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고수온계 알케논 생물지표 분석의 개요
 
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고수온계 알케논 생물지표 분석의 개요

Overview

출처: 제프 살라컵 연구소 - 매사추세츠 대학교 애머스트

이 비디오 시리즈를 통해, 천연 샘플추출 및 과거의 기후와 환경에 대한 정보를 관련시킬 수 있는 바이오마커라고 하는 유기 화합물을 찾아 정제되었습니다. 분석된 샘플 중 하나는 퇴적물이었습니다. 퇴적물은 분지의 지질학적 시간, 퇴적물이 유체(물 또는 공기), 움직임 및 중력의 작용을 통해 흐르는 지구의 우울증에 걸쳐 축적됩니다. 두 가지 주요 유형의 분지가 존재, 해양 (바다와 바다) 및 lacustrine (호수). 하나는 추측 할 수 있듯이, 삶의 매우 다른 유형은 그들 사이의 신도의 차이에 의해 큰 부분에서 구동, 이러한 설정에 살고있다. 지난 수십 년 동안 유기 지구 화학자는 기후 또는 환경을 설명하는 데 사용할 수있는 바이오 마커 프록시 또는 화합물의 도구 상자를 발견했으며, 그 중 일부는 해양 환경에서 작동하고 일부는 락서스트린에서 작동합니다. 우리는 Uk'37 해표면 온도 프록시를 사용하여 해양 영역과 알케노네 팔레더 모메트리에 관심을 돌립니다.

가장 잘 확립되고 널리 적용되는 오픈 오션 바이오마커 해표면 온도(SST) 프록시는 Uk'37이다.

Uk'37 = (C37:2) / (C37:2 + C37:3) (검토에 대 한 허버트1 참조)

지수는 합토피테 조류2,3의일부 클래스에 의해 생성 된 알케논이라고 불리는 두 개의 고도 불포화 긴 사슬 알킬 케톤의 비율을 기반으로합니다. 문화4,5및 코어탑침전6 캘리브레이션 연구는Uk'37 지수를 정량적 SST 프록시로 개발하도록 이끌었다. 놀랍게도, Prahl 외의 문화 기반 교정. 4:

Uk'37 = 0.034 (SST) + 0.039,

그리고 뮐러 외의 핵심 최고 교정. 6.

Uk'37 = 0.033 (SST) + 0.044,

통계적으로 동일합니다.

재건된 Uk'37 기온은 세계 해양7의다양한 기후 및 햅토피테 생산 체제에 대한 평균 연간 SST와 가장 상관관계가 있습니다. 알케네네스는8세초반의 아오센 해양 퇴적물 코어에서 발견되며, 고양된 해양 퇴적물9의 노출된 노두에서 지질학적 시간이 지남에 따라 매우 안정적이며, 따라서 고생물학 도구로 유용하다는 것을 시사한다. Uk'37은 10에서 궤도11,12 의 시간대로 팔레오 해면 온도 변화를 문서화하는 데 사용되어 매우 다재다능하다.

열린 바다에서 는 코콜리토포레스 에밀리아니아 헥슬리와 게피로캡사 오세니카가 대부분의 알케네 생산을 담당합니다. 이 햅토피테스가 성장 온도에 따라 알케논의 비포화 비율을 변경하는 이유는 아직 알려져 있지 않다. 알케네네스는 햅토피테 세포벽의 구성요소이며, 포화 지방이 실온에서 고체인 것처럼, 포화 지방이 체형인 반면, 불포화 지방은 유체인 것처럼 막 유체를 유지하기 위해 그들의 비포화가 조정되었다고 처음에는 생각되었다. 그러나, 이 질문을 겨냥한 실험은 세포막과 연관되는 대신, 알케네온이 세포 내의 에너지 저장 구조와 연관되었다는 것을 것을을 발견했습니다. 따라서 셀 내부의 사용은 열려있는 질문으로 남아 있습니다.

최근에는 락서스트린 환경에서 알케네언이 발견되었습니다. 그러나, 그들의 유틸리티는 지금까지 제한 되었습니다. 해양 지역에 있는 것과는 다른 알케네 생산자는 호수에 거주하므로 수온과 비포화(Uk'37)사이의 보정은 다릅니다. 또한, 이 보정은 호수마다 다르기 때문에 '글로벌' 교정을 불가능하게 만듭니다. 불행히도, 지역 교정의 생성은 비싸고 시간이 많이 걸리기 때문에 호수에서 Uk'37의 미래도 현재 제한되어 있습니다.

알케네네스는 일반적으로 해양 퇴적물에서 추출됩니다. 아주 자주 알케네를 생산하는 동일한 유기체는 알케노아테라고 불리는 알케네네스의 지방산 메틸 에스테르를 생성합니다. 이 화합물은 가스 크로마토그래프에 알케논과 공동 엘테우트와 그들의 정량화를 복잡하게. 따라서 이러한 추출물은 종종 알케노이트제거를 위한 묘면화를 겪게 된다. 묘포화는 가스 크로마토그래프가 아닌 카복실산을 생성하기 때문에, 추출물로부터 카복실산을 제거하기 위해 묘면 화 후 실리카 젤 컬럼을 수행해야 한다. 알케논은 산이 기둥에 남아있는 동안 디클로로 메탄에서 엘테되는 중간 극성 케톤 분획에서 나옵니다. 마지막으로, 산업 센터 근처의 하구와 같이 오염이 심한 지역에서 획득한 퇴적물과 같은 극단적인 경우, 우레아 첨가제는 가스 크로마토그래프상 알케논과 응축되는 알 수 없는 화합물을 제거해야 할 수도 있다.

총 지질 추출물이 정제되면 추출 및 정제 된 샘플은 화염 이온화 검출기에 결합 된 가스 크로마토그래프에서 실행됩니다. 두 알케논의 상대적 농도는 단지 이 목적을 위해 설계된 컴퓨터 소프트웨어의 각 화합물에 대한 곡선 아래 영역을 획득하여 결정된다(예: 애질런트 켐스테이션). 그런 다음 위의 표시된 Uk'37 비율 방정식에 넣어 0에서 1 사이의 Uk'37 값을 가져옵니다. 이러한 Uk'37 값은 위에서 설명한 것과 같은 교정을 사용하여 바다 표면 온도 값에 매핑됩니다.

팔레더모메트리는 선사시대 조류에 의해 남겨진 것과 같은 자연 샘플의 특정 화학 물질을 분석하여 과거의 온도를 계산하는 것입니다.

조류는 수천 년 동안 지구의 바다와 호수에 풍부한 유기체의 다양한 그룹입니다. 고대 조류에 의해 퇴적물에서 퇴적되는 특정 화학 화합물은 바이오 마커역할을하며, 연구자들이 지구의 역사에 대한 귀중한 통찰력을 제공할 수 있는 유기 화합물입니다. 사실, 퇴적물에서 조류 바이오 마커 함량의 분석은 연구원이 지구의 온도 수억 년 전을 결정할 수 있습니다.

이러한 기록 중 하나는 코콜리토포의 일부 종에서 온다. 이 조류는 환경의 온도에 따라 견고한 바이오 마커의 클래스인 알케논의 다양한 양을 생산합니다. 알케논 분석은 주로 지구의 바다 와 이온전의 해수면 온도를 계산하는 데 사용됩니다.

이 비디오는 고생물학에서 알케네의 사용을 설명하고 과거 해표면 온도를 계산하기 위해 알케네를 분리, 정화 및 분석하는 과정을 설명합니다.

그 이름에서 알 수 있듯이, "알케논 팔레더모메트리"는 알케논 알케논 팔레네네 팔레더모네트리로 알려진 지질이 알케논을 기반으로 하는 경우 분석을 기반으로 합니다. 37개의 탄소 원자와 2~4개의 이중 결합을 포함하는 롱 체인, 불포화 알킬 케톤. 각 이중 결합은 포화의 사이트입니다. 낮은 해표면 온도에서 알케네 생산자는 포화보다 더 많은 불포화 알케네를 생성합니다. 포화와 포화의 비율은 알케네 언채션 인덱스라고 합니다.

일반적으로 평가된 알케네네스는 각각 37개의 탄소와 2개 또는 3개의 이중 채권을 가진 C37:2 및 C37:3입니다. 이러한 알케네네스의 포화 지수 또는 UK'37은해수면 온도와 긍정적으로 관련이 있습니다. 가스 크로마토그래피로 알고 있는 분석 방법은 일반적으로 이러한 알케네를 서로 분리할 만큼 민감하다. 그러나, 알케네 산 생산 조류는 종종 화학적으로 유사한 지방산 메틸 에스테르, 또는 알케노아이트 생성, 이 기술을 사용 하 여 알케네온에서 구별 될 수 없는. 오염으로부터탄탄수소 오염은 또한 진흙 투성이의 크로마토그래피 분석을 추가로 수 있습니다. 상대적 알케논 농도를 정확하게 결정하기 위해서는, 알케노아이트와 알 수 없는 탄화수소는 색소화 및 우레아 첨가제 방법에 의한 분석 전에 제거되어야 한다.

이제 퇴적물 알케네 비율과 해면 온도의 관계가 검토되었으므로 총 지질 추출물에서 정제하고 비포화 비율에 대한 분석을 살펴 보겠습니다.

일단 해양 퇴적물을 채취하고 추출하면, 총 지질 추출물 또는 TLE는 다단계 정화 과정을 거쳐분석되어야 한다. 첫째, 추출물은 알케노아이트들을 강력한 염과 열을 사용하여 카박스실레이트 염과 메탄올로 변환하기 위해 묘목을 수행한다. TLE에 존재하는 그밖 지방산 에스테르는 소금과 글리세롤로 삽화될 것입니다.

혼합물을 실온으로 냉각한 후 수성 염액을 첨가하여 염과 글리세롤을 형성합니다. 혼합물은 다음 지방산을 생산, 카박스 일레이트 음이온을 프로토탈산된다. 마지막으로, 알케네네스와 지방산은 헥산과 혼합물에서 추출됩니다.

실리카 젤 크로마토그래피는 사포화에 의해 생성된 극성 화합물과 극지방산을 모두 제거하기 위해 수행됩니다. 건조되고 수피화된 TLE는 헥산에 용해된 다음 컬럼에 적재됩니다. 실리카는 극성 화합물보다 극성 화합물을 더 강하게 유지합니다.

첫째, 극성 화합물은 헥산과 같은 극성 용매로 제거됩니다. 다음으로, 알케논은 디클로로메탄과 같은 적당히 극성 용매에 의해 용출되어 극성 지방산 및 기타 원치 않는 극성 화합물을 기둥에 남깁니다.

원래 퇴적물 시료가 오염이 심한 지역에서 수집된 경우, 우레아 첨가제는 잔류된 고분또는 순환탄화수소를 제거하기 위해 수행됩니다. 건조된 중간 극성 분획은 강하게 극성 우레아가 DCM 및 헥산과 같은 최소용성용성용광 혼합물에 용해된다. 메탄올에 있는 우레아의 농축된 용액이 TLE에 첨가되어 우레아 결정이 침전됩니다.

알케네네스와 같은 직선 사슬 분자는 우레아 결정 격자에 있는 분자 사이 공간에 맞습니다, 그러나 높게 분기되고 순환 분자는 하지 않으며, 추방됩니다.

결정 성장이 완료되면, 우레아 결정은 건조한 다음 극성 용매로 세척하여 배출된 화합물을 제거합니다. 그런 다음, 결정은 소량의 물에 용해된다. 알케넌은 분석을 위해 극성 용매로 물에서 추출됩니다.

이전의 모든 정제 단계는 알케논 종을 구별하지 는 않았지만, 비등점과 분자 구조의 작은 차이는 가스 크로마토그래피 컬럼의 분리에 충분합니다. 화염 이온화 검출기와 결합하면 알케논의 상대농도가 결정될 수 있다.

분자는 그들의 보존 시간에 의해 크로마토그램에 확인됩니다, 또는 화합물이 열을 종료하는 데 필요한 시간. 원하는 화합물의 보존 시간은 알케네 표준으로 확인됩니다.

알케네네스의 상대적 농도는 관심의 피크 아래 영역의 분석에서 결정된다. 그런 다음 UK의37 값은 샘플에서 C 37:2 및 C37:3의 농도에서 계산됩니다. 해수면 온도 프록시 관계와 UK의37 값으로, 분석가는 퇴적물 증착 시 해수면 온도를 해결할 수 있습니다.

퇴적물과 퇴적암의 분석에 의해 지구 역사의 많은 다른 측면을 조사 할 수 있습니다.

생물 학적 분석은 존재하는 화석의 분석에 의해 암석의 층, 또는 지층의 나이를 결정하는 연구입니다. 퇴적물의 많은 소스가 있기 때문에, 같은 기간에서 퇴적암은 전 세계적으로 극적으로 다른 구성을 가질 수 있습니다. 암모인과 같은 지구 역사를 통해 특정 종의 집합은 전 세계적으로 존재하고 급속한 진화를 겪었습니다. 시각적으로 서로 다른 바위 지층이 모두 동일한 종의 암모좀을 함유하고 있다면 지층 간의 시간적 상관 관계를 그릴 수 있습니다. 팔레더모메트리와 같은 기술과 결합하면 자연 샘플의 화석 기록에서 지구 역사에 대한 광범위한 정보를 확인할 수 있습니다.

포르미니페라 또는 포람의 많은 종은 전 세계적으로 해양 퇴적물에서 발견된다. Forams는 탄산칼슘 껍질을 가지고 있으며 수백만 년 동안 지구 의 바다 전체에 존재해 왔습니다. 많은 종은 바다 바닥에 살고, 따라서 바다의 깊은 부분에 대한 온도 정보를 제공 할 수 있습니다. 포람스의 칼슘 대 칼슘 비율은 따뜻한 기후에서 더 많은 마그네슘을 껍질에 통합하기 때문에 온도에 해당합니다. 수많은 종과 포람의 풍요로움은 지구 역사의 해류의 변화를 추적하고 생물학적 으로 도포하는 데 화석 기록을 유용하게 만듭니다.

지각판이 갈라지면서 그 사이에 새로운 바위가 형성됩니다. 이에 따라, 엇간플레이트 경계를 둘러싼 암석의 특성은 시간이 지남에 따라 판 의 움직임에 대한 정보를 제공한다. 예를 들어, 화석, 바위 및 퇴적물에서 발견되는 일부 광물에는 지구 자기장의 변화가 보존됩니다. 중해 능선에 대한 자기의 대칭적 변화의 발견은 크게 해저 확산및 판 지각학의 현재 이해에 기여.

당신은 방금 조브의 알케노네 팔레더메트리 개요를 보았습니다. 이제 해양 퇴적물의 알케네 비율과 해면 온도의 알케네 비율의 관계를 이해해야 합니다. 이 시리즈의 다음 동영상은 이 복잡한 프로세스에 대해 자세히 설명합니다.

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Procedure

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팔레더모메트리는 선사시대 조류에 의해 남겨진 것과 같은 자연 샘플의 특정 화학 물질을 분석하여 과거의 온도를 계산하는 것입니다.

조류는 수천 년 동안 지구의 바다와 호수에 풍부한 유기체의 다양한 그룹입니다. 고대 조류에 의해 퇴적물에서 퇴적되는 특정 화학 화합물은 바이오 마커역할을하며, 연구자들이 지구의 역사에 대한 귀중한 통찰력을 제공할 수 있는 유기 화합물입니다. 사실, 퇴적물에서 조류 바이오 마커 함량의 분석은 연구원이 지구의 온도 수억 년 전을 결정할 수 있습니다.

이러한 기록 중 하나는 코콜리토포의 일부 종에서 온다. 이 조류는 환경의 온도에 따라 견고한 바이오 마커의 클래스인 알케논의 다양한 양을 생산합니다. 알케논 분석은 주로 지구의 바다 와 이온전의 해수면 온도를 계산하는 데 사용됩니다.

이 비디오는 고생물학에서 알케네의 사용을 설명하고 과거 해표면 온도를 계산하기 위해 알케네를 분리, 정화 및 분석하는 과정을 설명합니다.

그 이름에서 알 케 논, "알케논 팔레테모메트리"는 알케논으로 알려진 지질의 분석을 기반으로합니다. 알케논 팔레더모메트리는 알케논을 기반으로 합니다. 37개의 탄소 원자와 2~4개의 이중 결합을 포함하는 롱 체인, 불포화 알킬 케톤. 각 이중 결합은 포화의 사이트입니다. 낮은 해표면 온도에서 알케네 생산자는 포화보다 더 많은 불포화 알케네를 생성합니다. 포화와 포화의 비율은 알케네 언채션 인덱스라고 합니다.

일반적으로 평가된 알케네네스는 각각 37개의 탄소와 2개 또는 3개의 이중 채권을 가진 C37:2 및 C37:3입니다. 이러한 알케네네스의 포화 지수 또는 UK'37은해수면 온도와 긍정적으로 관련이 있습니다. 가스 크로마토그래피로 알고 있는 분석 방법은 일반적으로 이러한 알케네를 서로 분리할 만큼 민감하다. 그러나, 알케네 산 생산 조류는 종종 화학적으로 유사한 지방산 메틸 에스테르, 또는 알케노아이트 생성, 이 기술을 사용 하 여 알케네온에서 구별 될 수 없는. 오염으로부터탄탄수소 오염은 또한 진흙 투성이의 크로마토그래피 분석을 추가로 수 있습니다. 상대적 알케논 농도를 정확하게 결정하기 위해서는, 알케노아이트와 알 수 없는 탄화수소는 색소화 및 우레아 첨가제 방법에 의한 분석 전에 제거되어야 한다.

이제 퇴적물 알케네 비율과 해면 온도의 관계가 검토되었으므로 총 지질 추출물에서 정제하고 비포화 비율에 대한 분석을 살펴 보겠습니다.

일단 해양 퇴적물을 채취하고 추출하면, 총 지질 추출물 또는 TLE는 다단계 정화 과정을 거쳐분석되어야 한다. 첫째, 추출물은 알케노아이트들을 강력한 염과 열을 사용하여 카박스실레이트 염과 메탄올로 변환하기 위해 묘목을 수행한다. TLE에 존재하는 그밖 지방산 에스테르는 소금과 글리세롤로 삽화될 것입니다.

혼합물을 실온으로 냉각한 후 수성 염액을 첨가하여 염과 글리세롤을 형성합니다. 혼합물은 다음 지방산을 생산, 카박스 일레이트 음이온을 프로토탈산된다. 마지막으로, 알케네네스와 지방산은 헥산과 혼합물에서 추출됩니다.

실리카 젤 크로마토그래피는 사포화에 의해 생성된 극성 화합물과 극지방산을 모두 제거하기 위해 수행됩니다. 건조되고 수피화된 TLE는 헥산에 용해된 다음 컬럼에 적재됩니다. 실리카는 극성 화합물보다 극성 화합물을 더 강하게 유지합니다.

첫째, 극성 화합물은 헥산과 같은 극성 용매로 제거됩니다. 다음으로, 알케논은 디클로로메탄과 같은 적당히 극성 용매에 의해 용출되어 극성 지방산 및 기타 원치 않는 극성 화합물을 기둥에 남깁니다.

원래 퇴적물 시료가 오염이 심한 지역에서 수집된 경우, 우레아 첨가제는 잔류된 고분또는 순환탄화수소를 제거하기 위해 수행됩니다. 건조된 중간 극성 분획은 강하게 극성 우레아가 DCM 및 헥산과 같은 최소용성용성용광 혼합물에 용해된다. 메탄올에 있는 우레아의 농축된 용액이 TLE에 첨가되어 우레아 결정이 침전됩니다.

알케네네스와 같은 직선 사슬 분자는 우레아 결정 격자에 있는 분자 사이 공간에 맞습니다, 그러나 높게 분기되고 순환 분자는 하지 않으며, 추방됩니다.

결정 성장이 완료되면, 우레아 결정은 건조한 다음 극성 용매로 세척하여 배출된 화합물을 제거합니다. 그런 다음, 결정은 소량의 물에 용해된다. 알케넌은 분석을 위해 극성 용매로 물에서 추출됩니다.

이전의 모든 정제 단계는 알케논 종을 구별하지 는 않았지만, 비등점과 분자 구조의 작은 차이는 가스 크로마토그래피 컬럼의 분리에 충분합니다. 화염 이온화 검출기와 결합하면 알케논의 상대농도가 결정될 수 있다.

분자는 그들의 보존 시간에 의해 크로마토그램에 확인됩니다, 또는 화합물이 열을 종료하는 데 필요한 시간. 원하는 화합물의 보존 시간은 알케네 표준으로 확인됩니다.

알케네네스의 상대적 농도는 관심의 피크 아래 영역의 분석에서 결정된다. 그런 다음 UK의37 값은 샘플에서 C 37:2 및 C37:3의 농도에서 계산됩니다. 해수면 온도 프록시 관계와 UK의37 값으로, 분석가는 퇴적물 증착 시 해수면 온도를 해결할 수 있습니다.

퇴적물과 퇴적암의 분석에 의해 지구 역사의 많은 다른 측면을 조사 할 수 있습니다.

생물 학적 분석은 존재하는 화석의 분석에 의해 암석의 층, 또는 지층의 나이를 결정하는 연구입니다. 퇴적물의 많은 소스가 있기 때문에, 같은 기간에서 퇴적암은 전 세계적으로 극적으로 다른 구성을 가질 수 있습니다. 암모인과 같은 지구 역사를 통해 특정 종의 집합은 전 세계적으로 존재하고 급속한 진화를 겪었습니다. 시각적으로 서로 다른 바위 지층이 모두 동일한 종의 암모좀을 함유하고 있다면 지층 간의 시간적 상관 관계를 그릴 수 있습니다. 팔레더모메트리와 같은 기술과 결합하면 자연 샘플의 화석 기록에서 지구 역사에 대한 광범위한 정보를 확인할 수 있습니다.

포르미니페라 또는 포람의 많은 종은 전 세계적으로 해양 퇴적물에서 발견된다. Forams는 탄산칼슘 껍질을 가지고 있으며 수백만 년 동안 지구 의 바다 전체에 존재해 왔습니다. 많은 종은 바다 바닥에 살고, 따라서 바다의 깊은 부분에 대한 온도 정보를 제공 할 수 있습니다. 포람스의 칼슘 대 칼슘 비율은 따뜻한 기후에서 더 많은 마그네슘을 껍질에 통합하기 때문에 온도에 해당합니다. 수많은 종과 포람의 풍요로움은 지구 역사의 해류의 변화를 추적하고 생물학적 으로 도포하는 데 화석 기록을 유용하게 만듭니다.

지각판이 갈라지면서 그 사이에 새로운 바위가 형성됩니다. 이에 따라, 엇간플레이트 경계를 둘러싼 암석의 특성은 시간이 지남에 따라 판 의 움직임에 대한 정보를 제공한다. 예를 들어, 화석, 바위 및 퇴적물에서 발견되는 일부 광물에는 지구 자기장의 변화가 보존됩니다. 중해 능선에 대한 자기의 대칭적 변화의 발견은 크게 해저 확산및 판 지각학의 현재 이해에 기여.

당신은 방금 조브의 알케노네 팔레더메트리 개요를 보았습니다. 이제 해양 퇴적물의 알케네 비율과 해면 온도의 알케네 비율의 관계를 이해해야 합니다. 이 시리즈의 다음 동영상은 이 복잡한 프로세스에 대해 자세히 설명합니다.

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Results

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References

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