Karakterizasyon, benzen polikarboksilik asitler kullanılarak Pirojenik karbon miktarının ve Bileşik özgü izotopik Analizi (BPCA)

Bu moleküler işaretleyici yönteminin genel amacı, çevresel numunelerdeki Pirojenik Karbon fraksiyonunu karakterize etmek, ölçmek ve izotopik olarak analiz etmektir. Bu yöntem, arkeoloji ve çevresel adli tıptan biyokömür ve Karbon döngüsü araştırmalarına kadar çeşitli alanlardaki temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Bu tekniğin ana avantajları, geniş bir yanma sürekliliği aralığında pirojenik Karbonun tespit edilmesidir.

Pirojenik Karbonun eş zamanlı karakterizasyonu, miktar tayini ve izotopik analizi. Ve çok çeşitli çevresel numune malzemelerine uygulanabilirlik. Numune hazırlama ve kromatografiyi göstermek, laboratuvarımızdan bir yüksek lisans öğrencisi olan Ulrich Hanke olacaktır.

Saflaştırılmış hedef bileşiklerin müteakip izotopik analizi, ETH Zürih'teki laboratuvar koordinatörü Negar Haghour tarafından gösterilecektir. Bu işleme başlamak için, önceden dondurularak kurutulmuş ve homojenize edilmiş numuneleri kuvars parçalama tüplerine tartın ve alüminyum folyo ile toza karşı örtün. Tüm prosedür için yalnızca temiz, kireçten arındırılmış ve dayanıklı cam eşyalar, iyice temizlenmiş aletler ve ultra saf kromatografi dereceli su ve çözücüler kullanın.

Sindirim tüplerine iki mililitre% 65 nitrik asit ekleyin. Her numunenin tamamen ıslanmasına yardımcı olmak için bir vorteks karıştırıcı kullanın. Bunu takiben, sindirim tüplerini bir basınç odasına yerleştirin.

Basınç odasını kılavuza göre kapatın ve sekiz saat boyunca 170 santigrat derecede önceden ısıtılmış bir fırına koyun. Sindirim tüplerini soğutulmuş basınç odasından çıkardıktan sonra, tek kullanımlık cam elyaf filtreler kullanarak numuneleri suyla Hacimsel şişelere süzün. Ardından hacmi su ile 25 mililitreye ayarlayın.

Her numune için, sütun başına 11 gram katyon değişim reçinesi içeren iki cam sütun hazırlayın. Reçineyi kolonların içinde su, iki molar sodyum hidroksit ve iki molar hidroklorik asit ile art arda durulayarak şartlandırın. Suyun iletkenliğini kontrol edin.

Şartlandırıldıktan sonra reçine ile durulanır. Daha sonra numunenin yarısını her bir sütuna aktarın, 10 mililitre su ile sırayla beş kez durulayın. Daha sonra sulu çözeltileri dondurarak kurutun.

Durum C18 katı faz ekstraksiyon kartuşları üreticinin talimat kılavuzuna göre. Bunu takiben, dondurularak kurutulmuş her kalıntıyı üç mililitre metanol ve su içinde yeniden çözün. Numunenin her bir yarısını ayrı bir C18 katı faz ekstraksiyon kartuşu üzerinde 2,5 mililitrelik test tüplerine boşaltın.

Ardından, kartuşları bir mililitre metanol ve su ile durulayın. Test tüplerini, 45 santigrat dereceye kadar ısıtılmış bir vakum yoğunlaştırıcı kullanarak ve yaklaşık 50 milibarlık bir vakumla numune çözeltileri ile kurutun. Kuruduktan sonra, her bir kalıntıyı bir mililitre su ile tekrar çözün ve bir girdap karıştırıcı ile karıştırın.

Ardından, çözeltileri 1,5 mililitrelik otomatik numune alma şişelerine aktarın. Kromatografik analiz için, 20 mililitre% 85 ortofosforik asidi 980 mililitre su ile karıştırarak çözücü A'yı hazırlayın ve çözeltiyi vakum kullanarak tek kullanımlık bir cam elyaf filtreden süzün. Harici bir standart konsantrasyon serisi üretmek için BPCA'ların ticari olarak temin edilebilen benzen polikarboksilik asitlerinin standart çözeltilerini hazırlayın.

Kromatografiyi gerçekleştirin ve ilgili BPCA tepe alanlarını harici standart serilerin ölçümleriyle karşılaştırarak BPCA içeriğini ölçün. Kimyasal ve laboratuvar ekipmanları için saflık gereksinimi, BPCA'ların bileşik spesifik Karbon-14 analizi için özellikle yüksektir. Boş değerlendirme ve kaydırma testleri, potansiyel numune kontaminasyonu kaynağını izlemek için önemlidir.

Pirojenik Karbon fraksiyonunun bileşiğe özgü Karbon-13 ve Karbon-14 analizleri amaçlanıyorsa, kromatografiyi her numune için birkaç kez tekrarlayın ve HPLC'ye bağlı bir fraksiyon toplayıcı kullanarak tek tek BPCA'ları yeterli miktarda toplayın. Fraksiyonları hafif bir nitrojen akışıyla üfleyerek ve 70 santigrat dereceye kadar ısıtarak çözücüyü çıkarın. Daha sonra, iki gram sodyum persülfatı 15 mililitre suda çözerek oksitleyici reaktifi hazırlayın.

Her kalıntıyı dört mililitre su ile yeniden çözün ve numuneleri 12 mililitre gaz geçirmez, borosilikat şişelere aktarın. Daha sonra, bir mililitre oksitleyici reaktif ekleyin ve her şişeyi bir bütil kauçuk septum içeren standart bir kapakla kapatın. Karbondioksiti şişeden ve çözeltiden çıkarmak için sulu çözeltileri içeren gaz geçirmez şişeleri helyumla sekiz dakika boyunca temizleyin.

Bunu takiben, numuneleri gaz geçirmez şişelerde 100 santigrat derecede 60 dakika ısıtarak oksitleyin. Numunelerin oda sıcaklığına soğumasına izin verdikten sonra, oksidasyondan kaynaklanan Karbondioksiti Karbon-13 içeriği için bir izotop oranı kütle spektrometresinde ve Karbon-14 içeriği için hızlandırılmış bir kütle spektrometresinde doğrudan analiz edin. Açıklanan prosedür, tüm BPCA hedef bileşiklerinin HPLC ile temel olarak ayrılmasına izin verir ve referans alınan tramazem ve grass-char malzemelerinin kromatogramları burada gösterilmiştir.

Kromatografi parametrelerinin ayarlanmasıyla, ayırma özel ihtiyaçlar için daha da değiştirilebilir. Referans verilen malzeme kromatogramlarının harici standartlarla kantitatif analizi, burada gösterilen pirojenik karbon değerlerini vermelidir. Referans alınan malzemelerin saflaştırılmış BPCA'ları karbon izotopik içerikleri açısından analiz edildiğinde elde edilen Karbon-13 ve Karbon-14 değerleri burada listelenmiştir.

Bir kez ustalaştıktan sonra, bu teknik üç iş günü içinde yapılabilir. Bu nedenle, numune verimi, aynı anda kaç numunenin işlendiği ile ilgilidir. Haftada bir düzine numuneyi iki kopya halinde ve izotopik bilgilerle ölçmek kolayca elde edilebilir.

Bu videoyu izledikten sonra, pirojenik Karbonun bileşiğe özgü düzeyde başarılı bir şekilde analiz edilmesi için tartışılmaz adımların nasıl gerçekleştirileceğini iyi anlamış olmalısınız.