Name: a simple method for automated solid phase extraction of water samples for immunological analysis of small pollutants
Uploaded: 2016-01-01T14:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 26 s
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This work was funded by the European Union Seventh Framework Program FP7/2007-2013 under grant agreement no. 265721. The authors thank the RIKILT Institute for Food Safety (NL) for their support in this project.

注意：以下のプロトコルは、SPEが50％（v / v）のメタノールで18の吸着剤および溶出で100mlの水のサンプルに対して行う説明します。酵素免疫測定法（ELISA）キットを用いて連結された濃縮されたサンプルは、分析前に10％（v / v）のメタノールに達するように希釈されます。 1.試薬の準備<ol><li>水サンプルを準備<ol><li>他のステップの前に、0.2μmの孔径のフィルターを各100 mlの水のサンプルをフィルタリングします。 </li><li>水の量に参照溶液の適切な量を希釈することにより、所望の濃度でサンプルをスパイク。例えば、300μgの/ Lの濃度のE2参照溶液の3.3μLを希釈することにより、E2の100 ngの/ Lの水サンプルを100mlを調製します。 10 ngの/ L E2をスパイクサンプルを得るために、このソリューションを10回希釈します。 1 ngの/ L E2で100mlのサンプルを取得するために、この後者に別の10倍希釈します。 </li><li> Gでガラス瓶にろ過した試料（未修正またはスパイク）を配置L45スレッド。同じ日にサンプルを使用してください。初期濃度を推定するためにELISAを用いて分析する小さな部分を取ります。 </li></ol></li><li>タイトなチューブに50％v / vのに脱イオン（ジ）を水にメタノールを希釈することにより溶離液の300μlのを準備します。 </li></ol> SPEカラムの調製<ol><li>最初のメタノールの1,600μL、次いで逆相吸着剤の40 mgのジ水400μLを加えることによって、オクタデシル - シリカ吸着剤粒子の20 mg / mlの懸濁液を調製。しっかりと蓋を閉め、ボルテックスで攪拌します。 </li><li>列の一番下の膜のインストール<ol><li>細孔径11ミクロンと1ナイロン膜を選択し、防塵組織の二重の層の上に置きます。直径3mmのパンチで、膜中に二つの小さな部分をカット。 </li><li>フラットエンドフィルタのピンセットで小さな膜のいずれかをつかみ、列の一方の側に配置します。 </li><li>チューブを平底コネクタをねじ込み、締めます。膜はnですOW、所定の位置に吸着剤を確実に加えることができます。膜が配置された端部に向かって列のポインティングの身体の矢印を描画します。 </li></ol></li><li>パックされた吸着剤カラムの準備<ol><li>底部に向かって矢印をホルダーに列を固定します。列には、できるだけ垂直に設定する必要があります。 </li><li>ルアーロックコネクタを使用して、列のチューブの端部に空の10ミリリットルを使い捨て注射器を取り付けます。 </li><li> 20-200μlの先端にマイクロピペットを準備し、100μlにボリュームを設定します。このピペットチップのフォーマットを調製するための吸着剤カラムのサイズに適合されます。手順は、1ミリリットルピペットで使用されるものと大きなピペットチップで、より困難であろう。 </li><li>ボルテックスで吸着剤懸濁液を攪拌し、急速に列を中心に100μLをピペット。注入しながら、吸引優しくすべてのピペッティングソリューションは、もう一方の手で注射器を使用することにより、膜の谷。このSTで年齢は、シリンジの充填溶液は、粒子の明確でなければならず、粒子床は、結局は列で観察することができます。 </li><li>溶液中の粒子の均一な懸濁液を確保するために、すべてのピペット操作の間にストック懸濁液を撹拌することにより、このプロセスをさらに2回繰り返します。結果の列は、吸着剤の6ミリグラムが含まれています。 </li><li>懸濁液の300μlのがロードされ、注射器で吸引することにより、乾燥された場合には、位置に注射器を保持し、もう一方の手で鉗子を使用して上に第二のナイロン膜を配置します。 </li><li>チューブと第二のコネクタをネジ止めし、注射器を廃棄してください。 SPEカラムを使用する準備ができました。 </li></ol></li></ol> 3.システムの準備<ol><li>ルアーロックコネクタを使用して、デバイス上のSPEカラムを締めます。矢印は、デバイス上に示したものと同様の方向を指している必要があります。 </li><li>ねじ込むことによって、デバイスへのサンプルが入ったボトルを接続しますその上GL45安全キャップを提供します。 </li><li> 「溶離液」リザーバ内に溶離液の200μlのをロードします。 </li><li> 「希釈」リザーバ内の負荷ジ水800μLを。 </li><li>抽出工程中に処理水を収集するために、廃棄物の出口にボトルを置きます。フォーマットは重要ではないが、体積が試料体積に関して十分に大きくする必要があります。 </li><li> 1.5ミリリットルの最小容積容量を有するセンサー出口に小さなバイアルを置きます。濃縮された溶出液および希釈液を収集する際に気泡がこの出口で形成するように1ミリリットルの最大容量は小さくなりすぎます。 </li><li>逆時計回りのさらなる移動が不可能になるまで、圧力調整器は、それを手動で回して閉じた位置にあることを確認します。 </li></ol>プロトタイプ4. SPE <ol><li>背面のボタンを押して、プロトタイプのスイッチをオンにします。 </li><li>ユーザーインターフェースを用意し、プログラムを選択します<ol><li>ユーザーインターフェースを開きます。選択デバイスがリストから接続し、ボタン「次へ」をクリックされているコンピュータの通信ポート。 </li><li>値PSET 580とdpsetのための30を入力します。ポンプが動作しているとき、580±30ミリバールで加圧されたシステムや貯水池内の圧力を維持するために調整されます。 </li><li>自動モードを選択します。 </li><li>自動モードのコーナーでは、ボックス「設定ファイルパス」内のプログラムファイルをロードします。 </li></ol></li><li>圧力調整器を調整します<ol><li>ポンプを起動します。 </li><li> プリプレグのための読み値は劣るが、320ミリバールに近くなるまで手動で圧力調整器を回します。 </li><li>ポンプを停止します。 </li></ol></li><li> SPE手順を開始します<ol><li>自動モードの隅に押して「スタート」。ポンプはスイッチオンし、抽出、溶出および希釈のステップが自動的にお互いに従います。 100 mlのサンプルの全体の手順は、50分で行われます。 </li><li>プリプレグの値を確認してください。最適な流量を確保するために、抽出工程中に350ミリバール - それは範囲320でなければなりません。 </li><li>分析まで暗所に4〜5℃の小瓶と店を閉じます。分析対象物の劣化を防止するために、次の30時間で分析を実行します。 </li><li>処理された水を廃棄してください。 </li></ol></li><li>システムのクリーニング 注：各抽出手順の後、システムは、交差汚染を防止するために洗浄される必要があります。 <ol><li> GL 45ガラス瓶中のメタノール70％v / vの10 mlの溶液を調製します。 </li><li> SPEカラムを抜いて、コネクタ付きチューブを差し込みます。 </li><li>自動モードでは、「クリーニング」ファイルを選択し、同じ圧力設定で起動します。 </li></ol></li></ol> ELISAとエストラジオール濃度の5検出<ol><li>使用されているELISAキットで提供されたプロトコルに示されているように濃度のキャリブレーションサンプルを準備します。 1 Calibraでの準備ンは、サンプルと同じマトリックスを設定し、メタノール10％v / vので設定1つの較正。 </li><li>製造業者の指示に従って、プレート上のウェル中の試料の必要量を分注します。 、キャリブレーションサンプルを使用して変更されていないし、メタノール10％v / vの水のフィルタリングではなく、SPEで処理したサンプル、および濃縮されたサンプルをスパイクしました。検定に関連する誤差を低減するために、サンプルあたり3ウェルを使用してください。 </li><li>酵素と反応物の添加のためのキット、インキュベーション時間、洗浄、さらに反応が設けられており、プロトコルの指示に従ってください。 </li><li>プレートリーダー機器との​​キット製造業者の説明書に従って、各ウェルに光信号を読み取り、データを収集します。 </li><li>較正曲線に適合し、同じマトリックスと最初のサンプル中、およびメタノール10％v / vのに富む試料中のE2濃度を決定するために、プレートリーダー装置のソフトウェアを使用します。 </li></ol>

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The authors have nothing to disclose.

イムノアッセイを用いて分析を行った水試料の調製のための新しい方法を提案しました。機器は、自動化されたユーザーフレンドリーな方法で固相抽出を行うことができます。 システムに前の注入に水試料の濾過が非常に重要です。溶液中にまだ存在する任意の粒子は、潜在的に流体ネットワークの目詰まりの原因とSPEカラムを妨害します。もう一つの重要なステップは、SPEカラムの製造です。カラム中の粒子の量は、可能な限り最高のパフォーマンスを達成することが重要です。粒子の凝集を回避するために、吸着剤粒子の懸濁液を調製する場合には、特別な注意が必要です。この吸着剤は、乾燥し、次いで脱イオン水画分に第一の溶媒の画分を添加することによって達成されます。ピペットで100μLを吸引しながら、包装工程の間に、それはよくサスペンションを混合することが重要です。 SPEのプロの終わりcedureは、システムを適切に洗浄することが重要です。異なるサンプルを扱う場合、まず、それは、交差汚染を防止し、そして第二に、それは、それが使用されていない機器の生物汚染の危険性を回避します。 導入部で論じたように、環境中の汚染物質の小分子の分析のための免疫検出法の使用が拡大しています。これらの方法は、 図11に示すように、低NG / Lレベル7での検出の限界に達し、非常に特異的であるという利点を有します。このような方法は、化学的方法、主に質量分析関連の技術と組み合わせて使用されている。14、15、後者が必要とされる高い予備濃縮係数を到達可能にする自動化されたSPE装置から有機溶剤及び利益の使用を制限しません。比較では、イムノアッセイは、アッセイ緩​​衝液の組成に敏感であり、プロセスを容易にするために、試料調製技術を適応さ欠きます。当社のモジュールは、複数の分析に専用されていますイムノアッセイによるモール分子。 我々の自動化された方法を用いて、サンプルの100倍濃縮が達成され、ELISAの濃度範囲の分析物を検出するために許可されています。これらの予備濃縮性能が従来のSPEと比較して低いように見える場合は、完全に免疫検出のための要件に合致しています。また、器具は、典型的な手動または自動化されたSPEのセットアップと比較して小さいフットプリント（25 cmでのx 15 cmで×10 cm）の、低コストである。13、必要に応じて、複数のサンプル分析のスループットは、したがって、いくつかのデバイスを使用することによって増加させることができます並行して。別の可能性は、手順に必要な時間を減少させる試料と溶離液の小さいボリュームのための方法を設計することであろう。いくつかの他の制限は、結果の説明を通じて議論されました。ユーザーが関与している2つのステップの両方が、このプロトタイプの開発の度合いにリンクされ、交流に向けてさらに一歩することによって解決されるだろうが、まだあります。ommercialデバイス。吸着剤相のパッキングは手動で行われています。この方法は、しかしながら、容易にかつ再現性のあることが示されました。私たちは、システムをより高いスケールで製造された場合、使い捨ての列が生成することができると確信しています。 要約すると、我々は、コンパクトで自動化されたデバイス上のSPEを実行するための新しい方法を記載しています。我々は、市販のELISAキットにより、17βエストラジオールの検出に適用し、抽出前濃縮方法の説明を通じてイムノアッセイによる水試料の分析のための可能性を実証しました。この方法は、ユーザーフレンドリーでコスト効果的であり、将来的にはバイオセンサー（作業中）にインラインで適用することができます。我々は、我々のプラットフォームは、食品や尿などのEDCのモニタリングのための関連性の高い、より複雑なサンプルマトリックス、上同様の固相抽出手順を実行できるようになります期待しています。我々は、我々のシステムが確立された中で、今後免疫検出法の適用をサポートします確信しています環境分析の分野。

サンプル調製は、任意の分析のプロセスの重要なステップです。具体的には、マトリックス効果、干渉の減少、および分析物の濃縮の除去は、正確な結果を得るため、検出の下限に到達するために必要です。内分泌かく乱化合物（のEDC）による生物に対する作用に特に懸念た場合であっても、環境が非常に低いレベルで存在します。天然ホルモン17βエストラジオールは、EUの水質汚染の監視リスト上に存在し、欧州の水枠組み指令で規制優先物質のリストに追加されやすいです。固相抽出（SPE）は、一般に、化学1-5（クロマトグラフィー、質量分析法）及び免疫6-9検出方法の両方で、水の小さな汚染物質の分析に適用されます。後者は、イムノアッセイは、フォーマットの多種多様で利用可能であるTAに固有のものとして、環境モニタリングの分野に関心を得ました目標確認検体、検出の下限に達した。6、7、10、11、種々の酵素免疫測定法（ELISA）は市販されており、マルチウェルプレート上で一度に複数のサンプルを分析するために使用可能に連結されました。手続きには数時間かかることがあり、連続反応工程で構成されています。反応の最終生成物は、検量線に基づいて、標的分子の濃度を決定するために、光学的に検出することができます。 クラシックSPE手順は、吸着剤プレコンディショニング、サンプル抽出、洗浄、溶出、および溶離液の蒸発による濃縮を含みます。この抽出物の希釈のために使用される溶媒は、検出方法に応じて選択されます。免疫学的方法については、強く、有機溶媒の影響方法の感度の量。12 回復及び予備濃縮性能に加えて、この方法は、簡単かつコスト効率的である必要があります。 procedurの自動化eは人間関連のエラーを削減することができます。私たちの以前の研究13では、自動化されたSPEのためのプロトタイプを導入し、私たちの方法は、海水試料中の天然ホルモンの17βエストラジオールの分析に適用しました。現在の映像で、私たちは、オフラインの伝統とオンラインSPE、および免疫反応による検出とその特定の互換性に比べて提案手法の技術的な利点を強調したいと思います。我々は、17βエストラジオールの検出のための水サンプルに適用プロトコルを記述する。 SPEは、オクタデシルシリカ（C18）吸着相と溶出を希釈メタノールを用いて行われると実行されます。

<table><tbody><tr><td>Filter membrane 0.2 &amp;mu;m pore size</td><td>Merck Millipore</td><td>GNWP04700</td><td>For sample filtration</td></tr><tr><td>Nylon membrane 11 &amp;mu;m pore size</td><td>Merck Millipore</td><td>NY1104700</td><td>For SPE column</td></tr><tr><td>Disposable biopsy punch 5 mm</td><td>Medical Budget</td><td>39302439</td><td></td></tr><tr><td>Nucleodur C18 ec&amp;nbsp;</td><td>Macherey Nagel</td><td>713550.01</td><td>50 &amp;mu;m particle diameter</td></tr><tr><td>Synthetic sea water</td><td>Sigma Aldrich</td><td>SSWS500-500ML</td><td></td></tr><tr><td>Methanol</td><td>VWR</td><td></td><td></td></tr><tr><td>17beta-estradiol standard</td><td>Enzo Life Science</td><td></td><td>300 ng/ml</td></tr><tr><td>17beta-estradiol ELISA kit</td><td>Enzo Life Science</td><td>ADI-900-008</td><td>96 wells, range 30 - 3,000 ng/L</td></tr></tbody></table>

a simple method for automated solid phase extraction of water samples for immunological analysis of small pollutants

環境水サンプルの固相抽出（SPE）のための新たな方法が提案されています。開発されたプロトタイプは、コスト効率的でユーザーフレンドリーであり、迅速な自動化と単純なSPEを行うことができます。プレ濃縮液は、低有機溶剤の含有量を、免疫測定法による分析と互換性があります。この方法は、100 mlの水サンプル中の天然ホルモンの17βエストラジオールの抽出及び予備濃縮のために記載されています。逆相SPEは、オクタデシル - シリカ吸着剤を用いて行われ、溶出はメタノール50％v / vの200μlで行われます。溶離液は、メタノールの量を低下させるために脱イオン水を添加することによって希釈されます。手動SPEカラムを準備した後、全体的な手順は、1時間以内に自動的に行われます。プロセスの終わりには、エストラジオール濃度は、市販の酵素結合免疫吸着アッセイ（ELISA）を用いて測定されます。 100倍のプレ濃度が達成され、わずか10％v / vの中のメタノール含有量。分子の完全な回復1 ngので達成される/ Lは、脱イオン化された合成海水サンプルをスパイクしました。

吸着剤の充填の再現性は、乾燥することによって評価し、ガラスバイアルにピペッティング吸着剤を重み付けし、その結果を図1に示された。 図2に示すように、注入の時間の再現性を、100 mlのサンプルを試験した。初期およびプレで濃縮スパイクされたサンプルは、17βエストラジオールのための市販のELISAキットを用いて測定し、 図3に示されて濃縮しました。 提案された手順は、吸着相（ 図1）の調製のためのユーザを含みます。吸着剤粒子は、機械的安定性のための2つの膜の間保持され、密列中の懸濁液をピペットながら注射器で加えられる圧力によってパックされています。結果の列は、この値のわずか6％の誤差で選ばれた吸着剤の6ミリグラムの最適化された量が含まれています。このステップは、働き吸着剤のコンディショニングとして、懸濁液を充当溶媒条件で調製されます。 準備とシステム上のSPEカラムを設置し、適切な貯水池でのソリューションをロードした後、予備濃縮手順は完全に自動化されており、合計で100ミリリットルの試料（ 図2）のために1時間未満が必要です。抽出は40±8分で実行されます。たった2つのパラメータは依然としてユーザ、パックされた吸着剤の調製および流量の設定に影響されます。最初の列の製造のための大規模な方法を適用することによって解決されます。第二は、システムを介して解決策を駆動するために使用される圧力値を決定する圧力調整器の手動調節に関係しています。エラーのこのソースは、電子圧力調整器を実装することによって除去されます。 公演に関しては、PR達成電子濃度係数が100最初に、500倍の予備濃縮は、50％（v / v）のメタノールと吸着剤からの抽出物を溶出することによって行われます。次いで5倍希釈を脱イオン水を添加することにより行われます。この希釈は、溶媒含有量が減少し、イムノアッセイの感度を維持します。 ELISA（ 図3A）の較正曲線を見ると、それは、濃縮されたサンプル中のメタノールの比は、イムノアッセイの感度に影響を与えないことは明らかです。予備濃縮の代表的な結果が図3に示されている。この方法は、1 ngの/17βエストラジオールのLでスパイク二水および人工海水試料に適用しました。 （ - 3万NG / L 30）サンプル濃度は検出限界未満であるが、予備濃縮方法がうまくアッセイの範囲内でそれらのサンプルをもたらします。回収率は理論的なスパイク濃度の最終濃度を比較することによって得ました。 128パーセント±22％および107±％の回収率6％は、それぞれ、二水および人工海水（ 図3B）について計算しました。 <img alt="図1" src="/files/ftp_upload/53438/53438fig1.jpg" /> 図1.イラストレーションと吸着剤の梱包方法の再現性 。 3つのステップがあります、最初のコネクタとの最初のナイロン膜を固定吸着剤懸濁液を注入し、第二の膜とコネクタを挿入して、列を閉じます。結果の列は、6％の標準偏差（N = 6準備と加重列）と吸着剤の6ミリグラムが含まれています。 <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53438/53438fig1large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。</a> <img alt="図2" src="/files/ftp_upload/53438/53438fig2.jpg" /> 図2.ステップ・バイ・ステップ試料注入のための時間の再現性と手順の図は、溶液の入力は、貯水池や瓶の中にロードされます。 2つの出力は処理された試料（廃棄物）と低溶剤含有量の免疫測定法による分析のために互換性があり、濃縮サンプル、です。全体の手順は、自動化され、わずか1時間未満（N = 31、標準偏差）をとります。流量上のユーザの影響は青文字で強調表示されている。 <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53438/53438fig2large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。</a> <img alt="図3" src="/files/ftp_upload/53438/53438fig3.jpg" /> 1 ngの/ Lのために測定されたE2の前濃縮およびELISAによる分析の結果を図3。ELISAおよびポイントの（A）の検量線は、ENR後（II）ジ水（i）と人工海水をスパイクichment。 （B）回収率は、1 ngのために得られた/ Lは脱イオン水（i）と、人工海水をスパイク（ii）のサンプルを濃縮した後（N = 4）。エラーバーは、反復の数、各サンプル中の濃度を決定するために使用したELISAプレート上の3つのウェルから生じる標準偏差です。この図は、（13）から変更されている。 <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53438/53438fig3large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。</a>

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A Simple Method for Automated Solid Phase Extraction of Water Samples for Immunological Analysis of Small Pollutants

A protocol for the extraction and pre-concentration of estradiol from water samples by using an automated and miniaturized system is presented.

小さな汚染物質の免疫学的分析のための水試料の自動固相抽出ための簡単​​な方法

A new method for solid phase extraction (SPE) of environmental water samples is proposed. The developed prototype is cost-efficient and user friendly, and ...

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Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Environment

13.7K ビュー.  Centre Suisse d'Electronique et de Microtechnique. A protocol for the extraction and pre-concentration of estradiol from water samples by using an automated and miniaturized system is presented.

ビデオ: A Simple Method for Automated Solid Phase Extraction of Water Samples for Immunological Analysis of Small Pollutants

Automated Gel Size Selection to Improve the Quality of Next-generation Sequencing Libraries Prepared from Environmental Water Samples

Next-generation sequencing of environmental samples can be challenging because of the variable DNA quantity and quality in these samples. High quality DNA libraries are needed for optimal results from next-generation sequencing. Environmental samples such as water may have low quality and quantities of DNA as well as contaminants that co-precipitate with DNA. The mechanical and enzymatic processes involved in extraction and library preparation may further damage the DNA. Gel size selection enables purification and recovery of DNA fragments of a defined size for sequencing applications. Nevertheless, this task is one of the most time-consuming steps in the DNA library preparation workflow. The protocol described here enables complete automation of agarose gel loading, electrophoretic analysis, and recovery of targeted DNA fragments. 
In this study, we describe a high-throughput approach to prepare high quality DNA libraries from freshwater samples that can be applied also to other environmental samples. We used an indirect approach to concentrate bacterial cells from environmental freshwater samples; DNA was extracted using a commercially available DNA extraction kit, and DNA libraries were prepared using a commercial transposon-based protocol. DNA fragments of 500 to 800 bp were gel size selected using Ranger Technology, an automated electrophoresis workstation. Sequencing of the size-selected DNA libraries demonstrated significant improvements to read length and quality of the sequencing reads.

This manuscript describes an automated gel size selection approach for purifying DNA fragments for next-generation sequencing. The Ranger Technology provides complete automation of the entire process of agarose gel loading, electrophoretic analysis, and recovery of targeted DNA fragments allowing for high-throughput and high quality next-generation sequencing libraries.

環境水試料から調製した次世代シーケンシングライブラリの品質を向上させるために自動化されたゲルサイズの選択

Next-generation sequencing of environmental samples can be challenging because of the variable DNA quantity and quality in these samples. High quality DNA ...

環境学

Characterization and Application of Passive Samplers for Monitoring of Pesticides in Water

Five different water passive samplers were calibrated under laboratory conditions for measurement of 124 legacy and current used pesticides. This study provides a protocol for the passive sampler preparation, calibration, extraction method and instrumental analysis. Sampling rates (RS) and passive sampler-water partition coefficients (KPW) were calculated for silicone rubber, polar organic chemical integrative sampler POCIS-A, POCIS-B, SDB-RPS and C18 disk. The uptake of the selected compounds depended on their physicochemical properties, i.e., silicone rubber showed a better uptake for more hydrophobic compounds (log octanol-water partition coefficient (KOW) &#62; 5.3), whereas POCIS-A, POCIS-B and SDB-RPS disk were more suitable for hydrophilic compounds (log KOW &#60; 0.70).

A protocol about the characterization and application of five different passive sampling devices is presented.

水中の農薬のモニタリングのための特性とパッシブサンプラーの応用

Five different water passive samplers were calibrated under laboratory conditions for measurement of 124 legacy and current used pesticides. This study ...

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、のための改良INEX方法<em&gt;その場で</em&gt;微粒子と溶解した化合物の測定は、アクティブサスペンションフィーダによって処理します

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

A Simple Fractionated Extraction Method for the Comprehensive Analysis of Metabolites, Lipids, and Proteins from a Single Sample

Understanding of complex biological systems requires the measurement, analysis and integration of multiple compound classes of the living cell, usually determined by transcriptomic, proteomic, metabolomics and lipidomic measurements. In this protocol, we introduce a simple method for the reproducible extraction of metabolites, lipids and proteins from biological tissues using a single aliquot per sample. The extraction method is based on a methyl tert-butyl ether: methanol: water system for liquid: liquid partitioning of hydrophobic and polar metabolites into two immiscible phases along with the precipitation of proteins and other macromolecules as a solid pellet. This method, therefore, provides three different fractions of specific molecular composition, which are fully compatible with common high throughput 'omics' technologies such as liquid chromatography (LC) or gas chromatography (GC) coupled to mass spectrometers. Even though the method was initially developed for the analysis of different plant tissue samples, it has proved to be fully compatible for the extraction and analysis of biological samples from systems as diverse as algae, insects, and mammalian tissues and cell cultures.

A protocol for comprehensive extraction of lipids, metabolites and proteins from biological tissues using one sample is presented.

単一サンプルからの代謝産物、脂質およびタンパク質の包括的分析のための単純分別抽出法

Understanding of complex biological systems requires the measurement, analysis and integration of multiple compound classes of the living cell, usually ...

生化学

Extraction and Characterization of Surfactants from Atmospheric Aerosols

Surface-active compounds, or surfactants, present in atmospheric aerosols are expected to play important roles in the formation of liquid water clouds in the Earth&#39;s atmosphere, a central process in meteorology, hydrology, and for the climate system. But because specific extraction and characterization of these compounds have been lacking for decades, very little is known on their identity, properties, mode of action and origins, thus preventing the full understanding of cloud formation and its potential links with the Earth&#39;s ecosystems.
In this paper we present recently developed methods for 1) the targeted extraction of all the surfactants from atmospheric aerosol samples and for the determination of 2) their absolute concentrations in the aerosol phase and 3) their static surface tension curves in water, including their Critical Micelle Concentration (CMC). These methods have been validated with 9 references surfactants, including anionic, cationic and non-ionic ones. Examples of results are presented for surfactants found in fine aerosol particles (diameter &#60;1 &#956;m) collected at a coastal site in Croatia and suggestions for future improvements and other characterizations than those presented are discussed.

Methods are presented for the targeted extraction of surfactants present in atmospheric aerosols and the determination of their absolute concentrations and surface tension curves in water, including their Critical Micelle Concentration (CMC).

大気エアロゾルからの抽出および界面活性剤の特性評価

Surface-active compounds, or surfactants, present in atmospheric aerosols are expected to play important roles in the formation of liquid water clouds in ...

A Modified EPA Method 1623 that Uses Tangential Flow Hollow-fiber Ultrafiltration and Heat Dissociation Steps to Detect Waterborne Cryptosporidium and Giardia spp.

Cryptosporidium and Giardia species are two of the most prevalent protozoa that cause waterborne diarrheal disease outbreaks worldwide. To better characterize the prevalence of these pathogens, EPA Method 1623 was developed and used to monitor levels of these organisms in US drinking water supplies 12. The method has three main parts; the first is the sample concentration in which at least 10 L of raw surface water is filtered. The organisms and trapped debris are then eluted from the filter and centrifuged to further concentrate the sample. The second part of the method uses an immunomagnetic separation procedure where the concentrated water sample is applied to immunomagnetic beads that specifically bind to the Cryptosporidium oocysts and Giardia cysts allowing for specific removal of the parasites from the concentrated debris. These (oo)cysts are then detached from the magnetic beads by an acid dissociation procedure. The final part of the method is the immunofluorescence staining and enumeration where (oo)cysts are applied to a slide, stained, and enumerated by microscopy.
Method 1623 has four listed sample concentration systems to capture Cryptosporidium oocysts and Giardia cysts in water: Envirochek filters (Pall Corporation, Ann Arbor, MI), Envirochek HV filters (Pall Corporation), Filta-Max filters (IDEXX, Westbrook, MA), or Continuous Flow Centrifugation (Haemonetics, Braintree, MA). However, Cryptosporidium and Giardia (oo)cyst recoveries have varied greatly depending on the source water matrix and filters used1,14. A new tangential flow hollow-fiber ultrafiltration (HFUF) system has recently been shown to be more efficient and more robust at recovering Cryptosporidium oocysts and Giardia cysts from various water matrices; moreover, it is less expensive than other capsule filter options and can concentrate multiple pathogens simultaneously1-3,5-8,10,11. In addition, previous studies by Hill and colleagues demonstrated that the HFUF significantly improved Cryptosporidium oocysts recoveries when directly compared with the Envirochek HV filters4. Additional modifications to the current methods have also been reported to improve method performance. Replacing the acid dissociation procedure with heat dissociation was shown to be more effective at separating Cryptosporidium from the magnetic beads in some matrices9,13 .
This protocol describes a modified Method 1623 that uses the new HFUF filtration system with the heat dissociation step. The use of HFUF with this modified Method is a less expensive alternative to current EPA Method 1623 filtration options and provides more flexibility by allowing the concentration of multiple organisms.

A Modified EPA Method 1623 that Uses Tangential Flow Hollow-fiber Ultrafiltration and Heat Dissociation Steps to Detect Waterborne Cryptosporidium and Giardia spp.

This protocol describes the use of a tangential flow hollow-fiber ultrafiltration sample concentration system and a heat dissociation as alternative steps for the detection of waterborne Cryptosporidium and Giardia species using EPA Method 1623.

水性を検出するタンジェンシャルフロー中空糸限外ろ過と熱解離のステップを使用し変更されたEPAメソッド1623<em&gt;クリプトスポリジウム</em&gt;と<em&gt;ジアルジア属。</em

Cryptosporidium and Giardia species are two of the most prevalent protozoa that cause waterborne diarrheal disease outbreaks worldwide. To better ...

免疫・感染学

Identifying Per- and Polyfluorinated Chemical Species with a Combined Targeted and Non-Targeted-Screening High-Resolution Mass Spectrometry Workflow

Historical and emerging per- and polyfluoroalkyl substances (PFASs) have garnered significant interest from the public and government agencies from the local to federal levels. The continuing evolution of PFAS chemistries presents a challenge to the environmental monitoring, where ongoing development of targeted methods necessarily lags the discovery of new chemical compounds. There is a need, therefore, to have forward-looking methodologies that can detect emerging and unexpected compounds, monitor these species over time, and resolve details of their chemical structure to enable future work in human health. To this end, non-targeted analysis by high-resolution mass spectrometry offers a broad base detection approach that can be combined with almost any sample preparation scheme and provides significant capabilities for compound identification after detection. Herein, we describe a solid-phase extraction (SPE) based sample concentration method tuned for shorter chain and more hydrophilic PFAS chemistries, such as per fluorinated ether acids and sulfonates, and describe analysis of samples prepared in this fashion in both targeted and non-targeted modes. Targeted methods provide superior quantification when reference standards are available but are intrinsically limited to expected compounds when performing analysis. In contrast, a non-targeted approach can identify the presence of unexpected compounds and provide some information about their chemical structure. Information about chemical features can be used to correlate compounds across sample locations and track abundance and occurrence over time.

Here, we present a protocol for the sequential targeted quantification and non-targeted analysis of fluorinated compounds in water by mass spectrometry. This methodology provides quantitative levels of known fluorochemical compounds and identifies unknown chemicals in related samples with semi-quantitative estimates of their abundance.

あたりを識別する-ポリフルオロ化学種の結合対象・非対象と検診高分解能質量分析ワークフロー

Historical and emerging per- and polyfluoroalkyl substances (PFASs) have garnered significant interest from the public and government agencies from the ...

Fabrication of a Dipole-assisted Solid Phase Extraction Microchip for Trace Metal Analysis in Water Samples

This paper describes a fabrication protocol for a dipole-assisted solid phase extraction (SPE) microchip available for trace metal analysis in water samples. A brief overview of the evolution of chip-based SPE techniques is provided. This is followed by an introduction to specific polymeric materials and their role in SPE. To develop an innovative dipole-assisted SPE technique, a chlorine (Cl)-containing SPE functionality was implanted into a poly(methyl methacrylate) (PMMA) microchip. Herein, diverse analytical techniques including contact angle analysis, Raman spectroscopic analysis, and laser ablation-inductively coupled plasma-mass spectrometry (LA-ICP-MS) analysis were employed to validate the utility of the implantation protocol of the C-Cl moieties on the PMMA. The analytical results of the X-ray absorption near-edge structure (XANES) analysis also demonstrated the feasibility of the Cl-containing PMMA used as an extraction medium by virtue of the dipole-ion interactions between the highly electronegative C-Cl moieties and the positively charged metal ions.

The fabrication protocol of a dipole-assisted solid phase extraction microchip for the trace metal analysis is presented.

水試料中の微量金属分析のためのダイポールアシスト固相抽出マイクロチップの作製

This paper describes a fabrication protocol for a dipole-assisted solid phase extraction (SPE) microchip available for trace metal analysis in water ...

生物工学

Solid-Liquid Extraction

Source: Laboratory of Dr. Jay Deiner &#8212; City University of New York
Extraction is a crucial step in most chemical analyses. It entails removing the analyte from its sample matrix and passing it into the phase required for spectroscopic or chromatographic identification and quantification. When the sample is a solid and the required phase for analysis is a liquid, the process is called solid-liquid extraction. A simple and broadly applicable form of solid-liquid extraction entails combining the solid with a solvent in which the analyte is soluble. Through agitation, the analyte partitions into the liquid phase, which may then be separated from the solid through filtration. The choice of solvent must be made based on the solubility of the target analyte, and on the balance of cost, safety, and environmental concerns.

Solid-Liquid Extraction: Principle, Procedure, Applications

固液抽出

Source: Laboratory of Dr. Jay Deiner &#8212; City University of New York
Extraction is a crucial step in most chemical analyses. It entails removing the ...

Education

JoVE Science Education

化学

有機化学

Extraction of Biomarkers from Sediments - Accelerated Solvent Extraction

Source: Laboratory of Jeff Salacup&#160;- University of Massachusetts Amherst
The distribution of a group of organic biomarkers called glycerol-dialkyl glycerol-tetraethers (GDGTs), produced by a suite of archaea and bacteria, were found in modern sediments to change in a predictable manner in response to air or water temperature1,2. Therefore, the distribution of these biomarkers in a sequence of sediments of known age can be used to reconstruct the evolution of air and/or water temperature on decadal to millennial timescales (Figure 1). The production of long high-resolution records of past climates, called paleoclimatology, depends on the rapid analysis of hundreds, possibly thousands of samples. Older extraction techniques, such as sonication or Soxhlet, are too slow. However, the newer Accelerated Solvent Extraction technique was designed with efficiency in mind.
<img alt="Figure 1" src="/files/ftp_upload/10097/10097fig1.jpg" /> 
Figure 1. An example of a paleoclimate record showing changes in sea surface temperature (SST) in the eastern Mediterranean Sea during the past ~27,000 years3. This record comprises ~115 samples and is based on the isoprenoidal GDGT-based TEX86 SST proxy.

Accelerated Solvent Extraction of Total Lipid from Sediments

堆積物中のバイオ マーカーの抽出溶媒抽出を加速

Source: Laboratory of Jeff Salacup&#160;- University of Massachusetts Amherst
The distribution of a group of organic biomarkers called glycerol-dialkyl ...

小さな汚染物質の免疫学的分析のための水試料の自動固相抽出ための簡単な方法

要約

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環境水試料から調製した次世代シーケンシングライブラリの品質を向上させるために自動化されたゲルサイズの選択

水中の農薬のモニタリングのための特性とパッシブサンプラーの応用

VacuSIP、のための改良INEX方法

単一サンプルからの代謝産物、脂質およびタンパク質の包括的分析のための単純分別抽出法

大気エアロゾルからの抽出および界面活性剤の特性評価

水性を検出するタンジェンシャルフロー中空糸限外ろ過と熱解離のステップを使用し変更されたEPAメソッド1623

あたりを識別する-ポリフルオロ化学種の結合対象・非対象と検診高分解能質量分析ワークフロー

水試料中の微量金属分析のためのダイポールアシスト固相抽出マイクロチップの作製

固液抽出

堆積物中のバイオマーカーの抽出溶媒抽出を加速

小さな汚染物質の免疫学的分析のための水試料の自動固相抽出ための簡単​​な方法

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水中の農薬のモニタリングのための特性とパッシブサンプラーの応用

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大気エアロゾルからの抽出および界面活性剤の特性評価

水性を検出するタンジェンシャルフロー中空糸限外ろ過と熱解離のステップを使用し変更されたEPAメソッド1623

あたりを識別する-ポリフルオロ化学種の結合対象・非対象と検診高分解能質量分析ワークフロー

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固液抽出

堆積物中のバイオ マーカーの抽出溶媒抽出を加速

小さな汚染物質の免疫学的分析のための水試料の自動固相抽出ための簡単な方法

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