Name: 综合植物细胞壁成分分析（木质纤维素生物质）第一部分:木质素 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2010-03-11T16:00:00.000+00:00
Duration: 12 min 4 s
Description: 了解植物细胞壁中木质素含量与组成的分析方法。本实验采用乙酰溴水解、紫外光谱定量及气相色谱-质谱联用技术，为木质纤维素生物质转化为生物燃料的研究提供可靠方案。

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

我们感谢Matthew Robert Weatherhead提供的出色技术服务，以及威斯康星大学John Ralph提供的宝贵建议、讨论和杨树木粉样品。本工作由美国能源部（DOE）大湖生物能源研究中心（DOE BER科学办公室 DE-FC02-07ER64494）和美国能源部科学办公室基础能源科学办公室化学科学、地球科学与生物科学部（项目编号DE-FG02-91ER20021）资助。

1. 细胞壁分离
<ol>
	<li>使用 iWall 研磨与分配机器人（30 秒），在 2 ml Sarstedt 螺旋盖管中用 5.5 mm 不锈钢珠粗略研磨约 60–70 mg 的风干或冷冻干燥植物材料。第二部分2介绍了使用球磨机（retschmill）的替代性非机器人低通量操作流程。</li>
	<li>向已分配的研磨材料中加入 1.5 ml 70% 水性乙醇，并充分涡旋振荡。</li>
	<li>在 10,000 rpm 条件下离心 10 分钟，使醇不溶性残渣沉淀。</li>
	<li>吸除或倾倒上清液。</li>
	<li>向残渣中加入 1.5 ml 氯仿/甲醇（1:1 v/v）溶液，并充分振荡试管以重新悬浮沉淀。</li>
	<li>在 10,000 rpm 条件下离心 10 分钟，吸除或倾倒上清液。</li>
	<li>用 500 μl 丙酮重新悬浮沉淀。</li>
	<li>在 35°C 条件下用气流吹干溶剂至干燥。 
 如需，干燥样品可在室温下保存，直至进一步处理。</li>
	<li>为启动样品中淀粉的去除，将沉淀重新悬浮于 1.5 ml 0.1 M pH 5.0 的醋酸钠缓冲液中。</li>
	<li>盖紧 Sarstedt 管，在加热块中 80°C 加热 20 分钟。</li>
	<li>将悬浮液在冰上冷却。</li>
	<li>向沉淀中加入以下试剂：35 μl 0.01% 叠氮化钠（NaN3）、35 μl 淀粉酶（50 μg/mL H2O；来源于 Bacillus 属，Sigma）；17 μl 普鲁兰酶（17.8 单位，来源于 Bacillus acidopullulyticus；Sigma）。盖紧管盖并充分涡旋振荡。</li>
	<li>将悬浮液在 37°C 摇床中过夜孵育。将试管水平放置有助于改善混合效果。</li>
	<li>在加热块中 100°C 加热 10 分钟以终止消化反应。</li>
	<li>离心（10,000 rpm，10 分钟），弃去含有可溶性淀粉的上清液。</li>
	<li>通过加入 1.5 ml 水、涡旋振荡、离心并倾去洗涤水，重复洗涤剩余沉淀三次。</li>
	<li>用 500 μl 丙酮重新悬浮沉淀。</li>
	<li>在 35°C 条件下用气流吹干溶剂至干燥。必要时可用刮勺在管内将材料打散，以促进更充分干燥。 干燥后的材料即为分离得到的细胞壁（木质纤维素类）。如需，干燥样品可在室温下保存，直至进一步处理。</li>
</ol>
2. 木质素含量
该方法基于Fukushima和Hatfield报道的方法3。
<ol>
	<li>称取 1 - 1.5 mg 已制备的细胞壁材料（参见步骤 1）至 2 ml 容量瓶中，留出一个试管作为空白对照。</li>
	<li>用 250 μl 丙酮冲洗管壁，使细胞壁材料聚集于管底，然后在气流下轻轻蒸发丙酮。</li>
	<li>沿管壁缓慢加入 100 μl 新配制的乙酰溴溶液（25% v/v 乙酰溴溶于冰醋酸中），以防止溅出。</li>
	<li>盖紧容量瓶，于 50°C 加热 2 小时。</li>
	<li>再继续加热 1 小时，每 15 分钟涡旋混匀一次。</li>
	<li>置于冰上冷却至室温。</li>
	<li>加入 400 μl 2 M 氢氧化钠溶液和 70 μl 新配制的 0.5 M 盐酸羟胺溶液，涡旋混匀各容量瓶。</li>
	<li>用冰醋酸定容至容量瓶 2.0 ml 刻度线，盖紧后反复倒置数次以充分混匀。</li>
	<li>取 200 μl 溶液转移至适用于紫外检测的 96 孔板中，使用酶标仪在 280 nm 处读取吸光度。</li>
	<li>使用适当的校正系数（杨树 = 18.21；禾本科植物 = 17.75；Arabidopsis = 15.69）按以下公式计算乙酰溴可溶性木质素百分比（%ABSL）： 
 % ABSL 计算：<img src="/files/ftp_upload/1745/1745eq.jpg" alt="光谱研究中吸收系数计算公式。" data-altupdatedat="1788235205000" data-alt="图 1"> 
 将 %ABSL 乘以 10 可得以 μg/mg 细胞壁为单位的结果。 
 建议至少进行三次孔板检测以取吸光度（abs）平均值，因为颗粒物可能导致吸光度值轻微波动。注意：0.539 cm 表示光程，但根据所用孔板的不同，可能需要实际测定该值。</li>
</ol>
3. 木质素组成
本方法借鉴自 Robinson 和 Mansfield 最近发表的一项方法5。
<ol>
 <li>将约 2 mg 的细胞壁材料（参见步骤 1）转移至用于硫代酸解的螺旋盖玻璃管中。</li>
 <li>小心配制 2.5% 三氟化硼二乙醚络合物（BF3）和 10% 乙硫醇（EtSH）的溶液。需使用充满氮气的气球补偿二氧六环瓶中因取液而减少的体积。二氧六环具有高度危险性，不得将样品或设备移出通风橱。每份样品所需配制溶液体积为：175 μl 二氧六环；20 μl EtSH；5 μl BF3。</li>
 <li>向每个样品中加入 200 μl 的 EtSH、BF3 和二氧六环混合溶液。</li>
 <li>用氮气吹扫反应管顶空后立即加盖密封。</li>
 <li>在 100°C 下加热反应 4 小时，期间每小时轻轻混匀一次。</li>
 <li>将反应管置于冰上冷却 5 分钟以终止反应。</li>
 <li>加入 150 μl 的 0.4 M 碳酸氢钠溶液，涡旋混匀。</li>
 <li>纯化步骤：加入 1 ml 水和 0.5 ml 乙酸乙酯，涡旋混匀后静置分层（上层为乙酸乙酯，下层为水）。</li>
 <li>将 150 μl 乙酸乙酯层转移至 2 ml Sarstedt 管中，注意避免带入水相。</li>
 <li>使用空气浓缩仪蒸发溶剂。</li>
 <li>加入 200 μl 丙酮并蒸发（重复一次，共两次），以去除过量水分。</li>
 <li>进行 TMS 衍生化：向每根管中加入 500 μl 乙酸乙酯、20 μl 吡啶和 100 μl N,O-双(三甲基硅基)乙酰胺。</li>
 <li>在 25°C 下孵育 2 小时。</li>
 <li>将 100 μl 反应液转移至 GC/MS 进样瓶中，并加入 100 μl 丙酮。</li>
 <li>使用配备四极杆质谱仪或火焰离子化检测器的气相色谱仪进行分析。色谱柱为安捷伦 HP-5MS 柱（30 mm × 0.25 mm × 0.25 μm 膜厚）。采用以下温度梯度程序，溶剂延迟 30 分钟，载气流速为 1.1 ml/min：初始温度 130 °C 保持 3 分钟；以 3 °C/min 升温至 250 °C，保持 1 分钟；随后平衡回初始温度 130 °C。</li>
 <li>通过四二十四烷内标（可选）的相对保留时间，或通过 S、G 和 H 单体特征质谱离子（分别为 m/z 299、m/z 269 和 m/z 239）鉴定色谱峰（见图 2）。通过将总峰面积设为 100%，定量分析木质素组分的组成。</li>
</ol>
4. 典型结果
图2展示了一个细胞壁分析的示例。在此案例中，杨树茎秆（木材）按照方案部分所述的各种步骤进行了分析。图中显示了硫代酸解和TMS衍生化后木质素组分分离的色谱图实例。显然，可以确定丁香基（S）、愈创木基（G）和对羟基苯基（H）单元的相对丰度。乙酰溴可溶性木质素含量的概念不言自明，其值通常占细胞壁干重的20-50%。需要注意的是，乙酰溴并不能溶解细胞壁中全部的木质素，其溶解程度可能因材料不同而有所变化。然而，该方法操作相对简便、快速，能够对木质纤维素材料中的木质素含量提供良好的估算结果。
<img src="/files/ftp_upload/1745/1745fig1.jpg" alt="细胞壁分离示意图；木质素、纤维素分析；乙酰溴法、硫代酸解过程。" data-altupdatedat="1788235205000" data-alt="图1"> 图1：木质纤维素分析概览。 从粗制干燥的植物材料中分离细胞壁（木质纤维素）。将壁材料称重后分装成等分试样，用于各项测定。壁材料经乙酰溴处理，通过紫外光谱法定量溶解的木质素。为测定木质素组成，将壁材料进行硫代酸解处理。溶解的酚类物质经TMS衍生化后，可通过气相色谱-质谱（GC-MS）分析进行分离和定量。基质多糖组成及结晶纤维素含量的测定方法见第二部分2。
<img src="/files/ftp_upload/1745/1745fig2.jpg" alt="气相色谱与木质素组成；柱状图显示单体含量和乙酰溴化木质素。" data-altupdatedat="1788235205000" data-alt="图 2"> 图 2：杨树木材的全面木质纤维素分析。 对杨树（Populus tremoloides）的木屑进行如上所述的分析流程。 木质素组成；H p-羟基苯基；G 愈创木基；S 紫丁香基单元。

<ol><li>Carroll, A., Somerville, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cellulosic+Biofuels%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Review+of+Plant+Biology%22%5BJournal%5D)">Cellulosic Biofuels.</a> Annual Review of Plant Biology. 60, 165-165 (2009).</li>
<li>Foster, C. E., Martin, T., Pauly, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comprehensive+compositional+analysis+of+Plant+Cell+Walls+%28Lignocellulosic+biomass%29%2C+Part+II%3A+Carbohydrates%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Comprehensive compositional analysis of Plant Cell Walls (Lignocellulosic biomass), Part II: Carbohydrates.</a> J Vis Exp. , (2010).</li>
<li>Fukushima, R. S., Hatfield, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extraction+and+isolation+of+lignin+for+utilization+as+a+standard+to+determine+lignin+concentration+using+the+acetyl+bromide+spectrophotometric+method%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Agric.+Food+Chem%22%5BJournal%5D)">Extraction and isolation of lignin for utilization as a standard to determine lignin concentration using the acetyl bromide spectrophotometric method.</a> J. Agric. Food Chem. 49 (7), 3133-3133 (2001).</li>
<li>Pauly, M., Keegstra, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cell-wall+carbohydrates+and+their+modification+as+a+resource+for+biofuels%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+J%22%5BJournal%5D)">Cell-wall carbohydrates and their modification as a resource for biofuels.</a> Plant J. 54 (4), 559-559 (2008).</li>
<li>Robinson, A. R., Mansfield, S. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+analysis+of+poplar+lignin+monomer+composition+by+a+streamlined+thioacidolysis+procedure+and+near-infrared+reflectance-based+prediction+modeling%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+J%22%5BJournal%5D)">Rapid analysis of poplar lignin monomer composition by a streamlined thioacidolysis procedure and near-infrared reflectance-based prediction modeling.</a> Plant J. 58 (4), 706-706 (2009).</li>
<li>Somerville, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Toward+a+systems+approach+to+understanding+plant-cell+walls%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Toward a systems approach to understanding plant-cell walls.</a> Science. 306 (5705), 2206-2206 (2004).</li>
<li>Teeri, T. T., Brumer, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Discovery%2C+characterization+and+applications+of+enzymes+from+the+wood-forming+tissues+of+poplar%3A+Glycosyl+transferases+and+xyloglucan+endo-transglycosylases%5BTitle%5D)+AND+%22Biocatalysis+and+Biotransformation%22%5BJournal%5D)">Discovery, characterization and applications of enzymes from the wood-forming tissues of poplar: Glycosyl transferases and xyloglucan endo-transglycosylases.</a> Biocatalysis and Biotransformation. 21, 173-173 (2003).</li>
</ol>

所述方法可实现对木质纤维素类植物生物质中木质素含量和组分的快速定量评估。利用 iWall 机器人，每天可研磨并分配约 350 个样品。不同分析方法的每人日通量有所不同。根据此处描述的实验方案，每人每天可处理 30 个样品用于测定木质素含量，15 个样品用于测定木质素组分。由于数据具有定量特性，可据此评估最优的原料作物、品种或基因型在生物燃料生产中的适用性。

<table><tbody><tr><td>盐酸羟胺</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>255580</td><td></td></tr><tr><td>乙酰溴</td><td>Aldrich</td><td>135968</td><td></td></tr><tr><td>乙硫醇</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>E3708</td><td></td></tr><tr><td>三氟化硼二乙醚络合物</td><td>Fluka</td><td>15719</td><td></td></tr><tr><td>N,O-双(三甲基硅基)乙酰胺</td><td>Fluka</td><td>15241</td><td></td></tr><tr><td>二氧六环</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>296309</td><td></td></tr><tr><td>Spectromax Plus 384</td><td>Molecular Devices</td><td>Plus384</td><td></td></tr><tr><td>GC-MS</td><td>Agilent Technologies</td><td>6890 GC/5975B MSD</td><td>（木质素组成）</td></tr><tr><td>5.5 mm 不锈钢球</td><td>Salem Ball Company</td><td>(N/A)</td><td></td></tr><tr><td>96 孔板散热板</td><td>Biocision</td><td>Coolsink 96F</td><td></td></tr><tr><td>加热块</td><td>Techne</td><td>Dri-block DB-3D</td><td></td></tr><tr><td>样品浓缩仪</td><td>Techne</td><td>FSC400D</td><td></td></tr></tbody></table>

植物细胞壁（木质纤维素生物质）的全面组成分析 第一部分：木质素

Comprehensive Compositional Analysis of Plant Cell Walls (Lignocellulosic biomass) Part I: Lignin

工业和社会对可再生、碳中和及可持续原材料的需求已成为21世纪最紧迫的问题之一。这重新激发了人们将植物产品用作工业原料以生产交通用液体燃料的兴趣1以及其他产品，例如生物复合材料7. 植物生物质仍然是地球上最大的未开发资源之一4. 它主要由细胞壁组成，细胞壁中含有富含能量的聚合物，包括纤维素、多种半纤维素（基质多糖）以及多酚类木质素6因此有时被称为木质纤维素类物质。然而，植物细胞壁在进化过程中形成了抗降解的特性，因为细胞壁可为细胞及整个植物提供抗张强度，抵御病原体侵袭，并实现水分在植物体内的运输；对于树木而言，甚至可将水分输送到距地面超过100米的高处。由于细胞壁具有多种功能，不同植物物种以及同一植物内不同细胞类型的细胞壁在结构上表现出极大的多样性。4因此，根据生物炼制所使用的作物种类、作物品种或植物组织的不同，需要对化学/酶法解聚以及后续将各种糖类发酵为液体生物燃料的加工步骤进行调整和优化。这一事实凸显了对植物生物质原料进行充分表征的必要性。本文介绍一种全面的分析方法，可用于测定木质纤维素的组成，并适用于中高通量分析。在本方法的第一部分中，我们重点分析多酚类物质——木质素（图1）。该方法首先制备脱淀粉的细胞壁材料，然后将所得的木质纤维素样品进行分步处理，通过乙酰溴溶解法测定其木质素含量3，及其按丁香基、愈创木基和对羟基苯基单元划分的木质素组成5. 第二部分讨论了分析木质纤维素生物质中碳水化合物的方案，包括纤维素含量和基质多糖组成的分析2.

植物生物质是一种主要的碳中性可再生资源，可用于生物燃料的生产。植物生物质主要由细胞壁组成，是一种结构复杂的复合材料，称为木质纤维素。本文介绍了一种对多酚类木质素含量和组分进行综合分析的实验方案。

工业和社会对可再生、碳中和及可持续原材料的需求已成为21世纪最紧迫的问题之一

测定植物细胞壁中木质素的含量和组分，首先从干燥的植物材料开始，经过一系列提取处理。所得材料仅包含细胞壁，随后对其进行分样以测定木质素含量。将细胞壁材料用乙酰溴进行水解，溶解释放的单体通过紫外分光光度法进行定量，从而确定木质素的组分。细胞壁材料通过细胞裂解进行水解。溶解的木质素组分随后衍生化为挥发性的三甲基硅烷衍生物，这些衍生物可通过气相色谱结合质谱法进行分离和定量。关于基质多糖组成和纤维素含量的测定，已在另一部题为《植物细胞壁全面组分分析，第二部分：碳水化合物》的视频中展示。大家好，我是密歇根州立大学大湖生物能源研究中心 Wall 分析实验室的负责人 Marcus Pauley。这位是分析用细胞壁实验室经理 Cliff Foster。我们将为您演示如何测定植物生物质样品的含量与组分。植物将太阳的光能转化为化学能，例如生物量。植物生物量主要由细胞壁构成，细胞壁是一种复杂的聚合物网络，包裹着所有植物细胞。本文中，我们测定植物细胞壁物质的组成，以评估将这些丰富且可再生的木质素、纤维素X资源转化为生物燃料的潜力。在另一段题为《植物细胞壁的全面组成分析，第二部分：碳水化合物》的视频中，我们将重点介绍多酚类物质木质素。本文中我们将专注于多糖分析。开始该实验步骤时，向一个2毫升带螺口盖的离心管中加入三个直径5.5毫米的不锈钢珠，以及大约60至70毫克的风干或冷冻干燥植物材料。可使用研磨与分装机器人eyewall将材料研磨成细粉。eyewall会取走试管并振荡30秒，利用金属球将材料研磨成细粉，随后将已研磨但呈紧密状态的植物粉末松散化，此为一种替代性的低通量非机器人操作步骤。促进逆转录的方法见第二部分：向研磨后的材料中加入1.5 M的70%水合乙醇，充分涡旋混匀，然后在室温下离心。该处理方法可溶解大多数蛋白质和细胞器，吸走上清液后，向不溶于醇的沉淀中加入等体积的氯仿-甲醇溶液，充分振荡以重新悬浮沉淀，然后离心。氯仿-甲醇可提取疏水性化合物（如脂质），离心后吸走上清液，将沉淀重新悬浮于500微升丙酮中。将样品置于35摄氏度的气流中蒸发溶剂至干燥，干燥后的样品可在室温下保存，直至进一步处理。为启动样品中淀粉的去除，将沉淀重悬于1.5 mL 0.1摩尔、pH为5的醋酸钠溶液中，盖紧管盖，并在加热块中加热以使淀粉糊化。将悬浮液在冰上冷却后，加入淀粉降解酶混合液，盖紧管盖，充分涡旋混匀，然后将悬浮液过夜孵育。在37摄氏度的摇床中，旋转摇床可确保充分混匀。过夜孵育后，将样品在100摄氏度的加热块中加热10分钟以终止消化反应。随后离心并弃去上清液，上清液中含有已溶解的淀粉。将剩余的沉淀物用1.5 mL水各洗涤三次，每次均通过涡旋振荡、离心和倾倒完成，操作方法如前所述。最后，将沉淀物重悬于500 µL丙酮中，并在35 °C下用气流吹干溶剂至完全干燥。所得含有分离细胞壁或去除非纤维素组分的样品即可用于后续分析，可于室温保存。首先称取1至1.5毫克的制备好的细胞壁材料。该材料可通过手工称量，或如第二部分所示，使用眼壁进行自动化称量。用250微升丙酮冲洗管壁，使细胞壁材料聚集于管底，并在气流下非常温和地蒸发丙酮。待丙酮完全挥发后，沿容器两壁缓慢加入100微升新配制的25%（体积比）乙酰溴冰醋酸溶液。为防止溅出，轻微的乙酰溴可将木质素聚合物降解为其乙酰化单体。然后盖紧容量瓶，于50摄氏度加热两小时。再加热一小时，每隔15分钟摇动四次，最后在冰上冷却。待烧瓶冷却至室温后，加入400微升2摩尔氢氧化钠溶液和70微升 freshly prepared 0.5摩尔盐酸羟胺溶液，涡旋混合容量瓶。接下来，用冰醋酸将容量瓶中的溶液准确定容至2毫升刻度线，盖紧瓶盖并反复倒置数次以充分混匀。取200微升含有水解并溶解的单醛的溶液，加入到适用于紫外检测的96孔板中，在酶标仪中于280纳米波长下读取吸光度。至少重复读板三次，并取平均吸光度值，因为颗粒物可能导致吸光度值出现轻微波动。使用书面方案中提供的公式，结合适当的植物系数，测定微溴化物可溶性木质素（BSL）的百分比。木质素是一种多酚网络结构，主要由三种亚基组成：对羟基苯基、愈创木基和丁香基，用于确定植物材料中木质素的组成。首先，取约2毫克细胞壁材料，转移至带有螺口盖的玻璃试管中，用于细胞裂解。接下来，准备配制 2.5% 的三氟化硼乙醚络合物和 10% 乙硫醇的二氧六环溶液。由于二氧六环具有高度危险性，切勿将任何样品或设备移出通风橱。务必小心操作，并使用充满氮气的气球向二氧六环试剂瓶中补充因取出液体而减少的体积，以保持氮气氛围。按以下体积为每份样品配制溶液：175 微升二氧六环、20 微升 ETSH、5 微升 BF3。混匀后，向每份样品中加入 200 微升该溶液。用氮气吹扫小瓶顶空并加盖密封。立即在100摄氏度下加热样品4小时，每隔一小时轻轻混匀一次。随后将样品置于冰上终止Ace lysis反应，持续5分钟。然后加入150 µL 0.4 M碳酸氢钠以中和反应体系，并涡旋混匀。为了纯化木质素降解产物，加入1 mL水和0.5 mL乙酸盐，涡旋混匀后静置分相。乙酸乙酯层位于上层，水相在下层。转移150 µL含有木质素组分的上层乙酸乙酯相至2 mL离心管中，注意避免转移水相。从上层乙酸乙酯相转移后，使用空气浓缩仪蒸发溶剂。加入200 µL丙酮并蒸发。重复丙酮处理两次，以去除多余的水分。接下来，将木质素组分转化为其易挥发的三甲基硅烷衍生物。向每支试管中加入500 µL乙酸乙酯、20 µL嘌呤和100 µL N,O-双(三甲基硅烷基)乙酰胺。在25 °C下孵育2小时。两小时反应结束后，取100微升反应液转移至GC-MS小瓶中，并加入100微升丙酮。使用配备四极杆质谱仪或火焰离子化检测器的气相色谱仪分析样品。色谱柱及运行参数详情，请参阅随附的书面实验方案。以下是以杨树木质材料进行木质素分析的一些代表性结果。根据该分析，杨树材料中有22%为多酚类木质素。木质素组分的构成通过气相色谱-质谱联用（GCMS）进行分析。通过四苯基钴内标物的相对保留时间，或通过S型和G型单体在质谱图中分别具有的299 m/z、269 m/z和239 m/z特征离子峰来鉴定色谱峰。通过将总峰面积设为100%，对木质素组分的组成进行定量分析。组分分析表明，该特定样品主要含有紫丁香基（S单元）。然而，愈创木基（G单元）也较为丰富。显然，单木质醇单元的含量和组成会因植物组织和物种的不同而有所差异。我们刚刚向您展示了如何测定植物材料中的木质素含量和组成，以用于多糖分析。接下来进入第二部分。感谢观看，祝您的实验顺利。

comprehensive-compositional-analysis-plant-cell-walls-lignocellulosic

Research

科研

JoVE Journal

Biology

生物学

综合植物细胞壁成分分析（木质纤维素生物质）第一部分：木质素

植物生物质是一种主要的碳中性可再生资源，可用于生物燃料的生产。植物生物质主要由细胞壁组成，这是一种结构复杂的复合材料，称为木质纤维素。本文描述了一种对细胞壁来源的碳水化合物含量和组成进行全面分析的实验方案。...

植物细胞壁（木质纤维素生物质）的全面组成分析 第二部分：碳水化合物

介绍了一种基于共聚焦拉曼显微技术的方法，可实现对植物细胞壁中木质素的无标记可视化，并可用于比较不同组织、样品或物种间的木质化程度。...

无标记 原位 植物细胞壁木质化的成像

本研究的目的是利用稀水悬浮液中分离出的纳米纤维素纤维和木质素，通过逐层自组装方法构建合成植物细胞壁组织。 采用石英晶体微天平和原子力显微镜等表面测量技术，监测聚合物-聚合物纳米复合材料的形成过程。...

仿生木材：由纳米纤维素、木质素和合成聚阳离子制备的自支撑薄膜

采用双链RNA干扰（dsRNAi）技术下调玉米肉桂酰辅酶A还原酶（ZmCCR1）基因，以降低植株木质素含量。通过显微分析观察细胞壁中木质素的下调情况，并采用克拉森法进行定量测定。同时分析半纤维素和结晶纤维素的组分变化。...

木质素下调 Zea mays 通过dsRNAi和Klason木质素分析

植物细胞壁的组成因组织类型而异，可能包含木质素、纤维素、半纤维素和果胶。已有多种染色技术被开发用于在细胞类型水平上观察这些差异。本文汇编了常用的细胞壁染色技术。...

组织化学染色 拟南芥 次生细胞壁组分

植物细胞壁的结构和化学特性被用于评估生物燃料和生物材料的理想原料。传统方法在处理大规模数据集时存在局限性。这些高通量的预处理、酶解糖化以及热解-分子束质谱分析方法，能够在减少实验时间和成本的同时，对大量生物质样品进行比较分析。...

木质纤维素生物质抗降解性变异的高通量筛选：总木质素、木质素单体及酶解糖释放

本实验方案旨在介绍一种利用拉曼成像结合多元分析方法，对植物细胞壁中的木质素、纤维素和半纤维素进行可视化的一般性方法。...

结合拉曼成像与多元分析可视化植物细胞壁中的木质素、纤维素和半纤维素

BLISS 是一种用于研究木质素沉积动态的双标记方法。该方法利用合成的单体木质素报告分子，结合SPAAC和CuAAC生物正交点击反应的顺序组合，为深入分析调控木质素生物合成的因素提供了途径 在植株中.

利用点击化学可视化植物木质化动态：双重标记即为 BLISS！

本文介绍了一种改良的热重分析法（TGA），用于估算草本植物生物质中的木质素含量。该方法通过与木质素形成特定的硫醚键来测定木质素含量，相较于克拉森法具有优势，因其仅需较少样品即可完成木质素含量的测定。...

利用巯基乙酸（TGA）测定植物生物量中的木质素含量

定量31P NMR 分析木质素和单宁

了解植物细胞壁中木质素含量与组成的分析方法。本实验采用乙酰溴水解、紫外光谱定量及气相色谱-质谱联用技术，为木质纤维素生物质转化为生物燃料的研究提供可靠方案。

植物细胞壁（木质纤维素生物质）的全面组成分析第一部分：木质素

探索更多视频

植物细胞壁（木质纤维素生物质）的全面组成分析 第一部分：木质素

探索更多视频

植物细胞壁（木质纤维素生物质）的全面组成分析第一部分：木质素