Name: single-throughput complementary high-resolution analytical techniques for characterizing complex natural organic matter mixtures
Uploaded: 2019-01-07T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Single-throughput Complementary High-resolution Analytical Techniques for Characterizing Complex Natural Organic Matter Mixtures at JoVE.com

Vi vil gerne takke J.P. Chanton, J.E. Horadric og M.M. Kolton for bistand med indsamling af tørv prøver. Dele af dette arbejde blev udført på det miljømæssige Molecular Sciences laboratorium, en DOE Office of Science bruger Facility sponsoreret af Office af biologiske og miljømæssige forskning. PNNL drives af Battelle for DOE under kontrakt DE-AC05-76RL01830. Dette arbejde blev støttet af det amerikanske Department of Energy, Office of Science og Office af biologiske og miljømæssige forskning (tilskud: DE-AC05-00OR22725, DE-SC0004632, DESC0010580, DE-SC0012088 og DE-SC0014416).

1. sekventiel udvinding af organisk stof fra jord, sedimenter eller tørv
<ol><li>Indsamle jord, sedimenter eller tørv via coring og opdele kerner ifølge hypotesen bliver testet (f.eks., dybde). Butik prøver i Teflon belagt containere og fryse ved-80 ° C til opbevaring inden analyse. Bemærk: Ca 25 mg C er nødvendig for denne protokol. For tørv (typisk 45% C) er 50 mg tørret tørv påkrævet. Større mængder af prøven kan være behov for lavt organisk prøver som mineralsk eller skovklædt...

<ol>
	<li>Bridgham, S. D., Megonigal, P. J., Keller, J. K., Bliss, N. B., Trettin, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+carbon+balance+of+North+American+wetlands.">The carbon balance of North American wetlands.</a> Wetlands. 26 (4), 889-916 (2006).</li><li>Wilson, R. 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=Greenhouse+gas+balance+over+thaw-freeze+cycles+in+discontinuous+zone+permafrost.">Greenhouse gas balance over thaw-freeze cycles in discontinuous zone permafrost.</a> Journal of Geophysical Research: Biogeosciences. 122 (2), 387-404 (2017).</li><li>Broder, T., Knorr, K. H., Biester, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Changes+in+dissolved+organic+matter+quality+in+a+peatland+and+forest+headwater+stream+as+a+function+of+seasonality+and+hydrologic+conditions.">Changes in dissolved organic matter quality in a peatland and forest headwater stream as a function of seasonality and hydrologic conditions.</a> Hydrology and Earth System Sciences. 21 (4), 2035-2051 (2017).</li><li>Ejarque, E., 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=Quality+and+reactivity+of+dissolved+organic+matter+in+a+Mediterranean+river+across+hydrological+and+spatial+gradients.">Quality and reactivity of dissolved organic matter in a Mediterranean river across hydrological and spatial gradients.</a> Science of The Total Environment. 599, 1802-1812 (2017).</li><li>Valenzuela, E. 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=Anaerobic+methane+oxidation+driven+by+microbial+reduction+of+natural+organic+matter+in+a+tropical+wetland.">Anaerobic methane oxidation driven by microbial reduction of natural organic matter in a tropical wetland.</a> Applied and Environmental Microbiology. 83 (11), e00645-e00617 (2017).</li><li>Lehmann, J., Kleber, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+contentious+nature+of+soil+organic+matter.">The contentious nature of soil organic matter.</a> Nature. 528 (7580), 60-68 (2015).</li><li>Keiluweit, M., Nico, P. S., Kleber, M., Fendorf, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Are+oxygen+limitations+under+recognized+regulators+of+organic+carbon+turnover+in+upland+soils?.">Are oxygen limitations under recognized regulators of organic carbon turnover in upland soils?.</a> Biogeochemistry. 127 (2-3), 157-171 (2016).</li><li>LaRowe, D. E., Van Cappellen, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Degradation+of+natural+organic+matter:+A+thermodynamic+analysis.">Degradation of natural organic matter: A thermodynamic analysis.</a> Geochimica et Cosmochimica Acta. 75 (8), 2030-2042 (2011).</li><li>Wilson, R. 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=Hydrogenation+of+organic+matter+as+a+terminal+electron+sink+sustains+high+CO2:+CH4+production+ratios+during+anaerobic+decomposition.">Hydrogenation of organic matter as a terminal electron sink sustains high CO2: CH4 production ratios during anaerobic decomposition.</a> Organic Geochemistry. 112, 22-32 (2017).</li><li>Ye, R., Jin, Q., Bohannan, B., Keller, J. K., Bridgham, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Homoacetogenesis:+A+potentially+underappreciated+carbon+pathway+in+peatlands.">Homoacetogenesis: A potentially underappreciated carbon pathway in peatlands.</a> Soil Biology and Biochemistry. 68, 385-391 (2014).</li><li>Neubauer, S. C., Megonigal, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Moving+beyond+global+warming+potentials+to+quantify+the+climatic+role+of+ecosystems.">Moving beyond global warming potentials to quantify the climatic role of ecosystems.</a> Ecosystems. 18 (6), 1000-1013 (2015).</li><li>Ma, 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=Data-Constrained+Projections+of+Methane+Fluxes+in+a+Northern+Minnesota+Peatland+in+Response+to+Elevated+CO2+and+Warming.">Data-Constrained Projections of Methane Fluxes in a Northern Minnesota Peatland in Response to Elevated CO2 and Warming.</a> Journal of Geophysical Research: Biogeosciences. 122 (11), 2841-2861 (2017).</li><li>Conrad, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Contribution+of+hydrogen+to+methane+production+and+control+of+hydrogen+concentrations+in+methanogenic+soils+and+sediments.">Contribution of hydrogen to methane production and control of hydrogen concentrations in methanogenic soils and sediments.</a> Federation of European Microbiological Societies Microbiology Ecology. 28 (3), 193-202 (1999).</li><li>Cunada, C. L., Lesack, L. F. W., Tank, S. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Seasonal+dynamics+of+dissolved+methane+in+lakes+of+the+Mackenzie+Delta+and+the+role+of+carbon+substrate+quality.">Seasonal dynamics of dissolved methane in lakes of the Mackenzie Delta and the role of carbon substrate quality.</a> Journal of Geophysical Research: Biogeosciences. 123 (2), 591-609 (2018).</li><li>Wilson, R. M., Tfaily, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advanced+molecular+techniques+provide+new+rigorous+tools+for+characterizing+organic+matter+quality+in+complex+systems.">Advanced molecular techniques provide new rigorous tools for characterizing organic matter quality in complex systems.</a> Journal of Geophysical Research: Biogeosciences. 123 (6), 1790-1795 (2018).</li><li>Borton, M. 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=Coupled+laboratory+and+field+investigations+resolve+microbial+interactions+that+underpin+persistence+in+hydraulically+fractured+shales.">Coupled laboratory and field investigations resolve microbial interactions that underpin persistence in hydraulically fractured shales.</a> Proceedingsof the National Academy of Sciences. 115 (28), E6585-E6659 (2018).</li><li>Tang, K., Page, J. S., Smith, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Charge+competition+and+the+linear+dynamic+range+of+detection+in+electrospray+ionization+mass+spectrometry.">Charge competition and the linear dynamic range of detection in electrospray ionization mass spectrometry.</a> Journal of the American Society for Mass Spectrometry. 15 (10), 1416-1423 (2004).</li><li>Boiteau, R. 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=Structure+Elucidation+of+Unknown+Metabolites+in+Metabolomics+by+Combined+NMR+and+MS/MS+Prediction.">Structure Elucidation of Unknown Metabolites in Metabolomics by Combined NMR and MS/MS Prediction.</a> Metabolites. 8 (1), 8 (2018).</li><li>Walker, L. R., 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=Unambiguous+Metabolite+Identification+in+High-throughput+Metabolomics+by+Hybrid+1DNMR/ESI+MS+Approach.">Unambiguous Metabolite Identification in High-throughput Metabolomics by Hybrid 1DNMR/ESI MS Approach.</a> Magnetic Resonance in Chemistry. 54 (12), 998-1003 (2016).</li><li>Nicora, C. D., Burnum-Johnson, K. E., Nakayasu, E. S., Casey, C. P., White III, R. A., Roy Chowdhury, T., Kyle, J. E., Kim, Y. M., Smith, R. D., Metz, T. O., Jansson, J. K., Baker, E. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+MPLEx+Protocol+for+Multi-omic+Analyses+of+Soil+Samples.">The MPLEx Protocol for Multi-omic Analyses of Soil Samples.</a> J. Vis. Exp. (135), e57343 (2018).</li><li>Folch, J., Lees, M., Sloane-Stanley, G. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extraction+of+fatty+acid.">Extraction of fatty acid.</a> Journal of Biological Chemistry. 226, 497-509 (1957).</li><li>Tolic, 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=Formularity:+software+for+automated+formula+assignment+of+natural+and+other+organic+matter+from+ultrahigh-resolution+mass+spectra.">Formularity: software for automated formula assignment of natural and other organic matter from ultrahigh-resolution mass spectra.</a> Analytical Chemistry. 89 (23), 12659-12665 (2017).</li><li>Kim, Y. 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=Diel+metabolomics+analysis+of+a+hot+spring+chlorophototrophic+microbial+mat+leads+to+new+hypotheses+of+community+member+metabolisms.">Diel metabolomics analysis of a hot spring chlorophototrophic microbial mat leads to new hypotheses of community member metabolisms.</a> Frontiers in microbiology. 6, 209 (2015).</li><li>Hiller, K., 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=MetaboliteDetector:+comprehensive+analysis+tool+for+targeted+and+nontargeted+GC/MS+based+metabolome+analysis.">MetaboliteDetector: comprehensive analysis tool for targeted and nontargeted GC/MS based metabolome analysis.</a> Analytical Chemistry. 81 (9), 3429-3439 (2009).</li><li>Kind, T., 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=FiehnLib:+mass+spectral+and+retention+index+libraries+for+metabolomics+based+on+quadrupole+and+time-of-flight+gas+chromatography/mass+spectrometry.">FiehnLib: mass spectral and retention index libraries for metabolomics based on quadrupole and time-of-flight gas chromatography/mass spectrometry.</a> Analytical Chemistry. 81 (24), 10038-10048 (2009).</li><li>Kyle, J. E., 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=LIQUID:+an-open+source+software+for+identifying+lipids+in+LC-MS/MS-based+lipidomics+data.">LIQUID: an-open source software for identifying lipids in LC-MS/MS-based lipidomics data.</a> Bioinformatics. 33 (11), 1744-1746 (2017).</li><li>Kanehisa, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enzyme+annotation+and+metabolic+reconstruction+using+KEGG.">Enzyme annotation and metabolic reconstruction using KEGG.</a> Protein Function Prediction: Methods and Protocols. 1611, 135-145 (2017).</li><li>Van Krevelen, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Graphical-statistical+method+for+the+study+of+structure+and+reaction+processes+of+coal.">Graphical-statistical method for the study of structure and reaction processes of coal.</a> Fuel. 29, 269-284 (1950).</li><li>Hodgkins, S. B., 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=Changes+in+peat+chemistry+associated+with+permafrost+thaw+increase+greenhouse+gas+production.">Changes in peat chemistry associated with permafrost thaw increase greenhouse gas production.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 111 (16), 5819-5824 (2014).</li></ol>

Single-overførselshastighed, fuldt kombineret analyse stream bruges til at karakterisere metabolitter og proteomet giver indsigt i de veje, af hvilken C cykling foregår i et komplekst økosystem. Jord og tørv er heterogene matricer, og en af de afgørende trin i denne metode opstår derfor i de tidligste trin for at sikre, at start tørv eller jord materiale er meget homogene. Det er at foretrække at male prøven samt aggregater kan reducere ekstraktionseffektivitet. Dette er et særligt problem for aggregerede jord ...

Globalt, er vådområder anslået til at indeholde 529 Pg kulstof (C), for det meste som organisk C begravet i tørv indskud1. I øjeblikket, fungere sådan tørvemoser som en netto C vask, binding 29 Tg C y-1 i Nordamerika alene1. Dog miljømæssige forstyrrelser såsom dræning, brande, tørke og varmere temperaturer kan udligne denne C vask ved at øge organisk materiale nedbrydning resulterer i øget C tab via drivhusgasser (kuldioxid [CO2] og metan [CH4]) produktion1,2. Klimaændringer kan bidrage til C tab hvis varmere temperaturer eller tørretumbler betingelser stimulere hurtigere C nedbrydning af mikroorganismer. Alternativt, højere temperatur og luftens CO2 kan stimulere primærproduktion til at udskille mere CO2 som organisk kulstof (OC). I hvilket omfang og hvor hurtigt OC derefter nedbrydes til CO2 og CH4 afhænger af det komplekse samspil mellem elektron donor substrater, tilgængeligheden af elektronacceptorer og mikroorganismer, der formidler den transformation. I mange tilfælde mekanismerne er ikke godt karakteriseret, dermed deres reaktion på miljømæssige perturbationer er ikke godt begrænset og det er fortsat uklart, hvad Nettoresultatet af klimaændringer vil være på kulstofbalance i tørvemoser økosystemer.
Den komplekse karakter af naturligt organisk materiale (NOM) har lavet selv identificerer de organiske forbindelser i NOM blandinger historisk vanskelig. De seneste fremskridt har væsentligt forbedret vores evne til at karakterisere forbindelser der traditionelt og til dels fortsat betragtes som genstridige humusfraktionerne eller fulvic forbindelser3,4,5. Vi forstår nu, at mange af disse forbindelser er faktisk microbially tilgængeligt og kan nedbrydes, hvis en passende terminal elektron acceptor (te) er gjort tilgængelige6,7. Beregning af den nominelle oxidationstrin kulstof (NOSC) for et stof, der giver en metrikværdi til at forudsige risikoen for nedbrydning og energiudbytte af te kræves. Det kræver dog et molekylært niveau karakterisering af organisk materiale7. NOSC beregnes ud fra den molekylære formel via følgende ligning7: NOSC = − ((−z + 4(#C) + (#H) − 3(#N) − 2(#O) + 5(#P) − 2(#S)) / (#C)) + 4, hvor z er den netto gebyr. NOSC er korreleret med den termodynamiske drivende kraft8, hvori forbindelser med højere NOSC er nemmere at forringe, mens forbindelser med lavere NOSC kræver mere og mere energiske te for at blive reduceret. Forbindelser med NOSC mindre end −2 kræver en høj energi giver te O2, nitrat eller MnIV, og kan ikke blive forringet af almindeligt forekommende lavere energi giver te såsom FeIII eller sulfat7. Dette er en vigtig overvejelse i de vandmættede anoxiske betingelser findes i vådområder hvor O2 og andre høj energi giver teer er knappe9 og derfor nedbrydningen af lavere NOSC forbindelser under disse betingelser er termodynamisk begrænset. Miljømæssige undertrykkelse af netbårne kan påvirke den termodynamisk tilstand af økosystemet gennem hydrologiske ændringer, der påvirker O2 (den mest energiske elektron acceptor), ændringer i økologisk substrater og elektronacceptorer stilles til rådighed af primære produktion, og i mindre grad af temperaturen. Et vigtigt eksempel på temperatureffekter i vådområde systemer sker med hensyn til den afvejning, der opstår mellem homoacetogenesis (dvs., acetat produktion fra CO2 og H2) og hydrogenotrophic () methanogenesis dvs., CH4 produktion fra CO2 og H2). Ved lave temperaturer fremgår det, at homoacetogenesis er lidt begunstiget, mens varmere temperaturer favor CH4 produktion10. Denne temperatur effekt kan have stor betydning for svaret af økosystemer til skiftende klima, som CH4 er en meget kraftigere drivhusgas end CO211 og dermed stigende produktion af CH4 på bekostning af CO2 på varmere temperaturer kan bidrage til en positiv feedback med klima opvarmning.
Tørvemoser producere globalt betydelige mængder af CO2 og CH46via mikrobielle respiration af naturligt forekommende organiske noget. NOSC af organisk kulstof substrater bestemmer den relative andel af CO2: CH4 produceret, hvilket er en afgørende parameter på grund af den højere radiative tvinger CH4 i forhold til CO211, men også fordi modellering bestræbelser har identificeret dette forhold som en afgørende parameter for estimering C flux i tørvemoser12. I mangel af terminal elektronacceptorer end CO2, det kan påvises ved elektron balance at organisk C substrater med NOSC > 0 vil producere CO2: CH4 > 1, organisk C med NOSC = 0 producerer CO2 og CH4 i equimolar forhold, og økologiske C med NOSC < 1 vil producere CO2: CH4 < 113. Nedbrydning af OC i naturlige økosystemer er medieret af mikroorganismer, således at selv når nedbrydning af et bestemt stof er termodynamisk muligt, det kinetically begrænses af aktivitet af mikrobielle enzymer og under iltfattige forhold, af den termodynamiske drivkraft (dvs.NOSC)7. Indtil nu har det udfordrende at fuldt ud for at beskrive det organiske stof, fordi mangfoldighed af forbindelser kræver forskellige supplerende teknikker til deres karakterisering. De seneste fremskridt har lukket hullet; ved hjælp af en suite af analytiske teknikker kan vi analysere en bred vifte af organiske forbindelser giver molekylært niveau karakterisering og i nogle tilfælde kvantificering, fra små primære metabolitter som glukose op til 800 Da poly-heterocycles. Tidligere ville sådanne store komplekse molekyler have været kendetegnet simpelthen så lignin-lignende eller tannin-lignende og antages at have været genstridige. Molekylær-niveau karakterisering, men tillader beregning af NOSC for selv disse store komplekse molekyler. Disse NOSC værdier er lineært korreleret med den termodynamiske drivende kraft giver mulighed for en vurdering af kvaliteten af organisk materiale til nedbrydning, som i mange tilfælde afslører, at disse komplekse molekyler kan faktisk være microbially nedbrydelige selv under de iltfattige forhold i vådområder.
Siden indførelsen af O2 tillader organisk materiale af næsten alle naturligt observerede værdier for NOSC at være nedbrydes, fokuserer heri vi på ændringer i organisk materiale og mikrobielle proteomics, som er tilbøjelige til at være de primære drivere i vådområde (dvs., begrænset O2) systemer. Men alle de teknikker, som vi vil diskutere kan anvendes til organisk materiale fra ethvert økosystem. Almindeligt, bulk målinger baseret på optiske og fluorescens analyser har været brugt til at vurdere organisk stof kvalitet3,14. Når du bruger bulk målinger som disse, men går fine detaljer tabt som stort antal molekyler er kategoriseret sammen under generiske udtryk som humics eller fulvics. Definitioner af disse kategorier er ikke godt begrænsede og faktisk kan variere fra undersøgelse til undersøgelse gør sammenligninger umulige. Yderligere, bulk målinger ikke give den molekylære detaljer nødvendige for beregning af termodynamik for systemet og derfor ikke kommer op virkelig vurdere organisk stof kvalitet15.
Enkelte teknikker som Fourier transform ion cyclotron resonance massespektrometri (FTICR-MS), Kernemagnetisk resonans (NMR) spektroskopi, gaskromatografi masse massespektrometri (GC-MS) og væskekromatografi massespektrometri (LC-MS) gør give sådanne Molekylær-detaljeringsgrad. Mens hver af disse teknikker præsenterer sine egne begrænsninger, sætter de også deres egne styrker, der kan udnyttes i en integreret tilgang til at opnå den fine molekylære detaljer nødvendige for kvantificering af organisk stof kvalitet i en streng termodynamisk forstand . GC-MS er nyttig til at identificere kritiske lille metabolitter, der er tilbøjelige til at have proksimale indflydelse på CO2 og CH4 produktion (fx, glukose, acetat, osv.); Men, GC-MS kræver kontrol mod en standard og er derfor begrænset til allerede kendte stoffer findes i databasen forhindrer identifikation af nye forbindelser. Desuden, GC-MS er en semi-kvalitative teknik giver inferens om ændringer i relative koncentrationer, men ikke med faktiske koncentration oplysninger nødvendige for beregning af Gibbs frie energi for eksempel. Endelig, GC-MS kræver forædling af molekyler inden analyse, som begrænser opløsning til forbindelser mindre end ~ 400 Da og flygtige alkoholer er tabt under trinnet til tørring.
Endimensional (1D) 1H flydende tilstand NMR tillader meget kvantitative karakterisering af små metabolitter (herunder primær små molekylvægt metabolitter og flygtige stoffer som alkoholer, acetat, acetone, formate, pyruvat, succinat, kort-lænket fedtsyrer, samt en vifte af kulhydrater notorisk fraværende eller kompromitteret fra MS-baserede metoder) og deres koncentrationer er især nyttig til beregning af termodynamiske parametre. Endnu, som GC-MS, 1D NMR af komplekse blandinger kræver standardisering i forhold til en database og derfor alene tillader ikke nem identifikation af nye forbindelser, der sandsynligvis vil være rigelige i komplekse naturlige og skiftende økosystemer. Derudover NMR er mindre følsomme end de MS-baserede teknikker og derfor kvantitative metabolit profilering er opnået kun over 1 µM ved hjælp af NMR systemer udstyret med helium-cooled cold-sonder. Ikke meget værdsat, nogle NMR kolde-sonder er salt-tolerant og tillade miljømæssige blanding analyse i overværelse af millimolar salt koncentrationerne anvendes i mindre diameter (< 3 mm ydre diameter) prøve rør16. Men en yderligere komplikation af NMR er der store mængder af Paramagnetiske metaller og mineraler (f.eks., Fe og Mn over 1-3 wt %), som kan være rigelige i højlandet jorder, kan udvide spektrale beskrivere og komplicere fortolkningen af NMR-spektre . Ved hjælp af faste fase ekstraktion (SPE) kan aide i fortolkningen af både NMR- og MS-baseret metabolomics metoder ved at reducere de mineralske salte og øge spektrale kvalitet.
FTICR-MS ved direkte injektion er en yderst følsom teknik i stand til at opdage titusinder af metabolitter fra en enkelt prøve, men det ikke fange de kritiske lille metabolitter som acetat, pyruvat, succinat og er notorisk vanskeligt at brug for sukker og andre kulhydrater17, eller indeholder det kvantitative oplysninger. Men i modsætning til de andre teknikker, FTICR-MS udmærker sig ved at identificere og tildele roman forbindelser molekylformel og derfor identificerer det største antal forbindelser mere molekylære oplysning end nogen af de andre beskrevne teknikker. Dette er nyttigt, fordi de molekylære oplysningerne fra FTICR-MS (og andre teknikker) kan bruges til at beregne NOSC, som er relateret til den termodynamiske drivende kraft for sandsynligheden for visse reaktioner8 og deres priser under visse forhold7. Derudover ved at koble FTICR-MS med adskillelse teknikker, såsom LC sammen med tandem MS, kan kvantitative strukturelle oplysninger nås, modregning nogle af ulemperne ved denne teknik. LC-MS er nyttigt til identificering af lipid-lignende forbindelser og andre metabolitter, som ikke er godt præget af nogen af de andre metoder. Kobling LC FTICR-MS eller LC-MS med en brøkdel samler og indsamle brøkdele af specifikke ubekendte af interesse for strukturelle udredning af todimensionale (2D) flydende tilstand NMR er den ideelle situation for at identificere og kvantificere ukendte forbindelser18 ,19. Dette er dog en meget tidskrævende skridt, der kunne bruges, hvis og når det er nødvendigt. Taget enkeltvis, hver af disse teknikker giver et anderledes øjebliksbillede af det organiske materiale, og ved at integrere dem, kan vi opnå en mere komplet forståelse end at bruge nogen af teknikkerne i isolation.
Mens de termodynamiske betragtninger de ultimative begrænsninger på hvad transformationer er muligt i et system, er organisk materiale nedbrydning medieret af mikroorganismer hvis enzym aktiviteter kontrollere reaktion priser. Således fuldt ud forstå kontrol på organisk materiale nedbrydning og i sidste ende greenhouse gas (CO2 og CH4) produktionen fra vådområder kræver en integreret omik tilgang til karakterisering af mikrobielle enzym aktiviteter samt metabolitter. I denne artikel vil beskrive vi en metode til at opnå en omfattende analyse fra en enkelt prøve ved hjælp af en sekventiel tilgang, der resulterer i en fuldt parrede analyse. Denne tilgang udvider på metabolit, proteiner og lipid udvinding (MPLex) protokol, hvor proteomics blev kombineret med GC-MS og LC-MS20 at identificere små metabolitter, proteiner og lipider ved at indarbejde kvantitative metabolit oplysninger via NMR og identifikation af større sekundære metabolitter via FTICR-MS. lidt anderledes end MPLex, begynder vi protokol med en vand udvinding og derefter bruge sekventielle ekstraktion med i stigende grad ikke-polære opløsningsmidler. Alle ekstraktioner er udført på en enkelt prøve, som sparer prøve, når mængderne er begrænset eller vanskeligt at opnå og nedsætter eksperimentelle fejl indført gennem variation blandt delprøver fra heterogen prøve matricer (fx, jord og tørv) eller forskelle i opbevaringsforhold og varighed.
Endelig, ved at koble OM analyser med proteomics analyser af den mikrobielle samfund, kan vi bygge metaboliske netværk, der beskriver de veje og transformation af organisk materiale nedbrydning. Dette gør det muligt for os at teste specifikke hypoteser om hvordan perturbationer til systemet vil påvirke ultimative CO2 og CH4 produktion gennem ændring af de tilgængelige økologisk substrater, elektronacceptorer og de mikrobielle samfund mægle reaktioner via aktiviteten af enzymet katalysatorer.
Det overordnede mål med denne metode er at give et enkelt gennemløb protokol til at analysere metabolitterne, lipider og mikrobielle proteiner fra en enkelt prøve, hvorved der skabes et fuldt parrede datasæt for opbygning af metaboliske netværk mens begrænsende analytiske fejl .

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:1067px;" width="1065">
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:617px;">methoxyamine hydrochloride</td>
			<td style="width:73px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:123px;">226904</td>
			<td style="width:253px;">derivitization agent</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:617px;">5 mm triple resonance salt-tolerant cold probe&#160;</td>
			<td style="width:73px;">Bruker</td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td>instrumentation</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:617px;">capillary GC column HP-5MS column (30 m &#215; 0.25 mm &#215; 0.25 &#956;m)</td>
			<td style="width:73px;">Agilent</td>
			<td style="width:123px;">AG19091S-433</td>
			<td>instrumentation</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">reversed phase charged surface hybrid column (3.0 mm &#215; 150 mm &#215; 1.7 &#956;m particle size)</td>
			<td style="width:73px;">ThermoFisher</td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td>instrumentation</td>
		</tr>
		<tr height="62">
			<td height="62" style="height:62px;width:617px;">2 mL glass vials</td>
			<td style="width:73px;">VWR International</td>
			<td style="width:123px;">46610-722</td>
			<td>sample vials</td>
		</tr>
		<tr height="62">
			<td height="62" style="height:62px;width:617px;">autosampler vials</td>
			<td style="width:73px;">VWR International</td>
			<td style="width:123px;">97055-324; 9467671</td>
			<td>sample vials</td>
		</tr>
		<tr height="62">
			<td height="62" style="height:62px;width:617px;">Chloroform</td>
			<td style="width:73px;">VWR International</td>
			<td>JT9174-3</td>
			<td>solvent</td>
		</tr>
		<tr height="62">
			<td height="62" style="height:62px;width:617px;">Ethanol</td>
			<td style="width:73px;">VWR International</td>
			<td style="width:123px;">BDH67002.400</td>
			<td>solvent</td>
		</tr>
		<tr height="62">
			<td height="62" style="height:62px;width:617px;">methanol</td>
			<td style="width:73px;">VWR International</td>
			<td style="width:123px;">BDH85681.400</td>
			<td>solvent</td>
		</tr>
		<tr height="62">
			<td height="62" style="height:62px;width:617px;">pyridine</td>
			<td style="width:73px;">VWR International</td>
			<td style="width:123px;">BDH67007.400</td>
			<td>solvent</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">2,2-dimethyl-2-silapentane-5-sulfonate-d6</td>
			<td style="width:73px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:123px;">178837</td>
			<td>standard</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:617px;">C8-C24 fatty acid methyl ester</td>
			<td style="width:73px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:123px;">CRM18918</td>
			<td>standard</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">N-methyl-N- (trimethylsilyl)trifluoroacetamide</td>
			<td style="width:73px;">Sigma Aldrich</td>
			<td style="width:123px;">24589-78-4</td>
			<td>standard</td>
		</tr>
		<tr height="104">
			<td height="104" style="height:104px;width:617px;">Suwanee River Fulvic Acid standard</td>
			<td style="width:73px;">International Humic Substances Society</td>
			<td style="width:123px;">2S101F</td>
			<td>standard</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">trimethylchlorosilane</td>
			<td style="width:73px;">Sigma Aldrich</td>
			<td align="right" style="width:123px;">89595</td>
			<td>standard</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:617px;">Tuning Solution</td>
			<td style="width:73px;">Agilent</td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:617px;">FTICR-MS analysis software</td>
			<td style="width:73px;">Bruker</td>
			<td colspan="2">Compass DataAnalysis 4.1</td>
		</tr>
		<tr height="125">
			<td height="125" style="height:125px;width:617px;">Formularity Software</td>
			<td style="width:73px;">Pacific Northwest National Laboratory</td>
			<td style="width:123px;">Formularity</td>
			<td style="width:253px;">available for download at: https://omics.pnl.gov/software/formularity</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:617px;">GC-MS</td>
			<td style="width:73px;">Agilent</td>
			<td colspan="2">Agilent GC 7890A with MSD 5975C</td>
		</tr>
		<tr height="83">
			<td height="83" style="height:83px;width:617px;">silica-based sorbent</td>
			<td style="width:73px;">Phenomenex (Torrance, CA)</td>
			<td colspan="2">Strata C18-E (PN 8E-S001-DAK)</td>
		</tr>
		<tr height="62">
			<td height="62" style="height:62px;width:617px;">NMR TUBE 3MM 8 150 CS5</td>
			<td style="width:73px;">VWR International</td>
			<td>KT897820-0008</td>
			<td>NMR tube</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:617px;">Varian Direct Drive 600-MHz NMR spectrometer&#160;</td>
			<td style="width:73px;">Varian Inova</td>
			<td>Varian Direct Drive 600-MHz</td>
			<td>NMR spectrometer</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Chenomx NMR Suite 8.3</td>
			<td style="width:73px;">Chenomx</td>
			<td>Chenomx NMR Suite</td>
			<td>NMR software</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">ultra-performance liquid chromatograph&#160;</td>
			<td style="width:73px;">waters</td>
			<td>Aquity UPLC H&#160;</td>
			<td>liquid chromatograph&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;">Velos-ETD Orbitrap mass spectrometer&#160;</td>
			<td style="width:73px;">ThermoFisher</td>
			<td>Thermo Scientific LTQ Orbitrap Velos</td>
			<td>mass spectrometer&#160;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

single-throughput complementary high-resolution analytical techniques for characterizing complex natural organic matter mixtures

Naturlig organisk materiale (NOM) er sammensat af en meget kompleks blanding af tusindvis af organiske forbindelser, som historisk set har vist sig vanskeligt at karakterisere. Men for at forstå de termodynamisk og kinetisk kontrol greenhouse gas (kuldioxid [CO2] og metan [CH4]) produktionen som følge af nedbrydning af NOM, en molekylær-niveau karakterisering kombineret med mikrobielle proteom analyser er nødvendige. Yderligere, klima og miljømæssige ændringer forventes at forurolige naturlige økosystemer, potentielt forstyrre komplekse interaktioner, der påvirker både udbuddet af organisk materiale substrater og mikroorganismer, som udfører transformationerne. En detaljeret Molekylær karakterisering af det organiske stof, mikrobiel proteomics, veje og transformationer som organisk materiale nedbrydes vil være nødvendigt at forudsige den retning og omfanget af virkningerne af miljømæssige ændringer. I denne artikel beskrives en metodologisk overførselshastighed for omfattende metabolit karakterisering i en enkelt prøve ved direkte injektion Fourier transform-ion cyclotron resonance massespektrometri (FTICR-MS), gaskromatografi-massespektrometri (GC-MS), Kernemagnetisk resonans (NMR) spektroskopi, væskekromatografi massespektrometri (LC-MS) og proteomics analyser. Denne metode resulterer i en fuldt parret datasæt, som forbedrer statistiske tillid til udlede veje af organisk materiale nedbrydning, den resulterende CO2 og CH4 produktion priser og deres svar til miljømæssige undertrykkelse af netbårne. Heri præsenterer vi resultaterne af at anvende denne metode på NOM prøver indsamlet fra tørvemoser; protokollen er imidlertid gælder for enhver NOM prøve (fx, tørv, grønklædte jord, havsedimenter, osv.).

Vi udførte den beskrevne supplerende analyse protokol og sammenlignet tørv med dybde i S1 mosen i webstedet Gran og tørvemoser svar Under skiftende miljøer (Gran) i Minnesota, USA. Disse resultater er sammenlignet med dem fra en permafrost Mose og fen fra det nordlige Sverige at vise, hvordan websteder kan variere i metabolit og enzym aktiviteter. Vi identificerede 3,312 enzymer i proteomics analyser. En analyse af enzymer aktiviteter med dybde afslører, at antallet af enzymer afviser skarpt mellem 15 cm og 45 cm i ...

Watch this Scientific Journal Video about Single-throughput Complementary High-resolution Analytical Techniques for Characterizing Complex Natural Organic Matter Mixtures at JoVE.com

Single-throughput Complementary High-resolution Analytical Techniques for Characterizing Complex Natural Organic Matter Mixtures

Denne protokol beskriver et enkelt gennemløb for supplerende analytiske og omik teknikker kulminerede i en fuldt parret karakterisering af naturligt organisk materiale og mikrobielle proteomics i forskellige økosystemer. Denne fremgangsmåde tillader robust sammenligninger til identifikation af metaboliske reaktionsveje og transformationer vigtigt til at beskrive greenhouse gasproduktion og forudsige svar til miljøændringer.

Single-overførselshastighed supplerende høj opløsning analytiske teknikker til kendetegner komplekse naturlig organisk materiale blandinger

Natural organic matter (NOM) is composed of a highly complex mixture of thousands of organic compounds which, historically, proved difficult to ...

Denne protokol beskriver metoden til omfattende, upartisk molekylær karakterisering af en enkelt prøve ved hjælp af både massespektrometri, ved hjælp af metabolomics, proteomics og lipidomics, og nukleare magnetiske resonans spektroskopi platforme. Betydningen af denne tilgang er, at vi kan karakterisere et biologisk system nedstrøms for genomet, ved at identificere forskellige typer af molekyler, så vi kan udlede metaboliske og nedbrydning veje. Sekventiel ekstraktionsteknik, tillade ekstraktion af biotilgængelige, polære forbindelser ved hjælp af vand, efterfulgt af MPLEx at fange eventuelle yderligere polære forbindelser eller metabolitter samt proteiner og lipider fra en enkelt prøve.Visuel demonstration af denne metode er kritisk, fordi den guider forskeren ved at adskille de tre lag under det andet ekstrakttrin og opdele ekstrakterne mellem forskellige analyseinstrumenter. Integrative multi-omic analyser giver mere effektive undersøgelser og fuldstændig forståelse af komplekse biologiske systemer. Denne robuste metode udvinder en bred mangfoldighed af molekyler og gælder for forskellige prøvetyper.Begynd denne procedure med indsamling og forberedelse af prøverne som beskrevet i tekstprotokollen. Ved hjælp af en ethanol vasket, rustfrit stål redskaber, aliquot 50 milligram af hver af de tørrede prøver i de enkelte to milliliter glasrør. Der tilsættes en milliliter destilleret, afgasset vand til hver prøve.Derefter hætteglassene og ryst i to timer på en shaker bord. Centrifuge prøverne på 15 tusind gange tyngdekraften i 30 minutter. Og lad derefter opløsningerne stå ved stuetemperatur i 20 minutter.Dekanter og gemme supernatant fra hver prøve. Udstuk en MPLEx-udtrækning på de nu vandudvænte rester ved at gentage disse ekstraktionstrin. Bortset fra at erstatte en minus 20 grader celsius fire til tre chloroform til methanol blandingen for destilleret, afgasset vand.Adskære omhyggeligt de to resulterende opløsningsmiddellag, som visuelt kan skelnes ved at fjerne det øverste lag ved omhyggelig pipettering. Tør det nederste ikke-polære lag i frysetørreren ned. Så snart det er tørt, tilsættes fem mikroklitter af chloroform og 195 mikroliter af methanol, hvis der analyseres inden for de næste par dage.For at forbedre elektrosprayionisering effektivitet for fourier-transform ion ion cyclotron resonans massespektrometri, forkortet FTICR-MS ved direkte injektion. Chloroformekstraktet fortyndes 1-1 i methanol, og vandekstraktet to til en i methanol. FTICR-spektrometeret kalibreres ved direkte at indsprøjte 100 mikroliter af en indstillingsopløsning, der spænder over et masseområde på ca. 100 til 1.300 dalton, i FTICR-MS.Direkte injicere 100 mikroliter af Suwannee River Fulvic Acid standard til elektrospray ionisering kilde. Koblet til FTICR spektrometeret gennem en sprøjtepumpe indstillet til en strømningshastighed på 3,0 mikroliter i minuttet. Sæt nålespændingen til positive 4,4 kilovolts.Kø en til 100 masse til opladningsforhold og glaskapillary ved 180 grader celsius. Undersøg den resulterende spektre ved hjælp af analysesoftwaren for at bekræfte dataenes kvalitet. Nu indføre 100 mikroliter af hvert ekstrakt via direkte indsprøjtning til elektrospray ionisering kilde, koblet til FTICR spektrometer gennem en sprøjte pumpe sat til en flowhastighed på 3,0 mikroliter per minut.Angiv parametrene som før. Ionakkumuleringstiden for hver prøve eller gruppe af prøver justeres for at tage højde for variationen i kulstofkoncentrationen. Saml 144 scanninger for hver prøve, gennemsnit scanninger og derefter foretage en intern kalibrering ved hjælp af en homolog CH2-serien.Ekstrakterne tørres ved hjælp af en koncentrator, og resten af ekstrakterne til efterfølgende gaskromatografimassespektrometri, massespektrometri af flydende kromatografi og nuklear magnetisk resonansspektroskopi. Hvis du vil forberede GC-MS, skal du først forberede blanke kontroleksempler som beskrevet i tekstprotokollen. For at beskytte carbinolgrupperne tilsættes 20 mikroliter på 30 mg pr. milliliter methoxaminhydrochlorid i Paradyne til hver af prøverne, herunder methanolekstrakterne, vandekstrakterne, emnerne og FAME-kalibreringsprøverne.Forsegle hætteglas med hætter. Vortex ekstrakterne i 20 sekunder, derefter sonikere ekstrakterne i 60 sekunder. Centrifuge ekstrakterne ved 37 grader celsius i 90 minutter ved 100 gange tyngdekraften.Der tilsættes 80 mikroliter MSTFA med 1 %trimethylchlorosilane til hver prøve. Efter vortexing og sonikering ekstrakterne som før, centrifuge ekstrakterne igen ved 37 grader celsius i 30 minutter ved 100 gange tyngdekraften. Efter afkøling ekstrakter til stuetemperatur, overføres til GC-MS autosampler hætteglas.Fortsæt til GC-MS-analyse og databehandling som beskrevet i tekstprotokollen. For at forberede sig til flydende tilstand NMR analyse, fortynde resten af vandekstrakter med 10% med en fem millimolar DSS intern standard. Overfør blandingen i en høj kvalitet, tre millimeter ydre diameter borosilikat glas NMR rør.Fortsæt til NMR-analyse og databehandling som beskrevet i tekstprotokollen. For at udføre LC-MS lipidomics analyse, injicere 10 mikroliter af hvert ekstrakt i en ultra ydeevne flydende kromatografi system, koblet til en Orbitrap masse spektrometer ved hjælp af en omvendt fase opladet overflade hybrid kolonne. Angiv et 34-minutters forløb som angivet i tekstprotokollen til en flowhastighed på 250 mikroliter pr. minut.Brug både negative og positive ioniseringstilstande med større energikollisionss dissociation og kollisionsinduceret dissociation. For at udføre proteomics analyse, første ekstrakt proteiner i henhold til MPLEx protokollen for resten af methanol fase som skitseret i tekstprotokollen. Tørv blev sammenlignet med dybde i S1 mosen på Gran og Tørvemoser Response Under Skiftende Miljøer eller SPRUCE site i Minnesota, USA.3, 312 enzymer blev identificeret i proteomics analysen. En analyse af enzymaktiviteter med dybde afslører, at antallet af enzymer falder kraftigt mellem 15 centimeter og 45 centimeter i SPRUCE Bog. For at vise, hvordan steder kan variere i metabolit- og enzymaktiviteter, sammenlignes SPRUCE-resultaterne med resultaterne fra en Permafrost-mose og Fen i nordsverige.I alt blev der identificeret 67 040 metabolitter i alle grantørveprøverne fra kombinationen af FTICR-MS-, NMR-, GC-MS- og LC-MS-analyser. Vist her er den relative brøkdel af forskellige kemiske klasser identificeret via forskellige teknikker i de forskellige dybder. Mens aminosyrer og sukker falder med dybde, dette er ikke observeret for lipider.Ved krydsvalidering af metabolitter, der er identificeret i alle analyser mod KEGG-databasen, blev det fastslået, at de identificerede forbindelser er involveret i fælles metaboliske veje såsom tricarboxylsyrecyklus, glykolyse og sukkermetabolisme. Under hele denne procedure er det afgørende at være opmærksom på potentielle forureningskilder. Begyndende ved prøveindsamling gennem analyse bør prøverne ikke komme i kontakt med fastklemt plast, som kan påvirke ioniseringen negativt.Mange af de opløsningsmidler, der anvendes under ekstraktionsproceduren, er farlige eller brandfarlige. Bær altid passende pV for at undgå hud- og øjenkontakt samt for at undgå at forurene prøver.

Research

JoVE Journal

Environment

The Use of High-resolution Infrared Thermography (HRIT) for the Study of Ice Nucleation and Ice Propagation in Plants

The Use of High-resolution Infrared Thermography HRIT for the Study of Ice Nucleation and Ice Propagation in Plants

Anvendelsen af ​​høj opløsning Infrarød termografi (HRIT) for Studiet af isnukleering og Ice Formering i Plants

Freezing events that occur when plants are actively growing can be a lethal event, particularly if the plant has no freezing tolerance. Such frost events ...

Assessment of Labile Organic Carbon in Soil Using Sequential Fumigation Incubation Procedures

Vurdering af Labil organisk kulstof i jorden ved hjælp af Sekventiel Gasning Inkuberingsbetingelser Procedurer

Management practices and environmental changes can alter soil nutrient and carbon cycling. Soil labile organic carbon, a readily decomposable C pool, is ...

Understanding Dissolved Organic Matter Biogeochemistry Through In Situ Nutrient Manipulations in Stream Ecosystems

Understanding Dissolved Organic Matter Biogeochemistry Through In Situ Nutrient Manipulations in Stream Ecosystems

Forståelse opløste organiske stoffer Biogeokemi Gennem<em&gt; In Situ</em&gt; Næringsstof Manipulationer i Stream Ecosystems

Dissolved organic matter (DOM) is a highly diverse mixture of molecules providing one of the largest sources of energy and nutrients to stream ecosystems. ...

Automated, High-resolution Mobile Collection System for the Nitrogen Isotopic Analysis of NOx

Automated, High-resolution Mobile Collection System for the Nitrogen Isotopic Analysis of NOx

Automatiseret, høj opløsning Mobile Collection System for Nitrogen isotopanalysen af ​​NO<sub&gt; x</sub

Nitrogen oxides (NOx = NO + NO2) are a family of atmospheric trace gases that have great impact on the environment. NOx concentrations directly influence ...

Production and Measurement of Organic Particulate Matter in a Flow Tube Reactor

Produktion og måling af organiske partikler i en Flow rør reaktor

Organic particulate matter (PM) is increasingly recognized as important to the Earth's climate system as well as public health in urban regions, and the ...

Production and Measurement of Organic Particulate Matter in the Harvard Environmental Chamber

Produktion og måling af organiske partikler i Harvard miljømæssige kammer

The production and the evolution of atmospheric organic particulate matter (PM) are insufficiently understood for accurate simulations of atmospheric ...

Improving Infrared Spectroscopy Characterization of Soil Organic Matter with Spectral Subtractions

Forbedring af infrarød spektroskopi karakterisering af jordbundens organiske materiale med spektrale fradrag

Soil organic matter (SOM) underlies numerous soil processes and functions. Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy detects infrared-active organic ...

Isolation of Mandibular Gland Reservoir Contents from Bornean 'Exploding Ants' (Formicidae) for Volatilome Analysis by GC-MS and MetaboliteDetector

Isolation of Mandibular Gland Reservoir Contents from Bornean 'Exploding Ants' Formicidae for Volatilome Analysis by GC-MS and MetaboliteDetector

Isolering af Mandibular kirtel Reservoir indholdet fra Bornean ' eksploderende myrer (Formicidae) for Volatilome analyse af GC-MS og MetaboliteDetector

The aim of this manuscript is to present a protocol describing the metabolomic analysis of Bornean &#39;exploding ants&#39; belonging to the Colobopsis ...

Assessing the Particulate Matter Removal Abilities of Tree Leaves

Vurdering af partikler fjernelse evner af træet blade

Based on the conventional cleaning methods (water cleaning (WC) + brush cleaning (BC)), this study evaluated the influence of ultrasonic cleaning (UC) on ...

Characterizing Microbiome Dynamics &#8211; Flow Cytometry Based Workflows from Pure Cultures to Natural Communities

Characterizing Microbiome Dynamics ÃƒÆ’Ã‚Â¢ÃƒÂ¢Ã¢â‚¬Å¡Ã‚Â¬ÃƒÂ¢Ã¢â€šÂ¬Ã…â€œ Flow Cytometry Based Workflows from Pure Cultures to Natural Communities

Kendetegner Microbiome Dynamics – flowcytometri baseret arbejdsprocesser fra renkulturer naturlige samfund

The investigation of pure cultures and monitoring of microbial community dynamics is vital to understand and control natural ecosystems and technical ...