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

Мы хотели бы поблагодарить Chanton Ю.П., ю.е. Костки и м.м. Kolton за помощь в сборе образцов торфа. Часть этой работы были проведены на экологические лаборатории молекулярной наук, Доу из науки пользователя офис под эгидой Бюро биологических и экологических исследований. PNNL эксплуатируется Battelle для Доу под контракт де-AC05-76RL01830. Эта работа была поддержана министерства энергетики США, Отделение науки и управления биологических и экологических исследований (гранты: DE-AC05-00OR22725, де-SC0004632, DESC0010580, де-SC0012088 и де-SC0014416).

1. последовательное извлечение органического вещества из почвы, отложений или торфа
<ol><li>Собирать почвы, отложений или торфа через керна и деление ядер согласно гипотезе проходит проверку (например, глубина). Хранить образцы в политетрафторэтилена покрытием контейнеров и за?...

<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>

Сингл-пропускная способность, полностью сочетании анализ поток, используемый для характеристики метаболитов и протеом обеспечивает понимание путей, на которых C Велоспорт происходит в сложных экосистем. Почвы и торфа гетерогенной матрицы, и таким образом, одним из важнейших шагов дан?...

<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

Природные органические вещества (NOM) состоит из очень сложной смеси тысяч органических соединений, которые, исторически, трудно характеризовать. Однако чтобы понять термодинамические и кинетические элементы управления производства парниковых газов (диоксид углерода [CO2] и метана [CH4]) в результате разложения NOM, характеристика молекулярном уровне в сочетании с микробной необходим анализ протеома. Кроме того ожидается, что климатических и экологических изменений, возмущают природных экосистем, потенциально нарушить сложных взаимодействий, которые влияют на поставку субстраты органического вещества и микроорганизмы, выполнение преобразований. Необходимо предсказать направление и масштабы последствий экологических изменений будет подробный молекулярная характеристика органических веществ, микробной протеомики, пути и преобразований, которые разлагаются органического вещества. Эта статья описывает методологических пропускную способность для характеризации всеобъемлющей метаболит в одном образце путем прямого впрыска Фурье преобразование Ион циклотронный резонанс масс-спектрометрия (FTICR-MS), газовой хроматографии с масс-спектрометрии (ГХ-МС), спектроскопия ядерного магнитного резонанса (ЯМР), жидкостной хроматографии с масс-спектрометрия (LC-MS) и анализ протеомики. Этот подход приводит к полностью в паре dataset, которая улучшает статистические уверенность для выведения тропы разложения органического вещества, результате CO2 и CH4 темпы производства, и их ответы на экологические возмущений. Здесь мы представляем результаты применения этого метода для NOM пробах из торфяников; Однако протокол применяется к любой NOM выборки (например, торф, лесных почвах, морских отложений и т.д.).

Мы выступали описывается дополнительный анализ протокола и сравнении торфа с глубиной в болоте S1 в узле ель и торфяников ответ под изменения среды (ель) в штате Миннесота, США. Эти результаты сравниваются с теми из вечной мерзлоты трясин и низинных болот от Северной Швеции, чтобы показа?...

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

Этот протокол описывает один пропускной способности для дополнительных аналитических и омику методов, кульминацией которых полностью паре характеристика природных органических веществ и микроорганизмов протеомики в различных экосистемах. Этот подход позволяет надежного сравнения для выявления метаболических и преобразований важно для описания парниковых газов производства и прогнозирования реакции на изменения окружающей среды.

Сингл-пропускная способность взаимодополняющих разрешением аналитические методы характеризующие сложных природных органических веществ смеси

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

Этот протокол описывает метод всеобъемлющей, беспристрастной молекулярной характеристики одного образца с использованием как масс-спектрометрии, используя метаболомику, протеомику и липидомику, так и ядерные магнитно-резонансные спектроскопические платформы. Значение этого подхода заключается в том, что мы можем охарактеризовать биологическую систему ниже по течению генома, путем выявления различных типов молекул, что позволяет нам сделать вывод о метаболических и разлагающихся путях. Последовательный метод экстракции, позволяют экстракции биодоступных, полярных соединений с использованием воды, а затем MPLEx для захвата любых дополнительных полярных соединений или метаболитов, а также белков и липидов из одного образца.Визуальная демонстрация этого метода имеет решающее значение, поскольку он направляет ученого путем разделения трех слоев во время второго шага извлечения и разделения экстрактов между различными инструментами анализа. Интегративный многоомийный анализ дает возможность более эффективным исследованиям и полному пониманию сложных биологических систем. Этот надежный метод извлекает большое разнообразие молекул и применим к различным типам образцов.Начните эту процедуру со сбора и подготовки образцов, описанных в текстовом протоколе. Использование этанола мыть, посуда из нержавеющей стали, aliquot 50 миллиграммов каждого из сушеных образцов в отдельных двух миллилитров стеклянных труб. Добавьте по одному миллилитру дистиллированной, дегазированной воды в каждый образец.Затем крышка флаконы и встряхнуть в течение двух часов на стол шейкер. Центрифуга образцов при 15 тысячах раз больше гравитации в течение 30 минут. А затем позволить решениям стоять при комнатной температуре в течение 20 минут.Декант и сохранить супернатант из каждого образца. Проведте MPLEx Extraction на теперь извлеченных остатках воды, повторяя эти шаги извлечения. За исключением замены минус 20 градусов по Цельсию четыре-три хлороформа на смесь метанола для дистиллированной, дегазированной воды.Тщательно отделить два результирующего слоя растворителя, которые будут визуально различимы путем удаления верхнего слоя путем тщательного пипетки. Высушите нижний неполярный слой в фене. Как только он высохнет, добавьте пять микролитров хлороформа и 195 микролитров метанола при анализе в течение ближайших нескольких дней.Повысить эффективность ионизации электроспрей для четырехкратной ионной циклотронной резонансной масс-спектрометрии, сокращенно FTICR-MS путем прямого впрыска. Разбавить экстракт хлороформа один к одному в метаноле, а воду извлечь два к одному в метаноле. Калибруйте спектрометр FTICR, непосредственно впрысая 100 микролитров тюнингового раствора, охватывающего диапазон масс от 100 до 1300 дальтонов, в FTICR-MS.Прямая инъекция 100 микролитров стандарта кислоты реки Суванни Fulvic к источнику ионизации электроспрей. В сочетании с спектрометром FTICR через шприц насос установлен на скорость потока 3,0 микролитров в минуту. Установите напряжение иглы до положительных 4,4 киловольт.Очередь от 1 до 100 масс для зарядки соотношения и стеклянный капилляр при 180 градусах по Цельсию. Осмотрите полученные спектры с помощью программного обеспечения для анализа для подтверждения качества данных. Теперь ввемите 100 микролитров каждого экстракта с помощью прямого впрыска в источник ионизации электроспрей, в сочетании со спектрометром FTICR через шприц-насос, установленный на скорости потока 3,0 микролитров в минуту.Установите параметры, как и прежде. Отрегулируйте время накопления ионов для каждой выборки или группы образцов с учетом изменения концентрации углерода. Соберите 144 сканирования для каждого образца, среднее сканирование, а затем провести внутреннюю калибровку с помощью гомологичной серии CH2.Высушите экстракты с помощью концентратора и сохраните оставшуюся часть экстрактов для последующей газовой хроматографии масс-спектрометрии, жидкой хроматографии масс-спектрометрии и анализа ядерной магнитно-резонансной спектроскопии. Чтобы подготовиться к GC-MS, сначала подготовьв пустые образцы управления, подробно описанные в текстовом протоколе. Для защиты карбинол групп добавить 20 микролитров 30 миллиграммов на миллилитр гидрохлорида метоксамина в Парадине в каждом из образцов, в том числе экстракты метанола, экстракты воды, пробелы и образцы калибровки FAME.Запечатай флаконы шапками. Vortex экстракты в течение 20 секунд, а затем sonicate экстракты в течение 60 секунд. Центрифуга экстрактов при 37 градусах по Цельсию в течение 90 минут при 100-ми степени тяжести.Добавьте 80 микролитров MSTFA с 1%trimethylchlorosilane к каждому образцу. После вихревого и sonicating экстракты, как и раньше, центрифуга экстракты снова при 37 градусов по Цельсию в течение 30 минут при 100 раз тяжести. После охлаждения экстракты до комнатной температуры, передача в GC-MS autosampler флаконы.Приступайте к анализу GC-MS и обработке данных, как описано в текстовом протоколе. Чтобы подготовиться к анализу жидкого состояния ЯМР, разбавьте оставшуюся часть экстрактов воды на 10% с помощью пятимиллярного внутреннего стандарта DSS. Перенесите смесь в высококачественную, трехмиллиметровую трубчатую трубку из стекла NMR.Приступайте к анализу ЯМР и обработке данных, как описано в текстовом протоколе. Для проведения анализа липидомики LC-MS ввесните 10 микролитров каждого экстракта в сверхвысокую жидкую хроматографию в сочетании с масс-спектрометром Orbitrap с помощью заряженной фазы поверхности гибридной колонки. Установите 34-минутный градиент, перечисленный в текстовом протоколе, со скоростью потока 250 микролитров в минуту.Используйте как отрицательные, так и положительные режимы ионизации с более высокой диссоциациацией столкновения энергии и диссоциацией, вызванной столкновением. Для выполнения протеомического анализа, первый экстракт белков в соответствии с протоколом MPLEx на оставшуюся часть фазы метанола, как указано в текстовом протоколе. Торф был сравнен с глубиной в болоте S1 на ели и торфяники ответ под изменение окружающей среды или SPRUCE сайте в штате Миннесота, штат США.3, 312 ферментов были определены в протеомическом анализе. Анализ ферментной деятельности с глубиной показывает, что количество ферментов резко снижается между 15 сантиметров и 45 сантиметров в болоте SPRUCE. Чтобы показать, как сайты могут варьироваться в метаболит и ферментной деятельности, результаты SPRUCE сравниваются с результатами из вечной мерзлоты Бога и Фена в северной Швеции.В целом 67, 040 метаболитов были выявлены во всех образцах SPRUCE Peat из комбинации анализов FTICR-MS, NMR, GC-MS и LC-MS. Здесь показана относительная доля различных химических классов, выявленных с помощью различных методов на различных глубинах. В то время как аминокислоты и сахара снижаются с глубиной, это не наблюдается для липидов.Путем перекрестной проверки метаболитов, выявленных во всех анализах в отношении базы данных KEGG было установлено, что выявленные соединения участвуют в общих метаболических путей, таких как трикарбоксилевая кислота цикла, гликолиз и метаболизм сахара. На протяжении всей этой процедуры крайне важно быть в курсе потенциальных источников загрязнения. Начиная со сбора образцов с помощью анализа, образцы не должны со контактировать с привязанными пластмассами, которые могут негативно повлиять на ионизацию.Многие растворители, используемые во время процедуры извлечения, опасны или легковоспламеняющиеся. Всегда носите соответствующие СИЗ, чтобы избежать контакта кожи и глаз, а также, чтобы избежать загрязнения образцов.

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

Использование высокого разрешения ИК термографии (HRIT) для изучения ледовой зарождения и распространения ледникового у растений

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

Оценка лабильного органического углерода в почве Использование процедур последовательного Фумигация инкубационного

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

Понимание растворенное органическое вещество биогеохимии Через<em&gt; В Ситу</em&gt; Питательные манипуляциях в потоке экосистемам

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

Автоматизированная, с высоким разрешением Мобильная система сбора отходов для азота изотопного анализа NO<sub&gt; х</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

Производство и измерение органических частиц в реакторе трубки потока

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

Производство и измерение органических частиц в зале окружающей среды Гарвардского

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

Улучшение инфракрасной спектроскопии характеристика органического вещества почвы с спектральных вычеты

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

Изоляции нижнечелюстной железы водохранилище содержимого из Bornean ' взрывающаяся муравьи (Formicidae) для анализа Volatilome GC-MS и 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

Оценке возможности удаления частиц дерева листья

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

Характеризующих микрофлора динамика – проточной цитометрии на основе рабочих процессов из чистых культур для природных сообществ

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