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 Research Project number 6036-22000-028-00D. L'utilisation des noms de commerce, d'entreprise ou de société dans cette publication est pour l'information et la commodité du lecteur. Une telle utilisation ne constitue pas une approbation ou une approbation officielle par le Département de l'agriculture des États-Unis ou le Service de recherche agricole d'un produit ou d'un service à l'exclusion d'autres personnes qui pourraient convenir. De plus, le département de biologie-Lewis de l'Université de Floride et la bourse Varina Vaughn en biologie des orchidées (2017) et une bourse de recherche supérieure de l'Université de Floride (2014-2018) ont également fourni des fonds. Nous remercions également Cindy Bennington de l'Université Stetson pour la plante d'orchidée utilisée pendant le tournage de cette vidéo.

REMARQUE : Les parfums ou les lotions et produits parfumés ne doivent pas être portés au cours de l'une ou l'autre de ces procédures.
1. Sélection de fleurs
REMARQUE : Les fleurs utilisées peuvent pousser naturellement dans l'environnement ou être conservées dans des conditions environnementales artificielles. La température, l'humidité et le niveau de lumière pendant la collecte peuvent varier en fonction des espèces de fleurs utilisées et du type de don...

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	<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>

Bien que cette technique soit incroyablement précieuse pour sa vitesse d'échantillonnage et sa portabilité, l'une des limites est de l'utiliser pour les espèces épiphytes, ou celles qui poussent sur les arbres et non pas à partir du sol. Dans l'étude originale10, l'une des fleurs échantillonnées était épiphytique. Parce que la machine est trop lourde pour être suspendue librement, une base stable et élevée doit être faite pour l'échantillonnage. En outre, la machine peut être bran...

Les fleurs produisent généralement un parfum utilisé pour attirer les pollinisateurs. Ces parfums sont constitués de nombreux composés chimiques agissant tous ensemble comme un mélange floral1,2,3. Sans ces parfums, les fleurs seraient moins susceptibles de transmettre leurs informations génétiques à l'aide de pollinisateurs. Parfum floral a été documenté dans de nombreuses familles de plantes à fleurs, avec Orchidaceae étant l'une des familles les plus communesétudié4. Pour comprendre le rôle du parfum floral dans la pollinisation, il est important de recueillir et d'analyser non desdestructisés les composés chimiques émis par les fleurs à différents moments de la journée et pendant les quelques jours à semaines les fleurs sont ouvertes, comme le parfum peut varier au fil du temps5.
Un protocole précoce pour ce type d'échantillonnage a été développé par Heath et Manukian6. L'objectif de leurs méthodes d'échantillonnage était de réduire le stress sur le spécimen (p. ex., les plantes, les insectes) étudiés. Des documents antérieurs ont documenté que des procédures destructrices à la plante étaient nécessaires, telles que l'enlèvement des fleurs en fleurs afin de recueillir le parfum. Des publications plus récentes de parfum floral par Cancino et Damon7,8 ont utilisé des méthodes similaires. Cette étude a mis les fleurs dans des chambres en verre et a passé l'air purifié au-dessus d'eux ; puis les composés de parfum de la chambre ont été absorbés sur les adsorbents poreux de polymère dans les pipettes claires de Pasteur. Les parfums ont été recueillis pendant au moins deux heures au cours de cette étude. Sadler et coll.9 ont effectué des études de parfum floral sur une orchidée épiphyte dans le sud de la Floride, un peu comme l'étude originale10. Encore une fois, cette étude a exigé que les fleurs soient échantillonnées pendant plus de deux heures pour recueillir les volatiles de parfum, avec le parfum recueilli sur l'adsorbent poreux de polymère. L'article présente ici une méthode non destructive qui permet un échantillonnage beaucoup plus rapide, d'une durée de seulement 10 minutes. En outre, au lieu d'utiliser un four à four en verre sont utilisés, ce qui permet un mouvement plus flexible de la chambre et de réduire les risques d'dommages aux fleurs. Ces sacs sont disponibles en plusieurs tailles permettant la possibilité de sélectionner la taille du sac qui s'adaptera facilement à des échantillons individuels sans endommager l'échantillon ou le matériau environnant. L'adsorbent utilisé dans cette étude était Tenax Porous Polymer Adsorbent. Cela diffère de Porapak, parce que l'échantillon peut être thermiquement desorbed sur la colonne GC-MS pour analyse, éliminant l'utilisation d'un solvant chimique.
Les méthodes de cette étude fournissent un moyen d'échantillonner rapidement les substances volatiles des parfums produites par les fleurs et pourraient être utilisées pour échantillonner des substances volatiles provenant d'autres spécimens, comme les phéromones d'insectes ou les champignons volatils. Le temps réduit pour l'échantillonnage signifie qu'il y a moins de stress sur l'échantillon et la capacité de recueillir de nombreux échantillons dans un court laps de temps. Par exemple, dans Sadler et coll.9, la fleur n'était parfumée que la nuit, de sorte que seulement deux ou trois échantillons pouvaient être prélevés chaque nuit. Avec la méthode ici, des échantillons pourraient être prélevés toute la nuit à des intervalles de 15-20 minutes à partir de la même fleur. En outre, en utilisant des sacs au lieu de chambres en verre, l'espace de tête peut être suspendu plus facilement pour l'échantillonnage dans le domaine pour la collecte in situ sur les espèces végétales menacées ou menacées. En utilisant la méthode présentée ici, nous avons pu échantillonner des fleurs de 1,5 à 2 mètres au-dessus du sol. Ces méthodes sont incroyablement utiles pour la collecte de parfums en laboratoire et sur le terrain, et fournit aux chercheurs une technique d'échantillonnage qui est rapide et non destructrice pour l'échantillon.

<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

Les parfums de nombreuses familles de fleurs ont été échantillonnés et les substances volatiles analysées. Connaître les composés qui composent les parfums peut être une étape importante pour la conservation des fleurs qui sont menacées ou en voie de disparition. Parce que le parfum floral est essentiel pour attirer les pollinisateurs, cette méthode pourrait être utilisée pour mieux comprendre ou même améliorer la pollinisation. Nous présentons un protocole utilisant un filtre portatif d'air de charbon de bois et le vide pour recueillir les volatiles de parfum floral, qui sont alors analysés par un GC-MS. En utilisant cette méthode, les éléments volatils des parfums peuvent être échantillonnés à l'aide d'une méthode non destructive avec une machine qui est facilement transportée. Cette méthodologie utilise une procédure d'échantillonnage rapide, réduisant le temps d'échantillonnage de 2-3 heures à environ 10 minutes. En utilisant GC-MS, les composés de parfum peuvent être identifiés individuellement, basés sur des normes authentiques. Les étapes utilisées pour la collecte des données de parfum et de contrôle sont présentées, de la configuration du matériel à la collecte de la sortie de données.

Les données représentatives du GC-MS sont présentées sous la forme d'un chromatogramme à la figure 1. En plus du chromatogramme, un fichier de données des résultats est également fourni (Fichier supplémentaire 1). Ce fichier de données fournit le temps de rétention pour chaque pic (RT), et une identification de ce composé que le pic est (Bibliothèque / ID). Les pics entre 10:00 et 15:00 minutes sont volatiles floraux, en raison du poids moléculaire des composé...

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

Ici, nous présentons un protocole pour recueillir les volatiles de parfum floral des fleurs en fleurs, utilisant une procédure d'échantillonnage non destructive.

Collection rapide de volatiles de parfum floral utilisant une technique de collection volatile d'espace de tête pour l'échantillonnage thermique de desorption de GC-MS

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

Parce que le parfum floral est essentiel pour attirer les pollinisateurs, cette méthode pourrait être utilisée pour mieux comprendre ou même améliorer la pollinisation des espèces de fleurs indigènes. Avec cette méthode, les volatiles parfum sont échantillonnés à l’aide d’une méthode non destructive avec une machine facile à transporter. Cette méthodologie utilise un échantillonnage rapide, réduisant le temps d’échantillonnage de deux à trois heures à 10 minutes.Ces méthodes permettent d’échantillonner rapidement les substances volatiles produites par les fleurs et pourraient être utilisées pour échantillonner les substances volatiles provenant d’autres spécimens, comme les phéromones d’insectes. Pour commencer, choisissez une fleur qui n’est pas ouverte au départ, et marquez la fleur avec du ruban indicateur pour assurer un échantillonnage répété de la même fleur. Faire bouillir les sacs du four dans l’eau pendant 30 minutes pour éliminer les composés plastiques résiduels.Pour sécher, cuire au four à 175 degrés Celsius pendant 60 minutes. Une fois les sacs séchés, ajouter une union de cloisons en polypropylène à chaque coin de l’extrémité fermée des sacs du four. Rincer tous les sacs et tubes avec 75% d’éthanol et laisser sécher à l’air libre.Ensuite, cuire les sacs et les tubes dans un four à feu doux, entre 74 et 85 degrés Celsius pendant 30 minutes. Selon la durée du temps de floraison, attendre au moins 24 heures après la floraison pour recueillir l’échantillon. Couvrir la fleur sélectionnée d’un sac allant au four cuit au four.Cinch le sac ensemble étroitement avec une cravate zippée en plastique sous la fleur pour empêcher l’écoulement d’air indésirable dans le sac. Portant des gants stériles en néoprène, fixez un tube de la sortie d’air de l’équipement de collecte et connectez-le à l’un des syndicats de cloisons sur le sac de four. Sur l’autre syndicat de cloisons, fixez une cartouche de filtre en verre contenant de l’adsorbent poreux en polymère.Fixez un deuxième tube à l’équipement de collecte sur l’entrée sous vide. Connectez l’extrémité du deuxième tube sur la cartouche de filtre de collecte volatile en verre. Allumez à la fois la pompe à air et le vide en même temps et réglez à 0,05 litres par minute.L’espace de tête autour de la fleur est rempli d’air mais pas surgonflé. Le système tire l’air du sac à travers le filtre, piégeant les volatiles floraux. Laissez la machine fonctionner pendant 10 minutes.Et puis éteignez à la fois la pompe à air et le vide. Démonter les tubes et la cartouche de filtre en verre. Placez le filtre dans un flacon de verre et vissez sur un bouchon.Sceller le flacon avec du ruban de fil ptfe. Conserver l’échantillon dans un congélateur jusqu’à l’analyse du SGMC. Répétez ce processus avec un sac de four vide pour recueillir un échantillon d’air blanc comme un contrôle.Pour des réplications cohérentes des mêmes substances volatiles, répétez la collecte d’échantillons à la même heure chaque jour, car certaines fleurs produisent des niveaux de parfum variables au cours de la journée. Tout d’abord, retirez la cartouche de filtre en verre du congélateur et placez-la dans un GCMS dans le port d’injection. Pour libérer les volatiles de l’espace de tête recueillis sur l’adsorbent poreux polymère de l’adsorbent, chauffer le piège de collecte thermique à 220 degrés Celsius pendant huit minutes dans un flux de gaz hélium à 1,2 millilitres par minute.Comparez les chromatogrammes des substances volatiles recueillies pour identifier les pics récidivants courants. Après avoir identifié les pics volatils, utilisez Pherobase pour déterminer s’ils ont déjà été décrits dans les parfums floraux. Dans cette étude, les données représentatives du GCMS sont présentées sous forme de chromatogramme.Les pics entre 10 et 15 minutes sont des volatiles floraux. Les substances volatiles recueillies ont été référencées à Pherobase pour déterminer si elles ont déjà été décrites dans un parfum floral. Par exemple, le composé numéro 21, avec un temps de rétention de 10.311 a été identifié comme benzaldéhyde.Benzaldéhyde est consultable sur Pherobase avec une liste de toutes les espèces de fleurs, organisée par la famille des plantes, à partir de laquelle ce composé parfum a été identifié. Les espèces d’orchidées sont montrées ici, à partir de laquelle le benzaldéhyde a été déterminé pour être présent dans le parfum floral. Les méthodes précédentes presédait de deux à quatre heures par échantillon.L’utilisation d’un solvant pour retirer l’échantillon du filtre entraînerait un pic de solvant sur le GCMS. Cela cacherait les composés de zéro à 3,5 minutes. Cette méthode permet de voir tous les composés.

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