Summary

Высокоточных измерений Цинк Изотопные Применительно к мыши органов

Published: May 22, 2015
doi:

Summary

We present the technique to measure with high precision zinc isotope ratios in mouse organs.

Abstract

Мы представляем процедуру измерения с высокой точностью соотношения изотопов цинка в органах мыши. Цинк состоит из 5 стабильных изотопов (64 Zn, Zn, 66 67, 68 Zn Zn и 70 Zn), которые, естественно, фракционированных между органами мыши. Покажем сначала, как распустить различные органы для того, чтобы бесплатно атомы Zn; Этот шаг реализуется с помощью смеси HNO 3 и H 2 O 2. Затем очистить атомов цинка от всех других элементов, в частности, из изобарических помех (например, Ni), с помощью анионообменной хроматографии в разбавленных HBr / HNO 3 среде. Эти первые два шага выполняются в чистом лаборатории с использованием химических веществ с высокой степенью чистоты. Наконец, изотопные измеряются с помощью мульти-коллектор с индуктивно-связанной плазмы масс-спектрометр, в низком разрешении. Образцы вводят с помощью камеры распыления и изотопного фракционирования, вызванную масс-спектрометра является correcTed, сравнивая соотношение количества образцов в соотношении стандарта (стандартной методике вилка). Это полный Типичная процедура производит соотношение изотопов с 50 млн (2 SD) воспроизводимости.

Introduction

Измерение высокой точности (лучше, чем 100 частей на миллион / атомная единица массы) цинка стабильный изотоп состав было возможно только в течение примерно 15 лет благодаря развитию мульти-коллекторных плазменный источник масс-спектрометров и с тех пор в основном применяются в Земле и планетарных наук. Приложения к области медицины являются новыми и имеют большой потенциал в качестве биомаркеров для болезней, которые изменяют метаболизм цинка (например, болезни Альцгеймера). Эта статья сообщает метод измерения с высокой точностью природных стабильных изотопов цинка в различных органах мыши. То же самое применимо к образцам человека. Суть метода состоит в растворении органов, химической очистки цинка из остальных атомов, а затем в анализе соотношение изотопов на масс-спектрометре.

Качество Zn изотопных измерений зависит от качества химической очистки (чистоты Zn, низкое пустым оценочногоared к количеству Zn, присутствующего в образце, с высоким химический выход из процедуры) и на контроле инструментальной смещения. Высокой чистоты конечного Zn фракции необходимо удалить обе изобарических помех и неизобарических помех, которые создают эффект матрицы. Изобарические нуклиды создать прямые помехи (например, 64 Ni). Неизобарических помехи генерируют так называемую "матрицу" эффект и изменить аналитическую точность измерений при изменении состояния ионизации по сравнению с чистого цинка стандарта, к которому образцы по сравнению с 1. Низкий пустым (<10 нг) указывает, что нет загрязнение образцов внешним Zn, которые смещения измеренного изотопного состава. Как Zn изотопы могут быть фракционированию во ионообменной хроматографии 2, совокупность всех атомов Zn гарантирует, что изотопный фракционирования не происходит, что означает, что химическая процедура должна иметь полный выход, Наконец, коррекция инструментальной изотопного фракционирования при измерении масс-спектрометрии делается с помощью метода "стандарт" брекетинга.

Таким образом, основные трудности для получения точных измерений контролируют внешнего загрязнения (т.е. низкой пустым), производя полный выход химическую очистку, которая очищена от каких-либо других атомов или молекул, и коррекции инструментальный изотопного фракционирования на массового спектрометра. В этой статье мы опишем наш аналитический протокол, чтобы отделить Zn из органов мыши, а также измерений масс-спектрометрические.

Добыча производится с использованием малое количество разбавленных кислот (HBr / HNO 3 СМИ) на микро-колонки (0,5 мкл и 0,1 мкл) анионообменной смолы. Он имеет полное выход и измерения имеют внешний воспроизводимость лучше, чем 50 частей на миллион по соотношению 66 Zn / Zn 64. Еще одно преимущество метOD, что это очень быстро. Способ, таким образом, очень хорошо адаптированы к медицинских наук, в которой нужно анализировать большое количество образцов по сравнению с геонауках, где были разработаны эти аналитические методы.

Protocol

ПРИМЕЧАНИЕ: Процедуры с участием животных были одобрены уходу и использованию комитета Институциональные животных (IACUC) в Университете Париж Дидро в. 1. Подготовка материалов Суб-кипят перегонять 1 л кислот (HNO 3, HBr) для того, чтобы очистить их от примесей. Очистите ст…

Representative Results

В 1,5 N HBr, основные виды цинка (ZnBr3-) формы очень сильные комплексы с анионообменной смолой, тогда как большинство других элементов не взаимодействуют со смолой. Цинк затем извлекают путем изменения среды в разбавленной HNO 3, изменение видообразования Zn в Zn2 +, который высвобожда…

Discussion

Воспроизводимость измерений оценивается через воспроизведены анализа тех же образцов, проведенных в различных аналитических сессий. Например 6, мы воспроизвели ту же скалу земной 7 раз, и мы получили результаты, представленные в таблице 2.

Как и ожидалось …

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

FM-подтверждает финансирование от НРУ через Chaire d'Совершенство IDEX Сорбонна Париж Сите, Insu через PNP гранта, Институт Университетский де Франс, а также программа Labex UniverEarth Сорбонны в Париже Сите (ANR-10-LabX-0023 и НРУ -11-IDEX-0005-02). Мы также благодарим финансирование от Европейского исследовательского совета при Европейского сообщества H2020 рамочной программы / ERC грантовое соглашение # 637503 (Нетронутый).

Materials

Name of Material/ Equipment Company Catalog Number Comments/Description
Multi-collection inductively-coupled-plasma mass-spectromter Thermo-Fisher
Anion-exchange resin AG1 X8 200-400 Bio-Rad 140-1443-MSDS
teflon beakers Savillex  200-015-12
Home-made teflon colunms made with shrinkable teflon

References

  1. Marechal, C. N., Telouk, P., Albarede, F. Precise analysis of copper and zinc isotopic compositions by plasma-source mass spectrometry. Chemical Geology. 156 (1), 251-273 (1999).
  2. Marechal, C. N., Albarede, F. Ion-exchange fractionation of copper and zinc isotopes. Geochim. Cosmochim. Acta. 66 (9), 1499-1509 (2001).
  3. Weiss, D. J., Mason, T. F. D., Zhao, F. J., Kirk, G. J. D., Coles, B. J. Isotopic discrimination of zinc in higher plants. New Phytologist. 165 (3), 703-710 (2005).
  4. Jouvin, D., Louvat, P., N, M. F. C. Zinc isotopic fractionation: why organic matters. Environ Sci Technol. 43 (15), 5747-5754 (2009).
  5. Moynier, F., et al. Isotopic fractionation and transport mechanisms of Zn in plants. Chemical Geology. 267 (3-4), 125-130 (2009).
  6. Moynier, F., Herzog, G., Albarede, F. Isotopic composition of zinc, copper, and iron in lunar samples. Geochim. Cosmochim. Acta. 70 (24), 6103-6117 (2006).
  7. Moynier, F., et al. Isotopic fractionation of zinc in tektites. Earth Planet. Sci. Lett. 277 (3-4), 482-489 (2009).
  8. Chen, H., Savage, P., Teng, F. Z., Helz, R., Moynier, F. Zinc isotope fractionation during magmatic differentiation and the isotopic composition of the bulk Earth. Earth Planet. Sci. Lett. 369-370, 34-42 (2013).
  9. Moeller, K., et al. Calibration of the new certified materials ERM-AE633 and ERM-AE6447 for copper and IRMM 3702 for zinc isotope amount ratio determination. Geostd. Geoan. Res. 36 (2), 177-199 (2012).
  10. Bigeleisen, J., Mayer, M. Calculation of equilibrium constants for isotopic exchange reactions. J. Chem. Phys. 15, 261-267 (1947).
  11. Luck, J. M., Ben Othman, D., Albarede, F. Zn and Cu isotopic variations in chondrites and iron meteorites: Early solar nebula reservoirs and parent-body processes. Geochim. Cosmochim. Acta. 69 (22), 5351-5363 (2005).
  12. Moynier, F., Dauphas, N., Podosek, F. A Search for 70Zn Anomalies in Meteorites. Astrophys. J. 700 (2), L92-L95 (2009).
  13. Paniello, R., Day, J., Moynier, F. Zn isotope evidence for the origin of the Moon. Nature. 490 (7420), 376-380 (2012).
  14. Pichat, S., Douchet, C., Albarede, F. Zinc isotope variations in deep-sea carbonates from the eastern equatorial Pacific over the last 175 ka. Earth and Planetary Science Letters. 210 (1-2), 167-178 (2003).
  15. Moynier, F., Fujii, T., Shaw, A., Le Borgne, M. Heterogeneous of natural Zn isotopes in mice. Metallomics. 5 (6), 693-699 (2013).
  16. Balter, V., et al. Bodily variability of zinc natural isotope abundance in sheep. Rapid Com. Mass. Spec. 24, 605-612 (2010).
  17. Balter, V., et al. Contrasting Cu, Fe, and Zn isotopic patterns in organs and body fluids of mice and sheep, with emphasis on cellular fractionation. Metallomics. 5 (11), 1470-1482 (2010).
  18. Urgast, D. S., et al. Zinc isotope ratio imaging of rat brain thin sections from stable isotope tracer by LA-MC-ICP-MS. Metallomics. 4, 1057-1063 (2012).
  19. Marin-Carbonne, J., Rollion-Bard, C., Luais, B. In-situ measurements of iron isotopes by SIMS: MC-ICP-MS intercalibration and application to a magnetite crystal from the Gunflint chert. Chem. Geol. 285 (1-4), 50-61 (2011).
  20. Fietzke, J., et al. Boron isotope ratio determination in carbonates via LA-MC-ICP-MS using soda-lime glass standards as reference material. J. Anal. Atom. Spec. 25, 1953-1957 (2010).
check_url/cn/52479?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Moynier, F., Le Borgne, M. High Precision Zinc Isotopic Measurements Applied to Mouse Organs. J. Vis. Exp. (99), e52479, doi:10.3791/52479 (2015).

View Video