Name: an ultra-clean multilayer apparatus for collecting size fractionated marine plankton and suspended particles
Uploaded: 2018-04-19T15:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 1 s
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Gli autori ringraziano Miss Pi-Fen Lin, Mr. Wei-polmone Tseng, Miss Pei-Hsuan Lin e Dr. Lu Jia Chuan per la loro assistenza durante il campo campionamento e analisi di laboratorio per lo sviluppo pratico e l'applicazione di "CATNET." L'assistenza dell'equipaggio e tecnico a bordo della nave da ricerca Ocean Research-I e Ocean Research-II durante le spedizioni di campionamento è molto apprezzato. Questo lavoro è stato sostenuto in parte da Taiwan Ministero della scienza e tecnologia di concede 91-2611-M-002-007, 95-2611-M-002-009, 96-2611-M-002-004, 97-3114-M-002-006, 104-2611-M-002-019. Questo manoscritto è scritto in memoria di Miss Wen-Huei Lee per la sua dedizione immensa e il contributo di ricerche marine in Taiwan.

Il seguente protocollo coinvolge funzionare con sostanze chimiche nocive. Si prega di leggere attentamente le schede di dati di sicurezza (SDS) e seguire le linee guida istituzionali sulla sicurezza chimica.
1. multi-strato gravità filtrazione Sampler preparazione
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Campionatore di pulizia
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<li>Riempire l'unità della tubazione e filtrazione con 1% (p/v) di soluzione detergente anionico proteasi enzima e ammollo per 24 h. Flush il campionatore di filtrazione multistrato gravità con dell'acqua distillata doppia osmosi inversa (RO-DDW) accuratamente, poi riempire con 0.1% (v/v) acido cloridrico (HCl, Reagent Grade) e ammollo per 72 h.</li>
		<li>Sciacquare bene il campionatore di filtrazione multistrato gravità con osmosi inversa acqua deionizzata distillata doppia (RO-DD-DIW) tre a cinque volte, almeno 20 litri ogni volta e conservare l'assemblaggio in sacchetti di plastica.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Particella contenitore pulizia/preparazione del campione
	<ol>
<li>È possibile utilizzare fluorurati etilene propilene (FEP, 125 mL) bottiglie o polietilene a bassa densità (LDPE, 125 mL) come contenitori per le particelle. Per pulire le bottiglie, li ammollo prima in detergente alcalino (Micro, 1%), poi a 50% (v/v) di acido nitrico (HNO3, Reagent Grade), quindi soluzioni di HCl 10% (v/v) per almeno 24, 48 e 24 h, rispettivamente. Sciacquare le bottiglie con acqua deionizzata (RO-DD-DIW) tra i due passaggi di immersione totale.</li>
		<li>Dopo un finale HCl ammollo, sciacquare le bottiglie accuratamente con acqua deionizzata (RO-DD-DIW) e asciugare le bottiglie in un banco pulito camera pulita o classe-100. Attaccare la bottiglia pulita per il campionatore di filtrazione multistrato gravità o tenuta pulita bottiglie in PE sacchetti con zip e doppio-borsa li per il trasporto.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Assemblaggio del campionatore di filtrazione multistrato gravità
	<ol>
<li>Connettere sei tubi di elastomero termoplastico lungo chimicamente resistente 4 m (diametro esterno di 0,635 cm) alle sei entrate direzionale in cima il campionatore.</li>
		<li>Assemblare i tre filtri in nylon maglia differente con contenitori di campioni di polietilene a bassa densità (125 mL LDPE) in sequenza in una camera pulita (panca) dopo sono puliti (Vedi sotto), con il filtro a rete 10 µm posizionato sulla parte esterna, il filtro a maglia 63 µm nella medio e il filtro a maglia 153 µm all'interno. Per il trasporto, conservare il campionatore di filtrazione multistrato gravità in due strati di sacchetti di polietilene (PE), quindi inserirlo nel contenitore per la spedizione in polipropilene (PP).</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. il campionamento
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Raccolta del campione
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<li>All'arrivo presso il sito di campionamento, è necessario avere una persona rimuovere il campionatore di filtrazione multistrato gravità da un container sul ponte della nave da ricerca e aprire la borsa con il campionatore. Poi, li hanno messo i guanti di PE, collegare i sei tubi di 4m in elastomero termoplastico per le spine di acqua delle bottiglie per il campionamento di sei 20 rivestite in PTFE L sulla matrice elevati della multi-bottiglia campionamento e guida l'acqua di mare in questa unità di filtrazione. L'acqua di mare fluirà attraverso le insenature direzionale, e il plancton/particelle saranno separati/frazionato delicatamente attraverso le reti e stabilirsi in 125 mL flaconi LDPE che sono fissati alla base delle reti.</li>
		<li>Dopo l'acqua di mare ha fluito attraverso (solitamente 120 L per acqua di mare nelle zone costiere e 240 L per acqua di mare aperto), rimuovere ogni rete in sequenza (in primo luogo, il µm 153, poi il 63 µm e infine il 10 µm) in un banco pulito di classe-100, poi spruzzare la rete con traccia-metallo-pulire 0,4 µm f iltered acqua di mare per lavare qualsiasi plancton bloccato sulla superficie interna delle reti. Raccogliere l'acqua di mare con concentrato di particelle/plancton in flaconi di polietilene 125 mL.</li>
		<li>Svitare queste bottiglie dalle reti e filtrare le soluzioni con particelle/plancton concentrato ancora una volta attraverso un apparecchio di filtrazione sotto vuoto lavata con acido con pre-pesati, lavata con acido 47mm, filtri da 10 µm in policarbonato dimensioni dei pori sotto basso vuoto condizioni (< 5 kPa).</li>
		<li>Per raccogliere le particelle/plancton inferiore a 10 µm, attendere almeno 20 L di acqua di mare a fluire attraverso il campionatore, quindi dopo che, raccogliere due a cinque L di acqua nel contenitore 5 L PE e filtrare queste acque di campione da un apparato di filtrazione sotto vuoto acido lavato con filtri di pre-pesati, lavata con acido, 47-mm, 0.4-µm poro formato in policarbonato.</li>
		<li>Dopo filtrazione sotto vuoto, sciacquare i filtri di esempio con elevata purezza acqua DDW per rimuovere il residuo di acqua di mare, riducendo al minimo l'influenza dei sali marini su come determinare i pesi a secco di particelle/plancton. Tenere il volume di risciacquo a solo un paio di millilitri per evitare di danneggiare il fragile plancton.</li>
		<li>Quindi, dopo questa fase di risciacquo, rimuovere delicatamente il filtro dall'unità di filtrazione sotto vuoto, archiviare i filtri del campione di pre-pesati, lavata con acido acrilici plastica Petri e sigillare in sacchetti di plastica richiudibili. Tenere i sacchetti in un congelatore a-20 ˚ c a bordo fino a ritornare indietro verso un laboratorio terrestri per ulteriori analisi di pretrattamento e chimica del campione.</li>
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</li>
</ol>3. il campione trattamento
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Congelare l'essiccazione e la digestione delle particelle
	<ol>
<li>Posizionare i filtri con campioni di particelle nella camera di raccolta della macchina liofilizzazione e accendere la macchina. Come la temperatura della macchina raggiunge i-40 ° C, accendere la pompa del vuoto della macchina e avviare i processi di liofilizzazione. Nota: Il livello di vuoto deve essere mantenuto costantemente inferiore a 0,12 mBar. Si prega di leggere attentamente il manuale e attenersi alle indicazioni del produttore per ogni passaggio.</li>
		<li>Dopo 72 h, spegnere la macchina liofilizzazione, rimuovere i filtri secchi e pesarli. Quindi, inserire filtri campione essiccato in vasi di perfluoroalkoxy pre-pesati alcano (PFA) (60 mL di capacità) e aggiungere 3 mL di acido nitrico ultrapuro concentrato nel vasi2,3,6,7.</li>
		<li>Stringere i vasi sanguigni con una chiave dinamometrica alla coppia costante di 2,5 kg-m e posizionare i vasi in un forno convenzionale a 130 ° C per 12 h per la prima sequenza di digestione. Dopo il raffreddamento, togliere i vasi dal forno, aprire i vasi e aggiungere 2 mL di acido fluoridrico ultrapura nel vasi2,3,6,7.</li>
		<li>Stringere i vasi sanguigni con una coppia di 2,5 kg-m e posizionare i vasi in un forno convenzionale a 130 ° C per 12 h, che è la seconda sequenza di digestione. Dopo il raffreddamento, i vasi aperti e aggiungere 16 mL di soluzione di acido borico ultra-puro del 4,5% nel vasi2,3,6,7.</li>
		<li>Stringere i vasi sanguigni per una coppia costante di 2,5 kg-metri e digerire i campioni in forno a 130 ° C per 12 h per la sequenza finale della digestione. Dopo il raffreddamento, pesare ogni nave e determinare la messa conclusiva e la massa specifica di ciascuna soluzione digerita per produrre un volume di enzima finale. Nota: Massa specifica è determinata misurando il peso esattamente 1,00 ml di enzima.</li>
		<li>Attentamente, versare 30 mL acido puliti PE bottiglia per ulteriore analisi dei metalli traccia l'enzima.</li>
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	<li>
Analisi dei metalli traccia
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<li>Determinare le concentrazioni del metallo traccia (Cd, Cu, Fe, Mn, Ni e Al) nelle soluzioni digeriti di particelle usando un forno di grafite assorbimento atomico spettrometro (GF-AAS)6.</li>
		<li>Come un test di precisione, utilizzare materiali di riferimento certificati (CRM), come materiali di riferimento di sedimenti marini dal National Research Council of Canada, materiale di riferimento standard di sedimenti d'estuario dal National Institute of Standards e tecnologia della Stati Uniti d'America e materiale di riferimento di plancton da servizio di scienza e conoscenza della Commissione europea. Il processo dà 95% al 107% recupero del valore certificato per i metalli traccia forniti nel CRM.</li>
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</li>
</ol>

<ol>
	<li>Jeandel, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=What+did+we+learn+about+ocean+particle+dynamics+in+the+GEOSECS-JGOFS+era.">What did we learn about ocean particle dynamics in the GEOSECS-JGOFS era.</a> Progr. Oceanogr. 133, 6-16 (2015).</li><li>Lam, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Methods+for+analyzing+the+concentration+and+speciation+of+major+and+trace+elements+in+marine+particles.">Methods for analyzing the concentration and speciation of major and trace elements in marine particles.</a> Progr. Oceanogr. 133, 32-42 (2015).</li><li>Collier, R., Edmond, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+trace+element+geochemistry+of+marine+biogenic+particulate+matter.">The trace element geochemistry of marine biogenic particulate matter.</a> Progr. Oceanogr. 13, 113-199 (1984).</li><li>Donat, J. R., Bruland, K. W., Steinnes, E., Salbu, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Trace+elements+in+the+oceans.">Trace elements in the oceans.</a> Trace Elements in Natural Waters. , 247-280 (1995).</li><li>Wen, L. -. S., Santschi, P., Tang, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interaction+between+radioactively+labeled+colloids+and+natural+particles:+evidence+for+colloidal+pumping.">Interaction between radioactively labeled colloids and natural particles: evidence for colloidal pumping.</a> Geochim. Cosmochim. Ac. 61, 2867-2878 (1997).</li><li>Wen, L. -. S., Warnken, K., Santschi, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+organic+carbon,+iron,+and+aluminium+oxyhydroxides+as+trace+metal+carriers:+Comparison+between+the+Trinity+River+and+the+Trinity+River+Estuary+(Galveston+Bay,+Texas).">The role of organic carbon, iron, and aluminium oxyhydroxides as trace metal carriers: Comparison between the Trinity River and the Trinity River Estuary (Galveston Bay, Texas).</a> Mar. Chem. 112, 20-37 (2008).</li><li>Hurd, D., Spencer, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Marine+particles:+analysis+and+characterization.">Marine particles: analysis and characterization.</a> American Geophysical Union. , (1991).</li><li>Martin, J. H., Knauer, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+elemental+composition+of+plankton.">The elemental composition of plankton.</a> Geochim. Cosmochim. Ac. 37, 1639-1653 (1973).</li><li>Morel, F., Price, N. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+biogeochemical+cycles+of+trace+metals+in+the+oceans.">The biogeochemical cycles of trace metals in the oceans.</a> Science. 300, 944-947 (2003).</li><li>Ho, T. -. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+elemental+composition+of+some+marine+phytoplankton.">The elemental composition of some marine phytoplankton.</a> J. Phycol. 39, 1145-1159 (2003).</li><li>McDonnell, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+oceanographic+toolbox+for+the+collection+of+sinking+and+suspended+marine+particles.">The oceanographic toolbox for the collection of sinking and suspended marine particles.</a> Prog. Oceanogr. 133, 17-31 (2015).</li><li>Wen, L. -. S., Li, W. -. H., Zhuang, G. -. Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Multiple layer filtering and collecting device. , (2005).</li><li>Ho, T. -. Y., Wen, L. -. S., You, C. -. F., Lee, D. -. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+trace-metal+composition+of+size+fractionated+plankton+in+the+South+China+Sea:+biotic+versus+abiotic+sources.">The trace-metal composition of size fractionated plankton in the South China Sea: biotic versus abiotic sources.</a> Limnol. Oceanogr. 52, 1776-1788 (2007).</li><li>Hsu, R., Liu, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In-situ+estimations+of+the+density+and+porosity+of+flocs+of+varying+sizes+in+a+submarine+canyon.">In-situ estimations of the density and porosity of flocs of varying sizes in a submarine canyon.</a> Mar. Geol. 276, 105-109 (2010).</li><li>Liao, W. -. H., Yang, S. -. C., Ho, T. -. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Trace+metal+composition+of+size-fractionated+plankton+in+the+Western+Philippine+Sea:+the+impact+of+anthropogenic+aerosol+deposition.">Trace metal composition of size-fractionated plankton in the Western Philippine Sea: the impact of anthropogenic aerosol deposition.</a> Limnol Oceanogr. , (2017).</li><li>Grasshoff, K., Kremling, K., Ehrhardt, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Methods of seawater analysis. , (2007).</li></ol>

Il co-autore, Mr. Alan Chuang è co-titolare del brevetto e il direttore generale dell'azienda (Sino Instruments Co., Ltd.) che ha prodotto questo apparato di raccolta per gli utenti interessati. Il brevetto si è concluso a maggio 9th, 201512.

Come ottenere affidabile traccia metallo concentrazioni di plancton e particelle in sospensione nelle acque naturali, che sono generalmente presenti a concentrazioni molto basse, richiede grande attenzione durante la raccolta del campione, elaborazione, pretrattamenti e analisi, con l'obiettivo di riducendo la contaminazione. Di conseguenza, le procedure per progettare e preparare l'attrezzatura di campionamento, contenitori per campioni e materiali utilizzati per raccogliere e campioni di processo sono tutti elementi cr...

Le particelle nell'oceano giocano un ruolo importante nei cicli biogeochimici marini1. La maggior parte delle proprietà delle particelle, quali dimensioni, mineralogia e composizione, può cambiare radicalmente da un contesto geologico o idrografico per un altro2. Inoltre, le distribuzioni di elementi nell'oceano inoltre sono associate con il ciclo di vita del fitoplancton marino: crescita, morte, affondando e rimineralizzazione3,4. Marine particelle estendono almeno 4 ordini di grandezza in dimensione, che vanno da particelle di submicron per grandi aggregati (> 5 mm). La maggior parte delle particelle biologicamente derivate, da processi quali virale Lisi, essudazione, secrezione, produzione di pellet fecali, ecc. Altre particelle sono formate da coagulazione fisica delle cellule, detriti cellulari o lithogenic materiali1. Varie caratteristiche chimiche e biologiche delle particelle controllano sia i cicli geochimici e processi biologici che si verificano su e all'interno le particelle4,5,6. Queste particelle sono habitat importanti così come le fonti di cibo per alcuni organismi, come zooplancton o saprotrophs. Di conseguenza, il destino delle particelle è spesso legato alla loro dimensione, che possa essere modificate da processi biologici su e intorno a particelle.
Campionamento marine particelle solitamente richiede filtrazione, ma questo approccio introduce una certa ambiguità nell'individuare le proprietà delle particelle, poiché le particelle marine non sono omogenee in composizione e dimensione. Particelle sospese, composte principalmente da particelle di piccola e bassa densità che sono quasi permanentemente in sospensione, sono mescolate con diverse quantità di particelle più grande e più dense in sospensione solo per un breve periodo di tempo, a seconda delle condizioni idrodinamiche 7. i primi rapporti della composizione dei campioni di plancton metallo traccia sono stati raccolti dalla risalita di plancton o sospensione plancton reti su una nave di ricerca8. Gli autori spesso trovano particelle di metallo e vernice chip nei campioni, suggerendo un grave problema di contaminazione durante il campionamento di particelle marine per l'analisi chimica. Altri sforzi includono netto traino di gommoni o utilizzando un cloruro di polivinile (PVC)-mano verricello3. La difficoltà di campionamento affidabile delle particelle fa progressi nella nostra comprensione della composizione chimica delle particelle marine più difficile, soprattutto per gli oligoelementi. Come tale, più cruciali informazioni sulla concentrazione di oligoelementi in fitoplancton sono venuto dalla cultura studi9,10. Questo riconoscimento ha motivato gli scienziati marini per creare nuovi metodi per lo studio delle particelle nel mare negli ultimi trent'anni11.
Gli oceanografi hanno usato varie tecniche di campionamento, compreso la fiancata della nave filtrazione, in situ , e sedimenti trappole11. L'elaborazione di grandi volumi di acqua di mare per raccogliere campioni non contaminati può essere difficile, soprattutto per il mare aperto e acque profonde in cui la concentrazione di particelle sono molto bassa (0.001 - 0.1 mg/L). Inoltre è necessario filtrare grandi volumi di acqua di mare per ottenere un'adeguata quantità di particelle per misurare le concentrazioni di metallo traccia. Alcuni ricercatori hanno usato il metodo dimensione-frazionamento per separare particelle sospese dall'affondamento di particelle. Tuttavia, la forma, porosità, densità e dimensione delle particelle può tutte le particelle di influenza le velocità di affondamento. Trappole di sedimenti non sono strumenti pratici per raccogliere le particelle in sospensione, poiché quelli sono progettati per l'affondamento di particelle. Pertanto, è importante sviluppare metodi di campionamento e trattamento che possono raccogliere una quantità sufficiente di particelle in sospensione con contaminazione minima. Quindi, dimensione-frazionamento mediante filtrazione in situ è ancora un promettente strumento nel pannello strumenti di campionamento dell'oceanografo, poiché si possono rivelare informazioni critiche sulle dinamiche delle particelle marino. Qui, descriviamo una collaudata con successo traccia-metallo-pulire, filtrazione multistrato gravità campionamento apparato, che può trattare grandi volumi (120-240 L) di acqua di mare a bordo in una sola passata da politetrafluoroetilene (PTFE) rivestito bottiglie di campionamento di acqua in un matrice di campionamento multi-bottiglia. Questo apparato di campionamento utilizza reti di nylon sintetico acido lavato in sequenza, e le reti sono racchiusi all'interno di un contenitore in policarbonato per raccogliere delicatamente frazionati dimensione sospesa materia e fitoplancton12,13, 14,15 (Figura 1). Lo scopo di questo lavoro è quello di fornire uno strumento migliore per studiare le associazioni di particella di metallo e le loro dinamiche di reazione negli ambienti marini e migliorare la nostra comprensione del destino di una vasta gamma di plancton e particelle di metalli in traccia in questi ambienti.

<table><tbody><tr><td>thermoplastic elastomer (C-Flex) Tubings</td><td>Cole Palmer</td><td>EW-06424-67</td><td>O.D. 0.635 cm, Opaque White 1/8&quot;ID x 1/4&quot;OD, 25 ft/pack</td></tr><tr><td>LDPE Bottle (Nalgene)</td><td>ThermoFisher Scientific</td><td>2103-0004</td><td>125 mL, Nalgene Wide-Mouth LDPE Bottles with Closure</td></tr><tr><td>anionic protease enzyme detergent detergent (Tergazyme)</td><td>Alconox</td><td>1104-1</td><td>1&amp;times;4 lb box (1.8 kg)</td></tr><tr><td>Hydrochloric Acid</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>258148</td><td>Reagent grade</td></tr><tr><td>Nitric acid</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>695025</td><td>Reagent grade</td></tr><tr><td>alkaline detergnet (Micro)</td><td>Cole Palmer</td><td>EW-99999-14</td><td>Micro-90 Cleaning Solution</td></tr><tr><td>polycarbonate filter, 47 mm, 0.4 &amp;micro;m</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>WHA111107</td><td>Whatman Nuclepore Track-Etched Membranes, diam. 47 mm, pore size 0.4 &amp;mu;m, polycarbonate</td></tr><tr><td>polycarbonate filter, 47 mm, 10 &amp;micro;m</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>WHA111115</td><td>Whatman Nuclepore Track-Etched Membranes, diam. 47 mm, pore size 10 &amp;mu;m, polycarbonate</td></tr><tr><td>PFA vessel, 60 ml capacity</td><td>Savillex</td><td>300-060-03</td><td>60 mL Digestion Vessel, Flat Interior, Flat Exterior, Buttress Threaded Top</td></tr><tr><td>Nitric acid, ultrapure</td><td>Seastar Chemicals</td><td>N/A</td><td>BASELINE Nitric Acid</td></tr><tr><td>HF, ultrapure</td><td>Seastar Chemicals</td><td>N/A</td><td>BASELINE Hydrofluoric Acid</td></tr><tr><td>Boric acid, ultrapure</td><td>Seastar Chemicals</td><td>N/A</td><td>BASELINE Hydrobromic Acid</td></tr><tr><td>polyethylene (PE) gloves</td><td>Safty Zone</td><td>GDPL-MD-5</td><td>Clear Powder Free Polyethylene Gloves</td></tr><tr><td>Multiple layer filtering and collecting device</td><td>Sino Instrumnets Co. Ltd</td><td>not available</td><td>Multiple layer filtering and collecting device, CATNET</td></tr><tr><td>10 um Nylon filters, Nitex</td><td>Dynamic Aqua-Supply Ltd.</td><td>NTX 10</td><td>Nitex - Standard Widths (40 - 44 inches)</td></tr><tr><td>60 um Nylon filters, Nitex</td><td>Dynamic Aqua-Supply Ltd.</td><td>NTX 60</td><td>Nitex - Standard Widths (40 - 44 inches)</td></tr><tr><td>150 um Nylon filters, Nitex</td><td>Dynamic Aqua-Supply Ltd.</td><td>NTX 150</td><td>Nitex - Standard Widths (40 - 44 inches)</td></tr><tr><td>torque wrench</td><td>Halfords</td><td>200238</td><td>Halfords Professional Torque Wrench 8-60Nm</td></tr><tr><td>multi-bottle sampling array, Rosette</td><td>General Oceanics</td><td>Model 1018</td><td>Rosette Sampler</td></tr><tr><td>PTFE-coated sampling bottles, GO-Flo</td><td>General Oceanics</td><td>108020T</td><td>GO-Flo water sampler teflon coated</td></tr><tr><td>Marine sediment reference materials</td><td>National Research Council Canada</td><td>MESS-3</td><td></td></tr><tr><td>Estuarine sediment standard reference material</td><td>National Institute of Standards and Technology</td><td>1646a</td><td></td></tr><tr><td>Plankton reference material</td><td>The European Commission&#039;s science and knowledge service</td><td>CRM414</td><td></td></tr></tbody></table>

an ultra-clean multilayer apparatus for collecting size fractionated marine plankton and suspended particles

Le distribuzioni di numerosi oligoelementi nell'oceano sono fortemente associate con la crescita, la morte e rimineralizzazione del plancton marino e quelli delle particelle sospese/affondamento. Qui, presentiamo un tutto in plastica (polipropilene e policarbonato), filtrazione multistrato sistema per la raccolta del particolato sospeso (SPM) in mare. Questo dispositivo di campionamento ultra-pulito è stato progettato e sviluppato specificatamente per gli studi dell'oligoelemento. Meticolosa selezione di tutti i materiali non metallici e l'utilizzo di una procedura di flusso continuo in linea riduce al minimo qualsiasi possibile contaminazione del metallo durante il campionamento. Questo sistema è stato correttamente testato e ottimizzato per la determinazione di metalli in tracce (ad es., Fe, Al, Mn, Cd, Cu, Ni) sulle particelle di varie dimensioni in acque costiere e aperta dell'oceano. Risultati dal mare cinese del Sud presso la stazione di South East Asia Time-Series (posti) indicano che variazioni diurne e distribuzione spaziale di plancton in zona eufotica può essere facilmente risolto e riconosciuti. Analisi chimica delle particelle di dimensione-frazionato nelle acque superficiali dello stretto di Taiwan suggeriscono che le particelle più grandi (> 153 µm) sono stati per lo più biologicamente derivati, mentre le particelle più piccole (10-63 µm) erano principalmente composto di materia inorganica. Oltre a Cd, le concentrazioni di metalli (Fe, Al, Mn, Cu, Ni) è diminuito con l'aumento di dimensioni.

Con lo sviluppo di oceanografia moderna, è ora una pratica comune utilizzare "tecniche di puliti" per ottenere accurata traccia metallo concentrazioni nelle particelle marine o plancton. Poiché la maggior parte delle particelle nelle acque naturali sono in mg/L basso alla gamma di µ g/L, il trattamento di grandi volumi di acqua di mare è necessario studiare la geochimici e biologici effetti di metalli in traccia su varie particelle in ambiente ambienti. Con l'uso di tecniche di campio...

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An Ultra-clean Multilayer Apparatus for Collecting Size Fractionated Marine Plankton and Suspended Particles

Un apparato multistrato ultra-pulito per la raccolta di plancton marino dimensioni frazionato e particelle in sospensione

Plancton e particelle in sospensione giocano un ruolo importante nei cicli biogeochimici nell'oceano. Qui, forniamo un metodo ultra-pulito, basso sforzo per la raccolta di varie dimensioni delle particelle e plancton in mare con la capacità di gestire grandi volumi di acqua di mare.

The distributions of many trace elements in the ocean are strongly associated with the growth, death, and re-mineralization of marine plankton and those ...

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Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Environment

8.8K Views.  National Taiwan University. Plancton e particelle in sospensione giocano un ruolo importante nei cicli biogeochimici nell'oceano. Qui, forniamo un metodo ultra-pulito, basso sforzo per la raccolta di varie dimensioni delle particelle e plancton in mare con la capacità di gestire grandi volumi di acqua di mare.

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Unraveling the Unseen Players in the Ocean - A Field Guide to Water Chemistry and Marine Microbiology

Here we introduce a series of thoroughly tested and well standardized research protocols adapted for use in remote marine environments. The sampling protocols include the assessment of resources available to the microbial community (dissolved organic carbon, particulate organic matter, inorganic nutrients), and a comprehensive description of the viral and bacterial communities (via direct viral and microbial counts, enumeration of autofluorescent microbes, and construction of viral and microbial metagenomes). We use a combination of methods, which represent a dispersed field of scientific disciplines comprising already established protocols and some of the most recent techniques developed. Especially metagenomic sequencing techniques used for viral and bacterial community characterization, have been established only in recent years, and are thus still subjected to constant improvement. This has led to a variety of sampling and sample processing procedures currently in use. The set of methods presented here provides an up to date approach to collect and process environmental samples. Parameters addressed with these protocols yield the minimum on information essential to characterize and understand the underlying mechanisms of viral and microbial community dynamics. It gives easy to follow guidelines to conduct comprehensive surveys and discusses critical steps and potential caveats pertinent to each technique.

Here, we present a comprehensive protocol to assess the organic and inorganic nutrient availability and the abundance and structure of microbial and viral communities in remote marine environments.

Svelare i giocatori invisibili del Mare - Una guida del campo di Acqua Chimica e microbiologia marina

Here we introduce a series of thoroughly tested and well standardized research protocols adapted for use in remote marine environments. The sampling ...

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VacuSIP, an Improved InEx Method for In Situ Measurement of Particulate and Dissolved Compounds Processed by Active Suspension Feeders

Benthic suspension feeders play essential roles in the functioning of marine ecosystems. By filtering large volumes of water, removing plankton and detritus, and excreting particulate and dissolved compounds, they serve as important agents for benthic-pelagic coupling. Accurately measuring the compounds removed and excreted by suspension feeders (such as sponges, ascidians, polychaetes, bivalves) is crucial for the study of their physiology, metabolism, and feeding ecology, and is fundamental to determine the ecological relevance of the nutrient fluxes mediated by these organisms. However, the assessment of the rate by which suspension feeders process particulate and dissolved compounds in nature is restricted by the limitations of the currently available methodologies. Our goal was to develop a simple, reliable, and non-intrusive method that would allow clean and controlled water sampling from a specific point, such as the excurrent aperture of benthic suspension feeders, in situ. Our method allows simultaneous sampling of inhaled and exhaled water of the studied organism by using minute tubes installed on a custom-built manipulator device and carefully positioned inside the exhalant orifice of the sampled organism. Piercing a septum on the collecting vessel with a syringe needle attached to the distal end of each tube allows the external pressure to slowly force the sampled water into the vessel through the sampling tube. The slow and controlled sampling rate allows integrating the inherent patchiness in the water while ensuring contamination free sampling. We provide recommendations for the most suitable filtering devices, collection vessel, and storing procedures for the analyses of different particulate and dissolved compounds. The VacuSIP system offers a reliable method for the quantification of undisturbed suspension feeder metabolism in natural conditions that is cheap and easy to learn and apply to assess the physiology and functional role of filter feeders in different ecosystems.

VacuSIP, an Improved InEx Method for In Situ Measurement of Particulate and Dissolved Compounds Processed by Active Suspension Feeders

We introduce the VacuSIP, a simple, non-intrusive, and reliable method for clean and accurate point sampling of water. The system was developed and evaluated for the simultaneous collection of the water inhaled and exhaled by benthic suspension feeders in situ, to cleanly measure removal and excretion of particulate and dissolved compounds.

VacuSIP, un metodo migliorato per Inex<em&gt; In Situ</em&gt; Misura di particolato e sciolto composti elaborati da Alimentatori sospensioni attive

Benthic suspension feeders play essential roles in the functioning of marine ecosystems. By filtering large volumes of water, removing plankton and ...

Protocol for Microplastics Sampling on the Sea Surface and Sample Analysis

Microplastic pollution in the marine environment is a scientific topic that has received increasing attention over the last decade. The majority of scientific publications address microplastic pollution of the sea surface. The protocol below describes the methodology for sampling, sample preparation, separation and chemical identification of microplastic particles. A manta net fixed on an &#187;A frame&#171; attached to the side of the vessel was used for sampling. Microplastic particles caught in the cod end of the net were separated from samples by visual identification and use of stereomicroscopes. Particles were analyzed for their size using an image analysis program and for their chemical structure using ATR-FTIR and micro FTIR spectroscopy. The described protocol is in line with recommendations for microplastics monitoring published by the Marine Strategy Framework Directive (MSFD) Technical Subgroup on Marine Litter. This written protocol with video guide will support the work of researchers that deal with microplastics monitoring all over the world.

The protocol below describes the methodology for: microplastics sampling on the sea surface, separation of microplastic and chemical identification of particles. This protocol is in line with the recommendations for microplastics monitoring published by the MSFD Technical Subgroup on Marine Litter.

Protocollo per microplastiche campionamento sulla superficie del mare e Analisi dei campioni

Microplastic pollution in the marine environment is a scientific topic that has received increasing attention over the last decade. The majority of ...

Sampling, Sorting, and Characterizing Microplastics in Aquatic Environments with High Suspended Sediment Loads and Large Floating Debris

The ubiquitous presence of plastic debris in the ocean is widely recognized by the public, scientific communities, and government agencies. However, only recently have microplastics in freshwater systems, such as rivers and lakes, been quantified. Microplastic sampling at the surface usually consists of deploying drift nets behind either a stationary or moving boat, which limits the sampling to environments with low levels of suspended sediments and floating or submerged debris. Previous studies that employed drift nets to collect microplastic debris typically used nets with &#8805;300 &#181;m mesh size, allowing plastic debris (particles and fibers) below this size to pass through the net and elude quantification. The protocol detailed here enables: 1) sample collection in environments with high suspended loads and floating or submerged debris and 2) the capture and quantification of microplastic particles and fibers &lt;300 &#181;m. Water samples were collected using a peristaltic pump in low-density polyethylene (PE) containers to be stored before filtering and analysis in the lab. Filtration was done with a custom-made microplastic filtration device containing detachable union joints that housed nylon mesh sieves and mixed cellulose ester membrane filters. Mesh sieves and membrane filters were examined with a stereomicroscope to quantify and separate microplastic particulates and fibers. These materials were then examined using a micro-attenuated total reflectance Fourier transform infrared spectrometer (micro ATR-FTIR) to determine microplastic polymer type. Recovery was measured by spiking samples using blue PE particulates and green nylon fibers; percent recovery was determined to be 100% for particulates and 92% for fibers. This protocol will guide similar studies on microplastics in high velocity rivers with high concentrations of sediment. With simple modifications to the peristaltic pump and filtration device, users can collect and analyze various sample volumes and particulate sizes.

Most microplastic research to date has occurred in marine systems where suspended solid levels are relatively low. Focus is now shifting to freshwater systems, which may feature high sediment loads and floating debris. This protocol addresses collecting and analyzing microplastic samples from aquatic environments that contain high suspended solid loads.

Campionamento, ordinamento e caratterizzando microplastiche negli ambienti acquatici con carichi di materiale solido in sospensione alta e grandi detriti galleggianti

The ubiquitous presence of plastic debris in the ocean is widely recognized by the public, scientific communities, and government agencies. However, only ...

Design and Use of an Apparatus for Quantifying Bivalve Suspension Feeding at Sea

As shellfish aquaculture moves from coastal embayments and estuaries to offshore locations, the need to quantify ecosystem interactions of farmed bivalves (i.e., mussels, oysters, and clams) presents new challenges. Quantitative data on the feeding behavior of suspension-feeding mollusks is necessary to determine important ecosystem interactions of offshore shellfish farms, including their carrying capacity, the competition with the zooplankton community, the availability of trophic resources at different depths, and the deposition to the benthos. The biodeposition method is used to quantify feeding variables in suspension-feeding bivalves in a natural setting and represents a more realistic proxy than laboratory experiments. This method, however, relies upon a stable platform to satisfy the requirements that water flow rates supplied to the shellfish remain constant and the bivalves are undisturbed. A flow-through device and process for using the biodeposition method to quantify the feeding of bivalve mollusks were modified from a land-based format for shipboard use by building a two-dimensional gimbal table around the device. Planimeter data reveal a minimal pitch and yaw of the chambers containing the test shellfish despite boat motion, the flow rates within the chambers remain constant, and operators are able to collect the biodeposits (feces and pseudofeces) with sufficient consistency to obtain accurate measurements of the bivalve clearance, filtration, selection, ingestion, rejection, and absorption at offshore shellfish aquaculture sites.

A flow-through device for using the biodeposition method to quantify filtration and feeding behavior of bivalve mollusks was modified for shipboard use. A two-dimensional gimbal table built around the device isolates the apparatus from boat motion, thereby allowing the accurate quantification of bivalve filtration variables at offshore shellfish aquaculture sites.

Progettazione e l'uso di un apparato per quantificare bivalvi sospensione alimentazione in mare

As shellfish aquaculture moves from coastal embayments and estuaries to offshore locations, the need to quantify ecosystem interactions of farmed bivalves ...

Large Volume (20L+) Filtration of Coastal Seawater Samples

The workflow begins with the collection of coastal marine waters for downstream microbial community, nutrient and trace gas analyses. For this method, samples were collected from the deck of the HMS John Strickland operating in Saanich Inlet. This video documents large volume (&ge;20 L) filtration of microbial biomass, ranging between 0.22&mu;m and 2.7&mu;m in diameter, from the water column. Two 20L samples can be filtered simultaneously using a single pump unit equipped with four rotating heads. Filtration is done in the field on extended trips, or immediately upon return for day trips. It is important to record the amount of water passing through each sterivex filter unit. To prevent biofilm formation between sampling trips, all filtration equipment must be rinsed with dilute HCl and deionized water and autoclaved immediately after use. This procedure will take approximately 5 hours plus an additional hour for clean up.

Large Volume 20L+ Filtration of Coastal Seawater Samples

This video documents large volume (&ge;20 L) filtration of microbial biomass, ranging between 0.22&mu;m and 2.7&mu;m in diameter, from the water column.

Volume di grandi dimensioni (20L +) Filtrazione di campioni d&#39;acqua di mare costiero

The workflow begins with the collection of coastal marine waters for downstream microbial community, nutrient and trace gas analyses. For this method, ...

Biologia

Small Volume (1-3L) Filtration of Coastal Seawater Samples

The workflow begins with the collection of coastal marine waters for downstream microbial community, nutrient and trace gas analyses. For today s demonstration samples were collected from the deck of the HMS John Strickland operating in Saanich Inlet. This video documents small volume (~1 L) filtration of microbial biomass from the water column. The protocol is an extension of the large volume sampling protocol described earlier, with one major difference: here, there is no pre-filtration step, so all size classes of biomass are collected down to the 0.22 &mu;m filter cut-off. Samples collected this way are ideal for nucleic acid analysis. The set-up, filtration, and clean-up steps each take about 20-30 minutes. If using two peristaltic pumps simultaneously, up to 8 samples may be filtered at the same time. To prevent biofilm formation between sampling trips, all filtration equipment must be rinsed with dilute HCl and deionized water and autoclaved immediately after use.

Small Volume 1-3L Filtration of Coastal Seawater Samples

This video documents small volume (~1 L) filtration of microbial biomass from the water column.

Volume piccoli (1-3L) Filtrazione di campioni d&#39;acqua di mare costiero

The workflow begins with the collection of coastal marine waters for downstream microbial community, nutrient and trace gas analyses. For today s ...

A Microfluidic Platform for Precision Small-volume Sample Processing and Its Use to Size Separate Biological Particles with an Acoustic Microdevice

A major advantage of microfluidic devices is the ability to manipulate small sample volumes, thus reducing reagent waste and preserving precious sample. However, to achieve robust sample manipulation it is necessary to address device integration with the macroscale environment. To realize repeatable, sensitive particle separation with microfluidic devices, this protocol presents a complete automated and integrated microfluidic platform that enables precise processing of 0.15&#8211;1.5 ml samples using microfluidic devices. Important aspects of this system include modular device layout and robust fixtures resulting in reliable and flexible world to chip connections, and fully-automated fluid handling which accomplishes closed-loop sample collection, system cleaning and priming steps to ensure repeatable operation. Different microfluidic devices can be used interchangeably with this architecture. Here we incorporate an acoustofluidic device, detail its characterization, performance optimization, and demonstrate its use for size-separation of biological samples. By using real-time feedback during separation experiments, sample collection is optimized to conserve and concentrate sample. Although requiring the integration of multiple pieces of equipment, advantages of this architecture include the ability to process unknown samples with no additional system optimization, ease of device replacement, and precise, robust sample processing.

This protocol describes a system architecture for performing automated small volume (0.15&#8211;1.5 ml) particle separations using a microfluidic device, and discusses methods to optimize acoustofluidic device performance and operation.

Una piattaforma per l&#39;elaborazione di precisione Microfluidic piccola Volume del campione e il suo uso per Dimensione particelle biologiche separate con un Microdevice Acoustic

A major advantage of microfluidic devices is the ability to manipulate small sample volumes, thus reducing reagent waste and preserving precious sample. ...

Bioingegneria

Separation and Identification of Conventional Microplastics from Farmland Soils

Microplastics (MPs) pollution in the terrestrial environment has received increasing attention over the last decade, with increasing studies describing the numbers and types of MPs in different soil systems and their impacts on soil and crop health. However, different MPs extraction and analytical methods are used, limiting opportunities to compare results and generate reliable evidence for industry advice and policymakers. Here, we present a protocol that describes the methodology for sampling, separation, and chemical identification of conventional MPs&#160;from soil. The method is low-cost, and the materials are readily available. This enhances operational ease and may help with widespread adoption. The protocol provides detailed information on sample collection from the top 0-30 cm of soil using plastic-free utensils; simulation of different soil types through the use of various solid media (such as bentonite clay, silicon dioxide, and non-contaminated soil), with the addition of the same mass&#160;of polyethylene(PE)-MPs for subsequent quantification; density separation of plastic particles utilizing saturated sodium chloride (NaCl) solution and digestion of organic impurities in the supernatant using 4 M sodium hydroxide (NaOH) solution; quantification of particles using fluorescent microscopy after Nile Red staining; and polymer identification using micro&#160;Fourier-Transform Infrared Spectroscopy (&#956;-FTIR) or Laser-Direct Infrared (LDIR) spectroscopy. The MPs recovery rate ranged from 83% - 90% for the abovementioned media. This protocol presents an efficient method for soil MPs analysis that is optimized for feasibility, applicability, and cost-effectiveness. Moreover, the video accompanied can guide the process of analyzing the soil MPs step-by-step virtually. This study is dedicated to standardizing the methods for soil MPs analysis, enhancing the connectivity and comparability of measurements, and establishing a foundation for more standardized and scientific research.

Presented here is a method for extracting microplastics from soil and identifying their polymer types. The method has been optimized for execution, applicability, and cost-effectiveness. It lays a scientific foundation for standardizing the analytical method to identify microplastics in soils.

Separazione e identificazione di microplastiche convenzionali dai terreni agricoli

Microplastics (MPs) pollution in the terrestrial environment has received increasing attention over the last decade, with increasing studies describing ...

Dispositivo microfluidico per l'isolamento continuo di vescicole extracellulari dall'urina umana

Single Step Isolation of Extracellular Vesicles from Large-Volume Samples with a Bifurcated A4F Microfluidic Device

Extracellular vesicles (EVs) hold immense potential for various biomedical applications, including diagnostics, drug delivery, and regenerative medicine. Nevertheless, the current methodologies for isolating EVs present significant challenges, such as complexity, time consumption, and the need for bulky equipment, which hinders their clinical translation. To address these limitations, we aimed to develop an innovative microfluidic system based on cyclic olefin copolymer-off-stoichiometry thiol-ene (COC-OSTE) for the efficient isolation of EVs from large-volume samples in a continuous manner. By utilizing size and buoyancy-based separation, the technology used in this study achieved a significantly narrower size distribution compared to existing approaches from urine and cell media samples, enabling the targeting of specific EV size fractions in future applications. Our innovative COC-OSTE microfluidic device design, utilizing bifurcated asymmetric flow field-flow fractionation technology, offers a straightforward and continuous EV isolation approach for large-volume samples. Furthermore, the potential for mass manufacturing of this microfluidic device offers scalability and consistency, making it feasible to integrate EV isolation into routine clinical diagnostics and industrial processes, where high consistency and throughput are essential requirements.

Autore in primo piano: Frazionamento asimmetrico del flusso di campo per l'integrazione di bioreattori

Extracellular vesicles hold immense promise for biomedical applications, but current isolation methods are time-consuming and impractical for clinical use. In this study, we present a microfluidic device that enables the direct isolation of extracellular vesicles from large volumes of biofluids in a continuous manner with minimal steps.

Isolamento in un'unica fase di vescicole extracellulari da campioni di grande volume con un dispositivo microfluidico A4F biforcato

Extracellular vesicles (EVs) hold immense potential for various biomedical applications, including diagnostics, drug delivery, and regenerative medicine. ...

Un apparato multistrato ultra-pulito per la raccolta di plancton marino dimensioni frazionato e particelle in sospensione

Riepilogo

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Capitoli in questo video

Svelare i giocatori invisibili del Mare - Una guida del campo di Acqua Chimica e microbiologia marina

VacuSIP, un metodo migliorato per Inex

Protocollo per microplastiche campionamento sulla superficie del mare e Analisi dei campioni

Campionamento, ordinamento e caratterizzando microplastiche negli ambienti acquatici con carichi di materiale solido in sospensione alta e grandi detriti galleggianti

Progettazione e l'uso di un apparato per quantificare bivalvi sospensione alimentazione in mare

Volume di grandi dimensioni (20L +) Filtrazione di campioni d'acqua di mare costiero

Volume piccoli (1-3L) Filtrazione di campioni d'acqua di mare costiero

Una piattaforma per l'elaborazione di precisione Microfluidic piccola Volume del campione e il suo uso per Dimensione particelle biologiche separate con un Microdevice Acoustic

Separazione e identificazione di microplastiche convenzionali dai terreni agricoli

Isolamento in un'unica fase di vescicole extracellulari da campioni di grande volume con un dispositivo microfluidico A4F biforcato