Overview
출처: 제프 살라컵 연구소 - 매사추세츠 대학교 애머스트
이전 비디오에서 언급했듯이, 유기 용매 추출의 산물, 총 지질 추출물 (TLE)은 종종 수백, 수천 이 아니라면 다른 화합물의 복잡한 혼합물입니다. 연구원은 종종 화합물의 소수에 만 관심이. 우리의 두 유기 고생물학 (Uk'37 및 MBT/CBT)의 경우, 관심은 단지 6 화합물 (2 알케네톤 과 4 isoprenoidal 글리세롤 글리세롤 글리세롤 테트라에테르)에 있습니다. 본 계열에서 이전 두 개의 비디오에서 설명한 바와 같이, 정제 기술은 분석된 샘플에서 화합물의 수를 줄이도록 하기 위해 적용될 수 있다. 이러한 기술은 화학적으로 원치 않는 구성 요소(saponification)를 변화시키고, 상이한 화합물 화학(컬로마그래피)을 활용하거나, 분자의 다양한 모양과 크기를 사용하여 특정 성분을 분석(urea adduction)에서 포함하거나 배제할 수 있다. 상이한 화학물질의 원자구조는 일부 유기 화합물을 형성하여 길고 좁은 직선 사슬(n-alkanes 및 alkenones), 다른 유기 화합물이 복잡한 순환 구조를 형성하고, 다른 화합물은 고도로 분진 된 구조를 형성하고, 또 다른 일부는 순환 및 분기 구조 (GDGTs)(도 1)를형성한다. 샘플내 화합물의 다양한 모양과 크기는 동전 선별기와 거의 같은 방식으로 서로 분리하는 데 사용할 수 있으며, 이는 다른 교단(크기)의 동전을 분리한다.
그림 1. 다른 화학 구조의 비교. Decane, 직선 체인 알케인 (A; http://www.bpc.edu/mathscience/chemistry), 사이클로 헥산, 순환 알케인 (b; http://www.bpc.edu/mathscience/chemistry), 스테로이드, 폴리 순환 탄화수소 (C; www.wikiwand.com), 그리고 2,2-디메틸부탄, 가지 알케인 (D; www.wikimedia.com). 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
Principles
Urea 첨가제는 직선 체인 또는 거의 분기 구조와 고분 및 순환 구조를 구분하는 크기 배제 기술입니다. 이는 우레아(도2)의특수 결정 구조로 인해 발생합니다. 우레아 결정이 형성되면 개별 결정 사이에 작은 공간을 만듭니다. 공간은 길고 좁으며 평균 직경은 5 개 (5 x 10-10 m)입니다. 이러한 공간은 직선 사슬 또는 거의 분기 화합물을 결정 격자에 포함시킬 만큼 충분히 크지만 고분 또는 순환 구조에는 너무 작습니다. 따라서 후자의 구조는 제외됩니다. 결정은 그 때 세척될 수 있고, 고도로 분진 또는 순환 구조물은 견본에서 제거될 수 있습니다. 결정의 후속 용해는 곧바로 사슬및 거의 분기 화합물을 다시 용액으로 방출하여 추출 및 분석할 수 있습니다.
그림 2. 우레아의 화학 및 결정 구조의 묘사. (www.imgkid.com) 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
Urea 첨가제는 직선 사슬 알케네를 고분 및 순환 화합물과 분리하는 기술입니다.
우레아는 다공성 결정구조를 형성하는 유기 화합물이다. 결정은 특정 분자를 트랩 할 수 있습니다, 유도관을 형성, 다른 사람은 구조 내에서 들어갈 수없는 동안.
Urea 첨가제는 화합물의 다양한 크기와 모양을 사용하여 분리합니다 - 동전 계산 기계가 느슨한 변화의 항아리를 정렬하는 방법과 유사합니다.
이 비디오는 지질 추출, 정제 및 퇴적물분석시리즈의 일부입니다. 알케논 팔레더모메트리용 시료에 크기 배제 정화를 수행하기 위해 우레아 첨가제의 사용을 설명한다.
우레아 첨가제는 크기 배제에 기초한 정화 방법입니다. 그것은 직선 체인 또는 거의 분기 화합물을 분리 - n-alkanes와 알케논등 - 고도로 분기 및 / 또는 순환되는 화합물에서.
이것은 우레아의 특별한 결정 구조 때문에 가능합니다. 우레아 결정이 형성되면 개별 분자 사이에 작은 공간이 생성됩니다. 이러한 공간은 길고 좁습니다 - 그래서 직선 사슬 또는 거의 분기 화합물은 결정 격자에 들어갈 수 있고, 고도로 분기되고 순환 화합물은 너무 큽니다.
우레아 결정은 극성 용매로 세척되어 제외된 분자를 포함된 선형 용매로부터 분리합니다. 세척된 분자는 직접 추출 및 분석할 수 있으며, 결정은 선형 화합물을 먼저 용액으로 다시 방출하기 위해 물에 용해되어야 합니다. 또 다른 극성 용매는 물에서 원하는 화합물을 추출하는 데 사용됩니다.
포함 된 분자와 제외 된 분자 모두 귀중한 정보를 제공 할 수 있습니다. 예를 들어, 해빙 규합에 의해 생성된 고도로 분진된 이스코페노이드는 높은 위도에서 계절해빙의 존재를 위한 대리가 될 수 있다. 순환 화합물은 과거 화재의 존재를 반영할 수 있습니다. 직선 체인 알칸과 알케논은 생태계 구조와 해면 온도에 대한 일반적인 프록시입니다.
우레아 첨가제에 의해 제공되는 정제는 변경되지 않은 추출 된 유기 샘플에서 직접 일부 관심 화합물을 분석 할 수 있기 때문에 항상 필요하지 는 않습니다. 산업 센터 근처의 하구와 같이 오염이 심한 지역에서 획득한 퇴적물과 같은 극단적인 경우, 분석 중에 코엘루트하는 알 수 없는 화합물을 제거하기 위해 우레아 첨가제가 필요할 수 있습니다.
이제 우레아 첨가를 이해되었으므로 절차를 시작할 준비가 되었습니다.
시작하려면 시료에서 추출되어 묘목 및 기둥 크로마토그래피로 정제된 말린 총 지질 추출물(또는 TLE)을 획득하십시오.
다음으로 텍스트 프로토콜에 설명된 대로 요소 첨가 솔루션을 준비합니다. 모든 구성 요소가 순수하고 탄화수소가 없는지 확인하십시오.
DCM/헥산 용액의 1.5mL에서 샘플을 일시 중단합니다. TLE가 완전히 용해되지 않으면 5 분 동안 초음파 처리하십시오. 이 우레아 결정의 생성을 신호로, 흰색 침전물의 형성을 조심하십시오. 다음으로, 부드러운 열을 사용하여 질소 아래 우레아 결정을 부드럽게 건조시다. 용매를 모두 증발해야합니다. 결정이 완전히 건조되면 약 1mL의 헥산으로 3번 헹신다. 유리 파이펫을 사용하여 각 헹구기 사이에 헥산을 제거하고 신선한 바이알로 옮습니다. 이 레이블은 "비 광고"라고 표시됩니다. 다음으로, 순수한 물의 2mL에 결정을 녹입니다. 흔들림을 흔들어 완전한 용해를 보장합니다.
추가된 물에서 바이오마커를 추출하려면 헥산 1mL, 캡을 넣고 부드럽게 흔들어 5s로 흔들어 줍니다.
육산과 물이 완전히 분리될 때까지 용액을 쉬게 하십시오. 그런 다음 유리 파이펫을 사용하여 육사네의 약 75 %를 제거하고 새로운 유리병으로 옮습니다. 이 레이블은 "광고"라고 표시됩니다.
매번 1mL의 헥산을 추가하여 이 추출 프로세스를 두 번 반복합니다. 세 개의 부관을 하나의 유리병에 결합합니다. 적절한 폐기물 용기에 물과 우레아 용액을 폐기하십시오. 이제 샘플이 분석을 위해 준비되었습니다.
Urea 첨가제는 유기 분자의 분리 및 정제에 여러 가지 응용 프로그램이 있습니다.
동위원소는 중성자 수량이 다르므로 원자질량이 다른 화학 원소의 변형입니다. 요소에는 여러 동위원소가 있을 수 있으며, 각각 질량이 다를 수 있습니다. 동위원소는 또한 서로 다른 화학 적 및 분자 특성을 가질 수 있으므로 특정 샘플에 존재하는 동위 원소를 결정하는 것이 중요 할 수 있습니다. 이 예에서, 잎 왁스의 탄소 및 수소 동위원소 비율은 식물의 대사 경로에 대한 정보를 수집하기 위해 측정되었다. 동위원소 비율을 결정하기 위해서는 매우 많은 양의 재료가 필요하며, 저농도에서 유사한 검출을 갖는 화합물은 대량으로 분석될 때 겹칠 수 있다.
따라서, 우레아 첨가제는 어떤 간섭 화합물으로부터 관심의 n-alkanes를 분리하는 데 사용되었다. 이러한 원치 않는 재료를 제거하면 정확한 동위원소 비율을 결정할 수 있습니다.
석유는 탄화수소의 복잡한 혼합물이며 각각 독특한 특성과 용도를 가지고 있습니다. 석유에서 이러한 화합물의 분리는 화학 산업에서 매우 중요하다 - 분기 체인 알칸은 종종 빛 윤활유로 사용되는 반면, 직선 체인 알칸은 주로 알킬화 공정에 사용됩니다. 이 예에서, 우레아 첨가제는 등유로부터 알칸을 분리하는 데 사용되었다. 이 알칸은 연속적인 일련의 우레아 첨가제를 사용하여 99%의 순도로 등유에서 분리되었습니다.
당신은 요료 첨가물을 통해 복잡한 유기 혼합물의 정화에 대한 JoVE의 소개를 보았습니다. 이제 크기 배제, 정확한 구성 요소 측정을 위한 시료 정화의 중요성, 요소 첨가를 이해해야 합니다.
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Procedure
1. 재료의 설정 및 준비
- 용매 추출 방법(초음파 처리, 삭스슬렛 또는 가속 용매 추출(ASE)을 사용하여 총 지질 추출물(TLE)을 획득한다.
- 모든 화학 소매 업체에서 다음과 같은 재료를 구입 : 연소 보로 실리케이트 유리 파이펫및 전구; 순수한 물; 헥산; 디클로로메탄 (DCM); 메탄올; 요소.
- 시약은 순수하고 탄화수소가 없어야합니다. 또는, 순수한 물은 정수 시스템을 사용하여 실험실에서 만들 수 있다.
- PTFE 라이닝 캡이 달린 4mL 보로실리케이트 유리 바이알을 획득하십시오.
2. 방법
- 2:1 DCM:헥산(v:v)을 혼합합니다.
- 에렌마이어 플라스크에서 DCM 200mL와 헥산 100mL를 섞는다.
- 메탄올 (100 mg /mL)에서 우레아의 혼합물을 확인합니다.
- 300mL의 메탄올을 에렌마이어 플라스크에 붓습니다.
- 300 mg의 우레아를 추가합니다.
- 우레아가 완전히 녹을 때까지 자동 저어접시를 저어줍니다.
- 4mL 바이알에서 드라이 샘플로 시작합니다.
- DCM:Hexane(v:v)의 2:1 혼합물의 1.5mL에서 샘플을 중단합니다.
- 샘플이 완전히 용해되지 않으면 5 분 동안 초음파 처리하십시오.
- 이 혼합물에, 메탄올에 1.5 mL의 우레아를 추가합니다.
- 이 추가 후, 흰색 침전물 형성을 조심하십시오. 이것은 우레아 결정의 생성을 신호.
- 부드러운 열을 사용하여 질소 아래에서 크리스탈을 부드럽게 건조시다. 다음 단계로 진행하기 전에 모든 용매가 증발했는지 확인합니다.
- 약 1mL의 헥산으로 크리스탈을 3배 헹신다. 유리 파이펫을 사용하여 각 헹구기 사이에 헥산을 제거하여 "비 유도체"라고 표시된 바이알로 전송합니다.
- 순수의 2mL에 결정을 녹입니다. 흔들림을 흔들어 완전한 용해를 보장합니다.
- 1mL를 추가하고 부드럽게 5 s에 흔들하여 헥산으로 수성 위상을 추출합니다.
- 육사와 물을 완전히 분리한 후 유리 파이펫을 사용하여 육산의 약 75%를 제거하고 "덕트"라고 표시된 바이알로 전송할 수 있습니다.
- 2.10 단계를 두 번 반복합니다.
- 적절한 폐기물 용기에 물과 우레아 용액을 폐기하십시오.
Urea 첨가제는 직선 사슬 알케네를 고분 및 순환 화합물과 분리하는 기술입니다.
우레아는 다공성 결정구조를 형성하는 유기 화합물이다. 결정은 특정 분자를 트랩 할 수 있습니다, 유도관을 형성, 다른 사람은 구조 내에서 들어갈 수없는 동안.
Urea 첨가제는 화합물의 다양한 크기와 모양을 사용하여 분리합니다 - 동전 계산 기계가 느슨한 변화의 항아리를 정렬하는 방법과 유사합니다.
이 비디오는 지질 추출, 정제 및 퇴적물분석시리즈의 일부입니다. 알케논 팔레더모메트리용 시료에 크기 배제 정화를 수행하기 위해 우레아 첨가제의 사용을 설명한다.
우레아 첨가제는 크기 배제에 기초한 정화 방법입니다. 그것은 직선 체인 또는 거의 분기 화합물을 분리 - n-alkanes와 알케논등 - 고도로 분기 및 / 또는 순환되는 화합물에서.
이것은 우레아의 특별한 결정 구조 때문에 가능합니다. 우레아 결정이 형성되면 개별 분자 사이에 작은 공간이 생성됩니다. 이러한 공간은 길고 좁습니다 - 그래서 직선 사슬 또는 거의 분기 화합물은 결정 격자에 들어갈 수 있고, 고도로 분기되고 순환 화합물은 너무 큽니다.
우레아 결정은 극성 용매로 세척되어 제외된 분자를 포함된 선형 용매로부터 분리합니다. 세척된 분자는 직접 추출 및 분석할 수 있으며, 결정은 선형 화합물을 먼저 용액으로 다시 방출하기 위해 물에 용해되어야 합니다. 또 다른 극성 용매는 물에서 원하는 화합물을 추출하는 데 사용됩니다.
포함 된 분자와 제외 된 분자 모두 귀중한 정보를 제공 할 수 있습니다. 예를 들어, 해빙 규합에 의해 생성된 고도로 분진된 이스코페노이드는 높은 위도에서 계절해빙의 존재를 위한 대리가 될 수 있다. 순환 화합물은 과거 화재의 존재를 반영할 수 있습니다. 직선 체인 알칸과 알케논은 생태계 구조와 해면 온도에 대한 일반적인 프록시입니다.
우레아 첨가제에 의해 제공되는 정제는 변경되지 않은 추출 된 유기 샘플에서 직접 일부 관심 화합물을 분석 할 수 있기 때문에 항상 필요하지 는 않습니다. 산업 센터 근처의 하구와 같이 오염이 심한 지역에서 획득한 퇴적물과 같은 극단적인 경우, 분석 중에 코엘루트하는 알 수 없는 화합물을 제거하기 위해 우레아 첨가제가 필요할 수 있습니다.
이제 우레아 첨가를 이해되었으므로 절차를 시작할 준비가 되었습니다.
시작하려면 시료에서 추출되어 묘목 및 기둥 크로마토그래피로 정제된 말린 총 지질 추출물(또는 TLE)을 획득하십시오.
다음으로 텍스트 프로토콜에 설명된 대로 요소 첨가 솔루션을 준비합니다. 모든 구성 요소가 순수하고 탄화수소가 없는지 확인하십시오.
DCM/헥산 용액의 1.5mL에서 샘플을 일시 중단합니다. TLE가 완전히 용해되지 않으면 5 분 동안 초음파 처리하십시오. 이 우레아 결정의 생성을 신호로, 흰색 침전물의 형성을 조심하십시오. 다음으로, 부드러운 열을 사용하여 질소 아래 우레아 결정을 부드럽게 건조시다. 용매를 모두 증발해야합니다. 결정이 완전히 건조되면 약 1mL의 헥산으로 3번 헹신다. 유리 파이펫을 사용하여 각 헹구기 사이에 헥산을 제거하고 신선한 바이알로 옮습니다. 이 레이블은 "비 광고"라고 표시됩니다. 다음으로, 순수한 물의 2mL에 결정을 녹입니다. 흔들림을 흔들어 완전한 용해를 보장합니다.
추가된 물에서 바이오마커를 추출하려면 헥산 1mL, 캡을 넣고 부드럽게 흔들어 5s로 흔들어 줍니다.
육산과 물이 완전히 분리될 때까지 용액을 쉬게 하십시오. 그런 다음 유리 파이펫을 사용하여 육사네의 약 75 %를 제거하고 새로운 유리병으로 옮습니다. 이 레이블은 "광고"라고 표시됩니다.
매번 1mL의 헥산을 추가하여 이 추출 프로세스를 두 번 반복합니다. 세 개의 부관을 하나의 유리병에 결합합니다. 적절한 폐기물 용기에 물과 우레아 용액을 폐기하십시오. 이제 샘플이 분석을 위해 준비되었습니다.
Urea 첨가제는 유기 분자의 분리 및 정제에 여러 가지 응용 프로그램이 있습니다.
동위원소는 중성자 수량이 다르므로 원자질량이 다른 화학 원소의 변형입니다. 요소에는 여러 동위원소가 있을 수 있으며, 각각 질량이 다를 수 있습니다. 동위원소는 또한 서로 다른 화학 적 및 분자 특성을 가질 수 있으므로 특정 샘플에 존재하는 동위 원소를 결정하는 것이 중요 할 수 있습니다. 이 예에서, 잎 왁스의 탄소 및 수소 동위원소 비율은 식물의 대사 경로에 대한 정보를 수집하기 위해 측정되었다. 동위원소 비율을 결정하기 위해서는 매우 많은 양의 재료가 필요하며, 저농도에서 유사한 검출을 갖는 화합물은 대량으로 분석될 때 겹칠 수 있다.
따라서, 우레아 첨가제는 어떤 간섭 화합물으로부터 관심의 n-alkanes를 분리하는 데 사용되었다. 이러한 원치 않는 재료를 제거하면 정확한 동위원소 비율을 결정할 수 있습니다.
석유는 탄화수소의 복잡한 혼합물이며 각각 독특한 특성과 용도를 가지고 있습니다. 석유에서 이러한 화합물의 분리는 화학 산업에서 매우 중요하다 - 분기 체인 알칸은 종종 빛 윤활유로 사용되는 반면, 직선 체인 알칸은 주로 알킬화 공정에 사용됩니다. 이 예에서, 우레아 첨가제는 등유로부터 알칸을 분리하는 데 사용되었다. 이 알칸은 연속적인 일련의 우레아 첨가제를 사용하여 99%의 순도로 등유에서 분리되었습니다.
당신은 요료 첨가물을 통해 복잡한 유기 혼합물의 정화에 대한 JoVE의 소개를 보았습니다. 이제 크기 배제, 정확한 구성 요소 측정을 위한 시료 정화의 중요성, 요소 첨가를 이해해야 합니다.
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Results
이 정화 기술은 두 개의 다른 바이알을 생성; 하나는 직선 체인 및 거의 분기 화합물을 포함하는 하나의 라벨, 고도로 분기 및 순환 화합물을 포함하는 다른 라벨 비 ad덕. 이 절차는 기기에서 분석할 샘플의 복잡성을 크게 감소시켰습니다. 복잡성의 이 감소는 표적 화합물의 정확한 분석에 수시로 중요합니다. 예를 들어, 약 1850년 이후의 근해 환경에서 알케논은 골치 아픈 화합물과 함께, 표면적으로 는 열 크로마토그래피 또는 묘목을 사용하여 제거되지 않는 산업혁명 이후에 도입된 오염물질을 가지고 있다. 분명히, 오염 물질은 초원 또는 요소 첨가물 샘플에서 그들을 제거하기 때문에 분기. 이러한 퇴적물 아카이브 중 상위 160년은 우레아 첨가제의 적용으로 인해 Uk'37에 대해 자신있게 분석할 수 있습니다.
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Applications and Summary
우레아 첨가제는 동위원소 분석 전에 동호회 화합물을 제거하기 위해 잎 왁스의 일반적인 성분인 n-alkanes의 정제에 자주 사용됩니다. 식물내 잎 왁스의 탄소 및 수소 동위원소 비율은 식물이 각각 사용하고 살았던 대사 경로 및 환경 조건에 대한 정보를 포함합니다. 동위원소 비율을 결정하기 위해서는 매우 많은 양의 화합물을 GC에 로드해야 합니다. 이러한 대량 은 종종 공동 엘ute낮은 농도에서 서로 가까운 엘루트 화합물을 발생합니다. 종종, 알칸과 동례 화합물은 그 알케인의 분기 또는 순환 모니티 따라서 우레아 첨가제를 사용하여 제거 될 수있다.
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