Summary

Høy presisjon Zinc isotop målinger som brukes for Muse Organs

Published: May 22, 2015
doi:

Summary

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

Abstract

Vi presenterer en prosedyre for å måle med høy presisjon sink isotopratene i muse organer. Sink er sammensatt av 5 stabile isotoper (64 Zn, Zn 66, 67, 68 Zn og Zn-70 Zn) som er naturlig fraksjonert mellom museorganer. Vi viser først hvordan å oppløse de forskjellige organer for å frigjøre Zn-atomer; Dette trinnet er realisert ved en blanding av HNO 3 og H 2 O 2. Vi deretter rense sinkatomene fra alle de andre elementer, særlig fra isobariske forstyrrelser (f.eks, Ni), ved anionbytterkromatografi i et fortynnet HBr / HNO 3 medium. Disse første to trinnene utføres i et laboratorium ved hjelp av ren høy renhet kjemikalier. Til slutt blir de isotopforhold målt ved hjelp av en multi-kollektor induktivt koblet plasma-masse-spektrometer, med lav oppløsning. Prøvene ble injisert ved hjelp av en sprøytekammeret og isotopisk fraksjonering indusert av masse-spektrometer er corrected ved å sammenligne forholdet mellom prøvene til forholdet mellom en standard (standard eksponeringer teknikk). Denne full typisk prosedyre produserer en isotop-forhold med en 50 ppm (2 sd) reproduserbarhet.

Introduction

Målingen av høy presisjon (bedre enn 100 ppm / atommasseenhet) sink stabile isotoper sammensetningen har bare vært mulig for ca 15 år takket være utviklingen av multi-samleren plasma-source massespektrometre og har siden vært mest brukt i Earth og planet vitenskaper. Søknadene til det medisinske feltet er nye og har et stort potensial som biomarkører for sykdommer som endrer metabolismen av sink (f.eks Alzheimers sykdom). Dette papiret rapporterer en metode for å måle med stor presisjon de naturlige stabile isotopforhold av sink i forskjellige muse organer. Det samme vil gjelde for humane prøver. Metoden består av oppløsningen av organene, kjemisk rensing av sink fra resten av atomene, og deretter analyse av isotopforholdet i en masse-spektrometer.

Kvaliteten av Zn isotopiske målingene er avhengig av kvaliteten av den kjemiske rensing (renhet Zn, lav blank kompared til mengden av Zn til stede i prøven, høy kjemisk utbytte av prosedyren) og ved kontroll av instrument bias. Den høye renhet av det endelige Zn fraksjonen er nødvendig for å fjerne både isobariske interferens og ikke-interferens isobar som skaper en matrise effekt. Isobariske nuklider opprette direkte forstyrrelser (f.eks 64 Ni). Ikke-isobariske interferens genererer den såkalte "matrix" effekt og endre den analytiske nøyaktighet av målingene ved å endre tilstanden av ionisering i forhold til den rene sink standarden som prøvene blir sammenlignet med en. En lav blank (<10 ng) indikerer at det ikke er noen forurensning av prøvene ved ytre Zn som ville forspenne den målte isotop-sammensetning. Som Zn-isotoper kan fraksjoneres ved ionebyttekromatografi 2, sørger for samling av alle Zn-atomene som ingen isotoper fraksjonering finner sted, noe som innebærer at den kjemiske prosedyren bør ha en full utbytte. Til slutt blir den korreksjon av den instrument isotopisk fraksjonering under massespektrometri målingen gjøres via "standard eksponeringer" metoden.

Derfor, til de største vanskelighetene få nøyaktige målinger er kontrollerende ytre forurensing (dvs. lav blank), som produserer en full utbytte kjemisk rensing som er ren av eventuelle andre atomer eller molekyler, og korrigere den instrument isotop fraksjone på masse-spektrometer. I denne artikkelen vil vi beskrive vår analyseprotokoll for å separere Zn fra musen organer samt massespektrometri målinger.

Utvinningen er gjort ved hjelp av en lav mengde fortynnede syrer (HBr / HNO 3 media) på mikro kolonner (0,5 mL og 0,1 mL) av anion-utveksling harpiks. Den har et fullt utbytte og målingene har en ekstern reproduserbarhet bedre enn 50 ppm på 66 Zn / 64 Zn-forhold. En annen fordel med method er at det er svært rask. Fremgangsmåten er derfor meget godt egnet til medisinske fag, der man har behov for å analysere et stort antall prøver i forhold til geovitenskap, hvor disse analytiske metoder ble utviklet.

Protocol

MERK: Prosedyrer som involverer dyr har blitt godkjent av Institutional Animal Care og bruk Committee (IACUC) ved Université Paris Diderot. 1. Utarbeidelse av Materials Under koke destillere en L av syrene (HNO3, HBr) for å rense dem fra urenhet. Rengjør begrene og tips adapter i en varm (~ 100 ° C) konsentrert HNO3 syrebad i minst to dager. Vask pipettespissene i en kald 3 N HNO 3 bad i flere dager og skyll individuelt tre ganger med deionisert…

Representative Results

I 1.5 N HBr, de viktigste sink arter (ZnBr3-) former svært sterke komplekser med Anion-utveksling harpiks, mens de fleste andre elementer ikke samhandle med harpiks. Sink utvinnes deretter ved å endre det medium som fortynnet HNO 3, endrer arts av Zn i Zn 2+ som frigjøres fra harpiksen 6,7. Isotopforhold er vanligvis uttrykt som deler per 1000 avvik i forhold til en standard: <img alt="Ligning 1" fo:content-width="2.5in" src="/f…

Discussion

Reproduserbarheten av målingene vurderes gjennom replikert analyser av de samme prøver som utføres i de forskjellige analytiske sesjoner. For eksempel 6, har vi replikert den samme bakke stein 7 ganger, og vi oppnådde resultater er rapportert i tabell 2.

Som forventet fra teorien om isotoper fraksjone 10 og målt i noen solsystemet materialet så langt (f.eks meteoritt 11-13, planter 3-5, deep-sea sedimenter 14,</…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

FM erkjenner midler fra ANR gjennom en chaire d'Excellence IDEX Sorbonne Paris Cité, den INSU gjennom en PNP stipend, Institut Universitaire de France samt LABEX UniverEarth programmet ved Sorbonne Paris Cité (ANR-10-LabX-0023 og ANR -11-IDEX-0005-02). Vi takker også midler fra European Research Council under EFs H2020 rammeprogram / ERC tilskuddsavtalen # 637503 (Tine).

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

  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/pt/52479?article_type=t

Play Video

Citar este artigo
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