Questo protocollo mira a presentare un metodo generale per la visualizzazione della lignina, della cellulosa e dell'emicellulosa nelle pareti delle cellule vegetali utilizzando l'analisi Raman e l'analisi multivariata.
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Articolo metodologico
Combinazione di Raman Imaging e analisi multivariata per la visualizzazione di lignina, cellulosa e emicellulosa nella parete cellulare delle piante
In questo articolo
Sommario
Abstract
L'applicazione di Raman imaging alla biomassa vegetale è in aumento in quanto può offrire informazioni spaziali e compositive sulle soluzioni acquose. L'analisi di solito non richiede un'ampia preparazione dei campioni; Informazioni strutturali e chimiche possono essere ottenute senza etichettatura. Tuttavia, ogni immagine Raman contiene migliaia di spettri; Ciò solleva difficoltà quando estrae informazioni nascoste, soprattutto per i componenti con strutture chimiche simili. Questo lavoro introduce un'analisi multivariata per affrontare questo problema. Il protocollo stabilisce un metodo generale per visualizzare i componenti principali, tra cui la lignina, la cellulosa e l'emicellulosa all'interno della parete cellulare delle piante. In questo protocollo sono descritte le procedure per la preparazione del campione, l'acquisizione spettrale e l'elaborazione dei dati. È altamente dipendente dall'abilità dell'operatore durante la preparazione del campione e l'analisi dei dati. Utilizzando questo approccio, un'indagine di Raman può essere eseguita da un utente non specializzato per ottenere higI dati di qualità h e risultati significativi per l'analisi delle pareti cellulari delle piante.
Introduzione
La biomassa vegetale è la risorsa rinnovabile più abbondante sulla Terra; è composta principalmente da lignina, cellulosa ed emicellulosa; ed è considerata una fonte attraente di bioenergia e prodotti chimici a base biologica1. Sfortunatamente, può resistere alla degradazione e conferire stabilità idrolitica o robustezza strutturale alla parete cellulare della pianta. Tale resistenza è attribuibile all'area superficiale accessibile, alla dimensione delle particelle di biomassa, al grado di polimerizzazione, alla cristallinità della cellulosa e alla lignina protettiva 2. Una comprensione completa della natura strutturale ....
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Protocollo
1. Preparazione del campione
- Tagliare un piccolo blocco di tessuto (circa 3 mm x 3 mm x 5 mm) dal campione vegetale ( ad es. Un gambo di pioppo).
- Immergere il tessuto in acqua bollente di deionizzazione per 30 min. Trasferire immediatamente in acqua deionizzata a temperatura ambiente (RT) per 30 minuti. Ripetere questo passaggio finché il tessuto non si affonda sul fondo del contenitore, indicando che l'aria nel tessuto è stata rimossa e che il tessuto si è ammorbidito.
Nota: Per i campioni che si affondano sul fondo prima di questo passaggio, ripetere generalmente questo ciclo 3-5 volte. - Preparare 20, 50, 70, 90% (v....
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Risultati
La figura 1 presenta una panoramica di un tipico sistema micro-Raman per l'imaging Raman di una parete cellulare. Ad esempio, gli spettri Raman originali del pioppo ( Populus nigra L.) presentano significative derive e spicchi di base ( Figura 2a ). Dopo aver eseguito il metodo automatico di pre-elaborazione per il set di dati Raman Imaging (APRI), questi due contaminanti spettrali vengono eliminati con successo ( <.......
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Discussione
La parete cellulare è un composito organizzato in diversi strati, tra cui l'angolo di cella (CC), la parete secondaria (SW, con gli strati S1, S2 e S3) e la lamella centrale composta (CML, lamella centrale e principale adiacente Parete) che rende difficile ottenere una superficie piana durante la preparazione del campione. Pertanto, i campioni di piante, in particolare l'erba, che hanno una struttura più complessa del legno, spesso devono essere solidificati per consentire una sezione sottile. PEG è una matrice .......
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Dichiarazioni
Gli autori non hanno niente da rivelare.
Ringraziamenti
Ringraziamo il Ministero della Scienza e della Tecnologia della Cina (2016YDF0600803) per il sostegno finanziario.
....Accesso limitato. Accedi o avvia una prova gratuita per visualizzare questo contenuto.
Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Microtomo | Thermo Scientific | Microm HM430 | |
| Microscopio Raman confocale | Horiba Jobin Yvon | Xplora | |
| Forno | Shanghai ZHICHENG | ZXFD-A5040 |
Riferimenti
- Gonzalo, G. D., et al. Bacterial Enzymes Involved in Lignin Degradation. J. Biotechnol. 236, 110-119 (2016).
- Rosatella, A. A., Afonso, C. A. M. Chapter 2. Ionic Liquids in the Biorefinery Concept: Challenges and Perspectives. , Wiley. 38-64 (2016).
- Sun, L., et al. <....
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Ristampe e permessi
