Name: rapid collection of floral fragrance volatiles using a headspace volatile collection technique for gc-ms thermal desorption sampling
Uploaded: 2019-12-10T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Rapid Collection of Floral Fragrance Volatiles using a Headspace Volatile Collection Technique for GC-MS Thermal Desorption Sampling at JoVE.com

美国农业部-ARS研究项目号6036-22000-028-00D。在本出版物中使用贸易、公司或公司名称是为了便于读者使用。此类使用不构成美国农业部或农业研究处对任何产品或服务的正式认可或批准，而不包括其他可能合适的产品或服务。此外，佛罗里达大学生物学系-刘易斯和瓦里娜·沃恩兰花生物学奖学金（2017年）和佛罗里达大学研究生研究奖学金（2014-2018年）也提供了资金。我们也感谢来自斯蒂森大学的辛迪·本宁顿在拍摄这段视频时使用的兰花植物。

注意：在任何此类过程中，不得佩戴香水或香味乳液和产品。
1. 花卉选择
注：使用的花卉可以在环境中自然生长，也可以保存在人工环境条件下。收集期间的温度、湿度和光照水平可能因所使用的特定花种以及收集的数据类型而异。例如，白天和晚上收集了同一朵花的数据，以确定一天中的香味是否随时间而变化，并从原地和温室花卉中收集。
<ol><li>?...

<ol>
	<li>Knudsen, J. T., Tollsten, L., Bergstrom, L. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Floral+scents-+A+checklist+of+volatile+compounds+isolated+by+head-space+techniques.">Floral scents- A checklist of volatile compounds isolated by head-space techniques.</a> Phytochemistry. 33, 253-280 (1993).</li><li>Dudareva, N. A., Pichersky, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Biology of floral scent. , (2006).</li><li>Altenburger, R., Matile, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rhythms+of+fragrance+emission+in+flowers.">Rhythms of fragrance emission in flowers.</a> Planta. 174, 242-247 (1988).</li><li>Dodson, C. H., Dressler, R. L., Hills, H. G., Adams, R. M., Williams, N. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biologically+active+compounds+in+orchid+fragrances.">Biologically active compounds in orchid fragrances.</a> Science. 164, 1243-1249 (1969).</li><li>Theis, N., Raguso, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+pollination+on+floral+fragrance+in+thistles.">The effect of pollination on floral fragrance in thistles.</a> Journal of Chemical Ecology. 31 (11), 2581-2600 (2005).</li><li>Heath, R. R., Manukian, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+and+evaluation+of+systems+to+collect+volatile+semiochemicals+from+insects+and+plants+using+a+charcoal-infused+medium+for+air+purification.">Development and evaluation of systems to collect volatile semiochemicals from insects and plants using a charcoal-infused medium for air purification.</a> Journal of Chemical Ecology. 18, 1209-1226 (1992).</li><li>Cancino, A., Damon, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+floral+fragrance+components+of+species+of+Encyclia+and+Prosthechea+(Orchidaceae)+from+Soconusco,+southeast+Mexico.">Comparison of floral fragrance components of species of Encyclia and Prosthechea (Orchidaceae) from Soconusco, southeast Mexico.</a> Lankesteriana. 6, 83-139 (2006).</li><li>Cancino, A., Damon, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fragrance+analysis+of+euglossine+bee+pollinated+orchids+from+Soconusco,+south-east+Mexico.">Fragrance analysis of euglossine bee pollinated orchids from Soconusco, south-east Mexico.</a> Plant Species Biology. 22, 129-134 (2007).</li><li>Sadler, J. J., Smith, J. M., Zettler, L. W., Alborn, H. T., Richardson, L. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fragrance+composition+of+Dendrophylax+lindenii+(Orchidaceae)+using+a+novel+technique+applied+in+situ.">Fragrance composition of Dendrophylax lindenii (Orchidaceae) using a novel technique applied in situ.</a> European Journal of Environmental Science. 1, 137-141 (2011).</li><li>Ray, H. A., Stuhl, C. J., Gillett-Kaufman, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Floral+fragrance+analysis+of+Prosthechea+cochleata+(Orchidaceae),+an+endangered+native,+epiphytic+orchid,+in+Florida.">Floral fragrance analysis of Prosthechea cochleata (Orchidaceae), an endangered native, epiphytic orchid, in Florida.</a> Plant Signaling and Behavior. , (2018).</li><li>. National Institute of Standards and Technology. U.S. Department of Commerce Available from: <a target="_blank" href="https://www.nist.gov/">https://www.nist.gov/</a> (2019)</li></ol>

虽然这种技术对于它的采样速度和可移植性非常有价值，但一个限制是将其用于附生物种，或那些生长在树上而不是从地面的物种。在最初的研究中，一种被取样的花是附生。由于机器太重，不能自由悬挂，因此必须制作一个稳定、高架的底座进行取样。此外，机器可以插入电源插座或电池供电，因此，如果长时间进行现场采样，则在不使用机器时必须有电源为蓄电池充电。...

花通常产生一种香味，用来吸引授粉者。这些香料由许多化合物组成，它们共同作用于花卉混合物1，2，3。没有这些香料，花儿就不太可能使用传粉剂传递遗传信息。花香已记录在许多开花植物家族，与兰花是比较常见的家族研究4。为了理解花香在授粉中的作用，重要的是无损地收集和分析在一天的不同时间以及花期到几周从花中释放的化合物，因为香味会随时间而变化。
希思和马努基6号为这种取样制定了早期方案。他们的取样方法的目的是减少被研究的标本（如植物、昆虫）的压力。早期的文件记载，对植物的破坏性程序是必需的，如去除盛开的花朵，以收集香味。最近由坎西诺和达蒙7，8的花卉香水出版物采用了类似的方法。本研究将花放在玻璃室中，并通过净化空气在玻璃室;然后，从室的香料化合物被吸收到多孔聚合物吸附剂在明确的巴斯德移液器。在这项研究中，这些香水被收集了至少两个小时。萨德勒等人9日在佛罗里达州南部对一种植物兰花进行了花香研究，与最初的研究10很样。再次，这项研究要求花被取样超过两个小时，以收集香味挥发物，与香味收集到多孔聚合物吸附剂。本文提出了一种非破坏性方法，允许更快的采样，持续仅 10 分钟。此外，不使用玻璃室烤箱烘烤袋使用，这使得更灵活的移动室，并减少损坏花的机会。这些袋子有多种尺寸可供选择，可以选择袋的大小，在不影响样品或周围材料的情况下，可轻松安装单个样品。本研究中使用的吸附剂是泰纳克斯多孔聚合物吸附剂。这与 Porapak 不同，因为样品可以热解吸到 GC-MS 柱上进行分析，从而消除了化学溶剂的使用。
本研究中的方法提供了一种快速采样花产生的香精挥发物的方法，并可用于从其他标本（如昆虫信息素或蘑菇挥发物）中取样挥发物。采样时间的缩短意味着样品的压力较小，而且能够在短时间内采集到许多样品。例如，在萨德勒等人9，花只有香在晚上，所以只有两三个样本可以收集每天晚上。通过这种方法，可以整夜从同一朵花上每隔15-20分钟采集样品。此外，通过使用袋子而不是玻璃室，头部空间可以暂停更容易在外地取样，就地收集濒危或受威胁的植物物种。使用这里介绍的方法，我们能够对距地面1.5至2米的花卉进行取样。这些方法对于实验室和现场的香料收集非常有用，并且为研究人员提供了快速且对样品无损的采样技术。

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Bulkhead Union</td>
			<td>Cole-Palmer</td>
			<td>UX-06390-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FEP tubing</td>
			<td>Cole-Palmer</td>
			<td>UX-06407-60</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gas Chromatography</td>
			<td>Hewlett Packard</td>
			<td>6890</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass Wool, Silanized</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>20411</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Inlet liner</td>
			<td>Agilent</td>
			<td>5062-3587</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mass Spectrometer</td>
			<td>Hewlett Packard</td>
			<td>5973</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Reynolds oven bag</td>
			<td>Reynolds Consumer Products</td>
			<td>Turkey size</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tenax Porous Polymer Adsorbent</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>11982</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

rapid collection of floral fragrance volatiles using a headspace volatile collection technique for gc-ms thermal desorption sampling

许多花系的香料已被取样和分析挥发物。了解构成香料的化合物是保护受到威胁或濒危的花卉的重要一步。因为花香对吸引授粉者至关重要，因此这种方法可用于更好地了解甚至增强授粉。我们提出一个协议，使用便携式木炭空气过滤器和真空收集花香挥发物，然后由GC-MS进行分析。通过使用这种方法，可以使用无损方法对香精挥发物进行取样，并采用易于运输的机器。该方法采用快速采样程序，将采样时间从 2-3 小时缩短到大约 10 分钟。使用GC-MS，香水化合物可以根据真实标准单独识别。介绍了用于收集香料和控制数据的步骤，从材料设置到收集数据输出。

来自 GC-MS 的代表性数据显示为色谱图，如图1所示。除了色谱图外，还提供结果数据文件（补充文件1）。此数据文件提供每个峰值 （RT） 的保留时间，并标识该峰值的复合值（库/ID）。由于化合物10的分子量，10：00至15：00之间的峰值是花挥发物。峰值上方的数字表示被引用结果数据文件（补充文件1）的已识别化合物的保留时间。...

Watch this Scientific Journal Video about Rapid Collection of Floral Fragrance Volatiles using a Headspace Volatile Collection Technique for GC-MS Thermal Desorption Sampling at JoVE.com

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

在这里，我们提出一个协议，收集花香挥发物从盛开的花朵，使用无损采样程序。

使用头空间挥发性收集技术快速收集花香挥发物，用于 GC-MS 热解吸采样

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

由于花香对于吸引授粉者至关重要，因此此方法可用于更好地了解甚至增强本地花卉品种的授粉。使用这种方法，使用易运输的机器使用无损方法对挥发性挥发性化合物进行采样。这种方法采用快速采样，将采样时间从2小时到3小时削减至10分钟。这些方法提供了一种快速采样花卉产生的挥发性挥发性，并可用于从其他标本（如昆虫信息素）中取样挥发性。首先，选择最初未开封的花，用标记胶带标记花，以确保重复采样同一朵花。将烤箱袋煮入水中30分钟，去除残留的塑料化合物。要干燥，在175摄氏度的烤箱中烘烤60分钟。一旦袋子干燥，在烤箱袋的封闭端的每个角落加入聚丙烯隔壁结合。用75%乙醇冲洗所有袋子和管子，让它们风干。然后，在低热的烤箱中烘烤袋子和管子，在74至85摄氏度之间烤30分钟。根据开花时间，如果可能，在开花后至少等待 24 小时收集样品。用烤炉袋盖住选定的花。将袋子与花下方的塑料拉链紧密地合起来，以防止不需要的空气流入袋子。戴着无菌氯丁橡胶手套，从收集设备的出风口安装一根管子，并将其连接到烤箱袋上的一个舱壁工会。另一个舱壁结合上，连接一个装有多孔聚合物吸附剂的玻璃滤芯。将第二根管连接到真空输入上的收集设备。将第二管的末端连接到玻璃挥发性收集滤芯上。同时打开空气泵和真空，并设定为每分钟 0.05 升。花的头部空间充满了空气，但并没有过度膨胀。系统将空气从袋子中拉过过滤器，捕获花卉挥发性。让机器运行 10 分钟。然后关闭空气泵和真空。拆卸管子和玻璃滤芯。将过滤器放入玻璃瓶中，并拧在盖子上。用 PTFE 管螺纹胶带密封小瓶。将样品存放在冰柜中，直到 GCMS 分析。使用空烤箱袋重复此过程，以收集空白空气样本作为控制。对于相同挥发性成分的一致复制，每天在同一时间重复采集样品，因为有些花在一天中会产生不同的香味水平。首先，从冰柜中取出玻璃滤芯，并将其放入喷油器端口的 GCMS 中。为了释放从吸附剂中收集的多孔聚合物吸附剂上收集的头部空间挥发性，在氦气流量为每分钟1.2毫升时，将热收集陷阱加热至220摄氏度8分钟。比较收集的挥发性波动的色谱图，以确定常见的复发峰值。识别峰值挥发性挥发性后，使用 Pherobase 确定它们以前是否被花香描述过。在这项研究中，来自GCMS的代表性数据显示为色谱图。10 至 15 分钟之间的峰值为花卉挥发性。在Pherobase中引用了收集的挥发性，以确定它们以前是否被用花香描述过。例如，保留时间为 10.311 的化合物 21 已被确定为苯甲醛。苯甲醛在Pherobase上可搜索，并列出所有花卉品种，由植物家族组织，从中确定了这种香料化合物。兰花品种显示在这里，从其中苯甲醛已确定存在于花香。以前的方法每个样本需要两到四个小时。使用溶剂从过滤器中去除样品将导致 GCMS 上的溶剂峰值。这将隐藏从零到3.5分钟的化合物。此方法允许看到所有化合物。

Research

JoVE Journal

Biochemistry

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

一种快速探测激光方法有利于叶热性能的非侵入性和无接触测定

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

科研

生物化学

Mouse Adipose Tissue Collection and Processing for RNA Analysis

小鼠脂肪组织的采集和 RNA 分析处理

Compared to other tissues, white adipose tissue has a considerably less RNA and protein content for downstream applications such as real-time PCR and ...

Fully Autonomous Characterization and Data Collection from Crystals of Biological Macromolecules

生物大分子晶体的完全自主表征及数据采集

High-brilliance X-ray beams coupled with automation have&#160;led to the use of synchrotron-based macromolecular X-ray crystallography (MX) beamlines for ...

Fixed Target Serial Data Collection at Diamond Light Source

金刚石光源的固定目标串行数据收集

Serial data collection is a relatively new technique for synchrotron users. A user manual for fixed target data collection at I24, Diamond Light Source is ...

Profiling Volatile Compounds in Blackcurrant Fruit using Headspace Solid-Phase Microextraction Coupled to Gas Chromatography-Mass Spectrometry

使用顶空固相微萃取与气相色谱-质谱联用分析黑醋栗果实中的挥发性化合物

There is an increasing interest in measuring volatile organic compounds (VOCs) emitted by ripe fruits for the purpose of breeding varieties or cultivars ...

RIBO-seq in Bacteria: a Sample Collection and Library Preparation Protocol for NGS Sequencing

细菌中的RIBO-seq：NGS测序样本收集和库准备协议

The ribosome profiling technique (RIBO-seq) is currently the most effective tool for studying the process of protein synthesis in vivo. The advantage of ...

Routine Collection of High-Resolution cryo-EM Datasets Using 200 KV Transmission Electron Microscope

使用200 KV透射电子显微镜常规收集高分辨率冷冻电镜数据集

Cryo-electron microscopy (cryo-EM) has been established as a routine method for protein structure determination during the past decade, taking an ...

Single-Particle Cryo-EM Data Collection with Stage Tilt using Leginon

使用Leginon进行载物台倾斜的单颗粒冷冻电镜数据收集

Single-particle analysis (SPA) by cryo-electron microscopy (cryo-EM) is now a mainstream technique for high-resolution structural biology. Structure ...

Enhancing CO2 Sequestration: A Soil Biota Approach to Boost Mineral Weathering

Design and Construction of an Experimental Setup to Enhance Mineral Weathering through the Activity of Soil Organisms

Unraveling the Role of Earthworms in Enhancing Mineral Weathering for CO2 Removal (Video) | JoVE

设计和建造实验装置，通过土壤生物的活动增强矿物风化

Enhanced weathering (EW) is an emerging carbon dioxide (CO2) removal technology that can contribute to climate change mitigation. This technology relies ...

Accelerating Macromolecular Structural Analysis Using Smart Leginon Autoscreen

Cryo-Electron Microscopy Screening Automation Across Multiple Grids Using Smart Leginon

Author Spotlight: Enhancing Cryo-Electron Microscopy by Automated Data Collection and Analysis Techniques

Advancements in cryo-electron microscopy (cryoEM) techniques over the past decade have allowed structural biologists to routinely resolve macromolecular ...