmadan ve "eklenti" etiketli bir şişeye aktarmadan önce hekzan ve suyun tamamen ayrılmasına izin verin.
- Adım 2.10'u iki kez tekrarlayın.
- Su ve üre çözeltisini uygun bir atık kabına atın.
Kaynak: Jeff Salacup Laboratuvarı - Massachusetts Amherst Üniversitesi
Önceki videolarda bahsedildiği gibi, bir organik çözücü ekstraksiyonunun ürünü olan bir toplam lipit ekstraktı (TLE), genellikle yüzlerce, hatta binlerce farklı bileşiğin karmaşık bir karışımıdır. Araştırmacı genellikle sadece bir avuç bileşikle ilgilenir. İki organik paleotermometremiz (Uk'37 ve MBT/CBT) söz konusu olduğunda, ilgi sadece 6 bileşiktedir (2 alkenon ve 4 izoprenoidal gliserol dialkil gliserol tetraeter). Bu serideki önceki iki videoda tartışıldığı gibi, analiz edilen bir numunedeki bileşiklerin sayısını azaltmak için saflaştırma teknikleri uygulanabilir. Bu teknikler, istenmeyen bileşenleri kimyasal olarak değiştirebilir (sabunlaştırma), farklı bileşik kimyalarından (kolon kromatografisi) yararlanabilir veya belirli bileşenleri analize dahil etmek veya çıkarmak için moleküllerin farklı şekil ve boyutlarını kullanabilir (üre addüksiyonu). Farklı kimyasalların atomik yapısı, bazı organik bileşiklerin uzun, dar, düz zincirler (n-alkanlar ve alkenonlar) oluşturmasına, diğer organik bileşiklerin karmaşık döngüsel yapılar oluşturmasına, diğerlerinin çok dallı yapılar oluşturmasına ve yine de hem döngüsel hem de dallı yapılar (GDGT'ler) oluşturmasına neden olur (Şekil 1). Bir numunedeki bileşiklerin farklı şekilleri ve boyutları, bir madeni para sıralayıcının farklı mezheplerdeki (boyutlardaki) madeni paraları ayırması gibi, onları birbirinden ayırmak için kullanılabilir.
Şekil 1. Farklı kimyasal yapıların karşılaştırılması. Dekan, düz zincirli bir alkan (A; http://www.bpc.edu/mathscience/chemistry'dan), sikloheksan, bir siklik alkan (B; http://www.bpc.edu/mathscience/chemistry'dan), bir steroid, bir poli-siklik hidrokarbon (C; www.wikiwand.com'dan) ve 2,2-dimetilbütan, dallı bir alkan (D; www.wikimedia.com). Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.
1. Malzemelerin Kurulumu ve Hazırlanması
- Bir çözücü ekstraksiyon yöntemi (Sonication, Soxhlet veya Hızlandırılmış Çözücü Ekstraksiyonu (ASE)) kullanarak bir toplam lipit ekstraktı (TLE) elde edin.
- Aşağıdaki malzemeleri herhangi bir kimyasal perakendecisinden satın alın: yanmış borosilikat cam pipetler ve ampuller; saf su; hekzan; Diklorometan (DCM); metanol; üre.
- Reaktifler saf olmalı ve hidrokarbon içermemelidir. Alternatif olarak, saf su, bir su arıtma sistemi kullanılarak bir laboratuvarda yapılabilir.
- PTFE kaplı kapaklı 4 mL borosilikat cam şişeler edinin.
2. Yöntemler
- 2:1 DCM:Hekzan (v:v) karışımı yapın.
- Bir Erlenmeyer şişesinde 200 mL DCM ve 100 mL hekzanı karıştırın.
- Metanol (100 mg / mL) içinde bir üre karışımı yapın.
- Bir Erlenmeyer şişesine 300 mL metanol dökün.
- 300 mg üre ekleyin.
- Üre tamamen eriyene kadar otomatik bir karıştırma plakası üzerinde karıştırın.
- 4 mL'lik bir şişede kuru numune ile başlayın.
- Numuneyi 1.5 mL 2: 1 DCM: Hekzan (v: v) karışımında askıya alın.
- Örnek tamamen çözülmezse, 5 dakika boyunca sonikat yapın.
- Bu karışıma metanol içinde 1.5 mL üre ekleyin.
- Bu eklemeden sonra, beyaz bir çökeltinin oluşmasını izleyin. Bu, üre kristallerinin oluşumuna işaret eder.
- Kristalleri hafif ısı kullanarak nitrojen altında nazikçe kurutun. Bir sonraki adıma geçmeden önce tüm çözücünün buharlaştığından emin olun.
- Kristalleri 3x yaklaşık 1 mL hekzan ile durulayın. Her durulama arasında hekzanı bir cam pipet kullanarak çıkarın ve "non-adduct" etiketli bir şişeye aktarın
- Kristalleri 2 mL saf suda çözün. Tam çözünmeyi sağlamak için çalkalayın.
- 1 mL ekleyerek ve 5 saniye boyunca hafifçe çalkalayarak sulu fazı hekzan ile çıkarın.
- Bir cam pipet kullanarak hekzanın yaklaşık% 75'ini çıkarmadan ve "eklenti" etiketli bir şişeye aktarmadan önce hekzan ve suyun tamamen ayrılmasına izin verin.
- Adım 2.10'u iki kez tekrarlayın.
- Su ve üre çözeltisini uygun bir atık kabına atın.
Üre addüksiyonu, düz zincirli alkenonları çok dallı ve siklik bileşiklerden ayıran bir tekniktir.
Üre, gözenekli bir kristal yapı oluşturan organik bir bileşiktir. Kristal, belirli molekülleri yakalayarak bir eklenti oluşturabilirken, diğerleri yapıya sığamaz.
Üre addüksiyonu, bileşikleri ayırmak için farklı boyut ve şekilleri kullanır. Bir bozuk para sayma makinesinin bir kavanoz gevşek bozuk parayı nasıl sıralayacağına benzer.
Bu video, tortulardan lipid ekstraksiyonu, saflaştırılması ve analizi ile ilgili bir serinin parçasıdır. Alkenon paleotermometrisi için bir numune üzerinde boyut dışlama saflaştırması gerçekleştirmek için üre addüksiyonunun kullanımını gösterecektir.
Üre addüksiyonu, boyut dışlamasına dayalı bir saflaştırma yöntemidir. Düz zincirli veya nadiren dallanan bileşikleri ayırır ? N-alkanlar ve alkenonlar gibi - çok dallı ve/veya döngüsel olanlardan.? ? ? ? ??
Bu, ürenin özel kristal yapısı nedeniyle mümkündür. Bir üre kristali oluştuğunda, tek tek moleküller arasında küçük boşluklar oluşur. Bu boşluklar uzun ve dardır - bu nedenle düz zincirli veya nadiren dallanan bileşikler kristal kafese sığabilirken, çok dallı ve döngüsel bileşikler çok büyüktür.
Üre kristalleri daha sonra dışlanan molekülleri dahil edilen doğrusal moleküllerden ayıran bir apolar çözücü ile yıkanır. Yıkanan moleküller doğrudan ekstrakte edilebilir ve analiz edilebilirken, kristallerin önce doğrusal bileşikleri tekrar çözeltiye salmak için suda çözülmesi gerekir. Daha sonra istenen bileşikleri sudan çıkarmak için başka bir apolar çözücü kullanılır.
Hem dahil edilen hem de hariç tutulan moleküller değerli bilgiler sağlayabilir. Örneğin, deniz buzu diatomları tarafından üretilen çok dallı izoprenoidler, yüksek enlemlerde mevsimsel deniz buzunun varlığının bir temsilcisi olabilir. Döngüsel bileşikler geçmiş yangınların varlığını yansıtabilir. Düz zincirli alkanlar ve alkenonlar, ekosistem yapısı ve deniz yüzeyi sıcaklığı için yaygın vekillerdir.
Üre addüksiyonu ile sağlanan saflaştırma her zaman gerekli değildir, çünkü ilgilenilen bazı bileşikler doğrudan değiştirilmemiş ekstrakte edilmiş organik numuneden analiz edilebilir. Aşırı durumlarda - endüstriyel merkezlerin yakınındaki haliçler gibi çok kirli alanlardan elde edilen çökeltilerde olduğu gibi - analiz sırasında koelüte olan bilinmeyen bileşikleri uzaklaştırmak için bir üre addüksiyonu gerekli olabilir.
Artık üre addüksiyonunu anladığınıza göre, işleme başlamaya hazırsınız.
Başlamak için, kurutulmuş bir toplam lipit özü elde edin? veya TLE? numuneden ekstrakte edilmiş ve sabunlaştırma ve kolon kromatografisi ile saflaştırılmıştır.
Ardından, üre addüksiyon çözeltilerini metin protokolünde belirtildiği gibi hazırlayın. Tüm bileşenlerin saf olduğundan ve hidrokarbon içermediğinden emin olun.
Numuneyi 1.5 mL DCM / heksan çözeltisi içinde askıya alın. TLE tamamen çözülmezse, 5 dakika boyunca sonikat 1.5 mL üre ve metanol çözeltisi ekleyin. Beyaz bir çökelti oluşumunu izleyin, çünkü bu üre kristallerinin oluşumuna işaret eder. Daha sonra, üre kristallerini hafif ısı kullanarak azot altında nazikçe kurutun. Tüm çözücüyü buharlaştırdığınızdan emin olun. Kristaller tamamen kuruduktan sonra, yaklaşık 1 mL heksan ile 3 kez durulayın. Her durulama arasında hekzanı çıkarmak için bir cam pipet kullanın ve taze bir şişeye aktarın. Bu, "eklenti olmayan" olarak etiketlenir. Daha sonra, kristalleri 2 mL saf suda çözün. Tam çözünmeyi sağlamak için çalkalayın.
Eklenen sudan biyobelirteçleri çıkarmak için 1 mL heksan ekleyin, kapağını kapatın ve 5 saniye hafifçe çalkalayın.
Heksan ve su tamamen ayrılana kadar çözeltinin dinlenmesine izin verin. Daha sonra, bir cam pipet kullanarak, hekzanın yaklaşık% 75'ini çıkarın ve yeni bir şişeye aktarın. Bu, "eklenti" olarak etiketlenir.
Bu ekstraksiyon işlemini iki kez tekrarlayın ve her seferinde 1 mL heksan ekleyin. Üç eklentiyi tek bir şişede birleştirin. Su ve üre çözeltisini uygun bir atık kabına atın. Numune artık analiz için hazırdır.
Üre addüksiyonu, organik moleküllerin ayrılması ve saflaştırılmasında çeşitli uygulamalara sahiptir.
Bir izotop, nötron miktarında farklılık gösteren ve dolayısıyla atom kütlesinde farklılık gösteren bir kimyasal elementin bir çeşididir. Bir element, her biri farklı bir kütleye sahip olan birkaç izotopa sahip olabilir. İzotoplar ayrıca birbirinden farklı kimyasal ve moleküler özelliklere sahip olabilir, bu nedenle belirli bir numunede hangi izotopların bulunduğunu belirlemek önemli olabilir. Bu örnekte, bir bitkinin metabolik yolları hakkında bilgi toplamak için yaprak mumlarındaki karbon ve hidrojen izotop oranları ölçülmüştür. İzotop oranlarını belirlemek için çok büyük miktarlarda malzeme gereklidir ve düşük konsantrasyonlarda benzer tespitlere sahip bileşikler, büyük miktarlar analiz edildiğinde üst üste gelebilir.
Bu nedenle, ilgilenilen n-alkanları herhangi bir enterferans yapan bileşikten ayırmak için üre addüksiyonu kullanıldı. Bu istenmeyen malzemelerin çıkarılması, doğru bir izotop oranının belirlenmesine izin verdi.
Petrol, her biri benzersiz özelliklere ve kullanımlara sahip karmaşık bir hidrokarbon karışımıdır. Bu bileşiklerin petrolden ayrılması kimya endüstrisinde çok önemlidir - dallı zincirli alkanlar genellikle hafif yağlayıcılar olarak kullanılırken, düz zincirli alkanlar esas olarak alkilasyon işlemlerinde kullanılır. Bu örnekte, alkanları gazyağından ayırmak için üre addüksiyonu kullanılmıştır. Ardışık bir dizi üre addüksiyonu kullanılarak, bu alkanlar yüzde 99 saflıkta kerosenden ayrıldı.
JoVE'nin üre addüksiyonu yoluyla karmaşık organik karışımların saflaştırılmasına girişini yeni izlediniz. Artık boyut dışlamayı, doğru bileşen ölçümü için numuneleri saflaştırmanın önemini ve üre addüksiyonunu anlamalısınız.
İzlediğiniz için teşekkürler!
Bu saflaştırma tekniği iki farklı flakon üretir; Düz zincirli ve nadiren dallanan bileşikler içeren bir etiketli eklenti ve yüksek dallı ve döngüsel bileşikler içeren başka bir etiketli eklenti olmayan. Bu prosedür, bir cihaz üzerinde analiz edilecek herhangi bir numunenin karmaşıklığını büyük ölçüde azaltmıştır. Karmaşıklıktaki bu azalma, hedef bileşiklerin doğru analizi için genellikle çok önemlidir. Örneğin, yaklaşık 1850'den sonra kıyıya yakın ortamlarda, alkenonlar, görünüşte Sanayi ...
Üre addüksiyonu, izotop analizinden önce birlikte salınımlı bileşikleri uzaklaştırmak için yaprak mumunun ortak bileşenleri olan n-alkanların saflaştırılmasında sıklıkla kullanılır. Bitkilerdeki yaprak mumlarının karbon ve hidrojen izotop oranları, sırasıyla bitkinin kullandığı ve yaşadığı metabolik yollar ve çevre koşulları hakkında bilgi içerir. İzotop oranlarını belirlemek için, bir GC'ye çok büyük miktarlarda bileşik yüklenmelidir. Bu tür büyük miktarlar genellikle daha düşük konsantrasyonlarda birbirine yakın ayrışt...
Chapters in this video
0:00
Overview
0:56
Principles of Urea Adduction
3:10
Size Exclusion with Urea Crystals
4:40
Separating the Included and Excluded Organic Compounds
5:30
Applications
7:23
Summary
Videos from this collection: