Name: analysis and specification of starch granule size distributions
Uploaded: 2021-03-04T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Analysis and Specification of Starch Granule Size Distributions at JoVE.com

Dette arbeidet er delvis støttet av Cooperative Agriculture Research Center, og Integrated Food Security Research Center ved College of Agriculture and Human Sciences, Prairie View A&M University. Vi takker Hua Tian for hans tekniske støtte.

1. Utarbeidelse av stivelsesprøver
<ol><li>Forbered to (eller tre) gram-skala replikere stivelsesprøver fra stivelsesoppsamler vev av ulike plantearter etter de etablerte prosedyrene (f.eks poteter15, søtpotatoer28, hvetekorn13,29og maiskjerner30, etc.).</li>
	<li>Vask stivelsesprøver grundig med aceton eller toluen 3-4x for å minimere granulataggregater og tørke dem helt. MERK: Br...

<ol>
	<li>Shannon, J. C., Garwood, D. L., Boyer, C. D., BeMiller, J., Whistler, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Starch:Chemistry and Technology Food Science and Technology. , 23-82 (2009).</li><li>Singh, N., Singh, J., Kaur, L., Singh Sodhi, N., Singh Gill, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Morphological,+thermal+and+rheological+properties+of+starches+from+different+botanical+sources.">Morphological, thermal and rheological properties of starches from different botanical sources.</a> Food Chemistry. 81 (2), 219-231 (2003).</li><li>Lindeboom, N., Chang, P. R., Tyler, R. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analytical,+biochemical+and+physicochemical+aspects+of+starch+granule+size,+with+emphasis+on+small+granule+starches:+a+review.">Analytical, biochemical and physicochemical aspects of starch granule size, with emphasis on small granule starches: a review.</a> Starch - St&#228;rke. 56 (34), 89-99 (2004).</li><li>Baldwin, P. M., Davies, M. C., Melia, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Starch+granule+surface+imaging+using+low-voltage+scanning+electron+microscopy+and+atomic+force+microscopy.">Starch granule surface imaging using low-voltage scanning electron microscopy and atomic force microscopy.</a> International Journal of Biological Macromolecules. 21 (1-2), 103-107 (1997).</li><li>Jane, J. L., Kasemsuwan, T., Leas, S., Zobel, H., Robyt, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anthology+of+starch+granule+morphology+by+scanning+electron+microscopy.">Anthology of starch granule morphology by scanning electron microscopy.</a> Starch-St&#228;rke. 46 (4), 121-129 (1994).</li><li>Matsushima, R., Nakamura, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Starch: Metabolism and Structure. , 425-441 (2015).</li><li>Wang, S. -. q., Wanf, L. -. l., Fan, W. -. h., Cao, H., Cao, B. -. s. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Morphological+analysis+of+common+edible+starch+granules+by+scanning+electron+microscopy.">Morphological analysis of common edible starch granules by scanning electron microscopy.</a> Food Science. 32 (15), 74-79 (2011).</li><li>Baldwin, P. M., Adler, J., Davies, M. C., Melia, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Holes+in+starch+granules:+confocal,+SEM+and+light+microscopy+studies+of+starch+granule+structure.">Holes in starch granules: confocal, SEM and light microscopy studies of starch granule structure.</a> Starch-St&#228;rke. 46 (9), 341-346 (1994).</li><li>Chakraborty, I., Pallen, S., Shetty, Y., Roy, N., Mazumder, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advanced+microscopy+techniques+for+revealing+molecular+structure+of+starch+granules.">Advanced microscopy techniques for revealing molecular structure of starch granules.</a> Biophysical Reviews. 12 (1), 105-122 (2020).</li><li>Bechtel, D. B., Wilson, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Amyloplast+formation+and+starch+granule+development+in+hard+red+winter+wheat.">Amyloplast formation and starch granule development in hard red winter wheat.</a> Cereal Chemistry. 80 (2), 175-183 (2003).</li><li>Evers, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scanning+electron+microscopy+of+wheat+starch.+III.+Granule+development+in+the+endosperm.">Scanning electron microscopy of wheat starch. III. Granule development in the endosperm.</a> Starch-St&#228;rke. 23 (5), 157-162 (1971).</li><li>Wang, Y. J., White, P., Pollak, L., Jane, 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=Characterization+of+starch+structures+of+17+maize+endosperm+mutant+genotypes+with+Oh43+inbred+line+background.">Characterization of starch structures of 17 maize endosperm mutant genotypes with Oh43 inbred line background.</a> Cereal Chemistry. 70, 171-179 (1993).</li><li>Peng, M., Gao, M., Abdel-Aal, E. S. M., Hucl, P., Chibbar, R. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Separation+and+characterization+of+A-and+B-type+starch+granules+in+wheat+endosperm.">Separation and characterization of A-and B-type starch granules in wheat endosperm.</a> Cereal Chemistry. 76, 375-379 (1999).</li><li>Wilson, J. D., Bechtel, D. B., Todd, T. C., Seib, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measurement+of+wheat+starch+granule+size+distribution+using+image+analysis+and+laser+diffraction+technology.">Measurement of wheat starch granule size distribution using image analysis and laser diffraction technology.</a> Cereal Chemistry. 83 (3), 259-268 (2006).</li><li>Liu, Q., Weber, E., Currie, V., Yada, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Physicochemical+properties+of+starches+during+potato+growth.">Physicochemical properties of starches during potato growth.</a> Carbohydrate Polymers. 51 (2), 213-221 (2003).</li><li>Chmelik, J., et al. <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+size+characterization+of+barley+starch+granules+determined+by+electron+and+optical+microscopy,+low+angle+laser+light+scattering+and+gravitational+field-flow+fractionation.">Comparison of size characterization of barley starch granules determined by electron and optical microscopy, low angle laser light scattering and gravitational field-flow fractionation.</a> Journal of the Institute of Brewing. 107 (1), 11-17 (2001).</li><li>Moon, M. H., Giddings, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+separation+and+measurement+of+particle+size+distribution+of+starch+granules+by+sedimentation/steric+field-flow+fractionation.">Rapid separation and measurement of particle size distribution of starch granules by sedimentation/steric field-flow fractionation.</a> Journal of Food Science. 58 (5), 1166-1171 (1993).</li><li>Wriedt, T., Wolfram, H., Wriedt, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Mie Theory: Basics and Applications. , 53-71 (2012).</li><li>Schuerman, D. W., Wang, R. T., Gustafson, B. &. #. 1. 9. 7. ;. S., Schaefer, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Systematic+studies+of+light+scattering.+1:+Particle+shape.">Systematic studies of light scattering. 1: Particle shape.</a> Applied Optics. 20 (23), 4039-4050 (1981).</li><li>Goering, K. J., Fritts, D. H., Eslick, R. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+study+of+starch+granule+size+and+distribution+in+29+barley+varieties.">A study of starch granule size and distribution in 29 barley varieties.</a> Starch-St&#228;rke. 25 (9), 297-302 (1973).</li><li>Chen, Z., Schols, H. A., Voragen, A. G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Starch+granule+size+strongly+determines+starch+noodle+processing+and+noodle+quality.">Starch granule size strongly determines starch noodle processing and noodle quality.</a> Journal of Food Sciences. 68 (5), 1584-1589 (2003).</li><li>Dai, Z. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Starch+granule+size+distribution+in+grains+at+different+positions+on+the+spike+of+wheat+(Triticum+aestivum+L.).">Starch granule size distribution in grains at different positions on the spike of wheat (Triticum aestivum L.).</a> Starch-Starke. 61 (10), 582-589 (2009).</li><li>Edwards, M. A., Osborne, B. G., Henry, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+endosperm+starch+granule+size+distribution+on+milling+yield+in+hard+wheat.">Effect of endosperm starch granule size distribution on milling yield in hard wheat.</a> Journal of Cereal Science. 48 (1), 180-192 (2008).</li><li>Karlsson, R., Olered, R., Eliasson, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Changes+in+starch+granule+size+distribution+and+starch+gelatinization+properties+during+development+and+maturation+of+wheat,+barley+and+rye.">Changes in starch granule size distribution and starch gelatinization properties during development and maturation of wheat, barley and rye.</a> Starch - Starke. 35 (10), 335-340 (1983).</li><li>Li, W. -. Y., et al. <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+starch+granule+size+distribution+between+hard+and+soft+wheat+cultivars+in+Eastern+China.">Comparison of starch granule size distribution between hard and soft wheat cultivars in Eastern China.</a> Agricultural Sciences China. 7 (8), 907-914 (2008).</li><li>Park, S. H., Wilson, J. D., Seabourn, B. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Starch+granule+size+distribution+of+hard+red+winter+and+hard+red+spring+wheat:+Its+effects+on+mixing+and+breadmaking+quality.">Starch granule size distribution of hard red winter and hard red spring wheat: Its effects on mixing and breadmaking quality.</a> Journal of Cereal Science. 49 (1), 98-105 (2009).</li><li>Limpert, E., Stahel, W. A., Abbt, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Log-normal+distributions+across+the+sciences:+keys+and+clues.">Log-normal distributions across the sciences: keys and clues.</a> Bioscience. 51 (5), 341-352 (2001).</li><li>Gao, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Self-preserving+lognormal+volume-size+distributions+of+starch+granules+in+developing+sweetpotatoes+and+modulation+of+their+scale+parameters+by+a+starch+synthase+II+(SSII).">Self-preserving lognormal volume-size distributions of starch granules in developing sweetpotatoes and modulation of their scale parameters by a starch synthase II (SSII).</a> Acta Physiologiae Plantarum. 38 (11), 259 (2016).</li><li>Wattebled, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=STA11,+a+Chlamydomonas+reinhardtii+locus+required+for+normal+starch+granule+biogenesis,+encodes+disproportionating+enzyme.+Further+evidence+for+a+function+of+alpha-1,4+glucanotransferases+during+starch+granule+biosynthesis+in+green+algae.">STA11, a Chlamydomonas reinhardtii locus required for normal starch granule biogenesis, encodes disproportionating enzyme. Further evidence for a function of alpha-1,4 glucanotransferases during starch granule biosynthesis in green algae.</a> Plant Physiology. 132 (1), 137-145 (2003).</li><li>Ji, Y., Seetharaman, K., White, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimizing+a+Small-Scale+Corn-Starch+Extraction+Method+for+Use+in+the+Laboratory.">Optimizing a Small-Scale Corn-Starch Extraction Method for Use in the Laboratory.</a> Cereal Chemistry. 81 (1), 55-58 (2004).</li><li>Halloy, S., Whigham, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+lognormal+as+universal+descriptor+of+unconstrained+complex+systems:+a+unifying+theory+for+complexity.">The lognormal as universal descriptor of unconstrained complex systems: a unifying theory for complexity.</a> Proceedings of the 7th Asia-Pacific Complex Systems Conference. , 309-320 (2004).</li><li>Furusawa, C., Suzuki, T., Kashiwagi, A., Yomo, T., Kaneko, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ubiquity+of+log-normal+distributions+in+intra-cellular+reaction+dynamics.">Ubiquity of log-normal distributions in intra-cellular reaction dynamics.</a> Biophysics (Nagoya-shi). 1, 25-31 (2005).</li></ol>

Den skisserte prosedyren har løst noen kritiske problemer i flere eksisterende metoder for stivelse granulat størrelse analyser, inkludert upassende 1D- eller 2D-størrelse av 3D-granulat, forvrengning av størrelsesmålinger på grunn av ingen ensartede granulatformer, dårlig reproduserbarhet og tvilsom statistisk gyldighet på grunn av begrensede granulatprøvestørrelser, unøyaktig eller feil spesifikasjon (spesielt bruk av gjennomsnittsstørrelsen) av granulatstørrelser i nærvær av både granulatform og ingen ...

Stivelse granulat er den fysiske strukturen der to viktigste reserve homoglucan polymerer i plante fotosyntese og lagring vev, lineær eller tynt forgrenet amylose og svært forgrenet amylopectin, er ryddig pakket sammen med noen mindre komponenter, inkludert lipider og proteiner. Stivelse granulat fra ulike plantearter viser mange tredimensjonale (3D) former (anmeldt i ref.1,2), inkludert kuler, ellipsoider, polyhedroner, blodplater, terninger, cuboids, og uregelmessige tubuli. Selv de fra samme vev eller forskjellige vev av samme plantearter kan ha et sett med former med varierende forekomstfrekvenser. Med andre ord, stivelse granulat fra en planteart kan ha en karakteristisk statistisk formfordeling, snarere enn en bestemt form. De ikke-ensartede og ikke-sfæriske granulatformene gjør det vanskelig å måle og definere stivelsesgranulatstørrelser. I tillegg er stivelse granulat fra samme vev av en planteart av en rekke størrelser med forskjellige proporsjoner, det vil vil at viser en karakteristisk størrelsesfordeling. Denne størrelsesfordelingen kompliserer analysen og beskrivelsen av stivelsesgranulatstørrelser.
Stivelse granulat størrelser har blitt analysert ved hjelp av flere kategorier av partikkelstørrelse teknikker (gjennomgått i ref.3),inkludert mikroskopi, sedimentering / sterisk felt-flow fraksjonering (Sd / StFFF), laser diffraksjon og elektrisk sensing sone (ESZ). Imidlertid er disse teknikkene ikke like egnet for bestemmelse av stivelse granulat størrelser i nærvær av en granulat form og en størrelsesfordeling. Mikroskopi, inkludert lys, konfokal og skanning elektron mikroskopi, er utmerket for studier av morfologi4,5,6,7, struktur8,9 og utvikling10,11 av stivelse granulat, men neppe egnet for å definere sine størrelsesfordelinger på grunn av noen iboende mangler. Direkte målinger av mikroskopiske granulatbilder eller programvareassistert bildeanalyse av optiske mikroskopidata (IAOM), som har blitt brukt til bestemmelse av granulatstørrelser av stivelse fra flere arter, inkludert mais12,hvete13,14,potet15 og bygg16, kan måle bare 1D (vanligvis maksimal lengde) eller 2D (overflateareal) størrelser av svært begrensede tall (titusenvis) av stivelse granulat bilder. De små granulatprøvestørrelsene som er iboende begrenset av teknikkene, kan sjelden være statistisk representative, med tanke på de enorme granulattallene per enhetsvekt av stivelse (~ 120 x 106 per gram, forutsatt at alle 10 μm sfærer på 1,5 g / cm³ tetthet), og derfor kan føre til dårlig reproduserbarhet av resultatene. Sd/StFFF-teknikken kan ha høy hastighet og oppløsning, og smale størrelsesfraksjoner av stivelsesgranulat17, men har sjelden blitt brukt sannsynligvis fordi nøyaktigheten kan bli alvorlig påvirket av skader, forskjellige former og tetthet av stivelsesgranulat. Laserdiffraksjonsteknikken er den mest brukte, og har blitt brukt på stivelse granulat størrelse analyser for alle store avlingsarter3,14,16. Selv om teknikken har mange fordeler, er den faktisk ikke egnet for bestemmelser av stivelse granulat størrelser i nærvær av en granulat form distribusjon. De fleste av de samtidige laserdiffraksjonsinstrumentene er avhengige av Mie lysspøpendeteori 18 for ensartede sfæriske partikler og den modifiserte Mie-teorien18 for noen andre former for ensartethet. Teknikken er derfor iboende svært følsom for partikkelformer, og ikke helt egnet selv for visse former for ensartethet19, enn si for stivelse granulat som har et sett med former av varierende proporsjoner. ESZ-teknikken måler den elektriske feltforstyrrelsen proporsjonal med volumet av partikkelen som passerer gjennom en blenderåpning. Det gir granulat volumstørrelser, samt nummer- og volumdistribusjonsinformasjon, etc., ved høye oppløsninger. Siden ESZ-teknikken er uavhengig av optiske egenskaper av partikler, inkludert farge, form, sammensetning eller brytningsindeks, og resultatene er svært reproduserbare, er det spesielt egnet for å bestemme størrelsesfordelinger av stivelsesgranulat som har et sett med former.
Stivelse granulat størrelser har også blitt definert ved hjelp av mange parametere. De ble ofte simplistically beskrevet av gjennomsnittlige diametre, som i noen tilfeller var aritmetiske midler av mikroskopisk målte maksimale lengder på 2D-bilder12,20,eller gjennomsnitt av tilsvarende sfærediameter3. I andre tilfeller ble granulatstørrelsesfordelingene spesifisert ved hjelp av størrelsesområder21,22, fordelingens gjennomsnittlige volum eller gjennomsnittlig diameter (sfæreekvivalent, vektet etter antall, volum eller overflateareal) forutsatt en normalfordeling 14,23,24,25,26. Disse beskrivelsene av stivelse granulat størrelser fra ulike analyser er av svært forskjellig natur, og ikke strengt sammenlignbare. Det kan være svært misvisende hvis disse "størrelsene" av stivelse granulat fra forskjellige arter eller til og med samme vev av samme art ble direkte sammenlignet. Videre har spredningsparameteren (eller formen) for de antatte normale distribusjonene, det vil at standardavviket σ (eller grafisk standardavvik σg) som måler bredden på fordelingen (det vil at spredningen av størrelsene) har blitt ignorert i de fleste studier.
For å løse de nevnte kritiske problemene som stivelsesgranulatanalyser står overfor, skisserte vi en prosedyre for reproduserbare og statistisk gyldige bestemmelser av granulatstørrelsesfordelinger av stivelsesprøver ved hjelp av ESZ-teknikken, og for riktig angir de bestemte granul lognormale størrelsesfordelingene ved hjelp av en vedtatt toparametermultiplikativ form27 med forbedret nøyaktighet og sammenlignbarhet. For validering og demonstrasjon utførte vi replikere granulatstørrelsesanalyser av sweetpotato-stivelsesprøver ved hjelp av prosedyren, og spesifiserte lognormal differensialvolum-prosent volum-ekvivalent-sfære diameter fordelinger ved hjelp av sine grafiske geometriske <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/61586/61586eq1.jpg"> midler og multiplikative standardavvik s* i <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/61586/61586eq1.jpg"> en x/ (multiplisere og dele) s* form.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:1001px;" width="1001">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:261px;">Analytical beaker</td>
			<td style="width:211px;">Beckman Coulter Life Sciences</td>
			<td style="width:171px;">A35595</td>
			<td style="width:359px;">Smart-Technology (ST) beaker</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Aperture tube, 100 &#181;m</td>
			<td>Beckman Coulter Life Sciences</td>
			<td>A36394</td>
			<td>For the MS4E, , 1000 &#181;m</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Disposable transfer pipettor,</td>
			<td>Fisher Scientific (Fishersci.com)</td>
			<td style="width:171px;">13-711-9AM</td>
			<td style="width:359px;">Other disposable transfer pipettors with similar orifice can also be used.</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:261px;">Fisherbrand Conical Polypropylene Centrifuge Tubes, 50 ml</td>
			<td>Fisher Scientific (Fishersci.com)</td>
			<td>05-539-13</td>
			<td>Any other similar types of tubes can be used.</td>
		</tr>
		<tr height="60">
			<td height="60" style="height:60px;width:261px;">Glass beakers, 150 to 250 ml</td>
			<td>Fisher Scientific (Fishersci.com)</td>
			<td>02-540K</td>
			<td style="width:359px;">These beakers are used to contain methanol for washing the aperture tube and stirer between runs.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:261px;">LiCl</td>
			<td style="width:211px;">Fisher Chemical</td>
			<td>L121-100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:261px;">Methanol</td>
			<td>Fisher Chemical</td>
			<td>A412-500</td>
			<td>Buy in bulk as the analysis uses a large quantity of methanol.</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Mettler Toledo ML-T Precision Balances</td>
			<td>Mettler Toledo</td>
			<td style="width:171px;">30243412</td>
			<td style="width:359px;">Any other precision balance with a readablity 0.01 g to 1 mg will work.</td>
		</tr>
		<tr height="100">
			<td height="100" style="height:100px;">Multisizer 4e Coulter Counter</td>
			<td>Beckman Coulter Life Sciences</td>
			<td>B23005</td>
			<td style="width:359px;">The old model, Multisizer 3 can also be used with slight adjustment of parameters. The 4e model comes with a 100 &#956;m aperture tube. Other aperture tubes of different diameter can be purchased separately from the company.</td>
		</tr>
		<tr height="140">
			<td height="140" style="height:140px;">Ultrasonic processor UP50H</td>
			<td>Hielscher Ultrasound Technology</td>
			<td>UP50H</td>
			<td style="width:359px;">Other laborator sonicator having a low-power (&#60;50 Watt) output can be also used. Both MS1 and MS2 sonotrodes for the particular sonicator can be used to disperse starch granules in 5 ml methanol. Always use the lowest setting first, 20% amplitude and 0.1 or 0.2 cycle, and raise the setting if aggregates persist in suspension.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

analysis and specification of starch granule size distributions

Stivelse fra alle plantekilder består av granulat i en rekke størrelser og former som har forskjellige forekomstfrekvenser, det vil vil at den viser en størrelse og en formfordeling. Stivelse granulat størrelse data bestemmes ved hjelp av flere typer partikkelstørrelse teknikker er ofte problematisk på grunn av dårlig reproduserbarhet eller mangel på statistisk signifikans som følge av noen uoverstigelige systematiske feil, inkludert følsomhet for granulat former og grenser for granulat-utvalgstørrelser. Vi skisserte en prosedyre for reproduserbare og statistisk gyldige bestemmelser av stivelsesgranulatstørrelsesfordelinger ved hjelp av den elektriske sensing soneteknikken, og for å spesifisere de bestemte granulat lognormale størrelsesfordelingene ved hjelp av en vedtatt toparametermultiplikativ form med forbedret nøyaktighet og sammenlignbarhet. Det gjelder for alle granulatstørrelsesanalyser av gramskala stivelsesprøver, og kan derfor legge til rette for studier på hvordan stivelsesgranulatstørrelser er formet av stivelsesbiosynteseapparatet og mekanismene; og hvordan de påvirker egenskaper og funksjonalitet av stivelser for mat og industriell bruk. Representative resultater presenteres fra replikere analyser av granulatstørrelsesfordelinger av sweetpotato-stivelsesprøver ved hjelp av den skisserte prosedyren. Vi diskuterte videre flere viktige tekniske aspekter ved prosedyren, spesielt multiplikativ spesifikasjon av granul lognormal størrelse distribusjoner og noen tekniske midler for å overvinne hyppig blenderåpning blokkering av granulat aggregater.

For å validere prosedyren, og demonstrere reproduserbarhet av den bestemte granulstørrelsesfordelingen, utførte vi replikere størrelsesanalyser av sweetpotato stivelsesprøver. Vi utarbeidet replikere (S1 og S2) stivelsesprøver fra feltdyrkede sweetpotatoes av en avlslinje SC1149-19 i en lignende utviklingsalder ved hjelp av en tidligere beskrevet prosedyre28. Fra hvert stivelsesekstrakt ble to 0,5 g aliquots (a og b) samplet, suspendert i 5 ml metanol og sonikert med flere pulser med lavener...

Watch this Scientific Journal Video about Analysis and Specification of Starch Granule Size Distributions at JoVE.com

Analysis and Specification of Starch Granule Size Distributions

Presentert her er en prosedyre for reproduserbare og statistisk gyldige bestemmelser av stivelse granulat størrelse distribusjoner, og for å spesifisere de bestemte granulat lognormal størrelse distribusjoner ved hjelp av en to-parameter multiplikativ form. Det gjelder for alle granulatstørrelsesanalyser av gramskala stivelsesprøver for plante- og matvitenskapsforskning.

Analyse og spesifikasjon av Starch Granule Størrelsesfordelinger

Starch from all plant sources are made up of granules in a range of sizes and shapes having different occurrence frequencies, i.e., exhibiting a size and ...

Denne teknikken muliggjør en reproduserbar og statistisk gyldig bestemmelse av stivelse granulat størrelser og gir en riktig beskrivelse av statistisk distribuert granulat størrelser. Denne teknikken bestemmer stivelse granulat volumer uavhengig av sine former og bruker statistisk gyldig granulat utvalgstørrelser for størrelsesfordeling og gir forbedret spesifikasjon av granulat størrelse distribusjoner. Denne metoden gjelder for plante- og matvitenskapsforskningsstudier som involverer stivelsesgranulatstørrelser i tillegg til andre stivelsesprogrammer som krever granulstørrelsesinformasjon.Før du begynner en analyse, oppløse 25 gram litiumklorid i 500 milliliter metanol og velg et blenderåpningsrør med et partikkeldiameterområde som dekker det kjente granulatstørrelsesområdet til stivelsesprøvene som skal analyseres. Hvis du vil konfigurere en standard driftsmetode, starter du analysatorprogramvaren og klikker SOP i hovedmenyen og oppretter SOM-veiviseren og velger de riktige innstillingene, klikker på rediger som og velger de riktige innstillingene. Hvis du vil velge en innstillingsfil, klikker du opprett innstillingsveiviser under SOP og velger de riktige innstillingsinnstillingene, klikker opprett SOP-veiviser, skriver inn en beskrivelse og forfatter og velger SOM- og innstillingsfilene for å opprette og lagre SOP.Hvis du vil konfigurere analysatoren for en analyse, slår du på analysatoren og kontrollerer klarstatusen i analysatorprogramvaren. Fyll elektrolyttkannen med den tidligere tilberedte elektrolytten og tøm avfallskannen etter behov. Installer og fest det valgte blenderåpningsrøret i henhold til guiden i brukerhåndboken, og trykk på låseutløsningsklemmen for å låse opp analyseplattformen.Senk plattformen manuelt til bunnen og plasser et analytisk beger som inneholder 100 milliliter elektrolytt på plattformen. Flytt røreren til omrøringsposisjonen og løft plattformen manuelt til den selvlåsende øvre posisjonen for å senke blenderåpningsrøret og røreren i elektrolytten. Klikk fyll på verktøylinjen nederst på instrumentet for å fylle systemet automatisk med elektrolytt og klikk flush for å automatisk tømme systemet, klikk deretter SOP og last inn SOM for å laste inn standard driftsmetode og klikk eksempel og skriv inn eksempelinformasjon for å angi eksempelinformasjonen for kjøringen.For å forberede en stivelse metanol prøve størrelse suspensjon, veie en eller to 0,5 gram prøver fra hver av de to eller tre replikere stivelse ekstrakter og legge hver aliquot til fem milliliter metanol i en 50 milliliter konisk sentrifuge rør. Bruk flere pulser med lavintensitets ultralyd fra en ultralydprosessor for å fullstendig spre stivelsesgranulatet og bruke en engangsoverføringspipette til å bruke ca 200 mikroliter av den første stivelsesmetanolsuspensjonen til de 100 milliliter litiumkloridmetanolelektrolytt under konstant omrøring i begeret, lukk deretter prøveromdøren og klikk forhåndsvisning for å starte en forhåndsvisningskjøring. I statuspanelet må du kontrollere at den dynamisk viste konsentrasjonsstangen er grønn og viser et 5 til 8 % nominelt konsentrasjonsområde for suspensjonen.Klikk stopp for å stoppe forhåndsvisningen, og klikk start for å starte analysen. Analysatoren vil automatisk fullføre kjøringen når det totale antallet størrelsesgranulat, som vises sammen med kjøretiden på statuspanelet i en kjøring, når det totale antallet som angitt av kontrollmodusen til SOM. Hvis du vil utføre en teknisk repetisjon med samme stivelseselektrolyttfjæring, klikker du start eller gjenta på den nederste verktøylinjen.På slutten av analysen, tøm begeret, skyll det med metanol og fyll det med 100 milliliter frisk elektrolyttløsning for analyse av neste prøve. Hvis en SOM ble brukt til å kontrollere kjøringene, bruker du veiviseren for opprettingsinnstillinger til å velge innstillingsinnstillingene etter ønske for visning, utskrift og statistiske analyser av resultatene. Hvis du vil legge over resultatene fra flere kjøringer i én enkelt graf, velger du resultatene som skal legges over, i overleggsvinduet.Klikk Legg til for å flytte filene til den valgte filboksen, og klikk OK for å legge over de valgte resultatene i ett enkelt diagram. Hvis du vil legge til en fil i et åpent overlegg, klikker du kjør fil og åpner for overlegg for å få tilgang til overleggsvinduet, velger ønsket fil og klikker for å legge til. Klikk fil, filverktøy og gjennomsnitt for å åpne gjennomsnittsvinduet og navigere til og velge flere ønskede resultatfiler i filboksen.Klikk Legg til for å flytte filene til den valgte filer boksen og klikk OK for å gjennomsnittlig de valgte resultatene for visning i en enkelt graf. Hvis du vil inkludere en ekstra resultatfil i en gjennomsnittlig distribusjon, klikker du kjør fil og åpner og legger til i gjennomsnitt for å åpne vinduet Legg til i gjennomsnitt og legge til filen av interesse. Det nye gjennomsnittet vises i diagrammet i kjørevinduet.Hvis du vil skaffe deg det grafiske geometriske gjennomsnittet og standardavviket for å angi gjennomsnittsfordelingen, klikker du beregn og gjennomsnittlig statistikk for å åpne statistikksammendragsvinduet for å vise dataenes midler og standardavvik. Den tredje raden i tabellen viser det grafiske geometriske gjennomsnittet og standardavviket for å angi gjennomsnittlig fordeling. Og den andre kolonnen viser statistikken fra snitt fordelingene.Her vises differensialvolumprosentvolumekvivalente sfærediameterfordelinger for de fire replikeringsanalysene av representative søtpotetstivelsesprøver og deres gjennomsnittlige distribusjoner. I dette tallet kan gjennomsnittlig kumulativ antall og volumprosentstørrelsesfordelinger for de fire replikeringsanalysene, som var transformasjonsvisninger av den gjennomsnittlige differensialvolumprosentstørrelsesfordelingen, observeres. Sammenligning av det kumulative antallet og volumprosenten av disse stivelsesgranulatprøvene viste at granulatet med mindre volumekvivalente sfærediametre utgjorde mye større prosentandeler av det totale antallet enn det totale volumet.Det er viktig å minimere stivelse granulat aggregater i stivelse prøver og analyse suspensjoner og å oppnå en 5 til 8% nominell konsentrasjonsområde for stivelse elektrolytt suspensjon. Analyser for å karakterisere fysiske, kjemiske og termiske egenskaper av stivelsesprøver og for korrelerende granulatstørrelser med stivelsessynteseegenskaper i kildeplanter kan også utføres.

Research

JoVE Journal

Biochemistry

Method for Identifying Small Molecule Inhibitors of the Protein-protein Interaction Between HCN1 and TRIP8b

Metode for å identifisere lavmolekylære inhibitorer av protein-protein samhandling mellom HCN1 og TRIP8b

Hyperpolarization-activated cyclic nucleotide-gated (HCN) channels are expressed ubiquitously throughout the brain, where they function to regulate the ...

Online Size-exclusion and Ion-exchange Chromatography on a SAXS Beamline

Online Size-eksklusjon og ionebytterkromatografi på en SAXS tros

Biological small angle X-ray scattering (BioSAXS) is a powerful technique in molecular and structural biology used to determine solution structure, ...

Protein Digestion, Ultrafiltration, and Size Exclusion Chromatography to Optimize the Isolation of Exosomes from Human Blood Plasma and Serum

Protein fordøyelse, ultrafiltrasjon og størrelse utelukkelse kromatografi å optimalisere isolering av Exosomes fra menneskelig blod Plasma og Serum

Exosomes, a type of nanovesicle released from all cell types, can be isolated from any bodily fluid. The contents of exosomes, including proteins and ...

Use of Two Dimensional Semi-denaturing Detergent Agarose Gel Electrophoresis to Confirm Size Heterogeneity of Amyloid or Amyloid-like Fibers

Bruk av to-dimensjonale semi denaturing vaskemiddel Agarose Gel geleelektroforese å bekrefte størrelse heterogenitet av Amyloid eller Amyloid-lignende fiber

Amyloid or amyloid-like fibers have been associated with many human diseases, and are now being discovered to be important for many signaling pathways. ...

Toeprinting Analysis of Translation Initiation Complex Formation on Mammalian mRNAs

Toeprinting analyse av oversettelse innvielsen komplekse formasjon på pattedyr mRNAs

Translation initiation is the rate-limiting step of protein synthesis and represents a key point at which cells regulate their protein output. Regulation ...

Purification and Reconstitution of TRPV1 for Spectroscopic Analysis

Rensing og rekonstituering av TRPV1 for Spectroscopic analyse

Polymodal ion channels transduce multiple stimuli of different natures into allosteric changes; these dynamic conformations are challenging to determine ...

Extraction and Analysis of Taiwanese Green Propolis

Utvinning og analyse av taiwanske grønne Propolis

Taiwanese green propolis is rich in prenylated flavonoids and exhibits a broad range of biological activities, such as antioxidant, antibacterial, and ...

Study on the Metabolism of Six Systemic Insecticides in a Newly Established Cell Suspension Culture Derived from Tea (Camellia Sinensis L.) Leaves

Study on the Metabolism of Six Systemic Insecticides in a Newly Established Cell Suspension Culture Derived from Tea Camellia Sinensis L. Leaves

Studier på metabolismen av seks systemiske insektmidler i en nylig etablert Cell suspensjon kultur avledet fra Tea (Camellia Sinensis L.) Blader

A platform for studying insecticide metabolism using in vitro tissues of tea plant was developed. Leaves from sterile tea plantlets were induced to form ...

Characterization of Proteins by Size-Exclusion Chromatography Coupled to Multi-Angle Light Scattering (SEC-MALS)

Characterization of Proteins by Size-Exclusion Chromatography Coupled to Multi-Angle Light Scattering SEC-MALS

Karakterisering av proteiner etter størrelses-ekskludering kromatografi koblet til multi-vinkel lysspredning (SEC-MALS)

Analytical size-exclusion chromatography (SEC), commonly used for the determination of the molecular weight of proteins and protein-protein complexes in ...

RNA Blot Analysis for the Detection and Quantification of Plant MicroRNAs

RNA Blot Analyse for deteksjon og kvantifisering av plante microRNAs

MicroRNAs (miRNAs) are a class of endogenously expressed non-coding, ~21 nt small RNAs involved in the regulation of gene expression in both plants and ...