ראפיד תפוקה גבוהה זיהוי מינים של חומר הבוטני באמצעות ניתוח ישיר בזמן אמת רזולוציה גבוהה ספקטרומטריית מסה

המטרה הכוללת של ניסוי זה היא לזהות את מיני החומר הבוטני באמצעות ספקטרומטריית מסה של יינון סביבתי. בשילוב עם ניתוח סטטיסטי רב משתני. שיטה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח בתחומי הכימיה והביולוגיה כגון, למשל, איזה מין של צמח יש לך על סמך טביעת האצבע הכימית שלו.

ואתה יכול גם לקבל מידע על המולקולות הביו-אקטיביות שנמצאות ברקמת הצמח. היתרון העיקרי של טכניקה זו הוא שיש צורך במעט מאוד הכנת דגימה לניתוח וניתן לרכוש את הנתונים תוך מספר דקות. ניתן להשתמש בשיטה זו גם כדי לפתור בעיות אחרות בכימיה.

לדוגמה, מעקב אחר תוצרי ביניים ותוצרים של תגובה בסינתזה אורגנית, ניתוח מטריצות מורכבות מסוגים שונים וביצוע ניתוח מרחב ראש. כדי להכין את חומר העלים הטריים של קראטום השתמש באגרוף חור בקוטר שישה מילימטר כדי ליצור צ'אדים אחידים של חומר עלי קראטום מצמח M.speciosa. חזור על תהליך זה חמש פעמים.

כדי לחלץ את אבקת הקראטום עבדו בצינור מיקרוצנטריפוגה של 1.5 מיליליטר והשעו כמות קטנה של אבקת קראטום באלי במיליליטר אחד של אתנול אחד לאחד לתערובת ממס מים. חזור על תהליך זה חמש פעמים. סוניקציה של דגימות תמצית אבקת קראטום באלי באמבט אולטראסוני למשך 30 דקות בטמפרטורת הסביבה.

לאחר מכן, צנטריפוגה דגימות תמצית אבקת קראטום באלי למשך שתי דקות בטמפרטורה של 750 פעמים G בטמפרטורת הסביבה. רוקנים את הממס מאבקה שיורית לניתוח שלאחר מכן. להכנת זרעי הדטורה פורסים זרע D.stramonium לשניים על פני המישור הרוחבי בעזרת סכין גילוח.

חזור על תהליך זה באמצעות חמישה זרעים שונים. לאחר הגדרת ספקטרומטר המסה או פרמטרי MS כמתואר בפרוטוקול הטקסט, לחץ על התחל הפעלה בתוכנת בקרת ספקטרומטר המסה כדי לנתח את עלה הקראטום. השעו את הצ'אד של חומר צמחי עלי קראטום בין מקור היונים לכניסת ספקטרומטר המסה בעזרת פינצטה עד לקבלת ספקטרום.

חזור על הליך זה חמש פעמים עם חבילות נפרדות של חומר צמחי. כדי לכייל את הספקטרום עם פוליאתילין גליקול 600 בקיצור PEG, טבלו את הקצה הסגור של צינור נימי נקודת התכה לתקן PEG. השעו את הנימים המצופים בין מקור היונים לכניסת ספקטרומטר המסה.

בחר בלחצן עצור כדי לסיים את הריצה האנליטית. לחץ על התחל הפעלה בתוכנת בקרת ספקטרומטר המסה כדי לנתח את עלה הקראטום המיובש. השעו כמות קטנה של חומר עלים מיובש בין מקור היונים לכניסת ספקטרומטר המסה בעזרת פינצטה עד לקבלת ספקטרום.

חזור על הרכישה חמש פעמים בניתוח חומר צמחי חדש בכל פעם. כייל את הספקטרום עם PEG כמו קודם ולאחר מכן בחר בלחצן עצור כדי לסיים את הריצה האנליטית. כדי לנתח את אבקת הקראטום לחץ על התחל הפעלה בתוכנת בקרת ספקטרומטר המסה.

טובלים את הקצה הסגור של נימי נקודת התכה באבקת הקראטום. השעו את הנימים המצופים בין מקור היונים לכניסת ספקטרומטר המסה עד לקבלת ספקטרום. חזור על הניתוח חמש פעמים עם נימים חדשים בכל פעם, ואחריו כיול PEG.

כדי לנתח את תמצית הקראטום טבלו את קצה צינור הנימים לתוך התמצית. תלו את הצינור הנימי במחזיק הדגימה 12 על המסילה הליניארית של ספקטרומטר המסה. חזור על הפעולה חמש פעמים עם תמצית אחרת בכל פעם.

לחץ על התחל הפעלה בתוכנת בקרת ספקטרומטר המסה. באמצעות לוח הבקרה, בחר בלחצן ההתקדמות קדימה כדי לקדם את המסילה הליניארית דרך זרם היונים בקצב של מילימטר אחד לשנייה כדי לאסוף ספקטרום. כייל את הספקטרום עם PEG כמו קודם ולחץ על עצור כדי לסיים את הריצה האנליטית.

כדי לנתח את זרעי הדטורה לחץ על התחל הפעלה בתוכנת בקרת ספקטרומטר המסה. השעו את מחצית זרעי הדטורה בין מקור היונים לכניסת ספקטרומטר המסה בעזרת פינצטה עד לאיסוף ספקטרום. ודא שהצד החתוך מכוון לכיוון מקור היונים.

חזור על הליך זה חמש פעמים בניתוח חצי זרע חדש בכל פעם. השלם את הניתוח עם כיול PEG ולחץ על עצור כדי לסיים את הריצה האנליטית. לאחר ביצוע עיבוד נתונים כמתואר בפרוטוקול הטקסט, בצע את ניתוח הרכיבים העיקרי על-ידי ניווט למקטע סיווג של תוכנת הניתוח הספקטרלי תחת הכרטיסיה התקנה ויצירת מחלקות לעיבוד נתונים על-ידי בחירה באפשרות הוסף מחלקה.

ייבא את קובצי הטקסט של הנתונים על-ידי בחירה באפשרות הוסף קבצים. הקצה קבצי נתונים למחלקת הצמח המתאימה על-ידי בחירת קבצי טקסט והגדר מחלקה עבור קבצים נבחרים. בחר מסות תכונות לאפליה מ-MS מערכת ההדרכה והגדר אחוז סף ל-1%לאחר מכן, הגדר סובלנות מסה ל-10 ובחר בניית וקטורים מקבצי נתונים.

במקטע חישוב, בצע ניתוח רכיבים עקרוני על-ידי סימון התיבה עבור גרף PCA תלת-ממדי ובחר חשב. בצע אימות צולב ללא השאר על-ידי בחירה באפשרות אימות. לאחר מכן, צור את מפת החום של הנתונים על ידי ניווט לכרטיסייה עלילת תדרים של תוכנת הניתוח הספקטרלי ובחירת מפת חום.

בחר סף נתונים שמורים כדי להגדיר את סף השפע ל- 1%ייצא את מפת החום לגיליון אלקטרוני על-ידי בחירה באפשרות שמור מפת חום ב- Excel. בתוכנית הגיליון האלקטרוני שמור את מפת החום המיוצאת כקובץ טקסט. לאחר מכן, כדי לבצע את ניתוח האשכולות ההיררכי, ייבא את מפת החום כקובץ טקסט לתוכנת אשכול 3.0.

בכרטיסיה הירארכית של אשכול 3.0 תחת תיבות הסימון גנים ומערכים, אשכול וחשב משקולות. הגדר את החתך ל-0.1 ואת המעריך לאחד. בחר אשכולות הצמדה בודדת כדי לבצע ניתוח.

לבסוף, הצג את קובץ הנתונים cdt שנוצר בתצוגת עץ Java. יינון רך מייצג ספקטרום מצב יונים חיובי של מוצרי קראטום מוצג כאן. זוהו תרכובות שבודדו בעבר מ-M.speciosa.

כולל סמנים ביולוגיים פסיכואקטיביים מיטרגינין ו-7-הידרוקסי-מיטרגינין. יינון רך מייצג ספקטרום מצב יונים חיובי של זרעי דטורה מוצג כאן. זוהו תרכובות שבודדו בעבר מהדטורה, כולל סמנים ביולוגיים פסיכואקטיביים אטרופין וסקופולמין.

עיבודי מפת חום של הנתונים ספקטרומטריים של המסה מומחשים כאן. מוצג ניתוח רכיבים עיקריים או עלילת PCA של נתוני הקראטום והדטורה. תרשים ה-PCA מראה בבירור שנתוני הקראטום ונתוני הדאטורה נפתרים היטב זה מזה.

ניתוח PCA גילה גם כי ניתן לזהות ולהבדיל בין הזנים הבודדים של קראטום והמינים השונים של הדטורה. ניתוח אשכולות היררכי או תוצאות HCA של הנתונים הספקטרליים של המסה של הקראטום והדטורה מוצגים. התוצאות של HCA חשפו בידול מחלקות, מינים וזנים אך ורק על סמך ניתוח ישיר בנתונים שמקורם בספקטרומטריית מסה ברזולוציה גבוהה בזמן אמת ואישרו את תוצאות ניתוח ה-PCA.

לאחר שליטה, ניתן לבצע טכניקה זו תוך פחות משעה בהתאם למספר הדגימות שיש לך אם נעשה כראוי. לאחר צפייה בסרטון זה, אתה אמור להבין היטב כיצד להשתמש בניתוח ישיר ובספקטומטריית מסה בזמן אמת כדי לנתח דגימות מורכבות ולהשתמש בניתוח סטטיסטי, עיבוד הנתונים כדי לקבל מידע על מינים. בעת ניסיון הליך זה חשוב להחזיק את הדגימה בזרם היונים למשך פרק זמן מתאים על מנת לרכוש ספקטרום מסה שלם של הדגימה.

טכניקה זו אפשרה לחוקרים בתחומים רבים, כולל אומיקה של צמחים, זיהוי פלילי, כימיה אורגנית ואנליטית, לחקור ניתוח של חומרים נדיפים הנפלטים על ידי צמחים, לזהות חלופות חוקיות להפקת תרופות ולנטר תוצרי תגובה בזמן אמת.