מדידות דיוק אבץ איזוטופי גבוהות יישומים לאיברי עכבר
Summary
We present the technique to measure with high precision zinc isotope ratios in mouse organs.
Abstract
אנו מציגים הליך למדידה עם יחס איזוטופ אבץ דיוק גבוה באיברי עכבר. האבץ מורכב 5 איזוטופים יציבים (64 Zn, 66 Zn, 67 Zn, 68 Zn ו -70 Zn) אשר מופרדים בין איברי עכבר באופן טבעי. אנחנו מראים תחילה כיצד לפזר את האיברים השונים כדי לשחרר את אטומי Zn; צעד זה מתממש על ידי תערובת של HNO 3 ו- H 2 O 2. לאחר מכן, אנו מטהרים את אטומי אבץ מכל הגורמים האחרים, בפרט מהפרעות isobaric (למשל, Ni), על ידי כרומטוגרפיה אניון-חליפין בHBr לדלל / HNO בינוני 3. שני שלבים הראשונים אלה מבוצעים במעבדה נקייה באמצעות כימיקלים טוהר גבוהים. לבסוף, יחסי איזוטופ נמדדים באמצעות רב-אספן ההמוני ספקטרומטר אינדוקטיבי מצמידים-פלזמה, ברזולוציה נמוכה. הדגימות מוזרקות באמצעות תא תרסיס וחלוקת איזוטופים הנגרמת על ידי ההמוני ספקטרומטר הוא correcטד על ידי השוואת היחס של הדגימות ליחס של סטנדרטי (טכניקה מדורגת סטנדרטית). הליך טיפוסי מלא זה מייצר יחס איזוטופ עם שחזור 50 עמודים לדקה (2 SD).
Introduction
המדידה של דיוק גבוה הרכב איזוטופ היציב (טוב יותר מ -100 עמודים לדקה / יחידת מסה אטומית) אבץ הייתה אפשרית רק לכ -15 שנים הודות לפיתוח של מסה-ספקטרומטרים פלזמה מקור רב-אספן ומאז בעיקר מיושמת בכדור הארץ ומדעים פלנטריים. היישומים בתחום הרפואי הם רומן ויש לו פוטנציאל חזק כסמנים ביולוגיים למחלות שמשנות את חילוף החומרים של אבץ (למשל, מחלת אלצהיימר). מאמר זה מדווח שיטה למדוד עם דיוק גבוה יחסי איזוטופ יציבים הטבעיים של אבץ באיברים שונים בעכבר. אותו יהיה ישים לדגימות אנושיות. השיטה מורכבת מהפירוק של האיברים, הטיהור הכימית של אבץ משאר האטומים, ולאחר מכן הניתוח של יחס איזוטופ במסה-ספקטרומטר.
האיכות של מדידות איזוטופים Zn תלויה באיכות של הטיהור הכימית (טוהר Zn, comp הריק הנמוךהנגר לסכום של Zn הווה במדגם, תשואה גבוהה כימית לנוהל) ועל השליטה בהטית אינסטרומנטלי. יש צורך בטוהר הגבוה של חלק Zn הסופי להסרת שני הפרעות isobaric והפרעות שאינן isobaric שיוצרות אפקט מטריקס. nuclides Isobaric ליצור הפרעות ישירות (לדוגמא, 64 ניקל). הפרעות ללא isobaric ליצור אפקט "מטריקס" שנקרא ולשנות את הדיוק אנליטי של המדידות על ידי שינוי מצבו של היינון בהשוואה לסטנדרטי אבץ הטהור שהדגימות לעומת 1. ריק (<10 ng) נמוך מצביע על כך שאין זיהום של הדגימות על ידי Zn החיצוני שהיית הטיה ההרכב האיזוטופי נמדד. כפי שניתן מופרדים איזוטופים Zn במהלך חילופי יונים כרומטוגרפיה 2, האוסף של כל אטומי Zn מבטיח כי אין חלוקה איזוטופים מתרחשת, מה שמרמז כי ההליך הכימי צריך להיות תשואה מלאה. לבסוף, התיקון של חלוקה איזוטופים סייעה במהלך מדידת ספקטרומטר המסה נעשה באמצעות השיטה "מדורגת סטנדרטי".
מדידות מדויקות לכן, הקשיים העיקריים להשגה שולטים בזיהום החיצוני (כלומר, נמוכות ריק), הפקת טיהור כימית תשואה מלאה שהיא נקי מכל אטומים או מולקולות אחרים, ותיקון חלוקה איזוטופים סייעה במסה-ספקטרומטר. במאמר זה נתאר פרוטוקול האנליטיות שלנו להפריד בין Zn מאיברי העכבר, כמו גם מדידות ספקטרומטר המסה.
החילוץ נעשה באמצעות כמות נמוכה של חומצות מדוללים (HBr / HNO 3 תקשורת) על מיקרו-טורים (0.5 μl 0.1 μl) של שרף אניון-חליפין. יש לה תשואה מלאה ויש לי מדידות שחזור חיצוני טוב יותר מאשר 50 עמודים לדקה על יחס Zn 66 Zn / 64. יתרון נוסף של ספידOD הוא שזה מאוד מהר. השיטה לכן מותאמת היטב למדעי רפואה, שבו יש צורך לנתח מספר גדול של דגימות בהשוואה למדעי כדור ארץ, שבו שיטות אנליטיות אלה פותחו.
Protocol
Representative Results
Discussion
שחזור של המדידות מוערך באמצעות ניתוחים משוכפלים של אותו הדגימות שבוצעו במהלך פגישות אנליטיות שונות. לדוגמא 6, יש לנו לשכפל את אותו הסלע יבשתי 7 פעמים והשגנו את התוצאות שדווחו בטבלה 2.
כצפוי מהתאוריה של חלוקה איזוטופ…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
FM מכיר מימון מANR דרך אקסלנס IDEX סורבון בפריז Cité chaire d', INSU באמצעות מענק PNP, Institut Universitaire de France, כמו גם את תכנית Labex UniverEarth בסורבון בפריז סיטה (ANR-10-LABX-0023 וANR -11-IDEX-0005-02). אנו מודים גם מימון ממועצת המחקר האירופי במסגרת תכנית מסגרת H2020 הסכם מענק # של הקהילה האירופית / ERC 637,503 (הטהורה).
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 | |||
Referências
- 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).
- Marechal, C. N., Albarede, F. Ion-exchange fractionation of copper and zinc isotopes. Geochim. Cosmochim. Acta. 66 (9), 1499-1509 (2001).
- 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).
- Jouvin, D., Louvat, P., N, M. F. C. Zinc isotopic fractionation: why organic matters. Environ Sci Technol. 43 (15), 5747-5754 (2009).
- Moynier, F., et al. Isotopic fractionation and transport mechanisms of Zn in plants. Chemical Geology. 267 (3-4), 125-130 (2009).
- Moynier, F., Herzog, G., Albarede, F. Isotopic composition of zinc, copper, and iron in lunar samples. Geochim. Cosmochim. Acta. 70 (24), 6103-6117 (2006).
- Moynier, F., et al. Isotopic fractionation of zinc in tektites. Earth Planet. Sci. Lett. 277 (3-4), 482-489 (2009).
- 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).
- 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).
- Bigeleisen, J., Mayer, M. Calculation of equilibrium constants for isotopic exchange reactions. J. Chem. Phys. 15, 261-267 (1947).
- 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).
- Moynier, F., Dauphas, N., Podosek, F. A Search for 70Zn Anomalies in Meteorites. Astrophys. J. 700 (2), L92-L95 (2009).
- Paniello, R., Day, J., Moynier, F. Zn isotope evidence for the origin of the Moon. Nature. 490 (7420), 376-380 (2012).
- 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).
- Moynier, F., Fujii, T., Shaw, A., Le Borgne, M. Heterogeneous of natural Zn isotopes in mice. Metallomics. 5 (6), 693-699 (2013).
- Balter, V., et al. Bodily variability of zinc natural isotope abundance in sheep. Rapid Com. Mass. Spec. 24, 605-612 (2010).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
