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

משרד החקלאות משרד המחקר מספר 6036-22000-028-00D. השימוש בשמות המסחר, המשרד או התאגידים בפרסום זה מיועד למידע ולנוחות של הקורא. שימוש כזה אינו מהווה הסכמה רשמית או אישור של מחלקת החקלאות של ארצות הברית או שירות המחקר החקלאי של כל מוצר או שירות להדרה של אחרים שעשויים להיות מתאימים. בנוסף, מחלקת אוניברסיטת פלורידה ביולוגיה-לואיס ו ורנה ווהן מלגת ביולוגיה של אורכידאה (2017), ומלגת מחקר בוגרת אוניברסיטת פלורידה (2014-2018) סיפקה גם מימון. אנו מודים גם סינדי בנינגטון מאוניברסיטת סטטסון עבור צמח הסחלב בשימוש במהלך הצילומים של וידאו זה.

הערה: אין לענוד בשמים או תחליבים ריחניים ומוצרים במהלך כל אחד מההליכים הללו.
1. בחירת פרח
הערה: פרחים בשימוש יכול להיות גדל באופן טבעי בסביבה או נשמר בתנאים סביבתיים מלאכותיים. הטמפרטורה, הלחות ורמת האור במהלך האיסוף עשויות להשתנות בהתאם לסוג הפרח המסוים המשמש,...

<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>

למרות שטכניקה זו היא בעלת ערך רב מאוד עבור מהירות הדגימה והניידות שלה, מגבלה אחת משתמשת בו עבור מינים אפיפטיים, או הגדלים על עצים ולא מהקרקע. במחקר המקורי10, אחד הפרחים שנדגמו היה אפיטיק. מכיוון שהמכונה כבדה מכדי להיתלות בחופשיות, יש לעשות בסיס יציב ומוגבה לדגימה. בנוסף, ניתן לח?...

פרחים בדרך כלל לייצר ניחוח המשמש למשיכת מאביקים. ניחוחות אלה מורכב של תרכובות כימיות רבות מתנהגים יחד כמו תערובת פרחונית1,2,3. ללא ניחוחות אלה, פרחים יהיה פחות סביר להעביר את המידע הגנטי שלהם באמצעות המאביקים. ניחוח פרחוני תועד במשפחות צמחים פורחים רבים, עם ורצ להיות אחת המשפחות הנפוצות יותר למדו4. כדי להבין את התפקיד של ניחוח פרחוני באבקה, חשוב לאסוף ולנתח את תרכובות כימיות הנפלטים מן הפרחים בזמנים שונים של היום, במהלך מספר ימים לשבועות פורח פרחים פתוחים, כמו ניחוח יכול להשתנות לאורך זמן5.
פרוטוקול מוקדם לסוג זה של דגימה פותחה על ידי הית ו מאנוקיאן6. המטרה של שיטות הדגימה שלהם הייתה להפחית את הלחץ על הדגימה (למשל, צמחים, חרקים) שנחקרו. עיתונים קודמים תועדו כי הליכים הרסניים למפעל נדרשו, כגון הסרת פרחים פורחים על מנת לאסוף את הבושם. יותר לאחרונה הפרסומים ניחוח פרחוני על ידי cancino ו דיימון7, 8 השתמשו בשיטות דומות. מחקר זה לשים את הפרחים בתאי זכוכית והעביר אוויר מטוהרים עליהם; אז תרכובות ניחוח מן החדר נספג על adsorbents פולימר נקבובי ברור פיפטות פסטר. הניחוחות נאספו לפחות שעתיים במהלך המחקר הזה. Sadler ואח '9 ביצע מחקרים בניחוח פרחוני על סחלב אפיטי בדרום פלורידה, בדומה למחקר המקורי10. שוב, מחקר זה דרש את הפרחים להיות שנדגמו במשך יותר משעתיים כדי לאסוף את הבושם ניחוח, עם ניחוח שנאסף על adsorbent נקבובי מכופף. הנייר כאן מציג שיטה שאינה הרסנית המאפשרת דגימה מהירה הרבה יותר, הנמשכת רק 10 דקות. כמו כן, במקום להשתמש בתנור חדר זכוכית שקיות אפייה משמשים, אשר מאפשרים תנועה גמישה יותר של החדר ולהפחית את הסיכויים של נזק לפרחים. תיקים אלה מגיעים במספר גדלים המאפשרים אפשרות לבחור את גודל השקית שתתאים בקלות לדגימות בודדות מבלי לפגוע במדגם או בחומר שמסביב. Adsorbent בשימוש במחקר זה היה Tenax נקבובי מפולימר Adsorbent. זה שונה Porapak, בגלל המדגם יכול להיות thersorbed על העמודה GC-MS לניתוח, ביטול השימוש של ממיס כימית.
השיטות במחקר זה לספק דרך במהירות לדגום וולאטילס ניחוח המיוצר על ידי פרחים, ניתן להשתמש כדי לדגום אנטימיקרוביאלים מדגימות אחרות, כמו גם, כמו פרומונים חרקים, או וולאטיקלס פטריות. הזמן המוקצב לדגימה משמעו שיש פחות לחץ על המדגם והיכולת לאסוף דגימות רבות בפרק זמן קצר. לדוגמה, ב-Sadler et al.9, הפרח היה רק ריחני בלילה, כך רק שניים או שלושה דגימות ניתן לאסוף בכל לילה. עם השיטה כאן, ניתן לקחת דגימות כל הלילה במרווחים של 15-20 דקות מאותו פרח. בנוסף, על-ידי שימוש בשקיות במקום בתאי זכוכית, ניתן להשעות את החלל הקדמי בצורה קלה יותר לדיגום בשטח באוסף באתרו בסכנת הכחדה או מאיימת על מינים צמחיים. באמצעות השיטה המוצגת כאן, הצלחנו לדגום פרחים 1.5 עד 2 מטר מעל הקרקע. שיטות אלה שימושיות במידה רבה עבור אוסף הבושם במעבדה ובתחום, ומספקת לחוקרים טכניקת דגימה מהירה ובלתי הרסנית למדגם.

<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

בריחות של משפחות פרחים רבות שנדגמו והבולנים נותחו. ידיעת תרכובות המרכיבים את הניחוחות יכול להיות צעד חשוב לשימור של פרחים מאוימים או בסכנת הכחדה. כי ניחוח פרחוני הוא קריטי למשיכת המאביקים, שיטה זו יכולה לשמש כדי להבין טוב יותר או אפילו לשפר את האבקה. אנו מציגים פרוטוקול באמצעות מסנן אוויר נייד ואקום לאסוף ניחוח פרחוני volatiles, אשר מנותח לאחר מכן על ידי GC-MS. על-ידי שימוש בשיטה זו, ניתן לדגום את הבושם באמצעות שיטה שאינה הרסנית עם מכונה שהיא מועברת בקלות. מתודולוגיה זו משתמשת הליך דגימה מהירה, חיתוך זמן הדגימה למטה מ 2-3 שעות עד כ 10 דקות. באמצעות GC-MS, תרכובות הניחוח ניתן לזהות בנפרד, מבוסס על סטנדרטים אותנטיים. השלבים המשמשים לאיסוף נתונים ניחוח ושליטה מוצגים, מתוך הגדרת חומרים לאיסוף פלט הנתונים.

נתוני הנציג מתוך ה-GC-MS מוצגים כרומוטוגרמה באיור 1. בנוסף ל chromatogram, קובץ נתונים של תוצאות מסופק גם (קובץ משלים 1). קובץ נתונים זה מספק את זמן השמירה עבור כל שיא (RT), וזיהוי של התרכובת המהווה שיא (ספריה/מזהה). פסגות בין 10:00 ו 15:00 דקות הם volatiles פרחוני, בשל המשקל המולקולרי של ת?...

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

כאן, אנו מציגים פרוטוקול לאיסוף ניחוח פרחוני אנטימיקרוביאלים מפרחים פורחים, באמצעות הליך דגימה לא הרסני.

אוסף מהיר של ניחוח פרחוני וולאטילס באמצעות מרחב ראש שיטה איסוף נדיפות עבור GC-MS מדגם תרמי

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

בגלל ניחוח פרחוני הוא קריטי למשיכת מאביקים, שיטה זו יכולה לשמש כדי להבין טוב יותר או אפילו לשפר את האבקה של מיני פרחים מקומיים. בשיטה זו, נדיפות ניחוח נדגמים בשיטה לא הרסנית עם מכונה מועברת בקלות. מתודולוגיה זו משתמשת דגימה מהירה, חיתוך זמן דגימה מ 2-3 שעות עד 10 דקות.שיטות אלה מספקות דרך לדגום במהירות נדיפים המיוצרים על ידי פרחים ו ניתן להשתמש בהם כדי לדגום נדיפים מדגימות אחרות גם כן, כגון פרומונים חרקים. כדי להתחיל, בחר פרח שלא נפתח בתחילה, וסמן את הפרח בקלטת סימון כדי להבטיח דגימה חוזרת ונשנית של אותו פרח. מרתיחים שקיות תנור במים במשך 30 דקות כדי להסיר תרכובות פלסטיק שיורית.לייבוש, אופים בתנור ב 175 מעלות צלזיוס במשך 60 דקות. לאחר השקיות התייבשו, להוסיף איחוד מחיצה פוליפרופילן לכל פינה של הקצה הסגור של שקיות התנור. שוטפים את כל השקיות והצינורות עם 75% אתנול ונותנים להם להתייבש באוויר.לאחר מכן, אופים את השקיות ואת הצינורות בתנור בחום נמוך, בין 74 ל 85 מעלות צלזיוס במשך 30 דקות. בהתאם למשך זמן הפריחה, אם אפשר לחכות לפחות 24 שעות לאחר הפריחה כדי לאסוף את המדגם. מכסים את הפרח הנבחר בשקית תנור אפויה.Cinch את התיק יחד בחוזקה עם עניבת רוכסן פלסטיק מתחת לפרח כדי למנוע זרימת אוויר לא רצויה לתוך התיק. לובש כפפות ניאופרן סטריליות, לחבר צינור משקע האוויר של ציוד האיסוף ולחבר אותו לאחד האיגודים bulkhead על שקית התנור. באיחוד bulkhead השני, לחבר מחסנית מסנן זכוכית המכילה ספח פולימר דייסה.חבר צינור שני לציוד האיסוף על קלט הוואקום. חבר את קצה הצינור השני אל מחסנית מסנן האיסוף הנדיף מזכוכית. הפעל הן את משאבת האוויר והן את הוואקום בו זמנית והגדיר 0.05 ליטר לדקה.חלל הראש סביב הפרח מלא באוויר אך לא מנופח יתר על המידה. המערכת מושכת אוויר מהשקית דרך המסנן, לוכדת את הנדיפים הפרחוניים. אפשר למכונה לפעול במשך 10 דקות.ואז לכבות גם את משאבת האוויר וגם את הוואקום. לפרק את הצינורות ואת מחסנית מסנן הזכוכית. מניחים את המסנן לתוך בקבוקון זכוכית בורג על כובע.לאטום את הבקבוקון עם קלטת הליך משנה של צינור PTFE. אחסן את הדגימה במקפיא עד לניתוח GCMS. חזור על תהליך זה עם שקית תנור ריקה כדי לאסוף דגימת אוויר ריקה כפקד.עבור שכפולים עקביים של אותם volatiles, לחזור על אוסף מדגם באותו זמן בכל יום, כמו פרחים מסוימים לייצר רמות ניחוח משתנות במהלך היום. ראשית, הסר את מחסנית מסנן הזכוכית מהמקפיא והכנס אותה ל- GCMS ליציאת המזרק. כדי לשחרר נדיפות שטח ראש שנאספו על ספיח פולימרי נקבובי מן ספיח, לחמם את מלכודת איסוף תרמי ל 220 מעלות צלזיוס במשך שמונה דקות בתוך זרימה של גז הליום ב 1.2 מיליליטר לדקה.השווה כרומטוגרמות של נדיפים שנאספו כדי לזהות פסגות חוזרות נפוצות. לאחר זיהוי נדיפות השיא, השתמש Pherobase כדי לקבוע אם הם תוארו בעבר ניחוחות פרחוניים. במחקר זה, נתונים מייצגים של GCMS מוצגים כרומטוגרמה.פסגות בין 10 ל 15 דקות הן נדיפים פרחוניים. הנדיפים שנאספו היו התייחסו Pherobase כדי לקבוע אם הם תוארו בעבר ניחוח פרחוני. לדוגמה, מספר מורכב 21, עם זמן שמירה של 10.311 זוהה כ benzaldehyde.Benzaldehyde ניתן לחיפוש על Pherobase עם רשימה של כל מיני הפרחים, מאורגן על ידי משפחת הצמח, שממנו תרכובת ניחוח זוהה. מיני הסחלב מוצגים כאן, שממנו נקבע כי בנזלדהיד נוכח בניחוח הפרחוני. השיטות הקודמות לקחו שעתיים עד ארבע שעות לדגימה.השימוש בממס להסרת הדגימה מהמסנן יגרום לשיא ממס ב- GCMS. זה יסתיר את התרכובות מאפס ל-3.5 דקות. שיטה זו מאפשרת לראות את כל התרכובות.

Research

JoVE Journal

Biochemistry

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

ליזר מהיר גשוש שיטה מקלה על קביעת פולשני צור-חינם של תכונות תרמיות ליף

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

העכבר רקמת שומן איסוף ועיבוד לניתוח RNA

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

איסוף נתונים מקריסטלים של מקרומולקולות ביולוגיות ואפיון עצמאית לחלוטין

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

איסוף נתונים טוריים של יעד קבוע במקור אור יהלום

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

יצירת פרופילים של תרכובות נדיפות בפרי דומדמניות שחורות באמצעות מיקרו-קסטרה של שלב מוצק Headspace בשילוב ספקטרומטריית גז כרומטוגרפיה-מסה

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 בחיידקים: אוסף לדוגמה ופרוטוקול הכנת ספריה לריצוף NGS

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

איסוף שגרתי של מערכי נתונים cryo-EM ברזולוציה גבוהה באמצעות מיקרוסקופ אלקטרונים של 200 KV

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

איסוף נתוני Cryo-EM של חלקיק יחיד עם הטיית במה באמצעות 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

תכנון ובנייה של מערך ניסיוני לשיפור בליה מינרלית באמצעות פעילות אורגניזמים בקרקע

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 ...