Melanie Voigt burs için minnettar Niederrhein of Üniversitesi Uygulamalı Bilimler Promotionskolleg. Yazarlar kendi kurum daha fazla finansal destek için teşekkür ederiz.

1. örnek hazırlama: Katı faz çıkarma
<ol><li>1 litre su örnekleri hazırlanması için toplamak.</li>
	<li>Örnek üzerinde gözenek boyutu kaba parçacıkları kaldırmak için 2 µm olarak mavi bant filtre filtre.</li>
	<li>3 mL metanol ve 3 mL Ultrasaf Su kullanarak SPE kartuş equilibrate.</li>
	<li>SPE kartuş üzerine filtrate (1 L) uygulamak ve ılımlı bir vakum, Örneğinkullanarak akış hızını artırmak., bir diyafram pompa. Not: Birkaç SPE kartuşları paralel olarak çalışabilir.</li>
	<li>Örnek 3 mL Ultrasaf Su ile yıkayın.</li>
	<li>Analitlerin kartuş sorbat 3 mL metanol ile gelen elute.</li>
	<li>Rotary evaporatör kullanarak kurumaya 3 mL eluate konsantre ol.</li>
	<li>Ultrasaf Su 1 ml kalıntı geçiyoruz.</li>
	<li>Çözüm şırınga filtre ve HPLC-ESI-Q-TOF-Bayan göre sigara hedefli analiz için bir şişe içinde depolayabilirsiniz.</li>
</ol>2. HPLC-ESI-Q-TOF-Bayan yöntemi olmayan hedef ve hedef analizi ve MS/MS için
<ol><li>Şişeyi HPLC-ESI-Q-TOF-Bayan Otomatik Örnekleyici aktarın.</li>
	<li>Tüm ilgili parametreler (Tablo 1) HPLC-ESI-Q-TOF-MS için ayarlayın. Not: bir sonlu çarpışma enerji kullanılırsa, i.e., çarpışma enerji (CE) ≠ 0, iyonlar parçalanmış. Bu mod hedeflenen MS/MS yöntemine karşılık gelir.</li>
	<li>Ölçüm başlatın.</li>
	<li>Elde edilen chromatograms ve kitle spectra analiz.</li>
</ol>3. UV ışınlama deneyler
<ol><li>Antibiyotik bileşim, Örneğin, Eritromisin (750 mg/L), 20 mg/L son konsantrasyonu, Ultrasaf Su geçiyoruz.</li>
	<li>750 mL çözeltisi ile Alüminyum Folyo sarılı 1 L photoreactor doldurun.</li>
	<li>15 W güç reaktörü sağlayan lamba tanıtmak.</li>
	<li>Manyetik karıştırıcı 500 rpm geçerlidir.</li>
	<li>PH değeri 3-4, 6-7 veya 8-9 HCl (0,1 M) veya NH3 (0,1 M) gerekirse dropwise eklenmesi tarafından istenen değere ayarlayın. pH 6-7 örnek olarak kullanılır.</li>
	<li>Reaksiyon çözüm 2 mL örnek kullanarak 0 zamanında almak ve 2 mL Cam şişe aktarın.</li>
	<li>UV lambası geçin ve elapsing süre takip. Not: Işınlama kez 10 dk çoğu kez yeterli. Photoreaction completeness isterseniz, ikinci bir deneme serisi ilk serisi sonuçları kullanılarak kaydedilmesi gerekir. Dikkat: UV ışınlama için körlüğe neden olabilir.</li>
	<li>2 mL örnek eriyik--dan her 30 çizmek s ilk 5 dk boyunca. O zaman bir örnek her 60 tane s deneme sonuna kadar. Örnekleri 2 mL tüpler aktarın.</li>
	<li>Şişeleri kadar HPLC-ESI-Q-TOF-MS Analizi-4 ° C'de depolayın</li>
	<li>HPLC-ESI-Q-TOF-MS 2. adımda açıklanan yöntemleri kullanarak 16 örnekleri analiz.</li>
</ol>4. kinetik Analizi
<ol><li>MATLAB R2016b eğri sığdırma araç gibi uygun bir yazılım hazırlamak.</li>
	<li>Saat veri üst antibiyotik ilk sipariş kinetik göre bileşik fotoğraf kaynaklı bozulması vs kitle alana sığdırmak, EQ 242,43 görmek <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/57434/57434eq1.jpg">(2) Konsantrasyonu <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/57434/57434eq2.jpg"> b ilk tepki adım A educt A, cA gerçek konsantrasyonu hızı sabit k1 ile reaksiyon süresi t üzerinden başlangıç konsantrasyonu gösterir</li>
	<li>Zaman eğrileri vs kitle alana sığacak gibi bir veya daha fazla ardışık takip tepki, yaniara ürün tanımlanabilir EQ 3 ve 4, kullanarak degradates., tepki göre ürün B ya da C model →B → C → d <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/57434/57434eq3.jpg">(3) <img alt="Equation 4" src="/files/ftp_upload/57434/57434eq4v5.jpg">(4) Konsantrasyonları cB ve cC B ve C; ara ürün için başvurun ve k2,k3 c, C-ö. karşılık gelen oranı sabit B</li>
	<li>Işınlama zaman fotoğraf ürün bozulması gözlemlemek için yeterli değilse verileri sığdırmak için EQ 5 kullanın. Bu degradate olarak nihai ürün D konsantrasyon oranı sabit almak için CD ile tedavi edilebilir. <img alt="Equation 6" src="/files/ftp_upload/57434/57434eq6.jpg">(5)<ol>
<li>B b ile reaksiyon sona ererse EQ 6 3, EQ yerine kullanarak toplama hesaplamak C nihai ürün ise, EQ 7 EQ 4 yerine göre C konsantrasyonu hesaplayın. <img alt="Equation 7" src="/files/ftp_upload/57434/57434eq7.jpg">(6) <img alt="Equation 8" src="/files/ftp_upload/57434/57434eq8.jpg">(7)</li>
	</ol>
</li>
	<li>EQ 8 yarı-hayat t1/2belirlenmesi için kullanın. <img alt="Equation 10" src="/files/ftp_upload/57434/57434eq10.jpg">(8)</li>
</ol>

Yazarlar hiçbir rakip mali çıkarlarının bildirin.

Bu raporda sunulan bir sigara hedefli analiz örneği Eczacılık yüzey su HPLC-ESI-Q-TOF-MS, MS kullanarak kimliğini gösterdi/MS ve karşılaştırma ile referans standartlar son kanıtı olarak. Sigara hedefli Analizi TOF-MS gücünü tüm iyonları mevcut belirli tutma zamanı ve geçici moleküler formülü tahmin için uzanan yüksek kitle doğruluk tespiti temel alır. TOF Kütle Spektrometre için alternatif olarak, bir yörünge iyon kapanı uygulanması geçen madde analizi su44tarif edilmiştir. Moleküler formülü tahmin kullanılan standartlar hızlı bir şekilde seçmek için başlangıç noktası olarak kullanılmıştır. Q-TOF-Bayan enstrümanın hedeflenen MS yöntemi uygulanması belirli bileşikler, algılama izin yalnızca önceden seçilmiş iyonları quadrupole filtre geçmek. Genel olarak hedeflenen analiz triple quadrupole kütle spektrometre, ayrıca su analiz45' kullanılarak gerçekleştirilir. Enstrümantal kusurları nedeniyle teorik kitle sapma telafi etmek için standart bir başvuru ile kromatografik bir karşılaştırma yapılması. Hedeflenen MS/MS Yöntemi ayrıca kimlik analiz için seçmiş olabilirsiniz. Burada, iyonlar seçilir, parçalanmış ve onların parçaları tespit edildi. MS/MS MS daha az duyarlı olduğundan, incelenen su örneklerinde ilaç konsantrasyonu anlamlı parçaları vermeye çok düşük. Ancak, parçaları algıladıysa, bileşikler yüksek güven ile belirlenebilir. Yetersiz ışık hassasiyeti daha büyük bir ilk su numune hacmi yoğunlaşarak üstesinden. Buna ek olarak, ölçüm sonra en kısa zamanda örnekleme potansiyel biyolojik46nedeniyle,47,48,49yapılmalıdır. Aksi takdirde, örnekleri bileşik bozulma ya da tepki dışlamak için-20 ° C'de muhafaza edilmelidir.
Bazen aynı m/z değerleri farklı saklama zamanlarda görünür. Bu izomerler farklı analitik teknikler gerektiren nedeniyle olabilir. Hiçbir bileşikleri, hangi mutlaka onların yokluğunda kanıtlamaz tespit bu da oluşabilir. Onlar sadece değil form iyonları olabilir veya algılama sınırın altına ortaya. Su türü de Eczacılık varlığı üzerinde bir etkisi egzersizleri. Eczacılık nadiren Atıksu arıtma tesisleri48,50,51,52,53--dan kaynak su ve kanalizasyon su ve atık ile karşılaştırıldığında yeraltı suyu girin.
Foton akı veya foton dozda hızı lambanın bozulması ve bozulma mekanizması önemli ölçüde katkıda beri bozulması deneyler için ışınlama kaynak peşin, karakterize edilebilir. İlk denemeleri için bir VUV/UVC lamba muhtemelen bir alçak basınçlı civa lamba yeterli olur. Genel olarak, hidrojen peroksit, H2O2, ek Bozulması27,36,37,54hızlandırır. Ne zaman farklı lamba, Örneğin., UVA lamba kullanılır, hidroksil radikallerin oluşumunu sağlanmalıdır, Örn., titanyum dioksit 23,24,30, , aracılığıyla 31. birçok için eritromisin, OH radikaller yerine gibi fotoğraf-reaktivite, ilaç kendisi27bileşiklerdir bozulması-inducing türler.
Kinetik parametrelerin belirlenmesi için konsantrasyon, temsil eden kitle tespit chromatograms sinyalleri alan karşısında ışınlama anda çizilir. Verileri sığdırmak için uygun yazılımı kullanmak için tavsiye edilir. Burada, MATLAB eğri uydurma Aracı, hangi izin hızlı hesaplamak ve doğru denklemler verileri sığdırmak için kullanıldı. Ara ürün kinetik daha karmaşık denklemleri tarafından belirlenir. Kalite parametreleri uygun, i.e., R2 ve RMSE, kolayca elde de.
Bu çalışmada algılamak ve ilaç kirleticiler ve eritromisin Ultrasaf Su photodegradation tanımlamak için nehir su analizi gösterdi. Yüzey suyu gibi çevresel sularda farklı bozulması hızları ve hızı sabitler humins gibi maddeler emici ışık nedeniyle elde. Yazarın deneyimi göre bozulması kez daha yavaş, ama bazen benzer oranları41,56, gerçekleşir.
İlaç, özellikle antibiyotik, su ortamında ve ortaya çıkan tehlikeler dünya çapında sorun hala1büyümeye devam. Çeşitliliği ve kimyasallar, metabolitleri, çeşitliliği nedeniyle ve degradates, Sigara hedefli analiz çevre57yılında kendi keşif için en önemli analitik silah haline gelecek. Etkili eleme, atıksu arıtma tesislerinde roman aşamaları tasarlanmalıdır bağlı olarak gelişmiş oksidasyon süreçleri gerekir, hangi UV ışınlama parçası olabilir.

Eczacılık düzenli olarak su ortamında1,2,3,4,5' te bulunur. Önemli bir kaynağı olan atıkları atık su arıtma tesisleri (WWTP)6,7,8,9. Eczacılık içinde geçtiği su döngüsü boyunca exemplarily içinde Turia nehir havzası10okudu. Diğerlerinin yanı sıra, antibiyotik temsil belirli bir tehlikeli sınıfın ilaçların, onlar sık sık WWTPs biyolojik aşamasına geçmek bu yana değiştirilmemiş ve bakteriyel dirençleri ortam11,12',13 neden olabilir . Makrolid bir sınıf insan ve hayvan hastalıklarıyla ilgili ilaç uygulanan antibiyotik ilaçların oluşturmaktadır. Onların temsilcileri konsantrasyon 1 µg/L atıkları14,15,16,17,18,19kadar bulunamadı. Eritromisin (çok)20,21onlardan biri. Sularda, eritromisin sık sık eşlik tarafından anhydroerythromycin A (çok A - H2O), dehydrate22,23. Su eritromisin gelen asit istikrarsızlık nedeniyle ortadan kaldırılmasıdır. Eritromisin anhydroerythromycin vs oranı üzerinde pH24,25,26,27bağlıdır.
Kimyasal olarak, hangi çeşitli şeker moieties bağlıdır, bir macrocylic lactone Örneğinmakrolidler içerir., desosamine, cladinose veya mycaminose. Makrolidler kimyasal fermantasyon işlemlerden doğal ürünler değiştirilir beri sık sık karışımları mevcuttur. Tür olarak adlandırdığı A, B, C, vs., şeker ornatıklarla farklı. Şeker moieties ve konumlarını lactone, eylem makrolidler28,29modu için sorumludur. Çevre tehlike en aza indirmek için bu tamamen su ortamında27,30,31,32girmeden önce ilaç mineralize için arzu edilir.
Bu çalışmanın ilk bölümünde atıkları ve açık sular izlemek için önemli olduğu yüzey suları, ilaç algılama ile ilgilidir. Kimliği belirsiz maddeler farklı matrisler mikrogram aralığında çeşitli aramak için sigara hedefli analiz seçim20,33,34,35yöntemidir. Özellikle, yüksek performanslı sıvı kromatografi (HPLC) electrospray iyonlaşma quadrupole saat uçuş kütle spektrometresi (HPLC-ESI-Q-TOF-MS), özgüllük ve duyarlılık nedeniyle olağanüstü değerinin kanıtlanmıştır. Duyarlılık can daha fazla madde tanımlaması uzatılabilir sonra hedeflenen MS kullanarak yaklaşım quadrupole ile seçim modunda işletilen ve çarpışma hücre içinde çarpışma enerji sıfır olarak ayarlayın. Bu nedenle, iyonlar sigara parçalanmış TOF dedektörü geliyor.
Bu çalışmanın ikinci odak eritromisin ortadan kaldırılması olduğunu. İlaç ortadan kaldırılması için sözde gelişmiş oksidasyon süreçleri (AOPs) kullanılır, Örn., ışınlama ile UV ışık36,37,38tarafından başlamış. Hidroksil radikallerin oluşumunu su VUV tarafından bozulması için önemlidir / UVC ışınlama takip EQ 1.
H2O + sν(< 200 nm) → H2O * → H. + . OH (1)
Hidroksil radikalleri olumlu maddeler36,37düşmesine katkıda bir yüksek oksidasyon potansiyeli 2.8 V, sahip.
Burada, vakum UV/UVC-ışınlama su kullanma eritromisin bozulması pH etkileri dikkate alarak açıklanmıştır. Daha da tehlikeli oluşumu AOPs39,40kullanmanın bir dezavantajı olduğu düşünülüyor. Böylece, ilaç tam Qafqaz kadar ışınlatayım önemlidir. Daha iyi ışınlama zaman, reaksiyon, kinetik modeli tahmin etmek için reaksiyon hızı sabitler ve yarı-hayat onun photodegradates hem ilk ilaç için belirlenir. Bu amaç için konsantrasyon-zaman (c-t) Arsa HPLC-ESI-Q-TOF-Bayan ölçümler elde edilen ve MATLAB kullanma kimyasal kinetik modellerle karşılaştırıldığında. Birinci dereceden göre bozulması kinetik ilerledi ve photodegradates bir veya daha fazla ardışık takip tepki27,41ara ürün olarak tarif edildi.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:944px;" width="942">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:359px;">Methanol for liquid chromatography LiChrosolv</td>
			<td style="width:199px;">Merck</td>
			<td style="width:179px;">1060181000</td>
			<td style="width:208px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:359px;">formic acid</td>
			<td style="width:199px;">Fluka</td>
			<td style="width:179px;">94318</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:359px;">HCl</td>
			<td style="width:199px;">Riedel-de Haen</td>
			<td style="width:179px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:359px;">NH3</td>
			<td style="width:199px;">Riedel-de Haen</td>
			<td style="width:179px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:359px;">Simplicity 185 Water Purification System</td>
			<td style="width:199px;">EMD Millipore</td>
			<td style="width:179px;"></td>
			<td>for producing MilliQ-water</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:359px;">Erythromycin</td>
			<td style="width:199px;">BioChemica AppliChem</td>
			<td>A2275,0005</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:359px;">Filter Rotilabo-filter, Typ 113A</td>
			<td style="width:199px;">Roth</td>
			<td style="width:179px;">AP78.1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:359px;">SPE-Cartridges Oasis HLB 3cc (60mg)</td>
			<td style="width:199px;">Waters</td>
			<td style="width:179px;">WAT094226</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:359px;">BAKER SPE-12G</td>
			<td>J.T. Baker</td>
			<td style="width:179px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:359px;">membrane pump PC3001 VarioPro&#160;</td>
			<td style="width:199px;">Vacuubrand</td>
			<td style="width:179px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:359px;">rotary evaporator; Laborota 4000 efficient</td>
			<td style="width:199px;">Heidolph Instruments</td>
			<td style="width:179px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:359px;">syringe, 2 mL</td>
			<td style="width:199px;">Terumo</td>
			<td style="width:179px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:359px;">Nylon Syringe Filters Target2</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td style="width:179px;">10301345</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:359px;">C-18 CoreShell column 50 mm x 2.1 mm dimensions, 2.6 &#956;m particle size</td>
			<td style="width:199px;">Thermo Scientific</td>
			<td style="width:179px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:359px;">HPLC 1200</td>
			<td style="width:199px;">Agilent</td>
			<td style="width:179px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:359px;">ESI-Q-ToF-MS 6530</td>
			<td style="width:199px;">Agilent</td>
			<td style="width:179px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:359px;">photoreactor, UV Labor Reactor System 3</td>
			<td>Peschl Utraviolet GmbH</td>
			<td style="width:179px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:359px;">VUV/UVC-lamp, TNN 15/32, 15 W</td>
			<td style="width:199px;">Heraeus</td>
			<td style="width:179px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:359px;">pH-meter, pHenomenal pH 1100L</td>
			<td style="width:199px;">vwr</td>
			<td>662-1657</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:359px;">magnetic stirrer</td>
			<td style="width:199px;">Heidolph Instruments</td>
			<td style="width:179px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:359px;">MassHunter Workstation B.06.00</td>
			<td style="width:199px;">Agilent</td>
			<td style="width:179px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:359px;">MATLAB R2016b</td>
			<td style="width:199px;">Mathworks</td>
			<td style="width:179px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

identification of pharmaceuticals in the aquatic environment using hplc-esi-q-tof-ms and elimination of erythromycin through photo-induced degradation

Su döngüsü boyunca ilaç izleme su ortamında ve daha sonra insan sağlığı açısından giderek önem kazanmaktadır. Hedef ve sigara hedefli analiz bugünün anlamı tercih vardır. Her ne kadar genellikle yardımı ile yapılan analiz hedefli triple quadrupole kütle spektrometre daha duyarlı olabilir, daha önce seçilen tek bileşikler tespit. En güçlü olmayan hedef analiz kütle spektrometreleri (TOF-MS) genişletilmiş uçuş süresi Bu çalışmada kullanılan gibi quadrupole kitle Çözümleyicisi (Q), tarafından gerçekleştirilir. Katı faz çıkarma ve yüksek performanslı sıvı kromatografi (HPLC) tarafından öncesinde, yüksek hassasiyet ve seçicilik ile tüm ionizable maddeler algılamak için sigara hedefli yaklaşım sağlar. Q-TOF-Bayan alet tam yararlanarak, tandem kütle spektrometresi (MS/MS) deneyleri hızlandırmak ve hedeflenen bir MS yöntemi hassasiyeti artırır ancak tanıtım amaçlı kullanılan standartlar kullanır iken kimliği kolaylaştırmak. Rhine Nehri su dört ilaç tanımlaması gösterilmiştir. Ren Nehri kıyısındaki Tomasee, Graubünden, İsviçre ve Kuzey Denizi, Güney Körfezi, Hollanda yakınındaki akar kaynaklanır. 1232.7 km, uzunluğu tutarları. O etkili ilaç su çevriminin ortadan kaldırmak için ana ilgi olduğundan, efekti UV-C ışınlama bir laboratuvar ölçekte gösterilmiştir. Bu yöntem exemplarily makrolid antibiyotik Eritromisin için gösterilen Hızlı bozulma, ilaç, sağlar. Yukarıdaki HPLC-Q-TOF-MS yöntemiyle, konsantrasyon-zaman diyagramları üst ilaç ve photodegradation ürünler için elde edilir. Birinci dereceden sıralı reaksiyonlar için denklemler kurulduktan sonra Hesaplamalı montaj sağlar ışınlama kez ve potansiyel olarak içinde dördüncü sahne olarak kabul koşulları tahmin etmek için yardımcı olabilir kinetik parametrelerin belirlenmesi Atıksu arıtma tesisleri.

Katı faz çekimi sonucu olarak, koyu yeşil çözüm için bir sarımsı klorofil içeren varlığı belirtilen her durumda elde edildi maddeler (Şekil 1). Bu su örneği bulunan ilaç onların konsantrasyon beri görünür renklendirme yol açacak değil ve onların absorbans genel olarak çok düşük olacaktır. Bunun yerine, eczacılık oluşumunu HPLC ve yüksek çözünürlüklü kütle spektrometresi kullanılarak analiz gerekiyor.
Sigara hedefli analizde, HPLC-ESI-Q-TOF-MS her bileşik iyon için doğru kitle elde etmek için izin bekleyen kitle doğruluğu yüzünden kullanıldı. Her kitle spektrum en yoğun zirvesine görüntüler temel pik kromatografik (BPC), kromatografik ayırma derste kaydedildiði gerçekleştirilen analiz kitle tespit kromatografik temsil edildi. Şekil 2 ' de gösterilen örnek Ren Nehri su örnekten BPC sunmaktadır.
BPC farklı m/z değerleri, bu nedenle farklı bileşenleri, yedi tanesi BPC işaretlenen yansıtan daha fazla 25 doruklarına içeriyordu. Maddelerin bilinmeyen bir temanınberi kendi kimlik için ilk adım genellikle moleküler formülü türetme oluşur. Her ne kadar izotopik desen nedeniyle düşük örnek konsantrasyonları çevre örneklerinde her durumda gözlenen değil bu doğru kütle ve izotopik desen TOF algılama tarafından sağlanan aracılığıyla gerçekleştirilir. İlaç tarafından Alman Çevre Ajansı (yaklaşık 630 bileşikler içeren UBA) ortamında gibi ortak veritabanı yardımıyla küçük bir grup adayların ön tanımlaması kez başarılıdır. Son bir kanıt, piyasada kullanılan standartlar için karşılaştırma yapılabilir veya MS/MS parçalanma desenleri (Şekil 3) düşünülebilir.
Bu çalışmada, çok sık Alman yüzey sularında bulunan ilaç tanımlaması karşılaştırma tutma zamanı ile ilgili standartlara sorumluydu. Bu maddelerin metoprolol, β-bloker, karbamazepin, bir analjezik ve makrolid antibiyotik eritromisin A ve bu çalışmada daha fazla soruşturma örnek A. eritromisin görür onun modeli anhydroerythromycin içerir. PH 7,6 ve 16,5 ° c ortalama sıcaklık okudu Rhine Nehri örnek vardı Bu pH anhydroerythromycin da su örneği mevcut olması beklenir. Ayrıntılı bir analiz için su örneği ayıklanan iyon chromatograms (EICS) standartlar (Şekil 4) ile karşılaştırıldı.
Karşılaştırma metoprolol, karbamazepin ve anhydroerythromycin için tutma zamanı ve gözlenen analitler arasında iyi anlaşma gösterir. Referans standart anhydroerythromycin EIC iki tepeler, dolayısıyla iki bileşikler dehidratasyon denilen tam burada iki ayrı eritromisin sitelerinde görüntülenen. Ancak, tek bir anhydroerythromycin izomer Rhine Nehri örnek tespit edilmiştir. Eritromisin kendisi sadece izlemeler mevcuttu. Bu nedenle, hiçbir MS/MS spektrum elde edilebilir. Doğru kitleler için antibiyotik ve onun dehydrate Tablo 2' de verilmiştir. EIC, böylece m/z değeri ve saklama süresi, metoprolol, bozuklukta, kullanarak eritromisin ve anhydroerythromycin Rhine Nehri örnek belirlenmiştir.
Su ortamında saygı ile atıksu arıtma tesisleri ile geçen ve yüzey suları girerek Eczacılık önlemek önemlidir. Verimli bir eleme için arayış içinde UV-C ışınlama deneyler farklı pH değerlerinde Eritromisin için örnek olarak yapılmıştır. Konsantrasyon-zaman (c-t) diyagramları kitle-alan zaman vs kullanarak kaydedildi araziler EICS türetilmiş. Bozulması denklem 2 göre tanımlanmıştır. Eritromisin eritromisin A ve B ve anhydroerythromycin A, ikinci iki izomerler ile oluşur. Eritromisin A ve onların Hesaplamalı uyar c-t eğrileri Şekil 5' te gösterilmektedir. PH 7 hızlandırılmış düşme gözlendi. Bu eğitimi aldı, tüm dört bileşikler için değil gösterilen veriler geçerlidir. Sonuç olarak, fotoğraf kaynaklı bozulması eritromisin nötr pH yapılmalıdır. Rhine Nehri örnek olması durumunda, pH ayarlama gerekli değildi.
Photodegradates ilaç da tanımlanan üç pH değerleri vardı. Bu photodegradates karşılık gelen yapı önerilerini ile genel bir bakış tablo 3'te verilmiştir. Photodegradates, m/z ürünüyle kinetik analizi için 720 hizmet örnek olarak =. Photodegradates kez tepki ara ürün tanımlanabilir. Bu nedenle, photodegradates aconsecutive ve sonraki takip tepki açısından tarif edildi. Ara ürün elde edilen türleri arasında karar nerede katsayısı (R2) ve kalan ortalama kare hata (RMSE) ölçüt olarak alınmıştır uygun yazılım ile hesaplanan uyum iyiliği temel alır. Eritromisin asit kararsız nedeniyle gerçeğini, ışınlama ışınlama için mevcut önceden vardı oluşacak gibi degradates. Elde edilen Denklem 3 ve 4 üzerinde sonlu bir başlangıç konsantrasyonu etkiydi. Bu nedenle, bir faktör denklemler için eklendi. Şekil 6 deneysel verileri göstermesi ve uygun denklem göre hesaplanan 3 ve 4.
Bir ara bu örneği bir üstel çürüme tarafından takip sigmoidal bir artış ile konsantrasyon artış gösterdi. Bu bir sonraki takip tepki ara için göstergesidir. Ardışık tepki orta sigmoidal artış göstermiyor. İstatistiksel kalite parametreleri uygun sonraki takip tepki modele göre biraz üstün anlaşması belirtilmiştir. Belirlenmesi R2 ardışık reaksiyon katsayısı 0.9898 oldu ve böylece bundan sonraki takip tepki 0.9976 olmak daha düşük. Bu nedenle, muayene photoproduct ara bir sonraki takip tepki olarak yorumlanır. K-değerleri de Hesaplamalı uygun sonuçlandı, yarı ömrü hesaplanan aşağıdaki denklemi 5. Tüm ilgili kinetik parametreleri Tablo 3' te toplanır.
En yavaş yıkımı için pH 3 (Şekil 5) bulundu süre ph Kategoriler 9, takip pH 7, en hızlı düşme gözlendi. Bu bulgu da oluşumu ve photoproducts bozulma için uygulanır. Üç photodegradates tespit edildi. M/z değerlerini 750.46 karşılık gelen Ery f, 720.45 Ery c ve 192.12 DPEry192, eritromisin yapısının (Şekil 7) glycosidically ilişkili bir şeker için vardı. Hiçbir bozulma photoproduct DPEry192 için pH pH 9 3 ve 9 ve için çok F gözlenen. Bu gibi durumlarda, ışınlama kez uzun ara ürün toplam bozulması gözlemlemek için yeterli değildi. Yine de, oluşum hızı sabiti eşitliği 5, a sonda gelen ürün için karşılık gelen kullanarak tespit edilemedi.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57434/57434fig1.jpg"> Resim 1 . Ren Nehri (solda) SPE sonra örneklerinden karşılaştırılması ve ultrasaf water(right) tedavisi. Yeşil renklendirme için göstergesidir klorofil içeren maddeler. <a href="/files/ftp_upload/57434/57434fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57434/57434fig2.jpg"> Resim 2 . BPC SPE HPLC-ESI-Q-TOF-Bayan ile ölçülen sonra su örneği Tüm chromatograms en yüksek tepe için normalleştirilmiş. Açıklayıcı m/z değerleri karşılık gelen MS spektrum elde olarak işaretlenir. <a href="/files/ftp_upload/57434/57434fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57434/57434fig3.jpg"> Şekil 3 . Q-TOF-Bayan spektrum eritromisin A (alt) ve MS/MS spektrum iyon m/z = 734.4689 (üstte). Spectra izotopik onun desen ve parçaları ile eritromisin A yarı moleküler iyon 30 eV bir uygulamalı çarpışma enerjisini göster. <a href="/files/ftp_upload/57434/57434fig3large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57434/57434fig4.jpg"> Şekil 4 . Normalleştirilmiş EICS metoprolol (A), (B) karbamazepin, (C) Eritromisin A ve (D) anhydroerythromycin A Rhine Nehri örnek (mavi) ve başvuru bileşikler (kırmızı) Ultrasaf Su. Başvuru bileşikler ve ecza su örneği içinde olanlar saklama kez aynıdır. Sinyal-gürültü oranı metoprolol (A) ve anhydroerythromycin (D) karbamazepin (B) ve ikinci sadece izleri mevcut gösterir (C), eritromisin yüksektir. <a href="/files/ftp_upload/57434/57434fig4large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57434/57434fig5.jpg"> Şekil 5 . Normalleştirilmiş konsantrasyon-zaman eğrileri eritromisin A pH 3 (kırmızı), pH 7 (yeşil) ve pH 9 (mavi), photodegradation. Çözümleri 10 dakikadır radyasyona maruz. PH 7 eritromisin örnek tamamen kaldırıldı. Konsantrasyon-zaman eğrileri birinci dereceden kinetik denklemler kullanılarak tanımlanabilir. 0,10 (pH 3), kinetik hızı sabitler edildi 0.59 (pH 7) ve 0,21 (pH 9) =. <a href="/files/ftp_upload/57434/57434fig5large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57434/57434fig6.jpg"> Şekil 6 . M/z ile eritromisin photoprodegradates konsantrasyon-zaman eğrileri krizleri karşılaştırılması pH 9 720 = denklemler 3 (A) ve (B) 4 takip. İyilik ve uygun ardışık reaksiyon (A): R2 0.9898, RMSE = = 4.645E + 04 ve bir sonraki takip reaksiyon (B): R2 09976, RMSE = 2.366E + 04 =. <a href="/files/ftp_upload/57434/57434fig6large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57434/57434fig7.jpg"> Şekil 7 . Eritromisin A, eritromisin B ve anhydroerythromycin ve photdegradation ürünlerini yapısını. Bu rakam Voigt ve arkdeğiştirildi. 27. ürün UVC-radyoterapi 10 dakika sonra kuruldu ve HPLC-Q-TOF-MS ve MS/MS. kullanarak tespit <a href="/files/ftp_upload/57434/57434fig7large.jpg" target="_blank">Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.</a>
<table fo:keep-together.within-page="1"><tbody>
<tr>
<td>Sıvı Kromatografi</td>
			<td colspan="6"></td>
		</tr>
<tr>
<td>Sütun:</td>
			<td colspan="6">ters fazlı C-18</td>
		</tr>
<tr>
<td>Sütun:</td>
			<td colspan="6">CoreShell sütun;</td>
		</tr>
<tr>
<td>Sütun:</td>
			<td colspan="6">50 mm x 2.1 mm boyutları, 2.6 mikron partikül büyüklüğü</td>
		</tr>
<tr>
<td>Sütun sıcaklık</td>
			<td colspan="6">40 ° C</td>
		</tr>
<tr>
<td>Enjeksiyon hacmi:</td>
			<td colspan="6">5 ΜL</td>
		</tr>
<tr>
<td>Akış:</td>
			<td colspan="6">0.3 mL/dk</td>
		</tr>
<tr>
<td>Mobil faz:</td>
			<td colspan="6">Çözelti c: kapsayan %0,1 formik asit su</td>
		</tr>
<tr>
<td></td>
			<td colspan="6">Solvent B: %0,1 formik asit içeren metanol</td>
		</tr>
<tr>
<td>Degrade programı:</td>
			<td colspan="6"></td>
		</tr>
<tr>
<td>Zaman /min</td>
			<td>0</td>
			<td>1</td>
			<td>10</td>
			<td>11,1</td>
			<td>11,2</td>
			<td>12</td>
		</tr>
<tr>
<td>A:B solvent oranı</td>
			<td>99:1</td>
			<td>70:30</td>
			<td>25:75</td>
			<td>1:99</td>
			<td>1:99</td>
			<td>99:1</td>
		</tr>
<tr>
<td>Kütle spektrometresi</td>
			<td colspan="6"></td>
		</tr>
<tr>
<td>Kaynak:</td>
			<td colspan="6">Çift AJS ESI (pozitif modu)</td>
		</tr>
<tr>
<td>Gaz ve kaynak</td>
			<td colspan="6"></td>
		</tr>
<tr>
<td>Gaz sıcaklık:</td>
			<td colspan="6">300 ° C</td>
		</tr>
<tr>
<td>Gaz kurutma:</td>
			<td colspan="6">8.0 L/dak</td>
		</tr>
<tr>
<td>Nebulizatör:</td>
			<td colspan="6">14 psig</td>
		</tr>
<tr>
<td>Kılıf gaz sıcaklık:</td>
			<td colspan="6">300 ° C</td>
		</tr>
<tr>
<td>Kılıf gaz akışı:</td>
			<td colspan="6">8 L/dak</td>
		</tr>
<tr>
<td>Kütle aralığı:</td>
			<td colspan="6">100 - 1000 m/z</td>
		</tr>
<tr>
<td>Satın alma oranı:</td>
			<td colspan="6">1 spektrum/s</td>
		</tr>
<tr>
<td>Edinme Saat:</td>
			<td colspan="6">1000 ms/spectrum</td>
		</tr>
<tr>
<td>Geçici / spectrum</td>
			<td colspan="6">10014</td>
		</tr>
<tr>
<td>Hedef için MS yöntemi</td>
			<td colspan="6"></td>
		</tr>
<tr>
<td>Çarpışma enerji (CE):</td>
			<td colspan="6">0 eV</td>
		</tr>
<tr>
<td>Mass - tablo tercih</td>
			<td colspan="6">734.4685</td>
		</tr>
<tr>
<td>MS/MS için (genellikle otomatik MS/MS modu)</td>
			<td colspan="6"></td>
		</tr>
<tr>
<td>Çarpışma enerji (CE):</td>
			<td colspan="6">30 eV</td>
		</tr>
<tr>
<td>Mutlak eşik</td>
			<td colspan="6">3000 adet</td>
		</tr>
<tr>
<td>Göreli eşik</td>
			<td colspan="6">%0.01</td>
		</tr>
<tr>
<td>Kütle aralığı:</td>
			<td colspan="6">100 - 100 m/z</td>
		</tr>
<tr>
<td>Satın alma oranı:</td>
			<td colspan="6">1 spektrum/s</td>
		</tr>
<tr>
<td>Edinme Saat:</td>
			<td colspan="6">1000 ms/spectrum</td>
		</tr>
<tr>
<td>Geçici / spectrum</td>
			<td colspan="6">9964</td>
		</tr>
<tr>
<td>Hedef için MS/MS yöntemi</td>
			<td colspan="6"></td>
		</tr>
<tr>
<td>Mass - tablo tercih</td>
			<td colspan="6">734.4685</td>
		</tr>
</tbody></table>Tablo 1. Koşullar ve eczacılık su matrisler içinde HPLC-ESI-Q-TOF-Bayan analiz için kullanılan parametreler. Saf ultrasaf su örneği iki analizler arasında çalışan veya tüm maddelerin elute için kromatografik yöntemi çalışma süresi uzanan kromatografik çalıştırma arasında durulama bir adım tanıtmak için tavsiye edilir.
<img alt="Table 2" src="/files/ftp_upload/57434/57434table2.jpg"> Tablo 2. İlaç ile onların tutma zamanı, teorik Rhine Nehri örnekte bulunan ve [M + H] gözlenen+ ve yapılarını. ESI modu için olumlu kurulmuştur böylece [M + H]+-iyonları algılandı. Tutma zamanı en az her zamanki deneysel bilinen nedenlerle farklı olabilir.
<table fo:keep-together.within-page="1"><tbody>
<tr>
<td></td>
			<td>pH 3</td>
			<td>pH 3</td>
			<td>pH 7</td>
			<td>pH 7</td>
			<td>pH 7</td>
			<td>pH 7</td>
			<td>pH 7</td>
			<td>pH 7</td>
			<td>pH 9</td>
			<td>pH 9</td>
			<td>pH 9</td>
			<td>pH 9</td>
		</tr>
<tr>
<td>Ürün</td>
			<td>k1 [dk-1]</td>
			<td>t1/2 [DK] (k1)</td>
			<td>k1 [dk-1]</td>
			<td>k2 [dk-1]</td>
			<td>k3 [dk-1]</td>
			<td>t1/2 [DK] (k1)</td>
			<td>t1/2 [DK] (k2)</td>
			<td>t1/2 [DK] (k3)</td>
			<td>k1 [dk-1]</td>
			<td>k2 [dk-1]</td>
			<td>t1/2 [DK] (k1)</td>
			<td>t1/2 [DK] (k2)</td>
		</tr>
<tr>
<td>Çok A</td>
			<td>0,1</td>
			<td>6.81</td>
			<td>0.59</td>
			<td>-</td>
			<td>-</td>
			<td>1,18</td>
			<td>-</td>
			<td>-</td>
			<td>0.21</td>
			<td>-</td>
			<td>3.37</td>
			<td>-</td>
		</tr>
<tr>
<td>Çok B</td>
			<td>0,05</td>
			<td>14.23</td>
			<td>0.66</td>
			<td>-</td>
			<td>-</td>
			<td>1,04</td>
			<td>-</td>
			<td>-</td>
			<td>0,22</td>
			<td>-</td>
			<td>3.21</td>
			<td>-</td>
		</tr>
<tr>
<td>Çok A-H2Oa</td>
			<td>0,11</td>
			<td>6.53</td>
			<td>0.59</td>
			<td>-</td>
			<td>-</td>
			<td>1.17</td>
			<td>-</td>
			<td>-</td>
			<td>0,19</td>
			<td>-</td>
			<td>3,72</td>
			<td>-</td>
		</tr>
<tr>
<td>Çok A-H2Ob</td>
			<td>0,15</td>
			<td>4,76</td>
			<td>1.11</td>
			<td>-</td>
			<td>-</td>
			<td>0,63</td>
			<td>-</td>
			<td>-</td>
			<td>0.21</td>
			<td>-</td>
			<td>3.35</td>
			<td>-</td>
		</tr>
<tr>
<td>Çok F</td>
			<td>gözlenen değil</td>
			<td>-</td>
			<td>0,89</td>
			<td>0,35</td>
			<td>-</td>
			<td>0.78</td>
			<td>1,98</td>
			<td>-</td>
			<td>1.09*</td>
			<td>-</td>
			<td>0.64</td>
			<td>-</td>
		</tr>
<tr>
<td>Ery C</td>
			<td>tespit değil</td>
			<td>-</td>
			<td>0,74</td>
			<td>5,27</td>
			<td>0.78</td>
			<td>0,94</td>
			<td>0,13</td>
			<td>0,89</td>
			<td>0.17</td>
			<td>0.18</td>
			<td>4,04</td>
			<td>3.92</td>
		</tr>
<tr>
<td>DPEry192</td>
			<td>0.35*</td>
			<td>1,97</td>
			<td>gözlenen değil</td>
			<td>-</td>
			<td>-</td>
			<td>-</td>
			<td>-</td>
			<td>-</td>
			<td>0.30*</td>
			<td>-</td>
			<td>2,34</td>
			<td>-</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="13">* Daha fazla gözlenen bozulma</td>
		</tr>
</tbody></table>Tablo 3. Kinetik hızı sabitler ve karşılık gelen yarı-yaşamlarını eritromisin ve onun photodegradates Voigt adapte bozulma vd. 27 . Eritromisin eritromisin A, eritromisin B ve anhydroerythromycin iki türde oluşur. Üç photodegradates tespit edildi. Orada çok F, Ery C ve DEry192 adlandırılır.

Watch this Scientific Journal Video about Identification of Pharmaceuticals in The Aquatic Environment Using HPLC-ESI-Q-TOF-MS and Elimination of Erythromycin Through Photo-Induced Degradation at JoVE

Identification of Pharmaceuticals in The Aquatic Environment Using HPLC-ESI-Q-TOF-MS and Elimination of Erythromycin Through Photo-Induced Degradation

Biz bir protokol zaman uçuş kütle spektrometresi, eczacılık sularda tanımlamak için mükemmel bir araç olarak kullanarak olmayan hedef analizi için mevcut. Biz onların ortadan kaldırılması için UV radyoterapi uygulama göstermek. Işınlama, bileşik yalıtım, kimlik ve kinetik bozulması profilleri modelleme analiz gösterilmektedir.

Eczacılık HPLC-ESI-Q-TOF-MS ve eritromisin fotoğraf kaynaklı bozulması ile ortadan kaldırılması kullanılarak Su ortamındaki tanımlaması

Monitoring pharmaceuticals throughout the water cycle is becoming increasingly important for the aquatic environment and eventually for human health. ...

identification-pharmaceuticals-aquatic-environment-using-hplc-esi-q

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Environment

13.0K Görüntüleme.  Niederrhein University of Applied Sciences. Biz bir protokol zaman uçuş kütle spektrometresi, eczacılık sularda tanımlamak için mükemmel bir araç olarak kullanarak olmayan hedef analizi için mevcut. Biz onların ortadan kaldırılması için UV radyoterapi uygulama göstermek. Işınlama, bileşik yalıtım, kimlik ve kinetik bozulması profilleri modelleme analiz gösterilmektedir.

Video: Identification of Pharmaceuticals in The Aquatic Environment Using HPLC-ESI-Q-TOF-MS and Elimination of Erythromycin Through Photo-Induced Degradation

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.

Suda Pestisitlerin İzleme Karakterizasyonu ve Pasif Numune Uygulama

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

Çevre

Alternative Method of Removing Otoliths from Sturgeon

Extracting the otoliths (ear bones) from fish that have very thick skulls can be difficult and very time consuming. The common practice of making a transverse vertical incision on the top of the skull with a hand or electrical saw may damage the otolith if not performed correctly. Sturgeons (Acipenseridae) are one family in particular that have a very large and thick skull. A new laboratory method entering the brain cavity from the ventral side of the fish to expose the otoliths was easier than other otolith extraction methods found in the literature. Methods reviewed in the literature are designed for the field and are more efficient at processing large quantities of fish quickly. However, this new technique was designed to be more suited for a laboratory setting when time is not pressing and successful extraction from each specimen is critical. The success of finding and removing otoliths using this technique is very high and does not compromise the structure in any manner. This alternative technique is applicable to other similar fish species for extracting the otoliths.

The goal of the protocol is to show an effective method to extract the otoliths from sturgeon carcasses.

Sturgeon gelen otolitler Çıkarma Alternatif Yöntem

Extracting the otoliths (ear bones) from fish that have very thick skulls can be difficult and very time consuming. The common practice of making a ...

Understanding Dissolved Organic Matter Biogeochemistry Through In Situ Nutrient Manipulations in Stream Ecosystems

Dissolved organic matter (DOM) is a highly diverse mixture of molecules providing one of the largest sources of energy and nutrients to stream ecosystems. Yet the in situ study of DOM is difficult as the molecular complexity of the DOM pool cannot be easily reproduced for experimental purposes. Nutrient additions to streams however, have been shown to repeatedly alter the in situ and ambient DOM pool. Here we demonstrate an easily replicable field-based method for manipulating the ambient pool of DOM at the ecosystem scale. During nutrient pulse experiments changes in the concentration of both dissolved organic carbon and dissolved organic nitrogen can be examined across a wide-range of nutrient concentrations. This method allows researchers to examine the controls on the DOM pool and make inferences regarding the role and function that certain fractions of the DOM pool play within ecosystems. We advocate the use of this method as a technique to help develop a deeper understanding of DOM biogeochemistry and how it interacts with nutrients. With further development this method may help elucidate the dynamics of DOM in other ecosystems.

Understanding Dissolved Organic Matter Biogeochemistry Through In Situ Nutrient Manipulations in Stream Ecosystems

Dissolved organic matter provides an important source of energy and nutrients to stream ecosystems. Here we demonstrate a field-based method to manipulate the ambient pool of dissolved organic matter in situ through easily replicable nutrient pulses.

Sayesinde Organik Madde biyojeokimya Çözünmüş Anlamak<em&gt; In Situ</em&gt; Akış Ekosistemlerde Besin manipülasyonları

Dissolved organic matter (DOM) is a highly diverse mixture of molecules providing one of the largest sources of energy and nutrients to stream ecosystems. ...

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.

Sucul Life Asma değerlendirmek Sedimanlar Etkileri için Flow-through Pozlama Sistemi

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

Characterization of Aquatic Biofilms with Flow Cytometry

Biofilms are dynamic consortia of microorganism that play a key role in freshwater ecosystems. By changing their community structure, biofilms respond quickly to environmental changes and can be thus used as indicators of water quality. Currently, biofilm assessment is mostly based on integrative and functional endpoints, such as photosynthetic or respiratory activity, which do not provide information on the biofilm community structure. Flow cytometry and computational visualization offer an alternative, sensitive, and easy-to-use method for assessment of the community composition, particularly of the photoautotrophic part of freshwater biofilms. It requires only basic sample preparation, after which the entire sample is run through the flow cytometer. The single-cell optical and fluorescent information is used for computational visualization and biological interpretation. Its main advantages over other methods are the speed of analysis and the high-information-content nature. Flow cytometry provides information on several cellular and biofilm traits in a single measurement: particle size, density, pigment content, abiotic content in the biofilm, and coarse taxonomic information. However, it does not provide information on biofilm composition on the species level. We see high potential in the use of the method for environmental monitoring of aquatic ecosystems and as an initial biofilm evaluation step that informs downstream detailed investigations by complementary and more detailed methods.

Flow cytometry in combination with visual clustering offers an easy-to-use and fast method for studying aquatic biofilms. It can be used for biofilm characterization, detection of changes in biofilm community structure, and detection of abiotic particles embedded in the biofilm.

Akış sitometresi ile su biyofilmler karakterizasyonu

Biofilms are dynamic consortia of microorganism that play a key role in freshwater ecosystems. By changing their community structure, biofilms respond ...

Experimental Protocol for Examining Behavioral Response Profiles in Larval Fish: Application to the Neuro-stimulant Caffeine

Fish models and behaviors are increasingly used in the biomedical sciences; however, fish have long been the subject of ecological, physiological and toxicological studies. Using automated digital tracking platforms, recent efforts in neuropharmacology are leveraging larval fish locomotor behaviors to identify potential therapeutic targets for novel small molecules. Similar to these efforts, research in the environmental sciences and comparative pharmacology and toxicology is examining various behaviors of fish models as diagnostic tools in tiered evaluation of contaminants and real-time monitoring of surface waters for contaminant threats. Whereas the zebrafish is a popular larval fish model in the biomedical sciences, the fathead minnow is a common larval fish model in ecotoxicology. Unfortunately, fathead minnow larvae have received considerably less attention in behavioral studies. Here, we develop and demonstrate a behavioral profile protocol using caffeine as a model neurostimulant. Though photomotor responses of fathead minnows were occasionally affected by caffeine, zebrafish&#160;were markedly more sensitive for photomotor and locomotor endpoints, which responded at environmentally relevant levels. Future studies are needed to understand comparative behavioral sensitivity differences among fish with age and time of day, and to determine whether similar behavioral effects would occur in nature and be indicative of adverse outcomes at the individual or population levels of biological organization.

Here, we present a protocol to examine larval zebrafish and fathead minnow locomotor activities and photomotor responses (PMR) using an automated tracking software. When incorporated in common toxicology bioassays, analyses of these behaviors provide a diagnostic tool to examine chemical bioactivity. This protocol is described using caffeine, a model neurostimulant.

Davranışsal yanıt profilleri larva balık incelenmesi için deneysel protokol: nöro-uyarıcı kafein uygulamaya

Fish models and behaviors are increasingly used in the biomedical sciences; however, fish have long been the subject of ecological, physiological and ...

Long-term Video Tracking of Cohoused Aquatic Animals: A Case Study of the Daily Locomotor Activity of the Norway Lobster (Nephrops norvegicus)

We present a protocol related to a video-tracking technique based on the background subtraction and image thresholding that makes it possible to individually track cohoused animals. We tested the tracking routine with four cohoused Norway lobsters (Nephrops norvegicus) under light-darkness conditions for 5 days. The lobsters had been individually tagged. The experimental setup and the tracking techniques used are entirely based on the open source software. The comparison of the tracking output with a manual detection indicates that the lobsters were correctly detected 69% of the times. Among the correctly detected lobsters, their individual tags were correctly identified 89.5% of the times. Considering the frame rate used in the protocol and the movement rate of lobsters, the performance of the video tracking has a good quality, and the representative results support the validity of the protocol in producing valuable data for research needs (individual space occupancy or locomotor activity patterns). The protocol presented here can be easily customized and is, hence, transferable to other species where the individual tracking of specimens in a group can be valuable for answering research questions.

Long-term Video Tracking of Cohoused Aquatic Animals: A Case Study of the Daily Locomotor Activity of the Norway Lobster Nephrops norvegicus

Here we present a protocol to individually track animals over a long period of time. It uses computer vision methods to identify a set of manually constructed tags by using a group of lobsters as case study, simultaneously providing information on how to house, manipulate, and mark the lobsters.

Cohoused suda yaşayan hayvanların uzun süreli Video izleme: Norveç ıstakoz (Nephrops norvegicus) ve günlük Lokomotor aktivite bir vaka çalışması

We present a protocol related to a video-tracking technique based on the background subtraction and image thresholding that makes it possible to ...

Fluorescently Labeled Bacteria as a Tracer to Reveal Novel Pathways of Organic Carbon Flow in Aquatic Ecosystems

Elucidating trophic interactions, such as predation and its effects, is a frequent task for many researchers in ecology. The study of microbial communities has many limitations, and determining a predator, prey, and predatory rates is often difficult. Presented here is an optimized method based on the addition of fluorescently labelled prey as a tracer, which allows for reliable quantitation of the grazing rates in aquatic predatory eukaryotes and estimation of nutrient transfer to higher trophic levels.

Presented here is a protocol for a single-cell, epifluorescence microscopy-based technique to quantify grazing rates in aquatic predatory eukaryotes with high precision and taxonomic resolution.

Floresan Etiketli Bakteriler Sucul Ekosistemlerde Organik Karbon Akışının Yeni Yollarını Ortaya Çıkaracak Bir İzleyici Olarak

Elucidating trophic interactions, such as predation and its effects, is a frequent task for many researchers in ecology. The study of microbial ...

In Situ Chemotaxis Assay to Examine Microbial Behavior in Aquatic Ecosystems

Microbial behaviors, such as motility and chemotaxis (the ability of a cell to alter its movement in response to a chemical gradient), are widespread across the bacterial and archaeal domains. Chemotaxis can result in substantial resource acquisition advantages in heterogeneous environments. It also plays a crucial role in symbiotic interactions, disease, and global processes, such as biogeochemical cycling. However, current techniques restrict chemotaxis research to the laboratory and are not easily applicable in the field. Presented here is a step-by-step protocol for the deployment of the in situ chemotaxis assay (ISCA), a device that enables robust interrogation of microbial chemotaxis directly in the natural environment. The ISCA is a microfluidic device consisting of a 20 well array, in which chemicals of interest can be loaded. Once deployed in aqueous environments, chemicals diffuse out of the wells, creating concentration gradients that microbes sense and respond to by swimming into the wells via chemotaxis. The well contents can then be sampled and used to (1) quantify strength of the chemotactic responses to specific compounds through flow cytometry, (2) isolate and culture responsive microorganisms, and (3) characterize the identity and genomic potential of the responding populations through molecular techniques. The ISCA is a flexible platform that can be deployed in any system with an aqueous phase, including marine, freshwater, and soil environments.

Presented here is the protocol for an in situ chemotaxis assay, a recently developed microfluidic device that enables studies of microbial behavior directly in the environment.

Sucul Ekosistemlerde Mikrobiyal Davranışı İncelemek Için Situ Chemotaxis Tsay'da

Microbial behaviors, such as motility and chemotaxis (the ability of a cell to alter its movement in response to a chemical gradient), are widespread ...

RNA Interference in Aquatic Beetles as a Powerful Tool for Manipulating Gene Expression at Specific Developmental Time Points

RNA interference (RNAi) remains a powerful technique that allows for the targeted reduction of gene expression through mRNA degradation. This technique is applicable to a wide variety of organisms and is highly efficient in the species-rich order Coleoptera (beetles). Here, we summarize the necessary steps for developing this technique in a novel organism and illustrate its application to the different developmental stages of the aquatic diving beetle Thermonectus marmoratus. Target gene sequences can be obtained cost-effectively through the assembly of transcriptomes against a close relative with known genomics or de novo. Candidate gene cloning utilizes a specific cloning vector (the pCR4-TOPO plasmid), which allows the synthesis of double-stranded RNA (dsRNA) for any gene with the use of a single common primer. The synthesized dsRNA can be injected into either embryos for early developmental processes or larvae for later developmental processes. We then illustrate how RNAi can be injected into aquatic larvae using immobilization in agarose. To demonstrate the technique, we provide several examples of RNAi experiments, generating specific knockdowns with predicted phenotypes. Specifically, RNAi for the tanning gene laccase2 leads to cuticle lightening in both larvae and adults, and RNAi for the eye pigmentation gene white produces a lightening/lack of pigmentation in eye tubes. In addition, the knockdown of a key lens protein leads to larvae with optical deficiencies and a reduced ability to hunt prey. Combined, these results exemplify the power of RNAi as a tool for investigating both morphological patterning and behavioral traits in organisms with only transcriptomic databases.

RNA interference is a widely applicable, powerful technique for manipulating gene expression at specific developmental stages. Here, we describe the necessary steps for implementing this technique in the aquatic diving beetle Thermonectus marmoratus, from the acquisition of gene sequences to the knockdown of genes that affect structure or behavior.

Belirli Gelişimsel Zaman Noktalarında Gen İfadesi Manipüle Etmek Için Güçlü Bir Araç Olarak Su Böcekleri RNA Girişim

RNA interference (RNAi) remains a powerful technique that allows for the targeted reduction of gene expression through mRNA degradation. This technique is ...