The authors are grateful to Dr. Thomas Rademacher and Ibrahim Al Amedi for cultivating the plants used in this study. We would like to thank Dr. Richard M. Twyman for his assistance with editing the manuscript. This work was in part funded by the European Research Council Advanced Grant "Future-Pharma", proposal number 269110, the Fraunhofer Zukunftsstiftung (Future Foundation), the Fraunhofer-Gesellschaft Internal Programs under Grant No. Attract 125-600164.

1. 식물 재배 및 샘플 준비 <ol><li> 1-2 탈 이온수 L이어서 0.1 %로 한 L [m / V] 비료 용액 각 미네랄 울 블록 플러시. 하나 담배 (된 담배 또는 N.의 benthamiana) 각 블록의 씨앗과 씨앗을 멀리 세척하지 않고 비료 용액 0.25 L와 부드럽게 높이를 놓습니다. </li><li> 70 %의 상대 습도와 온실 또는 phytotron 7 주 동안 식물을 재배, 16 시간 광주 (180 μmol의 - 1m - (2), 400-700 nm의 λ =)와 22분의 25 ℃로 빛 / 어둠 온도 제도. </li><li> 측정 장치에 식물을 이동합니다. 식물은 열 특성의 측정을 위해 움직이지 수확 한 잎 경우. </li></ol> 2. 잎 두께 및 밀도를 결정 <ol><li> 잎의 두께를 결정 <ol><li> 인산 완충 식염수로 2 % [의 m / V] 아가 용액을 제조 하였다 (PBS) 및그것을 오토 클레이브. 이 솔루션은 아래로 40 ° C로 냉각 페트리 접시에 배치 잎 샘플을 포함 할 수 있습니다. 30 분 동안 4 ℃의 냉장고에 페트리 접시를 배치하여 아가로 오스 고형화. </li><li> 15 °의 면도날 절단 각도와 vibratome를 사용하여 200 μm의 조각으로 아가로 오스 블록을 잘라. 1.0 mm s의 절단 속도 -1 0.5 mm의 크기를 사용합니다. </li><li> 마운트 정착으로 시아 노 아크릴 레이트를 사용하여 유리 슬라이드에 5 횡단 잎 부분. 제조업체의 지시에 따라 현미경 소프트웨어에 내장 된 측정 도구를 사용하여 20 × 목적으로 현미경과 10 × 접안 렌즈 배율에 따라 판 두께를 결정한다. </li><li> 정맥없이 샘플 영역에서 잎의 두께를 결정합니다. </li><li> 또는, 잎 블레이드의 정맥이없는 영역에서 다이얼 게이지와 잎의 두께를 결정한다. 다이얼 게이지가 잎 블레이드의 평면에 수직으로 유지되어 있는지 확인합니다. CAUTION : 순간 접착제는 피부 자극을 일으킬이며주의하여 취급하지 않는 경우도 함께 손가락을 접착제 수 있습니다. </li></ol></li><li> 잎의 밀도를 결정 <ol><li> 건조한 비중병의 빈 질량 (m 0) 결정 후, 물을 채우고 다시 (m 1) 질량을 결정합니다. 완전히 비중병을 건조 내부의 잎을 배치하고 질량 (m 2) 번을 결정합니다. 내부의 잎, 조심스럽게 물을 비중병을 작성하고 질량 (m 3)를 결정합니다. </li><li> 식 (1)를 사용하여 잎의 밀도 (시)을 계산합니다. 수학 식 1 : <img alt="방정식" src="/files/ftp_upload/54835/54835eq1.jpg" /></li></ol></li></ol> 3. 잎의 스펙트럼 투과 및 반사를 결정 <ol><li> 샘플 지주 클램프 사이에 고정하여 UV / VIS 분광 광도계의 샘플 챔버에 잎을 배치합니다. 전송 측정을 위해, DET의 앞에 배치 리프<html> 엑터. 반사에 대한 측정은 검출 챔버의 후면에있는 잎을 배치합니다. </li><li> 분광 광도계 제어 소프트웨어를 실행합니다. 1600 nm의 900 nm의에서 스펙트럼을 선택합니다. 새 검사를 시작하고 스펙트럼 곡선에 따라 값 전송 (μ T)와 UV / VIS 분광 광도계 소프트웨어에 의해 표시 반사 (μ R)를 기록한다. </li><li> 적어도 세 생물학적 복제로 모든 측정을 수행합니다. 예 5 불균일 샘플 품질이 기대 될 수있는 경우 더 생물학적으로 복제 수를 증가 잎 표면 형태 및 두께의 변화. </li><li> 수학 식 2 및 3에 따라 측정 된 레이저 파워 P 레이저로 측정 μ의 T 또는 μ R 값을 곱하여 송신 (P T) 및 반사 (P R)에 대한 전력을 계산한다. 식 2 :ftp_upload / 54835 / 54835eq2.jpg &quot;/&gt; 식 3 : <img alt="방정식" src="/files/ftp_upload/54835/54835eq3.jpg" /> 주 : 전송은 또한 측정시의 포토 다이오드 센서 (6.3 참조)을 결정할 수있다. </li></ol> 4. 측정 장치 설정 <ol><li> 스테인레스 스틸 홀더에 25.4-mm 직경의 콘에 광섬유 결합 한 바 NIR 다이오드 레이저 (파장 = 1,550 nm의)를 탑재합니다. 4-6 W.에 NIR 레이저의 출력 전력 (P 레이저)를 설정하는 제어기를 연결 </li><li> 13mm로 빔 폭을 조정하는 원뿔의 끝에서 25.4 mm의 초점 길이를 갖는 이중 - 볼록 렌즈를 놓는다. </li><li> 포토 다이오드 파워 센서를 렌즈의 하단 아래에 354mm를 놓습니다. 이어서 1.0의 광학 밀도 센서 위에 22 mm의 세라믹 층을 갖는 감광 필터를 배치함으로써, 포토 다이오드를 감쇠. </li><li> 동축 케이블을 사용하여 오실로스코프에 포토 다이오드 파워 센서를 연결한다. </li><li> 잇다렌즈 아래 308mm (그림 1)의 높이에서 측정 설정의 발판으로 6 × 6cm 샘플 노출 면적이 10 × 10cm 프레임입니다. 10 × 10cm 프레임으로 설치하여 공간의 잎 위치를 수정합니다. </li><li> 범용 직렬 버스 (USB) 케이블을 이용하여 개인용 컴퓨터에 NIR 검출기를 연결 및 검출기의 인터페이스 소프트웨어를 설치한다. </li><li> 135mm 세라믹 층 위에 레이저 빔을 45도 각도로 배치 검출기. 최대 온도 신호가 관측 될 때까지 상기 센서의 위치 및 각도를 변화시킴으로써, 시료상의 레이저 스폿 검출기의 측정 영역을 맞추고. </li><li> 5 W의 출력 레이저 파워 0.5 s의 레이저 펄스의 지속 시간을 조절하기 위해 레이저 제어 인터페이스 소프트웨어를 사용한다. 레이저 파워의 그래픽 표현 아래의 컨트롤 옵션 창에서 &quot;현재 제어&quot;명령을 선택하고 &amp; #에 &quot;5&quot;를 입력하여 레이저 파워를 조정(34) 전력 [W] 시간 [S] &quot;필드의&quot;로 &quot;0.5&quot;. 필드에 입력하여 레이저 펄스 지속 시간을 조정합니다. &quot; </li><li> 각 실험 세트 절대 레이저 파워를 결정하기 위해 실험들의 각 세트의 끝에 열 표면 흡수체 전력 센서 포토 다이오드 파워 센서를 교체하고 시료없이 20 초 동안의 레이저 출력을 측정한다. </li></ol> 5. 잎 샘플을 준비 <ol><li> 측정에 대한 손상과 손상되지 않은 잎을 사용합니다. </li><li> 조사에 대한 중요한 경우, 불꽃, 2 ~ 3 초 동안 레이저 빔에 잎을 노출 등을 시뮬레이션하기 위해 다른 기술을 사용, 라텍스 장갑의 잎을 문지르고, 메스와 잎을 관통하여 일반적인 잎 손상 유형을 모방 손상의 유형. </li><li> 조심스럽게하지만 빠르게 샘플 지주 클램프 사이의 잎 샘플을 탑재합니다. </li></ol> 온도 측정을 수행 6. <ol><li> 잎과 세라믹 간의 직접 접촉을 피하십시오포토 다이오드 센서 위에 위치 감쇠기의 C, P, S 및 λ의 계산을 방해 인공 열전달을 방지하기 위해 (제 9 참조). </li><li> 근적외선 검출기를 통해 60 초 총 판 시료의 온도 프로파일을 수집하는 온도 측정 소프트웨어를 사용한다. 첫째, 10 (S)에 대한 온도 기준을 기록 0.5 초간 레이저를 활성화하고 49.5의 데이터 수집을 계속한다. <ol><li> &quot;측정&quot;다음 &quot;새 측정&quot;을 클릭하여 측정을 시작합니다. 그 후 열 프로파일의 그래픽 표현 위의 녹색 화살표를 클릭합니다. 프로파일의 그래픽 표현 위의 &quot;저장&quot;아이콘을 클릭하여 온도 프로파일 (스타일 화 된 디스크)에 저장합니다. </li></ol></li><li> 와 접속하고 오실로스코프를 이용하여 리프 샘플없이 측정 용 신호의 차이를 계산함으로써, 포토 다이오드의 파워 센서를 사용하여 전송되는 레이저 파워를 확인동축 케이블을 통해 광 다이오드 전력 센서 (그림 2). <ol><li> 두 측면의 높이를 결정합니다 (1 f를, S 및 F 2, S) 오실로스코프으로 얻은 전압 프로파일입니다. </li><li> (1,0이고 f 2,0 F) 기준으로 잎 샘플없이 측정을 반복합니다. 수학 식 (4) (도 2 참조)에 의한 이러한 측정의 비율로 송신 μ T를 계산한다. 식 (4) : <img alt="방정식" src="/files/ftp_upload/54835/54835eq4.jpg" /></li></ol></li></ol><img alt="그림 2" src="/files/ftp_upload/54835/54835fig2.jpg" /> 도 2는 포토 다이오드 전력 센서를 사용하여 리프 전송 측정. 를했다. 리프 샘플없이 기준 실험의 전형적인 전압 프로파일 오실로스코프를 사용하여 시각. B. 전압 프로파일상기 장치에 장착 된 리프 샘플. 두 경우 모두에서, 상기 송신 전력 레이저는 두 측면 각각에 비례한다. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54835/54835fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> 7. 판 시료의 비열을 계산 <ol><li> 최대 잎 온도 T 엄마 X [K] (식 5)에서 상온 0 T [K]를 감산하여, 레이저 펄스 동안 최대 온도차 ΔT [K]를 계산한다. 식 (5) : <img alt="방정식" src="/files/ftp_upload/54835/54835eq5.jpg" /></li><li> P T [W]를 송신 레이저 인 P R [W]은 반사 레이저 파워이고 효과적인 레이저 출력과 레이저 펄스 지속 기간 (식 6)에 기초하여 리프에 의해 흡수 된 에너지 (E S [J)를 계산 힘. 등식기 6 : <img alt="방정식" src="/files/ftp_upload/54835/54835eq6.jpg" /></li><li> 차원 S [m]가) 2.1에 따른 판 두께 가열 잎 부분의 질량 (m의 S [kg])을 사용하여 수학 식 (7)을 계산, R 레이저 [m]은 레이저 스폿의 반경 V S는 [이고 m 3] 가열 리프 량이고, ρ S [m -3의 킬로그램 리프 밀도) 2.2에 따른 것이다. 식 (7) : <img alt="방정식" src="/files/ftp_upload/54835/54835eq7.jpg" /></li><li> C의 P를 계산 S [J kg -1 K -1] 가열 잎 면적 질량 m의 S 최대 온도차 ΔT의 곱에 의해 흡수 된 에너지 E의 S 나누어 수학 식 8에 따라. 식 (8) : <img alt="방정식" src="/files/ftp_upload/54835/54835eq8.jpg" /></li></ol> 8. 칼로리에 대한 온도 프로필 데이터를 준비합니다알 전도도 계산 <ol><li> 스프레드 시트 프로세서에서 파일을 A * .DAT 파일로 시간과 온도 원시 데이터를 내보내고 열 NIR 센서 제어 소프트웨어의 &quot;내보내기&quot;명령을 사용하십시오. </li><li> 한 적용 :는 사용 예 (100) 데이터의 감소를 &quot;IF (MOD (값 100) = 0;&quot;X &quot;,&quot;0 &quot;)&quot;명령은, 0.1 초마다 하나의 데이터 요소의 데이터 밀도의 결과. </li><li> 레이저가 떨어져 여전히 동안 측정, 초기 10 초 동안 각 온도 프로파일 [° C] 평균 기준 온도 T의 B를 계산합니다. 그리고, T B 실제 주위 온도 T 0 [° C] 사이의 차이를 계산한다. </li><li> 개별적으로 T 0 예 (Y-정상화),쪽으로 이동 T B 경우 각 프로파일을 정상화하기 위해이 차를 사용 - T 0 = 2.0 K를, 다음 홍보 온도에서 각 온도 값에서 2.0 K 빼기ofile (그림 3A). </li><li> 최대 시료 온도 전 (T 최대)을 모든 데이터 포인트를 삭제함으로써 시간을 각 온도 프로파일 (X-정규화) 좌표 정상화 T 맥스 (도 3b) 대 t = 0에서 시작하여 새로운 시간 값을 할당한다. </li><li> 화면 급격한 온도 변화, 3 배 이상 그들이 아티팩트를 측정에 해당하기 때문에 ≈ 1.0 K.는 (데이터 세트에서 이러한 영역을 제거 일반적으로 그림 3C 3 × 0.31 K 인베이스 라인 노이즈 레벨이다 즉, 온도 차이에 대한 각각의 프로필 ). </li><li> T t [K]가 시간 t [s]에의 장착 판 샘플 온도 스프레드 프로세서를 사용하여 데이터를 지수 감쇠 함수 (식 9)를 장착, T 0은 주변 온도, A [K]는 진폭이다 그리고 t 1 [S] 붕괴 상수 (그림3D). 식 (9) : <img alt="방정식" src="/files/ftp_upload/54835/54835eq9.jpg" /></li><li> 레이저 펄스 후 0-80의에서 잎 샘플의 온도 감소를 계산하기 위해 장착 기능을 사용합니다. </li><li> 각 온도 데이터 포인트 (도 3E)에 273.15의 값을 가산하여 [K] 스케일 [° C]에서 측정 된 온도 데이터를 변환. </li></ol><img alt="그림 3" src="/files/ftp_upload/54835/54835fig3.jpg" /> 도 3 : λ의 계산을위한 데이터 처리 방식. 를했다. 데이터 감소 후, 온도 프로파일은 주위 온도로 정규화된다. B. 다음으로, 최대 샘플 온도 (T 최대)하기 전에 모든 데이터 포인트가 제거됩니다. C. 측정 아티팩트 (이하 &quot;일관성&quot;데이터 세트에 표시) 온도에 따라 식별하는 일보다 더 큰 이동REE 시간 기준 소음과 지수 함수 이전에 피팅에 대한 데이터 세트에서 제거. D. 섭씨 온도 눈금은 켈빈 스케일로 변환된다. 각각의 시간 간격은 E., λ는 온도 프로파일에 기초하여 계산된다. F. 20 (S)의 윈도우가 관련된 온도 변화가 관찰 될 수있는 정의된다. G. 선택된 시간 윈도우에 기초하여, 평균 및 표준 편차가 λ에 대하여 계산된다. H. 두 개의 서로 다른 N.의 tabacum 잎 샘플 대표 결과. 주황색 화살표 라인은 표시 데이터에 대응하는 처리 단계의 효과를 나타낸다. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54835/54835fig3large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> 리프 샘플의 열전도율 9. 계산 <ol><li> 온도 differe를 계산리프 샘플 ΔT X가 [K]는 온도차 수학 식 10에있어서, 각각 0.1의 간격의 환경 사이의 후부는 T t [° C]는 장착 판 시료 온도이고, T 0 [° C]를 주위 온도 (그림 3E). 식 (10) : <img alt="방정식" src="/files/ftp_upload/54835/54835eq10.jpg" /></li><li> 온도의 감소는 대류 열전달 방열 및 열 전도의 조합 된 효과로 인한 것으로 가정한다. ΔE 온도가 [J]가 두 개의 연속 시점에서 샘플의 열 에너지의 차이가 λ의 계산을위한 기초로 대응하는 에너지 밸런스 (수학 식 11)을 사용하여 ΔE 라드 [J]를 인한 에너지 차이다 열 방사선, ΔE의 전환 [J]는 인해 대류 열전달에 에너지 차이이고, Δ; E 콘드 [J]를 인해 열전도의 에너지 차이다. 식 (11) : <img alt="방정식" src="/files/ftp_upload/54835/54835eq11.jpg" /></li><li> ΔT (t)가 [K]를 장착 잎 샘플 온도의 차이가 식 (12)의 단위없는 방사율 ε, σ [kg의 -3 K -4] 스테판를 산출 실제 물리적 특성과 에너지 균형의 일반적인 용어로 대체 -Boltzmann 일정한하는 RAD [m 2] 방열 면적, H [J S m -2 -1 K -1] 대류 열전달 계수하는 전환 [m 2 대류 열전달 영역, COND [m 2] 열 전도 및 리터의 [분] 특성 길이의 영역입니다. 식 (12) : <img alt="방정식" src="/files/ftp_upload/54835/54835eq12.jpg" /></li><li> 체인지를 계산상관 관계에 따라 cteristic 길이 (L) : L = V / A. </li><li> A [m 2]를 계산하기 위해 가열 된 샘플의 체적 V와 S 판 시료의 단면적을 사용한다. 단면 리프 영역이 COND 도통이 R 레이저 레이저 스폿의 반경 및 D (S)가 판 두께 발생 영역 수학 식 13에 따른 COND에 대응한다. 식 (13) : <img alt="방정식" src="/files/ftp_upload/54835/54835eq13.jpg" /></li><li> 레이저는 레이저 스폿의 면적 수학 식 14에 따른 방사선 및 전환율을 계산한다. 식 (14) : <img alt="방정식" src="/files/ftp_upload/54835/54835eq14.jpg" /></li><li> 대체 식 (9), (12) 식 (11)로 (13) 및 t 레이저 t가 수학 식 15 얻었다 λ 후자를 해결그 레이저 펄스 지속 시간 [S]. 식 (15) : <img alt="방정식" src="/files/ftp_upload/54835/54835eq15.jpg" /></li><li> ε에 대한 0.94의 값을 가정하고, 온도 프로파일의 처음 20 초 동안 각각 0.1 시간의 간격 λ를 계산한다. 이 방법으로 얻어진 λ에 대한 200 값의 평균 및 표준 편차 (도 3f - H)를 계산한다. </li></ol>

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J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Apoplastic+water+fraction+and+rehydration+techniques+introduce+significant+errors+in+measurements+of+relative+water+content+and+osmotic+potential+in+plant+leaves.">Apoplastic water fraction and rehydration techniques introduce significant errors in measurements of relative water content and osmotic potential in plant leaves.</a> Physiol. Plant. 155, 355-368 (2015).</li><li>Jones, H. G., Schofield, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermal+and+other+remote+sensing+of+plant+stress.">Thermal and other remote sensing of plant stress.</a> General and Applied Plant Physiology. 34, 19-32 (2008).</li><li>Jones, H. G., Archer, N., Rotenberg, E., Casa, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Radiation+measurement+for+plant+ecophysiology.">Radiation measurement for plant ecophysiology.</a> J. Exp. Bot. 54, 879-889 (2003).</li><li>Dupont, C., Chiriac, R., Gauthier, G., Toche, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heat+capacity+measurements+of+various+biomass+types+and+pyrolysis+residues.">Heat capacity measurements of various biomass types and pyrolysis residues.</a> Fuel. 115, 644-651 (2014).</li><li>Chaerle, L., 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=Multi-sensor+plant+imaging:+Towards+the+development+of+a+stress-catalogue.">Multi-sensor plant imaging: Towards the development of a stress-catalogue.</a> Biotechnol. J. 4, 1152-1167 (2009).</li><li>Hackl, H., Baresel, J. P., Mistele, B., Hu, Y., Schmidhalter, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Comparison+of+Plant+Temperatures+as+Measured+by+Thermal+Imaging+and+Infrared+Thermometry.">A Comparison of Plant Temperatures as Measured by Thermal Imaging and Infrared Thermometry.</a> J. Agron. Crop. Sci. , 415-429 (2012).</li><li>Yuan, L., 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=Spectral+analysis+of+winter+wheat+leaves+for+detection+and+differentiation+of+diseases+and+insects.">Spectral analysis of winter wheat leaves for detection and differentiation of diseases and insects.</a> Field Crops Res. 156, 199-207 (2014).</li></ol>

The authors have no conflicts of interest to disclose.

상기 한 비접촉, 비파괴 측정 방법은 동시 재생 가능한 방식의 C, P, S 및 ʎ를 결정하는데 사용될 수있다. 특히 ʎ의 계산은 오류에 민감한 여러 매개 변수에 따라 달라집니다. 그럼에도 불구하고,이 오차의 영향은 선형 또는 서브 비례 모든 파라미터 변동 계수 중 10 % 미만인 것으로 확인 하였다. 상기 방법은 따라서 강력한 것으로 간주 될 수 있지만, 기술적 개선이 오류의 잔여 소스?...

생물학적 물질의 대규모 처리가 종종 살균 등의 열처리 단계를 필요로한다. 생물학적 물질의 열적 특성이 잘 특징 경우 이러한 공정 장비는 비열 (C의 P, S) 및 열전도율 (λ)을 포함하여,보다 정밀하게 설계 될 수있다. 이들 파라미터는 열량 1 액체, 현탁액 및 균질화를 위해 용이하게 결정될 수있다. 그러나, 고체 시료에서 측정 이러한 매개 변수는 노동 집약적 일 수 있고, 종종 샘플 또는 파괴 (2)와 직접 접촉을 필요로한다. 예를 들어, 광열 기술 샘플 및 검출기 (3) 사이의 직접적인 접촉을 필요로한다. 이러한 제한은 가공 식품 중 허용 있지만, 이러한 좋은 제조 관행 (4)의 맥락에서 식물 바이오 의약 단백질의 생산으로 높은 규제 프로세스와 호환되지 않습니다. 나는N 이러한 상황은 열적 특성의 반복 (예를 들어, 주간) 모니터링 품질 관리 도구 개별 식물 일곱 주 성장 기간 동안 요구 될 수있다. 이러한 모니터링이 필요하고, 각 측정 용 리프를 소비한다면, 수확시 처리 남은 미생물이 없을 것이다. 또한 식물에 상처가 발생할 다시 공정 수율을 감소 괴사 또는 병원체 감염의 위험이 증가하는 대신 단지 리프 부품을 사용. 시료에 직접 접촉시키는 방법이 사용되는 경우, 병원체의 감염의 가능성 또한 식물의 전체 배치 오염 센서 장치와의 접촉을 통해 감염 될 수있는 위험을 유발, 증가시킬 수있다. 유사한 측면 설비의 모니터링은 ecophysiological 맥락에서, 예 가뭄과 같은 응력이 고려되어야한다. 예를 들어, 수분 손실들은 침입 트레 필요한 신선한 바이오 매스의 변화에 ​​의해 모니터링잎을 해부 예를 들어 조사 (5), 아래에있는 식물의 atment. 대신에, 여기에서 설명하는 바와 같이 비 침습적 방법으로, 시료의 수분 함유량에 따라 특정 열 용량을 결정하고, 식물의 수화 상태 대리 변수로서 사용될 수있다. 그들은 실험 데이터를 왜곡시킬 수있는 두 시나리오 (약제 생산과 생태 생리학)에서 파괴 또는 침습성 측정 기술에 의한 인공 응력 해로운 것이다. 그들 중 하나가 시료에 직접 접촉을 요구하거나 파괴하기 때문에 따라서, 이전에보고 된 플래시 방법 6 실버 플레이트 (7) 사이 샘플의 위치는 프로세스와 실험에 적합하다. 파라미터의 C, P, S 및 λ는 제조 비용을 줄이기 8-10 따라서 제품의 정제를 단순화 할 수 희게 단계 공정 장치를 설계하기 위해 결정되어야한다. 모두 다P, S 및 λ 지금 급속 일관되고 재현 가능한 방식으로 프로브 (11)에 비접촉 비파괴 근적외선 (NIR) 레이저에 의해 결정될 수 있고,이 새로운 방법을 상세히 설명한다. 담배 적절한 처리 장치의 설계와 같은 창백 온도로 대응하는 파라미터의 선택을 허용하는 12 나뭇잎이 방법으로 얻어진 결과가 성공적으로 열 전달을 시뮬레이션하는 데 사용 하였다. 이 방법은 (그림 1) 설정이 용이하고 두 가지 주요 단계를 포함하는 각각의 두 단계, 측정 및 분석을 보유하고 있습니다. 측정 단계에서는 판 샘플은 먼저 로컬 짧은 레이저 펄스에 의해 가열되고, 최대 샘플 온도가 기록된다. 샘플의 온도 프로파일은 다음 50 초의 기간 동안 기록된다. 분석 단계에서, 이러한 밀도 잎 속성 (쉽고 정확하게 pycnometric measurem에 의해 결정ENT)들 C의 P를 계산하기 위해 최대 샘플 온도와 결합된다. 두 번째 단계에서, 잎 온도 프로파일 λ를 계산하기 위해 고려 전도, 대류 및 복사를 가지고, 에너지 균형 방정식에 대한 입력으로서 사용된다. 자세한 단계별 지침은 첨부 된 비디오의 내용을 확장하고, 프로토콜 절에 제공된다. 전형적인 측정 결과를 다음 부분에 나타낸다. 마지막으로,이 방법의 장점과 한계는 잠재적 인 개선 및 추가 응용 프로그램과 함께 토론 섹션에서 강조 표시됩니다. <img alt="그림 1" src="/files/ftp_upload/54835/54835fig1.jpg" /> 도 1 : 잎 열적 성질을 결정하는 데 사용하는 장치. 를했다. 측정 장치의 사진은 비열 르의 열전도율을 결정하는데 사용AVES. 주변 장치 (컴퓨터, 오실로스코프)이 표시되지 않습니다. B. 측정 장치의 개략도. 레이저와 연결된 장비가 빨간색으로 강조 표시됩니다, 온도 측정을위한 NIR 검출기는 보라색으로 표시됩니다, 잎 샘플은 녹색이고 포토 다이오드 파워 센서는 파란색입니다. C. B.과 동일한 컬러 코드를 사용하여 측정 셋업의 요소의 도면 크기 바 0.1 m를 나타낸다. D. 스크린은 레이저 제어 소프트웨어의 전형적인 엘리먼트를 도시. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54835/54835fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1207">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:411px;">1&#34; tube</td>
			<td style="width:259px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:136px;">SM1L10E</td>
			<td style="width:403px;">Tube for fiber holder</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:411px;">Agarose</td>
			<td style="width:259px;">Sigma Aldrich</td>
			<td>A0701</td>
			<td>Agarose</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:411px;">Bi-Convex lense f=25.4</td>
			<td style="width:259px;">Thorlabs</td>
			<td>LB1761</td>
			<td>Lense</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:411px;">Digital Handheld Optical&#160;Power and Energy Meter Console</td>
			<td style="width:259px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:136px;">PM100D</td>
			<td>Console for thermal surface absorber sensor</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:411px;">Digital Phosphor Oscilloscope&#160;</td>
			<td style="width:259px;">Tektronix</td>
			<td style="width:136px;">DPO7104</td>
			<td>Oscilloscope</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:411px;">DMR light microscope</td>
			<td style="width:259px;">Leica</td>
			<td style="width:136px;">n.a.</td>
			<td>Light microscope</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:411px;">Falcon 50mL Conical Centrifuge Tubes</td>
			<td style="width:259px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:136px;">14-432-2</td>
			<td>Pycnometer</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:411px;">Ferty 2 Mega</td>
			<td style="width:259px;">Kammlott</td>
			<td style="width:136px;">5.220072</td>
			<td>Fertilizer</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:411px;">Fiber holder</td>
			<td style="width:259px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:136px;"></td>
			<td>Fiber holder</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:411px;">Forma -86C ULT freezer</td>
			<td style="width:259px;">ThermoFisher</td>
			<td style="width:136px;">88400</td>
			<td>Freezer</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:411px;">Greenhouse</td>
			<td style="width:259px;">n.a.</td>
			<td style="width:136px;">n.a.</td>
			<td>For plant cultivation</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:411px;">Grodan Rockwool Cubes 10x10cm</td>
			<td style="width:259px;">Grodan</td>
			<td style="width:136px;">102446</td>
			<td>Rockwool block</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:411px;">Infrared Detector Optris CT</td>
			<td style="width:259px;">Optris</td>
			<td style="width:136px;">OPTCTLT15</td>
			<td>Infrared detector</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:411px;">Infrared Detector Software Compact Connect</td>
			<td style="width:259px;">Optris</td>
			<td style="width:136px;">n.a.</td>
			<td>Control software for infrared detector</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:411px;">Lambda 1050 UV/Vis spectrophotometer</td>
			<td style="width:259px;">PerkinElmer</td>
			<td>L1050</td>
			<td>UV/VIS Spectrophotometer</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:411px;">Laser 400&#956;m, 1550nm Conduction Cooled Single Bar Fiber Coupled Module</td>
			<td style="width:259px;">DILAS</td>
			<td style="width:136px;">M1F-SS2.1</td>
			<td>Laser</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:411px;">Laser cover&#160;</td>
			<td style="width:259px;">Amtron</td>
			<td style="width:136px;">LM200</td>
			<td>Laser Cover</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:411px;">Laser Driver&#160;</td>
			<td style="width:259px;">Amtron</td>
			<td style="width:136px;">CS 408</td>
			<td>Laser Driver</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:411px;">Osram cool white 36 W</td>
			<td style="width:259px;">Osram</td>
			<td style="width:136px;">4930440</td>
			<td>Light source</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:411px;">Photodiode sensor&#160;</td>
			<td style="width:259px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:136px;">PDA20H-EC</td>
			<td>Power sensor for transmission measurements</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:411px;">Precision weight Ohaus Analytical Plus</td>
			<td style="width:259px;">Ohaus</td>
			<td style="width:136px;">80251552</td>
			<td>Precision weight</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:411px;">Sample frame</td>
			<td style="width:259px;">Fraunhofer ILT</td>
			<td style="width:136px;">n.a.</td>
			<td>Fixation of the leaf sample</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:411px;">Software Pyro Control</td>
			<td style="width:259px;">Amtron</td>
			<td style="width:136px;">n.a.</td>
			<td>Laser Power Control Software</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:411px;">Stainless-steel-holder</td>
			<td style="width:259px;">n.a.</td>
			<td style="width:136px;">n.a.</td>
			<td>Holder for measurement set-up</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:411px;">Teflon plates 2cm</td>
			<td style="width:259px;">Fraunhofer ILT</td>
			<td style="width:136px;">n.a.</td>
			<td>Teflon attenuation</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:411px;">Thermal surface absorber Power sensor</td>
			<td style="width:259px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:136px;">S314C</td>
			<td>Sensor for laser power measurements</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:411px;">Vibratome</td>
			<td style="width:259px;">Leica</td>
			<td style="width:136px;">1491200S001</td>
			<td>Vibratome</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:411px;">Zoc/Pro 6.51&#160;</td>
			<td style="width:259px;">EmTec Innovative Software</td>
			<td style="width:136px;">n.a.</td>
			<td>Laser Control Software&#160;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a rapid laser probing method facilitates the non-invasive and contact-free determination of leaf thermal properties

식물은 이차 대사 산물 및 재조합 단백질과 같은 유용한 물질을 생성 할 수 있습니다. 식물 바이오 매스 후자의 정제 열처리 (희게)가 간소화 될 수있다. 나뭇잎의 열적 특성 상세히, 즉, 비열 및 열전도에 공지하는 경우 희게 장치보다 정확하게 설계 될 수있다. 이러한 특성의 측정은 시간과 노동 집약적이며, 일반적으로 직접 샘플을 문의 침습적 인 방법이 필요합니다. 이는 제품의 수율을 감소시킬 수 있고, 우수한 제조 관행의 맥락에서, 예를 들면 구속 요건과 양립 할 수있다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 비 침습적, 비접촉 방법은 약 1 분의 비열 및 완전한 식물 잎의 열전도율을 결정하는 개발되었다. 상기 방법은 작은 영역으로 정의 된 길이 및 강도의 짧은 레이저 펄스의인가를 수반근적외선 센서를 사용하여 측정 된 온도 상승의 원인이 리프 샘플. 온도 상승 비열 용량을 결정하기 위해 공지의 잎 특성 (두께 및 밀도)와 결합된다. 열전도율 후 방열 및 계정에 대류 열전달 복용 후의 온도 저하의 프로파일에 기초하여 계산된다. 연관된 계산 및 샘플 처리의 중요한 측면을 설명합니다.

잎 특성의 측정 위의 미세한 방법, 0.22-0.29 × 10의 잎 두께 사용 - 그리고 N.의 benthamiana (0.26 ± 0.02 × 10-3m 것은 모두 N.의 tabacum (3 M, N = 33 0.25 ± 0.04 × 10)에 대해 결정되었다 - 이전에 다양한 식물 종 3의 잎을보고 3m 범위 - 0.20-0.33 × (10) 내...

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A Rapid Laser Probing Method Facilitates the Non-invasive and Contact-free Determination of Leaf Thermal Properties

A method was developed to determine the specific heat capacity and thermal conductivity of leaf tissue by non-invasive, contact-free near infrared laser probing, which requires less than 1 min per sample.

빠른 레이저 방법은 잎 열적 특성의 비 침습적과 연락이없는 결정을 촉진 프로빙

Plants can produce valuable substances such as secondary metabolites and recombinant proteins. The purification of the latter from plant biomass can be ...

a-rapid-laser-probing-method-facilitates-non-invasive-contact-free

Research

JoVE Journal

Biochemistry

7.2K 조회수.  Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V.. A method was developed to determine the specific heat capacity and thermal conductivity of leaf tissue by non-invasive, contact-free near infrared laser probing, which requires less than 1 min per sample.

비디오: A Rapid Laser Probing Method Facilitates the Non-invasive and Contact-free Determination of Leaf Thermal Properties

Experimental Design for Laser Microdissection RNA-Seq: Lessons from an Analysis of Maize Leaf Development

Genes with important roles in development frequently have spatially and/or temporally restricted expression patterns. Often these gene transcripts are not detected or are not identified as differentially expressed (DE) in transcriptomic analyses of whole plant organs. Laser Microdissection RNA-Seq (LM RNA-Seq) is a powerful tool to identify genes that are DE in specific developmental domains. However, the choice of cellular domains to microdissect and compare, and the accuracy of the microdissections are crucial to the success of the experiments. Here, two examples illustrate design considerations for transcriptomics experiments; a LM RNA-seq analysis to identify genes that are DE along the maize leaf proximal-distal axis, and a second experiment to identify genes that are DE in liguleless1-R (lg1-R) mutants compared to wild-type. Key elements that contributed to the success of these experiments were detailed histological and in situ hybridization analyses of the region to be analyzed, selection of leaf primordia at equivalent developmental stages, the use of morphological landmarks to select regions for microdissection, and microdissection of precisely measured domains. This paper provides a detailed protocol for the analysis of developmental domains by LM RNA-Seq. The data presented here illustrate how the region selected for microdissection will affect the results obtained.

Many developmentally important genes have cell- or tissue-specific expression patterns. This paper describes LM RNA-seq experiments to identify genes that are differentially expressed at the maize leaf blade-sheath boundary and in lg1-R mutants compared to wild-type. The experimental considerations discussed here apply to transcriptomic analyses of other developmental phenomena.

레이저 이외에 Microdissection RNA-서열에 대한 실험 디자인 : 옥수수 잎 개발의 분석 교훈

Genes with important roles in development frequently have spatially and/or temporally restricted expression patterns. Often these gene transcripts are not ...

연구

생화학

Production, Crystallization and Structure Determination of C. difficile PPEP-1 via Microseeding and Zinc-SAD

New therapies are needed to treat Clostridium difficile infections that are a major threat to human health. The C. difficile metalloprotease PPEP-1 is a target for future development of inhibitors to decrease the virulence of the pathogen. To perform biophysical and structural characterization as well as inhibitor screening, large amounts of pure and active protein will be needed. We have developed a protocol for efficient production and purification of PPEP-1 by the use of E. coli as the expression host yielding sufficient amounts and purity of protein for crystallization and structure determination. Additionally, using microseeding, highly intergrown crystals of PPEP-1 can be grown to well-ordered crystals suitable for X-ray diffraction analysis. The methods could also be used to produce other recombinant proteins and to study the structures of other proteins producing intergrown crystals.

Production, Crystallization and Structure Determination of C. difficile PPEP-1 via Microseeding and Zinc-SAD

Proline-proline endopeptidase-1 (PPEP-1) is a secreted metalloprotease and promising drug-target from the human pathogen Clostridium difficile. Here we describe all methods necessary for the production and structure determination of this protein.

생산, 결정화 및 구조 결정의<em&gt; C. 남과 어울리지 않는</em&gt; PPEP-1 Microseeding 및 아연 SAD를 통해

New therapies are needed to treat Clostridium difficile infections that are a major threat to human health. The C. difficile metalloprotease PPEP-1 is a ...

Differential Scanning Calorimetry &#8212; A Method for Assessing the Thermal Stability and Conformation of Protein Antigen

Differential scanning calorimetry (DSC) is an analytical technique that measures the molar heat capacity of samples as a function of temperature. In the case of protein samples, DSC profiles provide information about thermal stability, and to some extent serves as a structural &#8220;fingerprint&#8221; that can be used to assess structural conformation. It is performed using a differential scanning calorimeter that measures the thermal transition temperature (melting temperature; Tm) and the energy required to disrupt the interactions stabilizing the tertiary structure (enthalpy; &#8710;H) of proteins. Comparisons are made between formulations as well as production lots, and differences in derived values indicate differences in thermal stability and structural conformation. Data illustrating the use of DSC in an industrial setting for stability studies as well as monitoring key manufacturing steps are provided as proof of the effectiveness of this protocol. In comparison to other methods for assessing the thermal stability of protein conformations, DSC is cost-effective, requires few sample preparation steps, and also provides a complete thermodynamic profile of the protein unfolding process.

Differential scanning calorimetry measures the thermal transition temperature(s) and total heat energy required to denature a protein. Results obtained are used to assess the thermal stability of protein antigens in vaccine formulations.

시차 주사 열량 - 단백질 항원의 열 안정성과 형태를 평가하기위한 방법

Differential scanning calorimetry (DSC) is an analytical technique that measures the molar heat capacity of samples as a function of temperature. In the ...

Determination of the Glycogen Content in Cyanobacteria

Cyanobacteria accumulate glycogen as a major intracellular carbon and energy storage&#160;during photosynthesis. Recent developments in research have highlighted complex mechanisms of glycogen metabolism, including the diel cycle of biosynthesis and catabolism, redox regulation, and the involvement of non-coding RNA. At the same time, efforts are being made to redirect carbon from glycogen to desirable products in genetically engineered cyanobacteria to enhance product yields. Several methods are used to determine the glycogen contents in cyanobacteria, with variable accuracies and technical complexities. Here, we provide a detailed protocol for the reliable determination of the glycogen content in cyanobacteria that can be performed in a standard life science laboratory. The protocol entails the selective precipitation of glycogen from the cell lysate and the enzymatic depolymerization of glycogen to generate glucose monomers, which are detected by a glucose oxidase-peroxidase (GOD-POD) enzyme coupled assay. The method has been applied to Synechocystis sp. PCC 6803 and Synechococcus sp. PCC 7002, two model cyanobacterial species that are widely used in metabolic engineering. Moreover, the method successfully showed differences in the glycogen contents between the wildtype and mutants defective in regulatory elements or glycogen biosynthetic genes.

Here, we present a reliable and easy assay to measure the glycogen content in cyanobacterial cells. The procedure entails precipitation, selectable depolymerization, and the detection of glucose residues. This method is suitable for both wildtype and genetically engineered strains and can facilitate the metabolic engineering of cyanobacteria.

시아 노 박테리아의 글리코겐 함량 측정

Cyanobacteria accumulate glycogen as a major intracellular carbon and energy storage&#160;during photosynthesis. Recent developments in research have ...

Rapid Isolation of the Mitoribosome from HEK Cells

The human mitochondria possess a dedicated set of ribosomes (mitoribosomes) that translate 13 essential protein components of the oxidative phosphorylation complexes encoded by the mitochondrial genome. Since all proteins synthesized by human mitoribosomes are integral membrane proteins, human mitoribosomes are tethered to the mitochondrial inner membrane during translation. Compared to the cytosolic ribosome the mitoribosome has a sedimentation coefficient of 55S, half the rRNA content, no 5S rRNA and 36 additional proteins. Therefore, a higher protein-to-RNA ratio and an atypical structure make the human mitoribosome substantially distinct from its cytosolic counterpart.
Despite the central importance of the mitoribosome to life, no protocols were available to purify the intact complex from human cell lines. Traditionally, mitoribosomes were isolated from mitochondria-rich animal tissues that required kilograms of starting material. We reasoned that mitochondria in dividing HEK293-derived human cells grown in nutrient-rich expression medium would have an active mitochondrial translation, and, therefore, could be a suitable source of material for the structural and biochemical studies of the mitoribosome. To investigate its structure, we developed a protocol for large-scale purification of intact mitoribosomes from HEK cells. Herein, we introduce nitrogen cavitation method as a faster, less labor-intensive and more efficient alternative to traditional mechanical shear-based methods for cell lysis. This resulted in preparations of the mitoribosome that allowed for its structural determination to high resolution, revealing the composition of the intact human mitoribosome and its assembly intermediates. Here, we follow up on this work and present an optimized and more cost-effective method requiring only ~1010 cultured HEK cells. The method can be employed to purify human mitoribosomal translating complexes, mutants, quality control assemblies and mitoribosomal subunits intermediates. The purification can be linearly scaled up tenfold if needed, and also applied to other types of cells.

Mitochondria have specialized ribosomes that diverged from their bacterial and cytoplasmic counterparts. Here we show how mitoribosomes can be obtained from their native compartment in HEK cells. The method involves isolation of mitochondria from suspension cells and consequent purification of mitoribosomes.

HEK 세포에서 Mitoribosome의 신속한 격리

The human mitochondria possess a dedicated set of ribosomes (mitoribosomes) that translate 13 essential protein components of the oxidative ...

Leaf Spray Mass Spectrometry: A Rapid Ambient Ionization Technique to Directly Assess Metabolites from Plant Tissues

Plants produce thousands of small molecules that are diverse in their chemical properties. Mass spectrometry (MS) is a powerful technique for analyzing plant metabolites because it provides molecular weights with high sensitivity and specificity. Leaf spray MS is an ambient ionization technique where plant tissue is used for direct chemical analysis via electrospray, eliminating chromatography from the process. This approach to sampling metabolites allows for a wide range of chemical classes to be detected simultaneously from intact plant tissues, minimizing the amount of sample preparation needed. When used with a high-resolution, accurate mass MS, leaf spray MS facilitates the rapid detection of metabolites of interest. It is also possible to collect tandem mass fragmentation data with this technique to facilitate a compound identification. The combination of accurate mass measurements and fragmentation is beneficial in confirming compound identities. The leaf spray MS technique requires only minor modifications to a nanospray ionization source and is a useful tool to further expand the capabilities of a mass spectrometer. Here, fresh leaf tissue from Sceletium tortuosum (Aizoaceae), a traditional medicinal plant from South Africa, is analyzed; numerous mesembrine alkaloids are detected with leaf spray MS.

Leaf spray mass spectrometry is a direct chemical analysis technique that minimizes the sample preparation and eliminates chromatography, allowing for the rapid detection of small molecules from plant tissues.

잎 스프레이 질량 분석: 식물 조직에서 대사를 직접 평가 하는 급속 한 대기 이온화 기술

Plants produce thousands of small molecules that are diverse in their chemical properties. Mass spectrometry (MS) is a powerful technique for analyzing ...

Probing The Structure And Dynamics Of Nucleosomes Using Atomic Force Microscopy Imaging

Chromatin, which is a long chain of nucleosome subunits, is a dynamic system that allows for such critical processes as DNA replication and transcription to take place in eukaryotic cells. The dynamics of nucleosomes provides access to the DNA by replication and transcription machineries, and critically contributes to the molecular mechanisms underlying chromatin functions. Single-molecule studies such as atomic force microscopy (AFM) imaging have contributed significantly to our current understanding of the role of nucleosome structure and dynamics. The current protocol describes the steps enabling high-resolution AFM imaging techniques to study the structural and dynamic properties of nucleosomes. The protocol is illustrated by AFM data obtained for the centromere nucleosomes in which H3 histone is replaced with its counterpart centromere protein A (CENP-A). The protocol starts with the assembly of mono-nucleosomes using a continuous dilution method. The preparation of the mica substrate functionalized with aminopropyl silatrane (APS-mica) that is used for the nucleosome imaging is critical for the AFM visualization of nucleosomes described and the procedure to prepare the substrate is provided. Nucleosomes deposited on the APS-mica surface are first imaged using static AFM, which captures a snapshot of the nucleosome population. From analyses of these images, such parameters as the size of DNA wrapped around the nucleosomes can be measured and this process is also detailed. The time-lapse AFM imaging procedure in the liquid is described for the high-speed time-lapse AFM that can capture several frames of nucleosome dynamics per second. Finally, the analysis of nucleosome dynamics enabling the quantitative characterization of the dynamic processes is described and illustrated.

Here, we present a protocol to characterize nucleosome particles at the single-molecule level using static and time-lapse atomic force microscopy (AFM) imaging techniques. The surface functionalization method described allows for the capture of the structure and dynamics of nucleosomes in high-resolution at the nanoscale.

구조와 원자 힘 현미경 이미징 사용 하 여 Nucleosomes의 역학 조사

Chromatin, which is a long chain of nucleosome subunits, is a dynamic system that allows for such critical processes as DNA replication and transcription ...

Rapid Collection of Floral Fragrance Volatiles using a Headspace Volatile Collection Technique for GC-MS Thermal Desorption Sampling

Fragrances of many flower families have been sampled and the volatiles analyzed. Knowing the compounds that make up the fragrances can be an important step to conservation of flowers that are threatened or endangered. Because floral fragrance is critical for attracting pollinators, this method could be used to better understand or even enhance pollination. We present a protocol using a portable charcoal air filter and vacuum to collect floral fragrance volatiles, which are then analyzed by a GC-MS. By using this method, fragrance volatiles can be sampled using a non-destructive method with a machine that is easily transported. This methodology uses a rapid sampling procedure, cutting sampling time down from 2-3 hours to approximately 10 minutes. Using GC-MS, the fragrance compounds can be identified individually, based on authentic standards. The steps used for collecting fragrance and control data are presented, from material setup to collecting the data output.

Here, we present a protocol for collecting the floral fragrance volatiles from blooming flowers, using a non-destructive sampling procedure.

GC-MS 열 탈착 샘플링을 위한 헤드스페이스 휘발성 수집 기법을 사용한 신속한 플로랄 향수 휘발성 수집

Fragrances of many flower families have been sampled and the volatiles analyzed. Knowing the compounds that make up the fragrances can be an important ...

Production, Crystallization, and Structure Determination of the IKK-binding Domain of NEMO

NEMO is a scaffolding protein which plays an essential role in the NF-&#954;B pathway by assembling the IKK-complex with the kinases IKK&#945; and IKK&#946;. Upon activation, the IKK complex phosphorylates the I&#954;B molecules leading to NF-&#954;B nuclear translocation and activation of target genes. Inhibition of the NEMO/IKK interaction is an attractive therapeutic paradigm for the modulation of NF-&#954;B pathway activity, making NEMO a target for inhibitors design and discovery. To facilitate the process of discovery and optimization of NEMO inhibitors, we engineered an improved construct of the IKK-binding domain of NEMO that would allow for structure determination of the protein in the apo form and while bound to small molecular weight inhibitors. Here, we present the strategy utilized for the design, expression and structural characterization of the IKK-binding domain of NEMO. The protein is expressed in E. coli cells, solubilized under denaturing conditions and purified through three chromatographic steps. We discuss the protocols for obtaining crystals for structure determination and describe data acquisition and analysis strategies. The protocols will find wide applicability to the structure determination of complexes of NEMO and small molecule inhibitors.

We describe protocols for the structure determination of the IKK-binding domain of NEMO by X-ray crystallography. The methods include protein expression, purification and characterization as well as strategies for successful crystal optimization and structure determination of the protein in its unbound form.

NEMO의 IKK 결합 도메인의 생산, 결정화 및 구조 결정

NEMO is a scaffolding protein which plays an essential role in the NF-&#954;B pathway by assembling the IKK-complex with the kinases IKK&#945; and ...

A Planarian Motility Assay to Gauge the Biomodulating Properties of Natural Products

A straightforward, controllable means of using the non-parasitic planarian, Dugesia tigrina, a free-living aquatic flatworm, to study the stimulant and withdrawal properties of natural products is described. Experimental assays benefitting from unique aspects of planarian physiology have been applied to studies on wound healing, regeneration, and tumorigenesis. In addition, because planarians exhibit sensitivity to a variety of environmental stimuli and are capable of learning and developing conditioned responses, they can be used in behavioral studies examining learning and memory. Planarians possess a basic bilateral symmetry and a central nervous system that uses neurotransmitter systems amenable to studies examining the effects of neuromuscular biomodulators. Consequently, experimental systems monitoring planarian movement and motility have been developed to examine substance addiction and withdrawal. Because planarian motility offers the potential for a sensitive, easily standardized motility assay system to monitor the effect of stimuli, the planarian locomotor velocity (pLmV) test was adapted to monitor both stimulation and withdrawal behaviors by planarians through the determination of the number of grid lines crossed by the animals with time. Here, the technique and its application are demonstrated and explained.

Planarian motility is used to gauge the stimulant and withdrawal properties of natural products when compared to the movement of the animals in spring water alone.

천연 물의 생물 조절 특성을 측정하는 플래니언 모틸리티 분석

A straightforward, controllable means of using the non-parasitic planarian, Dugesia tigrina, a free-living aquatic flatworm, to study the stimulant and ...