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.

1. Plütonyum Tracer Hazırlık <ol><li> Pu (IV) izleyici hazırlığı <ol><li> Pu stok çözeltisinden 25 ml&#39;lik bir cam kabın içine deney için Pu istenilen miktarda içeren uygun bir kısım aktarın. Bir seferde 239 Pu 10 Bq ile çalışın. </li><li> HNO 3, 0.6 ml 1 M NaHSOa 4, 0.4 ml konsantre edilmiş, H 2 SO 4 konsantre edilmiş 1 ml ilave edilir. Sıcak bir plaka üzerinde kuruyana kadar buharlaştırın. Isı yavaş 200 ° C &#39;de başlangıçta asit çıkıntı önlemek için. </li><li> Beyaz bir duman yayılan kadar 500 ° C - herhangi bir sıvı kabı içinde bırakılmıştır sonra, 400 ° C&#39;de bir tortu tavlanması. Soğutuldu ve deney için seçilen tampon içinde çözülebilir olduğunda Tortu, beyaz. Not: Bu şekilde hazırlanan Pu (IV) &#39;ün bir kaynak birkaç ay 12 kadar kuru saklanabilir. </li></ol></li><li> Pu (V) izleyici hazırlama 13 <ol><li> Pu oksidasyon <ol><li> Pu sto elde edilen bir alikot aktarmasızdırmaz bir kap ile plastik bir 20 ml sıvı-ışıldama şişesine boşaltıldı ck çözeltisi. Bir seferde 239 Pu 10 Bq ile çalışın. 0,01 M KMnO 4 0.01 ml ilave edilir ve en az 6 saat boyunca karanlıkta karışımı bırakın. </li></ol></li><li> Pu (VI) ekstraksiyon <ol><li> Sikloheksan içinde 0,5 M tenoyltrifloroaseton (TTA) ihtiva eden bir çözelti hazırlamak ekstraksiyon ve ışığa maruz kalmaktan korumak için önce. Her zaman her bir deney hemen önce bu solüsyon hazırlanır. </li><li> PH 4.7 oksitlenmiş Pu çözeltisi 0.1 M CH3 COONa&#39;nın 2 mi ekleyin ve 2 ml sikloheksan içinde 0.5 M tenoyltrifloroaseton (TTA) arasında. 10 dakika boyunca çalkalanır, karanlıkta reaksiyon karışımı tutmak için alüminyum folyo ile bir şişe sarın. Temiz bir cam şişeye, bir pipet ve transfer ile Pu (VI) ihtiva eden bir organik faz ayrılır. </li></ol></li><li> Pu Pu (VI) &#39;ya (V) Fotolitik <ol><li> 2 saat oda ışığı sikloheksan içinde Pu (VI) &#39;ya -TTA kompleksi içeren cam şişe bırakın. </li></ol></li><li> Pu (V) çıkarma <ol><li> PH 4.7&#39;den ışığa maruz kalan çözelti, 0.1 M CH3 COONa&#39;nın 1 ml ilave edilir ve 5 dakika boyunca çalkalanır. Pu ihtiva eden, sulu faz çıkarın (V). 100 ul tümbölen alınarak sıvı sintilasyon sayımı ile bu kaynağın konsantrasyonunun belirlenmesi. Not: Pu (V) + V oksidasyon halinde Pu uzun vadeli istikrar beri her bir deney hemen önce sorgulanıyor çözümler hazırlayın. </li></ol></li></ol></li></ol> Deneyler Kullanılan Çözelti 2. Hazırlık <ol><li> Tamponlu çözelti hazırlayın <ol><li> MOPS, 10 mM çözeltisi (3- (N-morfolino) propansülfonik asit) diretkeni sağlayın. Bu çözeltinin 200 ml alın ve 0.1 M HCI (Pu (V) ile kullanım için Pu (IV) ve pH değeri 5.5 olan kullanım için, pH 6.5) içinde damla damla ilave edilerek istenen pH değerine ayarlamak. </li></ol></li><li> Pu (IV) ile deneyler için çözümler hazırlayın <ol><li> Çözüm A <ol><li> Pu (IV) 1.1 se aşamada hazırlanmış çözülür10 mM MOPS veral mililitre pH 6.5&#39;te çözüm tamponlu. İyice aynı çözelti ile beher yıkayın. </li><li> PH değeri 6.5 olan 10 mM MOPS tampon çözelti ile 72 ml hacim getirin. PH&#39;ı kontrol edin ve 0.1 M NaOH ile 6.5 yeniden ayarlayın. Temiz bir beher içine Bu çözeltinin 72 ml transfer - Bu difüzyon hücresinin bölme A içine alınmak üzere (A) bir çözümdür. </li></ol></li><li> Çözelti B <ol><li> PH 6.5 çözelti tamponlu 10 mM MOPS 72 ml alın; 1 M Na 2 SO 4 0.75 ilave edin. PH kontrol edin, gerekirse 6.5 yeniden ayarlayın. Temiz bir behere Transferi Bu çözeltinin 72 ml - Bu &quot;b&quot; difüzyon hücresinin bölme içine alınmak üzere &quot;B» bir çözümdür. </li></ol></li><li> NOM çözümler hazırlayın <ol><li> 20 ppm&#39;lik bir konsantrasyona kadar elde dondurularak kurutuldu fulvik veya hümik asit 1,4 mg tartılır ve «A» çözeltisi içinde çözülür containing Pu (IV). Deneme ve dengeyi sağlamak için önce bu çözelti, 24 saat hazırlayın. </li></ol></li></ol></li><li> Pu (V) deneyler için çözümler hazırlayın <ol><li> Çözüm A <ol><li> PH 5.5&#39;te 10 mM çözelti, tamponlu MOPS 72 ml aşama 1.2.4 elde edilen PU (V) içinde çözülür; 1 M NaNO 3 0.75 ilave edin. PH&#39;ı kontrol edin ve gerekiyorsa 5.5 ayarlayın. Temiz bir beher içine Bu çözeltinin 72 ml aktarın. Deneme hemen önce Pu (V) ile çözüm hazırlayın. </li></ol></li><li> Çözelti B <ol><li> PH 5.5 çözümü tamponlu 10 mM MOPS 72 ml alın; 1 M NaNO 3 0.75 ilave edin. PH&#39;ı kontrol edin ve gerekiyorsa 5.5 ayarlayın. Temiz bir beher içine Bu çözeltinin 72 ml aktarın. </li></ol></li><li> NOM çözümler hazırlayın <ol><li> 20 ppm&#39;lik bir konsantrasyon elde edilir ve Pu (V) ihtiva eden bir çözelti içinde çözünmesi için dondurularak kurutulmuştur fulvik veya hümik asit 1,4 mg tartılır. 24 saat için çözüm bırakınPu (IV) ve Pu (V) türler arasında kararlı duruma ulaşması. Difüzyon Deneyden önce Bölüm 3.4.2&#39;de tarif edildiği gibi Pu (V) &#39;parçasını belirlemek için, bir sıvı faz ekstraksiyonu gerçekleştirin. </li></ol></li></ol></li></ol> 3. Laboratuvar Difüzyon Deneyler <ol><li> PAM jel hazırlayın <ol><li> Elektrolit birkaç mililitre (örneğin, 10 mM NaNO 3) olan bir plastik tepsi Islak üzere PAM jel şerit yerleştirin ve yüzey üzerinde üniform bir şekilde genleşmesine. Jel yüzeyinde çapı temkinli 2,7 cm keskin bir yumruk yerleştirin. Jel yüzey üzerinde yumruk kayma kaçının. </li><li> , Şeffaf PAM jel görselleştirmek için yardımcı olabilir, gerekirse yerel odaklı aydınlatma kullanın. Jel yüzeyine sıkıca yumruk basın ve kesilir kez bırakın. </li></ol></li><li> Difüzyon hücresinin montaj <ol><li> Pürüzsüz yüzeyli bir şekilde difüzyon pencere üzerinde oluğa cımbız ile PAM jel diski yerleştirin. Tw böyle vidasınıo difüzyon hücresinin bölmeleri PAM jel disk üzerinden birbirine, bir arada tutmak. </li><li> Mark A ve B difüzyon hücrenin bölmeleri. Her deney hemen önce jel disk ile difüzyon hücresi monte; Jel kurumasına izin vermeyin. </li></ol></li><li> Bir difüzyon deneyi başlatma <ol><li> Yavaş yavaş karşılık gelen bölmelere A ve B çözümleri dökün. Her iki çözelti, aksi pasif jel hasar görebilir, herhangi bir zamanda her bölmenin eşit hacmi sağlamak için aynı hızda boşaltılır emin olun. </li><li> Çözeltiler hücrede bir kez zamanlayıcıyı başlatın. Difüzyon hücre üzerinde minyatür elektrikli karıştırıcılar yerleştirin. Şu anda kabul edilir difüzyon deneyi başladı. </li></ol></li><li> Difüzyon deney boyunca örnek alınması <ol><li> Eş zamanlı olarak experime boyunca sabit hacimli tutmak için A ve B bölmelerden düzenli zaman aralıkları ile eşit hacimde numuneler alınnt. <ol><li> Bir bölme ilk Pu konsantrasyonunu belirlemek için deneyin başlangıcında hemen her bölmeye aynı anda 1,00 ml lik bir numuneyi atın. </li><li> NOM eklenmesi ve hümik asit ile deneyler çeşitli h 20 dakika olmaksızın deneylerinde 10 dakika bir örnekleme zaman aralığı kullanın. 2,00 ml&#39;lik eş payları, alfa-spektrometrik ölçümler için iyi bir hassasiyeti sağlamak için yeterlidir. </li></ol></li><li> Pu (IV) ve Pu (V) sıvı faz özütleme <ol><li> Difüzyon deney sonunda ayrı ayrı 4 ml A örnekleri ve sızdırmazlık kapakları plastik test tüpleri içine B bölmeleri alır. 1 ml 2 M HCI ile örnekleri asitleştirin. </li><li> Sikloheksan içinde 0,5 M bis- (2-etil heksil) fosforik asit (HDEHP) çözeltisi 5 ml ilave edilir ve 5 dakika boyunca kuvvetli bir şekilde test tüpleri çalkalayın. Faz ayrımı sağlamak için numune bırakın. Pu (V) içeren su fazı çıkarın. </li></ol></li><li> Pu Back-ekstraksiyon (IV) <ol><li> Back-exyolu Pu (IV) &#39;ün% 5, 5 ml (NH4) 2 C 2 O 4 kalan organik fazdan. </li></ol></li></ol></li></ol> 4. Numune Tedavisi <ol><li> Bir iç standart ile başak örnekleri <ol><li> Başak örnekleri verim izleyici ile analiz edilmesi. Alfa-spektrometrik ölçümler için 25 MBq ml 242 Pu İzleyicinin -1 aktivite konsantrasyonu 1.00 ml başak kullanın. </li></ol></li><li> Numunelerin matris okside <ol><li> Konsantre HNO 3 2.00 ml sıcak bir plaka üzerinde kuruyana kadar buharlaştırılmakta örnekleri. </li></ol></li></ol> Pu 5. Radyokimyasal Ayırma <ol><li> Pu oksidasyon durumunu ayarlayın <ol><li> 10 dakika boyunca 70 ° C &#39;de, NaNO 2 ısı örnekleri 20 mg ekleyin 5 mi 8 M HNO 3 noktasına 4.2.1 kuru numune içinde çözülür. Bu adım + IV Pu oksidasyon durumunu ayarlayarak sağlar. </li></ol></li><li> Pu katı faz ekstraksiyon <ol><li> 1.5 ml 8 M HNO 3 ile (örneğin, Teva gibi) bir kuaterner amin bazlı anyon değiştirici reçine sütunu ıslatın. 1.5 ml 8 M HNO 3 ile şartlandırılmış reçinenin 100 mg 1 ml pipet ucu yapılan mikro-sütun kullanın. </li><li> 1 ml dakika akış oranı ile reçine sütunundan geçirilerek alanına 5.1.1 çözeltisinin, -1. 2 ml 8 M HNO 3 üç kez ve transfer washouts reçine sütunları ile örnek beher durulayın. </li></ol></li><li> Zehir Pu <ol><li> 3 mi 9 M HCI ile sütun yıkayın. 3 ml çözelti 9 M HCI / 0.1 M HI ile Elute Pu. Sıcak bir plaka üzerinde eluatları buharlaşır. Kuru olana kadar buharlaştırılmakta, HNO 3 konsantre hale 2 ml tedavi edin. Kahverengi iyot rengi kaybolana kadar Gerekirse tekrarlayın. </li><li> Mevcut herhangi bir yöntemle örneklerinde Pu konsantrasyonunu belirlemek. Not. Bu protokol, alfa-spektrometresi kullanılan 239 Pu konsantrasyonları aralığı için iyi bir hassasiyet sağlar. Alfa-Spektrometri için kaynak hazırlayınc paslanmaz çelik diskler 14 elektroliz yoluyla sayma. Spektrometrede PIPS detektörü (450 mm 2) üzerine kaynaklarını sayın. </li></ol></li></ol> Verilerin analizi 6. <ol><li> Konu zamana karşı Pu dağınık <ol><li> Zaman (dk) karşı B bölmesine biriken Pu (MBq) aktivitesini çiziniz. Difüzyon deney sırasında alınan numunenin hacmi için Doğru: t zamanında biriken Pu (MBq) aktivitesi konsantrasyonunda solüsyon (ml) hacmi ile çarpılır numunede (MBq mi -1) belirlenen eşittir örnekleme anında bölmesi B (- Şekil 2-tablonun örneğe bakın). </li><li> Farklı Pu konsantrasyonları ile çeşitli deneyler aynı grafik verileri çizmek için, kullanım konsantrasyonları bölmesi A. başlangıç ​​Pu konsantrasyonuna normalize </li></ol></li><li> Difüzyon katsayısı hesaplamak <ol><li> Difüzyon katsayısı D hesaplayın (cm 2 </sup&gt; sn-1), her bir deney için 10 Pu türlerinin. Kullanım denklemi (1): <img alt="Denklem 1" src="/files/ftp_upload/53188/53188eq1.jpg" /> (1) Δg difüzyon jel kalınlığı (cm) C ilk Pu konsantrasyonu (MBq mi-1) olduğu, yayılma alanı (cm2) ve S A aktivitesi (MBq) t anında bölme B içerisinde bulunan dağınık Pu türlerinin (sn). ΔA / ¨ t zamana karşı B bölmesine yayılmış Pu doğrusal grafiğin eğimi. </li></ol></li></ol> Doğal Tatlı Su Pu 7. Biyoyararlanım Çalışmaları <ol><li> DGT numune hazırlayın <ol><li> Elektrolit birkaç mililitre (örneğin, 10 mM NaNO 3), bir alt plaka yerleştirmek olan bir plastik tepsi Islak DGT örnekleyicinin (bakınız Şekil 3). Gerekirse yerel aydınlatma kullanın, şeffaf jeller görselleştirmek yardımcı olabilir. </li><li> Positive 6 cm 22 × cm Chelex reçine jel şerit üzerinde plakanın yüzeyi üzerinde eşit olarak genişletin. Reçine jel tabakası 6 cm 22 × cm PAM uzadıya jel şerit üstüne yerleştirin ve yüzey üzerinde düzgün genişletin. Jeller kayar olmayan ve düzgün yüzeyli bir şekilde konumlandırılmış olduğundan emin olun. </li><li> Filtre membranının 6 cm x 22 cm parça ile pasif jel tabakasının örtün. DGT numune kapak çerçevesini yerleştirin membran filtre üzerinde (bakınız Şekil 3) ve montaj hafifçe kenarlarında çerçeve basarak kapatın. </li><li> Açık, keskin bir neşter ile uzanan jel parçaları kes ve gerekirse yumuşak bir levha yüzeyi elde edilinceye kadar jel katmanları realign. Vidalarla derleme sabitleyin. </li><li> Elektrolit birkaç mililitre (örneğin, 10 mM NaNO 3) ile DGT numune ıslatın. 4-5 ° C&#39;de birkaç hafta kapalı bir plastik torba kadar ıslak saklayın. </li></ol></li><li> Su, doğal gövdesinde DGTS Dağıtım <ol><li&gt; plastik torba dışına DGT örnekleyicisini atın. Şekil 4 de görüldüğü gibi tutucuya DGT numune sabitleyin. </li><li> Suyun içinde DGTS dağıtma ya güçlü bir ip bunları süspansiyon ya DGT yüzeyi boyunca sabit bir teğetsel su akışı sağlamak için bir şekilde kararlı bir dikey destek üzerinde yükleme. Ölçümler için yeterli bir konsantrasyonda Pu biriktirmek için iki ya da üç hafta içinde tatlısularında DGT cihazları dağıtın. </li></ol></li><li> Alınan DGTS tedavisi <ol><li> Sudan DGTS al. Filtre membranı çıkar ve atın, montaj sökün. Üst jel tabaka (PAM Pasif jel) çıkartın ve atın. </li><li> 20 ml 8 M HNO 3 içeren cam beher ve başak numuneleri içine reçine jel aktarın verim izleyici ile analiz edilecek. 0.25 MBq ml -1 AMS ölçümleri için (1.7 pg ml -1) aktivitesi konsantrasyonunun 242 Pu izleyicinin 1.00 ml başak kullanın. Iyi agi yaptıktan sonraöncülük veya takip eden, Pu yıkama için numuneler O / N bırakın. </li></ol></li><li> Durum DGT eluatlar <ol><li> Reçine jel örneklerinden çözümleri Filtre; 5 mi 8 M HNO 3 kalan reçine jeller yıkayın ve örnekler ile washouts birleştirir. , Her bir örnek için NaNO 2 20 mg ekleme 10 dakika boyunca 70 ° C &#39;de çözüm ısıtın. Bu adım + IV Pu oksidasyon durumunu ayarlayarak sağlar. </li></ol></li><li> Pu katı faz ekstraksiyon <ol><li> 10 ml 8 M HNO 3 sahip kuaterner bir amin bazlı anyon değiştirici reçine kartuşu ıslatın. 1 ml dk -1 akış oranı ile değişim reçinesi kartuşundan alanına 7.4.1 çözeltilerini geçirin. 5 ml 8 M HNO 3 üç kez örnek beher durulayın ve değiştirme reçinesi kartuşunun washouts aktarın. </li></ol></li><li> Zehir Pu <ol><li> 10 mi 9 M HCL ile kartuşları yıkayın. 15 ml çözelti 9 M HCI / 0.1 M HI ile Elute Pu. Sıcak bir plaka üzerinde Elüat buharlaşır. 2 ml konsantre edilmiş HNO 3, E ile tedavikuruyana kadar Vaporate. Kahverengi iyot rengi tamamen kaybolana kadar Gerekirse tekrarlayın. </li><li> Pu tespit sisteminin performansına bağlı olarak - iki kez daha Pu biri radyokimyasal ayırma tekrarlayın yüksek arıtma gerekiyorsa. İkinci ve 1.5 ml 8 M HNO 3 ile şartlandırılmış değişim reçinesi 100 mg 1 ml pipet ucu yapılan mikro-sütun üçüncü ayrımları gerçekleştirin. </li><li> Örneklerinde Pu konsantrasyonunu belirlemek. Çünkü bozulmamış bir ortamda plütonyum çok düşük seviyede 239 Pu ölçmek için kütle spektrometresi tekniklerini kullanın. Not: Bu çalışmada, Zürih İsviçre Federal Teknoloji Enstitüsü Ion Işın Fizik Laboratuvarı aktinitler analizi için ayarlanmış AMS olanağını kullanın. </li></ol></li></ol> Verilerin analizi 8. <ol><li> Konsantrasyonu hesaplayın (C DGT içinde μBq ml -1) biyokullanılabilir ait (kararsız) Pu spdağıtım döneminde DGT tarafından birikmiş Pu miktarı toplu suda ecies. Kullanım denklemi (2): <img alt="Denklem 2" src="/files/ftp_upload/53188/53188eq2.jpg" /> (2) bir bağlayıcı faz, Δg difüzyon tabakası (jel + filtre zarı) kalınlığı (cm) D PAM jelde Pu difüzyon katsayısı (cm 2 sec-1), S biriken aktivitesi Pu (μBq) olduğu difüzyon alanı (cm 2), ve dağıtım (sn) süresini t. </li><li> Toplu su içinde, toplam Pu konsantrasyonu yanı sıra, diğer uygun spesiasyon verilerle DGTS belirlenir Pu Cı DGT karşılaştır. </li></ol> Toplu Su Toplam Pu Belirlenmesi 9. Radyokimyasal ayırma <ol><li> Durum Su numunesi <ol><li> Bir plast içine 45 mikron membran filtresinden su çalışılan vücuttan su pompasıic alıcı. AMS ölçümleri için 10 L 50 örnekleri ile çalışın. Hemen önce laboratuvara taşınması için örnekleme yerinde örnekleme sonra HNO 3 ile pH 2 su asitleştirmek. </li></ol></li><li> Demir hidroksit üzerine Pu çöktürün <ol><li> Laboratuvarda alıcıya bir havai karıştırıcı tanıtmak. Pu verim izleyici ile numuneyi Spike. 0.25 MBq ml -1 AMS ölçümleri için (1.7 pg ml -1) aktivitesi konsantrasyonunun 242 Pu izleyicinin 1.00 ml başak kullanın. </li><li> Yaklaşık 0.25 g L 10 başına numune alma FeCl3 · 6H 2 O ekleyin. 30 dakika boyunca karıştırılır sonra, pH 8 NH4 OH ile demir hidroksitleri hızlandırabilir. </li></ol></li><li> Demir hidroksit üzerine Pu İkinci yağış <ol><li> Noktadan 9.2.2 su numunesinden süpernatant süzün. Bir 2 L bir cam kabın içine demir hidroksitleri çökeltiyi geri kazanmak, deiyonize su ile yıkayın ve bir alıcı samp sahip washouts kombinele. </li><li> Karbonatlar ayrıştırmak için 90 ° C ~ 100 ml 5 M HCI çökelti ısı çözülür. Çözelti soğutulur zaman gerekirse Filtre. Yeniden çöktürmek pH 8 NH 4 OH ile demir hidroksitler. </li></ol></li><li> Analiz için Durum demir hidroksitler <ol><li> Alanına 9.3.2 alınan numunede süpernatant boşaltacaktır. Bir santrifüj kabına demir hidroksit çökeltisi kurtarın. Santrifüj, süpernatant atın. Iyonu giderilmiş su ile çökelti yıkanır. 2-3 kez tekrarlayın. </li><li> 10 ml 8 M HNO 3 çökelti eritin, bölümlerde 7.4-7.6 daha önce açıklandığı gibi Pu radyokimyasal ayırma gönderin. </li></ol></li></ol> 10. AMS Ölçümler için Örnekleri hazırlayın <ol><li> Demir hidroksit üzerine Pu çöktürün <ol><li> Radyokimyasal ayrılmasından sonra, 0.5 ml 1 M HCI içinde son örneği çözülür, 2.5 ml bir cam şişe içine plastik bir pipet ile örnek aktarmak. Numune kabı TWIC durulayın0,5 ml 1 M HCI ile, e, aynı flakon washouts aktarın. </li><li> 0.5 ml 2 mg ml ekleyin -1 Fe 3+ stok çözelti demir 1 mg. Konsantre NH 4 OH birkaç damla ekleyerek demir hidroksitleri çöktürün. Santrifüj ve süpernatant süzün. </li><li> Deiyonize su, santrifüj ile çökelti yıkayın ve süzün süpernatant. 90 ° C &#39;de sıcak bir plaka üzerinde bir çökelti kurutulur. </li></ol></li><li> AMS ölçümleri için hedef hazırlayın <ol><li> Hidroksitler 650 ° C&#39;de 2-3 saat boyunca bir fırın içinde 10.1.3 çökelmeye Bake. İyice AMS ölçümleri için Ti hedef tutucu içine niyobyum metal tozu ve basın 3-4 mg ile karıştırın. Not: aktinitler 15,16 ölçümleri için ayarlanmış İsviçre Federal Teknoloji Enstitüsü (ETH Zürih) kompakt (0.6 MV) AMS sistemi &quot;TANDY&quot; ile numune ölçülmüştür. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Kaplan, D. I., 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=Influence+of+oxidation+states+on+plutonium+mobility+during+long-term+transport+through+an+unsaturated+subsurface+environment.">Influence of oxidation states on plutonium mobility during long-term transport through an unsaturated subsurface environment.</a> Environ. Sci. Technol. 38 (19), 5053-5058 (2004).</li><li>Taylor, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Environmental+plutonium+-+Creation+of+the+universe+to+twenty-first+century+mankind.">Environmental plutonium - Creation of the universe to twenty-first century mankind.</a> Plutonium in the Environment. 1, 1-14 (2001).</li><li>Maher, K., Bargar, J. R., Brown, G. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Environmental+Speciation+of+Actinides.">Environmental Speciation of Actinides.</a> Inorganic Chemistry. 52 (7), 3510-3532 (2013).</li><li>Kurosaki, H., Kaplan, D. I., Clark, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+environmental+curium+on+plutonium+migration+and+isotopic+signatures.">Impact of environmental curium on plutonium migration and isotopic signatures.</a> Environ. Sci. Technol. 48 (23), 13985-13991 (2014).</li><li>Orlandini, K. A., Penrose, W. R., Nelson, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pu(V)+as+the+stable+form+of+oxidized+plutonium+in+natural-waters.">Pu(V) as the stable form of oxidized plutonium in natural-waters.</a> Marine Chemistry. 18 (1), 49-57 (1986).</li><li>Kaplan, D. I., 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=Eleven-year+field+study+of+Pu+migration+from+Pu+III,+IV,+and+VI+sources.">Eleven-year field study of Pu migration from Pu III, IV, and VI sources.</a> Environ. Sci. Technol. 40 (2), 443-448 (2006).</li><li>Morgenstern, A., Choppin, G. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kinetics+of+the+oxidation+of+Pu(IV)+by+manganese+dioxide.">Kinetics of the oxidation of Pu(IV) by manganese dioxide.</a> Radiochim. Acta. 90 (2), 69-74 (2002).</li><li>Davison, W., Zhang, H. <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+speciation+measurements+of+trace+components+in+natural-waters+using+thin-film+gels.">In-situ speciation measurements of trace components in natural-waters using thin-film gels.</a> Nature. 367 (6463), 546-548 (1994).</li><li>Zhang, H., Davison, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diffusional+characteristics+of+hydrogels+used+in+DGT+and+DET+techniques.">Diffusional characteristics of hydrogels used in DGT and DET techniques.</a> Anal. Chim. Acta. 398 (2-3), 329-340 (1999).</li><li>Cusnir, R., Steinmann, P., Bochud, F., Froidevaux, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+DGT+Technique+for+Plutonium+Bioavailability+Measurements.">A DGT Technique for Plutonium Bioavailability Measurements.</a> Environ. Sci. Technol. 48 (18), 10829-10834 (2014).</li><li>Froidevaux, P., Steinmann, P., Pourcelot, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long-Term+and+Long-Range+Migration+of+Radioactive+Fallout+in+a+Karst+System.">Long-Term and Long-Range Migration of Radioactive Fallout in a Karst System.</a> Environ. Sci. Technol. 44 (22), 8479-8484 (2010).</li><li>Bajo, S., Eikenberg, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+of+a+stable+tracer+solution+of+plutonium+(IV).">Preparation of a stable tracer solution of plutonium (IV).</a> Radiochim. Acta. 91 (9), 495-497 (2003).</li><li>Saito, A., Roberts, R. A., Choppin, G. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+of+solutions+of+tracer+level+plutonium+(V).">Preparation of solutions of tracer level plutonium (V).</a> Anal. Chem. 57 (1), 390-391 (1985).</li><li>Bajo, S., Eikenberg, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrodeposition+of+actinides+for+alpha-spectrometry.">Electrodeposition of actinides for alpha-spectrometry.</a> Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. 242 (3), 745-751 (1999).</li><li>Dai, X. X., Christl, M., Kramer-Tremblay, S., Synal, H. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultra-trace+determination+of+plutonium+in+urine+samples+using+a+compact+accelerator+mass+spectrometry+system+operating+at+300+kV.">Ultra-trace determination of plutonium in urine samples using a compact accelerator mass spectrometry system operating at 300 kV.</a> Journal of Analytical Atomic Spectrometry. 27 (1), 126-130 (2012).</li><li>Christl, M., 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+ETH+Zurich+AMS+facilities:+Performance+parameters+and+reference+materials.">The ETH Zurich AMS facilities: Performance parameters and reference materials.</a> Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. 294, 29-38 (2013).</li><li>Blinova, O., 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=Redox+interactions+of+Pu(V)+in+solutions+containing+different+humic+substances.">Redox interactions of Pu(V) in solutions containing different humic substances.</a> Journal of Alloys and Compounds. 444, 486-490 (2007).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

Pu difüzyon hücresi kullanarak deneyler için burada açıklanan DGT metodoloji Pu redoks türleri ve organik moleküllerin, kolloidal parçacıklar ve simüle çevresel sistemler ile olan etkileşimleri üzerinde çeşitli çalışmalar için güvenilir bir yaklaşım sağlar. Pu çevre ölçümleri için DGTS daha başvuruları biyoyararlanım anlayışı ve sucul ekosistemlerde bu radyonüklide kaderi katkıda bulunacaktır. Laboratuar difüzyon deneyleri Belirli bir kimyasal çevre ile ilgili anlamlı Pu hareketliliğine sonuçlar ve etkileşimleri ile başarılı bir difüzyon deneyi gerçekleştirmek için, iyi tanımlanmış ve kontrol koşulları sağlanmalıdır. Deney öncesinde Pu, oksitlenme ayarlama veri yorumlama kolaylaştırmak için hem de Pu redoks türlerin çeşitli biyokimyasal davranış simüle etmek için gereklidir. Pu türlerinin hassasiyetpH değişimleri mutlaka çözümleri tampon yapar. Özellikle dikkat difüzyon hücre özellikleri ve kurulum için çizilmiş edilmelidir: olmayan deniz maniası teflon polimer malzemenin kullanılması hücre duvarlarında adsorpsiyonu önler ve deney sırasında çözümleri yayılmasını Pu kaybını önleyerek, sağlam sızdırmaz düzeneğini verir. Başlangıç ​​Pu konsantrasyonu bir bölme, hem de örnekleme aralığı içine alınmak üzere ve difüzyon deneyi sırasında alınan her numune hacmi laboratuarda mevcut analitik yöntemine bağlıdır. Herhangi bir uygun bir analitik yöntem, ancak bu seçim sıkı deney için alınmıştır Pu başlangıç ​​aktivitesine bağlı difüzyon hücresi örnekler Pu konsantrasyonu belirlenmesi için de kullanılabilir. Bu protokol tavsiye edildiği 239 Pu 10 Bq measurem için yeterli hassasiyeti sağlamak için yeterli olan (100-140 MBq ml -1 veya ~ × 10 -13 mol ml -1 2 vererek)genellikle alfa-spektrometresi tarafından veliler radyasyondan korunma yönetmeliğine problem teşkil etmez. Diğer, daha hassas, analitik teknikler Pu belirlenmesi (örneğin, kütle spektrometrisi) için uygun olup olmadığını Pu başlangıç ​​konsantrasyonu azaltılabilir. Örnekleme arası Pu başlangıç ​​konsantrasyonuna bağlı olarak, her bir difüzyon deney için seçilir ve PAM jel içinden difüzyon beklenen hızı olabilir. Difüzyon deneylerden elde edilen tam bölünen miktarları, Pu dışında radyonüklitler içermeyen olmasına rağmen, mineral tuzlarının ve MOPS tamponu varlığı etkinliğini ve kantitatif analiz hassas azaltılması, Analitik prosedürün engelleyebilir. Bu nedenle, bu örnekler üzerinde Pu kimyasal ayırma gerçekleştirmek için tercih edilir. Difüzyon hücre jel iyi karıştırılan bir çözeltiye doğrudan maruz kaldığı için PAM jel içinde difüzyon çalışması için iyi bir yaklaşım sağlar. Pasif bo Böylece, etkileriJel yüzeyinde undary tabaka (DBL) ihmal edilebilir olarak kabul edilir. Bir difüzyon deney sırasında çözeltiler iyi bir karıştırma DBL etkilerinin en aza indirilmesi için izin gereklidir. Aynı zamanda, bir PAM jel bozmayacak için dikkatli bir şekilde ilerlemelidir. Doğal tatlısularında Pu biyoyararlanım çalışmaları DGT cihazlarla plütonyum ölçüm tatlı su plütonyum biyoyararlanımını incelemek için etkin bir araç sağlar bu protokol gösterisi ile üretilen sonuçlar. DGT ölçümleri ücretsiz ve kararsız türlerin zaman ortalama konsantrasyon, canlı organizmalar tarafından biyolojik alımı için en önemli iki formları verim. Buna ek olarak, organik madde ile Pu etkileşiminin kinetiği, farklı kalınlıkta jeller kullanılarak araştırılabilir. PU-NOM türleri için gereken süre en ayrışır kararsız kompleksler için sağlayacak jel üzerinden kontrol metodu sunmaktadır. DGT ölçümleri b tamamlanabilirBelirli bir boyut (örneğin, 8 kDa) Yukarıdaki Pu kolloidal türlerin yüzdesini elde y ultrafiltrasyon teknikleri. Pu kolloidal türler genellikle olmayan biyolojik olarak türler olarak kabul edilir ve DGT kullanmayan ölçülebilir Pu fraksiyonunun parçasıdır. Bu noktada, DGT cihazlar sadece İsviçre Jura Dağları&#39;nın bir karstik bahar tatlı suda konuşlandırıldı. Pu Düşük çevresel konsantrasyonları potansiyel sakıncaları karşılaşabilirsiniz DGT cihazları, uzun vadeli bir dağıtım gerektirir. DGT yüzeyinin Biyolojik kirlilik DBL kalınlığının artırılması ve böylece PAM jeli içinden Pu akışını sınırlayan önemli bir dezavantajı temsil eder. Deniz suları veya yüksek mineralizasyon sularda maruz DGTS bağlanması aşaması hızla Pu birikimi için veri yanlış tanıtmak, diğer eser metaller ile doymuş olabilir. Çevre Pu eser düzeylerinin belirlenmesi tam bir radyokimyasal ayırma ve çok hassas analitik yöntemler gerektirir. AMS ölçümüBu protokol uygulanan lar yaygın olarak mevcut değildir, ancak diğer kitle spektrometresi teknikleri ile değiştirilebilir. Ancak, sıkı bir radyokimyasal ayırma doğal uranyum meydana gelen izobarik parazit 238 UH ortadan kaldırmak için gereklidir. Denklem 2 DGT cihazın büyüklüğü, belirli bir dağıtım dönemde birikmiş Pu miktarını artırmak için ayarlanmış olabilir önemli bir parametre olduğunu göstermektedir. Ticari jel parçaları sadece 6 cm x 22 cm&#39;lik bir fazla yüzeye sahip bulunmaktadır. Bu nedenle, DGT örnekleyici penceresi nispeten kısa dağıtım süreleri için Pu türlerinin yeterince biriktirmek mümkün kılan, 105 cm 2 (21 cm x 5 cm) yükseltilmiştir. Işlenirken bir DGT numune montaj hassasiyetini ve PAM jel tabaka özelliklerinin, özellikle göz önüne alınmasını gerektirir. Bu homojen bir sağlamak için bir düz yüzeyli düzgün bir &quot;sandviç&quot; olarak jel tabakası birleştirmek için temel öneme sahip olduğuPasif jeli içinden toplu suyu Pu türlerinin neous akı. DGT yüzeyinde İyi su akışı da önemli bir parametredir, henüz çoğunlukla akiferde akış koşulları tarafından belirlenir. Bu sürekli bir su kaynağı sağlamak ve DBL etkilerini en aza indirmek için yaklaşık 45 ° su akış yönüne doğru at Pu ölçümleri için DGT cihazları yerleştirilmesi tavsiye edilmektedir. Su çalışılan vücut sıcaklığı difüzyon katsayısı tayin edildi sıcaklığın farklı ise, eşitlik 2&#39;deki kullanılan yayılma katsayısı düzeltilmelidir. Difüzyon katsayıları sıcaklık etkileri Stokes-Einstein denklemi (denklem 3) tarafından verilen: <img alt="Denklem 3" src="/files/ftp_upload/53188/53188eq3.jpg" /> (3) D 1 ve D 2 difüzyon katsayıları (cm 2 sn -1), η nerede 1 ve η 2 w viskoziteleri (mPa sn) vardırsıcaklıklar T 1 ve T 2 (K) de ater. Şu anda, örneğin, pH ve redoks parametrelere dayalı termodinamik hesaplamaları dışında, bozulmamış bir ortamda Pu türleşme araştırmak için bir yöntem yoktur. Bu parametreler karbonatlar, demir ya da manganez katyonları gibi makro bileşenler için kullanılabilir. Bu nedenle, poliüretan Türleşmenin Bu ölçülebilir türlerden elde edilir, fakat bir &quot;gerçek&quot; ölçümü temsil etmez. Burada biz plutonyl türlerin kanıtlayan, muhtemelen, yerinde özgür ve kararsız türlerin ölçüm veriyor çünkü bu yazıda sunulan ince PAM jel film tekniğiyle difüzyon Pu türleşme sorununun çözümünde önemli bir adım olduğunu düşünüyorum. Tatlısularda çevre Pu sadece birkaç DGT ölçümleri bugüne kadar üstlenilen olmasına rağmen, elde edilen sonuçlar Pu türleşme ve biyoyararlanım çalışmaları için DGT tekniğinin daha ileri uygulamalar için teşvik ediyoruz.Organik zengin sularda DGTS Dağıtım potansiyel NOM moleküllerinin varlığında Pu hareketlilik ve etkileşimleri hakkında önemli bilgiler verecektir. İlginç sonuçlar, Sellafield nükleer yeniden işleme tesisi çevresinde kıyı denizler ve hasarlı Fukushima Daiichi nükleer santralinin olarak kirlenmiş deniz ortamlarında DGT ölçümlerinden beklenmelidir.

Plütonyum nükleer bomba testlerinin ve nükleer kazalar aşağıdaki küresel serpinti sonucu çevrede yapay radyonüklid mevcuttur. Plütonyum redoks kimyası, çevre sucul sistemlerde 1 yılında göç ve biyojeokimyasal bisiklet için önemli etkileri vardır. Plütonyumun kompleksi kimyası vardır ve aynı anda dört, oksitlenme (III, IV, V, VI) mevcut olabilir. Bu nedenle, doğal sularda plütonyum redoks türlerin dağılımı yerel kimyasal ortama 2,3 son derece duyarlıdır. Plütonyum oksidasyon durumu da kaynağın kökeni bağlıdır - bu açıklama kirli ortamlar ve bertaraf siteleri için çoğunlukla ilgili olmak. Yüksek oksidasyon durumları (V + ve + VI), diğer aktinitlerin bozunma ürünleri arasında bulunabilir ise Azaltılmış plütonyum türünün (+ III ve IV +), atık atıklarının oksijensiz ortamlarda ağırlıklı bulundu ve küresel serpinti köken ve stoklanmış olanve oksik ortamlarda 4. Hareketlilik ve plütonyum çevresel davranış redoks türleşme gelen bir ölçüde tahmin edilebilir. + III plütonyum ve + IV oksidasyon durumları katı fazda baskın var ve inorganik kolloidler için SORB için kapasitesini artırmış ve doğal organik madde (NOM) molekülleri meydana gelmiştir. + III plütonyum ve + IV oksidasyon durumları daha az hareket olarak kabul edilir. Plütonyum (+ V ve VI +, + V büyük olasılıkla olmak) 5 Daha çözünür oksitlenmiş formları potansiyel nedeniyle yüksek hareketliliğe Sudaki organizmalar için daha yüksek bir biyolojik transferine katkıda bulunabilir. Bununla birlikte, NOM varlığında, özellikle de hümik asit, Pu (V) çökeltme lehine bölümleme birkaç kat kaydırma, 17 azaltılmaktadır. Pu için Pu (V) indirim oranı (IV) hızlı ters reaksiyonun daha büyüklükte 4 ila 5 siparişleri, (IV) oksitleyici koşullar altında ma Pu remobilizasyon olmasına rağmeny da yer 1 alır. Doğal oksitleyici şartlarına (IV) Pu ile değiştirilmiş ve tabi mineral çökelleri üzerinde son deneysel veriler sulu fazda çözünür Pu konsantrasyonu zaman 1,6 üzerinde arttığını göstermiştir. Yazarlar, oksidatif (IV) &#39;Pu desorpsiyonu ve çözünürlüğü Pu (V) ve Pu (VI) türlerinin oluşumu sebebi ile bunu açıklar. Pu oksidasyonu (IV) nedeniyle de doğal olarak karşılaşılan mangan oksitler 7 oluşabilir. Bu gözlemler biyoyararlanım modelleme ve atık bertarafı ve kirlenmiş alanların çevresel risk değerlendirmesi için önemlidir. Biyoyararlanım ve plütonyum türleşme ile ilgili çalışmalar koşullarında hem laboratuvar ve in-situ zor bir iştir. Düşük çevresel konsantrasyonları redoks türlerin değişkenliği ve doğal koloitlerle etkileşimleri zor plütonyum biyojeokimyasal davranışını taklit yapmak. İnce filmlerin (DGT) &#39;de pasif geçişlerini tekniği dayalıpoliakrilamid (PAM), jel üzerinden serbest ve kararsız kirletici türlerin yayılması çok eser elementlerin 8 çevresel ölçümleri için kullanılır. Bir DGT örnekleyici, pasif jel tabakası (değişen kalınlıkta PAM jeli) ve jel bir koruyucu filtre zarı ve (PAM jel içinde yer Chelex reçine eser metallerin çoğu için), bağlayıcı fazın yapılan üç tabakalı bir cihazı temsil etmektedir Birlikte derleme tutan. Su,% 85 aşağıdakilerden oluşan poliakrilamid jeli ince filmleri, geniş NOM moleküller veya doğal kolloidal parçacıklara bağlı plütonyum göre daha hızlı yayılması için serbest ve kompleks kararsız türler sağlar. Laboratuar koşullarında ince PAM jel filmlerde plütonyum difüzyon çalışması için tasarlanmış bir set-up difüzyon hücresi 9 denir. Difüzyon hücresi, iki ayrı bölme bir yüzeyin bir açıklık tarafından birbirine iki bölmeli bir kaptır. Açılış, yani iki odaları c arasındaki pencerebelirli bir kalınlık difüzyon jel diski ontains. Biz iki 100 ml&#39;lik bölmeleri ve dairesel difüzyon penceresinde çapı 1.7 cm olan bir Teflon hücresini inşa. Bir bölmesi montajını kolaylaştıran çıkarılabilir. Sabit bölmesinin difüzyon penceresinin etrafında oyulmuş bir 0.5 cm genişliğinde oluk uzadıya jel disk yerleştirmek için hizmet vermektedir. Oluk derinliği kullanılması amaçlanan PAM jeli kalınlığına benzer olmalıdır. Biz böylece bizim difüzyon hücresinde oluk derinliği 0.39 mm, 0.39 mm PAM jel ile çalışmayı tercih. Difüzyon hücresinin ayrıntılı bir görüntü Şekil 1&#39;de verilmektedir. Başlangıçta plütonyum ihtiva eden bir çözelti, bir bölme (A) yerleştirildiği zaman, poliüretan türleri difüzyon ilk Pu olmadan aynı kimyasal bileşime sahip bir çözelti ihtiva eden, jel bir konsantrasyon gradyenti kuracak ve ikinci bölmeye (B) &#39;de birikir başlayacak . Bölme A Pu türlerinin başlangıç ​​konsantrasyonu remai şekilde tanımlanmaktadırsürekli ns veya difüzyon deney boyunca (en fazla 1% -2% olarak) çok küçük değişiklikler. Zamana karşı dağınık Pu miktarını çizimi farklı olarak taklit edilmiş çevre koşullarında mevcut Pu türlerinin hareketliliğini analiz etmek için bir araç sağlar. İnce filmlerin Difüzyon Pu hareketlilik ve türlemesi ilgili çalışmalar için önemli bir alternatif sağlar ve başarılı bir şekilde tarla koşullarında 10 uygulanabilir. Bir difüzyon Pu türlerini biriktirmek için hizmet veren bağlayıcı faz olarak PAM difüzif jel ve Chelex reçine ile üretilmiş bir pasif örnekleyici, difüzyon hücresi değiştirebilirsiniz. Böyle bir numune tarla koşullarında maruz kalabileceği - reçine biriken Pu miktarı türleşme ve ilgili çevre 10 Pu biyolojik göstergesi olacaktır. Bu çalışmada, laboratuvar koşullarında NOM ile Pu (IV) ve Pu (V) türler ve bunların etkileşimleri hareketliliğini araştırmak için bir difüzyon hücresi kullanıldı. Furthermore biz Pu önemli bir kısmının suda yaşayan yosun hücre içi bölümlerinde bulundu İsviçre Jura Dağ (Venoge River) içindeki bir karstik ilkbaharda Pu biyoyararlanımını çalışma 105 cm2 bir yüzeyinin büyük bir pasif DGT numune uygulanan Bir önceki çalışma 11. Çünkü bu bozulmamış bir ortamda plütonyum mevcut çok düşük seviyede, ETH Zurich mevcut hızlandırıcı tabanlı kütle spektrometresi (AMS) teknikleri plütonyum izotopları ölçmek için kullanılmıştır.

<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

Potansiyel biyota ve insanların maruz katkıda bulunabilir, uzun yarılanma ömrü ile bir alfa-parçacık yayıcısı olduğu sucul ekosistemlerde plütonyum (Pu) biyolojik alımı özellikle endişe vericidir. Ince filmler tekniği pasif geçişlerini Pu biyoyararlanım ve türleşmenin yerinde ölçümler için ilave edilir. Pu ve yeni geliştirilen protokol ile laboratuvar deneyleri için yapılmış bir difüzyon hücresi mümkün çeşitli kimyasal bileşimlerin model çözümlerinde Pu çevresel davranışını simüle etmek için yapmak. Bu protokol açıklanan (IV) ve Pu (V) Pu oksidasyon devletlerin Ayar ortamında plütonyum karmaşık redoks kimyasını incelemek amacıyla esastır. Bu tekniğin kalibrasyonu ve laboratuar deneylerinde elde edilen sonuçlar tatlısularında in-situ Pu ölçümleri için özel bir DGT cihaz geliştirmek için olanak sağlar. Hızlandırıcı temelli kitle spektrometresi ölçümleriPu bir mineral tatlısu ortamında Pu biyoyararlanımını belirleyen izin karstik bahar DGTS birikmiş. DGT aygıtlarını kullanarak Pu ölçümleri için bu protokolün uygulanması türleşme ve sucul ekosistemlerde Pu biyolojik transferi anlayışımızı geliştirmek için büyük bir potansiyele sahiptir.

Difüzyon deneyleri Zamana karşı difüzyon hücresinin B bölmesine dağınık 239 Pu faaliyetlerini çiziliyor PAM jeli içinden difüzyon 239 Pu türlerinin akı görsel temsilini sağlar. Difüzyon katsayısı, çeşitli kimyasal ortamlar (Şekil 2) farklı 239 Pu redoks türlerinin hareketliliği karşılaştırma için ek bir yol sağlar denklem 1 &#39;e göre, bu işaretlerinden hesaplandı. 5 Pu (IV) ve Pu (IV)&#39; -pu difüzyon deneyleri görüntülemektedir Şekil (V) karışık türleri, sırasıyla MOPS tamponu ve HA 20 ppm varlığında gerçekleştirilir. Bu araziler karşılaştırılması Pu (V) Pu önemli ölçüde daha fazla mobil (IV) .Bu Pu özellikle geçerli olduğunu olduğunu gösterir (IV) ve Pu HA (MW bizim deneylerde 5-40 kDa, özelliği (V) Cusnir ve diğ.) 10 ile SI moleküllerini kompleks olarak ilave edilir. Pu (V) kaynak solutiyon Bu yazıda anlatılan protokole göre ağırlıklı Pu (V) tür içerir hazırladı. Çözelti tamponlu MOPS difüzyon deneyin sonunda HDEHP Sıvı faz ekstraksiyon Pu (V) 80% ± 10% Bulunan. Bu ekstraksiyona ait kimyasal verim% 80 olmuştur. HA 20 ppm mevcudiyetinde Pu (V) çözeltisi bu model çözeltisi içinde 24 saat boyunca karıştırılır ve Pu (V) fraksiyonu% 35 ±% 10 içinde dengelendi. Doğal tatlısularında Pu biyoyararlanım ile ilgili çalışmalar Laboratuvarımızda yapılan çeşitli DGT cihazlar başarıyla İsviçre Jura Dağları&#39;nın bir karstik bahar iki üç hafta sürelerle maruz bırakıldı. Bu 400 uS cm&#39;den 6.5-7.5 aralığında su pH, iletkenlik sahip bir mineral yaydır -1 ve oksijen ile doymuş hale getirilmektedir. Bu deneyler nedeniyle t muhtemelen, biyolojik kirliliğe hiçbir iz jel meclislerinin iyi uygulanabilirliğini ve sağlamlığı gösterdio bahar (7 ° C) düşük sıcaklık. Dağıtımları sonra alınan DGTS iyi başlangıç ​​formu ve görünümünü muhafaza, bozulmamış jel katmanları ile korundu. DGTS biriken Pu AMS tarafından analiz edilmiştir. (Alt-fg seviyelere) son derece hassastır ve alfa-spektrometresi veya ICP-MS teknikleri daha düşük ilk numune gerektirir: AMS diğer analitik teknikler üzerinde önemli avantajlar sağlamaktadır. Buna ek olarak, uranyum hidrid (238 UH) veya diğer moleküller olarak moleküler izobarik müdahaleler, verimli bir şekilde AMS ölçüm sırasında giderilmiş ve 239 Pu algılama ile karışmaz. Bazı teknik nedenlerden dolayı (kimyasal ayrımları sırasında 239 Pu ile büyük olasılıkla bir kontaminasyon), alanında DGTS ilk uygulamalar için 239 Pu verilerini kullanmak mümkün değildi. Bununla birlikte, 240 Pu sonuçlar tarafsız edildi. Böylece, ölçülen 239 Pu içeriği hesaplanan &lt;sup&gt; serpinti plütonyum 240 Pu / 239 Pu atomik oran olarak 0.18 alarak 240 Pu. Sonuçlar Tablo 1 &#39;de özetlenmiştir. Toplu su örneklerinde ölçülen 239 Pu konsantrasyonları daha önce bu akiferin (1-7 μBq L -1) 11 rapor konsantrasyonlarda benzer. Ayrıca, DGT ölçümlerinden hesaplanan 239 Pu konsantrasyonları ölçüm belirsizlikleri içinde benzer. DGTS sadece özgür ve kararsız Pu türleri birikir yana, bir bu suda biyolojik olarak Pu fraksiyonu tahmin edebilirsiniz. Tablo 1 &#39;de sunulan veriler, dökme su içinde mevcut olan bütün 239 Pu türlerinin biyolojik olarak formunda bulunan göstermektedir. Bu oranla ilkbaharda büyüyen su yosun hücre içi fraksiyon 239 + 240 Pu baskın birikimini ortaya koymuştur önceki bulgulara 11, ışığında ilginç bir sonuçtur <sup&gt; 241 Am ve 90 Sr. Yazarlar, 11 bu doğal akiferdeki Pu geliştirilmiş hareket içindeki doğal uranil karbonat kompleksi olarak meydana gelen, olasılıkla bir Pu (V) plutonyl formu olarak bir çözünür karbonat Pu kompleks oluşumuna bağlı olduğunu göstermiştir. Venoge bahar su yüksek karbonat konsantrasyonu ve çok düşük NOM içeriği (yaklaşık 1 ppm) ile sert sudur. <img alt="figür 1" src="/files/ftp_upload/53188/53188fig1.jpg" /> PAM jeli içinden Pu difüzyon deneyleri için kullanılan Şekil 1. Difüzyon hücresi. Oluk kalınlığı 0.5 cm oluk derinliği 0.39 mm. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53188/53188fig1large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 2," src="/files/ftp_upload/53188/53188fig2.jpg" /> Şekil 2. Snapshdifüzyon katsayısı hesaplamalarında kullanılan Excel çalışma ot. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53188/53188fig2large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 3," src="/files/ftp_upload/53188/53188fig3.jpg" /> Çevre Pu türleşme ölçümleri için Şekil 3. Büyük yüzey DGT cihazı DGT Cihazın parçaları -. Alt plaka ve kapak çerçevesi -. Solda, sağda mürettebat delikleri ile montaj tasvir <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53188/53188fig3large.jpg" target="_blank">büyük halini görmek için tıklayınız bu rakamın.</a> <img alt="Şekil 4," src="/files/ftp_upload/53188/53188fig4.jpg" /> Tutucu sabit Şekil 4. DGT örnekleyici cihazları (solda) Venoge SPRI maruzng (sağda) Pu biyolojik ölçümler için. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53188/53188fig4large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <img alt="Şekil 5," src="/files/ftp_upload/53188/53188fig5.jpg" /> 239 Pu Şekil 5. Konu farklı kimyasal ortamlarda difüzyon hücresinin B bölmesine dağınık. Deneysel veri noktası 239 Pu verilmektedir (IV) ve 239 Pu (V), sırası ile, MOPS tampon hem de 239 için olduğu gibi Pu (IV) - 239 Pu HA mevcudiyetinde (V) karışık türleri (% 35 Pu (V ±% 10)). 239 Pu (IV) -Ha için gösterilen hat 0,50 × 10 -6 cm 2 sn difüzyon katsayısı -1 önceden belirlenmiş 10 kullanılarak hesaplanmıştır. Denklem 1 hesaplanan difüzyon katsayıları: Pu (IV) &#39;MOPS tampon maddesi içinde - 2.29 x 10 cm -6 2 sn-1, Pu MOPS tampon maddesi içinde (V) - 3,50 x 10 cm -6 2 sn-1, poliüretan (IV) - Pu (V)&#39; HA - 0,92 × 10 -6 cm 2 sn -1. Yukarıdan aşağıya: MOPS tamponunda Pu (V) (kırmızı açık daire), Pu (IV) MOPS tamponu (mavi açık üçgenler) &#39;de, Pu (IV) - Pu HA 20 ppm varlığında (V) (yeşil açık kareler), Pu HA (kahverengi açık elmas 20 ppm varlığında (IV)). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53188/53188fig5large.jpg" target="_blank">Bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayınız.</a> <table border="0"><tbody><tr><td> Örnek türü </td><td> Ölçümlerin sayısı </td><td> 239 Pu konsantrasyonu L-1 μBq </td></tr><tr><td> Toplu su </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> 239 dökme su içinde AMS Pu ölçümleri ve DGT numune. Toplu su içinde 239 Pu Tablo 1. Örnek sonuçlar aktinit spesifik değişim reçinesi üzerinde ekstre edilmiş ve AMS ile ölçülen demir hidroksit içeren 20 L suda eş-çökeltilir . Pu denklemi 2 ve difüzyon katsayısı kullanılarak hesaplanan DGT ölçümleri için 239 Pu (IV) konsantrasyonlarının. K = 2 için belirsizlikler; u (95).

Watch this Scientific Journal Video about Speciation and Bioavailability Measurements of Environmental Plutonium Using Diffusion in Thin Films at JoVE.com

Filmlerde Difüzyon Kullanılarak Çevresel Plütonyumun Türleşmesi ve Biyoyararlanım Ölçümleri | Biyoloji | Video

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

Ince filmler uzadıya degradeler (DGT) tekniği plutonyum spesiasyonu çalışmaları için önerilmektedir. Bu protokol, organik madde varlığında, Pu (IV) ve Pu (V) &#39;in davranış tarama difüzyon deneyleri anlatmaktadır. Bir karstik bahar konuşlanan DGTS Pu biyolojik değerlendirilmesini sağlar.

İnce Filmlerde Difüzyon kullanma Çevre Pluton&#39;un Türleşme ve biyoyararlanımı Ölçümleri

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 ...

speciation-bioavailability-measurements-environmental-plutonium-using

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Biology

Engineering

Evolution

Speciation and Diversity

SCIENTISTS IN ACTION

11.3K Görüntüleme.  Lausanne University Hospital.  Ince filmler uzadıya degradeler (DGT) tekniği plutonyum spesiasyonu çalışmaları için önerilmektedir. Bu protokol, organik madde varlığında, Pu (IV) ve Pu (V) 'in davranış tarama difüzyon deneyleri anlatmaktadır. Bir karstik bahar konuşlanan DGTS Pu biyolojik değerlendirilmesini sağlar. 

Video: 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.

Radyoaktif izleyiciler ile Bitkilerde Mineral Besin ve Toksikantların Değişimler Ölçme

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

Çevre

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.

Moleküller, İyonlar, ve Akustik Kavitasyon ile Katı Parçacıklar etkinleştirilmesi

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

Kimya

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.

Uranyum dan Bakır Oksit Nanopartiküller tarafından İz Elementlerin çıkarılması<em&gt; In Situ</em&gt; Kurtarma Bleed Su ve Hücre Canlılığı Üzerine Etkisi

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.

Elektron Paramanyetik Rezonans Görüntüleme kullanma Gözenekli Ortamda Misafir Moleküllerin Difüzyon Yerinde İzleme

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.

Situ Algılama ve Metal Oksit nano tanecikleri nükleer Microprobe analizi ile tek hücre miktar

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.

Çözülmüş Mineral Evrelerinin Atom Prob Tomografisi Analizi

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.

Topraktaki Labile, Inorganik Bitki Besinleri ve Kirleticilerin İki Boyutlu Görselleştirilmesi ve Nicelleştirilmesi

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.

Otomatik 90Sr ayrılık ve Preconcentration bir laboratuvar Vana sistemde Ppq düzeyinde

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.

230Için uranyum ve Toryum ayrılması sualtı hidrotermal Sulfides ile TH-U dating

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.

Immobilize Metal Affinity Kromatografisinde Metal Yıkamanın Ölçülmesi

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

İnce Filmlerde Difüzyon kullanma Çevre Pluton'un Türleşme ve biyoyararlanımı Ölçümleri

Özet

Daha Fazla Video Keşfet

Bu videodaki bölümler