High Precision Zink isotopmätningar Tillämpad Mus Organs
Summary
We present the technique to measure with high precision zinc isotope ratios in mouse organs.
Abstract
Vi presenterar ett förfarande för att mäta med hög precision zinkisotopkvoter i musorgan. Zink består av fem stabila isotoper (64 Zn, 66 Zn, 67 Zn, 68 Zn och 70 Zn) som är naturligt fraktione mellan musorgan. Vi visar först hur att lösa de olika organen i syfte att befria Zn-atomer; detta steg åstadkommes genom en blandning av HNO3 och H2O 2. Vi renar sedan zinkatomer från alla andra element, framför allt från isobariska störningar (t.ex. Ni), genom anjonbyteskromatografi i en utspädd HBr / HNO3 medium. Dessa två första steg utförs i en ren laboratorium med hög renhet kemikalier. Slutligen är de isotopkvoter mättes genom användning av en fler kollektor induktivt kopplad-plasma mass-spektrometer, i låg upplösning. Proverna injiceras med en spraykammare och isotopfraktionering induceras av mass spektrometer är korrektionted genom att jämföra förhållandet av proverna till förhållandet av en standard (standardgaff teknik). Denna fullständiga typisk procedur ger en isotopförhållande med en 50 ppm (2 sd) reproducerbarhet.
Introduction
Mätningen av hög precision (bättre än 100 ppm / atommassenhet) zink stabil isotopsammansättning har bara varit möjligt för cirka 15 år tack vare utvecklingen av multi-samlare plasma-source mass spektrometrar och har sedan dess mestadels tillämpats i jorden och planet vetenskaper. Ansökningarna till det medicinska området är nya och har en stor potential som biomarkörer för sjukdomar som modifierar metabolismen av zink (t ex Alzheimers sjukdom). Denna uppsats rapporterar ett förfarande för att mäta de naturliga stabila isotopförhållanden av zink i olika musorgan med hög precision. Detsamma skulle gälla för prover från människa. Förfarandet består av upplösning av de organ, den kemiska reningen av zink från resten av atomerna, och därefter analys av den isotopförhållande på en massspektrometer.
Kvaliteten på Zn isotopmätningar är beroende av kvaliteten hos den kemiska rening (renhet av Zn, låg tomma kompared till mängden av Zn är närvarande i provet, hög kemiskt utbyte av förfarandet) och om kontroll av den instrument partiskhet. Behövs Den höga renheten hos den slutliga Zn-fraktion för att avlägsna både isobariska interferenser och icke-isobar interferens som skapar en matriseffekt. Isobariska nuklider skapar direkta störningar (t.ex. 64 Ni). Icke-isobariska störningar generera så kallade "matris" effekt och ändra den analytiska precisionen i mätningarna genom att ändra tillståndet hos jonisering jämfört med ren zink standard som proven jämfört med 1. Ett lågt ämnet (<10 ng) indikerar att det inte finns någon kontaminering av proverna med hjälp av yttre Zn som skulle förspänna den uppmätta isotopsammansättningen. Som Zn isotoper kan fraktioneras under jonbyteskromatografi 2, insamling av alla Zn atomer garanterar att ingen isotopfraktionering uppstår, vilket innebär att den kemiska förfarandet bör ha en full avkastning. Slutligen är korrigeringen av den instrumentisotopfraktionering under masspektrometri mätning görs via "standardgaff" -metoden.
Därför att de största svårigheterna få exakta mätningar styr den externa kontaminering (dvs låg blank), vilket ger en full avkastning kemisk rening som är ren från andra atomer eller molekyler, och korrigera instrumentisotopfraktionering på mass spektrometer. I denna uppsats kommer vi att beskriva vår analytiska protokoll för att separera Zn från musorgan samt mätningarna masspektrometri.
Extraktionen utförs med användning av en låg mängd av utspädda syror (HBr / HNO3 medium) på mikro-kolonner (0,5 | il och 0,1 | il) av anjonbytarharts. Den har en full avkastning och mätningarna har en extern reproducerbarhet bättre än 50 ppm på 66 Zn / 64 Zn-förhållande. En annan fördel med method är att det är mycket snabbt. Förfarandet är därför mycket väl anpassad till medicinsk vetenskap, i vilken man måste analysera ett stort antal prov jämfört med geovetenskap, där dessa analytiska metoder utvecklades.
Protocol
Representative Results
Discussion
Reproducerbarhet mätningarna utvärderas genom replikerade analyser av samma prov som utförts under olika analystillfällen. Till exempel 6, har vi replik samma mark vagga 7 gånger och vi erhölls de resultat som rapporteras i tabell 2.
Som väntat från teorin om isotopfraktionering 10 och mätt i något solsystem material hittills (t.ex. meteorit 11-13, växter 3-5, djuphavssediment 14, djur 15-17),</s…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
FM erkänner finansiering från ANR genom en chaire d'Excellence IDEX Sorbonne Paris Cité, den INSU genom en PNP bidrag, Institut Universitaire de France samt Labex UniverEarth programmet vid Sorbonne i Paris Cité (ANR-10-LABX-0023 och ANR -11-IDEX-0005-02). Vi tackar också finansiering från Europeiska forskningsrådet inom ramen för Europeiska gemenskapens H2020 ramprogram / ERC bidragsavtal # 637.503 (Pristine).
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).
