Published May 28, 2020
| Version v1
Publication
Open
Seawater analysis by ambient mass-spectrometry-based seaomics
Creators
- 1. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
- 2. Fundación Ciencias Exactas y Naturales
- 3. University of Buenos Aires
- 4. Catalytic Materials (United States)
- 5. Institut de Recherches sur la Catalyse et l'Environnement de Lyon
- 6. Centre National de la Recherche Scientifique
- 7. Université Claude Bernard Lyon 1
- 8. Leibniz Institute for Tropospheric Research
Description
Abstract. An analytical method coupled to multivariate statistical analysis was developed based on transmission-mode direct analysis in real-time quadrupole time-of-flight mass spectrometry (TM-DART-QTOF-MS) to interrogate lipophilic compounds in seawater samples without the need for desalinization. An untargeted metabolomics approach is addressed here as seaomics and was successfully implemented to discriminate the sea surface microlayer (SML) from the underlying water (ULW) samples (n=22, 10 paired samples) collected during a field campaign at the Cabo Verde islands during September–October 2017. A panel of 11 ionic species detected in all samples allowed sample class discrimination by means of supervised multivariate statistical models. Tentative identification of the species enriched in the SML samples suggests that fatty alcohols, halogenated compounds, and oxygenated boron-containing organic compounds are available at the surface for air–water transfer processes. A subset of SML samples (n=5) were subjected to on-site experiments during the campaign by using a lab-to-field approach to test their secondary organic aerosol (SOA) formation potency. The results from these experiments and the analytical seaomics strategy provide a proof of a concept that can be used for an approach to identifying organic molecules involved in aerosol formation processes at the air–water interface.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
الملخص: تم تطوير طريقة تحليلية مقترنة بالتحليل الإحصائي متعدد المتغيرات بناءً على التحليل المباشر لنمط الإرسال في قياس الطيف الكتلي لوقت الطيران رباعي الأقطاب في الوقت الفعلي (TM - DART - QTOF - MS) لاستجواب المركبات الدهنية في عينات مياه البحر دون الحاجة إلى تحلية المياه. يتم تناول نهج الأيض غير المستهدف هنا على أنه علم البحار وتم تنفيذه بنجاح لتمييز الطبقة الصغرى لسطح البحر (SML) من عينات المياه الأساسية (ULW) (العدد=22، 10 عينات مقترنة) التي تم جمعها خلال حملة ميدانية في جزر الرأس الأخضر خلال سبتمبر - أكتوبر 2017. سمحت لوحة من 11 نوعًا أيونيًا تم اكتشافها في جميع العينات بالتمييز بين فئات العينات عن طريق نماذج إحصائية متعددة المتغيرات خاضعة للإشراف. يشير التحديد المؤقت للأنواع المخصبة في عينات SML إلى أن الكحولات الدهنية والمركبات المهلجنة والمركبات العضوية المحتوية على البورون المؤكسج متوفرة على السطح لعمليات نقل الهواء والماء. تم إخضاع مجموعة فرعية من عينات SML (n=5) لتجارب في الموقع خلال الحملة باستخدام نهج من المختبر إلى الحقل لاختبار قوة تكوين الهباء الجوي العضوي الثانوي (SOA). توفر نتائج هذه التجارب واستراتيجية علم البحار التحليلي دليلاً على مفهوم يمكن استخدامه لنهج لتحديد الجزيئات العضوية المشاركة في عمليات تكوين الهباء الجوي في واجهة الهواء والماء.Translated Description (French)
Résumé. Une méthode analytique couplée à une analyse statistique multivariée a été développée basée sur une analyse directe en mode transmission en spectrométrie de masse quadripolaire temps de vol en temps réel (TM-DART-QTOF-MS) pour interroger des composés lipophiles dans des échantillons d'eau de mer sans nécessiter de dessalement. Une approche métabolomique non ciblée est abordée ici en tant que Seaomics et a été mise en œuvre avec succès pour discriminer la micro-couche de surface de la mer (SML) des échantillons d'eau sous-jacents (ULW) (n=22, 10 échantillons appariés) collectés lors d'une campagne sur le terrain aux îles du Cap-Vert en septembre-octobre 2017. Un panel de 11 espèces ioniques détectées dans tous les échantillons a permis une discrimination des classes d'échantillons au moyen de modèles statistiques multivariés supervisés. L'identification provisoire des espèces enrichies dans les échantillons de LMS suggère que des alcools gras, des composés halogénés et des composés organiques oxygénés contenant du bore sont disponibles à la surface pour les processus de transfert air-eau. Un sous-ensemble d'échantillons de LMS (n=5) a été soumis à des expériences sur site au cours de la campagne en utilisant une approche de laboratoire à terrain pour tester leur pouvoir de formation d'aérosols organiques secondaires (AOS). Les résultats de ces expériences et la stratégie analytique de la océanique fournissent la preuve d'un concept qui peut être utilisé pour une approche d'identification des molécules organiques impliquées dans les processus de formation d'aérosols à l'interface air-eau.Translated Description (Spanish)
Resumen. Se desarrolló un método analítico acoplado al análisis estadístico multivariante basado en el análisis directo en modo de transmisión en espectrometría de masas de tiempo de vuelo cuadrupolar en tiempo real (TM-DART-QTOF-MS) para interrogar compuestos lipófilos en muestras de agua de mar sin necesidad de desalinización. Un enfoque metabolómico no dirigido se aborda aquí como seaomics y se implementó con éxito para discriminar la microcapa superficial del mar (SML) de las muestras de agua subyacente (ULW) (n=22, 10 muestras emparejadas) recolectadas durante una campaña de campo en las islas de Cabo Verde durante septiembre-octubre de 2017. Un panel de 11 especies iónicas detectadas en todas las muestras permitió discriminar la clase de muestra mediante modelos estadísticos multivariados supervisados. La identificación provisional de las especies enriquecidas en las muestras de LME sugiere que los alcoholes grasos, los compuestos halogenados y los compuestos orgánicos que contienen boro oxigenado están disponibles en la superficie para los procesos de transferencia aire-agua. Un subconjunto de muestras de SML (n=5) se sometió a experimentos in situ durante la campaña mediante el uso de un enfoque de laboratorio a campo para probar su potencia de formación de aerosol orgánico secundario (SOA). Los resultados de estos experimentos y la estrategia analítica de la economía marina proporcionan una prueba de un concepto que se puede utilizar para un enfoque para identificar las moléculas orgánicas involucradas en los procesos de formación de aerosoles en la interfaz aire-agua.Files
acp-20-6243-2020.pdf.pdf
Files
(2.4 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:b4399fbe79f1370e9bb008fcd4df2831
|
2.4 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تحليل مياه البحر بواسطة علم الاقتصاد البحري القائم على قياس الطيف الكتلي المحيط
- Translated title (French)
- Analyse de l'eau de mer par océanique ambiante basée sur la spectrométrie de masse
- Translated title (Spanish)
- Análisis del agua de mar mediante espectrometría de masas ambiental basada en la economía marina
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3031366548
- DOI
- 10.5194/acp-20-6243-2020
References
- https://openalex.org/W1070327768
- https://openalex.org/W1549912426
- https://openalex.org/W1927087288
- https://openalex.org/W1968401790
- https://openalex.org/W1970028834
- https://openalex.org/W1970407674
- https://openalex.org/W1977610445
- https://openalex.org/W1979769014
- https://openalex.org/W1989711406
- https://openalex.org/W1999354839
- https://openalex.org/W2006971413
- https://openalex.org/W2014463218
- https://openalex.org/W2019102812
- https://openalex.org/W2020157742
- https://openalex.org/W2023535481
- https://openalex.org/W2025228136
- https://openalex.org/W2032217388
- https://openalex.org/W2033644860
- https://openalex.org/W2045285919
- https://openalex.org/W2047108695
- https://openalex.org/W2051913974
- https://openalex.org/W2052411852
- https://openalex.org/W2055243355
- https://openalex.org/W2057192593
- https://openalex.org/W2060952451
- https://openalex.org/W2062222093
- https://openalex.org/W2068499479
- https://openalex.org/W2076789934
- https://openalex.org/W2080225761
- https://openalex.org/W2081002776
- https://openalex.org/W2084368345
- https://openalex.org/W2087061398
- https://openalex.org/W2087969278
- https://openalex.org/W2088637587
- https://openalex.org/W2089210920
- https://openalex.org/W2099045135
- https://openalex.org/W2103154922
- https://openalex.org/W2105276471
- https://openalex.org/W2106283572
- https://openalex.org/W2106339283
- https://openalex.org/W2108488321
- https://openalex.org/W2117660743
- https://openalex.org/W2140562544
- https://openalex.org/W2149991462
- https://openalex.org/W2155892228
- https://openalex.org/W2313472843
- https://openalex.org/W2321831902
- https://openalex.org/W2328665354
- https://openalex.org/W2331573678
- https://openalex.org/W2332523996
- https://openalex.org/W2336034630
- https://openalex.org/W2397120968
- https://openalex.org/W2511684201
- https://openalex.org/W2600355139
- https://openalex.org/W2738984463
- https://openalex.org/W2805622431
- https://openalex.org/W2916845098
- https://openalex.org/W2957251338
- https://openalex.org/W4243799991
- https://openalex.org/W4244898432
- https://openalex.org/W835612049
- https://openalex.org/W98391014