Bu protokol, kütle spektrometresi görüntüleme ile birlikte ince filmlerdeki (DGT) difüzif gradyanlar kullanılarak birden fazla labile inorganik besin ve kirletici çözünür türünün mm altı 2D görselleştirilmesi için bir iş akışı sunar. Karasal bitkilerin rizosferinde solutların nicel haritalandırılması için çözünür örnekleme ve yüksek çözünürlüklü kimyasal analiz ayrıntılı olarak açıklanmıştır.
Labile dağılımının iki boyutlu (2D) görselleştirilmesi ve nicelleştirilmesi için bir yöntem açıklıyoruz (yani, ters adsorbe edilmiş) inorganik besin (örneğin, P, Fe, Mn) ve kirletici (örneğin, As, Cd, Pb) milimetre altı (~100 μm) mekansal çözünürlükte bitki köklerine (‘rizosfer’) bitişik topraktaki türleri yatıştırır. Yöntem, ince filmlerdeki difüzyon gradyanları (DGT) tekniği ile lavabo bazlı çözünür örneklemesi, lazer ablasyon endüktif olarak bağlanmış plazma kütle spektrometresi (LA-ICP-MS) ile mekansal olarak çözülmüş kimyasal analiz ile birleştirir. DGT tekniği, homojen olarak dağıtılmış analit seçici bağlama aşamalarına sahip ince hidrojellere dayanmaktadır. Mevcut bağlama aşamalarının çeşitliliği, basit jel imalat prosedürlerini takiben farklı DGT jel tiplerinin hazırlanmasını sağlar. Rizosferde DGT jel dağıtımı için bitkiler, toprakta yetiştirilen bir kök sistemine minimum invaziv erişim sağlayan düz, şeffaf büyüme kaplarında (rhizotronlar) yetiştirilir. Büyüme öncesi bir dönemden sonra, DGT jelleri rizosferde yerinde çözünen örnekleme için seçilen ilgi alanlarına uygulanır. Daha sonra, DGT jelleri la-ICP-MS hat tarama görüntüleme kullanılarak bağlı solutların sonraki kimyasal analizi için alınır ve hazırlanır. Matrisle eşleşen jel standartları kullanılarak 13C ve harici kalibrasyon kullanılarak dahili normalleştirme uygulaması, 2D çözünen akıların nicelleştirilmesini sağlar. Bu yöntem, toprak-bitki ortamlarında çok elemanlı çözünen akıların nicel, mm altı ölçek 2D görüntülerini oluşturma yeteneğinde benzersizdir ve rizosferdeki çözünür gradyanları ölçmek için diğer yöntemlerin ulaşılabilir uzamsal çözünürlüğünü büyük ölçüde aşmaktadır. Karasal bitkilerin rizosferinde birden fazla katyonik ve aniyonik çözünen türün görüntülenmesi için yöntemin uygulanmasını ve değerlendirilmesini sunuyor ve bu yöntemi tamamlayıcı çözünür görüntüleme teknikleri ile birleştirme olasılığını vurguluyoruz.
Mahsul bitkileri tarafından besin alımı, mahsul verimliliğinin belirlenmesinde önemli bir faktördür. Besin maddelerinin ekinler tarafından verimli bir şekilde alınmasını yöneten süreçler yoğun bir şekilde incelenmiştir, özellikle toprak kökü arayüzündeki bitki kökleri tarafından besin kullanılabilirliğini ve besin içselleştirmesini kontrol eden mekanizmalar, rizosfer, mahsul besin alımındaki rolleriyle tanınmaktadır. Bitki besin alımı için önemli süreçler şunlardır: köke doğru besin taşıma; toprak porewater’da çözünen türler ile katı toprak yüzeylerine bağlı türler arasındaki dinamik sorption dengesi; besinler için mikrobiyal rekabet; toprak organik maddesinde bulunan besinlerin mikrobiyal mineralizasyonu; ve kök symplasm içine besin içselleştirme. inorganik eser metal (oid) kirleticilerin alımı büyük ölçüde aynı mekanizmalar tarafından kontrol edilir.
Besin ve kirletici mevcudiyeti, bitki talebi ve topraktaki difüzyöziteye bağlı olarak, rizosferdeki diferansiyel besin desenleri gözlenebilir. Nispeten yüksek içselleştirme oranlarına sahip güçlü bir şekilde sorbing elemanları için (örn. P, Fe, Mn, Zn, As, Cd, Pb), dökme toprağa kıyasla labile (yani ters adsorbe edilmiş) element fraksiyonunun tükenmesi bulunurken, tükenme bölgesi genişlikleri genellikle ≤1 mm iken, NO3–, tükenme bölgeleri gibi daha fazla mobil besin için birkaç santimetreye kadar uzayabilir1. Ayrıca, kullanılabilirlik bitki alım oranlarını aştığında Al ve Cd gibi elemanların birikmesi gözlenmiştir2,3.
Besin ve kirletici çevriminde rizosfer proseslerinin önemi göz önüne alındığında, bitkide bulunan element fraksiyonunu yüksek uzamsal çözünürlükte ölçmek için çeşitli teknikler geliştirilmiştir4,5. Bununla birlikte, küçük ölçekli labile çözünür dağılımlarının ölçülmesi çeşitli nedenlerden dolayı zor olmuştur. Önemli bir zorluk, rizosferdeki dik besin gradyanlarını çözmek için canlı bitki köklerine bitişik tanımlanmış konumlarda çok küçük (düşük μL aralığı) toprak ve / veya porewater hacimlerini örneklemektir. Bu sorunu gidermek için bir yaklaşım, porewater örneklerinin ekstraksiyonu için mikro emiş kapları kullanmaktır6. Bu yöntemle A. Göttlein, A. Heim ve E. Matzner7, Quercus robur L. köklerinin çevresindeki toprak porewater besin konsantrasyonlarını ~1 cm uzamsal çözünürlükte ölçtü. μL toprak veya toprak çözeltisi hacimlerini analiz etmenin zorluğu, bu küçük numune hacimlerinin, ana besin türleri hariç hepsinin düşük konsantrasyonlarıyla birlikte, son derece hassas kimyasal analiz teknikleri gerektirmesidir.
Besin gradyanlarını ~ 0,5 mm’ye kadar bir çözünürlükte çözebilen alternatif bir sistem, toprağı köklerden ayıran ince bir hidrofilik membran tabakası ile bir toprak bloğunun yüzeyinde bir kök paspası yetiştirmektir8,9. Bu konfigürasyonda, solutlar zardan geçebilir ve kökler topraktan besinleri ve kirleticileri alabilirken, kök eksüdaları toprağa yayılabilir. Yoğun bir kök tabakasının kurulmasından sonra, toprak bloğu, element fraksiyonlarının daha sonra çıkarılması için elde edilen toprak örneklerine örneklenebilir ve dilimlenebilir. Bu şekilde, nispeten geniş bir alanda (~100 cm2)ortalama olan tek boyutlu besin ve kirletici gradyanlar analiz edilebilir.
Diğer bir zorluk da labile, bitki tarafından mevcut element fraksiyonunun örneklerini elde etmektir, çünkü çoğu kimyasal toprak çıkarma tekniği, bitkilerin besinleri ve kirleticileri aldığı mekanizmalara kıyasla çok farklı çalışır. Birçok toprak çıkarma protokolünde toprak, çözünmüş ve sorbed element fraksiyonu arasında bir (sözde)denge kurmak amacıyla bir çıkarıcı çözelti ile karıştırılır. Bununla birlikte, bitkiler besinleri sürekli olarak içselleştirir ve bu nedenle genellikle rizosfer toprağını giderek tüketer. Denge ekstraksiyon protokolleri, uygulanması kolay olduğu için toprak testleri olarak yaygın olarak benimsenmiş olsa da, çıkarılan besin fraksiyonu genellikle bitki mevcut besin fraksiyonunu iyi temsil etmez10,11,12,13. Besinler için numune alınan toprağı sürekli tüketen lavabo yöntemleri avantajlı yöntemler olarak önerilmiştir ve kök alma işlemleri 10,11 ,14,15’itaklitederekalttaki besin alma mekanizmasına daha iyi benzeyebilir.
Yukarıda açıklanan yöntemlere ek olarak, belirli elementler ve toprak (biyo)kimyasal parametreler için çeşitli cm2 görüş alanlarında 100 μm ≤ çözünürlüklerle sürekli parametre haritalarını ölçebilen orijinal görüntüleme uygulamaları geliştirilmiştir5. Otoradyografi, uygun radyoizotopların mevcut olması koşuluyla rizosferdeki eleman dağılımını görüntülemek için kullanılabilir16. Düzlemsel optodlar pH ve pO217, 18,19gibi önemli toprak kimyasal parametrelerinin görselleştirilmesini sağlar ve enzim aktivitesi veya toplam protein dağılımları toprak zymografisi20 , 21 , 22,23ve/veya kök şişirme yöntemleri24gibi floresan gösterge görüntüleme teknikleri kullanılarak haritalanabilir. Zymografi ve otoradyografi tek seferde tek bir parametrenin ölçümü ile sınırlı olmakla birlikte, düzlemsel optodlar kullanılarak pH ve pO2 görüntüleme aynı anda yapılabilir. Daha geleneksel kök paspas teknikleri yalnızca 1B bilgi sağlarken, mikro emiş kapları nokta ölçümleri veya düşük çözünürlüklü 2B bilgiler sağlar, ancak her iki yaklaşım da çok elemanlı analize izin verir. Daha yakın zamanda, P. D. Ilhardtve ark.25, doğal element dağılımının dikkatli numune hazırlığı ile korunduğu toprak kökü çekirdek örneklerinde ~100 μm çözünürlükte 2D toplam çok elemanlı dağılımları haritalamak için lazer kaynaklı arıza spektroskopisi (LIBS) kullanarak yeni bir yaklaşım sundu.
Yüksek uzamsal çözünürlükte çoklu besin ve kirletici solutların 2B örneklemesi yapabilen tek teknik, hidrojel tabakasına gömülü bağlayıcı bir malzeme üzerinde labile trace metal (loid) türlerini yerinde hareketsiz hale getiren lavabo bazlı bir örnekleme yöntemi olan ince filmler (DGT) tekniğindeki difüzif gradyanlardır26,27. DGT, çökeltilerde ve sularda labile solutes ölçümü için kimyasal bir speciation tekniği olarak tanıtıldı ve kısa süre sonra topraklarda kullanımı için kabul edildi28. Başlangıçta bir nehir tortusunda 29 ‘da gösterilen ve bitki rizosferleri 30, 31,32,33‘teki uygulaması için daha da geliştirilmiş olan mm ölçeğinde çok elemanlı çözünür görüntülemeyisağlar.
DGT örneklemesi için, bir toprak bloğunun yüzey tabakasında yetişen tek bir bitki köküne, jeli topraktan ayıran hidrofilik bir zar ile yaklaşık 3 cm x 5 cm büyüklüğünde bir jel tabakası uygulanır. Temas süresi boyunca, labile besin maddeleri ve/veya kirleticiler jel yönünde yayılır ve jelin içine dahil edilen bağlayıcı malzeme ile hemen bağlanır. Bu şekilde, bir konsantrasyon gradyanı ve böylece jel için sürekli bir net akı kurulur ve örnekleme süresi boyunca hakimdir. Örneklemeden sonra, hidrojel mekansal olarak çözümlenmiş analize izin sağlayan analitik bir kimyasal teknik kullanılarak çıkarılabilir ve analiz edilebilir. Bu amaçla son derece uzmanlaşmış ve sıklıkla kullanılan bir teknik lazer ablasyon endüktif olarak birleştirilmiş plazma kütle spektrometresidir (LA-ICP-MS). Bazı erken çalışmalarda mikro parçacık kaynaklı X-ışını emisyonu (PIXE) da kullanılmıştır29. LA-ICP-MS analizi ile birlikte DGT örneklemesi, ~100 μm uzamsal çözünürlükte çok elemanlı kimyasal görüntüleme sağlar. Son derece hassas ICP-MS teknikleri (örneğin, sektör alanı ICP-MS) kullanılırsa, son derece düşük algılama sınırları elde edilebilir. Mısır15ile Zn ve Cd alımı üzerinde kireçlenmenin etkisi üzerine yapılan bir çalışmada, mısır rizosferinde labile Cd’yi kirlenmemiş toprakta jel alanı başına 38 pg cm-2 Cd algılama sınırı ile haritalayabildik. DGT, düzlemsel optodlar ve zimografi, hedef elementin topraktan jel tabakasına yayılmasına dayanır, bu da aynı anda veya ardışık olarak bitki besin maddesi ve kirletici alımı ile ilgili çok sayıda parametreyi görüntülemek için bu yöntemlerin kombine uygulanması için kullanılabilir. DGT görüntülemenin analitik kimyasal yönleri, DGT ve diğer görüntüleme yöntemlerinin birleştirilmesi potansiyeli ve uygulamaları hakkında ayrıntılı bilgi34,35referansında kapsamlı bir şekilde gözden geçirilmiştir.
Bu yazıda, bitki yetiştiriciliği, jel imalatı, jel uygulaması, jel analizi ve görüntü üretimi de dahil olmak üzere doymamış bir toprak ortamında karasal bitkilerin kökleri üzerinde DGT tekniğini kullanarak çözünür bir görüntüleme deneyinin nasıl gerçekleştirileceğini açıklıyoruz. Kritik adımlar ve deneysel alternatifler hakkında notlar da dahil olmak üzere tüm adımlar ayrıntılı olarak ayrıntılı olarak hazırlanmıştır.
Burada sunulan çözünür görüntüleme protokolü, toprak bitkisi ortamlarında 2D besin ve kirletici akıları görselleştirmek ve ölçmek için çok yönlü bir yöntemdir. Toprak kökü arayüzünde labile çözünen türlerin mm altı ölçekli çok elemanlı görüntülerini oluşturma yeteneğinde benzersizdir, rizosferdeki çözünür gradyanları ölçmek için alternatif yöntemlerin ulaşılabilir uzamsal çözünürlüğünü aşmaktadır4. DGT’nin hedeflenen yerinde örnekleme yaklaşımı, LA-ICP-MS gibi son derece hassas bir kimyasal analiz yöntemi ile birlikte, toprakta veya benzeri substratlarda yetişen bireysel bitki kökleri etrafındaki çözünür akı dinamiklerinin ayrıntılı olarak araştırılmasını kolaylaştırır. Lavabo bazlı örnekleme işlemi nedeniyle, elde edilen görüntüler görselleştirilmiş solutların yeteneğini yansıtır ve bu nedenle bitki kullanılabilirliklerinin bir tahminidir10. Çözünen akıların yöntemsel olarak ölçülmesi, bitki mevcut besin fraksiyonları olarak yorumlanabilirlik gibi önemli avantajlar taşısa da, akı ölçümleri porewater konsantrasyon ölçümlerinden çok daha az düz bir şekilde anlaşılır. Dökme toprak uygulamalarındaki standart DGT örnekleme geometrisi (özellikle bu kurulumda kullanılan 0,8 mm kalınlığındaki difüzyon jelleri), gerçek porewater konsantrasyonu, csolnve zaman ortalamalı porewater konsantrasyon tahmininin toplu bir DGT ölçümü, cDGTve bu parametrelerin çözünen bir türün ikmal dinamikleri ile ilgili olarak yorumlanmasına olanak tanır. Ancak, türetilmiş cDGT değerleri gerçekçi olmayan şekilde küçük olduğu için, çok ince difüzyon katmanlarına sahip görüntülemeDGT uygulamasına dayanarak bu tür bir karşılaştırma yapılamaz34. Bu nedenle DGT görüntüleme sonuçları her zaman basit ve hızlı yorumlanamaz ve genellikle daha geleneksel porewater konsantrasyon ölçümleriyle doğrudan karşılaştırılamaz.
Yöntemi uygularken, esas olarak rizotron büyüme kaplarının doldurulması ve sulanabilirliği ile ilgili birkaç kritik adımın dikkatlice düşünülması gerekir. Toprağın rizotrona doldurulması sırasında, bitki kökleri güçlü bir şekilde sıkıştırılmış toprağa nüfuz edemeyeceğinden ve kök büyümesi engelleneceğinden, toprağın çok fazla sıkıştırılmasından kaçınmak çok önemlidir. Güçlü bir şekilde sıkıştırılmış topraktan kaçınan ve toprağın genellikle daha az sıkıştırıldığı rizotron büyüme kabının iç kenarları boyunca büyüyen kökler gözlemledik. Bu durumda, DGT jellerinin rahatça uygulanabileceği rizotronların merkezinde bulunan bireysel kökler hiç gelişmeyebilir ve başarılı jel uygulamasını etkili bir şekilde engelleyebilir. Laboratuvarımızda deneyim, 1.0-1.4 g cm-3 kuru toprak kütle yoğunluklarının engelsiz kök gelişimine izin verdiğini göstermiştir. Ayrıca, aşırı toprak sıkıştırma, redoksa duyarlı elementlerin ve biyojeokimyasal olarak ilişkili türlerin çözünürlüğü ile ilgili potansiyel bir eser kaynağıdır. Toplam gözenek hacmi azaldığı ve gözenek çapı dağılımı yüksek sıkıştırılmış toprakta daha düşük çaplara doğru kaydırıldığı için, daha az hava dolu daha büyük çaplı gözenek hacmi mevcuttur ve bu da yerel olarak indirgeyici koşullara yol açabilir. Sonuç olarak, MnIII/IV– ve FeIII-oksitler azaltılabilir ve bu da Mn2+ ve Fe2+ akılarının artmasına neden olabilir. Fosfat ve mikro besinler için önemli sorption bölgeleri olan Fe-oksitlerin çözünmesi, sönmüş ve/veya birlikte çökelenmiş türleri özgürleştirebilir ve böylece biyojeokimyasal olarak ilişkili türlerin yapay olarak yüksek akılarına neden olabilir. Büyüme kapları çok fazla sulanırsa benzer bir sorun ortaya çıkabilir. Büyüme kabının üst kısmındaki küçük toprak yüzey alanı aracılığıyla buharlaşma düşüktür ve toprak ekimden sonra birkaç haftaya kadar su doygun kalabilir ve bu da redoks eserlerine neden olabilir.
Bir diğer önemli husus, fabrikasyon HR-DGT bağlama jelinin kimyasal işlevselliğidir. Protokole uyularak, bağlama fazlarının homojen dağılımına sahip ince jeller elde edilir. Jellerin inhomogeneöz malzeme dağılımı alanları varsa (örneğin, jeldeki delikler veya bağlama fazlarının agregaları) bu alanların çıkarılması veya çok kapsamlıysa jel imalat protokolünün tekrarlanması gerekir. Doğru hazırlanırsa, jel, jelin içine yayılan hedef çözünen türleri hemen ve nicel olarakbağlayabilmelidir 27Analit spesifik jel bağlama kapasitesi ile belirlenir. Jel kapasitesinin aşılması kirlenmemiş topraklarda daha az sorunlu olmakla birlikte, metalle kirlenmiş topraklarda ve tuzlu toprak ortamlarında göz önünde bulundurulmalıdır. Jel bağlama fazlarının doygunluğu sadece nicel çözünür örneklemeyi bozmakla kalmaz, aynı zamanda jeldeki bağlama aşamaları arasında solutların yanal difüzyonuna neden olur ve küçük ölçekli çözünür akı özelliklerinin belirsiz lokalizasyonuna yol açacaktır. Bu nedenle hedef toprak ortamında çok yüksek miktarlarda labile besin/kirletici türleri bekleniyorsa ön testler yapılmalıdır. Beklenen DGT yüklemelerini tahmin etmek için, dökme toprak DGT piston örneklemesi ve ardından jel elution ve ıslak-kimyasal analiz uygulanabilir15,49. Gerekirse, jel temas süresini azaltmak ve böylece kapasite eşiklerinin üzerindeki jel doygunluğunu önlemek için DGT dağıtım süreleri ayarlanabilir. Tersine, ön testler, doğal toprak arka plan seviyelerinde iz element solutes haritalamak için önemli olabilecek çok düşük çözünür yüklemeler bekleniyorsa gerekli jel temas sürelerini ve / veya LA-ICP-MS hassasiyetlerini belirlemek için de yararlı olabilir15. Ayrıca, DGT LA-ICP-MS kalibrasyon standartlarının hazırlanmasında jellerin kontrollü yüklenmesi yoluyla deneysel uygulamasından önce doğru DGT jel işleyişi doğrulanmalıdır. Jel standardı, LA-ICP-MS tarafından belirlenen numune jel yüklemesinin beklenen aralıkta olup olmadığını değerlendirmek için kullanılabilecek matrisle eşleşen bir referans jel analit yüklemesi sağlar. Gaz ve yöntem boş arka plan gürültüsünden farklı bir sinyal alınamazsa, operatör eser element analizi için laboratuvar prosedürlerinin uygulandığından ve tüm protokol adımlarının doğru şekilde uygulandığından emin olmalıdır. Bazen, DGT jeli, toprağa maruz kalan, yüklenen tarafı lazer ışını yerine cam plakaya bakacak şekilde çözünür örneklemeden sonra yanlışlıkla çevrilir, bu da düşük sinyal yoğunluklarına ve son çözünen akı görüntülerinde hatalı bir şekilde çevrilmiş özelliklere neden olur.
LA-ICP-MS analizi sırasında, değerlendirmek için önemli ölçüde zaman alan büyük miktarda veri oluşturulur. Laboratuvarımızda, standart elektronik tablo yazılımı kullanarak hedef veri çıktı formatımıza göre uyarlanmış şirket içi veri değerlendirme komut dosyaları kullanıyoruz. Yarı otomatik sıralama ve kalibrasyondan sonra, görüntü çizimi açık kaynak kodlu, açık erişimli görüntü analiz araçları kullanılarak gerçekleştirilir (ImageJ, Fiji50). Bu yaklaşım, toplanan verilerin oluşturulan çözünür haritalarda düzgün görüntülenmesi gereken ikinci dereceden piksellere değil dikdörtgen piksellere karşılık gelmesi nedeniyle gerekli olan veri sıralama, değerlendirme ve sunum üzerinde tam denetim sağlar. Ayrıca, veri işleme sırasında, herhangi bir piksel enterpolasyonundan dikkatlice kaçınılmalıdır. Piksel enterpolasyonu, kimyasal görüntülerde yumuşatılmış degradelere yol açar, bu da yumuşatılmış, genellikle dairesel eleman dağıtım özellikleriyle sonuçlanır ve bu nedenle orijinal verilerin istenmeyen bir şekilde değiştirilmesidir. Piksel enterpolasyonu, birçok görüntü işleme yazılımı ürününde yeniden ölçeklendirme ve yeniden biçimlendirme işlemlerinde standart bir prosedürdür, ancak genellikle seçimi kaldırılabilir.
Sonuç olarak, açıklanan yöntem doğal toprak-rizosfer-bitki sistemlerinde besin ve kirletici dinamikleri anlamak için önemli bir ilerlemedir. Sadece DGT uygulamalarına ek olarak, yöntem düzlemsel optodlar 3 , 33 , 42,43,48,51ve zymography 20,21 ,22 ,23,24gibi diğer difüzyon tabanlı görüntüleme teknikleri ile birleştirilebilir ve ek elemanlar ve toprak parametreleri dahil olmak üzere daha fazla geliştirilebilir.
The authors have nothing to disclose.
Bu çalışma Avusturya Bilim Fonu (FWF) tarafından ortaklaşa finanse edildi: P30085-N28 (Thomas Prohaska) ve Avusturya Bilim Fonu (FWF) ve Aşağı Avusturya Federal Devleti: P27571-BBL (Jakob Santner).
(NH4)2S2O8 (ammonium persulfate; APS) | VWR | 21300.260 | ≥98.0%, analytical reagent |
2-(N-morpholino)-ethanesulfonic acid (MES) | Sigma-Aldrich | M8250-100G | ≥99.5% |
Acrylamide solution | Sigma-Aldrich | A4058-100ML | 40%, for electrophoresis |
Analyte salts | n/a | n/a | Use water soluble analyte salts of analytical grade or higher |
Buechner funnel | VWR | 511-0065 | 13 cm plate diameter |
Chemical equilibrium modelling software | KTH Sweden | n/a | Visual MINTEQ |
Clamp | Local warehouse | n/a | |
Desktop publishing software | Adobe Inc. | n/a | InDesign CS6 |
DGT cross-linker | DGT Research Ltd | n/a | 2%, agarose derivative |
DGT piston sampler | DGT Research Ltd | n/a | 2 cm diameter exposure window |
Digital single-lens reflex (DSLR) camera | Canon Inc. | n/a | Canon EOS 1000D |
Dispersion device | IKA | 3737000 | Ultra-Turrax T10 Basic |
Double-sided adhesive tape | Tesa | 56171 | |
Ethanol | Sigma-Aldrich | 34923 | Puriss. p.a., absolute, ≥99.8% |
Gel blotting paper | Whatman | 10426981 | Blotting Papers, Grade GB005, 20 × 20 cm, 1.5 mm thickness |
Gel drier | UniEquip | n/a | UNIGELDRYER 3545 |
High-pressure microwave system | Anton Paar | n/a | Multiwave 3000 |
HNO3 | VWR | 1.00456.2500P | 65%, ISO for analysis |
Horizontal shaker | GFL | 305 | |
HydroMed D4 | AdvanSource Biomaterials Corp. | n/a | Ether-based hydrophilic urethane |
ICP-MS software | Perkin Elmer | n/a | Syngistix |
Image analysis software | National Institutes of Health (NIH) | n/a | ImageJ Fiji, freely available at https://fiji.sc/ |
Knife-coating device | BYK | 5561 | Single Bar 6″, 0.5 mils |
LA software | Elemental Scientific Lasers | n/a | ActiveView |
LA system | Elemental Scientific Lasers | n/a | NWR193 |
Laminar flow bench | Telstar Laboratory Equipment B.V. | n/a | Class II biological safety cabinet |
Magnetic stirrer | IKA | 0003582400 | C-MAG MS 7 |
Moisture-retaining film | Bemis Company, Inc. | PM999 | Parafilm M, 4" x 250' |
N,N,N’,N’-tetramethylethylenediamine (TEMED) | Sigma-Aldrich | T9281-50ML | BioReagent, suitable for electrophoresis, ~99% |
NaNO3 | Sigma-Aldrich | 229938-10G | 99.995% trace metals basis |
NaOH | Sigma-Aldrich | 1064980500 | Pellets for analysis |
Overhead shaker | GFL | 3040 | |
Perfluoroalkoxy alkane (PFA) vials | Savillex | 200-015-20 | 15 mL Standard Vial, Rounded Interior |
pH meter | Thermo Scientific | 13-644-928 | Orion 3-Star Benchtop pH Meter |
pH probe | Thermo Scientific | 8157BNUMD | Orion ROSS Ultra pH/ATC Triode |
Plastic cutter | DGT Research Ltd | n/a | Use empty cross-linker vials from DGT research Ltd |
Plastic tweezers | Semadeni | 602 | |
Plasticine | Local stationary shop | n/a | non-drying plastic modelling mass based on paraffin wax and bulking agents |
Polycarbonate membrane discs | Whatman | 110606 | Nuclepore Hydrophilic Membrane, 25 mm diameter, 0.2 µm pore size, 10 µm thickness |
Polycarbonate membrane sheet | Whatman | 113506 | Nuclepore Hydrophilic Membrane, 8 × 10 in, 0.2 µm pore size, 10 µm thickness |
Polyethersulfone membrane discs | Pall Corporation | 60172 | Supor 450 Membrane Disc Filters, 25 mm diameter, 0.45 µm pore size, 0.14 mm thickness |
Polyethersulfone membrane sheet | Pall Corporation | 60179 | Supor 450 Membrane Disc Filters, 293 mm diameter, 0.45 µm pore size, 0.14 mm thickness |
PTFE foil | Haberkorn | n/a | 50 µm thickness |
PTFE spacer | Haberkorn | n/a | Variable thicknesses available |
PTFE-coated razor blades | Personna GEM | 62-0178 | Stainless steel single edge blades (coated) |
PTFE-coated Tygon tubing | S-prep GmbH | SP8180 | 0.32 cm inner diameter |
Quadrupole ICP-MS | Perkin Elmer | N8150044 | NexION 2000B |
Quantitative filter paper, 454 | VWR | 516-0854 | Particle retention 12-15 µm |
Spreadsheet software | Microsoft Corporation | n/a | Microsoft Excel 2016 (v16.0) |
Stainless-steel cutter | Local locksmithery | n/a | 2.5 cm diameter |
Suspended particulate reagent-iminodiacetate (SPR-IDA) | Teledyne CETAC Technologies | n/a | 10 µm diameter polystyrene beads, 10 % (w/v) bead suspension |
Transistor-transistor logic (TTL) cable | n/a | n/a | Consult ICP-MS technician to identify a suitable TTL cable for a specific instrument |
Two-volume cell | Elemental Scientific Lasers | n/a | Two-volume cell 1 |
Vinyl electrical tape | 3M | n/a | Scotch Super 33+ |
Water purification system | Termo Electron LED GmbH | n/a | TKA-GenPure |
ZrOCl2 × 8H2O | Alfa Aesar | 86108.30 | 99.9 %, metals basis |