Name: أسلوب قياس ألوان لقياس محتوى الحديد في النباتات (فيديو) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-09-07T13:30:00.000+00:00
Duration: 7 min 12 s
Description: تعلم طريقة قياس محتوى الحديد في أنسجة النباتات باستخدام تقنية بروسيا الزرقاء اللونية. يوفر هذا البروتوكول البسيط نتائج دقيقة وموثوقة لتحليل الحديد في العينات البيولوجية.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

إسرائيل وزارة العلوم والتكنولوجيا وسباسيند تدعمها منحة من عالم كبير من وزارة الزراعة (#16-16-0003) الإسرائيلية هذا العمل.

1-زراعة المواد وظروف النمو
<ol><li>بذور التبغ واحدة (الصنف سامسون) البذور في وعاء 5 سم × 5 سم مليئة المتوسطة وعاء قياسي. وضع الأواني على الصواني. تنمو النباتات في غرفة نمو تحت ظروف يوم طويل (16/8 ح الضوء/الظلام) في درجة حرارة ثابتة 23 درجة مئوية. ري بماء الصنبور حتى تستنزف الماء من الوعاء.</li>
	<li>وبعد أيام 50±5، بدء العلاجات Fe في الري، وفقا لتركيزات مناسب للتجربة. على سبيل المثال، قمنا باستخدام طائفة من تركيزات الحديد من 0 إلى 6 مم، يكمله تشيلاتور Fe القابلة لذوبان (Fe ادها). ري النباتات مع الحل المناسب كل يومين (لتجنب الجفاف) لمدة 6-8 أيام.</li>
</ol>2-إعداد الأوراق لقياس الحديد
ملاحظات: يجب أن تكون جميع المواد التي ستستخدم خالية من الحديد بغية الحد من خطر التلوث بالحديد. تنظيف الهاون والمدقة مرتين بحل HCl 4% وجاف مع ورق الترشيح في كل مرة قبل الاستخدام. إذا كان يتم إعادة استخدام أي مادة، تنظيفه بحل HCl 4% مرتين وجاف مع أوراق الترشيح.
<ol><li>فصل الأوراق من الساق باليد، باستخدام قفازات (لا تستخدم أية معدات معدنية). استخدام حوالي 10 غم أوراق (الوزن الطازج) لكل عينة. قم بتنظيف كل ورقة مع الماء المقطر مزدوجة (دو) باستخدام زجاجة رذاذ. تعد هذه الخطوة مهمة لتجنب التلوث بالحديد.</li>
	<li>الجاف للأوراق على منشفة ورقية ووضعها في كيس من ورق. نقل أكياس الورق إلى فرن في درجة حرارة ثابتة 80 درجة مئوية لمدة 2-3 أيام.</li>
	<li>عندما تجف، سحق الأوراق إلى مسحوق باستخدام مدافع الهاون والمدقة ونقل إلى أنابيب بلاستيكية معقمة 15 مل.</li>
</ol>3-حرق الأوراق للرماد
ملاحظات: هو يعني استخدام حل انخفاض الأس الهيدروجيني (بالقرب من 0) من HCl زيادة قابلية الذوبان في الحديد. ويستخدم الصوف الصخري للحيلولة دون هروب القنينة أثناء حرق الغازات.
<ol><li>وزن قنينة مختومة وجديدة 20 مل التﻷلؤ دون غطاء لها. قم بتدوين القيمة أو تعيين القيمة إلى صفر باستخدام الزر الفارغ. إضافة الأوراق المجففة سحقت (عينة) إلى القنينة.</li>
	<li>وزن العينة والحاويات وقم بتدوين القيمة. أغلق القنينة مع الصوف الصخري.</li>
	<li>تزن 3 قنينات إضافية دون إضافة عينات وملاحظة القيم الخاصة بهم. سيتم استخدام هذه القنينات كعناصر لتقييم كمية الصوف الصخري يمكن أن تؤدي إلى أي زيادة في الوزن عينة.</li>
	<li>وضع قنينات العينات والتحكم في فرن وبدء النسخ باستخدام الخطوات التالية درجة الحرارة: درجة حرارة الغرفة، وزيادة سرعة 425 درجة مئوية، وأخيراً، 425 درجة مئوية لمدة 4 ساعات. قبل هذا الوقت، أوراق الشجر الجافة سوف تحولت إلى رماد.</li>
	<li>السماح لتبرد العينات وصولاً إلى حوالي 100 درجة مئوية ولكن لا أقل درجة الحرارة هذه للخطوتين التاليتين لتجنب الرطوبة، التي يمكن أن تؤثر على الوزن النهائي للعينة. استخدام قفازات ثقيلة، إزالة العينات من الفرن بملاقط، عقد القنينة اكستيريورلي.</li>
	<li>وضع في قنينة على سطح مستو وإزالة الصوف الصخري وإغلاق قنينة مع تلك الأغطية الأصلي.</li>
	<li>وزن قنينات التحكم 3 (انظر 3.3) وحساب زيادة الوزن المتوسط. إذا كان الوزن يساوي أو أعلى إلى 1% وزن الرماد (راجع الخطوة 4، 2)، باستخدام هذه القيمة كتقدير للخطأ القياس.</li>
</ol>4-إعداد الرماد لقياس الحديد
ملاحظات: يتم حساب تركيز الحديد النهائية في العينة الأولى كوزن رماد مقسوماً على حجم HCl المضافة.
<ol><li>إعداد حل HCl 1 م (4% HCl) عن طريق إضافة 12.5 مل حل الأسهم HCl 37 في المائة إلى 87.5 مل دو (في قارورة البلاستيك أو الزجاج).</li>
	<li>تزن 15 مل أنبوب بلاستيكي ولاحظ القيمة أو تعيين القيمة إلى صفر باستخدام الزر الفارغ. نقل الرماد للأنبوب، وزن، وقم بتدوين القيمة. هذا هو وزن الرماد.</li>
	<li>إضافة 5 مل من 1 M HCl إلى الرماد. تصفية الرماد من خلال عامل تصفية 22 ميكرومتر، وإضافة 5 مل إضافية من 1 M HCl من خلال عامل التصفية نفسه.</li>
	<li>يجب أن تكون وحدة التخزين النهائي 10 مل. لاحظ أنه سيتم فقدان جزء من الحل في عامل التصفية. ملاحظة: النماذج جاهزة الآن لقياس الحديد FAAS أو بالأسلوب الأزرق البروسية.</li>
	<li>اجعل منحنى معايرة مع تركيز الحديد قياس الطيف الذري والأسلوب الأزرق البروسي (انظر الشكل 4) لكل نوع من الأنواع النباتية. وفي وقت لاحق، يمكن قياس تركيز الحديد بطريقة الأزرق البروسي وحدها.</li>
</ol>5-قياس تركيز الحديد ب FAAS
<ol><li>إزالة 4 مل من كل عينة للقياس حسب FAAS.</li>
	<li>تقسيم النتائج التي تم الحصول عليها من قياس FAAS بوزن الرماد. تقسيم القيمة الناتجة من 0.01 (لأنه كان سولوبيليزيد الرماد في 10 مل). القيمة الناتجة هي تركيز الحديد كل غرام الرماد (ppm).</li>
</ol>6-إعداد الأزرق البروسية تلطيخ الحل
<ol><li>تعد نسبة 4% الأزرق البروسي الحل عن طريق إضافة ز 4 ك4Fe(CN)6 إلى 100 مل دو ودوامه (وحدات التخزين و/أو تجمعات أخرى يمكن استخدامها لمطالب مختلفة). تجدر الإشارة إلى أن في هذه الدراسة، مركزة أقل مما سبق الإبلاغ عنها (20 في المائة)14 واستخدمت حل الأزرق البروسي.</li>
	<li>يبقى الحل في الظلام في 4 درجات مئوية حتى الاستخدام. الحل مستقر لمدة 6 أشهر عند تخزينها في مثل هذه الظروف.</li>
</ol>7-توليد منحنى معايرة لأسلوب البروسية الأزرق باستخدام نتائج FAAS
ملاحظة: حساب تركيز الحديد في رماد باستخدام الصيغة التالية <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/57408/57408eq1.jpg">معادلة 1 C: تركيز، حجم العينة، والخامس: w: الرماد الوزن (ز).
<ol><li>مزيج 0.50 مل من حل الأزرق البروسي و 0.50 مل من 1 M HCl. وهذا سيكون بمثابة الحل فارغة.</li>
	<li>مزيج 0.5 مل عينة (رماد في 4% HCl، كما هو موضح في القسم 3) و 0.5 مل من محلول أزرق البروسي (الخطوة 6.1) قبل بيبيتينج. انتظر دقيقة واحدة على الأقل ولكن ليس أكثر من 5 دقائق. بعد 5 دقائق، سوف يحدث الترسيب في العينات.</li>
	<li>تحويل المزيج إلى ومبومو وقياس التوجيه التشغيلي في 715 نانومتر باستخدام جهاز المطياف الضوئي. قم بتدوين القيمة.</li>
	<li>قسمة القيمة OD (الخطوة 7، 3) وزن الرماد (الخطوة 3، 2) من العينة. وتمثل النتيجة OD كل غرام الرماد.</li>
	<li>ارسم الانحدار الخطي بين تركيزات الحديد التي تم الحصول عليها من القياسات FAAS (محور ص) وقيم التطوير التنظيمي (X المحور). استخدام النتائج التي تم الحصول عليها في الخطوات 5، 2 و 7-4. حساب الصيغة الانحدار، Y = + bX، حيث تمثل Y تركيز الحديد، ويمثل امتصاص تتقاطع، ب يمثل المنحدر امتصاص والعاشر في التطوير التنظيمي.</li>
</ol>8-استخدام أسلوب الأزرق البروسية لتحديد مستويات الحديد في عينات أخرى من نفس نوع النبات
الملاحظات: وبالفعل أنشئت منحنى معايرة لهذا النوع من النبات، تركيز الحديد في أي عينات جديدة من نفس نوع النبات يمكن مباشرة حساب استخدام الصيغة الانحدار الخطي.
<ol><li>تنفيذ الخطوات الموجودة في المقاطع 3 و 4، تليها خطوات 7.1 إلى 7.4.</li>
	<li>حساب تركيز الحديد في الحل باستخدام الصيغة التي تم الحصول عليها من الانحدار الخطي (الخطوة 7، 5).</li>
</ol>

<ol><li>Kobayashi, T., Nishizawa, N. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Iron+uptake%2C+translocation%2C+and+regulation+in+higher+plants%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Review+of+Plant+Biology%22%5BJournal%5D)">Iron uptake, translocation, and regulation in higher plants.</a> Annual Review of Plant Biology. 63 (1), 131-152 (2012).</li>
<li>Bradley, J. M., Le Brun, N. E., Moore, G. R. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s00775-016-1336-0">Ferritins: Furnishing proteins with iron.</a> Journal of Biological Inorganic Chemistry. 21 (1), 13-28 (2012).</li>
<li>Zielińska-Dawidziak, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plant+ferritin+-+a+source+of+iron+to+prevent+its+deficiency%5BTitle%5D)+AND+%22Nutrients%22%5BJournal%5D)">Plant ferritin - a source of iron to prevent its deficiency.</a> Nutrients. 7 (2), 1184-1201 (2015).</li>
<li>Johnson, D. C., Dean, D. R., Smith, A. D., Johnson, M. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Structure%2C+function%2C+and+formation+of+biological+iron-sulfur+clusters%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Review+of+Biochemistry%22%5BJournal%5D)">Structure, function, and formation of biological iron-sulfur clusters.</a> Annual Review of Biochemistry. 74 (1), 247-281 (2015).</li>
<li>Guo, H., Barnard, A. S. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2013/ta/c2ta00523a">Naturally occurring iron oxide nanoparticles: morphology, surface chemistry and environmental stability.</a> Journal of Materials Chemistry A. 1 (1), 27-42 (2013).</li>
<li>Hem, J. D., Cropper, W. H. <a target="_blank" href="https://pubs.usgs.gov/wsp/1459a/report.pdf">Chemistry of iron in natural water.</a> Report US Geological Survey. , 1-31 (1962).</li>
<li>Rout, G. R., Sahoo, S. <a target="_blank" href="http://www.agrsci.jp/ras/article/view/12">Role of iron in plant growth and metabolism.</a> Reviews in Agricultural Science. 3, 1-24 (2015).</li>
<li>Speretto, R. A., Ricachenevsky, F. K., Stein, R. J., de Abreu Waldow, V., Fett, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Iron+stress+in+plants+Dealing+with+deprivation+and+overload%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Stress%22%5BJournal%5D)">Iron stress in plants Dealing with deprivation and overload.</a> Plant Stress. 4, 57-69 (2010).</li>
<li>Tautkus, S., Steponeniene, L., Kazlauskas, R. <a target="_blank" href="https://www.shd.org.rs/JSCS/Vol69/No5/V69-No5-10.pdf">Determination of iron in natural and mineral waters by flame atomic absorption spectrometry.</a> Journal of the Serbian Chemical Society. 69 (5), 393-402 (2006).</li>
<li>Braunschweig, J., Bosch, J., Heister, K., Kuebeck, C., Meckenstock, R. U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reevaluation+of+colorimetric+iron+determination+methods+commonly+used+in+geomicrobiology%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Microbiological+Methods%22%5BJournal%5D)">Reevaluation of colorimetric iron determination methods commonly used in geomicrobiology.</a> Journal of Microbiological Methods. 89 (1), 41-48 (2012).</li>
<li>PerkinElmer. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Atomic+Spectroscopy+-+Guide+to+Selecting+the+Appropriate+Technique+and+System%22">Atomic Spectroscopy - Guide to Selecting the Appropriate Technique and System</a>. 16, (2011).</li>
<li>Wachasunder, S. D., Nafade, A. <a target="_blank" href="https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/00207230108711348">Precision and accuracy control in the determination of heavy metals by atomic absorption spectrometry.</a> Science. 58, 517-528 (2001).</li>
<li>Woods, J. T., Mellon, M. G. <a target="_blank" href="https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/i560096a013">Thiocyanate method for iron. A spectrophotometric study.</a> Industrial & Engineering Chemistry Analytical Edition. 13 (8), 551-554 (1941).</li>
<li>Perls, M. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007%2FBF01878983">Nachweis von Eisenoxyd in gewissen Pigmenten.</a> Virchows Archiv Fur Pathologische Anatomie Und Physiologie Und Fur Klinische Medizin. 39 (1), 42-48 (1867).</li>
<li>Connorton, J. M., Jones, E. R., Rodriguez-Ramiro, I., Fairweather-Tait, S., Uauy, C., Balk, J. <a target="_blank" href="https://www.biorxiv.org/content/early/2017/04/28/131888">Altering expression of a vacuolar iron transporter doubles iron content in white wheat flour.</a> bioRxiv. , 1-25 (2017).</li>
<li>de la Fuente, V., Rufo, L., Rodríguez, N., Franco, A., Amils, R. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s11104-017-3251-8">Comparison of iron localization in wild plants and hydroponic cultures of Imperata cylindrica (L.) P. Beauv.</a> Plant Soil. 418 (1-2), 25-35 (2017).</li>
<li>Hsiao, P. Y., Cheng, C. P., Koh, K. W., Chan, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Arabidopsis+defensin+gene%2C+AtPDF1.1%2C+mediates+defence+against+Pectobacterium+carotovorum+subsp.+carotovorum+via+an+iron-withholding+defence+system%5BTitle%5D)+AND+%22Science+Reports%22%5BJournal%5D)">The Arabidopsis defensin gene, AtPDF1.1, mediates defence against Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum via an iron-withholding defence system.</a> Science Reports. 7 (1), 1-14 (2017).</li>
<li>Johnson, D. B., Kanao, T., Hedrich, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Redox+transformations+of+iron+at+extremely+low+pH%3A+Fundamental+and+applied+aspects%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Microbiology%22%5BJournal%5D)">Redox transformations of iron at extremely low pH: Fundamental and applied aspects.</a> Frontiers in Microbiology. 3, 1-13 (2012).</li>
<li>Stumm, W., Lee, G. F. <a target="_blank" href="https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ie50614a030">Oxygenation of ferrous iron.</a> Industrial & Engineering Chemistry. 53 (2), 143-146 (1961).</li>
<li>Jones, A. M., Griffin, P. J., Collins, R. N., Waite, T. D. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0016703714005663">Ferrous iron oxidation under acidic conditions - The effect of ferric oxide surfaces.</a> Geochimica et Cosmochimica Acta. 145, 1-12 (2014).</li>
<li>Hawkesworth, C. J., Kemp, A. I. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evolution+of+the+continental+crust%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Evolution of the continental crust.</a> Nature. 443 (7113), (2006).</li>
<li>Thompson, L. M. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aThompson%2C+LM+%22Soils+and+soil+fertility%22">Soils and soil fertility</a>. Louis, M., Troeh, F. R., Thompson, L. M. , (1973).</li>
<li>Krueger, B. J., Grassian, V. H., Cowin, J. P., Laskin, A. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1352231004006442">Heterogeneous chemistry of individual mineral dust particles from different dust source regions: The importance of particle mineralogy.</a> Atmospheric Environment. 38 (36), 6253-6261 (2004).</li>
<li>Bewick, V., Cheek, L., Ball, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Statistics+review+7%3A+Correlation+and+regression%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Critical+Care%22%5BJournal%5D)">Statistics review 7: Correlation and regression.</a> Journal of Critical Care. 7 (6), 451-459 (2003).</li>
<li>Asuero, A. G., Sayago, A., González, A. G. <a target="_blank" href="https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/10408340500526766">The correlation coefficient: An overview.</a> Critical Reviews in Analytical Chemistry. 36 (1), 41-59 (2006).</li>
<li>JoVE Science Education Database. Analytical Chemistry. Calibration Curves. , Journal of Visualized Experiments. Cambridge, MA. Available from:
 <a target="_blank" href="https://www.jove.com/science-education/10188/calibration-curves">https://www.jove.com/science-education/10188/calibration-curves</a> (2018).</li>
</ol>

الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.

قياس الحديد في الأنسجة النباتية مهم جداً لتقييم آثار الري أو غيرها من الظروف البيئية. هنا، يمكننا وصف طريقة قياس ألوان سهلة ودقيقة لقياس محتوى الحديد في أوراق التبغ، الذي يمكن أن يسهل تكييفها للأنواع النباتية والأنسجة الأخرى.
في تحسين الظروف لأسلوب قياس الألوان، استخدمنا متوسط انخفاض الأس الهيدروجيني (درجة الحموضة < 1.0) للسماح للذوبان في الحديد. تم إجراء عملية الحرق للإفراج عن كافة أشكال الحديد والتأكد من أن لا من الملوثات الموجودة في العينات أن تعديل النتائج. فيما يتعلق بالتلوث بالحديد، واحد...

الحديد (Fe) هو المغذيات هامة في جميع الكائنات الحية. في النباتات، هو المغذيات الدقيقة أساسية1 بسبب تورطها في العمليات الأساسية، مثل التنفس والتمثيل الضوئي والكلوروفيل الحيوي. ارتفاع تراكم أيونات الحديد مجاناً مضر لزرع الخلايا بسبب ردود الفعل التي أدت إلى الإفراج عن الجذور الحرة التي تسبب الأكسدة. للحفاظ على التوازن الحديد داخل الخلية النباتية، المخزنة في vacuoles الأيونات والمحتبس داخل فيريتينس والبروتين أقفاص المعنيين مباشرة بالحديد التوازن2 وبنية التخزين الرئيسي للحديد في جميع الكائنات الحية. في الوقت نفسه، يؤثر فقر الدم بعوز الحديد على نسبة كبيرة من السكان، أدى إلى تزايد حاجة إلى مصنع الحديد بيوفورتيفيكيشن. نظراً للخصائص الفريدة لمصنع فيريتين، يقدم إثراء الأغذية بالحديد فيريتين استراتيجية واعدة لمكافحة هذه المشكلة من سوء التغذية3.
أيونات الحديد أساسا وجدت في أكسدة دولتين، هما الحديدية (Fe ديفالينت2 + أو الحديد (II)) والحديديك (Fe تمكنت3 + أو الحديد (III)) أشكال. وتوجد عدة أشكال أخرى من الحديد، مثل كتل الحديد4، أيضا في الخلايا. يتم تخزين الحديد كأكسيد الحديد داخل الخلية ومن الطبيعي أشكال هيماتيتيس (Fe2س3) وفيريهيدريتيس ((Fe3 +)2س3•0.5 ح2س) تحت الظروف الفسيولوجية5. وقد هيدروكسيدات شكلت في ردود الفعل هذه، لا سيما النموذج الحديديك، الذوبان منخفضة جداً. الاحتفاظ بالحديد وبالتالي تتأثر درجة حموضة الحل، وهو إلى حد كبير في حالة صلبة الأس الهيدروجيني 56أعلاه.
نظراً لضعف القابلية للذوبان وتفاعلية عالية من الحديد، يجب أن يكون نقلها بين الأنسجة النباتية والأجهزة المرتبطة بها مع جزيئات شيلاتينغ مناسبة. وعلاوة على ذلك، يجب أن تسيطر الدول الأكسدة بين الأشكال الحديدية والحديديك1 . ضمن أوراق، وجدت في خلايا التمثيل الضوئي، نظراً لدورها الأساسي في نظام نقل الإلكترون، في التركيب الحيوي سيتوتشروميس، والكلوروفيل وغيرها جزيئات الهيم، حوالي 80% الحديد وفي تشكيل الحديد-S7مجموعات. وفي حالة الحديد الزائد داخل الخلية، الفائض هو ذوبانها في المنقبضة حيث يتم تخزين المعدن في جزيئات فيريتين8.
ويمكن قياس الحديد في الأنسجة النباتية من عدة طرق، بما في ذلك لهب الامتصاص الذري الطيفي9 (FAAS) أو فحوصات قياس الألوان10، السابقة ويجري الآن أكثر دقة من هذا الأخير. FAAS هو تقنية دقيقة للغاية التي تمكن واحد لتحديد تكوين عنصري من عينة على أساس الانبعاثات الكهرومغناطيسية للعناصر الفردية. تحويل FAAS الأيونات المعدنية إلى الدول الذري باللهب-تدفئة العينة، مما يؤدي إلى الإثارة أيون وانبعاث موجه محددة عندما يعود أيون معين إلى حالة الأرض. الانبعاثات من الأيونات مختلفة مفصولة مونوتشروماتور والكشف عنها بواسطة استشعار امتصاص11. وهكذا يقدم FAAS لقياس تركيزات الحديد مباشرة. ومع ذلك، من تتوفر تقنيات أخرى لتصور الحديد في الأنسجة البيولوجية. مطيافية الكتلة البلازما إلى جانب الحث (برنامج المقارنات الدولية-MS)12 تقنية دقيقة جداً لقياس الحديد وغيرها من العناصر النزرة ولكن بسبب نقص المعدات، سواء بالنسبة FAAS، وبرنامج المقارنات الدولية--مرض التصلب العصبي المتعدد، مشكلة مشتركة. من ناحية أخرى، قياس الحديد ب قياس الألوان ثيوسيانات13 يفتقر إلى الدقة وفشل للكشف عن الاختلافات الصغيرة بين العينات. الأزرق البروسي تلطيخ،14،،من151617 أسلوب غير مباشرة استناداً إلى رد فعل فيروسيانيد البوتاسيوم الحديديك (ك4Fe(CN)6) مع الكاتيونات Fe، إنتاج لون أزرق قوي، وهو يستخدم للكشف عن نوعية الحديد في أقسام النسيجي للأنسجة الحيوانية والنباتية.
الحديد المعدني (صفر-بالينت) أمر نادر الحدوث في القشرة الأرضية. شكل أيونى غير الرصاصية المهيمنة من الحديد في البيئة معظمها تمليه كمية الأوكسجين في المناطق المحيطة بها، مع الحديد الحديدية يجري نسبيا أكثر وفرة في البيئات وصول والحديديك الحديد غلبة في مواقع الهوائية. وهذا الشكل الأخير أيضا المهيمنة في البيئات الحمضية جداً، على الرغم من أن العوامل المسببة لأكسدة الحديد الحديدية غالباً ما تختلف في محيط الحمضية ووصول18. عندما يتم سولوبيليزيد الحديد في 4% HCl (pH 0) في بيئة هوائية، يوجد الجزء الأكبر من الحديد المخفف كما تشكل الحديديك (Fe3 +)19،20.
ردود الفعل بين أيونات الحديد وك4Fe(CN)6 على ما يلي:
Fe3 +: فيكل3 +4ك Fe(CN)6 = KFe(III)Fe(II)(CN)6¯ + 3KCl
Fe2 +: 4 فيكل2 + 2 ك4Fe(CN)6 =4(Fe(CN)6) Fe2 + 8 بوكل
في هذه الدراسة، سألنا عما إذا كان تلطيخ الأزرق البروسي يمكن أن تكون مفيدة لقياس مستويات الحديد في الحل.
في البداية، يمكننا التحقق من العلاقة بين تركيز الحديد في محلول مائي وتلطيخ الأزرق البروسي. وتم قياس تركيز الحديد (فيكل2، فيكل3 أو 1:1 مزيج من الاثنين) في المحاليل كل من التحليل الطيفي الذري وامتصاص (OD) بعد إضافة الأزرق البروسية. ويبين الشكل 1 منحنيات الانحدار الخطي للقياسات التي تم الحصول عليها بكل طريقة. خلصنا إلى أنه يمكن استخدام الأسلوب الأزرق البروسي للتحليل الكمي لتركيز الحديد في الحل.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57408/57408fig1.jpg"> الشكل 1: قياس التراجع الخطي بين تركيز الحديد FAAS وامتصاص الضوء (OD، 715 nm) التي تم الحصول عليها بواسطة الأسلوب الأزرق البروسي. وتمثل المربعات الأزرق والخط Fe2 + الحل وتمثل المربعات الحمراء وخط الحديد3 + الحل والمربعات السوداء وخط تمثل خليط 1:1 بين Fe2 + و Fe3 +. تم الحصول على انحدارات التالية: [Fe2 +] = OD x 3 + 123، r = 0.996، ص2 = 0.989؛ [Fe3 +] = 1 + 292 OD x, r = 0.999، ص2 = 0.997؛ و [Fe2 + 3 +] = 11 + 146 OD x, r = 0.983، ص2 = 0.956. Fe2 + المانحين فيكل2 والحديد3 + المانحين فيكل3. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57408/57408fig1large.jpg" target="_blank">الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-</a>
التكيف مع أسلوب الأزرق البروسي اللونية لتحليل كمية الحديد في الأنسجة النباتية، محتوى الحديد من رماد نبات التبغ تم قياسه بواسطة لهب الامتصاص الذري الطيفي وتلطيخ الأزرق البروسي. وكان هناك علاقة جيدة بين النتائج من قبل اثنين من التقنيات.

كاشف <table><tbody><tr><td>Hexacyanoferrate البوتاسيوم (II)</td> <td>Fisher Chemical</td><td>14459-95-1</td> لوحدة تصفية حقنة <td>Pussian Blue</td></tr><tr><td>Millex ، فتحة القارورة 0.22 & مرشح SLGP033RS m</td><td>Millec</td><td></td><td>يستخدم لتصفية الرماد + 4٪ قارورة تلألؤ محلول حمض الهيدروكلوريك</td></tr><tr><td></td><td>Fisherbrand</td><td>03-337-4</td><td>يستخدم للحفاظ على المواد النباتية الجافة أثناء إجراء الحرق.</td></tr><tr><td>حقنة يمكن التخلص منها 10 مل</td><td>Medi-Plus</td><td>1931</td><td>حقنة تستخدم أثناء الترشيح</td></tr><tr><td>حمض الهيدروكلوريك</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>231-595-7</td><td>تستخدم في محلول 4٪ حمض الهيدروكلوريك لتخفيف الرماد وتنظيف المواد</td></tr> <tr><td> التبغ ، Nicotiana tabacum السيرة الذاتية Samsun NN</td><td>تم الحصول عليها من البروفيسور سيمون باراك وتستخدم بشكل روتيني في مختبر</td> <td>زاكايBarak S ، Nejidat A ، Heimer Y ، Volokita M. التنظيم النسخي وما بعد النسخ لجين أوكسيديز الجليكولات في شتلات التبغ. البيولوجيا الجزيئية للنبات. 2001 مارس 1; 45 (4): 399-407.</td><td>صنف التبغ المستخدم في هذا البروتوكول</td></tr><tr><td>الصوف الزجاجي (الصوف الصخري)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>659997-17-3</td><td>يستخدم في إجراء حرق العينات في الفرن.</td></tr></tbody></table>

أسلوب قياس ألوان لقياس محتوى الحديد في النباتات

A Colorimetric Method for Measuring Iron Content in Plants

الحديد، واحدة من أهم المغذيات الدقيقة في الكائنات الحية، وتشارك في العمليات الأساسية، مثل التنفس والتمثيل الضوئي. محتوى الحديد منخفضة بدلاً من ذلك في جميع الكائنات الحية، تصل في النباتات إلى حوالي 0.009% وزن الجاف. وحتى الآن، هو أحد الأساليب الأكثر دقة لقياس تركيز الحديد في الأنسجة النباتية لهب الامتصاص الذري الطيفي. بيد أن هذا النهج هو مضيعة للوقت ومكلفة وتتطلب معدات معينة لا توجد عادة في مختبرات مصنع. ولذلك، هناك حاجة إلى أسلوب أبسط، ولكن الدقيقة التي يمكن أن تستخدم بشكل روتيني. بشكل منتظم يستخدم الأسلوب الأزرق البروسية اللونية لنوعية الحديد تلطيخ في أقسام الأنسجة الحيوانية والنباتية. في هذه الدراسة، علينا تكييف الأزرق البروسية يترك طريقة لقياس كمية الحديد في التبغ. علينا التحقق من دقة هذا الأسلوب باستخدام التحليل الطيفي الذري والأزرق البروسي تلطيخ لقياس محتوى الحديد في نفس العينات ووجدت انحدار خطي (ص2 = 0.988) بين الإجراءين. ونحن نستنتج أن الأسلوب الأزرق البروسية لقياس كمية الحديد في الأنسجة النباتية دقيقة وبسيطة وغير مكلفة. ومع ذلك، قد لا يكون الانحدار الخطي المعروض هنا الملائمة للأنواع النباتية الأخرى، بسبب التفاعلات المحتملة بين العينة والكاشف. وهكذا يلزم إنشاء منحنى الانحدار للأنواع النباتية المختلفة.

عندما نفذت هذا البروتوكول بشكل صحيح، واحد يجب أن تحصل على العلاقة الممتازة بين النتائج التي تم الحصول عليها بطرق التحليل الطيفي الأزرق البروسي والذرى. ولذلك، الأسلوب الأزرق البروسي بسهولة استخدامها للحصول قياس دقيق لتركيز الحديد في عينات النباتات، كما تنعكس في التجربة التالية.
نباتات التبغ قد نمت كما هو موضح في البروتوكول والمروية بالمياه التي تحتوي على تركيزات مختلفة من الحديد (0، 1، 2، 3، 4، 5 أو 6 مم) أكثر من 7 أيام. ثم حصاد ...

نقدم بروتوكول بسيط ويمكن الاعتماد عليها لقياس محتوى الحديد في الأنسجة النباتية باستخدام الأسلوب الأزرق البروسية اللونية.

Iron, one of the most important micronutrients in living organisms, is involved in basic processes, such as respiration and photosynthesis. Iron content ...

فقط من الناحية الطبية يمكن أن يساعد في الإجابة على سؤال رئيسي في مجال علم الأحياء. مثل كيف يمكننا بسهولة تحديد الحديد في العينات الأساسية للبيولوجيا. المشروع الرئيسي لهذه التقنية هو أنها سهلة الإنتاج وتقنية دقيقة للغاية لقياس الألوان.أثناء تفضيل هذه التقنية ، يجب تجنب تلوث الحديد. سيساعدك العرض المرئي لهذه الطريقة على فهم خطواتها المختلفة. لبدء هذا الإجراء ، قم بإعداد أواني بحجم خمسة سنتيمترات في خمسة سنتيمترات عن طريق ملئها بوسط وعاء قياسي.ازرع بذرة تبغ واحدة في كل وعاء. انقل النباتات إلى غرفة نمو في درجة حرارة ثابتة ، في ظل ظروف نهار طويل تبلغ 23 درجة مئوية. قم بالري بماء الصنبور حتى يتم تصريف المياه من الأصيص ، وقم بزراعة النباتات لمدة 50 يوما تقريبا.بعد هذا الوقت ، ابدأ علاجات الحديد في الري بتركيزات مناسبة للتجربة. قم بري النباتات بهذا المحلول كل يومين لمدة ستة إلى ثمانية أيام. ثم افصل الأوراق عن الجذع يدويا ، مع التأكد من عدم استخدام أي معدات معدنية.باستخدام زجاجة رذاذ مملوءة بالماء المقطر المزدوج ، نظف كل ورقة. جفف الأوراق على منشفة ورقية ، ثم انقلها إلى كيس ورقي. ضع الأكياس المملوءة بالأوراق في فرن ، واضبطها على درجة حرارة ثابتة تبلغ 80 درجة مئوية ، لمدة يومين إلى ثلاثة أيام.نظف الهاون والمدقة مرتين بمحلول حمض الهيدروكلوريك بنسبة 4٪. واستخدم ورق ترشيح حتى يجف. باستخدام الهاون والمدقة ، سحق الأوراق الجافة إلى مسحوق.ثم انقل المسحوق إلى أنابيب بلاستيكية معقمة سعة 15 مل. أولا ، قم بوزن قارورة تلألؤ جديدة مختومة سعة 20 مليلتر بدون غطاءها. إما أن تلاحظ الوزن أو الفارغة.ثم نضيف الأوراق المسحوقة. قم بوزن العينة في القارورة ، ولاحظ الوزن. استخدم الصوف الصخري لإغلاق القارورة.قم بوزن ثلاث قوارير إضافية دون إضافة عينات ، لاستخدامها كعناصر تحكم ، مع تدوين كل وزن. بعد ذلك ، انقل العينة وقوارير التحكم إلى الفرن. حرق الأوراق كما هو موضح في بروتوكول النص.بعد ذلك ، اترك العينات تبرد إلى حوالي 100 درجة مئوية. باستخدام القفازات والملاقط الثقيلة ، قم بإزالة العينات من الفرن ، وتأكد من تثبيت القارورة من الخارج. ضع القوارير على سطح مستو.قم بإزالة الصوف الصخري وأغلق القوارير بأغطيتها الأصلية. بعد ذلك ، قم بوزن قوارير التحكم الثلاثة ، واحسب متوسط زيادة وزنها. إذا كانت زيادة الوزن تساوي أو تزيد عن 1٪ من وزن الرماد ، فاستخدم هذه القيمة كتقدير لخطأ القياس.تزن أنبوبا بلاستيكيا سعة 15 ملليلترا. إما أن تسجل الوزن أو تفارغ الميزان. ثم انقل الرماد إلى الأنبوب.سجل هذه القيمة ، وهي وزن الرماد. بعد ذلك ، أضف خمسة ملليلتر من محلول حمض الهيدروكلوريك المولي إلى الرماد. قم بتصفية الرماد من خلال مرشح 22 ميكرومتر.ثم أضف خمسة ملليلتر إضافي من محلول حمض الهيدروكلوريك المولي الواحد من خلال نفس المرشح ، مما يؤدي إلى حجم عينة نهائي يبلغ 10 ملليلتر. بعد ذلك ، قم بإزالة أربعة ملليلتر من كل عينة للقياس عن طريق التحليل الطيفي الذري. وحدد تركيز الحديد لكل جرام من الرماد كما هو موضح في بروتوكول النص.للبدء ، أضف أربعة جرامات من فيروسيانيد البوتاسيوم إلى 100 مل من الماء المقطر المزدوج ، لتحضير المحلول الأزرق البروسي. دوامة للخلط ، وتخزينها على حرارة 4 درجات مئوية حتى تصبح جاهزة للاستخدام. عندما تكون جاهزا للاستخدام ، امزج 50 مل من المحلول الأزرق البروسي مع 50 مل من حمض الهيدروكلوريك المولي ليكون بمثابة محلول فارغ.بعد ذلك ، استخدم ماصة لخلط 0.5 مل من العينة التي تم الحصول عليها مسبقا ، مع 0.5 مل من المحلول الأزرق البروسي. دع هذا الخليط يرتاح لمدة دقيقة واحدة على الأقل ، ولكن لمدة تقل عن خمس دقائق. انقل هذا الخليط إلى كوفيت ، واستخدم مقياس الطيف الضوئي لقياس الكثافة البصرية عند 715 نانومتر.بعد ذلك ، حدد الكثافة الضوئية لكل جرام من الرماد ، وارسم الانحدار الخطي بين تركيزات الحديد ، كما هو موضح في بروتوكول النص. تظهر النتائج التمثيلية من 21 عينة من أوراق التبغ أن تركيز الحديد في مياه الري أثر بشكل كبير على محتوى الحديد في الورقة. ثم يتم اختبار أطياف جميع العينات التمثيلية البالغ عددها 21 بالطريقة الزرقاء البروسية.كما هو موضح هنا ، فإن الامتصاص عند 715 نانومتر هو الطول الموجي الأمثل أثناء قياس المحاليل التي تحتوي على تركيزات مختلفة من الحديد الثاني والحديد ثلاثة. يسمح منحنى الانحدار الخطي ، الذي يتم الحصول عليه عن طريق رسم قيم تركيز الحديد التي تم الحصول عليها عن طريق التحليل الطيفي الذري ، مقابل قيم الامتصاص ، التي تم الحصول عليها بالطريقة الزرقاء البروسية ، بتحليل عينات جديدة من نفس نوع النبات. لا تنس أن العمل مع حمض الهيدروكلوريك يمكن أن يكون خطيرا للغاية.ويجب دائما اتخاذ الاحتياطات ، مثل حماية العين ، أثناء تنفيذ هذا الإجراء. في الانحدار الخطي ، من المهم التحقق من أن النتائج في نطاق واقعي. بعد تطويرها ، يمكن أن تساعد هذه التقنية باحث علم الأحياء في استكشاف نباتات إضافية لإنتاج الغذاء أو المعالجة الحيوية.

a-colorimetric-method-for-measuring-iron-content-in-plants

Research

JoVE Journal

Biochemistry

الكيمياء الحيوية

في هذا الفيديو ، نصف طريقة قائمة على قياس الألوان لتحديد محتوى الحديد غير الهيم في أنسجة كبد الفئران. يستخدم سلفونات البثوفيانثرولين كركيزة كروموجينيك في وجود عامل اختزال ، والذي يحول الحديد الحديديك إلى حديد حديدي قابل للخلص.

الفحص اللوني القائم على سلفونات البثوفيانثرولين: طريقة بسيطة وسريعة لقياس كمية الحديد غير الهيم في أنسجة كبد الفأر

يوضح هذا الفيديو تقنية في المختبر لتقييم التوافر البيولوجي للحديد في مصادر الغذاء المعقدة. تجمع هذه التقنية بين محاكاة الهضم البشري مع امتصاص الحديد بواسطة خلايا Caco-2 المتمايزة. يعمل تكوين الفيريتين داخل الخلايا كعلامة لامتصاص الحديد الخلوي.

الاختبار الحيوي لخلايا Caco-2: طريقة في المختبر لقياس التوافر البيولوجي للحديد في مصادر الغذاء المعقدة

يصف هذا الفيديو طريقة تحديد كمية الكربوهيدرات القابلة للهضم الموجودة في الأنسجة النباتية. يساعد هذا في جمع البيانات من الأنسجة النباتية المختلفة لدراسة البيئة الغذائية والتفاعلات بين النباتات العاشبة وديناميكيات شبكة الغذاء.

الفحص اللوني للقياس الكمي للكربوهيدرات غير الهيكلية في الأنسجة النباتية

نحن محاكاة حديدي نظام الموجات المتقلبة البحرية عصر ما قبل الكمبري في عمود مختبر مقياس التدفق من خلال العمودي. وكان الهدف هو فهم الشخصية كيف الجيوكيميائية من O 2 والحديد (II) تتطور البكتيريا الزرقاء تنتج O 2. وأظهرت النتائج أن إنشاء تدرج كيميائي بسبب الحديد (II) الأكسدة التي تنتجها الضوئي O 2.

محاكاة المختبر من الحديد (II) الغنية نظام الموجات المتقلبة عصر ما قبل الكمبري البحرية لاستكشاف نمو البكتيريا الضوئي

ويستند هذا الأسلوب مضبوط الحديد على القياس الطيفي كتلة البلازما ذات شكلي كهربائي الشعيرية مع التراص العينة جنبا إلى جنب مع تحليل قصير في شوط واحد. هذه الطريقة بسرعة تحليل وتوفير حدود منخفضة من الكم لأنواع الأكسدة الحديد عبر مجموعة متنوعة من الأنسجة وعينات بيوفلورويد.

إعداد الترافيسيرات الشعرية -البلازما المقترنة الاستقرائي الطيف الطيفي (CE-ICP-MS) لقياس كمية من أنواع الأكسدة الحمراء الحديد (Fe(II), Fe(III))

توضح هذه المقالة كيفية تحضير وإدارة الحديد النظيري غير المشع المرتبط بالترانسفيرين لدراسات نقل الحديد في حمل الفئران. كما تم وصف نهج قياس الحديد النظيري في مقصورات الجنين.

تحديد كمية نقل الحديد عبر مشيمة الفأر في الجسم الحي باستخدام نظائر الحديد غير المشعة

هنا ، يتم توفير بروتوكول لقياس محتوى الحديد غير الهيم في الأنسجة الحيوانية ، باستخدام اختبار لوني بسيط وراسخ يمكن تنفيذه بسهولة في معظم المختبرات.

قياس محتوى الحديد غير الهيم في الأنسجة باستخدام فحص كولوريمتري قائم على الباثوفينانثرولين

يمثل الفحص الحيوي لخلايا Caco-2 للتوافر البيولوجي للحديد (Fe) نهجا فعالا من حيث التكلفة ومتعدد الاستخدامات لتقييم التوافر البيولوجي للحديد من الأطعمة والمنتجات الغذائية والمكملات الغذائية والوجبات وحتى أنظمة النظام الغذائي. تم التحقق من صحته بدقة للدراسات البشرية ، وهو يمثل أحدث ما توصلت إليه دراسات التوافر البيولوجي Fe.

المقايسة الحيوية لخلايا Caco-2 لقياس التوافر البيولوجي للحديد الغذائي

وصفنا مقايسة الفلورسنت التي يمكن أن تؤكد بسرعة وبتكلفة زهيدة قدرة المركبات الجديدة على تخليب الحديد. يقيس الفحص قدرة المركبات على التفوق على نشاط ربط الحديد لمسبار الفلورسنت المخلب الضعيف للحديد Calcein ، مما يؤدي إلى زيادة قابلة للقياس الكمي في التألق عند حدوث الاستخلاب.

طريقة فلورسنت خالية من الخلايا قابلة للقياس الكمي وغير مكلفة لتأكيد قدرة المركبات الجديدة على تخمير الحديد 

يقدم هذا البروتوكول طرقا لتقييم توزيع وكمية ترسب الحديد في الأنسجة ، وخاصة الدماغ. يوضح البروتوكول تفاصيل إجراءات تحضير العينة ، وتلوين Perls / DAB ، والتقاط الصور ، وتحليل البيانات.

تقييم ترسب الحديد في أدمغة الفئران 5xFAD بواسطة تلطيخ Perls / DAB

ناقش هذا العمل بروتوكول تصميم وتطوير جهاز E-Eye-Enable POCT للكشف عن Fe و Cr و As و F في العينات البيئية والعينات البيولوجية والأغذية والمشروبات. تم اختبار ما يقرب من 2000 عينة ، وتتوافق النتائج مع تقنية المعيار الذهبي.

تقنية استشعار العين الإلكترونية المتقدمة الموجهة TD-DFT لقياس كمية الحديد والكروم والفلور في الموقع وكما هو الحال في العينات البيئية والبيولوجية والغذائية

تعلم طريقة قياس محتوى الحديد في أنسجة النباتات باستخدام تقنية بروسيا الزرقاء اللونية. يوفر هذا البروتوكول البسيط نتائج دقيقة وموثوقة لتحليل الحديد في العينات البيولوجية.

أسلوب قياس ألوان لقياس محتوى الحديد في النباتات

استكشف المزيد من الفيديوهات