Name: extraction and characterization of surfactants from atmospheric aerosols
Uploaded: 2017-04-21T13:00:00
Duration: 9 min 34 s
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Este trabalho foi financiado pelo SONATA, um projeto conjunto entre a francesa Agence Nationale de la Recherche (ANR-13-IS08-0001) e os EUA National Science Foundation. Christine Baduel é financiado pela Agência Nacional Francesa de Pesquisa (ANR) através do projeto ANR-16-ACHN-0026. Os autores também agradecer calorosamente Marija Marguš, Ana Cvitesic, Sanja Frka Milosavljević e Irena Ciglenecki, de Rudjer Boskovic Institute of Zagreb, Croácia para a ajuda com a amostragem de aerossol em Marina Frapa, Rogoznica, Croácia.

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	<li>K&#246;hler, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+nucleus+in+and+the+growth+of+hygroscopic+droplets.">The nucleus in and the growth of hygroscopic droplets.</a> Trans. Faraday Soc. 32, 1152-1161 (1936).</li><li>Noziere, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CLOUDS.+Don't+forget+the+surface.">CLOUDS. Don't forget the surface.</a> Science. 351, 1396-1397 (2016).</li><li>Onaizi, S. A., Nasser, M. S., Twaiq, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adsorption+and+thermodynamics+of+biosurfactant,+surfactin,+monolayers+at+the+air-buffered+liquid+interface.">Adsorption and thermodynamics of biosurfactant, surfactin, monolayers at the air-buffered liquid interface.</a> Colloid Polym Sci. 292, 1649-1656 (2014).</li><li>Ekstr&#246;m, 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=A+possible+role+of+ground-based+microorganisms+on+cloud+formation+in+the+atmosphere.">A possible role of ground-based microorganisms on cloud formation in the atmosphere.</a> Biogeosci. 7, 387-394 (2010).</li><li>Baduel, C., Nozi&#232;re, B., Jaffrezo, J. -. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Summer/winter+variability+of+the+surfactants+in+aerosols+from+Grenoble,+France.">Summer/winter variability of the surfactants in aerosols from Grenoble, France.</a> Atmos. Environ. 47, 413-420 (2012).</li><li>G&#233;rard, V., 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=Anionic,+Cationic,+and+Nonionic+Surfactants+in+Atmospheric+Aerosols+from+the+Baltic+Coast+at+Ask&#246;,+Sweden:+Implications+for+Cloud+Droplet+Activation.">Anionic, Cationic, and Nonionic Surfactants in Atmospheric Aerosols from the Baltic Coast at Ask&#246;, Sweden: Implications for Cloud Droplet Activation.</a> Environ. Sci. Technol. 50, 2974-2982 (2016).</li><li>Renard, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Screening+of+cloud+microorganisms+isolated+at+the+Puy+de+Dôme+(France)+station+for+the+production+of+biosurfactants.">Screening of cloud microorganisms isolated at the Puy de Dôme (France) station for the production of biosurfactants.</a> Atmos Chem Phys. 16, 12347-12358 (2016).</li><li>Nozi&#232;re, B., Baduel, C., Jaffrezo, J. -. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+dynamic+surface+tension+of+atmospheric+aerosol+surfactants+reveals+new+aspects+of+cloud+activation.">The dynamic surface tension of atmospheric aerosol surfactants reveals new aspects of cloud activation.</a> Nature Comm. 5, 4335 (2014).</li><li>Ruehl, C. R., Davies, J. F., Wilson, K. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+interfacial+mechanism+for+cloud+droplet+formation+on+organic+aerosols.">An interfacial mechanism for cloud droplet formation on organic aerosols.</a> Science. 351, 1447-1450 (2016).</li><li>Jimenez, J. L., 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=Evolution+of+Organic+Aerosols+in+the+Atmosphere.">Evolution of Organic Aerosols in the Atmosphere.</a> Science. 326, 1525-1529 (2009).</li><li>Latif, M. T., Brimblecombe, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surfactants+in+Atmospheric+Aerosols.">Surfactants in Atmospheric Aerosols.</a> Environ. Sci. Technol. 38, 6501-6506 (2004).</li><li>Amirov, R. R., Skvortsova, E. A., Saprykova, Z. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Complexation+of+Cobalt(II)+with+Thiocyanate+Ions+in+Aqueous+Solutions+of+Nonionogenic+Surfactants.">Complexation of Cobalt(II) with Thiocyanate Ions in Aqueous Solutions of Nonionogenic Surfactants.</a> Russ. J. Coord. Chem. 29, 554-558 (2003).</li><li>Jaafar, S. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surfactants+in+the+sea-surface+microlayer+and+atmospheric+aerosol+around+the+southern+region+of+Peninsular+Malaysia.">Surfactants in the sea-surface microlayer and atmospheric aerosol around the southern region of Peninsular Malaysia.</a> Mar. Pollut. Bull. 84, 35-43 (2014).</li><li>Mustaffa, N., Latif, M., Ali, M., Khan, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Source+apportionment+of+surfactants+in+marine+aerosols+at+different+locations+along+the+Malacca+Straits.">Source apportionment of surfactants in marine aerosols at different locations along the Malacca Straits.</a> Environ Sci Pollut Res. 21, 6590-6602 (2014).</li><li>Motomizu, S., Fujiwara, S., Fujiwara, A., Toei, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Solvent+extraction-spectrophotometric+determination+of+anionic+surfactants+with+ethyl+violet.">Solvent extraction-spectrophotometric determination of anionic surfactants with ethyl violet.</a> Anal. Chem. 54, 392-397 (1982).</li><li>Yamamoto, K., Motomizu, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Solvent+extraction-spectrophotometric+determination+of+anionic+surfactants+in+sea+water.">Solvent extraction-spectrophotometric determination of anionic surfactants in sea water.</a> Analyst. 112, 1405-1408 (1987).</li><li>Schmitt, T. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Analysis of Surfactants (Surfactant Science). 96, 421-443 (2001).</li><li>Hummel, D. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Handbook of Surfactant Analysis: Chemical, Physico-chemical and Physical Methods. , 203 (2000).</li><li>Pacheco e Silva, V., al, e. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Method+to+measure+surfactant+in+fluid.">Method to measure surfactant in fluid.</a> US patent. , (2013).</li><li>Bzdek, B. R., Power, R. M., Simpson, S. H., Reid, J. P., Royall, C. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Precise,+contactless+measurements+of+the+surface+tension+of+picolitre+aerosol+droplets.">Precise, contactless measurements of the surface tension of picolitre aerosol droplets.</a> Chem Sci. 7, 274-285 (2016).</li><li>Desai, J. D., Banat, I. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microbial+production+of+surfactants+and+their+commercial+potential.">Microbial production of surfactants and their commercial potential.</a> Microbiol. Mol. Biol. R. 61, 47-64 (1997).</li><li>Christofi, N., Ivshina, I. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microbial+surfactants+and+their+use+in+field+studies+of+soil+remediation.">Microbial surfactants and their use in field studies of soil remediation.</a> J. Appl. Microbiol. 93, 915-929 (2002).</li><li>Facchini, M. C., Mircea, M., Fuzzi, S., Charlson, 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=Cloud+albedo+enhancement+by+surface-active+organic+solutes+in+growing+droplets.">Cloud albedo enhancement by surface-active organic solutes in growing droplets.</a> Nature. 401, 257-259 (1999).</li><li>Mircea, 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=Importance+of+the+organic+aerosol+fraction+for+modeling+aerosol+hygroscopic+growth+and+activation:+a+case+study+in+the+Amazon+Basin.">Importance of the organic aerosol fraction for modeling aerosol hygroscopic growth and activation: a case study in the Amazon Basin.</a> Atmos. Chem. Phys. 5, 3111-3126 (2005).</li><li>Varga, B., Kiss, G., Ganszky, I., Gelencs&#233;r, A., Kriv&#225;csy, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isolation+of+water-soluble+organic+matter+from+atmospheric+aerosol.">Isolation of water-soluble organic matter from atmospheric aerosol.</a> Talanta. 55, 561-572 (2001).</li><li>Kiss, G., Tomb&#225;cz, E., Hansson, H. -. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+Tension+Effects+of+Humic-Like+Substances+in+the+Aqueous+Extract+of+Tropospheric+Fine+Aerosol.">Surface Tension Effects of Humic-Like Substances in the Aqueous Extract of Tropospheric Fine Aerosol.</a> J Atmos Chem. 50, 279-294 (2005).</li><li>Salma, I., Ocskay, R., Varga, I., Maenhaut, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surface+tension+of+atmospheric+humic-like+substances+in+connection+with+relaxation,+dilution,+and+solution+pH.">Surface tension of atmospheric humic-like substances in connection with relaxation, dilution, and solution pH.</a> J. Geophys. Res. 111, D23205 (2006).</li><li>Taraniuk, I., Graber, E. R., Kostinski, A., Rudich, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surfactant+properties+of+atmospheric+and+model+humic-like+substances+(HULIS).">Surfactant properties of atmospheric and model humic-like substances (HULIS).</a> Geophys. Res. Lett. 34, L16807 (2007).</li><li>Morris, H. S., Grassian, V. H., Tivanski, A. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Humidity-dependent+surface+tension+measurements+of+individual+inorganic+and+organic+submicrometre+liquid+particles.">Humidity-dependent surface tension measurements of individual inorganic and organic submicrometre liquid particles.</a> Chemical Science. 6, 3242-3247 (2015).</li><li>Roslan, R. N., 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=Surfactants+in+the+sea-surface+microlayer+and+their+contribution+to+atmospheric+aerosols+around+coastal+areas+of+the+Malaysian+peninsula.">Surfactants in the sea-surface microlayer and their contribution to atmospheric aerosols around coastal areas of the Malaysian peninsula.</a> Mar. Pollut. Bull. 60, 1584-1590 (2010).</li><li>Orlovi&#263;-Leko, P., Kozarac, Z., &#262;osovi&#263;, B., Strme&#269;ki, S., Plav&#353;i&#263;, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+atmospheric+surfactants+in+the+bulk+precipitation+by+electrochemical+tools.">Characterization of atmospheric surfactants in the bulk precipitation by electrochemical tools.</a> J Atmos Chem. 66, 11-26 (2010).</li><li>Frka, 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=Surface-active+substances+in+atmospheric+aerosol:+an+electrochemical+approach.">Surface-active substances in atmospheric aerosol: an electrochemical approach.</a> Tellus B. 64, 12 (2012).</li></ol>

Os autores não têm nada a revelar.

No protocolo, todas as etapas críticas foram detalhados. Eles incluem a recolha dos aerossóis em filtros, a extracção de tensioactivos a partir deles (usando uma dupla extracção: a extracção de água seguido por uma extracção SPE) e a análise dos extractos (tensão de superfície e as medições de concentração). Para todo o método, um controlo de qualidade tem sido feito 1), através da aplicação do método de extracção e análise em filtros em branco (desvio &lt;5 mN m-1 em comparação com água ultrapura sobre a tensão superficial e a absorvância abaixo do limite de detecção para o colorimétrico método), 2) através da determinação da eficácia de extracção e as suas incertezas incluindo a reprodutibilidade / repetibilidade, a% de surfactantes extraídos numa dada gama de concentração, 3), verificando os potenciais interferentes no método colorimétrico, ou seja, a verificação de que os detecta método apenas o tipo de alvo de surfactante (anionic, catiónico e não-iónico) e não ver os outros como descritos em pormenor em referências 4, 6), verificando potenciais interferentes a partir dos extractos de aerossol (sais inorgânicos, ácidos pequenas) no método colorimétrico como completamente detalhada em referência 6. Para nosso conhecimento, o método de extracção para os tensioactivos a partir de amostras atmosféricas apresentados neste artigo é actualmente o mais selectiva na química atmosférica. Em particular, é muito mais selectivo do que as extracções de água simples realizadas no passado para a investigação desses compostos. 11, 23, 24 O segundo passo de extracção é importante, uma vez que tem sido demonstrado para remover componentes iónicos, tais como sais inorgânicos e ácidos orgânicos pequenos, que se encontram em grandes concentrações nas amostras de aerossol e interferem com a concentração MEASURements. 6 Este método de extracção também tem sido indicada para remover todos os agentes tensioactivos presentes nas amostras, na superfície e na massa. Os extractos resultantes são, assim, concentrou-se o suficiente para permitir a caracterização precisos destes compostos. No entanto, em adição aos tensioactivos, é possível que outros compostos não polares ou ligeiramente polares são extraídos os aerossóis atmosféricos. Por exemplo, &quot;húmico-like Substances&quot; (HULIS), que são geralmente extraídos através de métodos semelhantes 25 e, dependendo da região de recolha de amostras, podem estar presentes nos extractos. Estes compostos são apenas moderadamente surfactante em comparação com os agentes tensioactivos, caracterizado por as nossas amostras, 26, 27, 28, portanto, não deve contribuir significativamente para a tensão superficial ou CMC medido. No entanto, eles são poliácidos e pode interferir com a conce aniónico<html> ntration medições. No futuro, a sua contribuição para as concentrações de agente tensioactivo (isto é, se ou não reagem com violeta de etilo, o corante utilizado para titular tensioactivos aniónicos) terá de ser determinada. Se a sua contribuição é significativa, passos adicionais podem ser adicionados ao método de extracção, para eliminar, por exemplo, todos os compostos que são activos no UV-Vis ou por fluorescência, que incluiriam HULIS mas não tensioactivos. Até agora, nenhum outro método para a medição da tensão superficial de aerossóis e da curva de tensão superficial dos tensoactivos de aerossol do que o apresentado neste manuscrito está disponível. A técnica de gotículas de suspensão é recomendado para estas medições, uma vez que é o único que requer volumes de amostra consistentes com amostras atmosféricas. técnicas ópticos, que medem directamente a tensão superficial em partículas mícron de tamanho, sem qualquer extracção, estão a ser desenvolvidas. 10,burro = &quot;refex&quot;&gt; 20, 29 Até agora, eles só são aplicáveis a partículas produzido em laboratório, mas poderia potencialmente um dia ser aplicado para aqueles atmosféricas. O método colorimétrico apresentada neste trabalho para a medição da concentração de agente tensioactivo foi aplicada anteriormente para amostras de aerossóis atmosféricos 11, 13, 14, 30, mas apenas para extractos de água e não para dobrar extractos, como no nosso método. Esta é uma diferença importante quanto, como sublinhado acima, o segundo passo de extracção remove compostos, tais como sais inorgânicos e ácidos orgânicos pequenos, que interferem com as medições de concentração. 6 Uma técnica electroquímica, inicialmente desenvolvido para a água do mar e as amostras aquosas maiores, também tem sido utilizado para medir a concentração de agentes tensioactivos em atmosaerossóis pheric. 31, 32 Este método é relativo, isto é, as concentrações de tensioactivo obtidos dependem dos compostos de referência escolhidos e assumir que a sensibilidade de detecção de todos os surfactantes é idêntica. O limite de detecção relatado para esta técnica é de 0,02 mg L-1 quando se usa tetra-octylphenolethoxylate como referência, assim, de 0,03 uM, e comparável ao limite de detecção de cerca de 0,05 ^ M para os tensioactivos aniónicos e catiónicos, pelo método colorimétrico. Mas devido às incertezas na determinação das concentrações de agentes tensioactivos não iónicos e no total com o método colorimétrico, seria interessante comparar os dois métodos (inter-calibração). Alguns pontos nos métodos apresentados poderiam ser ainda mais melhorada. Outro corante de tiocianato de cobalto que se detectar todos os agentes tensioactivos não-iónicos e wit a mesma sensibilidade seria muito useful e reduzir a principal fonte de incertezas nas medições da concentração de corrente. A eficiência de extracção para os tensioactivos catiónicos, actualmente estimado em 20%, também pode ser melhorada, uma vez que estes compostos são frequentemente no limite de detecção em amostras atmosféricas. Isso poderia ser feito, por exemplo, usando uma coluna SPE específico. As extracções e as condições de titulação pode ser ainda mais melhorada. Por exemplo, utilizando-se em três SPE diferente set-ups paralelas, cada optimizado para uma classe de agentes tensioactivos, podia melhorar a eficiência da extracção, e melhorar a qualidade do processo (menos riscos de contaminação). também poderia ter sido determinada a densidade sorvente óptima do cartucho de SPE para a massa da amostra a ser analisada. As condições para as reacções de titulação (pH, aditivos) também poderiam ser ainda mais optimizado, para melhorar ainda mais a sensibilidade das medições de concentração, isto é, baixar os limites de detecção. <p class = &quot;&quot;&gt; jove_content testes ou passos adicionais podem ser adicionados ao protocolo de extracção para excluir os compostos não-surfactantes que pode ter sido extraídos. Por exemplo, a presença potencial de HULIS nas amostras pode ser investigada por meio de técnicas ópticas (UV-Vis ou de fluorescência). Outras modificações, sem por isso aumentar a qualidade da análise propriamente dita, traria mais informações sobre tensioactivos atmosféricos, tais como a aplicação do presente método para redução diferentes fracções (isto é sub-populações) do aerossol, em vez de todas as partículas recolhidas, quanto apresentado aqui. Outros tipos de análises também poderia ser aplicada para os extractos, tais como, LC / MS RH, em tandem MS ou RMN para determinar a estrutura química dos agentes tensioactivos ou UV-Vis absorvância, fluorescência, ou polarimetria, para indicar a presença de highly- compostos conjugados ou quirais nos extractos.

Nuvens são essenciais na atmosfera da Terra, para a hidrologia da maioria dos ambientes e ecossistemas, e para o sistema climático. Mas alguns aspectos dos seus mecanismos de formação ainda não está compreendido, em particular, as contribuições dos compostos químicos presentes nas partículas de aerossol que actuam como núcleos de condensação. Teoria 1 prevê que os compostos de superfície activa, ou surfactantes, presentes em partículas de aerossol deve aumentar fortemente a formação de gotículas de nuvem, diminuindo a sua tensão superficial, assim, a sua energia de formação. Mas estes efeitos permaneceram indescritíveis à observação durante décadas eo papel de surfactantes na formação de nuvens está negado por uma grande parte da comunidade atmosférica e ignorado em todas as investigações em nuvem e modelos atmosféricos e climáticos. Uma razão para a falta de compreensão do papel de agentes tensioactivos na formação de aerossol nuvem tem sido a falta de método para isotarde e caracterizá-los. Ao contrário de amostras de outros ambientes, a análise de amostras atmosféricas enfrenta desafios recorrentes 2, tais como o volume muito pequeno da amostra e de massa (neste caso, tipicamente entre 10 e 100 ug) e complexidade química (misturas de sais, minerais, e numerosos compostos orgânicos). Para superar estes desafios e melhorar a compreensão de aerossol tensioactivos alguns métodos foram recentemente desenvolvidos pelo nosso grupo para 1) extrair especificamente estes compostos a partir de amostras de aerossóis atmosféricos, 2) determinar as suas concentrações absolutas na fase de aerossol e 3) determinar as suas curvas de tensão superficial em água, incluindo a sua concentração micelar crítica (CMC), a concentração à qual os agentes tensioactivos estão saturados na superfície e começam a formar micelas na granel. As versões mais recentes desses métodos são apresentados neste trabalho. Outras melhorias e outros tipos de caracterizações, que poderiam ser usados ​​em compLEMENTO aos apresentados, serão discutidos. Aplicações recentes desses métodos já têm mostrado como tais análises podem melhorar a compreensão do papel de agentes tensioactivos na formação de nuvens, por evidenciando esta função própria, 3 determinar as concentrações de surfactantes em aerossóis atmosféricos 3, 4, 5, 6 e modo de acção nas formação da nuvem de gotículas, 3, 6 evidenciando sua origem biogénico, 3, 4, 7 e explicar a falta de observação por instrumentos clássicos. 8, 9, 10

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1448">
	<tbody>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:828px;">Quartz filters</td>
			<td style="width:219px;">Fioroni</td>
			<td style="width:235px;"></td>
			<td style="width:167px;">for example &#216;47mm or &#216;150mm, Grammage 85g/m2</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:828px;">Aluminium foils or glass Petri dishes</td>
			<td style="width:219px;"></td>
			<td style="width:235px;"></td>
			<td>backed in oven (773 K, 6h)</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:828px;">Tweezers, scissors</td>
			<td style="width:219px;"></td>
			<td style="width:235px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:828px;">Desiccator</td>
			<td style="width:219px;"></td>
			<td style="width:235px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:828px;">SPE (Solid Phase Extraction) set-up</td>
			<td style="width:219px;"></td>
			<td style="width:235px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:828px;">SPE vacuum manifold Ac-Elut</td>
			<td style="width:219px;">Varian&#160;</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:828px;">Pump Laboxat</td>
			<td style="width:219px;">Knf LAB</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:828px;">Nitrogen dryer set-up</td>
			<td style="width:219px;">hand-made</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:828px;">Compressed Nirogen 4.5 in bottle B50, 200 bar at 15&#176;C</td>
			<td style="width:219px;">Linde</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:828px;">Tensiometer</td>
			<td>Dataphysics&#160;</td>
			<td style="width:235px;">&#160;OCA 15EC</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:828px;">Software</td>
			<td style="width:219px;"></td>
			<td style="width:235px;">SCA software for OCA version 4-4.1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:828px;">UV-Vis spectrometer</td>
			<td>Agilent</td>
			<td style="width:235px;">8453</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:828px;">Stir-plates</td>
			<td style="width:219px;"></td>
			<td style="width:235px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:828px;">Glassware</td>
			<td style="width:219px;"></td>
			<td style="width:235px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:828px;">Glass Petri dishes</td>
			<td style="width:219px;"></td>
			<td style="width:235px;"></td>
			<td>for the water extraction step</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Beakers</td>
			<td style="width:219px;"></td>
			<td style="width:235px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">15 mL, 30 mL, 60 mL glass bottles with corks</td>
			<td style="width:219px;"></td>
			<td style="width:235px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Tubes for SPE</td>
			<td style="width:219px;"></td>
			<td style="width:235px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Magnetic stirring bars</td>
			<td style="width:219px;"></td>
			<td style="width:235px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:828px;">Ultrasound bath</td>
			<td style="width:219px;"></td>
			<td style="width:235px;"></td>
			<td>for glassware washing</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:828px;">Micropipettes (0.5 - 5 mL, 0.100 - 1mL, 10 - 100 &#956;L)</td>
			<td style="width:219px;">Rainin Pipette-Life XLS</td>
			<td style="width:235px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:828px;">Disposable small&#160; equipment</td>
			<td style="width:219px;"></td>
			<td style="width:235px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:828px;">Syringe filters 0.40&#956;m PVDF</td>
			<td>Fisherbrand</td>
			<td style="width:235px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:828px;">SPE C18 cartridges Strata C18-E cartridges 500 mg / 3 mL&#160;</td>
			<td style="width:219px;">Phenomenex</td>
			<td style="width:235px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Plastic syringes</td>
			<td style="width:219px;"></td>
			<td style="width:235px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Needles</td>
			<td style="width:219px;"></td>
			<td style="width:235px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">4 mL-vials</td>
			<td style="width:219px;"></td>
			<td style="width:235px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Pasteur glass pipettes</td>
			<td style="width:219px;"></td>
			<td style="width:235px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Micropipette tips</td>
			<td style="width:219px;"></td>
			<td style="width:235px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:828px;">Chemicals</td>
			<td style="width:219px;"></td>
			<td style="width:235px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Sodium dodecyl sulfate (SDS) &#8805; 98.5 % Bioreagent</td>
			<td>Sigma- Aldrich</td>
			<td style="width:235px;">L3771</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Dioctyl sulfosuccinate sodium salt (AOT) &#8805; 97%</td>
			<td>Sigma- Aldrich</td>
			<td style="width:235px;">323586</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Benzyltetradecyldimethylammonium (zephiramine)&#160; &#8805; 99.0 % anhydrous Fluka</td>
			<td>Sigma- Aldrich</td>
			<td style="width:235px;">13401</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Cetyltrimethylammonium chloride solution (CTAC) 25 wt % in H2O</td>
			<td>Sigma- Aldrich</td>
			<td style="width:235px;">292737</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">(1,1,3,3-tetramethylbutyl)phenyl-polyethylene glycol (Triton X114) laboratory grade</td>
			<td>Sigma- Aldrich</td>
			<td style="width:235px;">X114</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Polyethylene glycol dodecyl ether (Brij35) Fluka Bio Chemika</td>
			<td>Sigma- Aldrich</td>
			<td style="width:235px;">858366</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">L-&#945;-phosphatidylcholine from egg yolk type XVI-E&#160; lyophilized powder &#8805; 99 %</td>
			<td>Sigma- Aldrich</td>
			<td style="width:235px;">P3556</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Surfactin from Bacillus subtilis &#8805; 98 %</td>
			<td>Sigma- Aldrich</td>
			<td style="width:235px;">S3523</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">R-95Dd rhamnolipid (95 % dirhamnolipid, 5 % monorhamnolipid)&#160;</td>
			<td>Sigma- Aldrich</td>
			<td style="width:235px;">L510025</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Ethyl violet cationic triarylmethane dye</td>
			<td>Sigma- Aldrich</td>
			<td style="width:235px;">228842</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Patent Blue VF dye content 50 %</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:235px;">198218</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Ammonium thiocyanate &#8805; 99 % puriss. p.a.,&#160; ACS reagent</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:235px;">31120</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Cobalt(II) nitrate hexahydrate &#8805; 98 % ACS reagent</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:235px;">239267</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Acetic anhydride &#8805; 99 % ReagentPlus</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:235px;">320102</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Sodium acetate &#8805; 99.0 % anhydrous Reagent Plus</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:235px;">S8750</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Ethylenediaminetetraacetic acid 99.4&#8722; 100.6 % ACS reagent powder</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:235px;">E9884</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Sodium sulfate anhydrous &#8805; 99.0 % granulated puriss. p.a. ACS reagent Fluka</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:235px;">71960</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Ethanol puriss. p.a. ACS Reagent&#160; reag. Ph. Eur. 96% (v/v)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:235px;">32294</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">Acetonitrile&#160; &#8805; 99.9 % HiPerSolv CHROMANORM Reag. Ph. Eur. (European Pharmacopoeia Reagent) grade gradient for HPLC</td>
			<td>VWR BDH Prolabo</td>
			<td>20060.32</td>
			<td style="width:167px;">to be manipulated under hood</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">Chloroform 99 % stable with 0.8&#8722;1 % ethanol</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td style="width:235px;">L13200-0F</td>
			<td style="width:167px;">to be manipulated under hood</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">Toluene &#62; 99 %</td>
			<td>Chimie Plus</td>
			<td style="width:235px;">24053</td>
			<td style="width:167px;">to be manipulated under hood</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Denatured ethanol for washing</td>
			<td style="width:219px;"></td>
			<td style="width:235px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:828px;">Ultra-Pure water</td>
			<td style="width:219px;">Ultrapure water system Purelab Classic, Elga</td>
			<td style="width:235px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

extraction and characterization of surfactants from atmospheric aerosols

compostos de superfície activa, ou surfactantes, presentes em aerossóis atmosféricos Espera-se que desempenham papéis importantes na formação de nuvens de água líquida na atmosfera da Terra, um processo central na meteorologia, hidrologia, e para o sistema de clima. Mas porque a extração específica e caracterização destes compostos têm faltado durante décadas, muito pouco se sabe sobre a sua identidade, propriedades, modo de ação e origens, impedindo, assim, a plena compreensão da formação de nuvens e seus potenciais ligações com os ecossistemas da Terra. Neste artigo são apresentados recentemente desenvolvido métodos para 1) a extracção alvo de todos os agentes tensioactivos a partir de amostras de aerossóis atmosféricos e para a determinação de 2) as suas concentrações absolutas na fase de aerossol e 3) as suas curvas de tensão superficial estáticos em água, incluindo o seu críticos Concentração de micelas (CMC). Esses métodos foram validados com 9 referências surfactantes, ianiônica ncluding, catiônicos e os não-iônicos. Exemplos de resultados são apresentados para os tensioactivos encontrados em partículas de aerossol finas (diâmetro &lt;1? M) recolhidos num local costeiro da Croácia e sugestões para futuros aperfeiçoamentos e outras caracterizações do que aqueles apresentados são discutidos.

Nota: antes de ser aplicado a amostras atmosféricas, todos os protocolos apresentados nesta secção foram testados com 9 surfactantes de referência e as curvas de tensão superficial, as tensões superficiais mínimas, e CMC obtidos estavam em excelente concordância com a literatura. 21, 22 1. As concentrações aerossóis finas (&lt;1 um de diâmetro, ou &quot;PM1&quot;) as amostras foram colhidas em filtros de fibra de quartzo no local costeiro de Rogoznica, Croácia em Fevereiro de 2015. Estas amostras foram tratadas e extraiu-se tal como descrito nas secções 2 e 3, respectivamente, de este manuscrito. As concentrações de surfactantes aniónicos, catiónicos e agentes tensioactivos não-iónicos e a concentração total de tensioactivo no volume da amostra de aerossol, C ressaca, P (H), foram medidos de acordo com a Secção 4. Tele resultados são apresentados na Figura 1, e evidenciam a dominância de surfactantes aniónicos e não iónicos, entre os agentes tensioactivos medidos. 2. A tensão de superfície da amostra e da curva de tensão de superfície para extraídos Surfactantes A combinação de medidas de tensão de superfície, como descrito na Secção 5, e as medições de concentração, resultaram em curvas de tensão superficial absolutas para as mesmas amostras, tal como mostrado na Figura 2. Estas curvas indicam a concentração de agente tensioactivo na amostra de aerossol e a tensão de superfície destas amostras ( &quot;σ min&quot;) e permitir para determinar graficamente os valores de CMC (Figura 2). <img alt="figura 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55622/55622fig1.jpg" /> Figura1: As concentrações de surfactantes em aerossóis finas (PM1) recolhidos em Rogoznica, Croácia. As concentrações para aniónico (em azul), catiónicos (a vermelho), surfactantes não-iónicos (a verde) e a concentração total de agente tensioactivo na fase de aerossol (soma de cada uma das concentrações de tensioactivo), C ressaca, P (H), medida com o colorimétrico método em finos (&lt;1 um) aerossóis atmosféricos recolhidos no local costeiro de Rogoznica, Croácia em fevereiro de 2015. os resultados mostram claramente o domínio de tensioactivos aniónicos e não-iónicos. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55622/55622fig1large.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a> <img alt="Figura 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55622/55622fig2.jpg" /> Figura 2: Curva de tensão superficial típica e CMC para os tensioactivos em aerossóis a partir deRogoznica, Croácia. curva de tensão superficial absoluta para os tensioactivos na amostra de 2015/03/02 obtida combinando a tensão e de concentração medições de superfície. Os pontos pretos representam a tensão de superfície medida do extracto surfactante. O ponto laranja no fim das curvas representa a concentração calculada na amostra de aerossol (passo 4.4.6), e &quot;σ min&quot; a sua tensão superficial. A determinação gráfica da CMC é ilustrado. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55622/55622fig2large.jpg" target="_blank">Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.</a>

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Extraction and Characterization of Surfactants from Atmospheric Aerosols (Video) | JoVE

Métodos são apresentados para a extracção alvo de surfactantes presentes em aerossóis atmosféricos e a determinação das suas concentrações absolutas e as curvas de tensão superficial em água, incluindo a sua concentração micelar crítica (CMC).

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