بناء نماذج التنبؤ تدميري من مكونات المحتويات في العنب البري بواسطة التحليل الطيفي القريبة من الأشعة تحت الحمراء بناء على قياسات HPLC

الهدف العام من هذا الإجراء هو بناء والتحقق من صحة نماذج للتنبؤ غير المدمر بالسكر الكلي ، والحمض العضوي الكلي ، والمحتوى الكلي المضاد للسيايانين في العنب البري الفردي عن طريق التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء القريبة. ستجيب هذه الطريقة على المشكلات الرئيسية في مجال تقييم المنتجات الزراعية ، مثل الفواكه والخضروات. بالنسبة لي ، تتمثل إحدى مزايا هذه التقنية في أنه يمكن فحص الكثير من منتجاتنا بشكل غير مدمر عن طريق التحليل الطيفي.

والنماذج التي تم إنشاؤها من خلال الإجراء الموضح هنا. يعد التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء القريبة أداة قوية للتقييم غير المدمر للمنتجات الزراعية. يتم إنشاء نماذج التنبؤ من خلال فحص العلاقة بين الطيف والمحتويات التي يحددها التحليل الكيميائي لكل هدف.

سيظهر الإجراء يوسوكي كيمورا ، طالب خريج من مختبري و Jingai Che ، من الجامعة وأحد مؤلفي هذا البروتوكول. اجمع عددا كافيا وأنواعا مختلفة من عينات العنب البري من الأصناف المستهدفة. يفضل جمع 100 عنب بري لبناء نموذج المعايرة.

و 10 على الأقل للتحقق من صحة النموذج الذي تم إنشاؤه. لبناء نماذج قوية ، اجمع عينات من أنواع مختلفة ، مثل الألوان والأحجام المختلفة وفي ظروف النضج المختلفة. وزن كل عنبية.

يتم استخدام الأوزان المقاسة لاحقا لحساب النسبة المئوية لمحتوى مكونات كل حبة عنبية. بعد ذلك ، ضع عينة من التوت الأزرق في وسط نافذة المحرك الطيفي للأشعة تحت الحمراء القريبة لقياسات الانعكاس المنتشر. باستخدام الأمر نموذج قناة واحدة، قم بقياس أطياف كل عنبية.

يفضل أن يكون في عدة نقاط في الفاكهة. احتفظ بالتوت الأزرق في الفريزر ، أقل من 30 درجة مئوية تحت الصفر إذا لم يتم تحليله بعد قياسات الطيف مباشرة. لبدء المعالجة المسبقة ، قم بتقطيع التوت الأزرق إلى عدة قطع حتى يمكن تجانسها بسهولة.

تقطيع التوت الأزرق دون إذابة الجليد عند تجميده. ضع القطع في دورق سعة 50 مل. أضف ما يقرب من 10 مل من الماء النقي للغاية إلى الدرق.

سخني التوت الأزرق المقطع في ماء فائق النقاء في فرن الميكروويف لمدة 20 ثانية لتعطيل الإنزيمات التي قد تتحلل السكريات أثناء التحليلات. أضف ما يقرب من 10 مل من الماء النقي للغاية إلى الدرق. قم بتجانس الخليط لمدة خمس دقائق عند 12 ، 000 دورة في الدقيقة باستخدام الخالط المجهز بعمود ومولد قياسي.

الطرد المركزي الخليط المتجانس لمدة 10 دقائق عند 3 ، 000 دورة في الدقيقة. بعد ذلك ، قم بجمع الترشيح عن طريق الترشيح الفراغي للعينة ذات الطرد المركزي باستخدام مرشح ورق خماسي B. بعد تكرار خطوات التجانس مرتين ، قم بقياس درجة الحموضة للمرشح وضبطه على سبعة بحمض الهيدروكلوريك المخفف والمحاليل المائية المخففة من هيدروكسيد الصوديوم.

خفف المرشح إلى 50 مل بالماء النقي للغاية. قسم العينة إلى قسمين. أحدهما لتحليل السكريات والآخر لتحليل الأحماض العضوية.

مرر محلول العينة الأول عبر الأعمدة المتصلة في سلسلة لاستبعاد الأصباغ والكاتيونات والأنيونات. تخلص من أول مليلتر واحد من محلول العينة من الأعمدة. ثم استخدم محلول العينة من الأعمدة لتحليل السكريات بواسطة كروموغرافيا السائل عالية الأداء أو HPLC.

الطرد المركزي المحلول عند 6 ، 600 دورة في الدقيقة لمدة 10 دقائق في أنبوب دقيق مزود بمرشح 0.445 ميكرون مع جهاز طرد مركزي صغير قبل التحليل بواسطة HPLC. رتب نظام HPLC باستخدام عمود نفاذية الهلام في فرن العمود عند 40 درجة مئوية. استخدم الماء النقي للغاية منزوع الغازات بمعدل تدفق 0.1 مل في الدقيقة كمادة مزوية.

استخدم أيضا كاشف معامل الانكسار. قم بقياس مخططات طياف HPLC للمحاليل القياسية عن طريق حقن 20 ميكرولتر لكل قياس. هنا يتم استخدام برنامج الحلول المعبأة للقياس.

احصل على شدة مساحة شريط السكر على الكروماتوجرام لكل محلول قياسي بالنقر فوق إعادة التحليل بالزر الأيمن للماوس. ثم قم بتوصيل شدة المنطقة مقابل التركيزات المقابلة للحصول على منحنى العمل لكل سكر عن طريق الانحدار الخطي. من المنحنى ، يتم الحصول على المعادلة التي تمثل العلاقة بين شدة المساحة والتركيز لكل سكر.

بعد الحصول على المنحنى القياسي ، قم بقياس مخططات HPLC لمحاليل العينات عن طريق حقن 20 ميكرولتر لكل قياس. احصل على كثافة منطقة نطاقات السكريات على الكروماتوجرام لكل محلول عينة كما كان من قبل. راجع بروتوكول النص للحصول على خطوات حول إجراء قياسات HPLC للأحماض العضوية.

احتفظ بالتوت الأزرق في الثلاجة أقل من 80 درجة مئوية تحت الصفر إذا لم يتم تحليله بحثا عن الأنثوسيانين بعد قياسات الطيف. لإجراء المعالجة المسبقة لقياسات HPLC للأنثوسيانين ، جفف كل فاكهة مجمدة باستخدام ليوفاليزر فراغي لمدة 12 ساعة. استخرج الأنثوسيانين من التوت المجفف في محلول ميثانول بنسبة واحد بالمائة من حمض ثلاثي فلوروسيتيك عن طريق ترك الخليط في الثلاجة عند أربع درجات مئوية لمدة 12 ساعة.

الطرد المركزي المستخلص لمدة 15 دقيقة في أنبوب دقيق سعة ملليلترتين باستخدام جهاز طرد مركزي فائق عند ثماني درجات مئوية تحت الصفر و 15 ، 000 دورة في الدقيقة. ثم قم بتصفية المستخلص من خلال مرشح 0.45 ميكرون للحصول على عينة لقياسات HPLC. رتب نظام HPLC باستخدام عمود الطور العكسي C18 في فرن عمودي عند 40 درجة مئوية.

قم بتطبيق طريقة التدرج باستخدام حمض ثلاثي فلوروأسيتيك مائي بنسبة 0.1 في المائة مثل LUNA. و 0.5 في المائة من حمض ثلاثي فلوروأسيتيك في الأسيتونيتريل مثل LUNB. استخدم معدل تدفق 0.1 مل في الدقيقة حيث تزداد نسبة LUNB من ثمانية بالمائة إلى 15٪ خلال صفر إلى 50 دقيقة بعد الحقن.

ومن 15٪ إلى 75٪ خلال 50 إلى 60 دقيقة بعد الحقن. استخدم كاشف مصفوفة الصمام الثنائي للصور عند 520 نانومتر. قم بقياس مخططات طياف HPLC للمحاليل القياسية عن طريق حقن 10 ميكرولتر من خلال جهاز أخذ العينات التلقائي لكل قياس.

استخدم برنامج حل LC للقياس. أخيرا ، قم بقياس مخططات طياف HPLC لمحاليل العينة عن طريق حقن كمية 10 ميكرولتر من خلال جهاز أخذ العينات التلقائي لكل قياس. في هذه المرحلة ، يتم تنفيذ بناء نماذج المعايرة للتنبؤ بمحتويات المكونات ، متبوعا بالتحقق من صحة هذه النماذج المبنية ، كما هو موضح في بروتوكول النص.

يتم إنشاء نماذج التنبؤ باستخدام الأطياف المرصودة ومحتويات المكونات المحددة من خلال الإجراء الموضح هنا. يظهر هنا مثال على نتيجة التحقق المتبادل للنموذج الذي تم إنشاؤه للتنبؤ بمحتوى السكر الكلي. العلاقة بين القيم التي تنبأ بها التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء القريبة وتلك التي يحددها HPLC مرضية.

لوحظت نتيجة مماثلة للتحقق من صحة النموذج لمحتوى الأنثوسيانين الكلي. مرة أخرى ، فإن العلاقة بين القيم المتوقعة والقيم المرصودة مرضية. بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية الحصول على القيم السابقة لمحتوى العنب البري باستخدام HPLC.

يمكن إجراء تقييم مختلف إلا باستخدام النماذج التي تم إنشاؤها بشكل صحيح بناء على المحتوى المحدد مسبقا الذي تم قياسه بواسطة التحليل الكيميائي المدمر. هذا يعني أن التحليل الكيميائي السابق للهدف هو لغز لبناء نماذج تنبؤ عالية الأداء. يرجى الرجوع إلى بروتوكول النص لإجراء إنشاء نماذج التنبؤ التي لم تظهر في هذا الفيديو.

بمجرد إنشائها بشكل صحيح ، تكون نماذج التنبؤ قابلة للتطبيق للتنبؤ بالسكر والأحماض العضوية وأي محتويات من العنب البري. من المتوقع أن يكون التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء القريبة ، كما هو موضح هنا ، قابلا للتطبيق على الارتباط بين أنواع كثيرة من المنتجات الزراعية. لا تنس أنه من الضروري الحصول على حواجز محددة مسبقا للمحتوى من خلال التحليل الكيميائي لبناء نموذج جيد عند تطبيق التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء القريبة لتقييم أي منتج زراعي.