Name: speciation and bioavailability measurements of environmental plutonium using diffusion in thin films
Uploaded: 2015-11-09T14:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 22 s
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This work was funded by the Swiss National Science Foundation (grant n&#176; 200021-140230) and by the Swiss Federal Office of Public Health (PF and PS). We thank the Swiss Federal Office of Public Health for providing financial support for the open-access publication of this paper.

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The authors have nothing to disclose.

Die für Experimente mit Pu Verwendung einer Diffusionszelle hier beschriebenen DGT Methodik liefert eine zuverlässige Vorgehensweise für verschiedene Untersuchungen an Pu Redoxspezies und deren Wechselwirkungen mit organischen Molekülen, kolloidalen Partikeln und simulierten Umwelttechnik. Weitere Anwendungen dgts für Umweltmessungen von Pu zu unserem Verständnis der Bioverfügbarkeit und das Schicksal dieser Radionuklide in aquatischen Ökosystemen beitragen. Labor-Diffusionsexperimente Um eine erfolgreiche Diffusionsexperiment mit aussagekräftigen Schlussfolgerungen zu Pu Mobilität und Interaktion zu einem bestimmten chemischen Umgebung durchführen, gut definierten und kontrollierbaren Bedingungen vorzulegen. Die Einstellung der Pu Oxidationsstufen vor dem Versuch wesentlich ist, die die Interpretation der Daten zu vereinfachen, sowie um verschiedene Stoffkreisverhalten der Pu Redoxspezies simulieren. Die Empfindlichkeit Pu SpeziespH-Schwankungen macht Puffern der Lösungen ein Muss. Besondere Aufmerksamkeit sollte der Diffusionszelle Eigenschaften und die Einrichtung gezogen werden: die Verwendung von nicht-sorbierende Teflon Polymermaterial vermeidet Adsorption an den Zellwänden und ermöglicht eine robuste Montage dicht Verlust vermieden Pu diffundiert Lösungen während des Experiments. Die anfängliche Konzentration Pu in die Kompartimente sowie das Abtastintervall eingeführt und das Volumen jeder Probe während des Diffusionsexperiment genommen abhängig von der Analysemethode im Laboratorium. Beliebige verfügbare analytische Verfahren zur Bestimmung von Pu-Konzentration in den Proben aus der Diffusionszelle, aber diese Wahl ist fest mit der Ausgangsaktivität von Pu für das Experiment nicht gebunden werden. 10 von 239 Bq Pu, wie in diesem Protokoll empfohlen (was 100-140 mBq ml -1 oder ~ 2 × 10 -13 mol ml -1) sind ausreichend, um genug Sensibilität für Measurem liefernents durch Alpha-Spektrometrie und in der Regel nicht stellen besondere Anforderungen an Strahlenschutzbestimmungen. Die Anfangskonzentration von Pu kann reduziert werden, wenn andere, empfindlichere Analysetechniken sind für Pu Bestimmung (zB Massenspektrometrie) zur Verfügung. Abtastintervall für jede Diffusionsexperiment ausgewählt werden, abhängig von Pu Anfangskonzentration, und die erwartete Rate der Diffusion durch den PAM-Gel. Trotz der Tatsache, dass die Aliquote von Diffusionsexperimenten keine anderen Bauteile als Pu Radionuklide enthalten, kann die Anwesenheit von Mineralsalzen und der MOPS-Puffer mit Analysenverfahren stören, wodurch die Effizienz und die Genauigkeit der quantitativen Analyse. Daher ist es vorzuziehen, um eine chemische Trennung von Pu an diesen Proben durchzuführen. Die Diffusionszelle liefert den besten Ansatz zur Diffusion in der PAM Gel zu untersuchen, da das Gel direkt zu einer gut gerührten Lösung ausgesetzt. Somit werden die Wirkungen der diffusive boundary Schicht (DBL) in der Gel-Oberfläche werden als vernachlässigbar angesehen. Gutem Rühren der Lösungen während einer Diffusionsexperiment ist wichtig, so dass für die Minimierung der DBL-Effekte. In der gleichen Zeit, sollte man sich sorgfältig um die PAM-Gel nicht stören fortzufahren. Studium der Pu Bioverfügbarkeit in natürlichen Süßwasser Die Ergebnisse dieses Protokoll zeigen, dass die Messung von Plutonium mit DGT-Geräte stellt ein effizientes Instrument, um die Bioverfügbarkeit von Plutonium in Süßwasser untersuchen produziert. DGT Messungen ergeben Zeit-Durchschnittskonzentration von freien und labile Spezies, die beiden wichtigsten Formen für die biologische Aufnahme von lebenden Organismen. Zusätzlich kann die Kinetik der Wechselwirkung von Pu mit organischen Stoffen unter Verwendung von Gelen unterschiedlicher Dicke untersucht werden. Die benötigte Zeit für Pu-NOM Spezies durch das Gel diffundieren für die labile Komplexe dissoziieren können. DGT Messungen b ergänzt werdeny Ultrafiltrationstechniken, die den Prozentsatz der Pu kolloidale Spezies oberhalb einer bestimmten Größe (zB 8 kDa) erhalten wird. Pu kolloidale Spezies sind in der Regel als nicht-bioverfügbare Spezies angesehen und sind Teil des Pu-Fraktion nicht messbar mit DGT. An diesem Punkt wurden die DGT-Geräte nur im Süsswasser einer Karstquelle des Schweizer Jura im Einsatz. Geringe Umwelt Konzentrationen von Pu erfordern eine Langzeitbereitstellung von DGT Vorrichtungen, die potentiellen Nachteile auftreten können. Biofouling der DGT Oberfläche stellt einen bedeutenden Nachteil, die Erhöhung der DBL Dicke und damit den Fluss von Pu Begrenzung durch die PAM-Gel. Verbindliche Phase der dgts in Meeresgewässern oder Wasser der hohen Mineralisierungs ausgesetzt rasch mit anderen Spurenmetallen gesättigt, missachtet die Daten für die Anreicherung von Pu. Spurenbestimmung von Umwelt Pu erfordert eine gründliche radiochemischen Trenn und sehr empfindlichen analytischen Methoden. AMS-Messungs in der Anwendung dieses Protokolls sind nicht allgemein verfügbar sind, können aber durch andere massenspektrometrische Techniken ersetzt werden. Jedoch ist eine rigorose radiochemischen Trenn notwendig, die isobare Interferenzen 238 UH von natürlich vorkommenden Uran beseitigen. Gleichung 2 zeigt, dass die Größe der DGT Vorrichtung ist ein wesentlicher Parameter, der abgestimmt werden kann, um die Menge der akkumulierten Pu während einer bestimmten Einsatzzeit zu erhöhen. Kommerzielle Gelstreifen sind nur mit einer maximalen Fläche von 6 cm x 22 cm erhältlich. Daher hat das Fenster des DGT Sampler bis 105 cm 2 (5 cm × 21 cm) erhöht wurde, es möglich wird, genug von Pu Spezies relativ kurzen Einsatzzeiten zu akkumulieren. Die Montage einer solchen DGT Sampler erfordert Präzision und besonderer Berücksichtigung der PAM Gelfolie Eigenschaften, während die Manipulation. Es ist von grundlegender Bedeutung, um eine homoge bereitzustellen, um Gel-Schichten in eine glattflächige gleichmäßige &quot;Sandwich&quot; zu montierenzeitigen Fluss von Pu Arten aus der Wassermasse durch den diffusiven Gel. Gute Wasserströmung am DGT Oberfläche ist auch ein wichtiger Parameter, aber es wird hauptsächlich von der Strömungsverhältnisse im Grundwasserleiter bestimmt. Es wird empfohlen, DGT Vorrichtungen für Pu Messungen bei etwa 45 ° gegenüber der Richtung der Wasserströmung, um eine stabile Wasserversorgung bereitzustellen, und die Wirkungen der DBL minimieren platzieren. Diffusionskoeffizienten in der Gleichung 2 verwendet muss korrigiert werden, wenn die Temperatur in dem untersuchten Körper von Wasser unterscheidet sich von der Temperatur, bei der die Diffusionskoeffizienten bestimmt. Temperatureffekte auf der Diffusionskoeffizienten durch Stokes-Einstein-Gleichung (Gleichung 3) gegeben: <img alt="Gleichung 3" src="/files/ftp_upload/53188/53188eq3.jpg" /> (3) wobei D 1 und D 2 sind Diffusionskoeffizienten (cm 2 s -1) ist, η 1 und η 2 Viskositäten (mPa s) von water bei den Temperaturen T 1 und T 2 (K) sind. Derzeit gibt es keine Methode, um Pu Speziation unberührten Umgebung zu untersuchen, mit Ausnahme von thermodynamischen Berechnungen, basierend auf, beispielsweise pH- und Redox-Parametern. Diese Parameter sind nur für Makrokomponenten, wie Carbonate, Eisen- oder Mangankationen erhältlich. Somit wird Pu Speziation von diesen messbaren Spezies stammen, aber nicht eine &quot;echte&quot; Mess darzustellen. Hier denken wir, dass die Diffusion in dünnen PAM Gelfilm Technik, wie in diesem Papier ist ein wichtiger Schritt in der Auflösung des Pu Artbildung Problem, weil es erlaubt die Messung in situ frei und labile Spezies und gegebenenfalls Verbriefung Plutonyl Arten. Obwohl nur wenige DGT Messungen der Umwelt Pu in Binnengewässern wurden bisher durchgeführt, werden die Ergebnisse ermutigend für weitere Anwendungen der DGT Technik zur Pu Speziation und Bioverfügbarkeit.Deployment von dgts in organischen reichen Gewässern potenziell liefern wichtige Informationen über Pu Mobilität und Wechselwirkungen in Gegenwart von NOM-Moleküle. Interessante Ergebnisse sollten von DGT Messungen in verschmutzten Meeresumgebungen, wie beispielsweise die Küstenmeere um die Wiederaufbereitungsanlage Sellafield und der beschädigten Fukushima Daiichi Kernkraftwerk erwarten.

Plutonium ist ein künstlicher Radionuklide vorhanden in der Umwelt als Folge der globalen Fallout nach den Atombombentests und nukleare Unfälle. Die Redoxchemie von Plutonium hat wichtige Implikationen für die Migration und biogeochemische Kreisläufe in der Umweltaquatischen Systemen 1. Plutonium hat eine komplexe Chemie und kann in vier Oxidationsstufen (III, IV, V, VI) gleichzeitig existieren. Daher wird die Verteilung von Redoxspezies Plutonium in natürlichen Gewässern ist extrem empfindlich auf lokale chemische Umgebung 2,3. Der Oxidationszustand von Plutonium hängt auch von dem Ursprung der Quelle - diese Aussage wird für verunreinigte Umgebungen und Deponien meist relevant. Reduzierte Plutoniumspezies (+ III und + IV) sind überwiegend in anoxischen Umgebungen gefunden und stammen aus globalen Fallout und sortierten Abwässern, während höhere Oxidationsstufen (+ V und + VI) kann unter den Zerfallsprodukte von anderen Aktiniden gefunden werdenund in oxischen Umgebungen 4. Die Mobilität und das Umweltverhalten des Plutoniums zu einem gewissen Grad von der Redox Speziation vorhergesagt werden. Plutonium in + III und + IV Oxidationsstufen vorhanden ist überwiegend in fester Phase und hat Kapazität für bis zu anorganischen Kolloiden sorbieren erhöht und natürlich vorkommende organische Stoffe (NOM) Moleküle. Plutonium in + III und + IV Oxidationsstufen wird als weniger mobil sein. Weitere lösliche oxidierte Formen von Plutonium (+ V und + VI, + V als wahrscheinlich) 5 kann möglicherweise zu einer höheren biologischen Übertragung auf Wasserorganismen durch höhere Mobilität beitragen. Dennoch in Gegenwart von NOM, insbesondere von Huminsäure, Pu (V) wird reduziert 17, Verschiebung der Partitionierung mehrere Größenordnungen in zugunsten von Niederschlag. Trotz der Tatsache, dass die Reduktionsrate von Pu (V) zu Pu (IV) ist 4-5 Größenordnungen schneller als die umgekehrte Reaktion, Remobilisierung von Pu (IV) unter oxidierenden Bedingungen may auch stattfinden 1. Neuere experimentelle Daten zu mineralischen Ablagerungen geändert mit Pu (IV) und unterzogen, um natürliche Oxidationsbedingungen haben gezeigt, dass die Konzentration des löslichen Pu in wässriger Phase erhöht über der Zeit 1,6. Die Autoren erklären die durch oxidative Desorption von Pu (IV) und die Bildung von mehreren löslichen Pu (V) und Pu (VI) -Spezies. Oxidation von Pu (IV) kann auch aufgrund der Natur vorkommenden Manganoxide 7 auftreten. Diese Beobachtungen sind wichtig für die Bioverfügbarkeit Modellierung und Bewertung der Umweltrisiken der Entsorgung und Altlasten. Studien zur Bioverfügbarkeit und Speziation von Plutonium ist eine Herausforderung sowohl Labor als auch in-situ-Bedingungen. Geringe Umweltkonzentrationen, die Variabilität der Redoxspezies und die Wechselwirkungen mit natürlichen Kolloiden machen es schwierig, die biogeochemische Verhalten von Plutonium zu simulieren. Die Technik der diffusiven Gradienten in dünnen Filmen (DGT) auf der Basisdie Verbreitung von freier und labile Schadstoffarten durch eine Polyacrylamid (PAM) Gel ist für Umweltmessungen von Spurenelementen 8 verwendet. A DGT Sampler stellt eine Dreischichteinrichtung einer Bindephase hergestellt, diffusive Gelschicht (PAM Gel unterschiedlicher Dicke) und eine Filtermembran zum Schutz des Gels und (für die meisten Spurenmetalle es Chelex Harz in der PAM Gel enthalten ist) Halten der Baugruppe zusammen. Dünnfilme aus Polyacrylamidgel, bestehend aus 85% Wasser, ermöglichen eine freie und labilen Komplex Spezies schneller diffundieren als Plutonium zu großen NOM Molekülen oder natürlichen kolloidalen Teilchen gebunden. Eine Set-up entwickelt, um Plutonium Diffusion in dünnen PAM Gelfilme unter Laborbedingungen zu untersuchen, wird als Diffusionszelle 9. Eine Diffusionszelle eine Zwei-Kammer-Behälter, wo zwei separate Kammern sind durch eine Öffnung einer vorgegebenen Oberfläche miteinander verbunden sind. Die Öffnung, dh die Fenster zwischen den beiden Kammern contains eine Scheibe aus Diffusions Gel mit einer gegebenen Dicke. Wir konstruierten eine Teflon-Zelle mit zwei 100 ml-Fächern und einem kreisförmigen Diffusionsfenster 1,7 cm im Durchmesser. Ein Fach ist abnehmbar, die Montage zu erleichtern. Eine 0,5 cm breite Nut um die Diffusionsfenster geschnitzt an der festen Kammer dient dazu, die diffusive Gelscheibe platzieren. Die Rillentiefe sollte etwa wie PAM Geldicke für den Gebrauch bestimmt sein. Wir uns entscheiden, mit einer 0,39 mm PAM Gel arbeiten, wodurch die Rillentiefe in unserem Diffusionszelle ist 0,39 mm. Ein detailliertes Bild der Diffusionszelle ist in Figur 1 angegeben. Wenn zunächst eine Lösung von Plutonium enthält, wird in eine Kammer (A) angeordnet wird Diffundieren Pu Spezies eines Konzentrationsgradienten in dem Gel aufzubauen und beginnt, in der zweiten Kammer (B) anreichern, zunächst eine Lösung der gleichen chemischen Zusammensetzung ohne Pu enthält . Die Anfangskonzentration an Pu Spezies in Abteil A so definiert ist, dass sie Leistungsbezogenens konstant oder ändert (höchstens um 1% -2%) nur sehr wenig in der gesamten Diffusionsexperiment. Auftragen der Menge des diffundierten Pu als Funktion der Zeit liefert ein Mittel, um die Beweglichkeit der in den verschiedenen simulierten vorherrschenden Umweltbedingungen Pu Spezies zu analysieren. Diffusion in dünnen Schichten bietet eine wertvolle Alternative für Studien über Pu Mobilität und Artbildung und kann erfolgreich unter Feldbedingungen 10 angewendet werden. Man kann die Diffusionszelle mit einer Passivsammler, mit dem PAM diffusive Gel und Chelex-Harz als Bindephase, die zu diffundierenden Spezies Pu akkumulieren dient hergestellten ersetzen. Eine solche Sampler kann unter Feldbedingungen ausgesetzt werden - die Menge an Pu in dem Harz angesammelt werden, das die Speziation und Bioverfügbarkeit von Pu in der jeweiligen Umgebung 10 sein. In dieser Arbeit haben wir eine Diffusionszelle, die Mobilität von Pu (IV) und Pu (V) Arten und ihrer Wechselwirkungen mit NOM unter Laborbedingungen zu untersuchen. Furthermore, wandten wir große passive DGT Sampler von einer Fläche von 105 cm 2, die Bioverfügbarkeit von Pu in einer Karstquelle des Schweizer Jura (Venoge Fluss), wo ein erheblicher Anteil der Pu wurde in den intrazellulären Teile der aquatischen Moose gefunden studieren eine vorherige Arbeit 11. Aufgrund der sehr niedrigen Niveau von vorliegenden Plutoniums in dieser unberührten Umgebung wurden Beschleuniger-basierte Massenspektrometrie (AMS) Techniken zur Verfügung, an der ETH Zürich zur Plutoniumisotope zu messen.

<table><tbody><tr><td>&lt;sup&gt;239&lt;/sup&gt;Pu tracer</td><td>CEA</td><td></td><td>Source PU239-ELSC10</td></tr><tr><td>&lt;sup&gt;242&lt;/sup&gt;Pu tracer</td><td>LNSIRR</td><td></td><td>Source Pu242 N&amp;deg; 790 from Laboratory for National Standards of Ionizing Radiation of Russia</td></tr><tr><td>25 ml Beakers</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Pipette</td><td>Socorex</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Disposable plastic pipettes</td><td>Semadeni</td><td></td><td></td></tr><tr><td>20 ml Plastic scintillation vial</td><td>Semadeni</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Aluminium foil</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Hot plate</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tweezers</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Actinide exchange resin - TEVA - B</td><td>Triskem</td><td>TE-B50-A</td><td></td></tr><tr><td>Actinide exchange resin - TEVA - R cartridges</td><td>Triskem</td><td>TE-R10-S</td><td></td></tr><tr><td>1 ml Pipette tips</td><td>Socorex</td><td></td><td></td></tr><tr><td>PAM gel strip 6&amp;times;21 cm</td><td>DGT Research Ltd</td><td></td><td>0.39 mm and 0.78 mm thickness / www.dgtresearch.com</td></tr><tr><td>Chelex gel strip 6&amp;times;21 cm</td><td>DGT Research Ltd</td><td></td><td>0.40 mm thickness / www.dgtresearch.com</td></tr><tr><td>Diffusion cell</td><td></td><td></td><td>Fabricated / in-house workshop</td></tr><tr><td>&amp;Oslash; 27 mm Punch</td><td></td><td></td><td>Fabricated / in-house workshop</td></tr><tr><td>Plastic tray</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>DGT set-up</td><td></td><td></td><td>Fabricated / in-house workshop</td></tr><tr><td>Membrane filter</td><td>PALL Corporation</td><td></td><td>HT-450 Tuffryn Polysulfone Membrane Disc Filter 0.45 &amp;mu;m / 145 &amp;mu;m thickness</td></tr><tr><td>Nitric acid&amp;nbsp;</td><td>Carlo Erba</td><td>408025</td><td></td></tr><tr><td>Sulfuric acid</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>84720</td><td></td></tr><tr><td>Hydrocloric acid</td><td>Carlo Erba</td><td>403981</td><td></td></tr><tr><td>Hydriodic acid</td><td>Merck</td><td>100341</td><td></td></tr><tr><td>Potassium permanganate</td><td>Merck</td><td>105082</td><td></td></tr><tr><td>Sodium hydrogen sulfate</td><td>Merck</td><td>106352</td><td></td></tr><tr><td>Sodium sulfate</td><td>Merck</td><td>106647</td><td></td></tr><tr><td>Sodium nitrate</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>31440</td><td></td></tr><tr><td>Sodium nitrite</td><td>Fluka</td><td>71759</td><td></td></tr><tr><td>Sodium acetate</td><td>Merck</td><td>106281</td><td></td></tr><tr><td>Ammonium oxalate</td><td>Fluka</td><td>9900</td><td></td></tr><tr><td>Bis-(2-ethyl hexyl) phosphoric acid (HDEHP)</td><td>Merck</td><td>177092</td><td></td></tr><tr><td>2-thenoyltrifluoroacetone (TTA)</td><td>Fluka</td><td>88300</td><td></td></tr><tr><td>MOPS buffer</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>M9381</td><td>MOPS sodium salt</td></tr><tr><td>Cyclohexane</td><td>Carlo Erba</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Humic acid</td><td></td><td></td><td>Extracted from an organic-rich soil of an Alpine Valley, freeze-dried, MW 5-40 kDa</td></tr><tr><td>NH&lt;sub&gt;4&lt;/sub&gt;OH</td><td>Carlo Erba</td><td>419943</td><td></td></tr><tr><td>FeCl&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;&amp;middot;H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>44944</td><td></td></tr></tbody></table>

speciation and bioavailability measurements of environmental plutonium using diffusion in thin films

Die biologische Aufnahme von Plutonium (Pu) in aquatischen Ökosystemen ist von besonderer Bedeutung, da es ist ein Alpha-Teilchen-Strahler mit langer Halbwertszeit, die möglicherweise auf die Exposition von Biota und Menschen beitragen können. Diffusiven Gradienten in Dünnschichten Technik wird hier für die in-situ-Messungen von Pu Bioverfügbarkeit und Speziation eingeführt. Ein Diffusionszelle für Laborexperimente mit PU und dem neu entwickelten Protokoll aufgebaut machen es möglich, das Umweltverhalten von Pu in Modelllösungen von verschiedenen chemischen Zusammensetzungen zu simulieren. Anpassung der Oxidationsstufen zu Pu (IV) und Pu (V) in diesem Protokoll beschrieben ist von wesentlicher Bedeutung, um die komplexen Redoxchemie von Plutonium in der Umwelt zu untersuchen. Die Kalibrierung dieser Technik und die in den Laborexperimenten erhaltenen Ergebnisse zu ermöglichen, ein bestimmtes DGT Vorrichtung zur In-situ-Messungen Pu im Süßwasser zu entwickeln. Accelerator-basierte Massenspektrometrie MessungenPu durch dgts in einer Karstquelle erlaubt die Bestimmung der Bioverfügbarkeit von Pu in einer Mineralsüßwasserumgebung angesammelt. Anwendung dieses Protokolls für Pu-Messungen mit DGT-Geräte verfügt über ein großes Potenzial, um unser Verständnis der Speziation und der biologischen Übertragung von Pu in aquatischen Ökosystemen zu verbessern.

Diffusionsexperimente Auftragen der Aktivitäten von 239 Pu in das Fach B der Diffusionszelle als Funktion der Zeit diffundiert gibt eine visuelle Darstellung des Flusses der 239 Pu Spezies Diffundieren durch den PAM-Gel. Diffusionskoeffizienten von diesen Parzellen nach Gleichung 1 ein zusätzliches Mittel, um die Mobilität von unterschiedlichen 239 Pu Redoxspezies in verschiedenen chemischen Umgebungen (Abbildung 2) zu vergleichen, berechnet. 5 zeigt den Diffusionsexperimenten mit Pu (IV) und Pu (IV) -Pu (V) gemischt Arten, die jeweils in der MOPS-Puffer und in Gegenwart von 20 ppm HA. Ein Vergleich dieser Grundstücke zeigt, dass Pu (V) wesentlich mobiler als Pu (IV) .Dies gilt insbesondere für Pu (IV) und Pu (V), wenn HA (MW 5-40 kDa in unseren Versuchen, dadurch gekennzeichnet, die SI durch Cusnir et al.) 10 ist als Komplexbildner-Moleküle zugesetzt. Pu (V) Quelle solutIonen, die gemäß dem in diesem Dokument beschriebenen Protokoll enthält überwiegend Pu (V) Arten. Flüssigphasen-Extraktion mit HDEHP am Ende des Diffusionsexperiment im MOPS gepufferten Lösung wurden 80% ± 10% des Pu (V). Die chemische Ausbeute der Extraktion beträgt 80%. Die Lösung mit Pu (V) in Gegenwart von 20 ppm HA wurde während 24 Stunden und Pu (V) Fraktion in diesem Modell Lösung wurde 35% ± 10% äquilibriert. Studien über Pu Bioverfügbarkeit in natürlichen Süßwasser Mehrere DGT-Geräte in unserem Labor konstruiert wurden erfolgreich für die Dauer von zwei bis drei Wochen in einer Karstquelle des Schweizer Jura ausgesetzt. Dies ist eine Mineralquelle mit dem pH-Wert des Wassers im Bereich von 6,5 bis 7,5, Leitfähigkeit oberhalb von 400 &amp; mgr; S cm -1 und mit Sauerstoff gesättigt. Diese Versuche zeigten eine gute Anwendbarkeit und Robustheit der Gel Anordnungen ohne eine Spur von Biofouling, möglicherweise auch wegen ter niedrige Temperatur der Feder (7 ° C). Dgts nach den Bereitstellungen abgerufen wurden gut erhalten, mit Gel-Schichten intakt ist, die Erhaltung der ursprünglichen Form und Optik. Pu durch dgts sammelt wurde vom AMS analysiert. AMS bietet erhebliche Vorteile gegenüber anderen analytischen Techniken: es sehr empfindlich ist (bis auf Unter fg Ebenen), und erfordert viel geringeren anfänglichen Probenmenge als Alpha-Spektrometrie oder ICP-MS-Techniken. Zusätzlich werden Molekular isobare Interferenzen, wie beispielsweise die Uranhydrid (238 UH) oder andere Moleküle effizient während der AMS-Messung unterdrückt wird und nicht mit dem 239 Pu Detektion stören. Für einige aus technischen Gründen (wahrscheinlich eine Kontamination mit 239 Pu bei chemischen Trennungen), waren wir nicht in der Lage, die Daten für 239 Pu für die ersten Anwendungen der dgts im Feld zu verwenden. Dennoch waren die 240 Pu Ergebnisse unvoreingenommene. So berechneten wir die 239 Pu-Gehalt aus der gemessenen &lt;sup&gt; 240 Pu unter 0,18 als 240 Pu / 239 Pu-Atomverhältnis für Fallout Plutonium. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefasst. 239 Pu-Konzentrationen in Großwasserproben gemessen ähneln Konzentrationen zuvor für diesen Grundwasserleiter (1-7 μBq L -1) 11 gemeldet. Darüber hinaus sind 239 Pu-Konzentrationen von DGT Messungen berechnet ähnlichen innerhalb der Unsicherheiten der Messung. Seit dgts akkumulieren nur freie und labile Pu Arten, kann man den Anteil der bioverfügbaren Pu in diesem Wasser zu schätzen. Daten in Tabelle 1 angegebenen hervor, dass sämtliche 239 Pu in der Wassermasse vorhandenen Spezies sind in einer biologisch verfügbaren Form vorhanden. Dies ist ein interessantes Ergebnis angesichts der bisherigen Erkenntnisse 11, die den überwiegenden Anhäufung von 239 + 240 Pu in den intrazellulären Anteil der Wassermoose offenbart haben wachsen im Frühjahr im Vergleich zu <sup&gt; 241 Am und 90 Sr. Die Autoren 11 vorgeschlagen, dass die erhöhte Mobilität von Pu in dieser natürlichen wasserführenden Schicht war aufgrund der Bildung eines löslichen Carbonats Pu-Komplex, gegebenenfalls als Pu (V) Plutonyl Form, ähnlich zu natürlich vorkommenden Uranylcarbonato-Komplexes. Wasser des Venoge Feder hartem Wasser mit hoher Carbonatkonzentration und sehr niedrige NOM Gehalt (etwa 1 ppm). <img alt="Abbildung 1" src="/files/ftp_upload/53188/53188fig1.jpg" /> Abbildung 1. Diffusionszelle für Experimente an Pu Diffusion durch die PAM-Gel verwendet wird. Die Nut Dicke von 0,5 cm, die Rillentiefe 0,39 mm. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53188/53188fig1large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <img alt="Figur 2" src="/files/ftp_upload/53188/53188fig2.jpg" /> Abbildung 2. Snapshot der für die Berechnung des Diffusionskoeffizienten verwendet Excel-Arbeitsblatt. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53188/53188fig2large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <img alt="Figur 3" src="/files/ftp_upload/53188/53188fig3.jpg" /> Abbildung 3. Großflächige DGT Einrichtung zur Umwelt Pu Artbildung Messungen Teile der DGT-Gerät. - Die Bodenplatte und der Deckrahmen -. Auf der linken Seite, der Montage mit Rundlöcher auf der rechten Seite dargestellt <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53188/53188fig3large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version zu sehen dieser Figur.</a> <img alt="Figur 4" src="/files/ftp_upload/53188/53188fig4.jpg" /> Abbildung 4. DGT Sampler-Geräte in der Halterung fixiert (links) in der Venoge spri ausgesetztng (rechts) für Pu Bioverfügbarkeit Messungen. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53188/53188fig4large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <img alt="Figur 5" src="/files/ftp_upload/53188/53188fig5.jpg" /> Figur 5. Plot der 239 Pu in B Abteil der Diffusionszelle in unterschiedlicher chemischer Umgebung diffundiert. Experimental Datenpunkte für 239 Pu (IV), und 239 Pu (V), bzw. in MOPS-Puffer als auch für 239 Pu (IV) - 239 Pu (V) gemischt Spezies (35% ± 10% des Pu (V)) in Gegenwart von HA. Die für 239 Pu (IV) -HA gezeigten Linie wurde mit einem Diffusionskoeffizienten von 0,50 × 10 -6 cm 2 s -1 zuvor 10 bestimmt, berechnet. Diffusionskoeffizienten aus Gleichung 1 berechnet werden,: Pu (IV) in MOPS-Puffer - 2,29 × 10 -6 cm 2 s -1, Pu (V) in MOPS-Puffer - 3,50 × 10 -6 cm 2 s -1, Pu (IV) - Pu (V) mit HA - 0,92 × 10 -6 cm 2 s -1. Von oben nach unten: Pu (V) in MOPS-Puffer (offener roter Kreis), Pu (IV) in der MOPS-Puffer (blau offene Dreiecke), Pu (IV) - Pu (V) in Gegenwart von 20 ppm HA (grün offene Quadrate), Pu (IV) in Gegenwart von 20 ppm HA (braun offene Rauten). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53188/53188fig5large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <table border="0"><tbody><tr><td> Probentyp </td><td> Anzahl der Messungen </td><td> 239 Pu-Konzentration, μBq L -1 </td></tr><tr><td> Großwasser </td><td> 2 </td><td> 1,9 ± 0,55 </td></tr><tr><td> DGT 0,39 mm </td><td> 2 </td&gt; <td> 1,74 ± 0,9 </td></tr><tr><td> DGT 0,78 mm </td><td> 1 </td><td> 1,79 ± 0,9 </td></tr></tbody></table> Tabelle 1 Repräsentative Ergebnisse für 239 Pu-Messungen von AMS in der Masse Wasser und DGT Samplern. 239 Pu in der Wassermasse wurde aus 20 l Wasser copräzipitierten mit Eisenhydroxiden, auf der Aktiniden-spezifische Austauschharz extrahiert und durch AMS gemessen . 239 Pu Konzentrationen für DGT Messungen berechnet unter Verwendung von Gleichung 2 und der Diffusionskoeffizient für die Pu (IV). Unsicherheiten für k = 2; u (95).

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Speziations- und Bioverfügbarkeitsmessungen von Umweltplutonium mittels Diffusion in dünnen Filmen | Biologie | Video

Speciation and Bioavailability Measurements of Environmental Plutonium Using Diffusion in Thin Films

Die Technik der diffusiven Gradienten in dünnen Filmen (DGT) zur Speziation von Plutonium Studien vorgeschlagen. Dieses Protokoll beschreibt Diffusionsexperimente Sondieren des Verhaltens von Pu (IV) und Pu (V) in Gegenwart von organischen Stoffen. Dgts in einer Karstquelle im Einsatz ermöglichen Einschätzung der Bioverfügbarkeit von Pu.

Speziation und Bioverfügbarkeit Messungen der Umwelt Plutonium Mit Diffusion in dünnen Schichten

The biological uptake of plutonium (Pu) in aquatic ecosystems is of particular concern since it is an alpha-particle emitter with long half-life which can ...

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11.3K Aufrufe.  Lausanne University Hospital.  Die Technik der diffusiven Gradienten in dünnen Filmen (DGT) zur Speziation von Plutonium Studien vorgeschlagen. Dieses Protokoll beschreibt Diffusionsexperimente Sondieren des Verhaltens von Pu (IV) und Pu (V) in Gegenwart von organischen Stoffen. Dgts in einer Karstquelle im Einsatz ermöglichen Einschätzung der Bioverfügbarkeit von Pu. 

Serie: Speciation and Bioavailability Measurements of Environmental Plutonium Using Diffusion in Thin Films

Measuring Fluxes of Mineral Nutrients and Toxicants in Plants with Radioactive Tracers

Unidirectional influx and efflux of nutrients and toxicants, and their resultant net fluxes, are central to the nutrition and toxicology of plants. Radioisotope tracing is a major technique used to measure such fluxes, both within plants, and between plants and their environments. Flux data obtained with radiotracer protocols can help elucidate the capacity, mechanism, regulation, and energetics of transport systems for specific mineral nutrients or toxicants, and can provide insight into compartmentation and turnover rates of subcellular mineral and metabolite pools. Here, we describe two major radioisotope protocols used in plant biology: direct influx (DI) and compartmental analysis by tracer efflux (CATE). We focus on flux measurement of potassium (K+) as a nutrient, and ammonia/ammonium (NH3/NH4+) as a toxicant, in intact seedlings of the model species barley (Hordeum vulgare L.). These protocols can be readily adapted to other experimental systems (e.g., different species, excised plant material, and other nutrients/toxicants). Advantages and limitations of these protocols are discussed.

In planta measurement of nutrient and toxicant fluxes is essential to the study of plant nutrition and toxicity. Here, we cover radiotracer protocols for influx and efflux determination in intact plant roots, using potassium (K+) and ammonia/ammonium (NH3/NH4+) fluxes as examples. Advantages and limitations of such techniques are discussed.

Mess Flüsse von Mineralstoffen und Giftstoffe in Pflanzen, die mit radioaktiver Tracer

Unidirectional influx and efflux of nutrients and toxicants, and their resultant net fluxes, are central to the nutrition and toxicology of plants. ...

Forschung

Umwelt

Activating Molecules, Ions, and Solid Particles with Acoustic Cavitation

The chemical and physical effects of ultrasound arise not from a direct interaction of molecules with sound waves, but rather from the acoustic cavitation: the nucleation, growth, and implosive collapse of microbubbles in liquids submitted to power ultrasound. The violent implosion of bubbles leads to the formation of chemically reactive species and to the emission of light, named sonoluminescence. In this manuscript, we describe the techniques allowing study of extreme intrabubble conditions and chemical reactivity of acoustic cavitation in solutions. The analysis of sonoluminescence spectra of water sparged with noble gases provides evidence for nonequilibrium plasma formation. The photons and the "hot" particles generated by cavitation bubbles enable to excite the non-volatile species in solutions increasing their chemical reactivity. For example the mechanism of ultrabright sonoluminescence of uranyl ions in acidic solutions varies with uranium concentration: sonophotoluminescence dominates in diluted solutions, and collisional excitation contributes at higher uranium concentration. Secondary sonochemical products may arise from chemically active species that are formed inside the bubble, but then diffuse into the liquid phase and react with solution precursors to form a variety of products. For instance, the sonochemical reduction of Pt(IV) in pure water provides an innovative synthetic route for monodispersed nanoparticles of metallic platinum without any templates or capping agents. Many studies reveal the advantages of ultrasound to activate the divided solids. In general, the mechanical effects of ultrasound strongly contribute in heterogeneous systems in addition to chemical effects. In particular, the sonolysis of PuO2 powder in pure water yields stable colloids of plutonium due to both effects.

Acoustic cavitation in liquids submitted to power ultrasound creates transient extreme conditions inside the collapsing bubbles, which are the origin of unusual chemical reactivity and light emission, known as sonoluminescence. In the presence of noble gases, nonequilibrium plasma is formed. The "hot" particles and the photons generated by collapsing bubbles are able to excite species in solution.

Aktivieren Moleküle, Ionen und Feststoffpartikeln mit Acoustic Cavitation

The chemical and physical effects of ultrasound arise not from a direct interaction of molecules with sound waves, but rather from the acoustic ...

Chemie

Removal of Trace Elements by Cupric Oxide Nanoparticles from Uranium In Situ Recovery Bleed Water and Its Effect on Cell Viability

In situ recovery (ISR) is the predominant method of uranium extraction in the United States. During ISR, uranium is leached from an ore body and extracted through ion exchange. The resultant production bleed water (PBW) contains contaminants such as arsenic and other heavy metals. Samples of PBW from an active ISR uranium facility were treated with cupric oxide nanoparticles (CuO-NPs). CuO-NP treatment of PBW reduced priority contaminants, including arsenic, selenium, uranium, and vanadium. Untreated and CuO-NP treated PBW was used as the liquid component of the cell growth media and changes in viability were determined by the MTT (3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide) assay in human embryonic kidney (HEK 293) and human hepatocellular carcinoma (Hep G2) cells. CuO-NP treatment was associated with improved HEK and HEP cell viability. Limitations of this method include dilution of the PBW by growth media components and during osmolality adjustment as well as necessary pH adjustment. This method is limited in its wider context due to dilution effects and changes in the pH of the PBW which is traditionally slightly acidic&#160;however; this method could have a broader use assessing CuO-NP treatment in more neutral waters.

Removal of Trace Elements by Cupric Oxide Nanoparticles from Uranium In Situ Recovery Bleed Water and Its Effect on Cell Viability

Production bleed water (PBW) was treated with cupric oxide nanoparticles (CuO-NPs) and cellular toxicity was assessed in cultured human cells. The goal of this protocol was to integrate the native environmental sample into a cell culture format assessing the changes in toxicity due to CuO-NP treatment.

Die Entfernung der Spurenelemente von Kupferoxid Nanopartikeln aus Uranium<em&gt; In-situ-</em&gt; Wiederherstellung Blutwasser und Auswirkungen auf die Zelllebensfähigkeit

In situ recovery (ISR) is the predominant method of uranium extraction in the United States. During ISR, uranium is leached from an ore body and extracted ...

In Situ Monitoring of Diffusion of Guest Molecules in Porous Media Using Electron Paramagnetic Resonance Imaging

A method is demonstrated to monitor macroscopic translational diffusion using electron paramagnetic resonance (EPR) imaging. A host-guest system with nitroxide spin probe 3-(2-Iodoacetamido)-2,2,5,5-tetramethyl-1-pyrrolidinyloxy (IPSL) as a guest inside the periodic mesoporous organosilica (PMO) aerogel UKON1-GEL as a host and ethanol as a solvent is used as an example to describe the protocol. Data is shown from a previous publication, where the protocol has been applied to both IPSL and Tris(8-carboxy-2,2,6,6-perdeutero-tetramethyl-benzo[1,2-d:4,5-d&#8242;]bis(1,3)dithiole) methyl (Trityl) as guest molecules and UKON1-GEL and SILICA-GEL as host systems. 
A method is shown to prepare aerogel samples that cannot be synthesized directly in the sample tube for measurement due to a size change during synthesis. The aerogel is attached to sample tubes using heat shrink tubing and a pressure cooker to reach the necessary temperature without evaporating the solvent in the process. The method does not assume a clearly defined initial distribution of guest molecules at the start of the measurement. Instead, it requires a reservoir on top of the aerogel and experimentally determines the influx rate during data analysis.
The diffusion is monitored continually over a period of 20 hr by recording the 1d spin density profile within the sample. The spectrometer settings for the imaging experiment are described quantitatively. Data analysis software is provided to take the resonator sensitivity profile into account and to numerically solve the diffusion equation. The software determines the macroscopic translational diffusion coefficient by least square minimization of the difference between the experiment and the numerical solution of the diffusion equation.

In Situ Monitoring of Diffusion of Guest Molecules in Porous Media Using Electron Paramagnetic Resonance Imaging

A protocol for the in situ monitoring of the diffusion of guest molecules in porous media using electron paramagnetic resonance (EPR) imaging is presented.

In Situ Überwachung der Diffusion von Gastmolekülen in porösen Medien Mit Elektronenspintomographie

A method is demonstrated to monitor macroscopic translational diffusion using electron paramagnetic resonance (EPR) imaging. A host-guest system with ...

In Situ Detection and Single Cell Quantification of Metal Oxide Nanoparticles Using Nuclear Microprobe Analysis

Micro-analytical techniques based on chemical element imaging enable the localization and quantification of chemical composition at the cellular level. They offer new possibilities for the characterization of living systems and are particularly appropriate for detecting, localizing and quantifying the presence of metal oxide nanoparticles both in biological specimens and the environment. Indeed, these techniques all meet relevant requirements in terms of (i) sensitivity (from 1 up to 10 &#181;g.g-1 of dry mass), (ii) micrometer range spatial resolution, and (iii) multi-element detection. Given these characteristics, microbeam chemical element imaging can powerfully complement routine imaging techniques such as optical and fluorescence microscopy. This protocol describes how to perform a nuclear microprobe analysis on cultured cells (U2OS) exposed to titanium dioxide nanoparticles. Cells must grow on and be exposed directly in a specially designed sample holder used on the optical microscope and in the nuclear microprobe analysis stages. Plunge-freeze cryogenic fixation of the samples preserves both the cellular organization and the chemical element distribution. Simultaneous nuclear microprobe analysis (scanning transmission ion microscopy, Rutherford backscattering spectrometry and particle induced X-ray emission) performed on the sample provides information about the cellular density, the local distribution of the chemical elements, as well as the cellular content of nanoparticles. There is a growing need for such analytical tools within biology, especially in the emerging context of Nanotoxicology and Nanomedicine for which our comprehension of the interactions between nanoparticles and biological samples must be deepened. In particular, as nuclear microprobe analysis does not require nanoparticles to be labelled, nanoparticle abundances are quantifiable down to the individual cell level in a cell population, independently of their surface state.

In Situ Detection and Single Cell Quantification of Metal Oxide Nanoparticles Using Nuclear Microprobe Analysis

We describe a procedure for the detection of chemical elements present in situ in human cells as well as their in vitro quantification. The method is well-suited to any cell type and is particularly useful for quantitative chemical analyses in single cells following in vitro metal oxide nanoparticles exposure.

In Situ Erkennung und Quantifizierung der einzelnen Zelle von Metall-Oxid-Nanopartikel mit nuklearen Mikrosonde Analyse

Micro-analytical techniques based on chemical element imaging enable the localization and quantification of chemical composition at the cellular level. ...

Atom Probe Tomography Analysis of Exsolved Mineral Phases

Element diffusion rates and temperature/pressure control a range of fundamental volcanic and metamorphic processes. Such processes are often recorded in lamellae exsolved from host mineral phases. Thus, the analysis of the orientation, size, morphology, composition and spacing of exsolution lamellae is an area of active research in the geosciences. The conventional study of these lamellae has been conducted by scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM), and more recently with focused ion beam (FIB)-based nanotomography, yet with limited chemical information. Here, we explore the use of atom probe tomography (APT) for the nanoscale analysis of ilmenite exsolution lamellae in igneous titanomagnetite from ash deposits erupted from the active Soufri&#232;re Hills Volcano (Montserrat, British West Indies). APT allows the precise calculation of interlamellar spacings (14&#8211;29 &#177; 2 nm) and reveals smooth diffusion profiles with no sharp phase boundaries during the exchange of Fe and Ti/O between the exsolved lamellae and the host crystal. Our results suggest that this novel approach permits nanoscale measurements of lamellae composition and interlamellar spacing that may provide a means to estimate the lava dome temperatures necessary to model extrusion rates and lava dome failure, both of which play a key role in volcanic hazard mitigation efforts.

Analysis of the morphology, composition, and spacing of exsolution lamellae can provide essential information to understand geological processes related to volcanism and metamorphism. We present a novel application of APT for the characterization of such lamellae and compare this approach to the conventional use of electron microscopy and FIB-based nanotomography.

Atomsonde Tomographie Analyse von exsolved Mineral Phasen

Element diffusion rates and temperature/pressure control a range of fundamental volcanic and metamorphic processes. Such processes are often recorded in ...

Two-Dimensional Visualization and Quantification of Labile, Inorganic Plant Nutrients and Contaminants in Soil

We describe a method for two-dimensional (2D) visualization and quantification of the distribution of labile (i.e., reversibly adsorbed) inorganic nutrient (e.g., P, Fe, Mn) and contaminant (e.g., As, Cd, Pb) solute species in the soil adjacent to plant roots (the &#8216;rhizosphere&#8217;) at sub-millimeter (~100 &#181;m) spatial resolution. The method combines sink-based solute sampling by the diffusive gradients in thin films (DGT) technique with spatially resolved chemical analysis by laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry (LA-ICP-MS). The DGT technique is based on thin hydrogels with homogeneously distributed analyte-selective binding phases. The variety of available binding phases allows for the preparation of different DGT gel types following simple gel fabrication procedures. For DGT gel deployment in the rhizosphere, plants are grown in flat, transparent growth containers (rhizotrons), which enable minimal invasive access to a soil-grown root system. After a pre-growth period, DGT gels are applied to selected regions of interest for in situ solute sampling in the rhizosphere. Afterwards, DGT gels are retrieved and prepared for subsequent chemical analysis of the bound solutes using LA-ICP-MS line-scan imaging. Application of internal normalization using 13C and external calibration using matrix-matched gel standards further allows for the quantification of the 2D solute fluxes. This method is unique in its capability to generate quantitative, sub-mm scale 2D images of multi-element solute fluxes in soil-plant environments, exceeding the achievable spatial resolution of other methods for measuring solute gradients in the rhizosphere substantially. We present the application and evaluation of the method for imaging multiple cationic and anionic solute species in the rhizosphere of terrestrial plants and highlight the possibility of combining this method with complementary solute imaging techniques.

This protocol presents a workflow for sub-mm 2D visualization of multiple labile inorganic nutrient and contaminant solute species using diffusive gradients in thin films (DGT) combined with mass spectrometry imaging. Solute sampling and high-resolution chemical analysis are described in detail for quantitative mapping of solutes in the rhizosphere of terrestrial plants.

Zweidimensionale Visualisierung und Quantifizierung von labilen, anorganischen Pflanzennährstoffen und Verunreinigungen im Boden

We describe a method for two-dimensional (2D) visualization and quantification of the distribution of labile (i.e., reversibly adsorbed) inorganic ...

Automated 90Sr Separation and Preconcentration in a Lab-on-Valve System at Ppq Level

A quick, automated and portable system for the separation and determination of radiostrontium in aqueous samples, using Sr-resin and multi sequential flow injection analysis, has been developed. The concentrations of radioactive strontium were determined by flow scintillation counting, allowing for on-line and also on-site determination. The proposed system can determine radioactive strontium at industrial relevant levels without further modification using overall analysis time of less than 10 min per aqueous sample. The limit of the detection is 320 fg&#183;g-1 (1.7 Bq/g).

Automated 90Sr Separation and Preconcentration in a Lab-on-Valve System at Ppq Level

Here, we present the portable autoRAD platform for quick radiometric separation and determination of 90Sr, an important fission product highly pertinent to nuclear waste.

Automatisierte 90Sr Trennung und Anreicherung in einem Labor-Valve System auf Ppq-Ebene

A quick, automated and portable system for the separation and determination of radiostrontium in aqueous samples, using Sr-resin and multi sequential flow ...

Separation of Uranium and Thorium for 230Th-U Dating of Submarine Hydrothermal Sulfides

The age of a submarine hydrothermal sulfide is a significant index for estimating the size of hydrothermal ore deposits. Uranium and thorium isotopes in the samples can be separated for 230Th-U dating. This article presents a method to purify and separate U and Th isotopes in submarine hydrothermal sulfide samples. Following this technique, the separated U and Th fractions can meet measuring requirements by multi-collector inductively coupled plasma mass spectrometry (MC-ICPMS). The age of the hydrothermal sulfide sample can be calculated by measuring the present-day activity ratios of 230Th/238U and 234U/238U. A super clean room is necessary for this experiment. Cleaned regents and supplies are used to reduce the contamination during the sample processes. Balance, hotplate, and centrifuge are also used. The sulfide sample is powdered for analysis and less than 0.2 g sample is used. Briefly, the sample is weighed, dissolved, added to 229Th-233U-236U double spike solution, Fe co-precipitated, and separated on an anion-exchange resin extraction column. Approximately 50 ng U is consumed for 230Th-U dating of sulfides sample by MC-ICPMS.

Separation of Uranium and Thorium for 230Th-U Dating of Submarine Hydrothermal Sulfides

The protocol describes a method to purify and separate the U and Th nuclide in submarine hydrothermal sulfide sample with Fe co-precipitation and extraction chromatography for 230Th-U disequilibrium dating.

Trennung von Uran und Thorium für 230Th-U-Dating von Hydrothermalsulfiden

The age of a submarine hydrothermal sulfide is a significant index for estimating the size of hydrothermal ore deposits. Uranium and thorium isotopes in ...

Quantification of Metal Leaching in Immobilized Metal Affinity Chromatography

Contamination of enzymes with metals leached from immobilized metal affinity chromatography (IMAC) columns poses a major concern for enzymologists, as many of the common di-and trivalent cations used in IMAC resins have an inhibitory effect on enzymes. However, the extent of metal leaching and the impact of various eluting and reducing reagents are poorly understood in large part due to the absence of simple and practical transition metal quantification protocols that use equipment typically available in biochemistry labs. To address this problem, we have developed a protocol to quickly quantify the amount of metal contamination in samples prepared using IMAC as a purification step. The method uses hydroxynaphthol blue (HNB) as a colorimetric indicator for metal cation content in a sample solution and UV-Vis spectroscopy as a means to quantify the amount of metal present, into the nanomolar range, based on the change in the HNB spectrum at 647 nm. While metal content in a solution has historically been determined using atomic absorption spectroscopy or inductively coupled plasma techniques, these methods require specialized equipment and training outside the scope of a typical biochemistry laboratory. The method proposed here provides a simple and fast way for biochemists to determine the metal content of samples using existing equipment and knowledge without sacrificing accuracy.

We present an assay for easy quantification of metals introduced to samples prepared using immobilized metal affinity chromatography. The method uses hydroxynaphthol blue as the colorimetric metal indicator and a UV-Vis spectrophotometer as the detector.

Quantifizierung der Metallauslaugung in der immobilisierten Metallaffinitätschromatographie

Contamination of enzymes with metals leached from immobilized metal affinity chromatography (IMAC) columns poses a major concern for enzymologists, as ...

Speziation und Bioverfügbarkeit Messungen der Umwelt Plutonium Mit Diffusion in dünnen Schichten

Zusammenfassung

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