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

USDA-ARS forskningsprojekt nummer 6036-22000-028-00D. Brugen af handels-, firma-eller selskabsnavne i denne publikation er til information og bekvemmelighed for læseren. En sådan anvendelse udgør ikke en officiel godkendelse eller godkendelse fra Usa's landbrugsministerium eller landbrugs forskningstjeneste af nogen vare eller tjenesteydelse til udelukkelse af andre, der kan være egnede. Desuden, University of Florida Biology Department-Lewis og Varina Vaughn Fellowship i Orchid Biology (2017), og en University of Florida Graduate Research Fellowship (2014-2018) forudsat finansiering samt. Vi takker også Cindy Bennington fra Stetson University for orkidé planten, der bruges under optagelserne af denne video.

Bemærk: parfume eller duftende lotion og produkter må ikke bæres under nogen af disse procedurer.
1. valg af blomst
Bemærk: de anvendte blomster kan enten være naturligt voksende i miljøet eller holdes under kunstige miljøforhold. Temperatur, fugtighed og lysniveau under samlingen kan variere baseret på de specifikke blomsterart, der anvendes, og hvilken type data der indsamles. For eksempel, data er blevet indsamlet i løbet af dagen og om natten for den samm...

<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>

Selv om denne teknik er utrolig værdifuld for sin prøvetagning hastighed og bærbarhed, en begrænsning bruger det til epifytiske arter, eller dem, der vokser på træer og ikke fra jorden. I den oprindelige undersøgelse10, en af blomsterne udtaget var Epiphytic. Da maskinen er for tung til at hænge frit, skal der laves en stabil, forhøjet base til prøvetagning. Desuden kan maskinen enten tilsluttes til en stikkontakt eller batteridrevet, så hvis der er langvarige Mark prøvetagning, skal d...

Blomster producerer typisk en duft, der bruges til at tiltrække bestøvere. Disse duftstoffer består af mange kemiske forbindelser, der alle handler sammen som en blomstret blanding1,2,3. Uden disse duftstoffer, ville blomster være mindre tilbøjelige til at videregive deres genetiske oplysninger ved hjælp af bestøvere. Blomstret duft er blevet dokumenteret i mange blomstrende plante familier, med Orchidaceae er en af de mere almindeligt familier studerede4. For at forstå rollen som blomstret duft i bestøvning, er det vigtigt at ikke destruktivt indsamle og analysere de kemiske forbindelser, der udsendes fra blomsterne på forskellige tidspunkter af dagen og i løbet af de flere dage til uger blomster Blooms er åbne, som duft kan variere over tid5.
En tidlig protokol for denne type prøveudtagning blev udviklet af Heath og Manukian6. Formålet med deres prøvetagningsmetoder var at reducere stress på præparatet (f. eks. planter, insekter), der blev undersøgt. Tidligere papirer dokumenteret, at destruktive procedurer til anlægget var påkrævet, såsom at fjerne blomstrende blomster for at indsamle duften. Nyere blomster dufte publikationer af Cancino og Damon7,8 brugt lignende metoder. Denne undersøgelse satte blomsterne i glas kamre og passerede renset luft over dem; derefter blev duftstoffer fra kammeret absorberet på porøse polymer adsorbenter i klare Pasteur pipetter. Duftstofferne blev indsamlet i mindst to timer i løbet af denne undersøgelse. Sadler et al.9 gennemførte blomsterduft undersøgelser på en epifytiske orkidé i South Florida, meget gerne den oprindelige undersøgelse10. Igen, denne undersøgelse krævede blomsterne skal udtages prøver i over to timer til at indsamle duft flygtige, med duft indsamlet på den porøse polymer adsorbent. Papiret her præsenterer en ikke-destruktiv metode, der giver mulighed for meget hurtigere prøvetagning, varig kun 10 minutter. Også i stedet for at bruge et glas kammer ovn bageposer anvendes, som giver mulighed for mere fleksibel bevægelse af kammeret og reducere chancerne for skader på blomsterne. Disse poser kommer i flere størrelser giver mulighed for at vælge størrelsen af posen, der nemt vil passe individuelle prøver uden at beskadige prøven eller det omgivende materiale. Den adsorbent, der anvendes i denne undersøgelse, var Tenax porøs polymer adsorbent. Dette adskiller sig fra Porapak, fordi prøven kan termisk desorberet på GC-MS kolonne til analyse, eliminere brugen af et kemisk opløsningsmiddel.
Metoderne i denne undersøgelse giver en måde til hurtigt at prøve duft flygtige produceret af blomster og kunne bruges til at prøve flygtige stoffer fra andre eksemplarer samt, såsom insekt feromoner, eller svampe flygtige. Den reducerede tid for prøvetagning betyder, at der er mindre stress på prøven og evnen til at indsamle mange prøver i løbet af kort tid. For eksempel, i sadler et al.9, blomsten var kun duftende om natten, så kun to eller tre prøver kunne indsamles hver nat. Med metoden her, prøver kunne tages hele natten på 15-20-minutters intervaller fra samme blomst. Desuden kan headspace ved brug af poser i stedet for glas kamre suspenderes lettere for prøvetagning i marken til in situ-opsamling på truede eller truede plantearter. Ved hjælp af den metode, der præsenteres her, vi var i stand til at prøve blomster 1,5 til 2 meter over jorden. Disse metoder er utroligt nyttige for duft samling i laboratoriet og marken, og giver forskerne en prøveudtagningsteknik, der er hurtig og ikke-destruktiv til prøven.

<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

Duftstoffer af mange blomster familier er blevet udtaget og flygtige analyseret. At kende de forbindelser, der udgør duftstoffer kan være et vigtigt skridt til bevaring af blomster, der er truet eller truet. Fordi blomstret duft er afgørende for at tiltrække bestøvere, denne metode kan bruges til bedre at forstå eller endda forbedre bestøvning. Vi præsenterer en protokol ved hjælp af en bærbar kulluft filter og vakuum til at indsamle blomsterduft flygtige, som derefter analyseres af en GC-MS. Ved hjælp af denne metode kan duft flygtige stoffer udtages ved hjælp af en ikke-destruktiv metode med en maskine, der let transporteres. Denne metode anvender en hurtig prøvetagnings procedure, der skærer Prøvetagningstiden ned fra 2-3 timer til ca. 10 minutter. Ved hjælp af GC-MS kan duft forbindelserne identificeres individuelt baseret på autentiske standarder. De trin, der anvendes til indsamling af duft-og kontroldata, vises fra materiale opsætningen til indsamling af data output.

Repræsentative data fra GC-MS er vist som et kromatogram i figur 1. Ud over kromatogrammet gives der også en datafil med resultater (supplerende fil 1). Denne datafil giver Opbevaringstiden for hver spids (RT), og en identifikation af, hvad forbindelse, at peak er (bibliotek/ID). Toppe mellem 10:00 og 15:00 minutter er blomstret flygtige, på grund af molekylvægten af forbindelserne10. Tallene over toppene tilkendegiver opbevaringstiderne for de id...

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

Her præsenterer vi en protokol for indsamling af blomsterduft flygtige fra blomstrende blomster, ved hjælp af en ikke-destruktiv prøveudtagning procedure.

Hurtig samling af blomsterduft flygtige stoffer ved hjælp af en headspace volatile Collection teknik til GC-MS termisk desorption prøvetagning

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

Fordi blomsterduft er afgørende for at tiltrække bestøvere, kan denne metode bruges til bedre at forstå eller endda forbedre bestøvning af indfødte blomsterarter. Med denne metode udtages der prøver af duftflygtige stoffer ved hjælp af en ikke-destruktiv metode med en maskine, der er let transporteret. Denne metode anvender hurtig prøveudtagning og skærer prøvetagningstiden fra to til tre timer til 10 minutter.Disse metoder giver mulighed for hurtigt at prøve flygtige stoffer produceret af blomster og kan bruges til at prøve flygtige stoffer fra andre prøver samt, såsom insekt feromoner. Til at begynde, skal du vælge en blomst, der oprindeligt er uåbnet, og markere blomsten med udflagning tape for at sikre gentagne prøveudtagning af den samme blomst. Kog ovnposer i vand i 30 minutter for at fjerne resterende plastforbindelser.At tørre, bages i en ovn ved 175 grader Celsius i 60 minutter. Når poserne er tørret, tilsættes en polypropylen skot union til hvert hjørne af den lukkede ende af ovnen poser. Skyl alle poser og rør med 75% ethanol og lad dem lufttørre.Derefter bages poser og rør i en ovn ved svag varme, mellem 74 til 85 grader Celsius i 30 minutter. Afhængigt af varigheden af den blomstrende tid, om muligt vente mindst 24 timer efter blomstring at indsamle prøven. Dæk den valgte blomst med en bagt ovntaske.Cinch posen sammen tæt med en plastik lynlås under blomsten for at forhindre uønsket luftstrøm i posen. Iført sterile neoprenhandsker, fastgør et rør fra opsamlingsudstyrets luftudtag og tilslut det til en af skotfagene på ovnposen. På den anden skot union, vedhæfte et glas filter patron, der indeholder porøse polymer adsorbent.Fastgør et andet rør til opsamlingsudstyret på vakuumindgangen. enden af det andet rør på glaskretilsamlingsfilterpatronen. Tænd både luftpumpen og vakuum på samme tid og sæt til 0,05 liter i minuttet.Hovedrummet omkring blomsten er fyldt med luft, men ikke overoppustet. Systemet trækker luft fra posen gennem filteret, fældefangst blomsterne flygtige. Lad maskinen køre i 10 minutter.Og sluk derefter både luftpumpen og vakuum. Demonter rørene og glasfilterpatronen. Kom filteret i et glasglas og skru på en hætte.Hætteglasset forsegles med PTFE-rørtrådstape. Prøven opbevares i en fryser indtil GCMS-analysen. Gentag denne proces med en tom ovnpose for at indsamle en blank luftprøve som kontrol.For konsekvente replikations af de samme flygtige stoffer gentages prøvetagningen på samme tidspunkt hver dag, da nogle blomster producerer varierende duftniveauer i løbet af dagen. Tag først glasfilterpatronen ud af fryseren, og læg den i en GCMS i injektorporten. For at frigive hoved plads flygtige opsamlet på porøse polymer adsorbent fra adsorbent, varme den termiske indsamling fælde til 220 grader Celsius i otte minutter inden for en strøm af helium gas på 1,2 milliliter i minuttet.Sammenlign kromatogrammer af indsamlede flygtige stoffer for at identificere almindelige tilbagevendende toppe. Efter at have identificeret de maksimale flygtige stoffer, bruge Pherobase at afgøre, om de tidligere er blevet beskrevet i blomsterdufte. I denne undersøgelse vises repræsentative data fra GCMS som et kromatogram.Toppe mellem 10 og 15 minutter er blomster flygtige stoffer. De indsamlede flygtige stoffer blev refereret i Pherobase for at afgøre, om de tidligere er blevet beskrevet i en blomsterduft. For eksempel, sammensatte nummer 21, med en retentionstid på 10.311 er blevet identificeret som benzaldehyd.Benzaldehyd er søgbar på Pherobase med en liste over alle blomsterarter, organiseret af plantefamilien, hvorfra denne duft forbindelse er blevet identificeret. Orkidéarterne er vist her, hvorfra benzaldehyd er blevet bestemt til at være til stede i blomsterduften. Tidligere metoder tog to til fire timer pr prøve.Anvendelsen af et opløsningsmiddel til at fjerne prøven fra filteret ville resultere i en opløsningsmiddeltop på GCMS. Dette ville skjule forbindelserne fra nul til 3,5 minutter. Denne metode gør det muligt for alle forbindelser, der skal ses.

Research

JoVE Journal

Biochemistry

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

En hurtig Laser Sondering Metode Letter ikke-invasive og Kontakt-fri Bestemmelse af Leaf Termiske egenskaber

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

Mouse Adipose Tissue Collection and Processing for RNA Analysis

Musen fedtvæv indsamling og forarbejdning til RNA analyser

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

Fuldt autonome karakterisering og indsamling af Data fra krystaller af biologiske makromolekyler

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

Fast target seriel dataindsamling på Diamond Light Source

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

Profilering flygtige forbindelser i solbærfrugt ved hjælp af Headspace Solid-Phase Microextraction Koblet til Gaskromatografi-Mass Spektrometri

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

RIBO-seq i bakterier: en prøvesamling og biblioteksforberedelsesprotokol til NGS-sekventering

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

Rutinemæssig indsamling af kryo-EM-datasæt i høj opløsning ved hjælp af 200 KV transmissionselektronmikroskop

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

Enkeltpartikel-kryo-EM-dataindsamling med scenehældning ved hjælp af Leginon

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

Design og konstruktion af en eksperimentel opsætning for at forbedre mineralforvitring gennem jordorganismers aktivitet

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 ...