This work was funded by the Swiss National Science Foundation (grant n&#176; 200021-140230) and by the Swiss Federal Office of Public Health (PF and PS). We thank the Swiss Federal Office of Public Health for providing financial support for the open-access publication of this paper.

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	<li>Kaplan, D. 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=Influence+of+oxidation+states+on+plutonium+mobility+during+long-term+transport+through+an+unsaturated+subsurface+environment.">Influence of oxidation states on plutonium mobility during long-term transport through an unsaturated subsurface environment.</a> Environ. Sci. Technol. 38 (19), 5053-5058 (2004).</li><li>Taylor, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Environmental+plutonium+-+Creation+of+the+universe+to+twenty-first+century+mankind.">Environmental plutonium - Creation of the universe to twenty-first century mankind.</a> Plutonium in the Environment. 1, 1-14 (2001).</li><li>Maher, K., Bargar, J. R., Brown, G. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Environmental+Speciation+of+Actinides.">Environmental Speciation of Actinides.</a> Inorganic Chemistry. 52 (7), 3510-3532 (2013).</li><li>Kurosaki, H., Kaplan, D. I., Clark, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+environmental+curium+on+plutonium+migration+and+isotopic+signatures.">Impact of environmental curium on plutonium migration and isotopic signatures.</a> Environ. Sci. Technol. 48 (23), 13985-13991 (2014).</li><li>Orlandini, K. A., Penrose, W. R., Nelson, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pu(V)+as+the+stable+form+of+oxidized+plutonium+in+natural-waters.">Pu(V) as the stable form of oxidized plutonium in natural-waters.</a> Marine Chemistry. 18 (1), 49-57 (1986).</li><li>Kaplan, D. 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=Eleven-year+field+study+of+Pu+migration+from+Pu+III,+IV,+and+VI+sources.">Eleven-year field study of Pu migration from Pu III, IV, and VI sources.</a> Environ. Sci. Technol. 40 (2), 443-448 (2006).</li><li>Morgenstern, A., Choppin, G. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kinetics+of+the+oxidation+of+Pu(IV)+by+manganese+dioxide.">Kinetics of the oxidation of Pu(IV) by manganese dioxide.</a> Radiochim. Acta. 90 (2), 69-74 (2002).</li><li>Davison, W., Zhang, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In-situ+speciation+measurements+of+trace+components+in+natural-waters+using+thin-film+gels.">In-situ speciation measurements of trace components in natural-waters using thin-film gels.</a> Nature. 367 (6463), 546-548 (1994).</li><li>Zhang, H., Davison, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diffusional+characteristics+of+hydrogels+used+in+DGT+and+DET+techniques.">Diffusional characteristics of hydrogels used in DGT and DET techniques.</a> Anal. Chim. Acta. 398 (2-3), 329-340 (1999).</li><li>Cusnir, R., Steinmann, P., Bochud, F., Froidevaux, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+DGT+Technique+for+Plutonium+Bioavailability+Measurements.">A DGT Technique for Plutonium Bioavailability Measurements.</a> Environ. Sci. Technol. 48 (18), 10829-10834 (2014).</li><li>Froidevaux, P., Steinmann, P., Pourcelot, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Long-Term+and+Long-Range+Migration+of+Radioactive+Fallout+in+a+Karst+System.">Long-Term and Long-Range Migration of Radioactive Fallout in a Karst System.</a> Environ. Sci. Technol. 44 (22), 8479-8484 (2010).</li><li>Bajo, S., Eikenberg, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+of+a+stable+tracer+solution+of+plutonium+(IV).">Preparation of a stable tracer solution of plutonium (IV).</a> Radiochim. Acta. 91 (9), 495-497 (2003).</li><li>Saito, A., Roberts, R. A., Choppin, G. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+of+solutions+of+tracer+level+plutonium+(V).">Preparation of solutions of tracer level plutonium (V).</a> Anal. Chem. 57 (1), 390-391 (1985).</li><li>Bajo, S., Eikenberg, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrodeposition+of+actinides+for+alpha-spectrometry.">Electrodeposition of actinides for alpha-spectrometry.</a> Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. 242 (3), 745-751 (1999).</li><li>Dai, X. X., Christl, M., Kramer-Tremblay, S., Synal, H. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultra-trace+determination+of+plutonium+in+urine+samples+using+a+compact+accelerator+mass+spectrometry+system+operating+at+300+kV.">Ultra-trace determination of plutonium in urine samples using a compact accelerator mass spectrometry system operating at 300 kV.</a> Journal of Analytical Atomic Spectrometry. 27 (1), 126-130 (2012).</li><li>Christl, 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=The+ETH+Zurich+AMS+facilities:+Performance+parameters+and+reference+materials.">The ETH Zurich AMS facilities: Performance parameters and reference materials.</a> Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. 294, 29-38 (2013).</li><li>Blinova, O., 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=Redox+interactions+of+Pu(V)+in+solutions+containing+different+humic+substances.">Redox interactions of Pu(V) in solutions containing different humic substances.</a> Journal of Alloys and Compounds. 444, 486-490 (2007).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

拡散セルを使用してプルトニウムを用いた実験のために、ここで説明DGTの方法論は、プルトニウムの酸化還元種と有機分子、コロイド粒子とシミュレートされた環境システムとの相互作用に関する様々な研究のための信頼性の高いアプローチを提供します。プルトニウムの環境測定のためのDGTSのさらなる用途は、生物学的利用能および水生生態系におけるこの放射性核種の運命の我々の理解に貢献していきます。 実験室での拡散実験 特定の化学物質の環境に関する意味のあるプルトニウムの移動性に関する結論との相互作用で成功拡散実験を行うためには、明確に定義され、制御条件が提供されなければなりません。実験の前にプルトニウムの酸化状態の調節、データの解釈を簡素化するだけでなく、プルトニウムの酸化還元種の様々な生物地球化学的挙動をシミュレートすることが不可欠です。 Puの種の感受性にpH値の変化は必見ソリューションをバッファリングすることができます。特に注意が拡散セルの機能とセットアップに描画する必要がある：非収着テフロンポリマー材料の使用は、細胞壁への吸着を回避し、実験中に解決策を拡散するプルトニウムの損失を防ぐ、強固な漏れ防止アセンブリを可能にします。 A区画に導入される初期のPu濃度と同様に、サンプリング間隔と拡散実験中に撮影した各試料の量は、実験室で利用可能な分析方法によって異なります。任意の利用可能な分析方法は、拡散セルからのサンプル中のPu濃度の決意に使用することができ、しかしこの選択は、しっかりと実験のために採取プルトニウムの初期活性に結合しています。このプロトコルで推奨されているように239 Puの10ベクレルはmeasuremのために十分な感度を提供するのに十分である（100〜140 MBqのmlの-1〜×10 -13モルml -1の2を与えます）一般的に、アルファ - 分析およびによってエントは放射線防護規制のための特定の問題を提起しません。他の、より高感度、分析技術は、プルトニウムの決意（例えば、質量分析）のために利用可能である場合のPuの初期濃度を低減することができます。サンプリング間隔は、Puの初期濃度、及びPAMゲルを通して拡散の予想速度に応じて、各拡散実験のために選択することができます。拡散実験からのアリコートをプルトニウム以外の放射性核種を含有しないという事実にもかかわらず、無機塩およびMOPS緩衝液の存在下、効率及び定量分析の精度を低下させる、分析手順を妨害することができます。したがって、これらの試料でのPuの化学的分離を行うことが好ましいです。 拡散セルは、ゲルが十分に撹拌した溶液に直接露出しているため、PAMゲル中で拡散を研究するための最良のアプローチを提供します。拡散BOのしたがって、効果ゲル表面にundary層（DBL）は無視できると考えています。拡散実験中のソリューションの良い撹拌をDBLの影響の最小化を可能にする、必要不可欠です。同じ時間では、1は、PAMゲルを妨害しないようにするために、慎重に進めるべき。 自然の淡水中のPuの生物学的利用能の研究 このプロトコルによって生成された結果は、DGT機器と測定プルトニウムは淡水でプルトニウムの生物学的利用能を研究するための効率的なツールを提供することを示しています。 DGT測定は無料で、不安定な種の時間平均濃度、生物による生物学的取り込みのための2つの最も重要なフォームが得られます。また、有機物とプルトニウムの相互作用の動力学は、異なる厚さのゲルを用いて調べることができます。ゲルを通して拡散するのPu-NOMの種のために必要な時間が解離するための最も不安定な複合体を可能にします。 DGT測定は、Bを補完することができます指定されたサイズ（例えば、8キロダルトン）の上にプルトニウムコロイド種のパーセンテージを得るY限外ろ過技術。 Puのコロイド種は、通常、非生物学的に利用可能な種と見なされ、DGTを使用して測定できないプルトニウム画分の一部です。 この時点で、DGTデバイスのみがスイスのジュラ山脈のカルスト春の淡水に配備されました。プルトニウムの低環境濃度は、潜在的な欠点に遭遇する可能性がDGTデバイスの長期的な展開を必要とします。 DGT表面の生物付着は、DBLの厚さを増加させ、したがって、PAMゲルでのPuの流量を制限する、重大な欠点を表します。高鉱化の海域または海域にさらさDGTSの結合相は、急速にプルトニウムの蓄積のためのデータを詐称、その他の微量金属で飽和することができます。環境プルトニウムの痕跡レベルの決意は徹底的な放射化学分離と非常に敏感な分析方法を必要とします。 AMS測定このプロトコルに適用されるのは、広く利用可能ではなく、他の質量分析技術によって置き換えることができます。しかし、厳密な放射化学的分離が自然にウランを発生する同重体干渉238 UHを排除することが必要です。 式2は、DGT装置の大きさが所定の展開時間の間に蓄積プルトニウムの量を増加させるように調整することができる本質的なパラメータであることを示しています。市販のゲルストリップのみ6センチメートル×22 cmで最大表面で利用可能です。したがって、DGTサンプラーのウィンドウが比較的短い展開時間についてPuの種を十分に蓄積することが可能になって105 cm 2の（21センチメートル×5センチ）に増えました。操作しながら、このようなDGTサンプラーのアセンブリは、PAMゲルシート特性の精度と特定の配慮が必要です。それはhomogeを提供するために、滑らかな顔をした均一な「サンドイッチ」にゲル層を組み立てるために基本的に重要です拡散性ゲルを介してバルク水からのPu種のジニアスフラックス。 DGT表面における良好な水の流れも重要なパラメータである、まだそれは主に帯水層内の流れの状態によって決定されます。これは、安定した水の供給を提供し、DBLの影響を最小限に抑えるために、約45°の水の流れの方向に向かってでPuの測定のためのDGT装置を配置することが推奨されます。 水の検討体の温度は、拡散係数が決定された温度と異なる場合、式（2）で用いられる拡散係数を補正しなければなりません。拡散係数の温度の影響は、ストークス - アインシュタイン方程式（式3）で与えられます： <img alt="式3" src="/files/ftp_upload/53188/53188eq3.jpg" /> （3） D 1及び D 2 は、拡散係数（cm 2の秒 -1）、ηである場合1、η2は、Wの粘度（MPA秒）ですそれぞれの温度T 1とT 2（K）でATER。 現在、熱力学計算に基づいて、 例えば、pHと酸化還元パラメータを除いて、自然のままの環境でのPuの分化を調査する方法はありません。これらのパラメータは、このような炭酸塩、鉄やマンガンカチオンなどのマクロコンポーネントでのみ使用可能です。このように、プルトニウムの分化は、これらの測定可能な種に由来するが、「本物」の測定値を表すものではありません。ここでは、それがplutonyl種を証明、おそらく、 その場で自由で不安定な種で測定することが可能とするため、この論文で提示されるような薄いPAMゲルフィルム技術における拡散はプルトニウムの分化の問題の解決の重要なステップであると考えています。淡水の環境プルトニウムのわずか数DGT測定は、これまで行われてきたが、得られた結果は、プルトニウムの分化および生物学的利用能の研究のためのDGT技術のさらなる用途のために奨励されています。有機物に富む海域でDGTSの展開は、潜在的にNOM分子の存在下でのPuのモビリティとの相互作用に関する重要な情報が得られます。興味深い結果は、セラフィールド核再処理工場周辺海域および損傷を受けた福島第一原子力発電所のような汚染された海洋環境ではDGT測定から予想されるべきです。

プルトニウムは核爆弾の実験や原発事故、以下のグローバルフォールアウトの結果として環境中の人工放射性核種が存在します。プルトニウムの酸化還元化学は環境水生システム1での移行と生物地球化学的循環に重要な意味を持っています。プルトニウムは、複雑な化学的性質を有しており、同時に4酸化状態（III、IV、V、VI）で存在することができます。したがって、天然水中のプルトニウムの酸化還元種の分布は局所的な化学的環境2,3に極めて敏感です。プルトニウムの酸化状態は、ソースの起源に依存して - この声明は、汚染された環境や処分のためのほとんどの関連です。高い酸化状態（V +と+ VI）は、他のアクチニドの崩壊生成物の中から見つけることができますしながら削減プルトニウム種（+ IIIとは、+ IV）、廃棄物の排出物を無酸素環境で主に発見され、世界的な放射性降下物に由来し、ストックしていますそして、有酸素環境での4。 モビリティとプルトニウムの環境の動作は、レドックス分化からある程度予測することができます。 + IIIおよびIV +の酸化状態でのプルトニウムは、固相に主に存在し、無機コロイドに収着する能力を増加させ、自然に有機物（NOM）分子を発生しました。 + IIIおよびIV +酸化状態でプルトニウムが少なく、モバイルであると考えられています。プルトニウム（+ Vと+ VI、+ V最も可能性が高いという）5のより可溶性の酸化形態は、潜在的に、より高い移動度水生生物に高い生物学的移転に貢献することができます。それにもかかわらず、特にフミン酸のNOMの存在下で、プルトニウム（V）は降水量の賛成で大きさの分割数桁をずらし、17に減少しています。プルトニウム（IV）をプルトニウム（V）の還元速度が速く逆反応よりも大きさの4〜5オーダー、酸化条件の下ミリアンペアのPu（IV）のremobilizationであるという事実にもかかわらずYはまた、場所1を取ります 。ミネラル堆積物のPu（IV）を用いて補正されたおよび天然の酸化条件に供に関する最近の実験データは、水相に可溶性のPuの濃度は、時間1,6とともに増加することを実証しました。著者らは、酸化プルトニウムの脱離（IV）およびより可溶性のPu（V）を形成することによってそれを説明するとPu（VI）種。プルトニウム（IV）の酸化はまた、天然7マンガン酸化物に遭遇したことが原因で発生することがあります。これらの観​​察は、生物学的利用能のモデル化と廃棄物処理や汚染された場所の環境リスク評価のために重要です。 プルトニウムの生物学的利用能と分化に関する研究は、両方の研究室でとその場で条件困難な作業です。低環境中の濃度は、酸化還元種の多様性と自然なコロイドとの相互作用は、それが困難なプルトニウムの生物地球化学的挙動をシミュレートすることを可能にします。薄膜における拡散勾配の技術（DGT）は、に基づいポリアクリルアミド（PAM）ゲルを通して自由に不安定な汚染物質種の拡散が広く微量元素8の環境の測定のために使用されます。 DGTサンプラーは、拡散性のゲル層（厚さを変化させるPAMゲル）とゲルを保護するフィルタ膜と（これはPAMゲルに含まキレックス樹脂である微量金属の大部分）の結合相からなる三層デバイスを表します一緒にアセンブリを保持します。水の85％からなるポリアクリルアミドゲルの薄膜は、大きなNOM分子または天然のコロイド粒子に結合されたプルトニウムよりも急速に拡散するように自由と不安定な錯体種を有効にしてください。実験室条件で薄いPAMゲル膜中のプルトニウムの拡散を研究するために設計されたセットアップは、拡散セル9と呼ばれています 。 拡散セルは、二つの別個の区画が所与の表面の開口部によって相互接続された2つの区画の容器です。開口部、 すなわち、二つの室Cとの間の窓所定の厚さの拡散ゲルのディスクをontains。我々は2つ​​の100ミリリットルの区画と円形拡散窓直径1.7 CMとテフロンセルを構築しました。一つの区画は、組立を容易にする、取り外し可能です。固定コンパートメントに拡散窓の周りに刻まれた0.5センチメートル広い溝が拡散ゲルディスクを配置するのに役立ちます。溝の深さは、使用することを意図し、PAMゲルの厚さのようになります。そこで我々は、我々の拡散セルの溝の深さは0.39ミリメートルで、0.39ミリメートルのPAMゲルで動作するように選択します。拡散セルの詳細な画像が図1に示されています。 最初にプルトニウムを含む溶液は、1つの区画（A）にあるとき、Puの種を拡散するゲル濃度勾配を確立する第2の区画（B）に蓄積し始め、最初はプルトニウムなく、同じ化学組成の溶液を含みます。コンパートメントA中のPuの種の初期濃度は、remaiように定義されます拡散実験を通して（1％-2％で最もによって）非常に少ない定数または変更NS。時間に対する拡散プルトニウムの量をプロットすると、別のシミュレートされた環境条件に支配的なPuの種の移動度を分析するための手段を提供します。薄膜における拡散は、プルトニウムの移動と分化の研究のための貴重な代替手段を提供し、正常にフィールド条件10で適用することができます。一つは、拡散Puの種を蓄積するのに役立つ結合相として、PAM拡散ゲルとキレックス樹脂で作製したパッシブサンプラーによって、拡散セルを置き換えることができます。このようなサンプラーは、現場条件に露出させることができる-樹脂に蓄積されたプルトニウムの量が分化し、それぞれの環境 10中のPuの生物学的利用能の指標となります。 本研究では、実験室条件でNOMでのPu（IV）とPu（V）の種とそれらの相互作用の移動性を調査するために拡散セルを使用していました。フーrthermore、我々は、プルトニウムのかなりの部分がで水生コケの細胞内部分で発見されたスイスのジュラ山脈（Venoge川）のカルスト春にプルトニウムの生物学的利用能を研究105 cm 2の表面の大受動DGTサンプラーを適用しました前作11。このため、自然のままの環境中に存在するプルトニウムの非常に低レベルで、ETHチューリッヒで利用可能な加速器質量分析（AMS）技術は、プルトニウム同位体を測定しました。

<table><tbody><tr><td>&lt;sup&gt;239&lt;/sup&gt;Pu tracer</td><td>CEA</td><td></td><td>Source PU239-ELSC10</td></tr><tr><td>&lt;sup&gt;242&lt;/sup&gt;Pu tracer</td><td>LNSIRR</td><td></td><td>Source Pu242 N&amp;deg; 790 from Laboratory for National Standards of Ionizing Radiation of Russia</td></tr><tr><td>25 ml Beakers</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Pipette</td><td>Socorex</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Disposable plastic pipettes</td><td>Semadeni</td><td></td><td></td></tr><tr><td>20 ml Plastic scintillation vial</td><td>Semadeni</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Aluminium foil</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Hot plate</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Tweezers</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Actinide exchange resin - TEVA - B</td><td>Triskem</td><td>TE-B50-A</td><td></td></tr><tr><td>Actinide exchange resin - TEVA - R cartridges</td><td>Triskem</td><td>TE-R10-S</td><td></td></tr><tr><td>1 ml Pipette tips</td><td>Socorex</td><td></td><td></td></tr><tr><td>PAM gel strip 6&amp;times;21 cm</td><td>DGT Research Ltd</td><td></td><td>0.39 mm and 0.78 mm thickness / www.dgtresearch.com</td></tr><tr><td>Chelex gel strip 6&amp;times;21 cm</td><td>DGT Research Ltd</td><td></td><td>0.40 mm thickness / www.dgtresearch.com</td></tr><tr><td>Diffusion cell</td><td></td><td></td><td>Fabricated / in-house workshop</td></tr><tr><td>&amp;Oslash; 27 mm Punch</td><td></td><td></td><td>Fabricated / in-house workshop</td></tr><tr><td>Plastic tray</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>DGT set-up</td><td></td><td></td><td>Fabricated / in-house workshop</td></tr><tr><td>Membrane filter</td><td>PALL Corporation</td><td></td><td>HT-450 Tuffryn Polysulfone Membrane Disc Filter 0.45 &amp;mu;m / 145 &amp;mu;m thickness</td></tr><tr><td>Nitric acid&amp;nbsp;</td><td>Carlo Erba</td><td>408025</td><td></td></tr><tr><td>Sulfuric acid</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>84720</td><td></td></tr><tr><td>Hydrocloric acid</td><td>Carlo Erba</td><td>403981</td><td></td></tr><tr><td>Hydriodic acid</td><td>Merck</td><td>100341</td><td></td></tr><tr><td>Potassium permanganate</td><td>Merck</td><td>105082</td><td></td></tr><tr><td>Sodium hydrogen sulfate</td><td>Merck</td><td>106352</td><td></td></tr><tr><td>Sodium sulfate</td><td>Merck</td><td>106647</td><td></td></tr><tr><td>Sodium nitrate</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>31440</td><td></td></tr><tr><td>Sodium nitrite</td><td>Fluka</td><td>71759</td><td></td></tr><tr><td>Sodium acetate</td><td>Merck</td><td>106281</td><td></td></tr><tr><td>Ammonium oxalate</td><td>Fluka</td><td>9900</td><td></td></tr><tr><td>Bis-(2-ethyl hexyl) phosphoric acid (HDEHP)</td><td>Merck</td><td>177092</td><td></td></tr><tr><td>2-thenoyltrifluoroacetone (TTA)</td><td>Fluka</td><td>88300</td><td></td></tr><tr><td>MOPS buffer</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>M9381</td><td>MOPS sodium salt</td></tr><tr><td>Cyclohexane</td><td>Carlo Erba</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Humic acid</td><td></td><td></td><td>Extracted from an organic-rich soil of an Alpine Valley, freeze-dried, MW 5-40 kDa</td></tr><tr><td>NH&lt;sub&gt;4&lt;/sub&gt;OH</td><td>Carlo Erba</td><td>419943</td><td></td></tr><tr><td>FeCl&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;&amp;middot;H&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>44944</td><td></td></tr></tbody></table>

speciation and bioavailability measurements of environmental plutonium using diffusion in thin films

それは潜在的に生物相とヒトの暴露に貢献することができる長い半減期を有するアルファ粒子放射体であるため、水界生態系におけるプルトニウム（プルトニウム）の生物学的な取り込みは、特に懸念されます。薄膜技術における拡散勾配は、プルトニウムの生物学的利用能および分化のその場測定のために、ここで紹介されています。プルトニウムと新たに開発されたプロトコルで室内実験のために構築拡散セルは、それが可能な種々の化学組成のモデル溶液中のプルトニウムの環境挙動をシミュレートすることを可能にします。プルトニウムの酸化状態の調節（IV）とPu（V）は、このプロトコルに記載された環境でプルトニウムの複雑なレドックス化学作用を調べるために不可欠です。この技術の較正および実験室実験で得られた結果は、淡水中でその場でのPuの測定のために、特定のDGT装置を開発することが可能になります。加速器ベースの質量分析測定カルスト春にDGTSによって蓄積されたプルトニウムのは、鉱物淡水環境中のPuの生物学的利用能を決定することができました。 DGT装置を使用するプルトニウムの測定のために、このプロトコルの適用は、分化と水生生態系におけるプルトニウムの生物学的な転送の我々の理解を改善するための大きな可能性を秘めています。

拡散実験 時間に対する拡散セルのBコンパートメント内に拡散239プルトニウムの活動をプロットすると、PAMゲルを通して拡散する239 Puの種のフラックスの視覚的な表現を提供します。拡散係数は、様々な化学的環境（ 図2）内の異なる239 Puの酸化還元種の移動度を比較するための追加の手段を提供する、式1によれば、これらのプロットから計算した。 図5は、プルトニウム（IV）とプルトニウム（IV）-Puと拡散実験を示している図 （V）の混合種は、それぞれ、MOPSでバッファとHAの20 ppmでの存在下で実施されます。これらのプロットの比較は、プルトニウム（V）のプルトニウムよりも有意に多くの携帯電話は、（IV）.Thisがプルトニウムのために特に有効であることを示している（IV）及びPuのHA（MW実験で5-40 kDaのは、特徴（V） Cusnir ら SI）10は、錯化分子として添加されます。プルトニウム（V）ソースsolutこの論文に記載されているプロトコルに従って調製したイオンは、主にプルトニウム（V）の種が含まれています。緩衝溶液MOPSで拡散実験の終了時にHDEHPと液相抽出プルトニウム（V）の±10％、80％を見つけました。この抽出の化学収率は80％です。 HAの20 ppmでの存在下でのPu（V）との溶液を24時間の間に平衡化し、このモデル溶液中のPu（V）分率は35％±10％でした。 自然の淡水中のPuの生物学的利用能に関する研究 我々の研究室で構成されたいくつかのDGT装置が正常にスイスのジュラ山脈のカルスト春に2〜3週間の期間のために露出させました。これは、6.5〜7.5の範囲内の水のpHとの鉱泉である400μScmの上記導電性-1と酸素で飽和。これらの実験は、おそらくためにも、tの、生物付着の痕跡を有するゲルアセンブリの優れた適用性と堅牢性を実証しました彼のスプリング（7℃）での低温。展開後に回収DGTSはよく初期形と外観を節約、無傷のゲル層と、保存しました。 DGTSによって蓄積されたプルトニウムは、AMSにより分析しました。 AMSは、他の分析技術と比較して顕著な利点を提供します。それが（サブFGレベルまで）非常に敏感であり、α-分析法またはICP-MS技術よりもはるかに低い初期サンプル量が必要です。また、このような水素化ウラン（238 UH）、または他の分子のような分子同重体干渉が、効率的にAMSの測定中に抑制され、239 Puの検出を妨害しません。いくつかの技術的な理由（化学分離時の239 Puのと、おそらく汚染）のために、我々は、フィールド内のDGTSの最初のアプリケーションのための239 Puのためのデータを使用することができませんでした。それにもかかわらず、240 Puの結果は公正でした。そこで、測定の239 Puの含有量を算出し、&lt;SUP&gt; 240 Puの、240のように放射性降下物のプルトニウムのためのPu / 239 Puの原子比が0.18を取ります。 結果を表1に要約されています。 バルク水試料で測定された239 Puの濃度は、以前にこの帯水層（1-7μBqL -1）11について報告濃度に似ています。また、DGT測定値から算出した239 Puの濃度は、測定の不確実性の中に類似しています。 DGTSのみ​​無料と不安定なPuの種を蓄積するので、一つはこの水に生物学的に利用可能なプルトニウムの割合を推定することができます。 表1に示すデータは、バルク水中に存在する全ての239 Puの種が生物学的に利用可能な形で見出されることを示しています。これは、と比較して、春に成長している水生コケの細胞内画分で239 + 240 Puのの主な蓄積を明らかにした以前の知見11の光の中で興味深い結果であります<suP&gt; 241アムと90シニア著者ら11は 、この自然の帯水層中のPuの強化移動度が同様のが自然ウラニル炭酸錯体を発生するために、可能性のPu（V）plutonyl形態として、可溶性炭酸Puの複合体の形成によるものであることを示唆しました。 Venogeスプリングの水は、高炭酸塩濃度と非常に低いのNOMコンテンツ（約1ppm）で、硬水です。 <img alt="図1" src="/files/ftp_upload/53188/53188fig1.jpg" /> PAMゲルによるプルトニウムの拡散に実験に使用し、図1の拡散セル。溝厚さ0.5センチメートル、溝の深さ0.39ミリメートル。 <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/53188/53188fig1large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。</a> <img alt="図2" src="/files/ftp_upload/53188/53188fig2.jpg" /> 図2. SnapshExcelワークシートのOTは、拡散係数の計算に使用されます。 <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/53188/53188fig2large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。</a> <img alt="図3" src="/files/ftp_upload/53188/53188fig3.jpg" /> 図3.環境のPuの分化測定用の大表面DGTデバイス DGT機器の部品- 。底板とカバーフレーム- 。左に描かれ、右側のクルー穴とアセンブリ<a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/53188/53188fig3large.jpg" target="_blank">拡大版を表示するには、こちらをクリックしてくださいこの図の。</a> <img alt="図4" src="/files/ftp_upload/53188/53188fig4.jpg" /> ホルダーに固定し、図4 DGTサンプラーデバイス（左）Venoge SPRIにさらさNG（右）プルトニウムの生物学的利用能の測定のために。 <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/53188/53188fig4large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。</a> <img alt="図5" src="/files/ftp_upload/53188/53188fig5.jpg" /> 239の図5のプロットPUは実験データポイントが239のPu（IV）が挙げられる。種々の化学的環境における拡散セルのBコンパートメント内に拡散し、239 Puの（V）、それぞれ、MOPSで239 Puのためだけでなく、バッファ（IV） - 239プルトニウム（V）混合種（プルトニウム（V）の35％±10％）のHAの存在下で実施されます。 239のPu（IV）のために示したラインは-HAは、0.50×10 -6 cm 2で10秒 -1、以前に決定さの拡散係数を用いて計算しました。式1から計算拡散係数であります：MOPS緩衝液中のPu（IV） - 2.29×10 -6 cm 2の秒 -1、プルトニウム（V）MOPS緩衝液中で- 3.50×10 -6 cm 2の秒 -1、プルトニウム（IV） -プルトニウム（V）HAと- 0.92×10 -6 cm 2の秒 -1。上から下へ：MOPS緩衝液中のPu（V）（赤白丸）、プルトニウム（IV）MOPS緩衝液（青白三角）で、プルトニウム（IV） - プルトニウム（V）、HAの20 ppmでの存在下で、（緑白四角）、PuのHAの20 ppmでの存在下で、（IV）（茶色白菱形）が。 <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/53188/53188fig5large.jpg" target="_blank">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。</a> <table border="0"><tbody><tr><td> サンプル型 </td><td> 測定値の数 </td><td> 239 Puの濃度、μBqL -1 </td></tr><tr><td>バルク水</td><td> 2 </td><td> 1.9±0.55 </td></tr><tr><td> DGT 0.39ミリメートル</td><td> 2 </tD&gt; <td> 1.74±0.9 </td></tr><tr><td> DGT 0.78ミリメートル</td><td> 1 </td><td> 1.79±0.9 </td></tr></tbody></table> 239バルク水におけるAMSによってプルトニウムの測定とDGTサンプラー。バルク水239 Puの表1.代表的な結果をアクチニド固有交換樹脂に抽出し、AMSによって測定され、水酸化鉄と水20 Lからの同時沈殿させましたプルトニウム（IV）の式2および拡散係数を用いて計算DGT測定の239 Puの濃度。 K = 2の不確実性。 U（95）。

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薄膜中の拡散を利用した環境プルトニウムの種分化とバイオアベイラビリティ測定 |生物学 |ビデオ

Speciation and Bioavailability Measurements of Environmental Plutonium Using Diffusion in Thin Films

薄膜における拡散勾配（DGT）の技術は、プルトニウムの分化の研究のために提案されています。このプロトコルは、有機物の存在下でのPu（IV）とPu（V）の動作をプロービング拡散実験について説明します。カルスト春に配備DGTSはプルトニウムの生物学的利用能の評価を可能にします。

薄膜における拡散を用いた環境プルトニウムのスペシエーションと生物学的利用能の測定

The biological uptake of plutonium (Pu) in aquatic ecosystems is of particular concern since it is an alpha-particle emitter with long half-life which can ...

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11.3K ビュー.  Lausanne University Hospital. 薄膜における拡散勾配（DGT）の技術は、プルトニウムの分化の研究のために提案されています。このプロトコルは、有機物の存在下でのPu（IV）とPu（V）の動作をプロービング拡散実験について説明します。カルスト春に配備DGTSはプルトニウムの生物学的利用能の評価を可能にします。 

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Measuring Fluxes of Mineral Nutrients and Toxicants in Plants with Radioactive Tracers

Unidirectional influx and efflux of nutrients and toxicants, and their resultant net fluxes, are central to the nutrition and toxicology of plants. Radioisotope tracing is a major technique used to measure such fluxes, both within plants, and between plants and their environments. Flux data obtained with radiotracer protocols can help elucidate the capacity, mechanism, regulation, and energetics of transport systems for specific mineral nutrients or toxicants, and can provide insight into compartmentation and turnover rates of subcellular mineral and metabolite pools. Here, we describe two major radioisotope protocols used in plant biology: direct influx (DI) and compartmental analysis by tracer efflux (CATE). We focus on flux measurement of potassium (K+) as a nutrient, and ammonia/ammonium (NH3/NH4+) as a toxicant, in intact seedlings of the model species barley (Hordeum vulgare L.). These protocols can be readily adapted to other experimental systems (e.g., different species, excised plant material, and other nutrients/toxicants). Advantages and limitations of these protocols are discussed.

In planta measurement of nutrient and toxicant fluxes is essential to the study of plant nutrition and toxicity. Here, we cover radiotracer protocols for influx and efflux determination in intact plant roots, using potassium (K+) and ammonia/ammonium (NH3/NH4+) fluxes as examples. Advantages and limitations of such techniques are discussed.

放射性トレーサーで植物にミネラル栄養素や毒性物質のフラックスを測定する

Unidirectional influx and efflux of nutrients and toxicants, and their resultant net fluxes, are central to the nutrition and toxicology of plants. ...

環境学

Activating Molecules, Ions, and Solid Particles with Acoustic Cavitation

The chemical and physical effects of ultrasound arise not from a direct interaction of molecules with sound waves, but rather from the acoustic cavitation: the nucleation, growth, and implosive collapse of microbubbles in liquids submitted to power ultrasound. The violent implosion of bubbles leads to the formation of chemically reactive species and to the emission of light, named sonoluminescence. In this manuscript, we describe the techniques allowing study of extreme intrabubble conditions and chemical reactivity of acoustic cavitation in solutions. The analysis of sonoluminescence spectra of water sparged with noble gases provides evidence for nonequilibrium plasma formation. The photons and the "hot" particles generated by cavitation bubbles enable to excite the non-volatile species in solutions increasing their chemical reactivity. For example the mechanism of ultrabright sonoluminescence of uranyl ions in acidic solutions varies with uranium concentration: sonophotoluminescence dominates in diluted solutions, and collisional excitation contributes at higher uranium concentration. Secondary sonochemical products may arise from chemically active species that are formed inside the bubble, but then diffuse into the liquid phase and react with solution precursors to form a variety of products. For instance, the sonochemical reduction of Pt(IV) in pure water provides an innovative synthetic route for monodispersed nanoparticles of metallic platinum without any templates or capping agents. Many studies reveal the advantages of ultrasound to activate the divided solids. In general, the mechanical effects of ultrasound strongly contribute in heterogeneous systems in addition to chemical effects. In particular, the sonolysis of PuO2 powder in pure water yields stable colloids of plutonium due to both effects.

Acoustic cavitation in liquids submitted to power ultrasound creates transient extreme conditions inside the collapsing bubbles, which are the origin of unusual chemical reactivity and light emission, known as sonoluminescence. In the presence of noble gases, nonequilibrium plasma is formed. The "hot" particles and the photons generated by collapsing bubbles are able to excite species in solution.

分子、イオン、および音響キャビテーションと固体粒子を活性化

The chemical and physical effects of ultrasound arise not from a direct interaction of molecules with sound waves, but rather from the acoustic ...

化学

Removal of Trace Elements by Cupric Oxide Nanoparticles from Uranium In Situ Recovery Bleed Water and Its Effect on Cell Viability

In situ recovery (ISR) is the predominant method of uranium extraction in the United States. During ISR, uranium is leached from an ore body and extracted through ion exchange. The resultant production bleed water (PBW) contains contaminants such as arsenic and other heavy metals. Samples of PBW from an active ISR uranium facility were treated with cupric oxide nanoparticles (CuO-NPs). CuO-NP treatment of PBW reduced priority contaminants, including arsenic, selenium, uranium, and vanadium. Untreated and CuO-NP treated PBW was used as the liquid component of the cell growth media and changes in viability were determined by the MTT (3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide) assay in human embryonic kidney (HEK 293) and human hepatocellular carcinoma (Hep G2) cells. CuO-NP treatment was associated with improved HEK and HEP cell viability. Limitations of this method include dilution of the PBW by growth media components and during osmolality adjustment as well as necessary pH adjustment. This method is limited in its wider context due to dilution effects and changes in the pH of the PBW which is traditionally slightly acidic&#160;however; this method could have a broader use assessing CuO-NP treatment in more neutral waters.

Removal of Trace Elements by Cupric Oxide Nanoparticles from Uranium In Situ Recovery Bleed Water and Its Effect on Cell Viability

Production bleed water (PBW) was treated with cupric oxide nanoparticles (CuO-NPs) and cellular toxicity was assessed in cultured human cells. The goal of this protocol was to integrate the native environmental sample into a cell culture format assessing the changes in toxicity due to CuO-NP treatment.

ウランの酸化銅ナノ粒子による微量元素の除去<em&gt;その場での</em&gt;回復ブリード水と細胞生存率への影響

In situ recovery (ISR) is the predominant method of uranium extraction in the United States. During ISR, uranium is leached from an ore body and extracted ...

In Situ Monitoring of Diffusion of Guest Molecules in Porous Media Using Electron Paramagnetic Resonance Imaging

A method is demonstrated to monitor macroscopic translational diffusion using electron paramagnetic resonance (EPR) imaging. A host-guest system with nitroxide spin probe 3-(2-Iodoacetamido)-2,2,5,5-tetramethyl-1-pyrrolidinyloxy (IPSL) as a guest inside the periodic mesoporous organosilica (PMO) aerogel UKON1-GEL as a host and ethanol as a solvent is used as an example to describe the protocol. Data is shown from a previous publication, where the protocol has been applied to both IPSL and Tris(8-carboxy-2,2,6,6-perdeutero-tetramethyl-benzo[1,2-d:4,5-d&#8242;]bis(1,3)dithiole) methyl (Trityl) as guest molecules and UKON1-GEL and SILICA-GEL as host systems. 
A method is shown to prepare aerogel samples that cannot be synthesized directly in the sample tube for measurement due to a size change during synthesis. The aerogel is attached to sample tubes using heat shrink tubing and a pressure cooker to reach the necessary temperature without evaporating the solvent in the process. The method does not assume a clearly defined initial distribution of guest molecules at the start of the measurement. Instead, it requires a reservoir on top of the aerogel and experimentally determines the influx rate during data analysis.
The diffusion is monitored continually over a period of 20 hr by recording the 1d spin density profile within the sample. The spectrometer settings for the imaging experiment are described quantitatively. Data analysis software is provided to take the resonator sensitivity profile into account and to numerically solve the diffusion equation. The software determines the macroscopic translational diffusion coefficient by least square minimization of the difference between the experiment and the numerical solution of the diffusion equation.

In Situ Monitoring of Diffusion of Guest Molecules in Porous Media Using Electron Paramagnetic Resonance Imaging

A protocol for the in situ monitoring of the diffusion of guest molecules in porous media using electron paramagnetic resonance (EPR) imaging is presented.

電子常磁性共鳴イメージングを使用した多孔質体でゲスト分子の拡散の場の監視で

A method is demonstrated to monitor macroscopic translational diffusion using electron paramagnetic resonance (EPR) imaging. A host-guest system with ...

In Situ Detection and Single Cell Quantification of Metal Oxide Nanoparticles Using Nuclear Microprobe Analysis

Micro-analytical techniques based on chemical element imaging enable the localization and quantification of chemical composition at the cellular level. They offer new possibilities for the characterization of living systems and are particularly appropriate for detecting, localizing and quantifying the presence of metal oxide nanoparticles both in biological specimens and the environment. Indeed, these techniques all meet relevant requirements in terms of (i) sensitivity (from 1 up to 10 &#181;g.g-1 of dry mass), (ii) micrometer range spatial resolution, and (iii) multi-element detection. Given these characteristics, microbeam chemical element imaging can powerfully complement routine imaging techniques such as optical and fluorescence microscopy. This protocol describes how to perform a nuclear microprobe analysis on cultured cells (U2OS) exposed to titanium dioxide nanoparticles. Cells must grow on and be exposed directly in a specially designed sample holder used on the optical microscope and in the nuclear microprobe analysis stages. Plunge-freeze cryogenic fixation of the samples preserves both the cellular organization and the chemical element distribution. Simultaneous nuclear microprobe analysis (scanning transmission ion microscopy, Rutherford backscattering spectrometry and particle induced X-ray emission) performed on the sample provides information about the cellular density, the local distribution of the chemical elements, as well as the cellular content of nanoparticles. There is a growing need for such analytical tools within biology, especially in the emerging context of Nanotoxicology and Nanomedicine for which our comprehension of the interactions between nanoparticles and biological samples must be deepened. In particular, as nuclear microprobe analysis does not require nanoparticles to be labelled, nanoparticle abundances are quantifiable down to the individual cell level in a cell population, independently of their surface state.

In Situ Detection and Single Cell Quantification of Metal Oxide Nanoparticles Using Nuclear Microprobe Analysis

We describe a procedure for the detection of chemical elements present in situ in human cells as well as their in vitro quantification. The method is well-suited to any cell type and is particularly useful for quantitative chemical analyses in single cells following in vitro metal oxide nanoparticles exposure.

その場で検出および核マイクロ プローブ分析法を用いた金属酸化物ナノ粒子の単一細胞定量

Micro-analytical techniques based on chemical element imaging enable the localization and quantification of chemical composition at the cellular level. ...

Atom Probe Tomography Analysis of Exsolved Mineral Phases

Element diffusion rates and temperature/pressure control a range of fundamental volcanic and metamorphic processes. Such processes are often recorded in lamellae exsolved from host mineral phases. Thus, the analysis of the orientation, size, morphology, composition and spacing of exsolution lamellae is an area of active research in the geosciences. The conventional study of these lamellae has been conducted by scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM), and more recently with focused ion beam (FIB)-based nanotomography, yet with limited chemical information. Here, we explore the use of atom probe tomography (APT) for the nanoscale analysis of ilmenite exsolution lamellae in igneous titanomagnetite from ash deposits erupted from the active Soufri&#232;re Hills Volcano (Montserrat, British West Indies). APT allows the precise calculation of interlamellar spacings (14&#8211;29 &#177; 2 nm) and reveals smooth diffusion profiles with no sharp phase boundaries during the exchange of Fe and Ti/O between the exsolved lamellae and the host crystal. Our results suggest that this novel approach permits nanoscale measurements of lamellae composition and interlamellar spacing that may provide a means to estimate the lava dome temperatures necessary to model extrusion rates and lava dome failure, both of which play a key role in volcanic hazard mitigation efforts.

Analysis of the morphology, composition, and spacing of exsolution lamellae can provide essential information to understand geological processes related to volcanism and metamorphism. We present a novel application of APT for the characterization of such lamellae and compare this approach to the conventional use of electron microscopy and FIB-based nanotomography.

エクスブソリュート鉱物相の原子プローブ断層撮影解析

Element diffusion rates and temperature/pressure control a range of fundamental volcanic and metamorphic processes. Such processes are often recorded in ...

Two-Dimensional Visualization and Quantification of Labile, Inorganic Plant Nutrients and Contaminants in Soil

We describe a method for two-dimensional (2D) visualization and quantification of the distribution of labile (i.e., reversibly adsorbed) inorganic nutrient (e.g., P, Fe, Mn) and contaminant (e.g., As, Cd, Pb) solute species in the soil adjacent to plant roots (the &#8216;rhizosphere&#8217;) at sub-millimeter (~100 &#181;m) spatial resolution. The method combines sink-based solute sampling by the diffusive gradients in thin films (DGT) technique with spatially resolved chemical analysis by laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry (LA-ICP-MS). The DGT technique is based on thin hydrogels with homogeneously distributed analyte-selective binding phases. The variety of available binding phases allows for the preparation of different DGT gel types following simple gel fabrication procedures. For DGT gel deployment in the rhizosphere, plants are grown in flat, transparent growth containers (rhizotrons), which enable minimal invasive access to a soil-grown root system. After a pre-growth period, DGT gels are applied to selected regions of interest for in situ solute sampling in the rhizosphere. Afterwards, DGT gels are retrieved and prepared for subsequent chemical analysis of the bound solutes using LA-ICP-MS line-scan imaging. Application of internal normalization using 13C and external calibration using matrix-matched gel standards further allows for the quantification of the 2D solute fluxes. This method is unique in its capability to generate quantitative, sub-mm scale 2D images of multi-element solute fluxes in soil-plant environments, exceeding the achievable spatial resolution of other methods for measuring solute gradients in the rhizosphere substantially. We present the application and evaluation of the method for imaging multiple cationic and anionic solute species in the rhizosphere of terrestrial plants and highlight the possibility of combining this method with complementary solute imaging techniques.

This protocol presents a workflow for sub-mm 2D visualization of multiple labile inorganic nutrient and contaminant solute species using diffusive gradients in thin films (DGT) combined with mass spectrometry imaging. Solute sampling and high-resolution chemical analysis are described in detail for quantitative mapping of solutes in the rhizosphere of terrestrial plants.

土壌中の不安定な植物、無機植物の栄養素および汚染物質の二次元可視化と定量化

We describe a method for two-dimensional (2D) visualization and quantification of the distribution of labile (i.e., reversibly adsorbed) inorganic ...

Automated 90Sr Separation and Preconcentration in a Lab-on-Valve System at Ppq Level

A quick, automated and portable system for the separation and determination of radiostrontium in aqueous samples, using Sr-resin and multi sequential flow injection analysis, has been developed. The concentrations of radioactive strontium were determined by flow scintillation counting, allowing for on-line and also on-site determination. The proposed system can determine radioactive strontium at industrial relevant levels without further modification using overall analysis time of less than 10 min per aqueous sample. The limit of the detection is 320 fg&#183;g-1 (1.7 Bq/g).

Automated 90Sr Separation and Preconcentration in a Lab-on-Valve System at Ppq Level

Here, we present the portable autoRAD platform for quick radiometric separation and determination of 90Sr, an important fission product highly pertinent to nuclear waste.

自動90Sr の分離と濃縮 Ppq レベルで研究室のバルブ システムで

A quick, automated and portable system for the separation and determination of radiostrontium in aqueous samples, using Sr-resin and multi sequential flow ...

Separation of Uranium and Thorium for 230Th-U Dating of Submarine Hydrothermal Sulfides

The age of a submarine hydrothermal sulfide is a significant index for estimating the size of hydrothermal ore deposits. Uranium and thorium isotopes in the samples can be separated for 230Th-U dating. This article presents a method to purify and separate U and Th isotopes in submarine hydrothermal sulfide samples. Following this technique, the separated U and Th fractions can meet measuring requirements by multi-collector inductively coupled plasma mass spectrometry (MC-ICPMS). The age of the hydrothermal sulfide sample can be calculated by measuring the present-day activity ratios of 230Th/238U and 234U/238U. A super clean room is necessary for this experiment. Cleaned regents and supplies are used to reduce the contamination during the sample processes. Balance, hotplate, and centrifuge are also used. The sulfide sample is powdered for analysis and less than 0.2 g sample is used. Briefly, the sample is weighed, dissolved, added to 229Th-233U-236U double spike solution, Fe co-precipitated, and separated on an anion-exchange resin extraction column. Approximately 50 ng U is consumed for 230Th-U dating of sulfides sample by MC-ICPMS.

Separation of Uranium and Thorium for 230Th-U Dating of Submarine Hydrothermal Sulfides

The protocol describes a method to purify and separate the U and Th nuclide in submarine hydrothermal sulfide sample with Fe co-precipitation and extraction chromatography for 230Th-U disequilibrium dating.

海底熱水硫化物の230Th-U年代測定のためのウランとトリウムの分離

The age of a submarine hydrothermal sulfide is a significant index for estimating the size of hydrothermal ore deposits. Uranium and thorium isotopes in ...

Quantification of Metal Leaching in Immobilized Metal Affinity Chromatography

Contamination of enzymes with metals leached from immobilized metal affinity chromatography (IMAC) columns poses a major concern for enzymologists, as many of the common di-and trivalent cations used in IMAC resins have an inhibitory effect on enzymes. However, the extent of metal leaching and the impact of various eluting and reducing reagents are poorly understood in large part due to the absence of simple and practical transition metal quantification protocols that use equipment typically available in biochemistry labs. To address this problem, we have developed a protocol to quickly quantify the amount of metal contamination in samples prepared using IMAC as a purification step. The method uses hydroxynaphthol blue (HNB) as a colorimetric indicator for metal cation content in a sample solution and UV-Vis spectroscopy as a means to quantify the amount of metal present, into the nanomolar range, based on the change in the HNB spectrum at 647 nm. While metal content in a solution has historically been determined using atomic absorption spectroscopy or inductively coupled plasma techniques, these methods require specialized equipment and training outside the scope of a typical biochemistry laboratory. The method proposed here provides a simple and fast way for biochemists to determine the metal content of samples using existing equipment and knowledge without sacrificing accuracy.

We present an assay for easy quantification of metals introduced to samples prepared using immobilized metal affinity chromatography. The method uses hydroxynaphthol blue as the colorimetric metal indicator and a UV-Vis spectrophotometer as the detector.

固定化金属アフィニティークロマトグラフィーにおける金属浸出の定量

Contamination of enzymes with metals leached from immobilized metal affinity chromatography (IMAC) columns poses a major concern for enzymologists, as ...

薄膜における拡散を用いた環境プルトニウムのスペシエーションと生物学的利用能の測定

要約

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放射性トレーサーで植物にミネラル栄養素や毒性物質のフラックスを測定する

分子、イオン、および音響キャビテーションと固体粒子を活性化

ウランの酸化銅ナノ粒子による微量元素の除去

電子常磁性共鳴イメージングを使用した多孔質体でゲスト分子の拡散の場の監視で

その場で検出および核マイクロプローブ分析法を用いた金属酸化物ナノ粒子の単一細胞定量

エクスブソリュート鉱物相の原子プローブ断層撮影解析

土壌中の不安定な植物、無機植物の栄養素および汚染物質の二次元可視化と定量化

自動⁹⁰Sr の分離と濃縮 Ppq レベルで研究室のバルブシステムで

海底熱水硫化物の230Th-U年代測定のためのウランとトリウムの分離

固定化金属アフィニティークロマトグラフィーにおける金属浸出の定量

薄膜における拡散を用いた環境プルトニウムのスペシエーションと生物学的利用能の測定

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放射性トレーサーで植物にミネラル栄養素や毒性物質のフラックスを測定する

分子、イオン、および音響キャビテーションと固体粒子を活性化

ウランの酸化銅ナノ粒子による微量元素の除去

電子常磁性共鳴イメージングを使用した多孔質体でゲスト分子の拡散の場の監視で

その場で検出および核マイクロ プローブ分析法を用いた金属酸化物ナノ粒子の単一細胞定量

エクスブソリュート鉱物相の原子プローブ断層撮影解析

土壌中の不安定な植物、無機植物の栄養素および汚染物質の二次元可視化と定量化

自動90Sr の分離と濃縮 Ppq レベルで研究室のバルブ システムで

海底熱水硫化物の230Th-U年代測定のためのウランとトリウムの分離

固定化金属アフィニティークロマトグラフィーにおける金属浸出の定量

その場で検出および核マイクロプローブ分析法を用いた金属酸化物ナノ粒子の単一細胞定量

自動⁹⁰Sr の分離と濃縮 Ppq レベルで研究室のバルブシステムで