यह प्रोटोकॉल समुद्री जल और जैविक नमूनों में लिपिड के निर्धारण के लिए है। फिलट्रेट्स में लिपिड को क्लोरोफॉर्म या ठोस के मामले में क्लोरोफॉर्म और मेथनॉल के मिश्रण के साथ निकाला जाता है। लिपिड कक्षाएं लौ आयनीकरण का पता लगाने के साथ रॉड पतली परत क्रोमेटोग्राफी द्वारा मापा जाता है और उनकी राशि कुल लिपिड सामग्री देता है ।
लिपिड काफी हद तक कार्बन और हाइड्रोजन से बने होते हैं और इसलिए, समुद्र में अन्य कार्बनिक मैक्रोमॉलिक्यूल्स की तुलना में अधिक विशिष्ट ऊर्जा प्रदान करते हैं। कार्बन और हाइड्रोजन से भरपूर होने के नाते वे हाइड्रोफोबिक भी हैं और जैविक संदूषकों के लिए एक विलायक और अवशोषण वाहक के रूप में कार्य कर सकते हैं और इस प्रकार समुद्री पारिस्थितिकी प्रणालियों में प्रदूषक जैव संचय के चालक हो सकते हैं। उनकी हाइड्रोफोबिक प्रकृति समुद्री जल या जैविक नमूनों से उनके अलगाव की सुविधा प्रदान करती है: समुद्री लिपिड विश्लेषण नमूने के साथ शुरू होता है और फिर गैर-ध्रुवीय कार्बनिक सॉल्वैंट्स में निष्कर्षण, एक जलीय मैट्रिक्स में अन्य पदार्थों से उनके अलगाव के लिए एक सुविधाजनक विधि प्रदान करता है।
यदि समुद्री जल का नमूना लिया गया है, तो पहला कदम आमतौर पर परिचालन रूप से परिभाषित ‘भंग’ और छानने के द्वारा ‘कण’ गुटों में अलगाव शामिल है। नमूने एकत्र किए जाते हैं और लिपिड आमतौर पर नमूने मैट्रिक्स से अलग होते हैं, जो वास्तव में भंग पदार्थ और कॉलॉइड के लिए क्लोरोफॉर्म के साथ होते हैं, और ठोस और जैविक नमूनों के लिए क्लोरोफॉर्म और मेथनॉल के मिश्रण के साथ। इस तरह के अर्क में बायोजेनिक और मानवजनित स्रोतों से कई वर्ग हो सकते हैं। इस समय, कुल लिपिड और लिपिड कक्षाएं निर्धारित की जा सकती हैं। कुल लिपिड को व्यक्तिगत रूप से निर्धारित लिपिड वर्गों को संक्षेप में मापा जा सकता है जिन्हें प्रथागत रूप से अलग किया गया है। फ्लेम आयनीकरण डिटेक्शन (एफआईडी) के साथ पतली परत क्रोमेटोग्राफी (टीएलसी) का उपयोग नियमित रूप से समुद्री नमूनों से लिपिड के मात्रात्मक विश्लेषण के लिए किया जाता है। टीएलसी-एफआईडी सारांश लिपिड वर्ग की जानकारी प्रस्तुत करता है और, कक्षाओं को संक्षेप में, कुल लिपिड माप।
लिपिड वर्ग की जानकारी लिपिड अर्क से उनकी रिहाई के बाद व्यक्तिगत घटकों जैसे, फैटी एसिड और/या स्टेरोल के माप के साथ संयुक्त होने पर विशेष रूप से उपयोगी होती है । लिपिड संरचनाओं और कार्यों की विस्तृत विविधता का मतलब है कि वे मोटे तौर पर पारिस्थितिकी तंत्र स्वास्थ्य और मानवजनित प्रभावों द्वारा प्रभाव की डिग्री का आकलन पारिस्थितिकीय और बायोजियोकेमिकल अनुसंधान में उपयोग किया जाता है। उन्हें समुद्री जीवों (जैसे, एक्वाफीड और/या शिकार) के लिए आहार मूल्य के पदार्थों को मापने के लिए नियोजित किया गया है, और पानी की गुणवत्ता (जैसे, हाइड्रोकार्बन) के संकेतक के रूप में ।
यहां वर्णित तरीकों से संबंधित पदार्थ हैं जिन्हें परिचालन रूप से समुद्री लिपिड के रूप में परिभाषित किया गया है। यह परिभाषा गैर-ध्रुवीय कार्बनिक सॉल्वैंट्स में तरल-तरल निष्कर्षण के लिए उनकी उत्तरदायीता पर आधारित है, और यह जलीय मैट्रिक्स में अन्य पदार्थों से उनके अलगाव के लिए एक सुविधाजनक विधि प्रदान करता है। उनकी हाइड्रोफोबिक प्रकृति समुद्री जल या जैविक नमूनों से उनके अलगाव के साथ-साथ उनके संवर्धन और लवण और प्रोटीन को हटाने की सुविधा प्रदान करती है।
लिपिड सामग्री का मापन और समुद्री जीवों में इसकी संरचना दशकों से खाद्य वेब पारिस्थितिकी, जलकृषि पोषण और खाद्य विज्ञान में काफी रुचि रही है। लिपिड जीवित जीवों में सार्वभौमिक घटक हैं, जो कोशिका झिल्ली में आवश्यक अणुओं के रूप में कार्य करते हैं, जैव उपलब्ध ऊर्जा के प्रमुख स्रोतों के रूप में, थर्मल इन्सुलेशन और उछाल प्रदान करते हैं, और संकेत अणुओं के रूप में कार्य करते हैं। हालांकि अन्य क्षेत्रों में लिपिड निर्धारण के लिए प्रक्रियाओं को अच्छी तरह से वर्णित किया गया है, समुद्री नमूनों के साथ उनके उपयोग को आमतौर पर क्षेत्र की स्थितियों के साथ-साथ नमूना प्रकार1के अनुकूल करने के लिए संशोधन की आवश्यकता होती है।
समुद्री जल के नमूनों के लिए, पहला कदम आमतौर पर परिचालन रूप से परिभाषित ‘भंग’ और ‘कण’ अंशों में अलगाव की आवश्यकता होती है, आम तौर पर निस्पंदन (प्रोटोकॉल चरण 1) द्वारा। कण अंश वह है जो फ़िल्टर द्वारा बनाए रखा जाता है, और छिद्रों का आकार कट-ऑफ2को परिभाषित करने में महत्वपूर्ण है। अक्सर जब हम पार्टिकुलेट मैटर का नमूना लेते हैं, तो हम लिपिड सांद्रता को कुल जन सांद्रता से संबंधित करना चाहते हैं, जिस स्थिति में इस उद्देश्य के लिए एक अलग, छोटे, नमूना (जैसे, 10 एमएल) लिया जाना चाहिए (प्रोटोकॉल चरण 1, नोट)। एक सटीक सामूहिक दृढ़ संकल्प प्राप्त करने के लिए फिल्ट्रेशन के अंत में अमोनियम फोर्टमेट (35 ग्राम/एल) जोड़ना महत्वपूर्ण है।
बड़े नमूने से समुद्री जल फिल्ट्रेट नमूना प्रकार के आधार पर 250 एमएल और 1 एल के बीच होना चाहिए और एक विभाजक कीप (प्रोटोकॉल चरण 2) में तरल-तरल निष्कर्षण के अधीन है। लिपिड की हाइड्रोफोबिक प्रकृति का मतलब है कि उन्हें क्लोरोफॉर्म जैसे नॉनपोलर सॉल्वेंट में निष्कर्षण द्वारा अन्य यौगिकों से अलग किया जा सकता है। एक दो-परत प्रणाली बनाई जाती है जहां लिपिड कार्बनिक परत में विभाजित होते हैं जबकि पानी में घुलनशील घटक जलीय परत में रहते हैं।
एक फिल्टर पर कण नमूने, या जैविक नमूनों को एक संशोधित फोल्च एट अल निष्कर्षण 3 के साथ निकालाजाताहै, जिसमें क्लोरोफॉर्म (प्रोटोकॉल चरण 3) भी शामिल है। फिर, एक कार्बनिक/जलीय प्रणाली बनाई जाती है जिसमें लिपिड कार्बनिक चरण में विभाजित होते हैं, जबकि पानी में घुलनशील अणु जलीय चरण में रहते हैं, और प्रोटीन उपजी होती है । वास्तव में, ठोस के लिए, अधिकांश प्रयोगशालाएं क्लोरोफॉर्म और मेथनॉल से जुड़ी फोल्च एट अल निष्कर्षण3 प्रक्रिया के कुछ भिन्नता का उपयोग करती हैं। फिल्टर के लिए, पहला कदम क्लोरोफॉर्म के 2 एमएल और मेथनॉल के 1 एमसीएल में समरूप होना है।
निष्कर्षण के दौरान, एस्टर बॉन्ड हाइड्रोलिसिस या कार्बन-कार्बन डबल बॉन्ड ऑक्सीकरण को कम करने के लिए बर्फ पर नमूने और सॉल्वैंट्स रखकर, रासायनिक या एंजाइमीय संशोधन से लिपिड की रक्षा करने के लिए देखभाल की जानी चाहिए। ऊतक और कोशिका लिपिड प्राकृतिक एंटीऑक्सीडेंट और कंपार्टमेंटलाइजेशन द्वारा काफी अच्छी तरह से संरक्षित हैं4; हालांकि, नमूनों के समरूपता के बाद, सेल सामग्री को रासायनिक या एंजाइमेटिक रूप से परिवर्तन, अधिक निपटाने के लिए लिपिड को और अधिक निपटाया जाता है। कुछ लिपिड, जैसे कि अधिकांश स्टेरॉल, बहुत स्थिर होते हैं, जबकि अन्य, जैसे पॉलीअनसैचुरेटेड फैटी एसिड वाले, रासायनिक ऑक्सीकरण के लिए अधिक संवेदनशील होते हैं। अन्य, जैसे कि संयुक्त दोहरे बांड वाले स्टेरोल, प्रकाश5द्वारा उत्प्रेरित ऑक्सीकरण से ग्रस्त होते हैं। निष्कर्षण के बाद, लिपिड रासायनिक ऑक्सीकरण के लिए बहुत अधिक संवेदनशील होते हैं, और नमूनों को नाइट्रोजन जैसी निष्क्रिय गैस के तहत संग्रहीत किया जाना चाहिए। नाइट्रोजन की एक कोमल धारा भी अर्क ध्यान केंद्रित करने के लिए इस्तेमाल किया जाएगा ।
एकाग्रता के बाद, लिपिड तो आम तौर पर थोक में मात्रा निर्धारित किया जाएगा के रूप में वे समुद्री ऊर्जा की एक उच्च एकाग्रता प्रदान पारिस्थितिकी प्रणालियों का एक महत्वपूर्ण घटक हैं, दो बार से अधिक केजे/कार्बोहाइड्रेट और प्रोटीन के जी । निरपवाद रूप से वे अगले व्यक्तिगत घटकों के रूप में निर्धारित किया जाएगा: लिपिड के व्यापक विश्लेषण आम तौर पर सरल श्रेणियों में जुदाई शामिल है, उनके रासायनिक प्रकृति के अनुसार । इस प्रकार, एक पूर्ण विश्लेषण में कुल लिपिड, लिपिड कक्षाएं और व्यक्तिगत यौगिकों को मापना शामिल है।
कुल लिपिड का निर्धारण क्रोमेटोग्राफी6द्वारा अलग किए गए व्यक्तिगत रूप से मापा गया लिपिड कक्षाओं का योग लेकर किया जा सकता है । एक समुद्री लिपिड निकालने में बायोजेनिक और मानवजनित स्रोतों से एक दर्जन से अधिक वर्ग हो सकते हैं। लिपिड संरचनाओं की विस्तृत विविधता का मतलब है कि संरचनाओं के व्यक्तिगत समूहों का निर्धारण करके बहुत जानकारी प्राप्त की जा सकती है। लिपिड वर्गों को व्यक्तिगत रूप से, या कुछ समूहों में, कुछ प्रकार के जीवों की उपस्थिति के संकेत के साथ-साथ उनकी शारीरिक स्थिति और गतिविधि2का उपयोग किया गया है। वे भी कार्बनिक सामग्री की उत्पत्ति के एक संकेतक के रूप में इस्तेमाल किया गया है, भंग कार्बनिक पदार्थ (डोम) के रूप में के रूप में अच्छी तरह से हाइड्रोफोबिक संदूषकों सहित ।
ट्राइसिलिग्लिसेरोल, फॉस्फोलिपिड और स्टेरोल अधिक महत्वपूर्ण बायोजेनिक लिपिड कक्षाओं में से हैं। पहले दो जैव रासायनिक रूप से संबंधित हैं क्योंकि उनके पास ग्लिसरोल बैकबोन है जिसके पास दो या तीन फैटी एसिड को एस्टरिफाइड किया गया है(चित्र 1)। ट्राइसिलेग्लिसॉल, मोम एस्टर के साथ मिलकर बहुत महत्वपूर्ण भंडारण पदार्थ होते हैं, जबकि अन्य फैटी एसिड युक्त लिपिड कक्षाएं जैसे डिसिलेग्लिसॉल, मुफ्त फैटी एसिड और मोनोसिल्ग्लिसेरोल आम तौर पर मामूली घटक होते हैं। जीवित जीवों में कम सांद्रता पर मुफ्त फैटी एसिड मौजूद होते हैं, क्योंकि असंतृप्त लोग जहरीले हो सकते हैं7। स्टेरोल (उनके मुफ्त और एस्टरिफाइड दोनों रूपों में) और फैटी अल्कोहल को भी कम ध्रुवीय लिपिड के बीच शामिल किया जाता है, जबकि ग्लाइकोलिपिड और फॉस्फोलिपिड ध्रुवीय लिपिड होते हैं। ध्रुवीय लिपिड में एक हाइड्रोफिलिक समूह होता है, जो कोशिका झिल्ली में पाए जाने वाले लिपिड बिलायर के गठन की अनुमति देता है। मुफ्त स्टेरोल भी झिल्ली संरचनात्मक घटक हैं, और जब अनुपात में ट्राइसिलालीसेरोल में लिया जाता है तो वे एक स्थिति या पोषण सूचकांक (टैग: एसटी) प्रदान करते हैं जिसका व्यापक रूप से उपयोग किया गया है8। जब फॉस्फोलिपिड्स (एसटी: पीएल) के अनुपात में लिया जाता है तो उनका उपयोग नमक के प्रति पौधों की संवेदनशीलता को इंगित करने के लिए किया जा सकता है: उच्च मूल्य संरचनात्मक अखंडता को बनाए रखते हैं और झिल्ली पारगम्यता को कम करते हैं9। तापमान अनुकूलन10के दौरान बाइवाल्व ऊतकों में इस अनुपात (पीएल: एसटी) के विलोम का अध्ययन किया गया है।
समुद्री लिपिड कक्षाओं को सिलिका जेल कोटेड छड़ (प्रोटोकॉल चरण 4) पर पतली परत क्रोमेटोग्राफी (टीएलसी) द्वारा अलग किया जा सकता है और फिर स्वचालित एफआईडी स्कैनर में फ्लेम आयनाइजेशन डिटेक्शन (एफआईडी) द्वारा पता लगाया और मात्रा निर्धारित की जा सकती है। टीएलसी/एफआईडी नियमित रूप से समुद्री नमूनों के लिए इस्तेमाल किया गया है के रूप में यह तेजी से छोटे नमूनों से सारांश लिपिड वर्ग डेटा प्रस्तुत करता है, और सभी वर्गों का योग लेने के द्वारा, कुल लिपिड के लिए एक मूल्य । टीएलसी/एफआईआईडी को गुणवत्ता-आश्वासन (क्यूए) मूल्यांकन के अधीन किया गया है और इसे लगातार बाहरी अंशांकन, कम रिक्त स्थान, और सटीक दोहराने विश्लेषण11के लिए आवश्यक मानकों को पूरा करने के लिए पाया गया था । भिन्नता (सीवी) या सापेक्ष मानक विचलन के गुणांक लगभग 10% हैं, और एफआईडी स्कैनर कुल लिपिड डेटा सामान्य रूप से ग्रेविमेट्रिक और अन्य तरीकों द्वारा प्राप्त किए गए लगभग 90% हैं2। ग्रेविमेट्री उच्च कुल लिपिड की संभावना देता है क्योंकि एफआईडी स्कैनर केवल गैर-अस्थिर यौगिकों को मापता है, और ग्रेविमेट्रिक मापों में गैर-लिपिड सामग्री के संभावित समावेश के परिणामस्वरूप भी।
लिपिड वर्ग विश्लेषण द्वारा प्रदान की गई जानकारी विशेष रूप से उपयोगी है जब व्यक्तियों, या स्टेरॉल, या संयोजन में दो के रूप में फैटी एसिड के निर्धारण के साथ संयुक्त । इन विश्लेषणों की दिशा में पहला कदम लिपिड अर्क (प्रोटोकॉल चरण 5) में स्टेरॉल के साथ सभी घटक फैटी एसिड की रिहाई शामिल है। लिपिड संरचनाओं और कार्यों की विस्तृत विविधता का मतलब है कि उन्होंने पारिस्थितिकी तंत्र के स्वास्थ्य का आकलन करने वाले पारिस्थितिक और बायोजियोकेमिकल अध्ययनों में व्यापक उपयोग देखा है और मानवजनित और स्थलीय आदानों से वे किस हद तक प्रभावित हुए हैं। उनका उपयोग समुद्री जीवों के लिए आहार मूल्य के पदार्थों के जैव संश्लेषण को मापने के साथ-साथ पानी के नमूनों की गुणवत्ता को इंगित करने के लिए किया गया है । तलछट कोर नमूनों में लिपिड को मापने से भूमि-समुद्र मार्जिन के पास मानव भूमि उपयोग में परिवर्तन के लिए तलछट की संवेदनशीलता दिखाने में मदद मिलती है ।
व्यक्तिगत लिपिड यौगिकों की पहचान करने और मात्रा निर्धारित करने के लिए प्राथमिक उपकरण पारंपरिक रूप से एफआईडी के साथ गैस क्रोमेटोग्राफी (जीसी) रहा है। विश्लेषण से पहले हालांकि, इन यौगिकों को व्युत्पन्न करके अधिक अस्थिर बना दिया जाता है। फैटी एसिड एक अम्लीय उत्प्रेरक (एच2एसओ4)की उपस्थिति में एसील लिपिड कक्षाओं(चित्रा 1)से जारी किए जाते हैं। ऑर्गेनिक केमिस्ट्री में, एसीआईएल समूह (आर-सी = ओ) आमतौर पर कार्बोक्सिलिक एसिड (आर-सीओओएच) से लिया जाता है। वे तो फिर से फैटी एसिड मिथाइल एस्टर (प्रसिद्धि) जो जीसी कॉलम (प्रोटोकॉल चरण 5) पर बेहतर जुदाई देता है के लिए esterified हैं ।
जिस गति से टीएलसी-एफआईडी प्रणाली छोटे नमूनों से सारांश लिपिड वर्ग की जानकारी प्रदान करती है, वह टीएलसी-एफआईडी को अधिक शामिल विश्लेषणात्मक प्रक्रियाओं को शुरू करने से पहले समुद्री नमूनों की स्क्रीनिं…
The authors have nothing to disclose.
इस शोध को प्राकृतिक विज्ञान और इंजीनियरिंग अनुसंधान परिषद ऑफ कनाडा (एनएसईआरसी) अनुदान संख्या 105379 सी.C पैरिश द्वारा वित्त पोषित किया गया था । मेमोरियल यूनिवर्सिटी के कोर रिसर्च इक्विपमेंट एंड इंस्ट्रूमेंट ट्रेनिंग (सीआरईआईटी) नेटवर्क ने इस प्रकाशन को फंड करने में मदद की ।
15 ml vials | VWR | 66009-560 | |
1-hexadecanol | Sigma | 258741-1G | |
1-Monopalmitoyl-rac-glycerol | Sigma | M1640-1g | |
2 ml vials | VWR | 46610-722 | |
25 mm glass fibre filters | Fisher | 09 874 32A | |
2ml pipet bulbs | VWR | 82024-554 | |
47 mm glass fibre filters | Fisher | 09 874 32 | |
5 3/4" pipets | Fisher | 1367820A | |
9" pipets | Fisher | 1367820C | |
Acetone | VWR | CAAX0116-1 | |
Agilent GC-FID 6890 | Agilent | ||
Calcium Chloride ANHS 500gm | VWR | CACX0160-1 | |
Caps for 2 ml vials | VWR | 46610-712 | |
chloroform | VWR | CACX1054-1 | |
Cholesteryl palmitate | Sigma | C6072-1G | |
Chromarod S5 | Shell USA | 3252 | |
Dichloromethane | VWR | CADX0831-1 | |
DL-a-phosphatidylcholine, dipalmotoyl | Sigma | P5911-1g | |
Ethyl Ether, ACS grade anhydr 4L | VWR | CAEX0190-4 | |
Glyceryl tripalmitate | Sigma | T5888-100MG | |
Hamilton Syringe 702SNR 25µl | Sigma | 58381 | |
Helium | Air Liquide | A0492781 | |
Hexane | VWR | CAHX0296-1 | |
Hydrogen regulator | VWR | 55850-484 | |
Iatroscan MK6 | Shell USA | ||
Kimwipes | Fisher | 066662 | |
Medical Air | Air Liquide | A0464563 | |
Medium nitrile gloves | Fisher | 191301597C | |
Nitrile gloves L | VWR | CA82013-782 | |
Nitrogen | Air Liquide | A0464775 | |
Nitrogen Regulator | VWR | 55850-474 | |
Nonadecane | Sigma | 74158-1G | |
Palmitic acid | Sigma | P0500-10G | |
Repeating dispenser | Sigma | 20943 | |
Sodium Bicarbonate 1kg | VWR | CA97062-460 | |
Sodium Sulfate Anhy ACS 500gr | VWR | CA71008-804 | |
Sulfuric acid | VWR | CASX1244-5 | |
Teflon tape | Fisher | 14610120 | |
tissue master 125 115V w/7mm homogenator | OMNI International | TM125-115 | |
TLC development tank | Shell USA | 3201 | |
UHP hydrogen | Air Liquide | A0492788 | |
VWR solvent repippetter | VWR | 82017-766 | |
VWR timer Flashing LED 2 channel | VWR | 89140-196 | |
Zebron ZB-Wax GC column | Phenomenex | 7HM-G013-11 |