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 número 6036-22000-028-00D. O uso de nomes de comércio, empresa ou corporação nesta publicação é para a informação e conveniência do leitor. Tal uso não constitui um endosso oficial ou aprovação pelo Departamento de Agricultura dos Estados Unidos ou pelo Serviço de Pesquisa em Agricultura de qualquer produto ou serviço com exclusão de outros que possam ser adequados. Além disso, o Departamento de Biologia da Universidade da Flórida,Lewis e a Varina Vaughn Fellowship em Orchid Biology (2017) e uma Bolsa de Pesquisa de Pós-Graduação da Universidade da Flórida (2014-2018) também forneceram financiamento. Agradecemos também Cindy Bennington da Universidade de Stetson para a planta de orquídea usada durante as filmagens deste vídeo.

NOTA: Perfumes ou loções perfumadas e produtos não devem ser usados durante qualquer um desses procedimentos.
1. Seleção de flores
NOTA: As flores usadas podem naturalmente crescer no ambiente ou mantidas condições ambientais artificiais. Temperatura, umidade e nível de luz durante a coleta podem variar com base nas espécies de flores específicas usadas e que tipo de dados está sendo coletado. Por exemplo, os dados foram coletados durante o dia e à noite p...

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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>

Embora esta técnica seja incrivelmente valiosa para sua velocidade de amostragem e portabilidade, uma limitação é usá-la para espécies epifíticas, ou aquelas que crescem em árvores e não do solo. No estudo original10,uma das flores amostradas foi epifífita. Porque a máquina é demasiado pesada pendurar livremente, uma base estável, elevada deve ser feita para a amostragem. Além disso, a máquina pode ser conectada a uma tomada elétrica ou a bateria, por isso, se houver amostragem de ...

As flores produzem tipicamente uma fragrância usada para atrair polinizadores. Estas fragrâncias são compostas de muitos compostos químicos todos agindo juntos como uma mistura floral1,2,3. Sem estas fragrâncias, as flores seriam menos prováveis passar sobre sua informação genética usando polinizadores. A fragrância floral foi documentada em muitas famílias de plantas com flores, com orchidaceae sendo uma das famílias mais comuns estudadas4. Para compreender o papel da fragrância floral na polinização, é importante coletar e analisar nondestructively os compostos químicos que estão sendo emitidos das flores em horas diferentes do dia e durante os diversos dias às semanas as flores da flor estão abertas, porque a fragrância pode variar sobre o tempo5.
Um protocolo inicial para este tipo de amostragem foi desenvolvido por Heath e Manukian6. O objetivo de seus métodos de amostragem era reduzir o estresse no espécime (por exemplo, plantas, insetos) sendo estudados. Papéis anteriores documentaram que eram necessários procedimentos destrutivos para a planta, como a remoção de flores florescendo, a fim de coletar a fragrância. Mais recentes publicações de fragrâncias florais por Cancino e Damon7,8 usaram métodos semelhantes. Este estudo colocou as flores em câmaras de vidro e passou o ar purificado sobre eles; em seguida, compostos de fragrâncias da câmara foram absorvidos em adsorventes de polímero porosos em pipettes Pasteur claras. As fragrâncias foram coletadas por pelo menos duas horas durante este estudo. Sadler et al.9 realizado estudos de fragrâncias florais sobre uma orquídea epifífila no sul da Flórida, bem como o estudo original10. Mais uma vez, este estudo exigiu que as flores fossem amostradas por mais de duas horas para coletar os voláteis da fragrância, com fragrância coletada no adsorbent de polímero poroso. O artigo aqui apresenta um método não destrutivo que permite uma amostragem muito mais rápida, com duração de apenas 10 minutos. Também, em vez de usar sacos de cozimento do forno de câmara de vidro são usados, que permitem um movimento mais flexível da câmara e reduzem as possibilidades de dano às flores. Estes sacos vêm em diversos tamanhos permitindo a opção selecionar o tamanho do saco que caberá facilmente amostras individuais sem danificar a amostra ou o material circunvizinho. O adsorventusado neste estudo foi Tenax Porous Polymer Adsorbent. Isso difere de Porapak, porque a amostra pode ser desorcada termicamente na coluna GC-MS para análise, eliminando o uso de um solvente químico.
Os métodos deste estudo fornecem uma maneira de amostra ràpida dos volatiles da fragrância produzidos por flores e poderiam ser usados para provar volatiles de outros espécimes também, tais como pheromones do inseto, ou volatiles do cogumelo. O tempo reduzido para amostragem significa que há menos estresse na amostra e a capacidade de coletar muitas amostras em um curto período de tempo. Por exemplo, em Sadler et al.9, a flor só era perfumada à noite, então apenas duas ou três amostras podiam ser coletadas a cada noite. Com o método aqui, as amostras poderiam ser tomadas toda a noite em intervalos de 15-20 minutos da mesma flor. Além disso, usando sacos em vez de câmaras de vidro, o headspace pode ser suspenso mais fácil para amostragem no campo para a coleta in situ em espécies de plantas ameaçadas ou ameaçadas. Usando o método apresentado aqui, pudemos provar flores 1,5 a 2 metros acima do solo. Estes métodos são incrivelmente úteis para a recolha de fragrâncias em laboratório e no campo, e proporciona aos investigadores uma técnica de amostragem que é rápida e não destrutiva para a amostra.

<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

As fragrâncias de muitas famílias da flor foram amostradas e os temporários analisados. Conhecer os compostos que compõem as fragrâncias pode ser um passo importante para a conservação de flores que estão ameaçadas ou ameaçadas de extinção. Porque a fragrância floral é crítica para atrair polinizadores, este método poderia ser usado para compreender melhor ou realçar a polinização. Apresentamos um protocolo usando um filtro portátil de ar a carvão e vácuo para coletar voláteis de fragrâncias florais, que são então analisados por um GC-MS. Usando este método, os voláteis da fragrância podem ser amostrados usando um método não destrutivo com uma máquina que seja transportada facilmente. Esta metodologia utiliza um procedimento de amostragem rápida, reduzindo o tempo de amostragem de 2-3 horas para aproximadamente 10 minutos. Usando GC-MS, os compostos de fragrância saem podem ser identificados individualmente, com base em padrões autênticos. As etapas utilizadas para a coleta de dados de fragrâncias e controle são apresentadas, desde a configuração de material até a coleta da saída de dados.

Os dados representativos do GC-MS são mostrados como um cromatograma na Figura 1. Além do cromatograma, também é fornecido um arquivo de dados de resultados(Arquivo Suplementar 1). Este arquivo de dados fornece o tempo de retenção para cada pico (RT), e uma identificação do composto que é composto (Biblioteca / ID). Picos entre 10:00 e 15:00 minutos são voláteis florais, devido ao peso molecular dos compostos10. Os números acima dos picos ...

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

Aqui, apresentamos um protocolo para coletar os voláteis de fragrâncias florais de flores florescendo, usando um procedimento de amostragem não destrutivo.

Coleção rápida de voláteis florais da fragrância usando uma técnica da coleção do volatile do Headspace para a amostragem térmica da desorção 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 ...

Como a fragrância floral é fundamental para atrair polinizadores, este método poderia ser usado para entender melhor ou até mesmo melhorar a polinização de espécies de flores nativas. Com este método, os voláteis de fragrâncias são amostrados usando um método não destrutivo com uma máquina facilmente transportada. Esta metodologia utiliza amostragem rápida, reduzindo o tempo de amostragem de duas a três horas para 10 minutos.Esses métodos fornecem uma maneira de amostrar rapidamente voláteis produzidos por flores e poderiam ser usados para amostrar voláteis de outros espécimes também, como feromônios de insetos. Para começar, selecione uma flor inicialmente não aberta, e marque a flor com fita adesiva para garantir a amostragem repetida da mesma flor. Ferva os sacos de forno em água por 30 minutos para remover compostos plásticos residuais.Para secar, leve ao forno a 175 graus Celsius por 60 minutos. Uma vez que os sacos tenham secado, adicione uma união de anteparo de polipropileno em cada canto da extremidade fechada dos sacos de forno. Enxágüe todos os sacos e tubos com 75% de etanol e deixe-os secar.Em seguida, asse os sacos e os tubos em um forno em fogo baixo, entre 74 a 85 graus Celsius por 30 minutos. Dependendo da duração do tempo de floração, se possível, espere pelo menos 24 horas após florescer para coletar a amostra. Cubra a flor selecionada com um saco de forno assado.Aperte o saco firmemente com uma gravata de plástico abaixo da flor para evitar o fluxo de ar indesejado no saco. Usando luvas de neoprene estéreis, conecte um tubo da saída de ar do equipamento de coleta e conecte-o a uma das uniões de anteparo no saco de forno. Na outra união de anteparo, conecte um cartucho de filtro de vidro contendo adsorbent poroso de polímero.Conecte um segundo tubo ao equipamento de coleta na entrada de vácuo. Conecte a extremidade do segundo tubo ao cartucho do filtro de coleta volátil de vidro. Ligue a bomba de ar e o vácuo ao mesmo tempo e coloque em 0,05 litros por minuto.O espaço da cabeça ao redor da flor está cheio de ar, mas não inflado demais. O sistema puxa o ar do saco através do filtro, prendendo os voláteis florais. Deixe a máquina funcionar por 10 minutos.E então desligue a bomba de ar e o vácuo. Desmonte os tubos e o cartucho do filtro de vidro. Coloque o filtro em um frasco de vidro e enrosque em uma tampa.Sele o frasco com fita de rosca de tubo PTFE. Armazene a amostra em um congelador até a análise da GCMS. Repita este processo com um saco de forno vazio para coletar uma amostra de ar em branco como controle.Para replicações consistentes dos mesmos voláteis, repita a coleta de amostras ao mesmo tempo todos os dias, pois algumas flores produzem diferentes níveis de fragrância ao longo do dia. Primeiro, remova o cartucho do filtro de vidro do congelador e coloque-o em um GCMS na porta do injetor. Para liberar os voláteis do espaço da cabeça coletados em adsorbent poroso de polímero do adsorbent, aqueça a armadilha de coleta térmica a 220 graus Celsius por oito minutos dentro de um fluxo de gás hélio a 1,2 mililitros por minuto.Compare cromatogramas de voláteis coletados para identificar picos recorrentes comuns. Depois de identificar os voláteis de pico, use Pherobase para determinar se eles foram descritos anteriormente em fragrâncias florais. Neste estudo, dados representativos da GCMS são mostrados como um cromatógrafo.Picos entre 10 e 15 minutos são voláteis florais. Os voláteis coletados foram referenciados em Pherobase para determinar se foram descritos anteriormente em uma fragrância floral. Por exemplo, o composto número 21, com um tempo de retenção de 10.311 foi identificado como benzaldeído.Benzaldeído é pesquisado em Pherobase com uma lista de todas as espécies de flores, organizadas pela família vegetal, a partir da qual esse composto de fragrâncias foi identificado. As espécies de orquídeas são mostradas aqui, das quais o benzaldeído foi determinado a estar presente na fragrância floral. Os métodos anteriores levavam de duas a quatro horas por amostra.O uso de um solvente para remover a amostra do filtro resultaria em um pico de solvente no GCMS. Isso esconderia os compostos de zero a 3,5 minutos. Este método permite que todos os compostos sejam vistos.

Research

JoVE Journal

Biochemistry

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