Name: a simple method for automated solid phase extraction of water samples for immunological analysis of small pollutants
Uploaded: 2016-01-01T14:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 26 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Simple Method for Automated Solid Phase Extraction of Water Samples for Immunological Analysis of Small Pollutants at JoVE.com

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

הערה: הפרוטוקול הבא מתאר את SPE בוצע על 100 מדגם מיליליטר מים עם סופג C18 וelution עם 50% מתנול V / V. המדגם המועשר מדולל להגיע 10% מתנול V / V לפני ניתוח עם אנזים קשור immunosorbent assay ערכה (ELISA). 1. הכנת ריאגנטים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן את דגימות המים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפני כל צעד אחר, לסנן כל דגימת 100 מיליליטר מים עם מסנני גודל 0.2 מיקרומטר נקבובית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ספייק המדגם עם ריכוז רצוי על ידי דילול הנפח מתאים של פתרון התייחסות לכמות מים. לדוגמא, להכין של דגימת מים עם 100 L / ng של E2 100 מיליליטר ידי דילול 3.3 μl של פתרון התייחסות E2 בריכוז של 300 מיקרוגרם / ליטר. לדלל את הפתרון הזה עשר פעמים כדי לקבל מדגם ממוסמר עם 10 ng / L E2. לדלל אחרון זה עוד עשר פעמים כדי לקבל מדגם של 100 מיליליטר עם 1 ננוגרם / L E2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את המדגם המסונן (ללא שינוי או ממוסמר) בבקבוק זכוכית עם Gחוט L45. השתמש במדגם באותו היום. קח חלק קטן כדי להיות מנותח עם ELISA להעריך ריכוז ראשוני. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן 300 μl של eluent על ידי דילול מתנול במי דה מיונן (di-) 50% v / v בצינור הדוק. </li></ol> 2. הכנת טור SPE <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן 20 מ&quot;ג / מיליליטר השעיה של חלקיקים סופגים octadecyl-סיליקה ידי הוספת 1,600 μl הראשון של מתנול ולאחר מכן 400 μl של di-מים עד 40 מ&quot;ג של סופג שלב הפוך. חוזקה לסגור את המכסה ולהתסיס עם מערבולת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התקנת הקרום התחתון בעמודה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר קרום ניילון אחד עם הגודל נקבובית 11 מיקרומטר ולמקם אותו בשכבה כפולה של רקמות נגד אבק. עם אגרוף קוטר 3 מ&quot;מ, לחתוך שני חלקים קטנים בקרום. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> תפוס את אחד מהקרומים הקטנים עם מלקחיים מסנן שטוח סוף ומניח אותו בצד אחד של הטור. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הברג את המחבר שטוח תחתון עם הצינור ולהדק. הקרום הוא now במקום וניתן להוסיף סופג באופן מאובטח. צייר חץ בגוף של ההצבעה הטור לקראת הסוף שבו הקרום הוצב. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנת הטור הסופג ארוז <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אבטח את הטור על בעל עם החץ מצביע לכיוון החלק התחתון. העמודה חייבת להיות מוגדרת כאנכי ככל האפשר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צרף ריק 10 מיליליטר מזרק חד פעמי לסוף הצינור של הטור, באמצעות המחברים luer הנעילה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן מיקרו-פיפטה עם קצה 20-200 μl, להגדיר את הנפח ל -100 μl. פורמט קצה פיפטה זה מותאם לגודל של העמודה הסופגת להיות מוכנות. ההליך יהיה קשה יותר עם טיפים פיפטה גדולים כגון אלה המשמשים עם 1 מיליליטר טפטפות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להתסיס את ההשעיה הסופגת עם מערבולת, ומהירות pipet 100 μl במרכז בטור. בעוד הזרקה, לשאוב בעדינות כל פתרון pipetted שוקת הקרום באמצעות המזרק ביד השנייה. ברחוב זהגיל, הפתרון מילוי המזרק צריך להיות ברור של חלקיקים, וחלקיקי מיטת סופו של דבר יכולה להיות שנצפה בעמודה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על תהליך זה פי 2 יותר על ידי התססה מניית ההשעיה בין כל הצעדים על מנת להבטיח pipetting השעיה הומוגנית של החלקיקים בתמיסה. הטור וכתוצאה מכיל 6 מ&quot;ג של סופג. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כאשר 300 μl של השעיה הוטענו ומיובש על ידי aspirating עם המזרק, לשמור את המזרק בעמדה ולמקם את קרום ניילון השני בחלק העליון על ידי שימוש במלקחיים ביד השנייה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לדפוק את המחבר השני עם צינור ולהשליך את המזרק. טור SPE מוכן לשימוש. </li></ol></li></ol> 3. הכנת המערכת <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הדק את טור SPE במכשיר על ידי שימוש במחברי luer הנעילה. החץ חייב להיות מצביע לאותו כיוון כמו זה שמוצג על המכשיר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את הבקבוק המכיל את המדגם למכשיר על ידי ההברגהסיפק כובע בטיחות GL45 על זה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לטעון 200 μl של eluent במאגר &#39;eluent&#39;. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עומס 800 μl של di-מים במאגר &quot;הדילול&quot;. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח בקבוק ביציאת הפסולת כדי לאסוף את המים מעובד במהלך שלב חילוץ. הפורמט הוא לא חשוב, אבל הנפח צריך להיות מספיק גדול ביחס לנפח הדגימה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח בקבוקון קטן ביציאת החיישן עם קיבולת הנפח המינימלית של 1.5 מיליליטר. נפח מרבי של 1 מיליליטר יהיה קטן מדי כבועות יהוו בשקע זה בעת איסוף eluent המועשר וחיץ דילול. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ודא וסת הלחץ היא במצב סגור על ידי הפיכתו באופן ידני, להפוך כיוון השעון עד תנועה נוספת אינה אפשרית. </li></ol> SPE 4. עם אבטיפוס <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את אב הטיפוס על ידי לחיצה על הכפתור בצד האחורי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנת ממשק המשתמש ובחירת התכנית <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתח את ממשק המשתמש. בחריציאת התקשורת של המחשב שאליו המכשיר מחובר מהרשימה, ולחץ על הכפתור &quot;הבא&quot;. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הזן את הערכים 580 לpset ו -30 לdpset. המשאבה תתאים לשמירה על לחץ במערכת ומאגרי הלחץ ב580 ± 30 mbar בעת הפעלה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר את המצב האוטומטי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בפינת המצב האוטומטית, לטעון את קובץ התכנית ב&#39;נתיב קובץ התצורה &quot;תיבה. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התאמת וסת הלחץ <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התחל המשאבה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל ידני את וסת הלחץ עד הערך לקרוא לpreg הוא נחותה, אבל קרוב ל -320 mbar. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עצור את המשאבה. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> החל הליך SPE <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> &quot;התחל&quot; לחץ בפינת המצב האוטומטית. המשאבה תעבור על והצעדים חילוץ, elution ודילול באופן אוטומטי לעקוב אחרי זה. ההליך כולו למדגם 100 מיליליטר מתבצע ב -50 דק &#39;. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl">ודא את הערך של preg. זה חייב להיות בטווח 320 - 350 mbar במהלך שלב החילוץ כדי להבטיח ספיקה אופטימלית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סגור את הבקבוקון הקטן וחנות ב 4-5 מעלות צלזיוס בחושך עד לניתוח. ביצוע ניתוח בשעה 30 הבאה כדי למנוע השפלה של אנליטי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השלך את המים מעובד. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ניקוי המערכת הערה: לאחר כל הליך חילוץ המערכת צריכה לנקות כדי למנוע זיהום צולב. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן פתרון 10 מיליליטר של מתנול 70% v / v בבקבוק זכוכית 45 GL. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נתק את טור SPE ולחבר את צינורות עם מחברים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> במצב האוטומטי, בחר את קובץ &#39;הניקוי&#39; ולהפעיל אותו עם אותו הגדרות לחץ. </li></ol></li></ol> 5. איתור של ריכוז אסטרדיול עם ELISA <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן את דגימות כיול עם ריכוזים כמפורט בפרוטוקול מצורף לערכת ELISA המשמשת. הכן calibra אחדtion להגדיר באותה מטריצה ​​כמדגם, וכיול אחת להגדיר עם מתנול 10% V / V. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לוותר את הסכום הדרוש של מדגם בבארות בצלחת, על פי הוראות יצרן. השתמש בדגימות כיול, דגימות מים ללא שינוי וממוסמרים שסוננו אבל לא מעובד עם SPE, והעשירו את הדגימות במתנול v 10% / V. השתמש 3 בארות לדגימה כדי להפחית את השגיאה הקשורים לassay. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בצע את הסימנים של הפרוטוקול המסופק בערכה לתוספת של מגיבים, זמן דגירה, כביסה ותגובה נוספת עם האנזים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קראו את האות האופטי בכל טוב על פי הוראות יצרן הערכה עם מכשיר צלחת קורא ולאסוף את הנתונים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש בתוכנה של מכשיר צלחת הקורא כדי להתאים את עקומות הכיול ולקבוע את ריכוז E2 במדגם הראשוני עם אותו המטריצה, ובדגימות מועשרים עם מתנול 10% נ / נ. </li></ol>

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

The authors have nothing to disclose.

שיטה חדשה להכנת דגימות מים ואחריו ניתוח באמצעות immunoassay הוצעה. המכשיר מאפשר לבצע מיצוי שלב מוצק בצורה אוטומטית וידידותי למשתמש. הסינון של דגימת המים לפני הזרקתו למערכת הוא קריטי. כל חלקיקים שעדיין קיימים בפתרון היה פוטנציאל לגרום...

לדוגמא הכנה היא צעד חשוב בכל תהליך אנליטי. בפרט, הסרת אפקטי מטריקס, ההפחתה של הפרעות, והעשרה של אנליטי נחוצות כדי להשיג תוצאות מדויקות ולהגיע גבולות נמוכים של גילוי. תרכובות האנדוקרינית לשבש (EDCs) הן מדאיגות במיוחד בשל פעולתם באורגניזמים החיים, גם כאשר הרמות נמוכות מאוד בהווה בסביבה. 17β-אסטרדיול ההורמון הטבעי קיים בזיהום המים האיחוד האירופי רשימת מעקב ונוטה להוסיף לרשימה של חומרי עדיפות מוסדרים באירופה המים מסגרת ההוראה. מיצוי שלב מוצק (SPE) מיושם בדרך כלל לניתוח של מזהמים קטנים במים, עם שני הכימית 1-5 (כרומטוגרפיה, ספקטרוסקופיית מסות) ושיטות זיהוי חיסוניות 6-9. האחרון זכה להתעניינות בתחום הניטור סביבתי, כimmunoassays זמין במגוון רחב של פורמטים, הם ספציפיים לת&quot;אאנליטי r קבל, ולהגיע לגבולות נמוכים של גילוי. 6, 7, 10, 11 מבחני שונים אנזים קשור immunosorbent (ELISA) זמינים מסחרי ולאפשר לנתח דגימות מרובות בבת אחת על צלחת רב גם. ההליך מורכב בצעדי תגובה רצופים שיכול לקחת כמה שעות. המוצר הסופי של תגובה יכול להיות מזוהה אופטי כדי לקבוע את הריכוז של מולקולת היעד המבוססת על עקומת כיול. נהלי SPE קלאסיים כוללים סופג מראש אוויר, חילוץ מדגם, כביסה, elution, וריכוז על ידי אידוי של eluent. הממס המשמש לדילול של תמצית זו נבחר בהתאם לשיטת זיהוי. לשיטות חיסוניות, הסכום של השפעות ממס אורגניות מאוד את הרגישות של השיטה. 12 בנוסף להתאוששות וההופעות טרום ריכוז, השיטה גם צריכה להיות פשוט ועלות יעילה. אוטומציה של procedurדואר עוזר להפחית שגיאות הקשורות לאדם. בעבודה הקודמת שלנו 13 הצגנו אב הטיפוס שלנו לSPE האוטומטי, והשיטה שלנו הייתה מוחלת על הניתוח של 17β-אסטרדיול ההורמון הטבעי בדגימות מי ים. עם הווידאו הנוכחי ברצוננו להדגיש את היתרונות הטכניים של השיטה שלנו בהשוואה לoff-line מסורתי ועל שורת SPE, והתאימות המסוימת שלה עם זיהוי על ידי חיסוני תגובות. אנו מתארים את הפרוטוקול מיושם על דגימות מים לגילוי 17β-אסטרדיול. SPE מתבצע עם octadecyl-סיליקה שלב סופג (C18) וelution מתבצע עם מתנול המדולל.

<table><tbody><tr><td>Filter membrane 0.2 &amp;mu;m pore size</td><td>Merck Millipore</td><td>GNWP04700</td><td>For sample filtration</td></tr><tr><td>Nylon membrane 11 &amp;mu;m pore size</td><td>Merck Millipore</td><td>NY1104700</td><td>For SPE column</td></tr><tr><td>Disposable biopsy punch 5 mm</td><td>Medical Budget</td><td>39302439</td><td></td></tr><tr><td>Nucleodur C18 ec&amp;nbsp;</td><td>Macherey Nagel</td><td>713550.01</td><td>50 &amp;mu;m particle diameter</td></tr><tr><td>Synthetic sea water</td><td>Sigma Aldrich</td><td>SSWS500-500ML</td><td></td></tr><tr><td>Methanol</td><td>VWR</td><td></td><td></td></tr><tr><td>17beta-estradiol standard</td><td>Enzo Life Science</td><td></td><td>300 ng/ml</td></tr><tr><td>17beta-estradiol ELISA kit</td><td>Enzo Life Science</td><td>ADI-900-008</td><td>96 wells, range 30 - 3,000 ng/L</td></tr></tbody></table>

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

שיטה חדשה להפקה מוצקה שלב (SPE) של דגימות מים סביבתיות מוצעת. אב הטיפוס שפותח הוא יעיל וחסכוני וידידותיות למשתמש, ומאפשר לבצע SPE מהיר, אוטומטי ופשוט. הפתרון מראש מרוכז תואם ניתוח על ידי immunoassay, עם תוכן ממס אורגני נמוך. שיטה מתוארת לחילוץ ומראש ריכוז של 17β-אסטרדיול הורמון טבעי במיליליטר 100 דגימות מים. שלב הפוך SPE מתבצע עם סופג octadecyl-סיליקה וelution נעשה עם 200 μl של מתנול 50% V / V. Eluent מדולל על ידי הוספת di-מים כדי להפחית את הכמות של מתנול. לאחר ההכנה ידנית עמודת SPE, ההליך הכולל מתבצע באופן אוטומטי בשעה 1. בסופו של התהליך, ריכוז אסטרדיול נמדד באמצעות assay מסחרי צמוד אנזים חיסוני-סופג (ELISA). טרום ריכוז של פי 100 מושגת ותוכן מתנול רק 10% V / V. החלמה מלאה של המולקולההם השיגו עם 1 ננוגרם / L ממוסמר דגימות מי ים דה מיוננים וסינתטיות.

שחזור של אריזה סופגת הוערך על ידי ייבוש ושקלול הסופג pipetted בבקבוקוני זכוכית והתוצאה מוצגת באיור 1. שחזור של זמן הזרקה נבדקה עבור דגימות 100 מיליליטר, כפי שמוצגת באיור 2. ריכוז ובראשוני מראש מרוכז ממוסמר דגימות נקבעו על ידי שימוש בערכת...

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

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

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

שיטה פשוטה למיצוי שלב המוצק האוטומטי של דגימות מים לניתוח החיסוני של מזהמים קטנים

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

a-simple-method-for-automated-solid-phase-extraction-water-samples

Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Environment

13.6K Views.  Centre Suisse d'Electronique et de Microtechnique. A protocol for the extraction and pre-concentration of estradiol from water samples by using an automated and miniaturized system is presented.

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

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

Next-generation sequencing of environmental samples can be challenging because of the variable DNA quantity and quality in these samples. High quality DNA libraries are needed for optimal results from next-generation sequencing. Environmental samples such as water may have low quality and quantities of DNA as well as contaminants that co-precipitate with DNA. The mechanical and enzymatic processes involved in extraction and library preparation may further damage the DNA. Gel size selection enables purification and recovery of DNA fragments of a defined size for sequencing applications. Nevertheless, this task is one of the most time-consuming steps in the DNA library preparation workflow. The protocol described here enables complete automation of agarose gel loading, electrophoretic analysis, and recovery of targeted DNA fragments. 
In this study, we describe a high-throughput approach to prepare high quality DNA libraries from freshwater samples that can be applied also to other environmental samples. We used an indirect approach to concentrate bacterial cells from environmental freshwater samples; DNA was extracted using a commercially available DNA extraction kit, and DNA libraries were prepared using a commercial transposon-based protocol. DNA fragments of 500 to 800 bp were gel size selected using Ranger Technology, an automated electrophoresis workstation. Sequencing of the size-selected DNA libraries demonstrated significant improvements to read length and quality of the sequencing reads.

This manuscript describes an automated gel size selection approach for purifying DNA fragments for next-generation sequencing. The Ranger Technology provides complete automation of the entire process of agarose gel loading, electrophoretic analysis, and recovery of targeted DNA fragments allowing for high-throughput and high quality next-generation sequencing libraries.

בחירת גודל האוטומטי ג&#39;ל כדי לשפר את האיכות של ספריות רצף הדור הבא הוכן מדגימות סביבתיות מים

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

Preparation and Testing of Impedance-based Fluidic Biochips with RTgill-W1 Cells for Rapid Evaluation of Drinking Water Samples for Toxicity

This manuscript describes how to prepare fluidic biochips with Rainbow trout gill epithelial (RTgill-W1) cells for use in a field portable water toxicity sensor. A monolayer of RTgill-W1 cells forms on the sensing electrodes enclosed within the biochips. The biochips are then used for testing in a field portable electric cell-substrate impedance sensing (ECIS) device designed for rapid toxicity testing of drinking water. The manuscript further describes how to run a toxicity test using the prepared biochips. A control water sample and the test water sample are mixed with pre-measured powdered media and injected into separate channels of the biochip. Impedance readings from the sensing electrodes in each of the biochip channels are measured and compared by an automated statistical software program. The screen on the ECIS instrument will indicate either "Contamination Detected" or "No Contamination Detected" within an hour of sample injection. Advantages are ease of use and rapid response to a broad spectrum of inorganic and organic chemicals at concentrations that are relevant to human health concerns, as well as the long-term stability of stored biochips in a ready state for testing. Limitations are the requirement for cold storage of the biochips and limited sensitivity to cholinesterase-inhibiting pesticides. Applications for this toxicity detector are for rapid field-portable testing of drinking water supplies by Army Preventative Medicine personnel or for use at municipal water treatment facilities.

This manuscript describes how to prepare fluidic biochips with Rainbow trout gill epithelial cells for use in a field portable electric cell-substrate impedance sensor. The protocol for running a rapid drinking water toxicity test with the sensor is also described.

הכנה ובדיקה של עכבה מבוססי biochips fluidic עם תאים RTgill-W1 טוב ההערכה המהירה של שתייה דגימות מים עבור רעילות

This manuscript describes how to prepare fluidic biochips with Rainbow trout gill epithelial (RTgill-W1) cells for use in a field portable water toxicity ...

Characterization and Application of Passive Samplers for Monitoring of Pesticides in Water

Five different water passive samplers were calibrated under laboratory conditions for measurement of 124 legacy and current used pesticides. This study provides a protocol for the passive sampler preparation, calibration, extraction method and instrumental analysis. Sampling rates (RS) and passive sampler-water partition coefficients (KPW) were calculated for silicone rubber, polar organic chemical integrative sampler POCIS-A, POCIS-B, SDB-RPS and C18 disk. The uptake of the selected compounds depended on their physicochemical properties, i.e., silicone rubber showed a better uptake for more hydrophobic compounds (log octanol-water partition coefficient (KOW) &#62; 5.3), whereas POCIS-A, POCIS-B and SDB-RPS disk were more suitable for hydrophilic compounds (log KOW &#60; 0.70).

A protocol about the characterization and application of five different passive sampling devices is presented.

אפיון ויישום של דוגמים פסיביים עבור ניטור של דברה במים

Five different water passive samplers were calibrated under laboratory conditions for measurement of 124 legacy and current used pesticides. This study ...

VacuSIP, an Improved InEx Method for In Situ Measurement of Particulate and Dissolved Compounds Processed by Active Suspension Feeders

Benthic suspension feeders play essential roles in the functioning of marine ecosystems. By filtering large volumes of water, removing plankton and detritus, and excreting particulate and dissolved compounds, they serve as important agents for benthic-pelagic coupling. Accurately measuring the compounds removed and excreted by suspension feeders (such as sponges, ascidians, polychaetes, bivalves) is crucial for the study of their physiology, metabolism, and feeding ecology, and is fundamental to determine the ecological relevance of the nutrient fluxes mediated by these organisms. However, the assessment of the rate by which suspension feeders process particulate and dissolved compounds in nature is restricted by the limitations of the currently available methodologies. Our goal was to develop a simple, reliable, and non-intrusive method that would allow clean and controlled water sampling from a specific point, such as the excurrent aperture of benthic suspension feeders, in situ. Our method allows simultaneous sampling of inhaled and exhaled water of the studied organism by using minute tubes installed on a custom-built manipulator device and carefully positioned inside the exhalant orifice of the sampled organism. Piercing a septum on the collecting vessel with a syringe needle attached to the distal end of each tube allows the external pressure to slowly force the sampled water into the vessel through the sampling tube. The slow and controlled sampling rate allows integrating the inherent patchiness in the water while ensuring contamination free sampling. We provide recommendations for the most suitable filtering devices, collection vessel, and storing procedures for the analyses of different particulate and dissolved compounds. The VacuSIP system offers a reliable method for the quantification of undisturbed suspension feeder metabolism in natural conditions that is cheap and easy to learn and apply to assess the physiology and functional role of filter feeders in different ecosystems.

VacuSIP, an Improved InEx Method for In Situ Measurement of Particulate and Dissolved Compounds Processed by Active Suspension Feeders

We introduce the VacuSIP, a simple, non-intrusive, and reliable method for clean and accurate point sampling of water. The system was developed and evaluated for the simultaneous collection of the water inhaled and exhaled by benthic suspension feeders in situ, to cleanly measure removal and excretion of particulate and dissolved compounds.

VacuSIP, שיטת INEX משופרת<em&gt; באתרו</em&gt; מדידה של חלקיקים מומס תרכובות מעובד על ידי האכלת השעית Active

Benthic suspension feeders play essential roles in the functioning of marine ecosystems. By filtering large volumes of water, removing plankton and ...

A Modified EPA Method 1623 that Uses Tangential Flow Hollow-fiber Ultrafiltration and Heat Dissociation Steps to Detect Waterborne Cryptosporidium and Giardia spp.

Cryptosporidium and Giardia species are two of the most prevalent protozoa that cause waterborne diarrheal disease outbreaks worldwide. To better characterize the prevalence of these pathogens, EPA Method 1623 was developed and used to monitor levels of these organisms in US drinking water supplies 12. The method has three main parts; the first is the sample concentration in which at least 10 L of raw surface water is filtered. The organisms and trapped debris are then eluted from the filter and centrifuged to further concentrate the sample. The second part of the method uses an immunomagnetic separation procedure where the concentrated water sample is applied to immunomagnetic beads that specifically bind to the Cryptosporidium oocysts and Giardia cysts allowing for specific removal of the parasites from the concentrated debris. These (oo)cysts are then detached from the magnetic beads by an acid dissociation procedure. The final part of the method is the immunofluorescence staining and enumeration where (oo)cysts are applied to a slide, stained, and enumerated by microscopy.
Method 1623 has four listed sample concentration systems to capture Cryptosporidium oocysts and Giardia cysts in water: Envirochek filters (Pall Corporation, Ann Arbor, MI), Envirochek HV filters (Pall Corporation), Filta-Max filters (IDEXX, Westbrook, MA), or Continuous Flow Centrifugation (Haemonetics, Braintree, MA). However, Cryptosporidium and Giardia (oo)cyst recoveries have varied greatly depending on the source water matrix and filters used1,14. A new tangential flow hollow-fiber ultrafiltration (HFUF) system has recently been shown to be more efficient and more robust at recovering Cryptosporidium oocysts and Giardia cysts from various water matrices; moreover, it is less expensive than other capsule filter options and can concentrate multiple pathogens simultaneously1-3,5-8,10,11. In addition, previous studies by Hill and colleagues demonstrated that the HFUF significantly improved Cryptosporidium oocysts recoveries when directly compared with the Envirochek HV filters4. Additional modifications to the current methods have also been reported to improve method performance. Replacing the acid dissociation procedure with heat dissociation was shown to be more effective at separating Cryptosporidium from the magnetic beads in some matrices9,13 .
This protocol describes a modified Method 1623 that uses the new HFUF filtration system with the heat dissociation step. The use of HFUF with this modified Method is a less expensive alternative to current EPA Method 1623 filtration options and provides more flexibility by allowing the concentration of multiple organisms.

A Modified EPA Method 1623 that Uses Tangential Flow Hollow-fiber Ultrafiltration and Heat Dissociation Steps to Detect Waterborne Cryptosporidium and Giardia spp.

This protocol describes the use of a tangential flow hollow-fiber ultrafiltration sample concentration system and a heat dissociation as alternative steps for the detection of waterborne Cryptosporidium and Giardia species using EPA Method 1623.

שינוי שיטת EPA 1623 שמשתמש תזרים משיק הולו סיבים Ultrafiltration ומחממים צעדים ניתוק לזהות waterborne<em&gt; Cryptosporidium</em&gt; ו<em&gt; Giardia spp.</em

Cryptosporidium and Giardia species are two of the most prevalent protozoa that cause waterborne diarrheal disease outbreaks worldwide. To better ...

Immunology and Infection

Identifying Per- and Polyfluorinated Chemical Species with a Combined Targeted and Non-Targeted-Screening High-Resolution Mass Spectrometry Workflow

Historical and emerging per- and polyfluoroalkyl substances (PFASs) have garnered significant interest from the public and government agencies from the local to federal levels. The continuing evolution of PFAS chemistries presents a challenge to the environmental monitoring, where ongoing development of targeted methods necessarily lags the discovery of new chemical compounds. There is a need, therefore, to have forward-looking methodologies that can detect emerging and unexpected compounds, monitor these species over time, and resolve details of their chemical structure to enable future work in human health. To this end, non-targeted analysis by high-resolution mass spectrometry offers a broad base detection approach that can be combined with almost any sample preparation scheme and provides significant capabilities for compound identification after detection. Herein, we describe a solid-phase extraction (SPE) based sample concentration method tuned for shorter chain and more hydrophilic PFAS chemistries, such as per fluorinated ether acids and sulfonates, and describe analysis of samples prepared in this fashion in both targeted and non-targeted modes. Targeted methods provide superior quantification when reference standards are available but are intrinsically limited to expected compounds when performing analysis. In contrast, a non-targeted approach can identify the presence of unexpected compounds and provide some information about their chemical structure. Information about chemical features can be used to correlate compounds across sample locations and track abundance and occurrence over time.

Here, we present a protocol for the sequential targeted quantification and non-targeted analysis of fluorinated compounds in water by mass spectrometry. This methodology provides quantitative levels of known fluorochemical compounds and identifies unknown chemicals in related samples with semi-quantitative estimates of their abundance.

זיהוי לכל-כימית Polyfluorinated מינים בזרימת עבודה משולבת יישוב, שאינו ממוקד-סינון ברזולוציה גבוהה ספקטרומטר מסה

Historical and emerging per- and polyfluoroalkyl substances (PFASs) have garnered significant interest from the public and government agencies from the ...

Fabrication of a Dipole-assisted Solid Phase Extraction Microchip for Trace Metal Analysis in Water Samples

This paper describes a fabrication protocol for a dipole-assisted solid phase extraction (SPE) microchip available for trace metal analysis in water samples. A brief overview of the evolution of chip-based SPE techniques is provided. This is followed by an introduction to specific polymeric materials and their role in SPE. To develop an innovative dipole-assisted SPE technique, a chlorine (Cl)-containing SPE functionality was implanted into a poly(methyl methacrylate) (PMMA) microchip. Herein, diverse analytical techniques including contact angle analysis, Raman spectroscopic analysis, and laser ablation-inductively coupled plasma-mass spectrometry (LA-ICP-MS) analysis were employed to validate the utility of the implantation protocol of the C-Cl moieties on the PMMA. The analytical results of the X-ray absorption near-edge structure (XANES) analysis also demonstrated the feasibility of the Cl-containing PMMA used as an extraction medium by virtue of the dipole-ion interactions between the highly electronegative C-Cl moieties and the positively charged metal ions.

The fabrication protocol of a dipole-assisted solid phase extraction microchip for the trace metal analysis is presented.

המצאה של Microchip הפקת דיפול בסיוע שלב מוצק עבור ניתוח מתכת עקבות בדגימות מים

This paper describes a fabrication protocol for a dipole-assisted solid phase extraction (SPE) microchip available for trace metal analysis in water ...

Bioengineering

Electrowetting-based Digital Microfluidics Platform for Automated Enzyme-linked Immunosorbent Assay

Electrowetting is the effect by which the contact angle of a droplet exposed to a surface charge is modified. Electrowetting-on-dielectric (EWOD) exploits the dielectric properties of thin insulator films to enhance the charge density and hence boost the electrowetting effect. The presence of charges results in an electrically induced spreading of the droplet which permits purposeful manipulation across a hydrophobic surface. Here, we demonstrate EWOD-based protocol for sample processing and detection of four categories of antigens, using an automated surface actuation platform, via two variations of an Enzyme-Linked Immunosorbent Assay (ELISA) methods. The ELISA is performed on magnetic beads with immobilized primary antibodies which can be selected to target a specific antigen. An antibody conjugated to HRP binds to the antigen and is mixed with H2O2/Luminol for quantification of the captured pathogens. Assay completion times of between 6 and 10 min were achieved, whilst minuscule volumes of reagents were utilized.

Electrowetting-based digital microfluidic is a technique that utilizes a voltage-driven change in the apparent contact angle of a microliter-volume droplet to facilitate its manipulation. Combining this with functionalized magnetic beads enables the integration of multiple laboratory unit operations for sample preparation and identification of pathogens using Enzyme-linked Immunosorbent Assay (ELISA).

האלקטרו-מערכות מבוססות-פלטפורמת מיקרופלואידיקה דיגיטלית עבור מערכת חיסונית אוטומטית מקושרת אנזימים

Electrowetting is the effect by which the contact angle of a droplet exposed to a surface charge is modified. Electrowetting-on-dielectric (EWOD) exploits ...

Solid-Liquid Extraction

Source: Laboratory of Dr. Jay Deiner &#8212; City University of New York
Extraction is a crucial step in most chemical analyses. It entails removing the analyte from its sample matrix and passing it into the phase required for spectroscopic or chromatographic identification and quantification. When the sample is a solid and the required phase for analysis is a liquid, the process is called solid-liquid extraction. A simple and broadly applicable form of solid-liquid extraction entails combining the solid with a solvent in which the analyte is soluble. Through agitation, the analyte partitions into the liquid phase, which may then be separated from the solid through filtration. The choice of solvent must be made based on the solubility of the target analyte, and on the balance of cost, safety, and environmental concerns.

Solid-Liquid Extraction: Principle, Procedure, Applications

מיצוי נוזלי מוצק

Source: Laboratory of Dr. Jay Deiner &#8212; City University of New York
Extraction is a crucial step in most chemical analyses. It entails removing the ...

Education

JoVE Science Education

Chemistry

Organic Chemistry

Extraction of Biomarkers from Sediments - Accelerated Solvent Extraction

Source: Laboratory of Jeff Salacup&#160;- University of Massachusetts Amherst
The distribution of a group of organic biomarkers called glycerol-dialkyl glycerol-tetraethers (GDGTs), produced by a suite of archaea and bacteria, were found in modern sediments to change in a predictable manner in response to air or water temperature1,2. Therefore, the distribution of these biomarkers in a sequence of sediments of known age can be used to reconstruct the evolution of air and/or water temperature on decadal to millennial timescales (Figure 1). The production of long high-resolution records of past climates, called paleoclimatology, depends on the rapid analysis of hundreds, possibly thousands of samples. Older extraction techniques, such as sonication or Soxhlet, are too slow. However, the newer Accelerated Solvent Extraction technique was designed with efficiency in mind.
<img alt="Figure 1" src="/files/ftp_upload/10097/10097fig1.jpg" /> 
Figure 1. An example of a paleoclimate record showing changes in sea surface temperature (SST) in the eastern Mediterranean Sea during the past ~27,000 years3. This record comprises ~115 samples and is based on the isoprenoidal GDGT-based TEX86 SST proxy.

Accelerated Solvent Extraction of Total Lipid from Sediments

הפקת סמנים ביולוגיים משקעים - מיצוי ממס מואץ

Source: Laboratory of Jeff Salacup&#160;- University of Massachusetts Amherst
The distribution of a group of organic biomarkers called glycerol-dialkyl ...

שיטה פשוטה למיצוי שלב המוצק האוטומטי של דגימות מים לניתוח החיסוני של מזהמים קטנים

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video

בחירת גודל האוטומטי ג'ל כדי לשפר את האיכות של ספריות רצף הדור הבא הוכן מדגימות סביבתיות מים