המחברים תודה גברת Pi-Fen לין, מר ווי-לונג תראו את זה, גברת פיי-Hsuan לין, ד ר Jia-לו צ'ואן לסיוע שלהם בתקופת הדגימה שדה, ניתוח מעבדה עבור פיתוח מעשי, יישום של "CATNET". הסיוע של טכנאי על סיפון ספינת המחקר האוקיינוס מחקר והצוות -I ו- Ocean מחקר-II במהלך משלחות דגימה תרומה חשובה. עבודה זו נתמכה חלקית על ידי משרד המדע טייוואן ומענקים הטכנולוגיה של 91-2611-M-002-007,-009 95-2611-M-002, 96-2611-M-002-004, 97-3114-M-002-006, 104-2611-M-002-019. כתב יד זה נכתב לזכרו של גברת וון-Huei לי עבור שלה עצום מסירות ותרומה מחקרים ימיים בטייוואן.

להלן כללי התנהגות כוללת עבודה עם כימיקלים מזיקים. אנא קרא בעיון את גיליונות נתונים לבטיחות (זמנים תוססים) ופעל להנחיות הבטיחות כימי מוסדיים.
1. רב-שכבתית הכבידה סינון סמפלר הכנה
<ol><li>
סמפלר ניקוי
	<ol>
<li>למלא את יחידת אבובים ולסינון 1% (w/v) של האנזים פרוטאז anionic פתרון דטרגנט, להשרות. זה 24 ח' סומק את הדוגם סינון כוח משיכה רב שכבתית עם אוסמוזה הפוכה מים מזוקקים כפול (RO-DDW) ביסודיות ולאחר מכן למלא אותו 0.1% (v/v) חומצת מימן כלורי (HCl, ריאגנט כיתה) ומשרים למשך 72 h.</li>
		<li>לשטוף ביסודיות את הדוגם סינון כוח משיכה רב שכבתית עם אוסמוזה הפוכה מים יונים מזוקקים (RO-DD-DIW) כפול שלוש עד חמש פעמים, לפחות 20 ליטר כל הזמן, ולאחסן מכלול בשקיות פלסטיק.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
חלקיק מיכל ניקוי/הכנת הדוגמא
	<ol>
<li>השתמש פוליאתילן בצפיפות נמוכה (LDPE, 125 מ ל) או fluorinated אתילן פרופילן (FEP, 125 מ ל) בקבוקי כגורמים מכילים עבור חלקיקים. לנקות את הבקבוקים בהשריה קודם ותחטא אלקליין (מיקרו, 1%), ואז ב 50% (v/v) חומצה חנקתית (עב ס3, ריאגנט כיתה), אז פתרונות HCl 10% (v/v) לפחות 24, 48 ו- 24 שעות, בהתאמה. יש לשטוף את הבקבוקים במים מיוננים (RO-DD-DIW) בין שני השלבים הספיגה.</li>
		<li>לאחר HCl הסופי השריה, לשטוף את הבקבוקים ביסודיות עם מים מיוננים (RO-DD-DIW), לייבש את הבקבוקים על ספסל נקי חדר נקי או מחלקה-100. לצרף את הבקבוק נקי הדוגם סינון כוח משיכה רב שכבתי, או חותם לנקות בקבוקי PE שקיות רוכסן, שקית כפולה אותם למשלוח.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
מכלול של כוח משיכה רב שכבתית סינון סמפלר
	<ol>
<li>לחבר 4 מ 6 elastomer גומי סינתטי אשר בהתקשותו עמידים כימית זמן צינורות (מחוץ בקוטר של ס"מ 0.635) פתחי הכניסה כיוונית שש על גבי הדוגם.</li>
		<li>להרכיב את המסננים ניילון רשת שונים שלושה עם מיכלים מדגם פוליאתילן בצפיפות נמוכה (125 מ"ל LDPE) ברצף בחדר נקי (ספסל) לאחר ניקיון (ראה להלן), עם המסנן רשת 10 מיקרומטר הממוקמים מבחוץ, מסנן רשת מיקרומטר 63 ב התיכון, המסנן רשת מיקרומטר 153 מבפנים. הסעות, לאחסן את הדוגם סינון רב שכבתית הכבידה בשתי שכבות של שקיות פוליאתילן (PE), ולאחר מכן למקם אותו בתוך המיכל משלוח פוליפרופילן (PP).</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. דגימה
<ol><li>
דוגמה אוסף
	<ol>
<li>עם ההגעה לאתר הדגימה, יש אדם אחד להסיר את הדוגם סינון כוח משיכה רב-שכבתית של מכולה על סיפונה של ספינת המחקר ופתח את השקית עם הדוגם. . אז, יש להם ללבוש את הכפפות PE, להתחבר הצינורות elastomer גומי סינתטי אשר בהתקשותו 4 מ 6 spigots מים בקבוקי 20 שישה מצופים L PTFE הדגימה על המערך דגימה רב בקבוק מוגברות, מדריך ממי הים לתוך יחידת סינון זו. ממי הים יזרום דרך אינלטס כיוונית, חלקיקי/הפלנקטון להיות בעדינות מופרד/fractionated דרך הרשתות ולא להתקבע 125 מ ל בקבוקים LDPE המאובטחות בבסיס של הרשתות.</li>
		<li>לאחר ממי הים יש זרמו דרך (בדרך כלל 120 L עבור מי הים לאורך החוף ו 240 L עבור מים באוקיינוס הפתוח), להסיר את כל הרשת ברצף (ראשית, את מיקרומטר 153, את מיקרומטר 63, ואז סוף סוף את 10 מיקרומטר) ב ספסל נקי class 100, ואז לרסס את הרשת עם מעקב-מתכת-clean 0.4 f מיקרומטר מי ים iltered שוטפת כל פלנקטון תקוע על השטח הפנימי של הרשתות. לאסוף את מי-ים עם מרוכז חלקיקי פלנקטון בבקבוקי פוליאתילן 125 מ.</li>
		<li>לפרק את הבקבוקים האלה מן הרשתות, ולסנן את הפתרונות עם מרוכז חלקיקי פלנקטון שוב דרך מכשירים המחומצנים סינון ואקום עם מראש שקל, אסיד-ווש 47 מ מ, 10 פילטרים µm גודל הנקבוביות פוליקרבונט תחת נמוך-ואקום תנאים (< 5 kPa).</li>
		<li>כדי לאסוף חלקיקי/פלנקטון קטן מ- 10 מיקרומטר, לחכות לפחות 20 L של מי ים לזרום דרך הדוגם, ואז אחרי זה, לאסוף שניים עד חמישה לליטר מים בתוך המיכל 5 L PE, לסנן את המים מדגם האלה על ידי מכשירים המחומצנים סינון ואקום עם נקבובית 0.4-מיקרומטר שנשקל מראש, אסיד-ווש, 47 מ מ, גודל פוליקרבונט מסננים.</li>
		<li>לאחר סינון אבק, לשטוף את המסננים מדגם מיד עם טוהר גבוהה DDW מים כדי להסיר את השאריות של מי ים, למזער את ההשפעה של מלחי ים על קביעת המשקלות חלקיקים/פלנקטון יבש. לשמור את אמצעי האחסון השטיפה רק כמה מיליליטר כדי למנוע פגיעה את הפלנקטון שביר.</li>
		<li>לאחר מכן, לאחר שלב זה השטיפה, בזהירות להסיר את המסנן מיחידת הסינון ואקום, לאחסן את המסננים מדגם המחומצנים, מראש שנשקל אקריליק פלסטיק צלחות פטרי, לאטום בשקיות פלסטיק לסגירה חוזרת. לשמור את התיקים במקפיא-20 הלעפה תרוטרפמט על הסיפון עד לשוב בחזרה מעבדה יבשתיים לצורך הדוגמה pretreatment ומהירות כימי ניתוח נוסף.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. מדגם טיפול
<ol><li>
להקפיא ייבוש והעיכול של חלקיקים
	<ol>
<li>מקם את המסננים עם דגימות של חלקיקים בבית הבליעה אספן של המכונה להקפיא ייבוש ולאחר להפעיל את המכונה. כאשר הטמפרטורה מכונת מגיע ל-40 ° C, להפעיל את משאבת ואקום של המכונה ולהתחיל ההקפאה ייבוש תהליכים. הערה: רמת ואקום צריך להישמר בהתמדה מתחת 0.12 mBar. אנא קרא בעיון את המדריך למשתמש, פעל לפי ההנחיות של היצרן עבור כל שלב.</li>
		<li>לאחר 72 h, כבה את המכונה להקפיא ייבוש, הסר את המסננים מיובשים, לשקול אותם. לאחר מכן, למקם את דגימת יבשים מסננים perfluoroalkoxy מראש שנשקל אלקאן (PFA) כלי (קיבולת 60 מ ל), וכן להוסיף 3 מ"ל של חומצה חנקתית מרוכזת הנדסה גנטית לתוך כלי2,3,6,7.</li>
		<li>להדק את כלי עם מפתח ברגים מומנט על מומנט קבוע של 2.5 ק ג-מ', ולמקם את כלי בתנור שגרתי ב 130 מעלות צלזיוס במשך 12 שעות עבור הסדרה הראשונה של מערכת העיכול. לאחר קירור, להסיר את כלי מהתנור, לפתוח את כלי הדם, ולהוסיף 2 מ ל חומצה הידרופלואורית הנדסה גנטית לתוך6,73,2,כלי.</li>
		<li>להדק את כלי עם מומנט של 2.5 ק ג-מ', ולמקם את כלי בתנור שגרתי ב 130 מעלות צלזיוס במשך 12 שעות, המהווה רצף עיכול השני. לאחר קירור, פתח את כלי והוסף 16 מ"ל של 4.5% חומצה בורית אולטרה טהור פתרון לתוך6,73,2,כלי.</li>
		<li>להדק את כלי הקיבול מומנט קבוע של 2.5 ק ג-מ', לעכל את הדגימות בתנור ב 130 מעלות צלזיוס במשך 12 שעות את הרצף הסופי לעיכול. לאחר קירור, שוקלים כל כלי, לקבוע את המסה הסופית ואת המסה ספציפיים של כל פתרון מתעכל להניב אמצעי digestant הסופי. הערה: מסה ספציפית נקבעת על ידי מדידת המשקל של בדיוק 1.00 מ של digestant.</li>
		<li>שופכים בזהירות את digestant לתוך 30 מ ל חומצה נקי בקבוק PE לניתוח מתכת מעקב נוסף.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
ניתוח מעקב מתכת
	<ol>
<li>לקבוע מעקב מתכת ריכוזי (Cd, Cu, Fe, Mn, ני ו באל) בפתרונות מתעכל חלקיקים באמצעות ספקטרומטר (GF-AAS)6בליעה אטומית תנור גרפיט.</li>
		<li>כמו בדיקת דיוק, שימוש בחומר עיון מוסמך (CRM), כגון משקעים ימיים חומר עזר מקנדה נבחרת מחקר המועצה של משקעים estuarine בחומר עיון רגיל מן המכון הלאומי לתקנים וטכנולוגיה של בארה ב, פלנקטון בחומר עיון משירות המדע והידע של הנציבות האירופית. התהליך נותן השחזור 95 107% של הערך מוסמך במתכות הניתנים ה-CRM.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol>
	<li>Jeandel, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=What+did+we+learn+about+ocean+particle+dynamics+in+the+GEOSECS-JGOFS+era.">What did we learn about ocean particle dynamics in the GEOSECS-JGOFS era.</a> Progr. Oceanogr. 133, 6-16 (2015).</li><li>Lam, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Methods+for+analyzing+the+concentration+and+speciation+of+major+and+trace+elements+in+marine+particles.">Methods for analyzing the concentration and speciation of major and trace elements in marine particles.</a> Progr. Oceanogr. 133, 32-42 (2015).</li><li>Collier, R., Edmond, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+trace+element+geochemistry+of+marine+biogenic+particulate+matter.">The trace element geochemistry of marine biogenic particulate matter.</a> Progr. Oceanogr. 13, 113-199 (1984).</li><li>Donat, J. R., Bruland, K. W., Steinnes, E., Salbu, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Trace+elements+in+the+oceans.">Trace elements in the oceans.</a> Trace Elements in Natural Waters. , 247-280 (1995).</li><li>Wen, L. -. S., Santschi, P., Tang, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interaction+between+radioactively+labeled+colloids+and+natural+particles:+evidence+for+colloidal+pumping.">Interaction between radioactively labeled colloids and natural particles: evidence for colloidal pumping.</a> Geochim. Cosmochim. Ac. 61, 2867-2878 (1997).</li><li>Wen, L. -. S., Warnken, K., Santschi, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+organic+carbon,+iron,+and+aluminium+oxyhydroxides+as+trace+metal+carriers:+Comparison+between+the+Trinity+River+and+the+Trinity+River+Estuary+(Galveston+Bay,+Texas).">The role of organic carbon, iron, and aluminium oxyhydroxides as trace metal carriers: Comparison between the Trinity River and the Trinity River Estuary (Galveston Bay, Texas).</a> Mar. Chem. 112, 20-37 (2008).</li><li>Hurd, D., Spencer, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Marine+particles:+analysis+and+characterization.">Marine particles: analysis and characterization.</a> American Geophysical Union. , (1991).</li><li>Martin, J. H., Knauer, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+elemental+composition+of+plankton.">The elemental composition of plankton.</a> Geochim. Cosmochim. Ac. 37, 1639-1653 (1973).</li><li>Morel, F., Price, N. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+biogeochemical+cycles+of+trace+metals+in+the+oceans.">The biogeochemical cycles of trace metals in the oceans.</a> Science. 300, 944-947 (2003).</li><li>Ho, T. -. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+elemental+composition+of+some+marine+phytoplankton.">The elemental composition of some marine phytoplankton.</a> J. Phycol. 39, 1145-1159 (2003).</li><li>McDonnell, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+oceanographic+toolbox+for+the+collection+of+sinking+and+suspended+marine+particles.">The oceanographic toolbox for the collection of sinking and suspended marine particles.</a> Prog. Oceanogr. 133, 17-31 (2015).</li><li>Wen, L. -. S., Li, W. -. H., Zhuang, G. -. Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Multiple layer filtering and collecting device. , (2005).</li><li>Ho, T. -. Y., Wen, L. -. S., You, C. -. F., Lee, D. -. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+trace-metal+composition+of+size+fractionated+plankton+in+the+South+China+Sea:+biotic+versus+abiotic+sources.">The trace-metal composition of size fractionated plankton in the South China Sea: biotic versus abiotic sources.</a> Limnol. Oceanogr. 52, 1776-1788 (2007).</li><li>Hsu, R., Liu, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In-situ+estimations+of+the+density+and+porosity+of+flocs+of+varying+sizes+in+a+submarine+canyon.">In-situ estimations of the density and porosity of flocs of varying sizes in a submarine canyon.</a> Mar. Geol. 276, 105-109 (2010).</li><li>Liao, W. -. H., Yang, S. -. C., Ho, T. -. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Trace+metal+composition+of+size-fractionated+plankton+in+the+Western+Philippine+Sea:+the+impact+of+anthropogenic+aerosol+deposition.">Trace metal composition of size-fractionated plankton in the Western Philippine Sea: the impact of anthropogenic aerosol deposition.</a> Limnol Oceanogr. , (2017).</li><li>Grasshoff, K., Kremling, K., Ehrhardt, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Methods of seawater analysis. , (2007).</li></ol>

המחבר שותף, מר אלן צ'ואנג היא שותף הפטנטים בבעלות המנהל הכללי של החברה (סין כלים ושות', בע מ) אשר מיוצר והתותח אוסף עבור משתמשים שמעוניינים בכך. הפטנט הסתיימה בחודש מאי 9th, 201512.

קבלת מעקב אמין ריכוזים מתכת על פלנקטון וחלקיקים מושעה במים טבעיים, אשר נמצאים בדרך כלל בריכוזים נמוכים מאוד, דורש זהירות רבה במהלך איסוף הדגימה, עיבוד, בשוטף ובשיפוץ, ניתוח, במטרה הפחתת זיהום. לכן, ההליכים כדי לעצב ולהכין ציוד דגימה, דוגמת מכולות וחומרים המשמש לאיסוף, הם דוגמאות תהליך קריטי כל צעדים לקראת קבלת נתונים באיכות גבוהה במתכות בסביבה ימית. עם התקדמות של שיטות איסוף חלקיקים חדשים בעשורים האחרונים, הידע שלנו על הדינמיקה של חלקיקים, כמו גם יסוד קורט דילדול היא גם מרחיבה. בנייר זה, לנו יש מאויר בטכניקה fractionating-גודל רציף ניתן ללמוד על הפצה והרכבה של פלנקטון ימית/חלקיקים. ב- seawaters חקרנו, מעקב-מטאל יצירות מגוונות באופן דרמטי בחלקיקים עם מקורות, וגדלים שונים הנמשכים מעל חמישה סדרי גודל. באופן כללי, רוב חלקיקים קטנים (0.4 - 10 מיקרומטר) היו מועשר במתכות כגון Fe ו- Al, וירידה ריכוזי עם הגדלת גודל3,10,14. לעומת סינון ללא מוצא המקובלת, התוצאות של ריכוזי חלקיקים סה ב- seawaters החוף עולה כי באמצעות פרוטוקול מחולקת לרמות הניבו הסכם טוב.
הפרוטוקול המתואר כאן ניתן להחיל בקלות לאוסף בסוגים שונים של סביבות ימיות, ווטרס estuarine, לאורך החוף, אגמים או האוקיינוסים הפתוחים. יכול להיות מותאם נפח דגימה אם נדרשות כמויות פחות או יותר של חלקיקים. במים עכורים מאוד, כדאי הדגימות ייאספו עדיין נקיה, זהירות רבה לנקוט כדי להסיר את כל החלקיקים שיורית והקפדה ניילון נטו לפני עיבוד דגימת מים הבא. השלבים ניקוי, preconditioning, ואת המודעות של "טכניקות מעקב-מטאל דגימה נקייה" הם קריטיים עבור איזון המוני משביע רצון ותוצאות באופן עקבי. עבודה זו ממחישה כי הקביעה של הפצה מתכת מעקב בפלנקטון הימית וחלקיקים תנאי מחייב "טכניקות נקי" הכוללים דגימה והפרדה, המכשיר הזה ועיבוד קשורים נותן תוצאות משופרות.
הטווח של נפח גדול מי ים שעבורם ישימה פרוטוקול זה מרמז כי חקירות של חלקיקים הפצות והתנהגות יכול להתבצע גם ביעילות בסביבות ימיות שונות. אוסף של חלקיקים בדגימות דיסקרטית ואחריו אפיון כימי יש עדיין מגבלות יכולות, אשר פוטנציאל להטיה לתוך הפירושים בשל חשבון שעשוי להיות לא שלם של השדה של חלקיקים. עם זאת, על ידי השוואת התוצאות של שיטות שונות של אוסף של חלקיקים, אפשר עוד יותר להרחיב את הטווח של חלקיקים/פלנקטון מחקר על-ידי מתן פרטים התגובות והתהליכים המסדירים בגדלים שונים של חלקיקים, קביעת שלהם דינמיקה biogeochemical המתאימים. המחקר המתמשך על חלקיקים/פלנקטון לשפוך אור על תפקידיהם באוקיינוס.

חלקיקים באוקיינוס לשחק תפקיד חשוב הביוגיאוכימיים ימית1. רוב המאפיינים של חלקיקים, כגון גודל, מינרלוגיה, קומפוזיציה, באפשרותך לשנות עמוקות מהגדרת גיאולוגית או hydrographical אחד עוד2. בנוסף, חלוקות של אלמנטים באוקיינוס קשורים גם עם מחזור החיים של פיטופלנקטון ימית: צמיחה, מוות, שוקע ו- re-mineralization3,4. חלקיקים ימיים span לפחות 4 סדרי גודל בגודלם, ועד כחיוניים חלקיקים אגרגטים גדולים (> 5 מ מ). רוב חלקיקי ביולוגית נגזרות, תהליכים כגון פירוק ויראלי, exudation, הפרשה, גלולה צואה ייצור, וכו '. חלקיקים אחרים נוצרות מן קרישה הפיזי של תאים, פסולת הסלולר או חומרים lithogenic1. מאפיינים כימיים וביולוגיים שונים של חלקיקים לשלוט מחזורים גיאוכימיים והן תהליכים ביולוגיים המתרחשים על ובתוך חלקיקים4,5,6. חלקיקים אלה הם בתי גידול חשוב, כמו גם מקורות המזון עבור אורגניזמים מסוימים, כגון זואופלנקטון או saprotrophs. בהתאם לכך, גורלו של חלקיקים לעיתים קרובות קשורה לגודל שלהם, אשר יכול להיות שונה על-ידי תהליכים ביולוגיים סביב חלקיקים.
דגימה חלקיקים ימיים בדרך כלל דורשת סינון, אך גישה זו מציגה של עמימות מסוימת בזיהוי המאפיינים של חלקיקים, כיוון חלקיקים ימיים לא הומוגנית הרכב וגודל. חלקיקים מושעה, מורכב בעיקר חלקיקים קטן ונמוך צפיפות הנמצאים כמעט באופן קבוע ההשעיה, מעורבבים עם כמויות משתנות של חלקיקים גדולים יותר, צפופה ההשעיה רק לתקופה קצרה של זמן, בהתאם לתנאי hydrodynamic 7. דיווחים ראשונים על ההרכב מתכת עקבות של פלנקטון דגימות נאספו tows פלנקטון או השעיית רשתות פלנקטון על כלי מחקר8. המחברים לעתים קרובות למצוא חלקיקי מתכת, שבבי בדגימות, צבע רומז בעיה חמורה של זיהום במהלך חלקיקים ימיים דגימה לניתוח כימי. אחרים מאמצים כוללים נטו גרירה על ידי גומי רפסודות או שימוש על פוליויניל כלוריד (PVC)-יד המנוף3. הקושי של אמינים הדגימה של חלקיקים מקשה התקדמות בהבנתנו ההרכב הכימי של חלקיקים ימיים, במיוחד עבור יסודות קורט. ככזה, הגיע מידע חיוני ביותר על הריכוז של יסודות קורט של פיטופלנקטון תרבות מחקרים9,10. הכרה זו הניעה מדענים ימיים כדי ליצור שיטות חדשות ללימוד חלקיקים בים במשך שלושים השנים האחרונות11.
Oceanographers השתמשו בטכניקות דיגום שונות, כולל סינון בחללית, בחיי עיר סינון, משקעים מלכודות11. העיבוד של כמויות גדולות של מי-ים לאסוף דגימות שאינו נגוע עשויה להיות מאתגרת, במיוחד עבור אוקיינוס הפתוח העמוקים שבו ריכוז החלקיקים נמוכים מאוד (0.001 - 0.1 mg/L). יש גם צורך לסנן כמויות גדולות של מי הים כדי להשיג על כמות נאותה של חלקיקים למדידת ריכוזי מתכות מעקב. יש חוקרים השתמשו בשיטת גודל-fractionation כדי להפריד חלקיקים מושעה חלקיקים שוקעים. עם זאת, גודל החלקיקים, נקבוביות, צפיפות, צורה יכולה כל חלקיק השפעה שוקע המהירויות. משקעים מלכודות אינם כלים מעשיים כדי לאסוף חלקיקי מושעה, שכן אלה מיועדים חלקיקים שוקעים. לכן, חשוב לפתח שיטות דיגום וטיפול יכול לאסוף כמויות מספיקות של חלקיקים מושעה עם זיהום מזערי. לפיכך, גודל-fractionation על-ידי סינון בחיי עיר הוא עדיין מבטיח כלי בארגז דגימה של האוקיינוסים, מאז זה עשוי לחשוף מידע קריטי בדינמיקה של חלקיקים ימיים. כאן, אנו מתארים בהצלחה בדיקות מעקב-מתכת-clean, סינון רב שכבתית הכבידה דגימה המנגנון ניתן לטפל בנפחים גדולים (L 120-240) של מי ים על הסיפון במעבר אחד מ טפלון (PTFE) מצופה דגימה בקבוקי מים מערך דגימה רב בקבוק. מכשיר דגימה זו משתמשת המחומצנים ניילון סינטטי רשתות ברצף, הרשתות מוקפים בתוך גורם מכיל פוליקרבונט לאסוף בעדינות fractionated גודל מושעה ולעדכן פיטופלנקטון12,13, 14,15 (איור 1). מטרת עבודה זו היא לספק כלי טוב יותר ללמוד את השיוכים מתכת-החלקיקים ואת הדינמיקה התגובה שלהם בסביבות ימיות, ולשפר את ההבנה שלנו על גורלם של מגוון רחב של האצה, חלקיקים, במתכות האלו סביבות.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>thermoplastic elastomer (C-Flex) Tubings</td>
			<td>Cole Palmer</td>
			<td>EW-06424-67</td>
			<td>O.D. 0.635 cm, Opaque White 1/8&#34;ID x 1/4&#34;OD, 25 ft/pack</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LDPE Bottle (Nalgene)</td>
			<td>ThermoFisher Scientific</td>
			<td>2103-0004</td>
			<td>125 mL, Nalgene Wide-Mouth LDPE Bottles with Closure</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>anionic protease enzyme detergent detergent (Tergazyme)</td>
			<td>Alconox</td>
			<td>1104-1</td>
			<td>1&#215;4 lb box (1.8 kg)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrochloric Acid</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>258148</td>
			<td>Reagent grade</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nitric acid</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>695025</td>
			<td>Reagent grade</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>alkaline detergnet (Micro)</td>
			<td>Cole Palmer</td>
			<td>EW-99999-14</td>
			<td>Micro-90 Cleaning Solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>polycarbonate filter, 47 mm, 0.4 &#181;m</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>WHA111107</td>
			<td>Whatman Nuclepore Track-Etched Membranes, diam. 47 mm, pore size 0.4 &#956;m, polycarbonate</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>polycarbonate filter, 47 mm, 10 &#181;m</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>WHA111115</td>
			<td>Whatman Nuclepore Track-Etched Membranes, diam. 47 mm, pore size 10 &#956;m, polycarbonate</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PFA vessel, 60 ml capacity</td>
			<td>Savillex</td>
			<td>300-060-03</td>
			<td>60 mL Digestion Vessel, Flat Interior, Flat Exterior, Buttress Threaded Top</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nitric acid, ultrapure</td>
			<td>Seastar Chemicals</td>
			<td>N/A</td>
			<td>BASELINE Nitric Acid</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HF, ultrapure</td>
			<td>Seastar Chemicals</td>
			<td>N/A</td>
			<td>BASELINE Hydrofluoric Acid</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Boric acid, ultrapure</td>
			<td>Seastar Chemicals</td>
			<td>N/A</td>
			<td>BASELINE Hydrobromic Acid</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>polyethylene (PE) gloves</td>
			<td>Safty Zone</td>
			<td>GDPL-MD-5</td>
			<td>Clear Powder Free Polyethylene Gloves</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Multiple layer filtering and collecting device</td>
			<td>Sino Instrumnets Co. Ltd</td>
			<td>not available</td>
			<td>Multiple layer filtering and collecting device, CATNET</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10 um Nylon filters, Nitex</td>
			<td>Dynamic Aqua-Supply Ltd.</td>
			<td>NTX 10</td>
			<td>Nitex - Standard Widths (40 - 44 inches)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>60 um Nylon filters, Nitex</td>
			<td>Dynamic Aqua-Supply Ltd.</td>
			<td>NTX 60</td>
			<td>Nitex - Standard Widths (40 - 44 inches)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>150 um Nylon filters, Nitex</td>
			<td>Dynamic Aqua-Supply Ltd.</td>
			<td>NTX 150</td>
			<td>Nitex - Standard Widths (40 - 44 inches)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>torque wrench</td>
			<td>Halfords</td>
			<td>200238</td>
			<td>Halfords Professional Torque Wrench 8-60Nm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>multi-bottle sampling array, Rosette</td>
			<td>General Oceanics</td>
			<td>Model 1018</td>
			<td>Rosette Sampler</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PTFE-coated sampling bottles, GO-Flo</td>
			<td>General Oceanics</td>
			<td>108020T</td>
			<td>GO-Flo water sampler teflon coated</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Marine sediment reference materials</td>
			<td>National Research Council Canada</td>
			<td>MESS-3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Estuarine sediment standard reference material</td>
			<td>National Institute of Standards and Technology</td>
			<td>1646a</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plankton reference material</td>
			<td>The European Commission&#39;s science and knowledge service</td>
			<td>CRM414</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

an ultra-clean multilayer apparatus for collecting size fractionated marine plankton and suspended particles

חלוקות של יסודות קורט רבים באוקיינוס משויכים מאוד הצמיחה, מוות, ואת re-mineralization של פלנקטון ימית ואלו של חלקיקים מושעה/שוקע. כאן, אנו מציגים כל פלסטיק (פוליפרופילן ופוליקרבונט), רב-שכבתית סינון מערכת איסוף חומר על תנאי (SPM) בים. זה מכשיר דגימה אולטרה נקי כבר שעוצבו ופותחו במיוחד ללימודי יסוד קורט. בחירה קפדנית של כל חומרים מתכתיים וסילוק של הליך זרימה דרך בשורה ממזער כל זיהום מתכת אפשרי במהלך הדגימה. מערכת זו בהצלחה שנבדק ונמצא צבט לקביעת במתכות (למשל, Fe, Al, Mn, תקליטור, Cu, Ni) על חלקיקים בגדלים במימי האוקיינוס החוף ופתוח. תוצאות של ים סין הדרומי בתחנה בדרום מזרח אסיה בזמן-סדרות (מושבים) מצביעים על כך וריאציות ההשתנות היומית, התפוצה המרחבית של פלנקטון באזור euphotic יכול להיות בקלות נפתרה מזוהה. ניתוח כימי של fractionated-גודל החלקיקים במים עיליים של מצרי טאיוואן עולה כי החלקיקים גדול (> 153 מיקרומטר) בעיקר ביולוגית נשאבו, ואילו החלקיקים קטנים (10-63 מיקרומטר) היו מורכבים בעיקר מחומר אורגניים. מלבד תקליטור, ריכוזי מתכות (Fe, Al, Mn, Cu, Ni) ירד עם הגדלת גודל.

עם הפיתוח לאוקיאנוגרפיה המודרנית, זה עכשיו מקובל להשתמש "טכניקות נקי" כדי לקבל מעקב מדויק מתכת ריכוזי חלקיקים ימיים או הפלנקטון. מאז רוב חלקיקי המים הטבעיים ב- mg/L נמוך לטווח µg/L, הטיפול של כמויות גדולות של מי ים הוא צורך לחקור את ההשפעות גיאוכימיים והביולוגיה במתכות על חלקיקים שונים בסביבות אמביינט. עם השימוש של כוח המשיכה נקי, רב שכבתית סינון ("CATNET") הדגימה טכניקות (איור 1), נמצאה הסכם טוב בין ריכוזי חלקיקים באמצעות סינון קונבנציונאלי מבוי סתום בלחץ ואלה שנאספו על ידי CATNET, באמצעות ערכת נתונים של מי הים לאורך החוף, לטעום מן החוף המערבי את טייוואן (איור 2). יותר מ- 90% חלקיקים כאלו היו קטנים (0.4 - 10 מיקרומטר). כאשר מי ים לעומת הסביבה הבלתי מסוננת, כדי CATNET סינון מי ים (< 10 מיקרומטר), באמצעות פרוטוקול זה מיוצר ריקים נמוך מאוד ולא שום זיהום מורגש (טבלה 1). עבור חלקיקים שנאספו בעומק של כלורופיל-a המרבי בים סין הדרומי בין 3/26/2002 3/28/2002, רוב החלקיקים (> 80%) התגורר קטן יותר (0.4 - 10 מיקרומטר) חלקיקים. חלקיקים גדולים יותר, כלומר, זואופלנקטון (> מיקרומטר 153), הראו בבירור דפוסי ההגירה אנכי ההשתנות היומית, בעוד ריכוזי חלקיקים קטנים יותר נותרה כמעט ללא שינוי (איור 3). זואופלנקטון בשידור חי שנצפתה הבקבוקים דגימה הצביעו על העדינות של תהליך סינון10. המים העיליים של מצרי טאיוואן, אנליטית וכימיה רטובה וטכניקות דגימה המתוארים כאן משמשים כדי למדוד חלקיקים ימיים הפצות ויצירות. ההיסטוגרמה של ריכוז מתכת הממוצעת של החלקיקים על תנאי (µg/g) בין השברים בגודל שונה אסף מגוונים באופן דרמטי, הנמשכים מעל חמישה סדרי גודל. ריכוז מגוונים באופן משמעותי בקבוצות גודל חלקיקים שונים: 0.4 - 10 מיקרומטר, 10-63 מיקרומטר, 63-153 מיקרומטר, ו > 153 מיקרומטר. באופן כללי, רוב החלקיקים היו מועשרים Fe ו באל, הריכוזים פחתה עם הגדלת גודל, חוץ תקליטור, אשר גדלה עם הגדלת גודל, ככל הנראה כתוצאה של ביו-ריכוז תהליך3,10, 14 (איור 4).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56811/56811fig1.jpg"> איור 1: כוח משיכה רב שכבתי נקי במיוחד דוגמת סינון לאיסוף גודל fractionated פלנקטון ימית והחזיקה חלקיקים (CATNET). זה סמפלר אוסף של חלקיקים הוא עשוי פוליקרבונט וחומרים פוליפרופילן, והוא מצויד, ברצף, עם 153 מיקרומטר, מיקרומטר 63 ו- 10 מיקרומטר ניילון לשינוי רשתות. דגימות מים נמשכים מבקבוקי 20 ליטר מצופה PTFE דגימה שש על המערך דגימה רב בקבוק מוגברות, המחובר לקצה תזרים מנגנון סינון fractionated גודל באמצעות צינורות המחומצנים elastomer תרמופלסטיים. זו מערכת סינון יעיל מונע זיהום אפשרי תוך איסוף הדגימות על הסיפון, חלקיקים מופרדים בעדינות בגדלים שונים ברצף באמצעות הרשתות, שוקע לתוך הבקבוקים LDPE בחלק התחתון של כל רשת. "CATNET" כונה על ידי אחד ממחברי גברת לי וון-Huei עבור קיצור קצר של "של ד ר החתול נקי אולטרה רב שכבתית אוסף נטו", כך משתמשים יכול היה להבחין השיטה המנגנון ולסינון ביחס הממציא/המעצב, ד ר ליאנג-המסור וון "חתול". מכשיר זה היה פטנט עד 9 במאיth, 201512. <a href="https://cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56811/56811fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56811/56811fig2.jpg"> איור 2: השוואה של החומרים על תנאי (TSM) שנאספו מהמים החוף על ידי שתי שיטות סינון עצמאי. דגימות מים לאורך החוף בעומק של 5 מטרים נאספו על הסיפון-II המחקר האוקיינוס R/V באפריל 2007 (ניתוח 2-1432, 2007/4/21-4/23). תחנות דיגום (), (b) תיאור סכמטי של הליך הדגימה, (ג) חלקיקים בגודל שונה ריכוזים של כל מדגם נקבע בשיטה CATNET אתרי (d) השוואה בין החלקיקים הריכוז נקבע על ידי שיטת סינון קונבנציונאלי (TSM), שיטת CATNET (TTSM). קווי השגיאה הן סטיות תקן של דגימות המשוכפלת כפי שהוא נמדד TSM. הסכם טוב מאוד נמצאה בין ריכוזי חלקיקים מושעה נקבע באמצעות שתי השיטות עצמאיים נפרדים aliquots של הדגימות באותו. היו אתרי הדגימה 22, ואת שני מדגמים עבור כל אתר היו נאספים ומסונן ישירות על-ידי הסינון ללא מוצא נפוץ, מווסת המכשיר7,11,16 (הכולל חומרים על תנאי, "TSM", חלקיק משקל גדול יותר 0.4 מיקרומטר), ואת דגימה נוספת נאסף ע י CATNET ואחריו סינון ואקום בלחץ נמוך (הסכום הכולל של חומרים על תנאי, "TTSM", סכום המשקלות 0.4 - 10, 10-63, 63-153, ו > חלקיקים מיקרומטר 153; עשיתי רק. פעם אחת בשל זמן הפעולה). טווח ריכוז גדול מרמז כי הטכניקות מתאימים ללימודי חלקיקים סביבות נפרדות שבהם ריכוזי הראה הבדלים משמעותיים. <a href="https://cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56811/56811fig2large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>Analytes</td>
			<td>שדה מים כפול-יונים ריקים</td>
			<td>
מי ים אמביינט (< 0.4 ממוצעמ')
</td>
			<td>
CATNET פילטרט של מי ים (< 10 ממוצעמ')
</td>
		</tr>
<tr>
<td>חנקיתי (מיקרומטר)</td>
			<td>n.d.</td>
			<td>0.23</td>
			<td>0.22</td>
		</tr>
<tr>
<td>חנקתי (מיקרומטר)</td>
			<td>n.d.</td>
			<td>1.4</td>
			<td>1.45</td>
		</tr>
<tr>
<td>אמוניום (מיקרומטר)</td>
			<td>n.d.</td>
			<td>0.081</td>
			<td>0.088</td>
		</tr>
<tr>
<td>פוספט (מיקרומטר)</td>
			<td>n.d.</td>
			<td>0.16</td>
			<td>0.15</td>
		</tr>
<tr>
<td>סיליקט (מיקרומטר)</td>
			<td>n.d.</td>
			<td>4.01</td>
			<td>4.05</td>
		</tr>
<tr>
<td>דוק (מיקרומטר)</td>
			<td>n.d.</td>
			<td>83</td>
			<td>81</td>
		</tr>
<tr>
<td>Cu (אן אם)</td>
			<td>0.08</td>
			<td>0.91</td>
			<td>0.85</td>
		</tr>
<tr>
<td>Fe (אן אם)</td>
			<td>0.005</td>
			<td>0.34</td>
			<td>0.35</td>
		</tr>
<tr>
<td>Ni (אן אם)</td>
			<td>0.01</td>
			<td>2.45</td>
			<td>2.35</td>
		</tr>
</tbody></table>טבלה 1: ריכוזים מתכת התזונתי, מעקב הליך ווטרס ריק, טמפרטורת מי הים ו CATNET מסוננים ווטרס. איור של ריכוזים מתכת התזונתי, מעקב שדה 3 ריקים (מים טוהר גבוהה כאל דגימות בשטח), טמפרטורת המים (115˚34'E, 18˚15 ' N; 80 מטר עומק) לפני ואחרי סינון CATNET, מעידות על האפקטיביות של פרוטוקול המתואר. לא היו ראיות על ריכוז מוגבר עקב השפעות הלחץ כליאה (לא טבעי הפרשה בגלל התנגשות, חשיפה אור לא טבעי, הלם חום, ערבוב נמרץ, קרע תא, וכו ') או זיהום (במתכות ב שוטף, איסוף בקבוקים, איסוף ציוד, אביזרי, חוטים, סגרים פלסטיק, וכו '). שדה נמוך ריקים גם הושגו. לא לזיהוי: n.d.
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56811/56811fig3.jpg"> איור 3: וריאציות הטמפורלי של קרינה פלואורסצנטית כלורופיל (א) אזור euphotic, וכן חלקיקים בגודל שונה (ב) שנאספו בעומק של מקסימום כלורופיל-. דגימות נאספו על הסיפון-המחקר האוקיינוס R/V. אני בחודש מרץ 2002 (OR1-639, 2002/3/21-3/30)13. קווים מקווקווים עם משולשים ב () מצביעים על הזמן לאחזור נתונים הידרוגרפיים מושפלות CTD; המשולשים מוצק מציינות זמן הדגימה חלקיקים בעומק של כלורופיל המרבי עבור פריסות CATNET. בעוד כמה ריכוזי חלקיקים קטנים יותר, נשאר כמעט ללא שינוי, זואופלנקטון (> 153 מיקרומטר) הראו בבירור דפוסי ההגירה אנכי לילית. <a href="https://cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56811/56811fig3large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56811/56811fig4.jpg"> איור 4: השוואה של ריכוז מתכת הממוצע ב- יבשים מושעה חלקיקים (µg/g) בין גדלים שונים. () דגימות נאספו על הסיפון-II מחקר R/V האוקיינוס במהלך קיץ 2007 (ניתוח 2-1444, 2007/5/31-6/6). (b) ממוצע מתכת ריכוזי עם סטיות תקן יבשים מושעה חלקיקים (µg/g) עבור כל הדגימות 35 בין הגדלים השונים. בסך הכל, קומפוזיציות מעקב-מטאל מגוונים באופן דרמטי, הנמשכים מעל חמישה סדרי גודל. הריכוזים מתכת מעקב מגוונים באופן משמעותי גם בהחלקיקים בגודל שונה שנאספו (0.4 - 10, 10-63, 63-153, ו > 153 מיקרומטר) במים עיליים של מצרי טאיוואן; באופן כללי, הריכוזים פחתה עם הגדלת גודל, חוץ ישיש <a href="https://cloudflare-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/56811/56811fig4large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>

Watch this Scientific Journal Video about An Ultra-clean Multilayer Apparatus for Collecting Size Fractionated Marine Plankton and Suspended Particles at JoVE.com

An Ultra-clean Multilayer Apparatus for Collecting Size Fractionated Marine Plankton and Suspended Particles

מנגנון רב שכבתי אולטרה נקי של איסוף פלנקטון ימית גודל Fractionated וחלקיקים מושעה

פלנקטון וחלקיקים מושעה לשחק תפקיד מרכזי המעגלים הביוגיאוכימיים באוקיינוס. כאן, אנו מספקים שיטה אולטרה נקי, נמוך מתח עבור האוסף בגדלים שונים של חלקיקים פלנקטון בים עם יכולת לטפל בכמויות גדולות של מי ים.

The distributions of many trace elements in the ocean are strongly associated with the growth, death, and re-mineralization of marine plankton and those ...

an-ultra-clean-multilayer-apparatus-for-collecting-size-fractionated

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Environment

8.7K Views.  National Taiwan University. פלנקטון וחלקיקים מושעה לשחק תפקיד מרכזי המעגלים הביוגיאוכימיים באוקיינוס. כאן, אנו מספקים שיטה אולטרה נקי, נמוך מתח עבור האוסף בגדלים שונים של חלקיקים פלנקטון בים עם יכולת לטפל בכמויות גדולות של מי ים.

Video: An Ultra-clean Multilayer Apparatus for Collecting Size Fractionated Marine Plankton and Suspended Particles

A Fish-feeding Laboratory Bioassay to Assess the Antipredatory Activity of Secondary Metabolites from the Tissues of Marine Organisms

Marine chemical ecology is a young discipline, having emerged from the collaboration of natural products chemists and marine ecologists in the 1980s with the goal of examining the ecological functions of secondary metabolites from the tissues of marine organisms. The result has been a progression of protocols that have increasingly refined the ecological relevance of the experimental approach. Here we present the most up-to-date version of a fish-feeding laboratory bioassay that enables investigators to assess the antipredatory activity of secondary metabolites from the tissues of marine organisms. Organic metabolites of all polarities are exhaustively extracted from the tissue of the target organism and reconstituted at natural concentrations in a nutritionally appropriate food matrix. Experimental food pellets are presented to a generalist predator in laboratory feeding assays to assess the antipredatory activity of the extract. The procedure described herein uses the bluehead, Thalassoma bifasciatum, to test the palatability of Caribbean marine invertebrates; however, the design may be readily adapted to other systems. Results obtained using this laboratory assay are an important prelude to field experiments that rely on the feeding responses of a full complement of potential predators. Additionally, this bioassay can be used to direct the isolation of feeding-deterrent metabolites through bioassay-guided fractionation. This feeding bioassay has advanced our understanding of the factors that control the distribution and abundance of marine invertebrates on Caribbean coral reefs and may inform investigations in diverse fields of inquiry, including pharmacology, biotechnology, and evolutionary ecology.

This bioassay employs a model predatory fish to assess the presence of feeding-deterrent metabolites from organic extracts of the tissues of marine organisms at natural concentrations using a nutritionally comparable food matrix.

מעבדה מבדק-האכלת דגים לבחינת פעילות Antipredatory של משני מטבוליטים מהרקמות של אורגניזמים ימיים

Marine chemical ecology is a young discipline, having emerged from the collaboration of natural products chemists and marine ecologists in the 1980s with ...

A Protocol for Collecting and Constructing Soil Core Lysimeters

Leaching of nutrients from land applied fertilizers and manure used in agriculture can lead to accelerated eutrophication of surface water. Because the landscape has complex and varied soil morphology, an accompanying disparity in flow paths for leachate through the soil macropore and matrix structure is present. The rate of flow through these paths is further affected by antecedent soil moisture. Lysimeters are used to quantify flow rate, volume of water and concentration of nutrients leaching downward through soils. While many lysimeter designs exist, accurately determining the volume of water and mass balance of nutrients is best accomplished with bounded lysimeters that leave the natural soil structure intact. 
Here we present a detailed method for the extraction and construction of soil core lysimeters equipped with soil moisture sensors at 5 cm and 25 cm depths. Lysimeters from four different Coastal Plain soils (Bojac, Evesboro, Quindocqua and Sassafras) were collected on the Delmarva Peninsula and moved to an indoor climate controlled facility. Soils were irrigated once weekly with the equivalent of 2 cm of rainfall to draw down soil nitrate-N concentrations. At the end of the draw down period, poultry litter was applied (162 kg TN ha-1) and leaching was resumed for an additional five weeks. Total recovery of applied irrigation water varied from 71% to 85%. Nitrate-N concentration varied over the course of the study from an average of 27.1 mg L-1 before litter application to 40.3 mg L-1 following litter application. While greatest flux of nutrients was measured in soils dominated by coarse sand (Sassafras) the greatest immediate flux occurred from the finest textured soil with pronounced macropore development (Quindocqua).

A detailed method for extraction and assembly of intact soil core lysimeters and their use for study of leachate and associated loss of nutrients from surface applied poultry litter is demonstrated.

פרוטוקול Lysimeters Core קרקע איסוף הבנייה

Leaching of nutrients from land applied fertilizers and manure used in agriculture can lead to accelerated eutrophication of surface water. Because the ...

VacuSIP, an Improved InEx Method for In Situ Measurement of Particulate and Dissolved Compounds Processed by Active Suspension Feeders

Benthic suspension feeders play essential roles in the functioning of marine ecosystems. By filtering large volumes of water, removing plankton and detritus, and excreting particulate and dissolved compounds, they serve as important agents for benthic-pelagic coupling. Accurately measuring the compounds removed and excreted by suspension feeders (such as sponges, ascidians, polychaetes, bivalves) is crucial for the study of their physiology, metabolism, and feeding ecology, and is fundamental to determine the ecological relevance of the nutrient fluxes mediated by these organisms. However, the assessment of the rate by which suspension feeders process particulate and dissolved compounds in nature is restricted by the limitations of the currently available methodologies. Our goal was to develop a simple, reliable, and non-intrusive method that would allow clean and controlled water sampling from a specific point, such as the excurrent aperture of benthic suspension feeders, in situ. Our method allows simultaneous sampling of inhaled and exhaled water of the studied organism by using minute tubes installed on a custom-built manipulator device and carefully positioned inside the exhalant orifice of the sampled organism. Piercing a septum on the collecting vessel with a syringe needle attached to the distal end of each tube allows the external pressure to slowly force the sampled water into the vessel through the sampling tube. The slow and controlled sampling rate allows integrating the inherent patchiness in the water while ensuring contamination free sampling. We provide recommendations for the most suitable filtering devices, collection vessel, and storing procedures for the analyses of different particulate and dissolved compounds. The VacuSIP system offers a reliable method for the quantification of undisturbed suspension feeder metabolism in natural conditions that is cheap and easy to learn and apply to assess the physiology and functional role of filter feeders in different ecosystems.

VacuSIP, an Improved InEx Method for In Situ Measurement of Particulate and Dissolved Compounds Processed by Active Suspension Feeders

We introduce the VacuSIP, a simple, non-intrusive, and reliable method for clean and accurate point sampling of water. The system was developed and evaluated for the simultaneous collection of the water inhaled and exhaled by benthic suspension feeders in situ, to cleanly measure removal and excretion of particulate and dissolved compounds.

VacuSIP, שיטת INEX משופרת<em&gt; באתרו</em&gt; מדידה של חלקיקים מומס תרכובות מעובד על ידי האכלת השעית Active

Benthic suspension feeders play essential roles in the functioning of marine ecosystems. By filtering large volumes of water, removing plankton and ...

A Flow-through Exposure System for Evaluating Suspended Sediments Effects on Aquatic Life

This paper describes the Fish Larvae and Egg Exposure System (FLEES). The flow-through exposure system is used to investigate the effects of suspended sediment on various aquatic species and life stages in the laboratory by using pumps and automating delivery of sediment and water to simulate suspension of sediment. FLEES data are used to develop exposure-response curves between the effects on aquatic organisms and suspended sediment concentrations at the desired exposure duration. The effects data are used to evaluate management practices used to reduce the interactions between aquatic organisms and anthropogenic causes of suspended sediments. The FLEES is capable of generating total suspended solids (TSS) concentrations as low as 30 to as high as 800 mg/L, making this system an ideal choice for evaluating the effects of TSS resulting from many activities including simulating low ambient levels of TSS to evaluating sources of suspended sediments from dredging operations, vessel traffic, freshets, and storms.

A robust and flexible flow-through exposure system designed to maintain sediment in suspension is presented. The system is used to investigate the effects of suspended sediment on various aquatic species and life stages in the laboratory.

מערכת חשיפת זרימה דרך להערכת מושעה משקעים השפעות על חיים ימיים

This paper describes the Fish Larvae and Egg Exposure System (FLEES). The flow-through exposure system is used to investigate the effects of suspended ...

Protocol for Microplastics Sampling on the Sea Surface and Sample Analysis

Microplastic pollution in the marine environment is a scientific topic that has received increasing attention over the last decade. The majority of scientific publications address microplastic pollution of the sea surface. The protocol below describes the methodology for sampling, sample preparation, separation and chemical identification of microplastic particles. A manta net fixed on an &#187;A frame&#171; attached to the side of the vessel was used for sampling. Microplastic particles caught in the cod end of the net were separated from samples by visual identification and use of stereomicroscopes. Particles were analyzed for their size using an image analysis program and for their chemical structure using ATR-FTIR and micro FTIR spectroscopy. The described protocol is in line with recommendations for microplastics monitoring published by the Marine Strategy Framework Directive (MSFD) Technical Subgroup on Marine Litter. This written protocol with video guide will support the work of researchers that deal with microplastics monitoring all over the world.

The protocol below describes the methodology for: microplastics sampling on the sea surface, separation of microplastic and chemical identification of particles. This protocol is in line with the recommendations for microplastics monitoring published by the MSFD Technical Subgroup on Marine Litter.

פרוטוקול עבור דגימת חלקיקים על פני הים וניתוח לדוגמא

Microplastic pollution in the marine environment is a scientific topic that has received increasing attention over the last decade. The majority of ...

Extraction of Organochlorine Pesticides from Plastic Pellets and Plastic Type Analysis

Plastic resin pellets, categorized as microplastics (&#8804;5 mm in diameter), are small granules that can be unintentionally released to the environment during manufacturing and transport. Because of their environmental persistence, they are widely distributed in the oceans and on beaches all over the world. They can act as a vector of potentially toxic organic compounds (e.g., polychlorinated biphenyls) and might consequently negatively affect marine organisms. Their possible impacts along the food chain are not yet well understood. In order to assess the hazards associated with the occurrence of plastic pellets in the marine environment, it is necessary to develop methodologies that allow for rapid determination of associated organic contaminant levels. The present protocol describes the different steps required for sampling resin pellets, analyzing adsorbed organochlorine pesticides (OCPs) and identifying the plastic type. The focus is on the extraction of OCPs from plastic pellets by means of a pressurized fluid extractor (PFE) and on the polymer chemical analysis applying Fourier Transform-InfraRed (FT-IR) spectroscopy. The developed methodology focuses on 11 OCPs and related compounds, including dichlorodiphenyltrichloroethane (DDT) and its two main metabolites, lindane and two production isomers, as well as the two biologically active isomers of technical endosulfan. This protocol constitutes a simple and rapid alternative to existing methodology for evaluating the concentration of organic contaminants adsorbed on plastic pieces.

Microplastics act as vector of potentially toxic organic contaminants with unpredictable effects. This protocol describes an alternative methodology for assessing the levels of organochlorine pesticides adsorbed on plastic pellets and identifying the polymer chemical structure. The focus is on pressurized fluid extraction and attenuated total reflectance Fourier transform infrared spectroscopy.

הפקת חומרי הדברה אורגנוכלורינים מפלסטיק וגלגול סוג פלסטיק

Plastic resin pellets, categorized as microplastics (&#8804;5 mm in diameter), are small granules that can be unintentionally released to the environment ...

Preparation of Authigenic Pyrite from Methane-bearing Sediments for In Situ Sulfur Isotope Analysis Using SIMS

Different sulfur isotope compositions of authigenic pyrite typically result from the sulfate-driven anaerobic oxidation of methane (SO4-AOM) and organiclastic sulfate reduction (OSR) in marine sediments. However, unravelling the complex pyritization sequence is a challenge because of the coexistence of different sequentially formed pyrite phases. This manuscript describes a sample preparation procedure that enables the use of secondary ion mass spectroscopy (SIMS) to obtain in situ &#948;34S values of various pyrite generations. This allows researchers to constrain how SO4-AOM affects pyritization in methane-bearing sediments. SIMS analysis revealed an extreme range in &#948;34S values, spanning from -41.6 to +114.8&#8240;, which is much wider than the range of &#948;34S values obtained by the traditional bulk sulfur isotope analysis of the same samples. Pyrite in the shallow sediment mainly consists of 34S-depleted framboids, suggesting early diagenetic formation by OSR. Deeper in the sediment, more pyrite occurs as overgrowths and euhedral crystals, which display much higher SIMS &#948;34S values than the framboids. Such 34S-enriched pyrite is related to enhanced SO4-AOM at the sulfate-methane transition zone, postdating OSR. High-resolution in situ SIMS sulfur isotope analyses allow for the reconstruction of the pyritization processes, which cannot be resolved by bulk sulfur isotope analysis.

Preparation of Authigenic Pyrite from Methane-bearing Sediments for In Situ Sulfur Isotope Analysis Using SIMS

Analyses of the sulfur isotopic composition (&#948;34S) of pyrite from methane-bearing sediments have typically focused on bulk samples. Here, we applied secondary ion mass spectroscopy to analyze the &#948;34S values of various pyrite generations to understand the diagenetic history of pyritization.

הכנה של פיריט Authigenic ממשקעים מתאן מניבי בחיי עיר גופרית איזוטופ ניתוח באמצעות סימס

Different sulfur isotope compositions of authigenic pyrite typically result from the sulfate-driven anaerobic oxidation of methane (SO4-AOM) and ...

Development of New Methods for Quantifying Fish Density Using Underwater Stereo-video Tools

The use of video camera systems in ecological studies of fish continues to gain traction as a viable, non-extractive method of measuring fish lengths and estimating fish abundance. We developed and implemented a rotating stereo-video camera tool that covers a full 360 degrees of sampling, which maximizes sampling effort compared to stationary camera tools. A variety of studies have detailed the ability of static, stereo-camera systems to obtain highly accurate and precise measurements of fish; the focus here was on the development of methodological approaches to quantify fish density using rotating camera systems. The first approach was to develop a modification of the metric MaxN, which typically is a conservative count of the minimum number of fish observed on a given camera survey. We redefine MaxN to be the maximum number of fish observed in any given rotation of the camera system. When precautions are taken to avoid double counting, this method for MaxN may more accurately reflect true abundance than that obtained from a fixed camera. Secondly, because stereo-video allows fish to be mapped in three-dimensional space, precise estimates of the distance-from-camera can be obtained for each fish. By using the 95% percentile of the observed distance from camera to establish species-specific areas surveyed, we account for differences in detectability among species while avoiding diluting density estimates by using the maximum distance a species was observed. Accounting for this range of detectability is critical to accurately estimate fish abundances. This methodology will facilitate the integration of rotating stereo-video tools in both applied science and management contexts.

We describe a new method for counting fishes, and estimating relative abundance (MaxN) and fish density using rotating stereo-video camera systems. We also demonstrate how to use distance from camera (Z distance) to estimate species-specific detectability.

פיתוח שיטות חדשות לכימות תנועת הדגים בצפיפות בכלים סטריאו-וידאו תת-מימי

The use of video camera systems in ecological studies of fish continues to gain traction as a viable, non-extractive method of measuring fish lengths and ...

Methods for Image-based Surveys of Benthic Macroinvertebrates and Their Habitat Exemplified by the Drop Camera Survey for the Atlantic Sea Scallop

Underwater imaging has long been used in the field of marine ecology but decreasing costs of high-resolution cameras and data storage have made the approach more practical than in the past. Image-based surveys allow for initial samples to be revisited and are non-invasive compared to traditional survey methods that typically involve nets or dredges. Protocols for image-based surveys can vary greatly but should be driven by target species behavior and survey objectives. To demonstrate this, we describe our most recent methods for an Atlantic sea scallop (Placopecten magellanicus) drop camera survey to provide a procedural example and representative results. The procedure is divided into three critical steps that include survey design, data collection, and data products. The influence of scallop behavior and the survey goal of providing an independent assessment of the U.S. sea scallop resource on the survey procedure are then discussed in the context of generalizing the method. Overall, the broad applicability and flexibility of the University of Massachusetts Dartmouth School for Marine Science and Technology (SMAST) drop camera survey demonstrates the method could be generalized and applied to a variety of sessile invertebrates or habitat focused research.

Image based surveying is an increasingly practical, non-invasive method to sample the marine environment. We present the protocol of a drop camera survey that estimates the abundance and distribution of the Atlantic sea scallop (Placopecten magellanicus). We discuss how this protocol can be generalized for application to other benthic macroinvertebrates.

שיטות מבוססות-תמונה סקרים Macroinvertebrates בנתיק ואת הגידול שלהם כשניסחתי את הסקר המצלמה טיפה על צדפת הים האטלנטי

Underwater imaging has long been used in the field of marine ecology but decreasing costs of high-resolution cameras and data storage have made the ...

The Barnacle Balanus improvisus as a Marine Model - Culturing and Gene Expression

Barnacles are marine crustaceans with a sessile adult and free-swimming, planktonic larvae. The barnacle Balanus (Amphibalanus) improvisus is particularly relevant as a model for the studies of osmoregulatory mechanisms because of its extreme tolerance to low salinity. It is also widely used as a model of settling biology, in particular in relation to antifouling research. However, natural seasonal spawning yields an unpredictable supply of cyprid larvae for studies. A protocol for the all-year-round culturing of B. improvisus has been developed and a detailed description of all steps in the production line is outlined (i.e., the establishment of adult cultures on panels, the collection and rearing of barnacle larvae, and the administration of feed for adults and larvae). The description also provides guidance on troubleshooting and discusses critical parameters (e.g., the removal of contamination, the production of high-quality feed, the manpower needed, and the importance of high-quality seawater). Each batch from the culturing system maximally yields roughly 12,000 nauplii and can deliver four batches in a week, so up to almost 50,000 larvae per week can be produced. The method used to culture B. improvisus is, probably, to a large extent also applicable to other marine invertebrates with free-swimminglarvae. Protocols are presented for the dissection of various tissues from adults as well as the production of high-quality RNA for studies on gene expression. It is also described how cultured adults and reared cyprids can be utilized in a wide array of experimental designs for examining gene expression in relation to external factors. The use of cultured barnacles in gene expression is illustrated with studies of possible osmoregulatory roles of Na+/K+ ATPase and aquaporins.

The Barnacle Balanus improvisus as a Marine Model - Culturing and Gene Expression

The barnacle Balanus (Amphibalanus) improvisus is a model for studying osmoregulation and antifouling. However, natural seasonal spawning yields an unpredictable supply of cyprid larvae. Here, a protocol for the all-year-round culturing of B. improvisus is described, including the production of larvae. The use of cultured barnacles in gene expression studies is illustrated.

זיפרגליים Balanus improvisus כמודל ימית - Culturing, ביטוי גנים

Barnacles are marine crustaceans with a sessile adult and free-swimming, planktonic larvae. The barnacle Balanus (Amphibalanus) improvisus is particularly ...