Name: a simple method for automated solid phase extraction of water samples for immunological analysis of small pollutants
Uploaded: 2016-01-01T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Simple Method for Automated Solid Phase Extraction of Water Samples for Immunological Analysis of Small Pollutants at JoVE.com

This work was funded by the European Union Seventh Framework Program FP7/2007-2013 under grant agreement no. 265721. The authors thank the RIKILT Institute for Food Safety (NL) for their support in this project.

Anmärkning: Följande protokoll beskriver SPE utförs på 100 ml vattenprov med C18-sorbenten och eluering med 50% volym / volym metanol. Den anrikade provet späds för att nå 10% volym / volym metanol innan analys med en enzymkopplad immunadsorberande analys (ELISA) -kit. 1. Förbereda Reagens <ol><li> Förbered vattenproverna <ol><li> Innan någon annan åtgärd, filtrera varje prov 100 ml vatten med 0,2 um porstorlek filter. </li><li> Spike provet med önskad koncentration genom utsp...

<ol>
	<li>Chang, H. S., Choo, K. H., Choi, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+methods+of+identification,+analysis+and+removal+of+endocrine+disrupting+compounds+(EDCs)+in+water.">The methods of identification, analysis and removal of endocrine disrupting compounds (EDCs) in water.</a> J. Hazard. Matter. 172, 1-12 (2009).</li><li>Azzouz, A., Souhail, B., Ballesteros, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Continuous+solid-phase+extraction+and+gas+chromatography-mass+spectrometry+determination+of+pharmaceuticals+and+hormones+in+water+samples.">Continuous solid-phase extraction and gas chromatography-mass spectrometry determination of pharmaceuticals and hormones in water samples.</a> J. Chromatogr. A. 1217, 2956-2963 (2010).</li><li>Tomsikova, H., Aufartova, J., Solich, P., Novakova, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+sensitivity+analysis+of+female-steroid+hormones+in+environ-mental+samples.">High sensitivity analysis of female-steroid hormones in environ-mental samples.</a> Trends Anal. Chem. 34, 35-58 (2012).</li><li>Ciofi, L., Fibbi, D., Chiuminatto, U., Coppini, E., Checchini, L., Del Bubba, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fully+automated+on-line+solid+phase+extraction+coupled+to+high-performance+liquid+chromatography-tandem+mass+spectrometric+analysis+at+sub-ng/L+levels+of+selected+estrogens+in+surface+water+and+wastewater.">Fully automated on-line solid phase extraction coupled to high-performance liquid chromatography-tandem mass spectrometric analysis at sub-ng/L levels of selected estrogens in surface water and wastewater.</a> J. Chromatogr. A. 1283, 53-61 (2013).</li><li>Robles-Molina, J., Lara-Ortega, F. J., Gilbert-Lopez, B., Garcia-Reyes, J. F., Molina-Diaz, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multi-residue+method+for+the+determination+of+over+400+priority+and+emerging+pollutants+in+water+and+wastewater+by+solid-phase+extraction+and+liquid+chromatography-time-of-flight+mass+spectrometry.">Multi-residue method for the determination of over 400 priority and emerging pollutants in water and wastewater by solid-phase extraction and liquid chromatography-time-of-flight mass spectrometry.</a> J. Chromatogr. A. 1350, 30-43 (2014).</li><li>Huang, C. H., Sedlak, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+of+estrogenic+hormones+in+municipal+waste+water+effluent+and+surface+water+using+enzyme-linked+immunosorbent+assay+and+gas+chromatography/tandem+mass+spectrometry.">Analysis of estrogenic hormones in municipal waste water effluent and surface water using enzyme-linked immunosorbent assay and gas chromatography/tandem mass spectrometry.</a> Environ. Toxicol. Chem. 20, 133-139 (2001).</li><li>Hintemann, T., Schneider, C., Sch&#246;ler, H. F., Schneider, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Field+study+using+two+immunoassays+for+the+determination+of+estradiol+and+ethinylestradiol+in+the+aquatic+environment.">Field study using two immunoassays for the determination of estradiol and ethinylestradiol in the aquatic environment.</a> Water Res. 40, 2287-2294 (2006).</li><li>Farr&#233;, M., Kuster, M., Brix, R., Rubio, F., Lopez de Alda, M. J., Barcelo, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparative+study+of+an+estradiol+enzyme-linked+immunosorbent+assay+kit,+liquid+chromatography-tandem+mass+spectrometry,+and+ultra-performance+liquid+chromatography-quadrupole+time+of+flight+mass+spectrometry+for+part-per-trillion+analysis+of+estrogens+in+water+samples.">Comparative study of an estradiol enzyme-linked immunosorbent assay kit, liquid chromatography-tandem mass spectrometry, and ultra-performance liquid chromatography-quadrupole time of flight mass spectrometry for part-per-trillion analysis of estrogens in water samples.</a> J. Chromatogr. A. 1160, 166-175 (2007).</li><li>Pu, C., Wu, Y. F., Yang, H., Deng, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Trace+analysis+of+contraceptive+drug+levonorgestrel+in+waste+water+samples+by+a+newly+developed+indirect+competitive+enzyme-linked+immunosorbent+assay+(ELISA)+coupled+with+solid+phase+extraction.">Trace analysis of contraceptive drug levonorgestrel in waste water samples by a newly developed indirect competitive enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) coupled with solid phase extraction.</a> Anal. Chim. Acta. 628, 73-79 (2008).</li><li>Van Emon, J. M., Gerlach, C. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+status+report+on+field-portable+immunoassay.">A status report on field-portable immunoassay.</a> Environ. Sci. Technol. 29 (7), 312A-317A (1995).</li><li>Farr&#233;, M., Brix, R., Barcel&#242;, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Screening+water+for+pollutants+using+biological+techniques+under+European+Union+funding+during+the+last+10+years.">Screening water for pollutants using biological techniques under European Union funding during the last 10 years.</a> Trends Anal. Chem. 24 (6), 532-545 (2005).</li><li>Schneider, C., Sch&#246;ler, H. F., Schneider, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+enzyme-linked+immunosorbent+assay+for+ethinylestradiol+using+a+long-chain+biotinylated+EE2+derivative.">A novel enzyme-linked immunosorbent assay for ethinylestradiol using a long-chain biotinylated EE2 derivative.</a> Steroids. 69, 245-253 (2004).</li><li>Heub, S., 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=Automated+and+portable+solid+phase+extraction+platform+for+immuno-detection+of+17&#946;-estradiol+in+water.">Automated and portable solid phase extraction platform for immuno-detection of 17&#946;-estradiol in water.</a> J. Chrom. A. 1381, 22-28 (2015).</li><li>Petrovic, M., Eljarrat, E., Lopez de Alda, M. J., Barcelo, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Endocrine+disrupting+compounds+and+other+merging+contaminants+in+the+environment:+a+new+survey+on+new+monitoring+strategies+and+occurrence+data.">Endocrine disrupting compounds and other merging contaminants in the environment: a new survey on new monitoring strategies and occurrence data.</a> Anal. Bioanal. Chem. 378, 549-562 (2004).</li><li>Richardson, S. D., Ternes, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Water+analysis:+Emerging+contaminants+and+current+issues.">Water analysis: Emerging contaminants and current issues.</a> Anal. Chem. 86, 2813-2848 (2014).</li></ol>

En ny metod för framställning av vattenprover, följt av analys med användning av immunanalys föreslogs. Instrumentet gör det möjligt att utföra fastfasextraktion i ett automatiserat och användarvänligt sätt. Filtreringen av provvattnet före injicering i systemet är kritisk. Alla partiklar finns kvar i den lösningen skulle eventuellt orsaka igensättning av fluidic nätverk och hindra SPE kolumnen. Ett annat viktigt steg är att förbereda SPE kolumnen. Mängden partiklar i kolo...

Provberedning är ett viktigt steg i en analysprocessen. I synnerhet avlägsnande av matriseffekter, minskning av störningar, och anrikning av analyt är nödvändiga för att få exakta resultat och nå låg detektionsgräns. Hormonstörande ämnen (EDC) är av särskilt intresse på grund av deras verkan på levande organismer även när närvarande vid mycket låga halter i miljön. Det naturliga hormonet 17β-estradiol finns på EU: s vattenföroreningar bevakningslistan och benägna att läggas till i förteckningen över prioriterade ämnen som regleras inom ramen för Europeiska ramdirektivet för vatten. Fast fas extraktion (SPE) är allmänt tillämpas för analys av små föroreningar i vatten, med både kemiska 1-5 (kromatografi, masspektrometri) och immunologiska 6-9 detektionsmetoder. Den senare fick intresset inom miljöövervakning, eftersom immun finns i stor variation av format, är specifika för target analyt, och nå låg detektionsgräns. 6, 7, 10, 11 Olika enzymlänkade immunosorbentanalyser (ELISA) är kommersiellt tillgängliga och möjliggöra att analysera flera prov samtidigt på en platta med flera brunnar. Förfarandet består i successiva reaktionssteg som kan ta några timmar. Den slutliga produkten av reaktionen kan detekteras optiskt för att bestämma koncentrationen av målmolekylen baserat på en kalibreringskurva. Klassiska SPE förfaranden inkluderar sorbent pre-conditioning, prov extraktion, tvättning, eluering och koncentrering genom indunstning av elueringsmedlet. Det lösningsmedel som används för spädning av detta extrakt väljs beroende på detektionsmetoden. För immunologiska metoder, mängden av organiska lösningsmedel påverkar starkt känsligheten hos metoden. 12 Förutom återvinning och pre-koncentrations föreställningar, behöver metoden även att vara enkel och kostnadseffektiv. Automatisering av den procedure bidrar till att minska de mänskliga relaterade fel. I vårt tidigare arbete 13 introducerade vi vår prototyp för automatiserad SPE, och vår metod tillämpades på analysen av det naturliga hormonet 17β-östradiol i havsvattenprover. Med den nuvarande video vill vi lyfta fram de tekniska fördelarna med vår metod jämfört med traditionella off-line och on-line SPE och dess särskilda kompatibilitet med detektering av immunreaktioner. Vi beskriver protokollet tillämpas på vattenprover för detektering av 17β-östradiol. SPE sker med oktadecyl-kiseldioxid (C18) sorbent fas och eluering utförs med utspädd metanol.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="609">
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Filter membrane 0.2 &#956;m pore size</td>
			<td style="width:107px;">Merck Millipore</td>
			<td style="width:119px;">GNWP04700</td>
			<td style="width:167px;">For sample filtration</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Nylon membrane 11 &#956;m pore size</td>
			<td style="width:107px;">Merck Millipore</td>
			<td style="width:119px;">NY1104700</td>
			<td>For SPE column</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Disposable biopsy punch 5 mm</td>
			<td style="width:107px;">Medical Budget</td>
			<td style="width:119px;">39302439</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Nucleodur C18 ec&#160;</td>
			<td style="width:107px;">Macherey Nagel</td>
			<td style="width:119px;">713550.01</td>
			<td>50 &#956;m particle diameter</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Synthetic sea water</td>
			<td style="width:107px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">SSWS500-500ML</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Methanol</td>
			<td style="width:107px;">VWR</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">17beta-estradiol standard</td>
			<td style="width:107px;">Enzo Life Science</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>300 ng/ml</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">17beta-estradiol ELISA kit&#160;</td>
			<td style="width:107px;">Enzo Life Science</td>
			<td style="width:119px;">ADI-900-008</td>
			<td>96 wells, range 30 - 3000 ng/L</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a simple method for automated solid phase extraction of water samples for immunological analysis of small pollutants

En ny metod för fastfasextraktion (SPE) av miljö vattenprover föreslås. Den utvecklade prototypen är kostnadseffektiv och användarvänlig, och gör det möjligt att utföra en snabb, automatiserad och enkel SPE. För-koncentrerade lösningen är kompatibel med analys genom immunanalys, med en låg organisk halt lösningsmedel. Ett förfarande beskrivs för utvinning och pre-koncentration av naturligt hormon 17β-östradiol i 100 ml vattenprov. Omvänd fas SPE utförs med oktadecyl-kiseldioxid sorbenten och eluering sker med 200 pl metanol 50% volym / volym. Elueringsmedel utspädes genom tillsats av di-vatten för att sänka mängden metanol. Efter framställning manuellt SPE kolonn, är den totala proceduren utföras automatiskt inom en timme. Vid slutet av processen, är östradiol koncentrationen mäts genom användning av en kommersiell enzymkopplad immunabsorberande analys (ELISA). 100-faldig för-koncentration uppnås och halten metanol i endast 10% volym / volym. Full återvinningar av molekylenuppnås med en ng / L spiked avjoniserat och syntetiska havs vattenprov.

Reproducerbarhet sorbent förpackning utvärderades genom torkning och väga pipetterad sorbenten i glasflaskor och resultatet visas i figur 1. Reproducerbarhet av tiden för injektionen testades för 100 ml prov, som visas i Figur 2. Koncentration i grund- och pre- koncentrerad spikade prover bestämdes genom användning av ett kommersiellt ELISA-kit för 17β-östradiol och visas i figur 3. <p clas...

Watch this Scientific Journal Video about A Simple Method for Automated Solid Phase Extraction of Water Samples for Immunological Analysis of Small Pollutants at JoVE.com

A Simple Method for Automated Solid Phase Extraction of Water Samples for Immunological Analysis of Small Pollutants (Video) | JoVE

A protocol for the extraction and pre-concentration of estradiol from water samples by using an automated and miniaturized system is presented.

En enkel metod för Automated Fastfasextraktion av vattenprover för immunologisk analys av små föroreningar

A new method for solid phase extraction (SPE) of environmental water samples is proposed. The developed prototype is cost-efficient and user friendly, and ...

Research

JoVE Journal

Environment

A Simple Method for Automated Solid Phase Extraction of Water Samples for Immunological Analysis of Small Pollutants

A Small Volume Procedure for Viral Concentration from Water

A Small Volume Procedure for Viral Concentration from Water (Video) | JoVE

En liten volym Förfarande för Viral Koncentration från Water

Small-scale concentration of viruses (sample volumes 1-10 L, here simulated with spiked 100 ml water samples) is an efficient, cost-effective way to ...

EPA Method 1615. Measurement of Enterovirus and Norovirus Occurrence in Water by Culture and RT-qPCR. I. Collection of Virus Samples

EPA Method 1615. Measurement of Enterovirus and Norovirus Occurrence in Water by Culture and RT-qPCR. I. Collection of Virus Samples (Video) | JoVE

EPA Metod 1615. Mätning av Enterovirus och Norovirus förekomst i vatten efter kultur och RT-qPCR. I. Insamling av virusprov

EPA Method 1615 was developed with a goal of providing a standard method for measuring enteroviruses and noroviruses in environmental and drinking waters. ...

Use of Chironomidae (Diptera) Surface-Floating Pupal Exuviae as a Rapid Bioassessment Protocol for Water Bodies

Use of Chironomidae Diptera Surface-Floating Pupal Exuviae as a Rapid Bioassessment Protocol for Water Bodies (Video) | JoVE

Användning av Chironomidae (Diptera) Utanpå Flytande PUPP exuviae som en snabb Bioassessment protokoll för vattenförekomster

Rapid bioassessment protocols using benthic macroinvertebrate assemblages have been successfully used to assess human impacts on water quality. ...

Automated Gel Size Selection to Improve the Quality of Next-generation Sequencing Libraries Prepared from Environmental Water Samples

Automated Gel Size Selection to Improve the Quality of Next-generation Sequencing Libraries Prepared from Environmental Water Samples (Video) | JoVE

Automatiserad Gel Storlek Val för att förbättra kvaliteten på nästa generations sekvensering bibliotek Framställd från Miljö vattenprov

Next-generation sequencing of environmental samples can be challenging because of the variable DNA quantity and quality in these samples. High quality DNA ...

Use of a Filter Cartridge for Filtration of Water Samples and Extraction of Environmental DNA

Use of a Filter Cartridge for Filtration of Water Samples and Extraction of Environmental DNA (Video) | JoVE

Användning av en filterpatron för filtrering av vattenprover och utvinning av miljö DNA

Recent studies demonstrated the use of environmental DNA (eDNA) from fishes to be appropriate as a non-invasive monitoring tool. Most of these studies ...

A Lipid Extraction and Analysis Method for Characterizing Soil Microbes in Experiments with Many Samples

A Lipid Extraction and Analysis Method for Characterizing Soil Microbes in Experiments with Many Samples (Video) | JoVE

En lipid extraktions- och analysmetod för karakterisering av markmikrober i experiment med många prov

Microbial communities are important drivers and regulators of ecosystem processes. To understand how management of ecosystems may affect microbial ...

Extraction of Organochlorine Pesticides from Plastic Pellets and Plastic Type Analysis

Extraction of Organochlorine Pesticides from Plastic Pellets and Plastic Type Analysis (Video) | JoVE

Extraktion av organiska klorpesticider från plastpellets och plasttypsanalys

Plastic resin pellets, categorized as microplastics (&#8804;5 mm in diameter), are small granules that can be unintentionally released to the environment ...

A Simple Planting Technique for Re-establishing Trees Where Frequent Inundation Occurs

A Simple Planting Technique for Re-establishing Trees Where Frequent Inundation Occurs (Video) | JoVE

En enkel plantering teknik för åter upprättar träd där frekvent översvämning uppstår

Many of the Everglades tree islands have lost elevation over the past century and most of their trees have died such that they are now covered with ...

Collection and Extraction of Occupational Air Samples for Analysis of Fungal DNA

Collection and Extraction of Occupational Air Samples for Analysis of Fungal DNA (Video) | JoVE

Samling och utvinning av yrkesmässig luftprover för analys av svamp DNA

Traditional methods of identifying fungal exposures in occupational environments, such as culture and microscopy-based approaches, have several ...

Optimized Procedure for Determining the Adsorption of Phosphonates onto Granular Ferric Hydroxide using a Miniaturized Phosphorus Determination Method

Optimized Procedure for Determining the Adsorption of Phosphonates onto Granular Ferric Hydroxide using a Miniaturized Phosphorus Determination Method (Video) | JoVE

Optimerad förfarandet för bestämning av Adsorption av fosfonater på granulat järnklorid hydroxid metoden en miniatyriserade fosfor bestämning

This paper introduces a procedure to investigate the adsorption of phosphonates onto iron-containing filter materials, particularly granular ferric ...