Name: פרי ניתוח נדיפים באמצעות האף האלקטרוני (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-03-30T13:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 2 s
Description: למדו ניתוח מהיר של תרכובות נדיפות בפירות באמצעות האף האלקטרוני. השיטה כוללת הכנת דגימות, זיהוי חלונות אינדקס ויישור פיקים לניתוח מדויק של איכות וטעם.

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

playerTrialDesktop

המחברים מודים ביל מתמודדת (האריס החברה מורן זרע, דייויס) לאספקת פירות מלון בניתוח זה. פרויקט זה נתמך על ידי גידולים מיוחדים תוכנית המחקר היוזמה להעניק מענקים תחרותי לא. 2009-51181-05783 מן הלאומי USDA המכון המזון והחקלאות.

1. לדוגמא הכנת <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קציר פירות בשלב הבגרות הרצויה. יש לשטוף במי ברז על מנת להסיר לכלוך ואבק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר פירות לניתוח על בסיס היעדר פגמים חיצוניים ופנימיים, והומוגניות גודל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חותכים פירות longitudinally לתוך פלחי כדי לשמש הדגימה תנודתי. במידת הצורך, להסיר את העור, זרעים, חלל רקמת זרע, או בור. רקמת מבחר פירות חייב להיות עקבי לאורך כל הניסוי ולקחת בחשבון את השונות בתוך פירות אחת (כלומר, להשיג מדגם לא פחות מ לפרוח, המשוונית ולסיים חלקי גזע). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מערבבים את רקמת הפרי הנבחר, לערבב את זה כדי באקראי, ואז לשקול את 200 גרם לתוך בלנדר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הוסף 200 מ&quot;ל של תמיסת CaCl 2 רווי (372.5 גרם ב 20 ° C, 500 מ&quot;ל מים deionized) ו 50 μL של פתרון של 100 מ&quot;מ 2-methylbutyl isovalerate של מתנול. 2 CaCl נועד לשמש מעכב של AC האנזימטיתtivity, שעלולה להתרחש לאחר חיתוך שמאחד את בשר הפרי. 2-Methylbutyl isovalerate נוסף כסטנדרט פנימי לפקח על כל ההפסדים האפשריים של חומרים נדיפים בתהליך homogenization. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Homogenize התערובת בבלנדר במעבדה (וארינג, ארה&quot;ב), למשך 30 שניות ב -18,000 סל&quot;ד, ומיד שופכים לתוך בקבוק זכוכית חותם עם מכסה טפלון. שמור homogenate בבקבוק בטמפרטורת החדר עד שכל דגימות מוכנים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר שמזג homogenate לתוך הבקבוק, להמתין 10 דקות כדי לאפשר הפרדה בין הקצף מנוזל, אז פיפטה 5 מ&quot;ל של נוזל aliquots, ללא קצף, תוך 20 מ&quot;ל צלוחיות זכוכית ענבר ולאטום את צלוחיות עם ראשי ברגים פלדה מצויד טפלון / סיליקון septa. הליך זה מתאים מלון והכנת homogenate אגס. אם פירות אחרים משמשים לניתוח, צעד צנטריפוגה, ייתכן שיהיה צורך. לכן, להסיר את הקצף ואז בצנטריפוגה נוזל החלקיקים גלולה כי אולילחסום פיפטה. הכינו לפחות שלוש צלוחיות לפי המדגם לשמש טכנית משכפל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בשלב זה, דגימות יכול להיות מנותח באופן מיידי או פלאש קפואים בחנקן נוזלי ומאוחסנים בטמפרטורה נמוכה במיוחד (-80 ° C) לצורך ניתוח מאוחר יותר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עבור דגימות קפואות, ביום הניתוח להסיר את הדגימות מהמקפיא ולאפשר להם להפשיר במשך שעה בטמפרטורת החדר. לאחר ההפשרה, ולפני הניתוח, להחליף את מכסה בקבוקון עם אחד חדש שיש לו מחצה נקייה ויבשה. אם מחצה אינו מוחלף, המים מתעבים על מחצה במהלך ההפשרה יכול להימשך אל המכשיר ולפגוע בו. </li></ol> 2. כרומטוגרפיה משטח גז גל אקוסטי (GC-SAW) הקמה רכישת נתונים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טען את שיטת הניתוח המתאים zNose. לצורך ניתוח של פרופיל, אסתר עשיר נדיף של מלון, הפרמטרים שלנו בגירסה MicroSense 5.44.22 תוכנה (ניוברי פארק, קליפורניה, ארה&quot;ב) הם כדלקמן: שאיבה אמיץ אלכניסת למשך 20 שניות בכל 30 מ&quot;ל דקות -1 באמצעות משאבה; טמפרטורת כניסת ב 200 מעלות צלזיוס, טמפרטורה Tenax מלכודת ב 225 מעלות צלזיוס; ספיקת הגז המוביל (טוהר הליום 99.999%) של 2.9 מ&quot;ל דקות-1, עמודה (DB-5 הטור, 1 מ &#39;× 0.25 × 0.25mm מזהה הסרט עובי מיקרומטר) תוכנית הטמפרטורה מ 45 ° C עד 180 ° C בקצב של 10 ° C sec -1; חיישן הטמפרטורה על 40 מעלות צלזיוס; שסתום ב 165 ° C. זמן הניתוח הכולל הוא 1 דקה לדגימה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר מחט נירוסטה עם קצה שאינם מגלענת כדי כניסת zNose ולטהר את המערכת כמה פעמים עם אוויר הסביבה, עד לקו הבסיס הוא יציב ולא שיאים גדולים יותר מ -200 ספירות (CT) מזוהים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לכוון את המכשיר באמצעות פתרון של אלקאנים שרשרת ישר (C6-C14). בעקבות המנגינה משמש את תוכנת המכשיר כדי להמיר את זמן השמירה של פסגות eluted בין יחידות הזמן לתוך Kovats אינדקס (KI) יחידות. כתוצאה מכך, לאחר מערכת מכוון, זמני השמירה מדווחים יחידות קי. </li&gt; <li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפני ניתוח, מאפשרים המדגם כדי לאזן במשך 30 דקות. לנתח אחד צלוחיות לדוגמה, להכניס מחט מחצה את הבקבוקון כדי לשחרר את הלחץ. לאחר מכן, הכנס את המחט מחוברת כניסת מכשיר לתוך מחצה את הבקבוקון וליזום הדגימה אמיץ. ניתוח טכני לפחות 3 משכפל לדגימה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> באופן ידני להפעיל את המכשיר על ידי לחיצה על כפתור &quot;הפעל&quot;, מפעיל משאבת ומסלקת את אדי מציגים מעל המדגם. בסופו של הניתוח, הכרומתוגרמה מופיע על המסך, חיישן מחומם באופן אוטומטי עד 150 מעלות צלזיוס למשך 10 שניות לנקות את זה. כאשר מצב המערכת כפתור תיבת הופך ירוק שוב, המכשיר מוכן לנתח דוגמה נוספת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> על מנת להבטיח בסיס יציב ניקוי מערכת נכונה, הפעל לפחות אחד ריק אוויר בין מדגם זה. כדי לפקח על זיהום אפשרי תנודתי מבקבוקון וכובע, לנתח שני בקבוקון למוצרי החסר (בקבוקון ריק עם מכסה), בתחילת ובסוף היום. &lt;/ Li&gt; </ol> 3. ייצוא נתונים וניתוח <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לייצא את הנתונים לתוך קובץ של Microsoft Excel לאחר הרכישה באמצעות &quot;רישום שיא&quot; פונקציה בתוכנה MicroSense. לאחר הנתונים מיוצאים, להוסיף עמודות המכילים תוויות של משתנים משכפל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לשנות את תבנית נתונים למניפולציה קלה באמצעות Python (גרסה 2.6, זמין בחינם מקוון) התסריט שפיתחנו, בשם &quot;reform_data.py&quot; (ראה איור 1 למשל של לעצב את הנתונים לפני ואחרי השימוש סקריפט &quot;reform_data. py &quot;). שמו של קובץ המקור (בפורמט xls) ואת שם הגיליון עבור נתוני הקלט, כמו גם את שם הקובץ הרצוי עבור פלט (בפורמט xls), הם עריכה ישירה לתוך התסריט. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התחל &quot;kim_interface.py&quot; (שנכתב גם Python 2.6, ראה איור 2), ולייבא את הנתונים מקובץ שנוצר בשלב הקודם. באופן ספציפי, הניתוח מבוסס על צפייה וניתוח כמה פעמים כל ערך KI היה שזוהו(&quot;להיטים קי&quot;). לכן התוכנית מציגה גרף עמודות של להיטים קי עבור כל ערך KI. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להעריך את הלהיטים קי של תת קבוצות ספציפיות של דגימות, ניתוח טכני של כל קבוצה משכפל יחד. לשם כך, לנתח כל טיפול או משתנה בנפרד על ידי סימון / ביטול הסימון בתיבות המתאימות. ראה איור 2 הכיתוב על תיאור מפורט של ממשק המשתמש (GUI) תכונות גרפי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר זיהוי רוחב של חלון אחד KI משתמש GUI, בחר באופן אקראי חלק chromatograms המתאימים תוכנה Microsense ולהעריך חפיפה בין פסגות טכנית משכפל. ראה איור 3 לדוגמה של chromatograms כיסו של 2 הטכני משכפל. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר חלון KI הוא individuated, השתמש בתכונת זמין &quot;מיזוג&quot; ב GUI למזג את כיס שנופלים בחלון, אל KI המאוכלס ביותר. באמצעות תכונה זו, פסגות שכותרתו עם מגוון של ערכים קי מאוחדים תחת המותג KI אחד, allowing בטיפול פסגות כגון משתנה אחד. לשם כך, תחילה לחץ על הכפתור &quot;מיזוג&quot; כדי להפעיל את התכונה ובחר KI המאוכלס ביותר כמרכז של החלון על ידי לחיצה על השמאלי בשורת המקביל. לאחר שסרגל נבחר, הוא משנה צבע לירוק. כדי למזג את כיס שנופלים בתוך החלון לתוך KI שנבחר, לחץ לחיצה ימנית על הסורגים המקביל; זה גורם הסורגים להאדים, בעוד בר כחול באורך המתאים מתווסף על גבי KI המרכזית (ראה איור 4 ). לאחר כל כיס נבחרים מוזגו לתוך KI המרכזי המתאים, לחץ על הכפתור &quot;מיזוג&quot; שוב כדי לקבל את השינויים, זה גורם כפתור &quot;מיזוג&quot; להפוך את הצהוב. במקרה של טעויות, לחצן &quot;ביטול מיזוג&quot; הוא גם זמין. כדי ביטול מיזוג, לחץ על כפתור &quot;ביטול מיזוג&quot; ב-GUI, ולאחר מכן לחץ לחיצה ימנית על סרגל אדום אתה רוצה ביטול מיזוג. מאדום, בר הופך לכחול. לחץ על &quot;ביטול מיזוג&quot; שוב על הלחצן כדי לקבל את השינויים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם אחד ניסיונות אניncorrectly למזג שתי פסגות במדגם אחד לתוך ערך KI אחת, הודעת שגיאה מודפס. בנסיבות כאלה, לבדוק מקרוב הכרומתוגרמה ולהגדיר מחדש את החלון KI באזור זה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר שכל פעולות המתמזגות בוצעו, לשמור את הקובץ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפני שתמשיך ניתוחים סטטיסטיים, chromatograms האוויר ואת החסר הבקבוקון מנותחים לפקח על זיהומים אפשריים. לאחר KI של פסגות את החסר זוהו, לחסר שטח של שיא זוהה אוויר ו / או בקבוקון אפס מאזור הנוכחי לשיא במדגם. להמשיך כך עם ניתוחים סטטיסטיים. </li></ol> 4. נציג תוצאות האף האלקטרוני היה מסוגל לזהות הבדלים פרופילים נדיפים בקרב פירות שנקטפו מלון בשלבים שונים לפדיון (איור 5). עשרים KI חלונות זוהו לאורך כל הדגימות. ניתוח שונות הראה כי 14 פסגות detected על ידי האף האלקטרוני הבדל משמעותי בין שלבי הבגרות. באיור 6, יומן האזורים שיא ממוצע של 14 רכיבים אלה נרשמות להראות הבדלים שכיחותם שיא בין שני שלבים בשלות, בוגרות מוקדם פרי בשל לחלוטין. <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/3821/3821fig1.jpg" /> באיור 1. דוגמאות של תבנית נתונים לייצא מתוך התוכנה במכשיר () ואחרי השינוי, שבוצעה באמצעות סקריפט &quot;reform_data.py&quot; (ב &#39;). כדי להקל על נתונים מניפולציה וניתוח, כל כיס ייחודיים מזוהים בכל הדגימות, אז הנתונים הם מחדש בצורה מידע מדגם בשורות ושטח השיא בעמודות, המתאימים כיס ייחודיות. אם השיא לא זוהה על הערך KI במדגם, התא המתאים נשאר ריק. <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/3821/3821fig2.jpg" /> 2. איור לכידת מסך מ שטרלא קובץ &quot;kim_interface.py&quot;. במרכז העלילה מציגה מספר כניסות לכל KI מול קי. &quot;הכה לכל KI&quot; הוא מספר דוגמאות שבהן שיא עם KI ספציפי זה היה שזוהו. בצד שמאל, יש שלוש קופסאות צהובות השליטה הנתונים שנבחרו. הם מציגים פרמטרים לחלק את ערכת נתונים (טיפולים, משכפל, משתנים איכותיים, וכו &#39;). בנתון זה, הם (מלמעלה למטה):, וראייטי תאריך נטיעה הבמה לפדיון על הקציר. בתחתית: על ידי לחיצה על 3 ברים והעברה בר כחול שמאלה או ימינה, אפשר לבחור את מינימום הערך המרבי של הטווח קי, וחבל שיא המינימום (&quot;סף&quot;). מימין: כפתור &quot;מיזוג&quot; מאפשר מיזוג כיס נבחרים באופן ידני על ידי לחיצה על הסורגים בעלילה. כפתור &quot;ביטול מיזוג&quot; מאפשר להפוך את התהליך במקרים נבחרים. <img alt="איור 3" src="/files/ftp_upload/3821/3821fig3.jpg" /> 3. איור כיסו על chromatograms (ב<html> שחור ואדום) של 2 הטכני משכפל מ אמיץ את מלון תנודתי כדי להמחיש שינוי זמן השמירה. <img alt="איור 4" src="/files/ftp_upload/3821/3821fig4.jpg" /> איור 4. דוגמה KI מיזוג ההליך. בעלילה המרכזית, בר ירוק (מרכז KI) מייצג את KI המאוכלס ביותר, אשר נבחרה כמרכז של החלון קי. KI X ו-Y הם KI כיס נופלים בחלון עניין והם צריכים ימוזגו לתוך KI המרכזי. על ידי לחיצה ימנית בשורת KI של X, מסתבר אדום, בעת ובעונה אחת, בר כחול באורך זהה של בר KI של X, מופיע על גבי אחד ירוק. על ידי חזרה על אותו תהליך של KI-Y, את אורך הבר הכחול (KIS התמזגו) יגדל באורך המתאים. לאחר כל כיס נוספו, על ידי לחיצה על הכפתור הירוק &quot;מיזוג&quot;, מסתיים תהליך מיזוג, השינויים יישמרו, וגם את צבע הכפתור הופך צהוב. / Files/ftp_upload/3821/3821fig5.jpg &quot;/&gt; איור 5. שני chromatograms של דגימות מלון שנקטפו בשלבים שונים לפדיון, בוגרת מוקדם (למעלה) ובשלים לחלוטין (למטה), כדי להמחיש את היכולת של האף האלקטרוני כדי לאתר הבדלים שכיחותם נדיפים. <img alt="איור 6" src="/files/ftp_upload/3821/3821fig6.jpg" /> איור 6. העלילה רדאר מראה את אזור השיא של 14 רכיבים הנמצאים שתי דגימות מלון בשני שלבים שונים לפדיון מוקדם, בוגרים בשלים לגמרי. אזורי שיא מדווחים בהיקף יומן לעזור לדמיין השוואה. המספרים בסוף כל קרן מייצג את מדדי Kovats המתאימים.

<ol><li>Kader, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Flavor+quality+of+fruits+and+vegetables%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+Science+of+Food+and+Agriculture%22%5BJournal%5D)">Flavor quality of fruits and vegetables.</a> Journal of the Science of Food and Agriculture. 88, 1863-1868 (2008).</li>
<li>Persaud, K., Dodd, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+of+discriminant+mechanisms+in+the+mammalian+olfactory+system+using+a+model+nose%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Analysis of discriminant mechanisms in the mammalian olfactory system using a model nose.</a> Nature. 299, 352-355 (1982).</li>
<li>Gardner, J. W., Bartlett, P. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+brief-history+of+electronic+noses%5BTitle%5D)+AND+%22Sensors+and+Actuators%22%5BJournal%5D)">A brief-history of electronic noses.</a> Sensors and Actuators. 18, 211-220 (1994).</li>
<li>Rock, F., Barsan, N., Weimar, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electronic+nose%3A+Current+status+and+future+trends%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Rev%22%5BJournal%5D)">Electronic nose: Current status and future trends.</a> Chem. Rev. 108, 705-725 (2008).</li>
<li>Li, C., Heinemann, P. H., Irudayaraj, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Detection+of+apple+deterioration+using+an+electronic+nose+and+zNose%5BTitle%5D)+AND+%22Transactions+of+the+Asabe%22%5BJournal%5D)">Detection of apple deterioration using an electronic nose and zNose.</a> Transactions of the Asabe. 50, 1417-1425 (2007).</li>
<li>Li, Z. F., Wang, N., Raghavan, G. S. V., Vigneault, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ripeness+and+rot+evaluation+of+%27Tommy+Atkins%27+mango+fruit+through+volatiles+detection%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Food+Eng%22%5BJournal%5D)">Ripeness and rot evaluation of 'Tommy Atkins' mango fruit through volatiles detection.</a> J. Food Eng. 91, 319-324 (2009).</li>
<li>Oh, S. Y., Ko, J. W., Jeong, S. Y., Hong, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Application+and+exploration+of+fast+gas+chromatography-surface+acoustic+wave+sensor+to+the+analysis+of+thymus+species%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Chromatogr.+A%22%5BJournal%5D)">Application and exploration of fast gas chromatography-surface acoustic wave sensor to the analysis of thymus species.</a> J. Chromatogr. A. 1205, 117-127 (2008).</li>
<li>Watkins, P., Wijesundera, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Application+of+zNose+for+the+analysis+of+selected+grape+aroma+compounds%5BTitle%5D)+AND+%22Talanta%22%5BJournal%5D)">Application of zNose for the analysis of selected grape aroma compounds.</a> Talanta. 70, 595-601 (2006).</li>
<li>Gan, H. L., Man, Y. B. C., Tan, C. P., NorAini, I., Nazimah, S. A. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterisation+of+vegetable+oils+by+surface+acoustic+wave+sensing+electronic+nose%5BTitle%5D)+AND+%22Food+Chem%22%5BJournal%5D)">Characterisation of vegetable oils by surface acoustic wave sensing electronic nose.</a> Food Chem. 89, 507-518 (2005).</li>
<li>Marina, A. M., Man, Y. B. C., Amin, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Use+of+the+SAW+Sensor+Electronic+Nose+for+Detecting+the+Adulteration+of+Virgin+Coconut+Oil+with+RBD+Palm+Kernel+Olein%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+American+Oil+Chemists+Society%22%5BJournal%5D)">Use of the SAW Sensor Electronic Nose for Detecting the Adulteration of Virgin Coconut Oil with RBD Palm Kernel Olein.</a> Journal of the American Oil Chemists Society. 87, 263-270 (2010).</li>
<li>Evans, M. B., Haken, J. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+developments+in+the+gas-chromatographic+index+scheme%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Chromatography%22%5BJournal%5D)">Recent developments in the gas-chromatographic index scheme.</a> Journal of Chromatography. 472, 93-127 (1989).</li>
</ol>

אין לנו מה למסור.

אפים אלקטרוניים מייצגים שיטה מבטיחה להערכה, מהירה מטרת פרופילים ארומה של פירות או נדיפים עשירים ודוגמאות. עם זאת, עובר בזמן השמירה מהווים אתגר לזיהוי שיא עלול להוביל לפרשנות שגויה של הנתונים כאשר שני chromatograms לא מיושרים באופן מושלם. בדיקה ויזואלית של chromatograms עולה כי ההשתנות של הזמנים שמירה בין דגימות לעתים קרובות נגרמת השיא אותו להיות מתויג עם ערכים קי שונים מעט (כ ± 10). זה מתורגם למספר מוגזם של KIS ייחודיים שהתגלו. על מנת לנצל את העובדות כי (א) תרכובות שונות נמצאים בשלבים שונים לפדיון (ב) טכנית משכפל זהים בקירוב, שני תסריטים מבוססי מחשב (&quot;kim_merge.py&quot;, אשר מכיל את השגרה לטיפול בנתונים סט, ו &quot;kim_interface.py&quot;, אשר מספק ממשק המשתמש הגרפי (GUI)) פותחו באופן שיטתילהשוות דגימות באופן חצי אוטומטי, מאוד לצמצם את הזמן הדרוש לניתוח הכרומתוגרמה של ערכות נתונים גדולות. תוכניות אלה מאפשרות איחוד, מקום שמתאים, של פסגות שכותרתו עם מגוון של ערכים קי תחת המותג KI אחת. זו משרתת שתי מטרות חשובות: (א) היא מאפשרת ניתוח סטטיסטי לטיפול פסגות כגון משתנה אחד, ו (ב) מאפשר זיהוי שיא בהשוואה למערכות אחרות וערכים שפורסמו. התוצאות המוצגות כאן עולה כי דגימות מלון ניתן אפליה על בסיס בגרות פרופיל ארומה באמצעות מערכת zNose בשילוב עם זיהוי KI הולם. זה מייצג את הטכנולוגיה החדשה מבטיחה ניתוח של נדיפים שעלולים לשמש תוכניות בקרת איכות.

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> שם מגיב </td><td> חברה </td><td> מספר קטלוגי </td><td> תגובות </td></tr><tr><td> סידן כלוריד </td><td> MP ביו רפואית </td><td> 195088 </td><td></td></tr><tr><td> 2-Methylbutyl isovalerate </td><td> SAFC עולמי </td><td> W350613 </td><td> ≥ 98%, טבעי, ה-FCC </td></tr><tr><td> מתנול </td><td> פישר סיינטיפיק </td><td> A411-4 </td><td></td></tr><tr><td> צלוחית </td><td> Sigma / Supelco </td><td> SU860098 </td><td></td></tr><tr><td> כובע </td><td> Sigma / Supelco </td><td> SU860101 </td><td></td></tr><tr><td> המעבדה בלנדר </td><td> וארינג מעבדה המדע </td><td> 7009G </td><td> 2 מהירות המערבל, 1 - מיכל זכוכית ליטר </td></tr><tr><td> בקבוק </td><td> פישר סיינטיפיק </td><td> 06-414-1C </td><td> פיירקס, 500 מ&quot;ל, פוליפרופילן התוספת חותם </td></tr><tr><td> מחט </td><td> חיישן אלקטרונית טכנולוגיה </td><td> TLC101046 </td><td> חור בצד luer </td></tr><tr><td> אלקאנים פתרון </td><td> חיישן אלקטרונית טכנולוגיה </td><td></td><td> C6-C14 אלקאנים פתרון מתנול </td></tr><tr><td> zNose </td><td> חיישן אלקטרונית טכנולוגיה </td><td> דגם 4500 </td><td></td></tr><tr><td> DB-5-GC עמודה </td><td> חיישן אלקטרונית טכנולוגיה </td><td> SYS4500C5 </td><td></td></tr><tr><td> MicroSense </td><td> חיישן אלקטרונית טכנולוגיה </td><td> גרסה 5.44.22 </td><td></td></tr><tr><td> Python 2.6 </td><td></td><td></td><td> זמין בחינם מקוון </td></tr><tr><td> &quot;Reform_data.py&quot; ו &quot;kim_interface.py&quot; סקריפטים</td><td></td><td></td><td> הזמינות כחומר משלים על יופיטר סקריפטים </td></tr></tbody></table>

פרי ניתוח נדיפים באמצעות האף האלקטרוני

Fruit Volatile Analysis Using an Electronic Nose

שינויים פיזיולוגיים רבים ומגוונים להתרחש במהלך הבשלת הפרי, כולל פיתוח של תערובת תנודתי ספציפי המאפיין את ניחוח הפרי. לפדיון על הקציר הוא אחד הגורמים המרכזיים המשפיעים על איכות הטעם של פירות וירקות 1. אימות של שיטות חזקים כי במהירות להעריך בגרות פירות איכות ארומה תאפשר ניהול משופר של תוכניות רבייה מתקדמות, שיטות ייצור וטיפול postharvest. בשלושת העשורים האחרונים, מחקר רב נערך לפתח מה שנקרא אפים אלקטרוניים, שהם מכשירים המסוגלים לזהות במהירות ריחות וטעמים 2-4. כרגע יש כמה אפים אלקטרוניים מסחריים מסוגל לבצע ניתוח נדיף, המבוססים על טכנולוגיות שונות. האף האלקטרוני המשמשים את העבודה שלנו (zNose, EST, ניוברי פארק, קליפורניה, ארה&quot;ב), כולל כרומטוגרפיה אולטרה מהיר הגז יחד עם חיישן אקוסטי פני גל (UFGC-וירא). טכנולוגיה זו כבר נוסתה על יכולתה לפקח על איכות של סחורות שונות, כולל זיהוי של הידרדרות אפל 5, בשלות והערכה של ריקבון מנגו 6; פרופיל ארומה של מינים התימוס 7: C 6 תרכובות נדיפות של גרגרי הענבים 8; אפיון שמן צמחי 9 וזיהוי של adulterants בשמן קוקוס בתולה 10. מערכת זו ניתן לבצע את שלושת השלבים העיקריים של ניתוח ארומה: אמיץ את הדגימה, הפרדת חומרים נדיפים, וזיהוי. אחרי דקה אחת, פלט, הכרומתוגרמה, מופק, לאחר מחזור הקאה, המכשיר מוכן לניתוח נוסף. התוצאות שהושגו עם zNose אפשר להשוות לאלה של גז chromatographic מערכות אחרות של חישוב מדדי Kovats (KI). פעם אחת המכשיר כבר מכוון את הפתרון הסטנדרטי בספירה הכללית, זמני השמירה הם הופכים אוטומטיתכיס. עם זאת, שינויים קלים הטמפרטורה וקצב הזרימה צפויים להתרחש לאורך זמן, גורמת פעמים שמירה להיסחף. כמו כן, בהתאם הקוטביות של שלב עמודה נייח, שחזור של חישובים קי יכול להשתנות על ידי יחידות ראשי מספר 11. סדרה של תוכניות וממשקים גרפיים פותחו ולכן להשוות בין דגימות כיס מחושבים באופן אוטומטי למחצה. תוכניות אלה להפחית את הזמן הנדרש לניתוח הכרומתוגרמה של ערכות נתונים גדולות לצמצם את הסיכון מוטעה של הנתונים כאשר chromatograms לא מיושרים באופן מושלם. אנו מציגים שיטה לניתוח מהיר מתחם נדיפים בפרי. , הכנת נתונים רכישה וטיפול נהלים לדוגמה הם דנו גם.

השיטה המהירה לניתוח מתחם נדיפים בפרי מתואר. התרכובות נדיפים הנמצאים אמיץ של homogenate המדגם מופרדות במהירות זוהה עם כרומטוגרפיה אולטרה מהיר גז (GC) יחד עם גל משטח אקוסטי (SAW) חיישן. נוהל לטיפול נתונים וניתוח נדון גם.

שינויים פיזיולוגיים רבים ומגוונים מתרחשים במהלך הבשלת הפרי, כולל התפתחותו של תערובת נדיפה ספציפית המאפיינת את הפרי...

המטרה הכללית של פרוצדורה זו היא לבצע ניתוח מהיר של תרכובות נדיפות בפרי. הדבר משיג תחילה על ידי חיתוך והומוגניזציה של רקמת הפרי. לאחר מכן, שלב האדים שמעל דגימת הנוזל מנותח באמצעות האף האלקטרוני.בעקבות ניתוח באמצעות אף אלקטרוני, הנתונים מיוצאים ועוברים טרנספורמציה. השלב הסופי של הפרוצדורה הוא זיהוי חלונות של מדד covas ואיחוד הפסים תחת תווית מדד covas אחת באמצעות הממשק הגרפי. בסופו של דבר, התוצאות מראות כי הבדלים בשכיחות של שקיות פרי (follicles), כפי שנמדדו באמצעות אף אלקטרוני, יכולים להיות קשורים לטיפולים ניסיוניים כגון זן הפרי, רמת הבשלות ואחסון.היתרון המרכזי של טכניקה זו על פני שיטות קיימות, כגון כרומטוגרפיה גזית מסורתית, הוא שהיא מאפשרת ניתוח מהיר יותר של תרכובות נדיפות בפירות. בעת ביצוע ניתוח זה, עשויים להתרחש שינויים קלים בזמני השהייה של האנליט. הדבר עלול להוביל לפירוש מוטעה של הנתונים ללא התחשבות קפדנית בתהליך יישור הפסגות.לאחר קטיף הפירות בשלב הבשלות הרצוי, יש לשטוף אותם במי ברז. בחרו פירות לאנליזה, תוך הסרת לכלוך ואבק. בהתבסס על היעדר פגמים חיצוניים ופנימיים ועל אחידות הגודל, חתכו את הפירות לאורכן לפלחים לצורך דגימת חומרים נדיפים.במידת הצורך, הסר זרעים מהקליפה, רקמה מחלל הזרעים או את הגלעין. בחירת הרקמה חייבת להיות עקבית לאורך כל הניסוי, ויש להביא בחשבון שונות בתוך פרי בודד. לדוגמה, יש לדגום באופן שווה מחלקים מהקוטב של הפרי (אזור הפריחה) ומקצה הגבעול.שלבו את רקמת הפרי שנבחרה, ערבבו אותה כדי להבטיח אקראיות ולאחר מכן שקלו 200 גרם לתוך בלנדר מסחרי. הוסיפו 200 milliliters של תמיסת calcium chloride רוויה. ה-calcium chloride נועד לשמש כמעכב של פעילות אנזימטית, העשויה להתרחש לאחר חיתוך והומוגניזציה של בשר הפרי.לאחר מכן, הוסיפו 50 µL של תמיסה בריכוז 100 mM של two methyl butyl isoate במתנול. תמיסה זו מתווספת כסטנדרט פנימי כדי לנטר אובדנים אפשריים של תרכובות נדיפות במהלך תהליך ההומוגניזציה. לאחר מכן, בצעו הומוגניזציה לתערובת בבלנדר מעבדה למשך 30 שניות במהירות של 18,000 RPM.לאחר מכן, שפכו מיד לבקבוקר זכוכית ואטמו בעזרת מכסה טפלוני. שמרו את ההומוגנאט בבקבוק עד להכנת כל הדגימות. העבירו באמצעות פיפטה מנות של 5 mL של מיץ ללא קצף למבחנות זכוכית קטנות (vials) בצבע ענבר בנפח 20 mL, תוך הכנת לפחות שלוש מבחנות עבור כל דגימה.כדי שישמשו כחזרות טכניות. אטמו את המבחנות עם פקקי ברגי פלדה המצוידים במחיצות סיליקון טפלון. בשלב זה, ניתן לנתח את הדגימות באופן מיידי או להקפיאן בהקפאה מהירה בחנקן נוזלי ולאחסנן בטמפרטורה נמוכה במיוחד לצורך ניתוח מאוחר יותר.טען את שיטת האנליזה המתאימה למכשיר ה-Xenos. הזן את הפרמטרים כפי שמופיעים בפרוטוקול הכתוב. חבר מחט מפל אל חלד עם קצה שאינו דוגם (non coring tip) לכניסה של ה-xenos.נקה את המערכת מספר פעמים באמצעות אוויר סביבתי עד שהקו הבסיסי יהיה יציב ולא יזוהו שיאים הגדולים מ-200 counts. התכונן לכיוון המכשיר על ידי החדרת מחט למחיצה (septum) של בקבוקון המכיל תמיסה של straight chain acas כדי לשחרר את הלחץ. לאחר מכן, הכנס את המחט המחוברת לכניסת המכשיר אל תוך המחיצה.בצע את הכיול על ידי הפעלת דגימה של המרחב העליון (headspace). תוצאת הכיול משמשת את תוכנת המכשיר להמרת זמן השהייה של הפסגות הרלוונטיות מיחידות זמן למדד covas או יחידות KI. כתוצאה מכך, לאחר כיול המערכת, זמני השהייה מדווחים ביחידות KI.התחילו בניתוח הדגימה לאחר שיווי משקל של הדגימה למשך 30 דקות, על ידי החדרת המחטים אל הספטום של בקבוקון הדגימה. בצעו זאת כפי שנעשה עבור התמיסה של acas בעלי שרשרת ישרה. הפעילו את דגימת ה-headspace ידנית על ידי לחיצה על כפתור ההפעלה (play), מה שיגרום להפעלת המשאבה ולשאיבת האדים הנמצאים מעל הדגימה.בסיום האנליזה, מופיע כרומטוגרם על המסך והחיישן מחומם באופן אוטומטי ל-150 °C למשך 10 שניות לצורך ניקויו. כאשר תיבת מצב המערכת הופכת שוב לירוקה, המכשיר מוכן לאנליזה של דגימה נוספת. כדי להבטיח קו בסיס (baseline) יציב וניקוי תקין של המערכת, יש להריץ לפחות ריקון אוויר (air blank) אחד בין כל דגימה.נתחו לפחות שלושה שחזורים טכניים לכל דגימה, וכן בקרות של מבחנות ריקות (vial blanks). ייצאו את הנתונים לקובץ Microsoft Excel לאחר הרכישה באמצעות פונקציית ה-log stored data בתוכנת Mense. לאחר ייצוא הנתונים, הוסיפו עמודות המכילות תוויות עבור המשתנים והשחזורים.ניתן להמיר את פורמט הנתונים המיוצא מתוכנת המכשיר לצורך מניפולציה קלה יותר באמצעות סקריפט Python 0.6 שנוצר במעבדה זו. שם קובץ המקור ושם הגיליון עבור נתוני הקלט, וכן שם הקובץ הרצוי לפלט, נערכים ישירות בתוך הסקריפט. סקריפט זה מקל על מניפולציה וניתוח של נתונים באמצעות זיהוי של kis ייחודיים בכל הדגימות.הנתונים סודרים מחדש כך שמידע על הדגימות מופיע בשורות וערכי KIS ייחודיים בעמודות, כאשר כל תא מייצג את שטח הפסגה המתאים. אם לא זוהתה פסגה עבור ערך KI מסוים בדגימה, התא התואם נשאר ריק. לאחר מכן, באמצעות סקריפט שני שהופק מיבוא מעבדה זה, נעשה שימוש בנתונים מהקובץ שנערך בשלב הקודם.הניתוח מבוסס על צפייה ובחינה של מספר הפעמים שבהם każdego ערך KI זוהה. לפיכך, התוכנית מציגה גרף עמודות של פגיעות KI. עבור כל ערך KI, העריך את פגיעות ה-K של תתי-קבוצות ספציפיות של דגימות, תוך ניתוח של כל קבוצת חזרות טכניות יחד.כדי לעשות זאת, נתחו כל טיפול או משתנה בנפרד על ידי סימון או ביטול סימון של התיבות המתאימות. לאחר זיהוי הרוחב של כל חלון KI באמצעות הממשק הגרפי, בחרו באופן אקראי חלק מהכרומטוגרמות המתאימות. בתוכנת mense העריכו שיאים חופפים בין החזרות הטכניות.לאחר זיהוי חלון ה-KI, נעשה שימוש בתכונת המיזוג (merge) בממשק הגרפי כדי למזג את ה-KIS הנופלים בתוך החלון אל ה-ki המאוכלס ביותר. לחצו על כפתור המיזוג כדי להפעיל את התכונה ובחרו את ה-ki המאוכלס ביותר במרכז החלון באמצעות לחיצה שמאלית על העמודה המתאימה. ברגע שהעמודה נבחרה, צבעה ישתנה לירוק; כדי למזג את ה-KIS הנופלים בתוך החלון אל ה-ki שנבחר, לחצו לחיצה ימנית על העמודות המתאימות.פעולה זו גורמת לסרגים להפוך לאדומים, בעוד שסרג כחול באורך תואם מתווסף מעל ה-ki המרכזי. לאחר שכל ה-kis שנבחרו מוזגו לתוך ה-ki המרכזי המתאים, לחץ שנית על כפתור המיזוג כדי לאשר את השינויים. פעולה זו גורמת לכפתור המיזוג להפוך לצהוב במקרה של טעויות.כפתור ביטול המיזוג (unmerge) זמין גם לביטול מיזוג. לחצו על כפתור ביטול המיזוג בממשק הגרפי. לאחר מכן, לחצו קליק ימני על הפס האדום שברצונכם לבטל את מיזוגו.הפס הופך מאדום לכחול. לחץ שוב על כפתור ה-un merge כדי לקבל את השינויים. אם תנסה למזג באופן שגוי שני שיאים במדגם בודד לערך KI אחד, תודפס הודעת שגיאה.לאחר שכל פעולות המיזוג נשמרו, יש לשמור את הקובץ לפני המעבר לניתוח סטטיסטי; הכרומטוגרמות של בלאנק האוויר ובלאנק הבקבוקים מנותחות כדי לנטר זיהומים אפשריים. ברגע שזוהו ה-ki של השיאים והבלאנקים, הפחיתו את שטח השיא שהתגלה בבלאנק האוויר ו/או בבלאנק הבקבוקים משטח השיא הקיים. בדגימה, האף האלקטרוני הצליח לזהות הבדלים בפרופילים הנדיפים בין פירות מלוני שנאספו בשלבי בשלות שונים.מוצגים כאן דוגמאות לכרומטוגרמות מפירות בשלים מוקדם ומפירות בשלים לחלוטין, החושפות את ההבדלים בשטח הפסגאות. עבור מספר פסגאות רבות, זוהו חלונות של 20 K בכל הדגימות. ניתוח של השונות הראה כי מבין חלונות אלו, השפעות של 14 פסגאות שזוהו על ידי האף האלקטרוני השתנו באופן משמעותי בין שני שלבי הבשלות. כאן, שפע הפסגאות של הפירות הבשלים מוקדם עבור כל אחד מחלונות אלו מסומן בירוק, ושפע הפסגאות של הפירות הבשלים לחלוטין מסומן בכתום.לאחר השלמת פרוצדורה זו, ניתן לבצע שיטות נוספות, כגון כרומטוגרפיה של גזים בשילוב עם ספקטרומטריית מסות, במטרה לזהות את הרכיבים התואמים לפסגות בודדות באף האלקטרוני לאחר פיתוחו. טכניקה זו תספק כלי ניתוח מהיר ותאפשר לחוקרים בתחומי הפתולוגיה של צמחים, פיזיולוגיה של צמחים, ביולוגיה לאחר קטיף ומדעי המזון לבחון שינויים בהרכב החומרים הנדיפים בפירות כפונקציה של בשלות, זן או אחסון. לאחר צפייה בסרטון זה, תהיה לכם הבנה טובה לגבי האופן שבו ניתן לנתח במהירות תרכובים נדיפים באמצעות אף אלקטרוני ולבצע יישור פסגות (peak alignment) באמצעות הממשק הגרפי שלנו.

fruit-volatile-analysis-using-an-electronic-nose

Research

JoVE Journal

Biology

ביולוגיה

משני יינון electrospray ספקטרומטריית מסה (SESI-MS) מאפשרת זיהוי של תרכובות אורגניות נדיפות (VOCs) ללא צורך המקדים כל המדגם. פרוטוקול זה מספק הוראות לאפיון (בתוך דקות) המהירה של VOCs חיידקי באמצעות SESI-MS.

נדיפים חיידקית משנית אפיון באמצעות Ionization electrospray ספקטרומטריית מסה (SESI-MS)

השיטה במהירות המארחות נדיפים מסך צמחים ידי מדידת התגובה של אלקטרו orangeworm הטבור מבוגר...

המבדק Electroantennographic ככלי מיון עבור נדיפים צמחים מארח

רמזי ריח לתווך התנהגויות רבות ושונות בחרקים, ולעתים קרובות הם תערובות מורכבות מורכבות מעשרות עד מאה תרכובות נדיפות. שימוש בגז כרומטוגרפיה עם הקלטה רבה ערוצית באונת מחושי החרקים, אנו מתארים שיטה לזיהוי של תרכובות ביו.

זיהוי נדיפים חוש ריח באמצעות קלטות כרומטוגרפיה-Multi-יחידת גז (GCMR) באונת מחושי החרקים

וידאו זה מציג פרוטוקול לניתוח spectrometrical ההמוני של תרכובות רגישות תנודתי ושל חמצון באמצעות יינון השפעת אלקטרונים. הטכניקה המוצגת הינה בעיקר עניין לכימאים אורגניים, עבודה עם organyls מתכת, silanes, או phosphanes שצריך להיות מטופלים באמצעות תנאי אינרטי, כגון טכניקת Schlenk.

ניתוח של תרכובות נדיפות רגישות וחמצון באמצעות מערכת קרה מפרצון ואלקטרוני השפעה המוני ספקטרומטריית

זמן תגובה להעברת פרוטונים של ספקטרומטריית מסה של טיסה מאפשרת ניתוח רגיש גבוה, מהיר ולא פולשני של תרכובות אורגניות נדיפות. כדי להדגים את הפוטנציאל שלו, אנו נותנים שלוש דוגמאות: תסיסה של חומצת חלב של יוגורט (ניטור ביולוגי מקוון), גנוטיפים שונים של תפוחים (סינון בקנה מידה גדול) וחלל רטרו-אף לאחר שתיית קפה (ניתוח חלל האף).

PTR-ToF-MS יחד עם מערכת הדגימה אוטומטית וניתוח נתונים מותאמים למחקרים על מזון: ניטור Bioprocess, הקרנה וניתוח שטח האף

פרוטוקול עבור אפיון ההרכב הכימי של והבל הפה בזמן אמת באמצעות nanoelectrospray משני יינון מצמידים ברזולוציה גבוהה ספקטרומטר מסה הוכח.

אנליזת נשימה בזמן אמת באמצעות Nanoelectrospray משני יינון מצמידים ספקטרומטר מסה ברזולוציה גבוהה

כאן, אנו מציגים פרוטוקול לאיסוף ניחוח פרחוני אנטימיקרוביאלים מפרחים פורחים, באמצעות הליך דגימה לא הרסני.

אוסף מהיר של ניחוח פרחוני וולאטילס באמצעות מרחב ראש שיטה איסוף נדיפות עבור GC-MS מדגם תרמי

מבחינה פיזיולוגית, odorant רצפטורים מופעלים על ידי מולקולות odorant בשאיפה בשלב אדי. עם זאת, ביותר מערכות in vitro לנצל שלב נוזלי odorant גירוי. כאן, אנו מציגים שיטה המאפשרת ניטור בזמן אמת במבחנה של הפעלת קולטן odorant על odorant גירוי בשלב אדי.

בזמן אמת בחוץ גופית ניטור של הפעלת קולטן Odorant מאת Odorant בהשלב אדי

פיתחנו מתודולוגיה יעילה לדגימה וניתוח של אותות ריח כדי להבין כיצד ניתן להשתמש בהם בתקשורת בין בעלי חיים. במיוחד, אנו משתמשים במיקרו-אינטרנצ'רציה מוצקה של מרחב הראש יחד עם ספקטרומטריית גז כרומטוגרפיה-מסה כדי לנתח את הרכיבים הנדיפים של ריחות בעלי חיים וסימוני ריח.

דגימה וניתוח של אותות ריח בעלי חיים

פלטפורמת מיקרו-פרוצדורה-גז-כרומטוגרפיה של מרחב ראש-פאזה מוצקה מתוארת כאן לזיהוי וכימות מהירים, אמינים ואוטומטיים למחצה של נדיפים בפירות דומדמניות שחורות בשלים. טכניקה זו יכולה לשמש כדי להגדיל את הידע על ארומה פירות ולבחור cultivars עם טעם משופר לצורך הרבייה.

יצירת פרופילים של תרכובות נדיפות בפרי דומדמניות שחורות באמצעות מיקרו-קסטרה של שלב מוצק Headspace בשילוב ספקטרומטריית גז כרומטוגרפיה-מסה

מוצגת כאן שיטה להעשרה וניתוח המרכיבים הנדיפים של תמציות תה באמצעות אידוי טעמים בסיוע ממס ומיצוי ממס ולאחר מכן ספקטרומטריית מסה כרומטוגרפית גז, שניתן ליישם על כל סוגי דגימות התה.

ניתוח ארומת תה המבוסס על העשרת אידוי טעמים בסיוע ממס

למדו ניתוח מהיר של תרכובות נדיפות בפירות באמצעות האף האלקטרוני. השיטה כוללת הכנת דגימות, זיהוי חלונות אינדקס ויישור פיקים לניתוח מדויק של איכות וטעם.

פרי ניתוח נדיפים באמצעות האף האלקטרוני

גלה סרטונים נוספים