Partie analyse complète de la composition des parois des cellules végétales (biomasse lignocellulosique) I: La lignine

La détermination de la teneur en lignine et de la composition des parois cellulaires végétales commence par du matériel végétal séché, qui est soumis à diverses extractions. Le matériau résultant est constitué uniquement de parois cellulaires, puis est divisé pour déterminer la teneur en lignine. Le matériau de la paroi est soumis à l’hydrolyse par le bromure d’acétyle et les monoals solubilisés sont quantifiés par spectrométrie UV pour la détermination de la composition de la lignine.

Le matériau de la paroi est hydrolysé par cytolyse. Les composants de la lignine solubilisée sont ensuite dérivés de leurs dérivés volatils de triméthyle saline, qui peuvent être séparés et quantifiés par chromatographie en phase gazeuse en conjonction avec la spectrométrie de masse. La détermination de la composition en polysaccharides matriciels et de la teneur en cellulose est démontrée dans une autre vidéo intitulée Analyse complète de la composition des parois cellulaires végétales, deuxième partie des glucides.

Bonjour, je m’appelle Marcus Pauley et je dirige l’installation d’analyse Wall du Centre de recherche sur la bioénergie des Grands Lacs, ici à l’Université d’État du Michigan. Je m’appelle Cliff Foster, responsable de l’installation de paroi cellulaire analytique. Nous vous montrerons la procédure à suivre pour déterminer le contenu et la composition des échantillons de biomasse végétale.

Les plantes convertissent l’énergie lumineuse du soleil en énergie chimique telle que la biomasse. La biomasse végétale se compose principalement de parois cellulaires, un réseau complexe d’une variété de polymères qui enveloppent toutes les cellules végétales. Ici, nous déterminons la composition des matériaux de la paroi cellulaire végétale afin d’évaluer le potentiel de transformation de ces lignine Cellose X, qui sont une ressource renouvelable très abondante, en biocarburants.

Aujourd’hui, nous allons nous concentrer sur le polyphénol lignine dans une autre vidéo intitulée Analyse complète de la composition des parois cellulaires végétales, deuxième partie des glucides. Nous nous concentrerons sur l’analyse des polysaccharides. Pour commencer cette procédure, ajoutez trois billes d’acier inoxydable de 5,5 millimètres dans un tube à bouchon à vis sared de deux millilitres et environ 60 à 70 milligrammes d’air ou de matière végétale lyophilisée.

Le matériau peut être broyé en une poudre fine à l’aide d’un mur de l’œil, un robot de broyage et de distribution. Le mur de l’œil prend le tube et le secoue pendant 30 secondes, où, en raison des billes métalliques, le matériau est broyé en une poudre fine, puis le broyé, mais la poudre végétale compacte est détachée une procédure alternative non robotique à faible débit. La deuxième partie présente la facilitation d’une rétroaction, ajoutez 1,5 M d’éthanol aqueux à 70 % au vortex de matériau broyé et centrifugez à température ambiante.

Ce traitement solubilise la plupart des protéines et des organites cellulaires, aspire le surnageant et ajoute un volume à un volume à un volume. Solution de méthanol de chloroforme dans la pastille insoluble dans l’alcool, secouez soigneusement pour relancer la pastille et centrifugez. Le chloroforme méthanol extrait les composés hydrophobes tels que les lipides après centrifugation, aspire le surnageant et remet en suspension la pastille et 500 microlitres d’acétone.

Pour sécher l’échantillon, évaporez le solvant avec un courant d’air à 35 degrés Celsius jusqu’à ce qu’il soit sec, les échantillons séchés peuvent être conservés à température ambiante jusqu’à un traitement ultérieur. Pour amorcer l’élimination de l’amidon de l’échantillon, suspendez la pastille et 1,5 mils d’acétate de sodium à 0,1 molaire pH cinq bouchez les tubes et chauffez-les dans un bloc chauffant pour gélatiniser l’amidon. Après avoir refroidi la suspension sur de la glace, ajoutez le mélange d’enzymes dégradant l’amidon, bouchez le tube et incubez complètement la suspension pendant la nuit.

Dans l’agitateur à 37 degrés Celsius, un agitateur rotatif assure un bon mélange. Après l’incubation d’une nuit, terminez la digestion en chauffant dans un bloc chauffant à 100 degrés Celsius pendant 10 minutes. Ensuite, centrifugez et jetez le surnageant, qui contient un amidon solubilisé.

Lavez le granulé restant trois fois avec 1,5 mils d’eau à chaque fois par vortex, centrifugation et décantation comme démontré précédemment. Enfin, remettez le granulé en suspension dans 500 microlitres d’acétone et évaporez le solvant avec un courant d’air à 35 degrés Celsius jusqu’à ce qu’il soit sec. Les échantillons séchés contenant une paroi cellulaire isolée ou une patte, sans cellulose, sont prêts pour une analyse plus approfondie et peuvent être conservés à température ambiante.

Commencez par peser un à 1,5 milligramme de matériau de paroi cellulaire préparé. Le matériau peut être pesé à la main ou de manière automatisée avec le mur de l’œil, comme démontré dans la deuxième partie. Rincez les parois du tube avec 250 microlitres d’acétone pour recueillir le matériau de la paroi cellulaire au fond du tube et évaporez l’acétone très doucement sous l’effet d’un flux d’air.

Une fois l’acétone évaporée, ajoutez doucement 100 microlitres de bromure d’acétyle fraîchement préparé à 25 % de volume à volume dans de l’acide acétique glacial le long des deux parois. Pour éviter les éclaboussures, un bromure subtil décompose le polymère de lignine en ses monos acétylés. Ensuite, bouchez la fiole jaugée et chauffez-la à 50 degrés Celsius pendant deux heures.

Chauffez une heure supplémentaire avec quatre textos toutes les 15 minutes, et enfin refroidissez sur de la glace À température ambiante après avoir refroidi le flacon, ajoutez 400 microlitres d’hydroxyde de sodium à deux molaires et 70 microlitres de chlorhydrate d’hydroxyle lamine de 0,5 molaire fraîchement préparé, les flacons jaugés. Ensuite, neutralisez la solution en remplissant le ballon jaugé exactement jusqu’à la marque des deux millilitres avec le capuchon d’acide acétique glacial et retournez plusieurs fois pour mélanger la pipette de 200 microlitres de la solution contenant les mono lals hydrolysés et solubilisés dans une plaque à 96 puits spécifique aux UV et lisez la plaque dans un lecteur de plaque à puits à 280 nanomètres. Lisez la plaque au moins trois fois et faites la moyenne de l’absorbance, car les particules peuvent provoquer une légère variation des valeurs d’absorbance.

Déterminer le pourcentage de lignine soluble au bromure subtil ou de LRP A à l’aide du coefficient végétal approprié avec la formule présentée dans le protocole écrit. La lignine est un réseau de polyphénols qui se compose principalement de trois sous-unités, le P hydroxyphénol, le gua ACell et les unités de rouleau de printemps pour déterminer la composition de la lignine dans la matière végétale. Commencez par transférer environ deux milligrammes de matériau de paroi cellulaire dans un tube en verre à vis pour la cytolyse.

Ensuite, préparez-vous à préparer la solution de trifluorure d’éthylate de 2,5 % de bore et de thiol d’éthane à 10 % dans du dioxane. Étant donné que le dioxane est très dangereux, ne prélevez pas d’échantillons ou d’équipement hors de la hotte. N’oubliez pas de travailler très soigneusement et d’utiliser un ballon rempli d’azote gazeux pour déplacer le volume perdu dans la bouteille de dioxane avec de l’azote.

Préparez la solution en mélangeant les volumes suivants par échantillon : 175 microlitres de dioxane, 20 microlitres d’ETSH, cinq microlitres de BF, trois. Après le mélange, ajoutez 200 microlitres de la solution à chaque échantillon. Purger l’espace libre du flacon avec de l’azote gazeux et le bouchon.

Chauffez immédiatement les échantillons à 100 degrés Celsius pendant quatre heures en les mélangeant doucement toutes les deux heures. Réaction de lyse de Theo ace sur la glace pendant cinq minutes. Ajoutez ensuite 150 microlitres de bicarbonate de sodium 0,4 molaire pour neutraliser et vortex.

Pour le nettoyage des produits de dégradation de la lignine, ajoutez un mil d’eau et 0,5 mils de vortex d’acétate et laissez les phases se séparer. La couche d’acétate d’éthyle sera en haut et l’eau en bas. Transférez 150 microlitres de la couche supérieure d’acétate d’Ethel contenant les composants de la lignine dans un tube de deux mils, en vous assurant qu’aucune eau n’est transférée.

Après le transfert de la couche supérieure d’acétate d’Ethel, évaporez le solvant à l’aide d’un concentrateur d’air. Ajouter 200 microlitres d’acétone et évaporer. Répétez le traitement à l’acétone deux fois pour éliminer l’excès d’eau.

Ensuite, pour dériver les composants de la lignine en leurs dérivés volatils de triméthyle Cy Lane. Ajoutez 500 microlitres d’acétate d’éthyle, 20 microlitres de purine et 100 microlitres d’acétamide de NO biss triméthylcyl dans chaque tube. Incuber pendant deux heures à 25 degrés Celsius.

À la fin des deux heures, transférez 100 microlitres de la réaction dans un flacon GC MS et ajoutez 100 microlitres d’acétone. Analysez les échantillons par GC équipé d’un quadruple spectromètre de masse ou d’un détecteur à ionisation de flamme. Pour la chronique et les détails de la course, veuillez consulter le protocole écrit ci-joint.

Voici quelques résultats représentatifs de l’analyse de la lignine en utilisant du bois de peuplier comme matière végétale. Selon cette analyse, 22 % du matériau du peuplier est constitué de polyphénol lignine. La composition des composants de la lignine a été analysée par le GCMS.

Les pics sont identifiés par des temps de rétention relatifs à l’aide d’un étalon interne tétra-coane ou par des icônes de spectre de masse caractéristiques de 2 99 MZ, 2 69 MZ et 2 39 MZ pour les monomères sg et h, respectivement. La composition des composants de la lignine est quantifiée en fixant la surface totale du pic à 100 %L’analyse de la composition montre que cet échantillon particulier contient principalement des unités de chaîne ou S. Cependant, les unités Goya, aol ou G sont également abondantes.

De toute évidence, la quantité et la composition en unités monoliales peuvent varier en fonction des tissus végétaux et des espèces. Nous venons de vous montrer comment déterminer la teneur en lignine et la composition du matériel végétal pour l’analyse des polysaccharides. Passez à la deuxième partie.

Merci d’avoir regardé et bonne chance dans vos expériences.