A simple 1H (12C/13C) filtered experiment to quantify and trace isotope enrichment in complex environmental and biological samples
Notice bibliographique
Résumé
Nuclear magnetic resonance (NMR) based 13C tracing has broad applications across medical and environmental research. As many biological and environmental samples are heterogeneous, they experience considerable spectral overlap and relatively low signal. Here a 1D 1H–12C/13C is introduced that uses “in-phase/opposite-phase” encoding to simultaneously detect and discriminate both protons attached to 12C and 13C at full 1H sensitivity in every scan. Unlike traditional approaches that focus on the 12C/13C satellite ratios in a 1H spectrum, this approach creates separate sub-spectra for the 12C and 13C bound protons. These spectra can be used for both quantitative and qualitative analysis of complex samples with significant spectral overlap. Due to the presence of the 13C dipole, faster relaxation of the 1H–13C pairs results in slight underestimation compared to the 1H–12C pairs. However, this is easily compensated for, by collecting an additional reference spectrum, from which the absolute percentage of 13C can be calculated by difference. When combined with the result, 12C and 13C percent enrichment in both 1H–12C and 1H–13C fractions are obtained. As the approach uses isotope filtered 1H NMR for detection, it retains nearly the same sensitivity as a standard 1H spectrum. Here, a proof-of-concept is performed using simple mixtures of 12C and 13C glucose, followed by suspended algal cells with varying 12C /13C ratios representing a complex mixture. The results consistently return 12C/13C ratios that deviate less than 1 % on average from the expected. Finally, the sequence was used to monitor and quantify 13C% enrichment in Daphnia magna neonates which were fed a 13C diet over 1 week. The approach helped reveal how the organisms utilized the 12C lipids they are born with vs. the 13C lipids they assimilate from their diet during growth. Given the experiments simplicity, versatility, and sensitivity, we anticipate it should find broad application in a wide range of tracer studies, such as fluxomics, with applications spanning various disciplines.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».