이 작품은 농업 (#16-16-0003)의 이스라엘 사역의 수석 과학자에서 교부 금에 의해 이스라엘 사역의 과학, 기술 및 Spaceand에 의해 지원 되었다.

1. 식물 재료와 성장 조건
<ol><li>씨앗 한 담배 (재배 삼 순) 씨 5 cm x 5 cm 냄비 당 표준 냄비 중간으로 가득합니다. 쟁반에 냄비를 놓습니다. 23 ° C의 일정 한 온도에서 긴 하루 조건 (16/8 h 명암) 성장 방에 식물을 성장 냄비에서 물 배수까지 수돗물 관개.</li>
	<li>50±5 일 후, 관개, 실험에 대 한 적당 한 농도 따라에서 Fe 치료를 시작 합니다. 예를 들어 우리는 철 농도 0에서 6 m m, 성 철 chelator (Fe EDDHA)에 의해 보완의 범위를 사용. 관개는 적절 한 솔루션으로 식물 매 2 일 (탈수를 피하기 위해) 6-8 일.</li>
</ol>2. 철 측정에 대 한 잎을 준비합니다.
참고: 모든 자료를 사용할 수 있어야 합니다 철 오염. 의 위험을 감소 시키기 위하여 철 무료 박격포와 유 봉 4 %HCl 솔루션과 두 번 청소 하 고 건조 한 종이 필터 사용 하기 전에 각 시간. 자료를 다시 사용 하는 경우 4 %HCl 솔루션과 두번 청소 하 고 건조 한 종이 필터.
<ol><li>분리는 줄기에서 잎, 장갑 (모든 금속 장비 사용 안 함)를 사용 하 여. 잎 (신선한 무게)의 약 10 g를 사용 하 여 각 샘플에 대 한. 두 배 증류수 (DDW) 스프레이 용기를 사용 하 여 함께 각 잎 청소. 이 단계는 Fe 오염을 방지 해야 합니다.</li>
	<li>종이 타월에 잎을 건조 하 고 종이 가방에 넣어. 2-3 일 동안 80 ° C의 일정 한 온도에서 오븐에 종이 봉지를 전송.</li>
	<li>건조 하면, 분말 박격포와 유 봉 및 살 균 15 mL 플라스틱 튜브에 사용 하 여 나뭇잎 호감.</li>
</ol>3. 불타는 화산재를 잎
참고 사항: HCl의 (0)에 가까운 낮은 pH 해결책의 사용 철 용 해도 증가 의미입니다. 바위 모직 불타는 동안 유리병을 탈출에서 가스를 방지 하는 데 사용 됩니다.
<ol><li>새로운, 봉인 20 mL 섬광 유리병의 뚜껑 없이 무게. 값을 확인 하거나 자체 버튼을 사용 하 여 0 값으로 설정 합니다. 유리병에 짓 눌린된 말린된 잎 (샘플)을 추가 합니다.</li>
	<li>그리고 샘플 및 컨테이너 무게 값. 바위 양모와 유리병을 닫습니다.</li>
	<li>3 추가 튜브 샘플을 추가 하지 않고 무게 고 값을 확인 합니다. 이러한 튜브 샘플 무게 증가를 이끈 수 바위 모직의 양을 평가 하 컨트롤로 사용 됩니다.</li>
	<li>샘플 및 제어 튜브로 놓고 다음 온도 단계를 사용 하 여 레코딩을 시작: 실 온, 4 시간 동안 425 ° C, 그리고 마지막으로, 425 ° C를 빠른 증가. 이 시간까지, 마른 나뭇잎 재를 설정 할 것입니다.</li>
	<li>약 100 ° C까지 샘플 식만이 온도 습도 피하기 위해 다음 두 단계는 수 미치지 샘플의 최종 무게. 무거운 장갑을 사용 하 여, 핀셋, exteriorly 유리병을 들고와 보일 러에서 샘플 제거 합니다.</li>
	<li>평평한 표면에 튜브를 배치, 바위 모직을 제거 하 고 그들의 원래 뚜껑 튜브를 닫습니다.</li>
	<li>(3.3 참조) 3 제어 튜브 무게 하 고 그들의 평균 체중 증가 계산. 체중 증가 이상 재 무게의 1% (단계 4.2 참조)이이 값을 사용 하 여 측정 오차의 견적으로.</li>
</ol>4. 철 측정에 대 한 재 준비
참고: 초기 샘플에 최종 철 농도 HCl의 추가 볼륨 나눈 유골의 중량으로 계산 됩니다.
<ol><li>1 M HCl 해결책 준비 (4 %HCl) (플라스틱 또는 유리 플라스 크)에 DDW 87.5 mL을 37 %HCl 재고 솔루션의 12.5 mL을 추가 하 여.</li>
	<li>15 mL 플라스틱 튜브 무게 값을 확인 하거나 자체 버튼을 사용 하 여 0 값으로 설정 합니다. 유골을 전송 튜브, 무게, 그리고 값. 이것은 재 무게 이다.</li>
	<li>유골을 1 M HCl의 5 mL를 추가 합니다. 재 22 µ m 필터를 통해 필터링 하 고 동일한 필터를 통해 1 M HCl의 추가 5 mL를 추가 합니다.</li>
	<li>마지막 볼륨 10 mL 이어야 한다입니다. 참고 필터에는 솔루션의 일부를 손실 됩니다. 참고: 샘플은 Fe 측정 FAAS 또는 프러시안 블루 방법에 대 한 준비.</li>
	<li>Fe 농도 보정 곡선 원자 분 광 분석에 의해 측정 가능한 프러시안 블루 메서드에서 확인 ( 그림 4참조) 각 식물 종에 대 한. 그 후, 혼자 프러시안 블루 메서드에서 Fe 농도 측정할 수 있습니다.</li>
</ol>5. FAAS에 의해 Fe 농도 측정
<ol><li>FAAS 측정에 대 한 각 샘플에서 4 mL를 제거 합니다.</li>
	<li>유골의 무게에 의해 FAAS 측정에서 얻은 결과 나눕니다. (유골은 10 mL에서 solubilized 했다) 때문에 0.01로 결과 값을 나눕니다. 결과 값 그램 재 (ppm) 당 철 분 농도 이다.</li>
</ol>6. 준비 솔루션 얼룩 프러시안 블루
<ol><li>준비 4% K4Fe(CN)6 100ml DDW와 소용돌이의 4 g를 추가 하 여 프러시안 블루 솔루션 (다른 볼륨 또는 농도 사용할 수 있습니다 다양 한 요구에 대 한). 이 연구에 덜 집중 프러시안 블루 솔루션 보다 이전에 보고 된 (20%)14 사용을 주목 한다.</li>
	<li>사용 될 때까지 4 ° C에서 어둠 속에서 솔루션 유지. 솔루션은 이러한 조건에서 저장 될 때 6 개월 동안 안정.</li>
</ol>7. FAAS 결과 사용 하 여 프러시안 블루 방법에 대 한 교정 곡선을 생성 합니다.
참고: 다음 수식을 사용 하 여 재에서 철 분 농도 계산 <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/57408/57408eq1.jpg">공식 1 C: 농도, v: 샘플 볼륨, w: 재 중량 (g).
<ol><li>프러시안 블루 솔루션 및 0.50 mL의 1 M HCl 0.50 mL를 혼합. 이 빈 솔루션 될 것입니다.</li>
	<li>샘플의 0.5 mL를 혼합 (재 4 %HCl에서, 섹션 3에에서 설명 된 대로) pipetting으로 프러시안 블루 솔루션 (단계 6.1)의 0.5 ml. 1 분 이상 하지만 5 분 이상 기다립니다. 5 분 후, 샘플에서 침전이 발생 합니다.</li>
	<li>믹스는 베트 전송과 715에서 OD를 측정 nm는 분 광 광도 계를 사용 하 여. 값 note</li>
	<li>샘플의 재 중량 (3.2 단계)에 의해 OD 값 (7.3 단계)를 나눕니다. 결과 그램 재 당 세를 나타냅니다.</li>
	<li>FAAS 측정 (Y 축)와 OD 값에서 얻은 철 농도 사이의 선형 회귀 플롯 (X 축). 5.2와 7.4 단계에서 얻은 결과 사용 합니다. 회귀 수식 Y 계산 = a + bX, Y 철 분 농도, 교차 하는 흡 광도 나타냅니다, b를 나타냅니다 흡 광도 슬로프를 나타내고 X는 OD.</li>
</ol>8. 동일한 식물 종류에서 다른 샘플에 있는 철 수준을 결정 하기 위한 프러시안 블루 메서드를 사용 하
참고: 식물의이 유형에 대 한 교정 곡선 이미 설정 된 이후 같은 식물 종류에서 어떤 새로운 샘플에서 철 분 농도 계산할 수 있습니다 직접 선형 회귀 수식을 사용 하 여.
<ol><li>섹션 3, 4, 단계 7.1 7.4 다음 단계를 수행 합니다.</li>
	<li>선형 회귀 (7.5 단계)에서 얻은 수식을 사용 하 여 솔루션에서 철 분 농도 계산 합니다.</li>
</ol>

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</ol>

저자는 공개 없다.

식물 조직에서 철 측정 관개 또는 다른 환경 조건의 효과 평가 하기 위한 매우 중요 하다. 여기, 우리는 다른 종의 식물와 조직에 쉽게 적응 될 수 있는 담배 잎에 Fe 내용 측정을 위한 간단 하 고 정확한 색도계 방법 설명.
색도계 방법에 대 한 조건 최적화, 우리는 철 용 해도를 낮은 pH 매체 (pH < 1.0) 사용 있습니다. 레코딩 프로세스는 모든 형태의 철을 해제 하 고 아무 오염 물?...

철 (Fe)은 모든 생명체에 중요 한 미 량 영양소 이다. 식물에는 필수 미 량 영양소1 호흡, 광합성과 엽록소 생 합성 등의 기본 프로세스에의 참여 때문 이다. 무료 철 이온의 높은 축적은 식물 세포 산화 스트레스를 일으키는 자유 래 디 칼의 방출에 지도 하는 반응 때문에 유해한. 식물 세포 내 철 항상성 유지, 이온 그들에 저장 하 고 ferritins, 철 항상성2 에 직접 관여 단백질 버팀대 및 모든 살아있는 유기 체에 있는 철의 주요한 저장소 구조 내에서 분리 된. 동시에 철 분 결핍 빈 혈 공장 철 영양실조 증가 필요에 따른 인간의 인구의 상당한 비율을 영향을 줍니다. 식물 ferritin의 독특한 특성으로 인해 ferritin 철 식품 농축 영양3의이 문제를 싸 우기 위하여 유망 전략을 제공 합니다.
철 이온은 주로에서 발견된 두 산화 상태, 즉 철 (divalent Fe2 + 또는 철 (II))과 제 2 철 (trivalent Fe3 + 또는 철 (III)) 형태. 철, 철 클러스터4, 등의 여러 다른 형태도 세포에서 발견 된다. Fe 철 산화물 세포와 자연스럽 게 폼 hematites (Fe2O3) 및 ferryhidrites로 저장 됩니다 ((Fe3 +)2O3•0.5 H2O)에서 생리 적 조건5. 이러한 반응, 특히 제 2 철 형태에서에서 형성 하는 수 산화물은 매우 낮은 용 해도 있다. 철 보존 따라서 솔루션의 pH에 의해 영향을 받는 이며 주로 pH 56위의 고체.
불 쌍 한 용 해도 및 Fe의 높은 반응성을 고려 하면 공장 조직 및 장기 들의 전송 적합 한 chelating 분자와 연결 되어야 합니다. 또한, 철과 제 2 철 양식1 사이 그것의 산화 상태를 제어 해야 합니다. 잎, 내는 철의 약 80% 한다, 엽록소와 다른 heme 분자의 생 합성에서 전자 교통 시스템에서의 필수적인 역할 때문에 광합성 세포에서 발견 되 고 Fe S의 형성에서 클러스터7. 셀 내에서 과잉 철 분의 경우 흑자 금속 ferritin 분자8에 저장 하는 공포에 translocated입니다.
철은 여러 방법을 비롯 하 여 불꽃 원자 흡수 분광학9 (FAAS) 또는 색도계 분석 실험10, 전 후자 보다 훨씬 더 정확한 되 고 식물 조직에서 측정할 수 있습니다. FAAS 있는 개별 요소의 전자기 방출 기초 샘플의 원소 구성을 결정 하는 매우 정확한 기술입니다. FAAS 변환 합니다 금속 이온 원자 상태 샘플의 화 염 열에 의해 주어진된 이온 접지 상태로 반환 될 때 이온 여기 및 특정 파장의 방출으로 이어지는. 다른 이온에서 방출 한 단색으로 구분 되며 흡수 센서11에 의해 감지. FAAS 따라서 직접 철 농도 척도를 제공 합니다. 그러나 생물 조직에 철을 시각화에 대 한 다른 기술을,, 사용할 수 있습니다. 유도 결합 플라즈마-질량 분광학 (ICP-MS)12 철 및 다른 성분 측정을 위한 매우 정확한 방법 이지만 장비, FAAS와 ICP-MS, 모두의 부족은 일반적인 문제 이다. 다른 한편으로, 안산 기능성13 철 측정 정밀도 결여 하 고 샘플 사이의 작은 변화를 감지 하 실패 합니다. 프러시안 파란 얼룩14,,1516,17 Fe 양이온, 생산 되는 칼륨 제 2 철 ferrocyanide (K4Fe(CN)6)의 반응에 따라 간접 방법입니다는 강한 블루 색상, 질적 철 검출 동물과 식물 조직의 조직학 섹션에 사용 됩니다.
철 금속 (0-발렌타인)는 암석에 드문 경우입니다. 환경에서 철의 지배적인 비 complexed 이온 형태로 주로 에어로빅 사이트에서 우세한 제 2 철 철 철 철 무산 소 환경에서 상대적으로 더 풍부한 되 고와 주변에 있는 산소의 양에 의해 결정 됩니다. 철 철 산화의 원인이 되는 에이전트 자주 무산 소 및 산 성 주변18에 차이가 있지만이 후자의 형태는 또한 극단적으로 산 성 환경에서 지배적 이다. 때 철 분 4%에서 solubilized 이다 호 기성 환경에서 HCl (pH 0), 희석된 철의 존재는 제 2 철 (Fe3 +)19,20양식.
철 이온과 K4Fe(CN)6 사이의 반응을 아래와 같습니다.
Fe3 +: FeCl3 + K4Fe(CN)6 KFe(III)Fe(II)(CN)6¯ + 3KCl =
Fe2 +: 4 FeCl2 + 2 K4Fe(CN)6 Fe4(Fe(CN)6)2 + 8 = KCl
현재 연구에서 우리는 프러시안 파란 얼룩 솔루션에서 철 수준을 측정 하는 데 유용 수 있습니다 여부를 물었다.
처음에, 수성 해결책에서 Fe의 농도 및 프러시안 파란 얼룩의 상관관계를 확인합니다. 수성 해결책에서 (FeCl2, FeCl3 또는 2의 1:1 혼합물)로 철 농도 프러시안 블루의 추가 후 원자 분광학와 흡 광도 (OD)을 측정 했다. 그림 1 측정 각 방법으로 얻은 선형 회귀 곡선을 보여준다. 우리는 프러시안 블루 메서드 솔루션에서 철 분 농도의 정량 분석을 위해 사용 될 수 있다는 결론을 내렸다.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57408/57408fig1.jpg"> 그림 1: Fe 농도 사이의 선형 재발 FAAS와 빛 흡 광도 측정 (OD, 715 nm) 프러시안 블루 메서드에서 얻은. 파란색 사각형 및 선 Fe2 + 솔루션, 빨간 사각형 및 선 Fe3 + 솔루션 및 검은 사각형을 나타냅니다 나타내고 선 사이 Fe2 + Fe3 +1:1 혼합물을 나타냅니다. 다음 재발 얻어 졌다: [Fe2 +] 3 + 123 x OD = r = 0.996, R2 0.989; = [Fe3 +] 1 + 292 x OD = r = 0.999, R2 = 0.997; 그리고 [Fe2 + 3 +] 11 + 146 x OD = r = 0.983, R2 0.956 =. Fe2 + 기증자 FeCl2 이었고 Fe3 + 기증자 FeCl3했다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57408/57408fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
식물 조직의 철 정량 분석에 대 한 색도계 프러시안 블루 방법에 맞게, 담배 잎 재 철 콘텐츠 불꽃 흡수 원자 분광학 및 프러시안 파란 얼룩에 의해 측정 되었다. 두 가지 방법에 의해에서 결과 사이 좋은 상관 관계가 있었습니다.

<table><tbody><tr><td>Potassium Hexacyanoferrate(II)</td><td>Fisher Chemical</td><td>14459-95-1</td><td>Reagent for the Pussian Blue</td></tr><tr><td>Millex Syringe Filter Unit, Vial Vent 0.22 &amp;mu;m</td><td>Millec</td><td>SLGP033RS</td><td>Filter used to filter the ashes + 4% HCl Solution</td></tr><tr><td>Scintillation Vials</td><td>Fisherbrand</td><td>03-337-4</td><td>Used to keep the dry powdered plant material during the burning procedure.</td></tr><tr><td>Disposable Syringe 10 ml</td><td>Medi-Plus</td><td>1931</td><td>Syringe used during the filtration</td></tr><tr><td>Hydrochloric acid</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>231-595-7</td><td>Used in the 4% HCl solution to dilute the ashes and clean the materials</td></tr><tr><td>&lt;em&gt;Tobacco, Nicotiana tabacum&lt;/em&gt; cv. Samsun NN</td><td>Obtained from Prof. Simon Barak and routinely used in the Zaccai Lab</td><td>Barak S, Nejidat A, Heimer Y, Volokita M. Transcriptional and posttranscriptional regulation of the glycolate oxidase gene in tobacco seedlings. Plant Molecular Biology. 2001 Mar 1;45(4):399-407.</td><td>Tobacco cultivar used in this protocol</td></tr><tr><td>Glass Wool (Rock Wool)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>659997-17-3</td><td>Used in the procedure of burning samples in the furnace.</td></tr></tbody></table>

a colorimetric method for measuring iron content in plants

철, 살아있는 유기 체에서 가장 중요 한 영양소 중 하나는 호흡과 광합성 등의 기본 프로세스에 포함 된다. 철 분 모든 생물, 식물에 건조 중량의 약 0.009%에 이른다에 오히려 낮습니다. 날짜 하려면, 화 염 흡수 원자 분광학은 식물 조직에서 철 분 농도 측정 하기 위한 가장 정확한 방법 중 하나. 그러나,이 접근은 어렵고 비싼 이며 특정 장비 공장 실험실에서 주로 발견. 따라서, 정기적으로 사용 될 수 있는 간단한 아직 정확한 방법 필요 합니다. 색도계 프러시안 블루 메서드는 정기적으로 동물과 식물 조직학 섹션에 얼룩 질적 철에 사용 됩니다. 이 연구에서 우리는 담배에 있는 철의 양적 측정 방법 나뭇잎 프러시안 블루 적응. 우리는 원자 분광학과 같은 샘플에 철 콘텐츠를 측정 하 여 선형 회귀 발견 얼룩 프러시안 블루를 사용 하 여이 방법의 정확도 확인 (R2 = 0.988) 두 절차 사이. 우리는 프러시안 블루 식물 조직에서 양적 철 측정 방법은, 간단, 정확 하 고 저렴 한 결론. 그러나, 여기에 제시 된 선형 회귀 다른 식물 종, 샘플 및 시 사이 잠재적인 상호 작용 때문에 적합 하지 않을 수 있습니다. 따라서 회귀 곡선의 다른 식물 종의 필요 합니다.

이 프로토콜은 제대로 실시는, 하나 우수한 상관관계 프러시안 블루와 원자 분광학 방법으로 얻은 결과 얻어야 한다. 따라서, 프러시안 블루 메서드를 사용할 수 있습니다 쉽게 식물 샘플에서 철 분 농도의 정확한 측정을 얻기 위해 다음과 같은 실험에 반영.
담배 식물은 프로토콜에 설명 된 대로 성장 하 고 다른 철 농도 포함 ...

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A Colorimetric Method for Measuring Iron Content in Plants

식물에 철 분 함량을 측정 하는 색도계 방법

선물이 색도계 프러시안 블루 메서드를 사용 하 여 식물 조직에 철 분 함량을 측정 하는 간단 하 고 신뢰할 수 있는 프로토콜.

Iron, one of the most important micronutrients in living organisms, is involved in basic processes, such as respiration and photosynthesis. Iron content ...

a-colorimetric-method-for-measuring-iron-content-in-plants

Research

JoVE Journal

Biochemistry

22.0K 조회수.  Ben-Gurion University of the Negev. 선물이 색도계 프러시안 블루 메서드를 사용 하 여 식물 조직에 철 분 함량을 측정 하는 간단 하 고 신뢰할 수 있는 프로토콜.

비디오: A Colorimetric Method for Measuring Iron Content in Plants

RGB and Spectral Root Imaging for Plant Phenotyping and Physiological Research: Experimental Setup and Imaging Protocols

Better understanding of plant root dynamics is essential to improve resource use efficiency of agricultural systems and increase the resistance of crop cultivars against environmental stresses. An experimental protocol is presented for RGB and hyperspectral imaging of root systems. The approach uses rhizoboxes where plants grow in natural soil over a longer time to observe fully developed root systems. Experimental settings are exemplified for assessing rhizobox plants under water stress and studying the role of roots. An RGB imaging setup is described for cheap and quick quantification of root development over time. Hyperspectral imaging improves root segmentation from the soil background compared to RGB color based thresholding. The particular strength of hyperspectral imaging is the acquisition of chemometric information on the root-soil system for functional understanding. This is demonstrated with high resolution water content mapping. Spectral imaging however is more complex in image acquisition, processing and analysis compared to the RGB approach. A combination of both methods can optimize a comprehensive assessment of the root system. Application examples integrating root and aboveground traits are given for the context of plant phenotyping and plant physiological research. Further improvement of root imaging can be obtained by optimizing RGB image quality with better illumination using different light sources and by extension of image analysis methods to infer on root zone properties from spectral data.

An experimental protocol is presented for assessment of soil grown plant root systems with RGB and hyperspectral imaging. Combination of RGB image time series with chemometric information from hyperspectral scans optimizes insights into plant root dynamics.

RGB 및 식물 형질 및 생리 적 연구에 대 한 스펙트럼 루트 이미징: 실험적인 체제 및 프로토콜을 이미징

Better understanding of plant root dynamics is essential to improve resource use efficiency of agricultural systems and increase the resistance of crop ...

연구

환경과학

Quantifying Plant Soluble Protein and Digestible Carbohydrate Content, Using Corn (Zea mays) As an Exemplar

Elemental data are commonly used to infer plant quality as a resource to herbivores. However, the ubiquity of carbon in biomolecules, the presence of nitrogen-containing plant defensive compounds, and variation in species-specific correlations between nitrogen and plant protein content all limit the accuracy of these inferences. Additionally, research focused on plant and/or herbivore physiology require a level of accuracy that is not achieved using generalized correlations. The methods presented here offer researchers a clear and rapid protocol for directly measuring plant soluble proteins and digestible carbohydrates, the two plant macronutrients most closely tied to animal physiological performance. The protocols combine well characterized colorimetric assays with optimized plant-specific digestion steps to provide precise and reproducible results. Our analyses of different sweet corn tissues show that these assays have the sensitivity to detect variation in plant soluble protein and digestible carbohydrate content across multiple spatial scales. These include between-plant differences across growing regions and plant species or varieties, as well as within-plant differences in tissue type and even positional differences within the same tissue. Combining soluble protein and digestible carbohydrate content with elemental data also has the potential to provide new opportunities in plant biology to connect plant mineral nutrition with plant physiological processes. These analyses also help generate the soluble protein and digestible carbohydrate data needed to study nutritional ecology, plant-herbivore interactions and food-web dynamics, which will in turn enhance physiology and ecological research.

Quantifying Plant Soluble Protein and Digestible Carbohydrate Content, Using Corn Zea mays As an Exemplar

The protocols described herein provide a clear and approachable methodology for measuring soluble protein and digestible (non-structural) carbohydrate content in plant tissues. The ability to quantify these two plant macronutrients has significant implications for advancing the fields of plant physiology, nutritional ecology, plant-herbivore interactions and food-web ecology.

공장 수용 성 단백질과 소화 탄수화물 콘텐츠를 사용 하 여 옥수수 (지 시 메이 스)를 표본으로 측정

Elemental data are commonly used to infer plant quality as a resource to herbivores. However, the ubiquity of carbon in biomolecules, the presence of ...

Setup of Capillary Electrophoresis-Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (CE-ICP-MS) for Quantification of Iron Redox Species (Fe(II), Fe(III))

Dyshomeostasis of iron metabolism is accounted in the pathophysiological framework of numerous diseases, including cancer and several neurodegenerative conditions. Excessive iron results in free redox-active Fe(II) and can cause devastating effects within the cell like oxidative stress (OS) and death by lipid peroxidation known as ferroptosis (FPT). Therefore, quantitative measurements of ferrous (Fe(II)) and ferric (Fe(III)) iron rather than total Fe-determination is the key for closer insight into these detrimental processes. Since Fe(II)/(III) determinations can be hampered by fast redox-state shifts and low concentrations in relevant samples, like cerebrospinal fluid (CSF), methods should be available that analyze quickly and provide low limits of quantification (LOQ). Capillary electrophoresis (CE) offers the advantage of fast Fe(II)/Fe(III) separation and works without a stationary phase, which could interfere with the redox balance or cause analyte sticking. CE combined with inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) as a detector offers further improvement of detection sensitivity and selectivity. The presented method uses 20 mM HCl as a background electrolyte and a voltage of +25 kV. Peak shapes and concentration detection limits are improved by conductivity-pH-stacking. For reduction of 56[ArO]+, ICP-MS was operated in the dynamic reaction cell (DRC) mode with NH3 as a reaction gas. The method achieves a limit of detection (LOD) of 3 &#181;g/L. Due to stacking, higher injection volumes were possible without hampering separation but improving LOD. Calibrations related to peak area were linear up to 150 &#181;g/L. Measurement precision was 2.2% (Fe(III)) to 3.5% (Fe(II)). Migration time precision was &#60;3% for both species, determined in 1:2 diluted lysates of human neuroblastoma (SH-SY5Y) cells. Recovery experiments with standard addition revealed accuracy of 97% Fe(III) and 105 % Fe(II). In real-life bio-samples like CSF, migration time can vary according to varying conductivity (i.e., salinity). Thus, peak identification is confirmed by standard addition.

Setup of Capillary Electrophoresis-Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry CE-ICP-MS for Quantification of Iron Redox Species FeII, FeIII

This iron redox speciation method is based on capillary electrophoresis-inductively coupled plasma mass spectrometry with sample stacking combined with short analysis in one run. The method quickly analyzes and provides low limits of quantification for iron redox species across a diverse range of tissues and biofluid samples.

철 레독스 종(Fe(II), Fe(III)의 정량화를 위한 모세관 전기포고증-유도 결합된 혈장 질량 분광법(CE-ICP-MS)의 설정

Dyshomeostasis of iron metabolism is accounted in the pathophysiological framework of numerous diseases, including cancer and several neurodegenerative ...

화학

<meta charset="utf8"></head><body>새로운 철 킬레이트 검출을 위한 형광 분석

Quantifiable and Inexpensive Cell-Free Fluorescent Method to Confirm the Ability of Novel Compounds to Chelate Iron

Cancer cells require large amounts of iron to maintain their proliferation. Iron metabolism is considered a hallmark of cancer, making iron a valid target for anti-cancer approaches. The development of novel compounds and the identification of leads for further modification requires that proof of mechanism assays be carried out. There are many assays to evaluate the impact on proliferation; however, the ability to chelate iron is an important and sometimes overlooked end-point measure due to the high costs of equipment and the challenge to quickly and reproducibly quantify the strength of chelation. Here, we describe a quantifiable and inexpensive cell-free fluorescent method to confirm the ability of novel compounds to chelate iron. Our assay relies on the commercially available inexpensive fluorescent dye Calcein, whose fluorescence can be quantified on most fluorescent microtiter plate readers. Calcein is a weak iron chelator, and its fluorescence is quenched when it binds Fe2+/3+; fluorescence is restored when a novel chelator outcompetes Calcein for bound Fe2+/3+. The removal of fluorescent quenching and the resulting increase in fluorescence allows the chelation ability of a novel putative chelator to be determined. Therefore, we offer an inexpensive, high-throughput assay that allows the rapid screening of novel candidate chelator compounds.

<meta charset="utf8"></head><body>저자 스포트라이트: 새로운 철 킬레이트가 암세포 대사에 미치는 영향 평가

We describe a fluorescent assay that can quickly and inexpensively confirm the ability of novel compounds to chelate iron. The assay measures the ability of compounds to outcompete the iron binding activity of the weak iron chelating fluorescent probe Calcein, resulting in a quantifiable increase in fluorescence when chelation occurs.

철을 킬레이트화하는 새로운 화합물의 능력을 확인하기 위한 정량화 가능하고 저렴한 cell-free 형광 방법 

Cancer cells require large amounts of iron to maintain their proliferation. Iron metabolism is considered a hallmark of cancer, making iron a valid target ...

암 연구학

Measurement of Tissue Non-Heme Iron Content using a Bathophenanthroline-Based Colorimetric Assay

Iron is an essential micronutrient. Both iron overload and deficiency are highly detrimental to humans, and tissue iron levels are finely regulated. The use of experimental animal models of iron overload or deficiency has been instrumental to advance knowledge of the mechanisms involved in the systemic and cellular regulation of iron homeostasis. The measurement of total iron levels in animal tissues is commonly performed with atomic absorption spectroscopy or with a colorimetric assay based on the reaction of non-heme iron with a bathophenanthroline reagent. For many years, the colorimetric assay has been used for the measurement of the non-heme iron content in a wide range of animal tissues. Unlike atomic absorption spectroscopy, it excludes the contribution of heme iron derived from hemoglobin contained in red blood cells. Moreover, it does not require sophisticated analytical skills or highly expensive equipment, and can thus be easily implemented in most laboratories. Finally, the colorimetric assay can be either cuvette-based or adapted to a microplate format, allowing higher sample throughput. The present work provides a well-established protocol that is suited for the detection of alterations in tissue iron levels in a variety of experimental animal models of iron overload or iron deficiency.

Here, a protocol for the measurement of the non-heme iron content in animal tissues is provided, using a simple, well-established colorimetric assay that can be easily implemented in most laboratories.

Bathophenanthroline-based Colorimetric Assay를 이용한 조직 비헴철 함량 측정

Iron is an essential micronutrient. Both iron overload and deficiency are highly detrimental to humans, and tissue iron levels are finely regulated. The ...

의학

Quantitating Iron Transport Across the Mouse Placenta In Vivo Using Nonradioactive Iron Isotopes

Iron is essential for maternal and fetal health during pregnancy, with approximately 1 g of iron needed in humans to sustain a healthy pregnancy. Fetal iron endowment is entirely dependent on iron transfer across the placenta, and perturbations of this transfer can lead to adverse pregnancy outcomes. In mice, measurement of iron fluxes across the placenta traditionally relied on radioactive iron isotopes, a highly sensitive but burdensome approach. Stable iron isotopes (57Fe and 58Fe) offer a nonradioactive alternative for use in human pregnancy studies.
Under physiological conditions, transferrin-bound iron is the predominant form of iron taken up by the placenta. Thus, 58Fe-transferrin was prepared and injected intravenously in pregnant dams to directly assess placental iron transport and bypass maternal intestinal iron absorption as a confounding variable. Isotopic iron was quantitated in the placenta and mouse embryonic tissues by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). These methods can also be employed in other animal model systems of physiology or disease to quantify in vivo iron dynamics.

Quantitating Iron Transport Across the Mouse Placenta In Vivo Using Nonradioactive Iron Isotopes

This article demonstrates how to prepare and administer transferrin-bound nonradioactive isotopic iron for studies of iron transport in mouse pregnancy. The approach for quantifying isotopic iron in fetoplacental compartments is also described.

비방사성 철 동위원소를 사용한 생체 내 마우스 태반을 가로지르는 철 수송 정량화

Iron is essential for maternal and fetal health during pregnancy, with approximately 1 g of iron needed in humans to sustain a healthy pregnancy. Fetal ...

생물학

The Caco-2 Cell Bioassay for Measurement of Food Iron Bioavailability

Knowledge of Fe bioavailability is critical to the assessment of the nutritional quality of Fe in foods. In vivo measurement of Fe bioavailability is limited by cost, throughput, and the caveats inherent to isotopic labeling of the food Fe. Thus, there exists a critical need for an approach that is high-throughput and cost-effective. The Caco-2 cell bioassay was developed to satisfy this need. The Caco-2 cell bioassay for Fe bioavailability utilizes simulated gastric and intestinal digestion coupled with culture of a human intestinal epithelial cell line known as Caco-2. In Caco-2 cells, Fe uptake stimulates the intracellular formation of ferritin, an Fe storage protein easily measured by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Ferritin forms in proportion to Fe uptake; thus, by measuring Caco-2 cell ferritin production, one can assess intestinal Fe uptake from simulated food digests into the enterocyte. 
Via this approach, the model replicates the key initial step that determines food Fe bioavailability. Since its inception in 1998, this model approach has been rigorously compared to factors known to influence human Fe bioavailability. Moreover, it has been applied in parallel studies, with three human efficacy studies evaluating Fe biofortified crops. In all cases, the bioassay correctly predicted the relative amounts of Fe bioavailability from the factors, crops, and overall diet. This paper provides detailed methods on Caco-2 cell culture coupled with the in vitro digestion process and cell ferritin ELISA necessary to conduct the Caco-2 cell bioassay for Fe bioavailability.

The Caco-2 cell bioassay for iron (Fe) bioavailability represents a cost-effective and versatile approach to assess Fe bioavailability from foods, food products, supplements, meals, and even diet regimens. Thoroughly validated to human studies, it represents the state of the art for studies of Fe bioavailability.

Knowledge of Fe bioavailability is critical to the assessment of the nutritional quality of Fe in foods. In vivo measurement of Fe bioavailability is ...

Introduction to Mass Spectrometry

Source: Laboratory of Dr. Khuloud Al-Jamal - King&#39;s College London

Mass spectrometry is an analytical chemistry technique that enables the identification of unknown compounds within a sample, the quantification of known materials, the determination of the structure, and chemical properties of different molecules.
A mass spectrometer is composed of an ionization source, an analyzer,&#160;and a detector. The process involves the ionization of chemical compounds to generate ions. When using inductively coupled plasma (ICP), samples containing elements of interest are introduced into argon plasma as aerosol droplets. The plasma dries the aerosol, dissociates the molecules, and then removes an electron from the components to be detected by the mass spectrometer. Other ionization methods such as electrospray ionization (ESI) and matrix assisted laser desorption ionization (MALDI) are used to analyze biological samples. Following the ionization procedure, ions are separated in the mass spectrometer according to their mass-to-charge ratio (m/z), and the relative abundance of each ion type is measured. Finally, the detector commonly consists in an electron multiplier where the collision of ions with a charged anode leads to a cascade of increasing number of electrons, which can be detected by an electrical circuit connected to a computer.
In this video, the procedure of ICP-MS analysis will be described by the detection of 56Fe as an example.

식물에 철 분 함량을 측정 하는 색도계 방법

요약

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철 레독스 종(Fe(II), Fe(III)의 정량화를 위한 모세관 전기포고증-유도 결합된 혈장 질량 분광법(CE-ICP-MS)의 설정

철을 킬레이트화하는 새로운 화합물의 능력을 확인하기 위한 정량화 가능하고 저렴한 cell-free 형광 방법

철을 킬레이트화하는 새로운 화합물의 능력을 확인하기 위한 정량화 가능하고 저렴한 cell-free 형광 방법

철을 킬레이트화하는 새로운 화합물의 능력을 확인하기 위한 정량화 가능하고 저렴한 cell-free 형광 방법

Bathophenanthroline-based Colorimetric Assay를 이용한 조직 비헴철 함량 측정

비방사성 철 동위원소를 사용한 생체 내 마우스 태반을 가로지르는 철 수송 정량화

The Caco-2 Cell Bioassay for Measurement of Food Iron Bioavailability

질량 분광법 소개