Methodenartikel

Dünnschicht-Chromatographie-(TLC) Trennungen und Bioassays der Pflanzenextrakte antimikrobielle Verbindungen zu identifizieren

DOI:

10.3791/51411

27. März 2014

In diesem Artikel

Zusammenfassung

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Methoden werden für die Dünnschicht-Chromatographie (DC) Trennung von Pflanzenextrakten und Kontakt Bioautographie antibakterielle Metaboliten zu identifizieren beschrieben. Die Methoden sind für das Screening von Rotklee phenolischen Verbindungen Hemmung hyper Ammoniak-produzierende Bakterien (HAB) stammt aus dem Rinder-Pansen aufgebracht.

Zusammenfassung

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Ein gemeinsamer Bildschirm für Pflanzen antimikrobielle Verbindungen besteht aus der Trennung von Pflanzenextrakten Papier oder Dünnschichtchromatographie (TLC oder PC), Aussetzen der Chromatogramme mikrobiellen Suspensionen (z. B. Pilze und Bakterien in der Brühe oder Agar), so dass genügend Zeit für die Mikroben wachsen in einer feuchten Umgebung und Visualisieren Zonen ohne mikrobielle Wachstum. Die Wirksamkeit dieser Screening-Methode, wie Bioautographie bekannt, hängt sowohl von der Qualität der chromatographischen Trennung und der Sorgfalt, mit mikrobiellen Kulturbedingungen behandelt. Dieses Papier beschreibt Standardprotokolle für TLC und Kontakt Bioautographie mit einer neuen Anwendung zu Säure-Fermentation von Bakterien Aminosäuren. Der Extrakt wird über flexible (Aluminium-backed) Kieselgel-DC-Platten getrennt, und die Banden werden unter UV-(UV-) Licht sichtbar gemacht. Zonen werden auf Agar mit dem Testmikroorganismus beimpft geschnitten und inkubiert Gesicht nach unten. Hemmende Banden werden durch Anfärben der Agar-Platte sichtbars mit Tetrazolium rot. Das Verfahren wird auf die Trennung von Rotklee (Trifolium pratense cv. Kenland) phenolischen Verbindungen und ihre Screening-Aktivität gegen Clostridium sticklandii, einem hyper Ammoniak-produzierenden Bakterium (HAB), die ursprünglich aus der Rinder-Pansen aufgebracht. Die TLC-Verfahren anzuwenden, um viele Arten von Pflanzenextrakten und anderen Bakterienspezies (aerob oder anaerob), sowie Pilze, können als Testorganismen verwendet werden, wenn Kulturbedingungen verändert werden, um die Wachstumsanforderungen der Art passen.

Einleitung

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Untersuchung auf antimikrobielle Verbindungen in Pflanzen erfordert die Trennung der Komponenten eines Pflanzenextrakts, Belichten eines Testmikroorganismus zu diesen Komponenten und Bestimmen, ob das Wachstum des Mikroorganismus wird von irgendeiner der Verbindungen gehemmt. Trennungen von Papier-oder Dünnschichtchromatographie (TLC oder PC) sind praktisch, weil viele Verbindungen können auf einer ebenen Oberfläche getrennt werden. Trennung auf Polarität basiert, wobei einige Verbindungen feste Bindung an das Adsorbens (Zellulose im Fall von PC, und eine Vielzahl von Adsorptionsmitteln bei der TLC) und die Migration unter anderem 1. Fig. 1

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Protokoll

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1. Herstellung von Pflanzenextrakt

  1. Siehe Kagan und Flythe 10 für die Extraktion von phenolischen Verbindungen aus Trifolium pratense cv. Kenland.
  2. Zum anderen Verbindungen in andere Pflanzen zu extrahieren, überprüfen Sie die phytochemical Analyse Literatur für Pflanzen oder Metaboliten-spezifischen Extraktionsmethoden (viele sind beschrieben), oder schauen Sie für Protokolle wie die von Khurram et al. 7,8, die viele Verbindungen mit einem breiten isolieren Bereich von Polaritäten.

2. Herstellung von Dünnschicht-Platten

  1. Saubere DC-Platten durch die Entwicklung in....

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Ergebnisse

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Repräsentative Kieselgel-DC-Trennungen von Rotklee (Trifolium pratense cv. Kenland) Extrakte, mit phenolischen Verbindungen, sind in Abbildung 2 dargestellt. Trennung von Rotklee-Extrakt in Ethylacetat-Hexan (9:1, v / v), mehr als 8,5 cm, ergab fünf Bänder, eines unvollständig vom Ursprung gelöst (Fig. 2A). Allerdings zeigt, 2B, dass etwa doppelt so viele Bands offenbart wurden, wenn eine andere Probe von Rotklee-Extrakt (aus der gleichen Sorte, aber in einem s.......

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Diskussion

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Dieses Protokoll beschreibt ein einfaches Verfahren zum Trennen eines Extrakts in Untergruppen von Verbindungen und Testen dieser Untermengen von Kontakt Bioautographie. Die Methode ist ganz ähnlich wie ein von Chomnawang et al. Verwendet werden, um für 15 Pflanzenstoffe hemmend auf Gonorrhoe-Bakterien zu untersuchen. Die Art der Bioautographie zu Bildschirm für die antimikrobielle Pflanzenstoffe verwendet, hängt von vielen Faktoren, einschließlich der Testmikroorganismus, der Laboraufbau und den Vor.......

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Offenlegungen

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Die Erwähnung von Handelsnamen oder kommerzielle Produkte in dem Artikel ist ausschließlich für den Zweck der Bereitstellung von spezifischen Informationen und impliziert nicht, Empfehlung oder Billigung durch den USDA. Die Autoren erklären, keine konkurrierenden Finanz Interesse.

Danksagungen

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Wir danken dem späten Dr. Norm Taylor, Abteilung Pflanzen-und Bodenwissenschaften an der Universität von Kentucky, für die Erlaubnis, seine Proben aus Rotklee Grundstücke für diese Studie zu verwenden. Dieses Projekt wurde von der United States Department of Agriculture finanziert.

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
Silica F254 DC-Platten, Aluminiumkaschiert, 0,2 mm Dicke, 20 cm x 20 cmEMD Chemicals5554/7Diese Platten sind mit Silica beschichtet, das einen bei 254 nm fluoreszierenden Indikator enthält. Verbindungen, die bei dieser Wellenlänge absorbieren, erscheinen dunkel auf einem fluoreszierenden grünen Hintergrund. Alternative Quellen sind Analtech, Selecto Scientific, Fluka.  Andere Adsorbentien als Kieselsäure können erforderlich sein. Je nach den zu verwendenden Lösungsmitteln können Platten mit Kunststoffrücken geeignet sein.
Scharfe, robuste Schere beliebiges Nähzubehörähnlich Fiskars 175800-1002Zum Schneiden von DC-Platten. Ein Papierschneider mit einer scharfen Klinge kann ebenfalls verwendet werden. Quarzstaub nicht einatmen.
Trockenschrank bei 100 °; C (mechanische Konvektion)Thermo ScientificPR305225MQuincy Lab, Inc, Chicago, IL (www.quincylab.com); Cascade Technical Sciences, Hillsboro, OR (www.cascadetek.com)
TLC-KammerKimble Chase416180-0000Alternative Quellen:  Aldrich. Für kleine Teller (z.B. 5 cm x 10 cm) können Pyrex-Becher oder Einmachgläser verwendet werden. Mit Alufolie abdecken (Glasdeckel können Material enthalten, das durch Lösungsmitteldämpfe extrahiert werden kann).
50 & Mikro; l Spritze mit flacher NadelspitzeHamilton80965Zum Laden von Standard- oder Probenmengen von mehr als 5-10 μl.  Alternative Quellen sind gleichwertig.
MikropipettenDrummond2-000-001Zum Laden kleiner Mengen von Standards oder Proben. Alternative Quellen:  VWR.  Außerdem können Pasteur-Pipetten mit einem Butanbrenner auf einen dünneren Durchmesser gedehnt werden.  
Filterpapier (Klasse #1)Whatman1001 917Dient als Kammerdocht.  Andere Filterpapiersorten sind in Ordnung. Diese Größe kann für die Kammern mit den Tellern 20 cm x 20 cm zugeschnitten werden.      
BecherzangeFisher Scientific15-186Zum Ein- und Ausschieben von Platten in eine große DC-Kammer. Alternative Quellen: VWR 
FlachpinzetteFisher Scientific10-275Zum Ein- und Ausschieben von Platten in eine kleine Kammer. Alternative Quellen: VWR
Kleine tragbare UV-Lampe mit 4-W- oder 6-W-Lampen für kurz- und langwellige UV-Lichtbeleuchtung (254 bzw. 365 nm)Ultraviolet Products95-0271-01Alternative Quellen: Spectronics Corporation (www.spectroline.net)
Sichtschrank zur Verwendung mit einer tragbaren UV-LampeUltraviolet ProductsChromato-Vue C-10EUV-aktive Bänder lassen sich leichter einkreisen, wenn hier Platten eingesetzt werden können. Alternative Quellen: Spectronics Corporation. 
Fotodokumentationssystem mit UV-Lampe und sichtbarer LampeKodakGel Logic 200nbsp; Alternative Quellen: Ultraviolet Products (www.uvp.com).  Siehe Protokoll für hausgemachte Alternativen.
Anaerobe Kammer, Typ A, VinylCoy7150000Diese Kammer ist für anaerobe Bakterien, wie Clostridium sticklandii, wie beschrieben, geeignet.   Die Wachstumsbedingungen müssen jedoch auf den im Assay verwendeten Organismus zugeschnitten sein. Eine Biosicherheitswerkbank und andere Vorsichtsmaßnahmen sollten getroffen werden, wenn pathogene Organismen verwendet werden. Alternative Quellen: Anaerobe Systems, BioRad, Plas Labs, andere 
Tetrazolium redSigma-AldrichT8877Alternative Quellen: MP Biomedicals, Santa Cruz Biotechnology, Alfa Aesar
Ingredients for HAB media
Pyridoxamine · 2HClSigma-AldrichP9380Für dieses und für alle anderen Reagenzien in dieser Tabelle sind alternative Quellen gleichwertig.
RiboflavinSigma-AldrichR4500
Thiamin HClSigma-AldrichT3902
NicotinamidSigma-AldrichN3376
Calcium-D-PantothenatSigma-AldrichC8731
LiponsäureSigma-AldrichT5625
p-Aminobenzoesäure Sigma-AldrichA9878
FolsäureSigma-AldrichF8798
BiotinSigma-AldrichB4639
Cobalamin Sigma-AldrichC3607
Pyridoxal HClSigma-AldrichP9130
PyridoxinSigma-AldrichP5669
EDTASigma-AldrichE6758
Eisensulfat & Middot; 7H2OSigma-AldrichF8263
Zinksulfat & Middot; 7H2OSigma-AldrichZ0251
Manganchlorid & Middot; 4H2OSigma-AldrichM8054
BorsäureSigma-AldrichB6768
Kobaltchlorid & Middot; 6H2OSigma-AldrichC8661
Kupferchlorid & Middot; 2H2OSigma-Aldrich
Nickelchlorid & Middot; 6H2O Sigma-Aldrich203866
Natriummolybdat & Middot; 2H2OSigma-Aldrich331058
Trypticase (Pankreasaufschluss von Kasein)Thermo FisherB11921
Kaliumphosphat monobasisch wasserfreiThermo FisherP284
Natriumcarbonat & Middot; H2Thermo FisherS636
AgarThermo Fisher50841063
Magnesiumsulfat & Middot; 6H2OThermo Fisher7791-18-6
Calciumchlorid & Middot; 2H2OThermo FisherBP510
Cystein HClThermo Fisher19464780
Kalium Phosphat zweibasisch wasserfreiThermo FisherP290
NatriumchloridThermo FisherBP358
&459097

Referenzen

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  1. Stahl, E., Ashworth, M. R. F. Thin-layer chromatography. , Springer. (1969).
  2. Marston, A. Thin-layer chromatography with biological detection in phytochemistry. J. Chromatogr. A. 1218 (19), 2676-2683 Forthcoming.
  3. Homans, A. L., Fuchs, A.

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Schlagwörter

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