Name: שיטה ערכי צבע מוחלטים למדידת תכולת ברזל צמחים (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-09-07T13:30:00.000+00:00
Duration: 7 min 12 s
Description: למד את שיטת הצבע הכחול-פרוסי לכימות מדויק של ברזל ברקמות צמחים. פרוטוקול זה מספק כלי אמין לחקר בריאות צמחים וניתוח ביוכימי.

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

עבודה זו נתמכה על ידי משרד המדע, הטכנולוגיה הלוהט על ידי מענק של המדען הראשי של משרד החקלאות (#16-16-0003).

1. לשתול חומר, תנאי הגידול
<ol><li>זרע זרע אחד טבק (לדבורי לסאמסון) לכל 5 ס"מ x 5 ס"מ סיר מלא בינונית בסיר רגיל. מניחים את הסירים על המגשים. לגדל את הצמחים בחדר גדילה בתנאים יום ארוך (16/8 h/כהה) בטמפרטורה קבועה של 23 מעלות צלזיוס. להשקיית עם מי ברז עד ניקוז המים מהסיר.</li>
	<li>לאחר ימים 50±5, להתחיל טיפולים Fe ההשקייה, לפי ריכוז המתאימים לניסוי. לדוגמה, השתמשנו מגוון של ריכוזי ברזל מ- 0 עד 6 מ מ, שיושלם על-ידי chelator מסיסים Fe (Fe EDDHA). להשקיית הצמחים עם הפתרון המתאים בכל יומיים (כדי למנוע התייבשות) 6-8 ימים.</li>
</ol>2. הכנת את העלים למדידה ברזל
הערות: כל החומרים כדי לשמש חייבים להיות נטולי ברזל כדי להפחית את הסיכון של זיהום ברזל. מכתש ועלי פעמיים עם 4% HCl פתרון יבש ונקי עם נייר סינון בכל פעם לפני השימוש. אם היא להשתמש בכל חומר, זה פעמיים עם 4% HCl פתרון יבש ונקי עם נייר סינון.
<ol><li>לנתק את העלים מן הגבעול בכתב יד, באמצעות כפפות (אל תשתמש כל ציוד מתכת). השתמש בערך 10 גרם של עלים (משקל טריים) עבור כל דגימה. נקה כל עלה עם כפול מים מזוקקים (DDW) באמצעות בקבוק ספריי. השלב זה חשוב למנוע זיהום Fe.</li>
	<li>לייבש את העלים על מגבת נייר, לשים אותם בשקית נייר. להעביר את שקיות נייר תנור בטמפרטורה קבועה של 80 מעלות צלזיוס במשך 2-3 ימים.</li>
	<li>כאשר יבש, למחוץ את העלים כדי אבקת באמצעות פצצות מרגמה, איחדו העברת צינורות פלסטיק סטרילית 15 מ"ל.</li>
</ol>3. שריפת העלים לאפר
הערות: השימוש של פתרון pH נמוך (קרוב ל 0) של HCl נועד להגביר את מסיסות ברזל. צמר סלעים משמש כדי למנוע בריחה את המבחנה במהלך שריפת הגזים.
<ol><li>שוקלים בקבוקון נצנוץ חדש, אטום בפטרת ללא המכסה. שים לב לערך או להגדיר את הערך אפס באמצעות לחצן טרה. להוסיף עלים יבשים כתוש (דוגמה) למבחנה.</li>
	<li>שוקל את הדגימה ואת מיכל ורשום את הערך. סגור את המבחנה עם צמר סלעים.</li>
	<li>שוקל 3 מבחנות נוספות מבלי להוסיף דוגמאות ורשום את הערכים שלהם. את שתי המבחנות ישמש כפקדי כדי להעריך את כמות צמר סלעים יכול שהובילו לכך כל עלייה קטנה במשקל לדוגמה.</li>
	<li>למקם את הבקבוקונים מדגם ושליטה תנור, להתחיל לצרוב באמצעות השלבים הבאים טמפרטורה: בטמפרטורת החדר, עלייה מהירה 425 ° C, ו, לבסוף, 425 מעלות צלזיוס למשך 4 שעות. בזמן הזה, שהעלים היבשים הפכו לאפר.</li>
	<li>ומצננים את דגימות עד כ 100 ° C. אבל לא מתחת לטמפרטורה זו על שני השלבים הבאים למנוע לחות, אשר יכול להשפיע על המשקל הסופי של המדגם. באמצעות כפפות כבדות, הסר את הדגימות בכבשן עם פינצטה, מחזיק את הצנצנת מבחינה חיצונית וגם מבחינה.</li>
	<li>מניחים את הבקבוקונים על משטח שטוח, להסיר את צמר סלעים ולסגור את הבקבוקונים בשלמותם המקורי שלהם.</li>
	<li>שוקל את הבקבוקונים שליטה 3 (ראה 3.3) ולחשב שלהם במשקל ממוצע. אם במשקל שווה או מעל 1% ממשקל האפר (ראה שלב 4.2), השתמש בערך זה כהערכה לשגיאת המדידה.</li>
</ol>4. מכינים את האפר למדידה ברזל
הערות: ריכוז הברזל הסופי במדגם הראשונית מחושבת המשקל של האפר מחולק נפח נוסף של HCl.
<ol><li>להכין פתרון HCl 1 מ' (4% HCl) על-ידי הוספת מ"ל של פתרון מניות של HCl 37% 87.5 מ ל DDW (בבקבוקון פלסטיק או זכוכית).</li>
	<li>שוקל צינור פלסטיק 15 מ"ל, שים לב לערך או להגדיר את הערך אפס באמצעות לחצן טרה. להעביר את האפר הצינור, שוקל, שים לב לערך. זהו המשקל אפר.</li>
	<li>הוסף 5 מ של 1 M HCl האפר. לסנן את האפר דרך מסנן מיקרומטר 22 ולהוסיף אוטם 5 נוספים של 1 M HCl דרך המסנן אותו.</li>
	<li>עוצמת הקול הסופי צריך להיות 10 מ"ל. שימו לב כי חלק מהפתרון יאבדו במסנן. הערה: הדגימות. אתה מוכן למדידה Fe FAAS או באמצעות פעולת השירות כחול פרוסי.</li>
	<li>הופכים את עקומת כיול עם ריכוז Fe נמדד לפי מסות אטומי ולפי השיטה כחול פרוסי (ראה איור 4) עבור כל מיני צמחים. לאחר מכן, ניתן למדוד ריכוז Fe בשיטה כחול פרוסי לבד.</li>
</ol>5. מדידת ריכוז Fe מאת FAAS
<ol><li>הסר 4 מ"ל כל מדגם למדידה מאת FAAS.</li>
	<li>לחלק את התוצאות שהתקבלו המדידה FAAS לפי המשקל של האפר. לחלק את הערך שהתקבל ב- 0.01 (כי האפר היו solubilized ב- 10 מ ל). הערך המתקבל הוא ריכוז הברזל לכל גרם אפר (ppm).</li>
</ol>6. הכנת את כחול פרוסי מכתים פתרון
<ol><li>להכין a 4% כחול פרוסי פתרון על-ידי הוספת 4 g K4Fe(CN)6 עד 100 מ"ל DDW ו מערבולת (אמצעי אחסון אחרים ו/או ריכוז יכול לשמש עבור דרישות שונות). יצוין, כי במחקר זה, פחות מרוכזים פתרון כחול פרוסי (20%) שדווחה בעבר14 היה בשימוש.</li>
	<li>לשמור את הפתרון בחושך ב 4 ° C עד השימוש. הפתרון הוא יציב במשך 6 חודשים כאשר הוא מאוחסן בתנאים.</li>
</ol>7. הפקת את עקומת כיול עבור השיטה כחול פרוסי באמצעות FAAS תוצאות
הערה: לחשב את ריכוז הברזל באפר באמצעות הנוסחה הבאה <img alt="Equation" src="/files/ftp_upload/57408/57408eq1.jpg">משוואה 1 C: ריכוז, v: לדגום נפח, w: אפר משקל (g).
<ol><li>מערבבים 0.50 מ של פתרון כחול פרוסי, מ 0.50 ל 1 M HCl. זה ישמש הפתרון ריק.</li>
	<li>לערבב 0.5 מ של דגימה (האפר 4% HCl, כמתואר בסעיף 3) ו- 0.5 מ של פתרון כחול פרוסי (שלב 6.1) על ידי pipetting. המתן לפחות 1 דקה אך לא יותר מחמש דקות. לאחר 5 דקות, שקיעת הדגימות תתרחש.</li>
	<li>להעביר את התערובת cuvette ולמדוד OD-715 nm באמצעות ספקטרופוטומטרים. שים לב לערך.</li>
	<li>לחלק את הערך OD (שלב 7.3) לפי המשקל אפר (שלב 3.2) של המדגם. התוצאה מייצג OD לכל גרם אפר.</li>
	<li>להתוות את הרגרסיה הליניארית בין ריכוז הברזל המתקבל המדידות FAAS (ציר Y) ואת הערכים OD (ציר X). השתמש התוצאות המתקבלות שלבים 5.2 ו- 7.4. לחשב את נוסחת הרגרסיה, Y = + bX, כאשר Y מייצג ריכוז הברזל, מייצג ספיגת מצטלבים, b מייצג השיפוע ספיגת ו X מייצג OD.</li>
</ol>8. בשיטת כחול פרוסי לקביעת רמות הברזל בדגימות אחרים מאותו סוג הצמח?
הערות: מאז עקומת כיול כבר הוקמה עבור סוג זה של הצמח, ריכוז הברזל בדוגמיות חדש מאותו סוג הצמח ניתן ישירות לחשב באמצעות הנוסחה רגרסיה ליניארית.
<ol><li>בצע את השלבים בסעיפים 3 ו- 4, ואחריו צעדים 7.1 ל 7.4.</li>
	<li>חשב את ריכוז ברזל בתמיסה תוך שימוש בנוסחה המתקבל של רגרסיה ליניארית (שלב 7.5).</li>
</ol>

<ol><li>Kobayashi, T., Nishizawa, N. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Iron+uptake%2C+translocation%2C+and+regulation+in+higher+plants%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Review+of+Plant+Biology%22%5BJournal%5D)">Iron uptake, translocation, and regulation in higher plants.</a> Annual Review of Plant Biology. 63 (1), 131-152 (2012).</li>
<li>Bradley, J. M., Le Brun, N. E., Moore, G. R. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s00775-016-1336-0">Ferritins: Furnishing proteins with iron.</a> Journal of Biological Inorganic Chemistry. 21 (1), 13-28 (2012).</li>
<li>Zielińska-Dawidziak, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plant+ferritin+-+a+source+of+iron+to+prevent+its+deficiency%5BTitle%5D)+AND+%22Nutrients%22%5BJournal%5D)">Plant ferritin - a source of iron to prevent its deficiency.</a> Nutrients. 7 (2), 1184-1201 (2015).</li>
<li>Johnson, D. C., Dean, D. R., Smith, A. D., Johnson, M. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Structure%2C+function%2C+and+formation+of+biological+iron-sulfur+clusters%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Review+of+Biochemistry%22%5BJournal%5D)">Structure, function, and formation of biological iron-sulfur clusters.</a> Annual Review of Biochemistry. 74 (1), 247-281 (2015).</li>
<li>Guo, H., Barnard, A. S. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2013/ta/c2ta00523a">Naturally occurring iron oxide nanoparticles: morphology, surface chemistry and environmental stability.</a> Journal of Materials Chemistry A. 1 (1), 27-42 (2013).</li>
<li>Hem, J. D., Cropper, W. H. <a target="_blank" href="https://pubs.usgs.gov/wsp/1459a/report.pdf">Chemistry of iron in natural water.</a> Report US Geological Survey. , 1-31 (1962).</li>
<li>Rout, G. R., Sahoo, S. <a target="_blank" href="http://www.agrsci.jp/ras/article/view/12">Role of iron in plant growth and metabolism.</a> Reviews in Agricultural Science. 3, 1-24 (2015).</li>
<li>Speretto, R. A., Ricachenevsky, F. K., Stein, R. J., de Abreu Waldow, V., Fett, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Iron+stress+in+plants+Dealing+with+deprivation+and+overload%5BTitle%5D)+AND+%22Plant+Stress%22%5BJournal%5D)">Iron stress in plants Dealing with deprivation and overload.</a> Plant Stress. 4, 57-69 (2010).</li>
<li>Tautkus, S., Steponeniene, L., Kazlauskas, R. <a target="_blank" href="https://www.shd.org.rs/JSCS/Vol69/No5/V69-No5-10.pdf">Determination of iron in natural and mineral waters by flame atomic absorption spectrometry.</a> Journal of the Serbian Chemical Society. 69 (5), 393-402 (2006).</li>
<li>Braunschweig, J., Bosch, J., Heister, K., Kuebeck, C., Meckenstock, R. U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reevaluation+of+colorimetric+iron+determination+methods+commonly+used+in+geomicrobiology%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Microbiological+Methods%22%5BJournal%5D)">Reevaluation of colorimetric iron determination methods commonly used in geomicrobiology.</a> Journal of Microbiological Methods. 89 (1), 41-48 (2012).</li>
<li>PerkinElmer. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Atomic+Spectroscopy+-+Guide+to+Selecting+the+Appropriate+Technique+and+System%22">Atomic Spectroscopy - Guide to Selecting the Appropriate Technique and System</a>. 16, (2011).</li>
<li>Wachasunder, S. D., Nafade, A. <a target="_blank" href="https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/00207230108711348">Precision and accuracy control in the determination of heavy metals by atomic absorption spectrometry.</a> Science. 58, 517-528 (2001).</li>
<li>Woods, J. T., Mellon, M. G. <a target="_blank" href="https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/i560096a013">Thiocyanate method for iron. A spectrophotometric study.</a> Industrial & Engineering Chemistry Analytical Edition. 13 (8), 551-554 (1941).</li>
<li>Perls, M. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007%2FBF01878983">Nachweis von Eisenoxyd in gewissen Pigmenten.</a> Virchows Archiv Fur Pathologische Anatomie Und Physiologie Und Fur Klinische Medizin. 39 (1), 42-48 (1867).</li>
<li>Connorton, J. M., Jones, E. R., Rodriguez-Ramiro, I., Fairweather-Tait, S., Uauy, C., Balk, J. <a target="_blank" href="https://www.biorxiv.org/content/early/2017/04/28/131888">Altering expression of a vacuolar iron transporter doubles iron content in white wheat flour.</a> bioRxiv. , 1-25 (2017).</li>
<li>de la Fuente, V., Rufo, L., Rodríguez, N., Franco, A., Amils, R. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s11104-017-3251-8">Comparison of iron localization in wild plants and hydroponic cultures of Imperata cylindrica (L.) P. Beauv.</a> Plant Soil. 418 (1-2), 25-35 (2017).</li>
<li>Hsiao, P. Y., Cheng, C. P., Koh, K. W., Chan, M. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Arabidopsis+defensin+gene%2C+AtPDF1.1%2C+mediates+defence+against+Pectobacterium+carotovorum+subsp.+carotovorum+via+an+iron-withholding+defence+system%5BTitle%5D)+AND+%22Science+Reports%22%5BJournal%5D)">The Arabidopsis defensin gene, AtPDF1.1, mediates defence against Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum via an iron-withholding defence system.</a> Science Reports. 7 (1), 1-14 (2017).</li>
<li>Johnson, D. B., Kanao, T., Hedrich, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Redox+transformations+of+iron+at+extremely+low+pH%3A+Fundamental+and+applied+aspects%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Microbiology%22%5BJournal%5D)">Redox transformations of iron at extremely low pH: Fundamental and applied aspects.</a> Frontiers in Microbiology. 3, 1-13 (2012).</li>
<li>Stumm, W., Lee, G. F. <a target="_blank" href="https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ie50614a030">Oxygenation of ferrous iron.</a> Industrial & Engineering Chemistry. 53 (2), 143-146 (1961).</li>
<li>Jones, A. M., Griffin, P. J., Collins, R. N., Waite, T. D. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0016703714005663">Ferrous iron oxidation under acidic conditions - The effect of ferric oxide surfaces.</a> Geochimica et Cosmochimica Acta. 145, 1-12 (2014).</li>
<li>Hawkesworth, C. J., Kemp, A. I. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evolution+of+the+continental+crust%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Evolution of the continental crust.</a> Nature. 443 (7113), (2006).</li>
<li>Thompson, L. M. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aThompson%2C+LM+%22Soils+and+soil+fertility%22">Soils and soil fertility</a>. Louis, M., Troeh, F. R., Thompson, L. M. , (1973).</li>
<li>Krueger, B. J., Grassian, V. H., Cowin, J. P., Laskin, A. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1352231004006442">Heterogeneous chemistry of individual mineral dust particles from different dust source regions: The importance of particle mineralogy.</a> Atmospheric Environment. 38 (36), 6253-6261 (2004).</li>
<li>Bewick, V., Cheek, L., Ball, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Statistics+review+7%3A+Correlation+and+regression%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Critical+Care%22%5BJournal%5D)">Statistics review 7: Correlation and regression.</a> Journal of Critical Care. 7 (6), 451-459 (2003).</li>
<li>Asuero, A. G., Sayago, A., González, A. G. <a target="_blank" href="https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/10408340500526766">The correlation coefficient: An overview.</a> Critical Reviews in Analytical Chemistry. 36 (1), 41-59 (2006).</li>
<li>JoVE Science Education Database. Analytical Chemistry. Calibration Curves. , Journal of Visualized Experiments. Cambridge, MA. Available from:
 <a target="_blank" href="https://www.jove.com/science-education/10188/calibration-curves">https://www.jove.com/science-education/10188/calibration-curves</a> (2018).</li>
</ol>

המחברים אין לחשוף.

מדידה ברזל ברקמות הצמח חשוב מאוד להעריך את ההשפעות של השקיה או תנאים סביבתיים אחרים. כאן, אנחנו תיאר שיטה קלה ומדויקת ערכי צבע מוחלטים למדידה תוכן Fe טבק העלים, אשר ניתן להתאים בקלות מיני צמחים ורקמות אחרות.
תוך אופטימיזציה של תנאי עבור פעולת ערכי צבע מוחלטים, השתמשנו pH נמוך בינוני (pH < 1.0) כדי לאפשר מסיסות ברזל. תהליך השריפה בוצעה כדי לשחרר את כל סוגי הברזל ולהבטיח כי נוכח הדגימות חומציות לשנות את התוצאות. לגבי זיהום ברזל, אחד צריך לזכור כי 6.7% של קרום כדור הארץ מורכב תחמוצת ברזל מינים (ל...

הברזל (Fe) הוא micronutrient חשוב בכל היצורים החיים. בצמחים, זה micronutrient חיוני1 בגלל מעורבותה תהליכים בסיסיים, כגון נשימה, פוטוסינתזה, כלורופיל ביוסינטזה. הצטברות גבוהה של ברזל חינם יונים מזיק לשתול תאים עקב תגובות מוביל שחרור של רדיקלים חופשיים גורם סטרס חמצוני. כדי לשמור על הומאוסטזיס ברזל בתוך התא צמח, יונים המאוחסן וקואלות, מבודדות בתוך ferritins, חלבון הכלובים מעורבים ישירות הומאוסטזיס ברזל2 ומבנה האחסון העיקרי של ברזל בכל היצורים החיים. במקביל, אנמיה מחוסר ברזל משפיע על חלק ניכר של האוכלוסייה האנושית, וכתוצאה מכך הצורך הגובר צמח Fe biofortification. בשל תכונותיו הייחודיות של הצמח קשירת ברזל, העשרת מזון עם קשירת ברזל-ברזל מציע אסטרטגיה מבטיח להילחם בבעיה הזאת של תת-תזונה3.
יונים של ברזל הם בעיקר שנמצאו שתי חמצון מדינות, כלומר ברזלי (כלט Fe2 + או ברזל (II)), ferric (כ Fe3 + או ברזל (III)) טפסים. כמה צורות אחרות של ברזל, כגון ברזל אשכולות4, ניתן למצוא גם בתאים. Fe מאוחסן בתור תחמוצת ברזל בתוך התא, באופן טבעי צורות hematites (Fe2O3), ferryhidrites ((Fe3 +)2O3•0.5 H2O) תחת תנאים פיזיולוגיים5. והידרוקסידים שהוקמה ב תגובות אלו, במיוחד את הטופס ferric, יש מסיסות נמוכה מאוד. ברזל השמירה מושפע וכתוצאה מכך רמת ה-pH של התמיסה, במידה רבה במצב מוצק מעל pH 56.
בהתחשב המסיסות המסכן תגובתיות גבוהה של Fe, את ההעברה בין הצמח רקמות ואיברים חייב להיות מקושר עם מולקולות chelating מתאימים. יתר על כן, המדינות חמצון-חיזור בין צורות ומתכות ferric1 חייבים להיות מבוקרים. בתוך עלים, כ- 80% של הברזל הוא נמצא תאים פוטוסינתטיים, עקב שלה תפקידים חיוניים במערכת התחבורה אלקטרון, ביוסינטזה של cytochromes, כלורופיל, מולקולות אחרות heme, ואת היווצרות Fe-S אשכולות7. במקרה של ברזל עודף בתוך התא, העודף הוא translocated לתוך חלולית שבו המתכת מאוחסן בקשירת ברזל מולקולות8.
ניתן למדוד ברזל ברקמות הצמח על ידי מספר שיטות, כולל להבה בליעה אטומית ספקטרוסקופיה9 (FAAS) או מבחני ערכי צבע מוחלטים10, לשעבר להיות הרבה יותר מדויק מאשר לאחרון. FAAS היא טכניקה מאוד מדויקת המאפשר לנו לקבוע הרכב היסודות של מדגם על בסיס הפליטה האלקטרומגנטית של הרכיבים הבודדים. FAAS ממיר יונים מתכתיים למדינות אטומי מאת להבה-חימום של המדגם, המוביל עירור יון פליטה של גל מסוים יון נתון יחזור למצבו הקרקע. פליטת היונים שונה המופרדים באמצעות monochromator, זוהה על ידי חיישן הקליטה11. FAAS מגישה לכן ישירות לכמת ריכוזי ברזל. טכניקות אחרות המדגימה ברזל ברקמות ביולוגיות זמינים, אולם. מצמידים inductively פלזמה המוני ספקטרוסקופיה (ICP-MS)12 היא טכניקה מאוד מדוייק למדידת ברזל ויסודות קורט אחרים אבל העדר ציוד, גם FAAS וגם ICP-MS, היא בעיה נפוצה. מצד שני, ברזל המדידה על-ידי thiocyanate colorimetry13 חסר דיוק, לא יצליח לזהות וריאציות קטנות בין דגימות. כחול פרוסי מכתים14,15,16,17 היא שיטה עקיפה בהתבסס על התגובה של אשלגן ferric ferrocyanide (K4Fe(CN)6) עם קטיונים Fe, ייצור צבע כחול חזק, והוא משמש לזיהוי ברזל איכותי בסעיפים היסטולוגית של רקמות הגוף.
ברזל מתכתי (אפס-עמודים ולנטיין) הוא נדיר ליתוספירה. הצורה השלטת יוניים שאינם ומורכבת של ברזל בסביבת מוכתב בעיקר על ידי כמות החמצן בסביבה, עם ברזל ברזלי להיות יחסית שופע יותר בסביבות אנאוקסיים וברזל ferric predominating באתרים אירובי. זה באחרון גם הוא דומיננטי בסביבות מאוד חומצי, למרות הסוכנים סיבתי של ברזל ברזלי חמצון לעיתים קרובות נבדלים סביבה חומצית אנאוקסיים18. מתי ברזל solubilized ב 4% HCl (pH 0) בסביבה אירובית, החלק העיקרי של הברזל מדולל קיים כפי ferric הטופס (Fe3 +)19,20.
התגובות בין יונים Fe ו- K4Fe(CN)6 הן כדלקמן:
Fe3 +: FeCl3 + K-4-Fe(CN)-6 = KFe(III)Fe(II)(CN)6¯ + 3KCl
Fe2 +: 4 FeCl2 + 2 K-4-Fe(CN)-6 = Fe4(Fe(CN)6)2 + 8 אשלגן כלורי
במחקר הנוכחי, ביקשנו אם צביעת כחול פרוסי יכול להיות שימושי עבור מדידת רמות ברזל בתמיסה.
בתחילה, נוכל לאמת את המתאם בין ריכוז Fe בתמיסה המימית מכתים כחול פרוסי. ריכוז Fe (כפי FeCl2, FeCl3 או תערובת של 1:1 של השני) בתחום פתרונות מימית נמדדה על ידי ספקטרוסקופיה אטומית והן על ידי ספיגת (OD) לאחר תוספת של כחול פרוסי. איור 1 מציג את עקומות רגרסיה ליניארית למדידות מתקבל על ידי כל שיטה. הגענו למסקנה כי השיטה כחול פרוסי יכול לשמש עבור ניתוח כמותי של ברזל ריכוז בתמיסה.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57408/57408fig1.jpg"> איור 1: regressions ליניארי בין ריכוז Fe נמדדת FAAS ואת ספיגת האור (OD, 715 ננומטר) מתקבל על ידי שיטת כחול פרוסי. ריבועים כחול וקו מייצג הפתרון2 + Fe, ריבועים אדומים וקו הפתרון3 + Fe מייצגים את ריבועים שחורים וקו מייצג תערובת 1:1 בין Fe2 + ו Fe3 +. Regressions הבאים התקבלו: [Fe2 +] = 3 + 123 x OD, r = 0.996, R2 = 0.989; [Fe3 +] = 1 + 292 x OD, r = 0.999, R2 = 0.997; ו [Fe2 + 3 +] = 11 + 146 x OD, r = 0.983, R2 = 0.956. התורם2 + Fe FeCl2 , היה התורם Fe3 + FeCl3. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57408/57408fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.</a>
להתאים את שיטת כחול פרוסי ערכי צבע מוחלטים לניתוח כמותי ברזל של רקמות הצמח, התוכן ברזל של האפר עלה טבק נמדדה על ידי להבה ספקטרום בליעה אטומית מכתים כחול פרוסי. היה מתאם טוב בין התוצאות של ידי שתי שיטות.

<table><tbody><tr><td>אשלגן Hexacyanoferrate (II)</td> <td>Fisher Chemical</td><td>14459-95-1</td><td>מגיב ליחידת מסנן המזרק Pussian Blue</td></tr><tr><td>Millex, אוורור בקבוקון 0.22 &mu; m</td><td>Millec</td><td>SLGP033RS</td><td>מסנן המשמש לסינון האפר + 4% HCl תמיסת</td></tr><tr><td>נצנוץ בקבוקונים</td><td>פישרברנד</td><td>03-337-4</td><td>משמש לשמירה על החומר הצמחי האבקתי היבש במהלך הליך השריפה.</td></tr><tr><td>מזרק חד פעמי 10 מ"ל</td><td>Medi-Plus</td><td>1931</td><td>מזרק המשמש במהלך הסינון</td></tr><tr><td>חומצה הידרוכלורית</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>231-595-7</td><td>משמש בתמיסת 4% HCl לדילול האפר ולניקוי החומרים</td></tr><tr><td>Tobacco, Nicotiana tabacum cv. Samsun NN</td><td>התקבל מפרופ' שמעון ברק ונמצא בשימוש שגרתי במעבדת</td> <td>זכאיברק ס, נג'ידאת א, היימר י, וולוקיטה מ. ויסות שעתוק ופוסט-שעתוק של הגן גליקולט אוקסידאז בשתילי טבק. ביולוגיה מולקולרית של צמחים. 1 במרץ 2001; 45(4): 399-407.</td><td>זן הטבק המשמש בפרוטוקול זה</td></tr><tr><td>צמר זכוכית (צמר סלעים)</td><td>סיגמא-אולדריץ'</td><td>659997-17-3</td><td>משמש בהליך שריפת דגימות בתנור.</td></tr></tbody></table>

שיטה ערכי צבע מוחלטים למדידת תכולת ברזל צמחים

A Colorimetric Method for Measuring Iron Content in Plants

ברזל, אחד של יסודות קורט החשוב ביותר אורגניזמים חיים, מעורב תהליכים בסיסיים, כגון נשימה, פוטוסינתזה. תוכן ברזל הוא נמוכות למדי בכל היצורים, בהיקף של צמחים כ- 0.009 אחוז משקל יבש. עד כה, באחת השיטות המדויקות ביותר למדידת ריכוז ברזל ברקמות הצמח הוא הלהבה ספקטרום בליעה אטומית. עם זאת, גישה זו הוא יקרה ועתירת ואינה דורשת ציוד ספציפי לא נפוץ למצוא צמח מעבדות. לכן, דרושה שיטה פשוטה אך מדויקת יכול לשמש באופן שגרתי. השיטה כחול פרוסי ערכי צבע מוחלטים משמש באופן קבוע ברזל איכותי מכתים בסעיפים היסטולוגית מהחי והצומח. במחקר זה, שינינו את כחול פרוסי שיטת מדידות כמותיים של ברזל טבק עלים. נוכל לאמת את הדיוק של שיטה זו באמצעות ספקטרוסקופיה אטומית והן כחול פרוסי מכתים כדי למדוד את התוכן ברזל הדגימות באותו ומצא רגרסיה ליניארית (R2 = 0.988) בין שני ההליכים. אנו מסיקים כי השיטה כחול פרוסי למדידה כמותית ברזל ברקמות הצמח הוא מדויק, פשוטה וזולה. עם זאת, הרגרסיה הליניארית המובאת כאן לא ייתכן המתאים עבור מינים אחרים של הצמח, בשל פוטנציאל אינטראקציות בין המדגם הכימית. הקמתה של עיקול רגרסיה ובכך צורך עבור מינים שונים.

כאשר פרוטוקול זה מתבצעת כהלכה, יכול לעשות קורלציה מצוינת בין התוצאות המתקבלות על-ידי השיטות ספקטרוסקופיה כחול פרוסי, אטומי. לכן, השיטה כחול פרוסי בקלות ניתן להשיג של מדידה מדויקת של ריכוז הברזל דגימות צמח, כפי שמשתקף בניסוי הבא.
צמחי הטבק היו גדל כמפורט בפרוטוקול, מושקה במים המכילים ריכוזי ברזל שונים (0, 1, 2, 3, 4, 5 או 6 מ מ) במשך 7 ימים. הצמחים היו אז שנקטפו, ניקה, יבשים למשך 3 ימים ב- 80 מעלות צלזיוס. השלבים הבאים (קרי,<...

אנו מציגים פרוטוקול פשוטה ואמינה למדידת תוכן ברזל ברקמות הצמח באמצעות השיטה כחול פרוסי ערכי צבע מוחלטים.

Iron, one of the most important micronutrients in living organisms, is involved in basic processes, such as respiration and photosynthesis. Iron content ...

רק מבחינה רפואית זה יכול לעזור לענות על שאלת מפתח בתחום הביולוגיה. כגון כיצד נוכל לכמת בקלות ברזל בדגימות ליבה של ביולוגיה. המיזם העיקרי של טכניקה זו הוא שמדובר בטכניקה קולורימטרית קלה להפקה, ומדויקת מאוד.תוך העדפת טכניקה זו, עליך להימנע מזיהום ברזל. הדגמה חזותית של שיטה זו תעזור לך להבין את שלביה השונים. כדי להתחיל בהליך זה, הכינו סירים של חמישה סנטימטרים על חמישה סנטימטרים על ידי מילויים במדיום סיר סטנדרטי.שתלו זרע טבק אחד בכל סיר. מעבירים את הצמחים לחדר גידול שנמצא בטמפרטורה קבועה, בתנאי יום ארוכים של 23 מעלות צלזיוס. להשקות במי ברז עד לניקוז המים מהעציץ, ולגדל את הצמחים במשך כ-50 יום.לאחר זמן זה, התחל טיפולי ברזל בהשקיה בריכוזים המתאימים לניסוי. השקו את הצמחים בתמיסה זו כל יומיים למשך שישה עד שמונה ימים. לאחר מכן, נתק את העלים מהגבעול ביד, והקפד לא להשתמש בציוד מתכת כלשהו.בעזרת בקבוק ריסוס מלא במים מזוקקים כפולים, נקו כל עלה. יבש את העלים על מגבת נייר ואז העביר אותם לשקית נייר. מכניסים את השקיות המלאות בעלים לתנור, מכוונים לטמפרטורה קבועה של 80 מעלות צלזיוס, למשך יומיים-שלושה.נקו את המרגמה והעלי פעמיים, עם תמיסת חומצה הידרוכלורית של 4%. והשתמש בנייר פילטר לייבוש. בעזרת המרגמה והעלי מועכים את העלים היבשים לאבקה.לאחר מכן, העבירו את האבקה לצינורות פלסטיק סטריליים של 15 מיליליטר. ראשית, שקלו בקבוקון נצנוץ חדש ואטום של 20 מיליליטר ללא מכסה. או לשים לב למשקל או לטרוף את המשקל.לאחר מכן מוסיפים את העלים המרוסקים. שקלו את הדגימה בבקבוקון, ושימו לב למשקל. השתמש בצמר סלעים כדי לסגור את הבקבוקון.שקלו שלושה בקבוקונים נוספים מבלי להוסיף דגימות, לשימוש כבקרה, תוך ציון כל משקל. לאחר מכן, העבירו את הדגימה ובקבוקוני הבקרה לתנור. שרפו את הדפים כמתואר בפרוטוקול הטקסט.לאחר מכן, הניחו לדגימות להתקרר לכ-100 מעלות צלזיוס. בעזרת כפפות כבדות ופינצטה, הוציאו את הדגימות מהתנור, והקפידו להחזיק את הבקבוקון כלפי חוץ. הניחו את הבקבוקונים על משטח ישר.הסר את צמר הסלעים וסגור את הבקבוקונים עם המכסים המקוריים שלהם. לאחר מכן, שקלו את שלושת בקבוקוני הביקורת, וחשבו את העלייה הממוצעת במשקל שלהם. אם העלייה במשקל שווה או מעל 1% ממשקל האפר, השתמש בערך זה כהערכה של שגיאת המדידה.שקלו צינור פלסטיק של 15 מיליליטר. או לרשום את המשקל או לטרוף את המשקל. לאחר מכן העבירו את האפר לצינור.רשום ערך זה, שהוא משקל האפר. לאחר מכן, הוסף לאפר חמישה מיליליטר מתמיסת חומצה הידרוכלורית טוחנת אחת. מסננים את האפר דרך פילטר של 22 מיקרומטר.לאחר מכן הוסף חמישה מיליליטר נוספים של תמיסת החומצה ההידרוכלורית המולרית דרך אותו מסנן, מה שמוביל לנפח דגימה סופי של 10 מיליליטר. לאחר מכן, הסר ארבעה מיליליטר מכל דגימה למדידה על ידי ספקטרוסקופיה אטומית. ולקבוע את ריכוז הברזל לגרם אפר כמתואר בפרוטוקול הטקסט.כדי להתחיל, הוסף ארבעה גרם אשלגן פרוציאניד ל -100 מיליליטר מים מזוקקים כפולים, להכנת התמיסה הכחולה הפרוסית. מערבולת לערבב, ומאחסנים בחום של 4 מעלות צלזיוס עד לשימוש. כשהוא מוכן לשימוש, מערבבים 50 מיליליטר תמיסה כחולה פרוסית עם 50 מיליליטר של חומצה הידרוכלורית טוחנת אחת כדי לשמש כתמיסה הריקה.לאחר מכן, השתמש בפיפטה כדי לערבב 0.5 מיליליטר של דגימה שהושגה בעבר, עם 0.5 מיליליטר תמיסה כחולה פרוסית. תנו לתערובת הזו לנוח לפחות דקה אחת, אבל פחות מחמש דקות. העבירו את התערובת הזו לקובט, והשתמשו בספקטרופוטומטר כדי למדוד את הצפיפות האופטית ב-715 ננומטר.לאחר מכן, קבע את הצפיפות האופטית לגרם אפר, ושרטט את הרגרסיה הליניארית בין ריכוזי הברזל, כמתואר בפרוטוקול הטקסט. התוצאות המייצגות מ-21 דגימות עלי טבק מראות כי ריכוז הברזל במי ההשקיה השפיע מאוד על תכולת הברזל בעלה. הספקטרום של כל 21 הדגימות המייצגות נבדק לאחר מכן בשיטה הכחולה הפרוסית.כפי שניתן לראות כאן, הספיגה ב-715 ננומטר היא אורך הגל האופטימלי בעת מדידת תמיסות המכילות ריכוזים שונים של ברזל שתיים וברזל שלוש. עקומת רגרסיה ליניארית, המתקבלת על ידי התוויית ערכי ריכוז ברזל המתקבלים על ידי ספקטרוסקופיה אטומית, לעומת ערכי הספיגה, המתקבלים בשיטה הכחולה הפרוסית, מאפשרת לנתח דגימות חדשות מאותו סוג צמח. אל תשכח שעבודה עם HCL יכולה להיות מסוכנת ביותר.ותמיד יש לנקוט באמצעי זהירות, כגון הגנה על העיניים, בעת ביצוע הליך זה. ברגרסיה הליניארית, חשוב לוודא שהתוצאות נמצאות בטווח ריאלי. לאחר פיתוחה, טכניקה זו יכולה לעזור לחוקר ביולוגיה לחקור צמחים נוספים לייצור מזון או לטיפול ביולוגי.

a-colorimetric-method-for-measuring-iron-content-in-plants

Research

JoVE Journal

Biochemistry

ביוכימיה

בסרטון זה, אנו מתארים שיטה מבוססת קולורימטריה לקביעת תכולת ברזל שאינה הם ברקמת כבד עכבר. Bathophenanthroline sulfonate משמש כמצע כרומוגני בנוכחות סוכן חיזור, אשר ממיר ברזל ברזל ברזל ברזל chelatable.

בדיקת Colorimetric מבוססת Bathophenanthroline Sulfonate: שיטה פשוטה ומהירה לכימות ברזל שאינו הם ברקמת כבד עכבר

סרטון זה מדגים טכניקה במבחנה להערכת זמינות ביולוגית של ברזל במקורות מזון מורכבים. הטכניקה משלבת סימולציה של עיכול אנושי יחד עם ספיגת ברזל על ידי תאי Caco-2 ממוינים. היווצרות פריטין תוך תאי פועלת כסמן לספיגת ברזל תאי.

Caco-2 cell bioassay: שיטה חוץ גופית למדידת זמינות ביולוגית של ברזל במקורות מזון מורכבים

סרטון זה מתאר את השיטה לכימות הפחמימות הניתנות לעיכול הקיימות ברקמות צמחים. זה עוזר לאסוף נתונים מרקמות צמחים שונות כדי לחקור אקולוגיה תזונתית, אינטראקציות צמחים-אוכלי עשב ודינמיקה של מארג מזון.

בדיקה קולורימטרית לכימות פחמימות לא מבניות ברקמות צמחים

אנחנו מדומים מערכת גאות הימית ferruginous Precambrian בטור זרימה דרך אנכי בקנה מידה במעבדה. המטרה היתה להבין כיצד פרופילים גיאוכימיים של O 2 ו- Fe (II) להתפתח כפי כחוליות תוצרת O 2. התוצאות מראות על הקמת chemocline בשל Fe (II) חמצון ידי מיוצר photosynthetically O 2.

סימולצית מעבדה של הברזל (II) -rich Precambrian ימי גאות מערכת לחקור את הצמיחה של חיידקים פוטוסינתטיים

שיטת הדגימה של רדוקס ברזל מבוססת על ספקטרומטריה של מסת פלזמה בשילוב עם דגימה בשילוב עם ניתוח קצר בריצה אחת. השיטה מנתחת במהירות ומספקת מגבלות נמוכות של כימות עבור מיני רדוקס ברזל על פני מגוון רחב של רקמות ודגימות נוזל ביולוגי.

התקנה של ספקטרומטריה של מסת פלזמה (CE-ICP-MS) לכמת את מיני ברזל רדוקס (Fe(II), Fe(III)

מאמר זה מדגים כיצד להכין ולנהל ברזל איזוטופי לא-רדיואקטיבי הקשור לטרנספרין למחקרים על הובלת ברזל בהריון עכבר. כמו כן מתוארת הגישה לכימות ברזל איזוטופי בתאי fetoplacental.

הובלת ברזל כמותית על פני שליבת העכבר In Vivo באמצעות איזוטופים של ברזל לא רדיואקטיבי

כאן, פרוטוקול למדידת התוכן ברזל שאינו heme ברקמות בעלי חיים מסופק, באמצעות בדיקה צבעונית פשוטה ומבוססת היטב שניתן ליישם בקלות ברוב המעבדות.

מדידה של תוכן ברזל רקמות שאינן Heme באמצעות בדיקת צבע מבוססת Bathophenanthroline

הבדיקה הביולוגית של תאי Caco-2 לזמינות ביולוגית של ברזל (Fe) מייצגת גישה חסכונית ורב-תכליתית להערכת הזמינות הביולוגית של Fe ממזונות, מוצרי מזון, תוספי מזון, ארוחות ואפילו משטרי תזונה. הוא מאומת ביסודיות למחקרים בבני אדם, ומייצג את מצב האמנות למחקרים על זמינות ביולוגית של Fe.

הבדיקה הביולוגית של תאי Caco-2 למדידת זמינות ביולוגית של ברזל במזון

אנו מתארים בדיקה פלואורסצנטית שיכולה לאשר במהירות ובזול את היכולת של תרכובות חדשות לכלאט ברזל. הבדיקה מודדת את יכולתן של תרכובות להתחרות בפעילות קשירת הברזל של הגשושית הפלואורסצנטית החלשה Calcein, וכתוצאה מכך עלייה ניתנת לכימות בפלואורסצנטיות כאשר מתרחשת כלציה.

שיטה פלואורסצנטית ניתנת לכימות וזולה ללא תאים כדי לאשר את היכולת של תרכובות חדשות לכלאט ברזל 

פרוטוקול זה מציג שיטות להערכת התפלגות וכמות שקיעת הברזל ברקמות, במיוחד במוח. הפרוטוקול מפרט את הנהלים להכנת דגימה, צביעת Perls/DAB, לכידת תמונה וניתוח נתונים.

הערכת שקיעת ברזל במוחם של עכברי 5xFAD על ידי צביעת Perls/DAB

עבודה זו דנה בפרוטוקול לתכנון ופיתוח מכשיר E-Eye-Enable POCT לזיהוי Fe, Cr, As ו-F בדגימות סביבתיות, דגימות ביולוגיות ומזון ומשקאות. כמעט 2000 דגימות נבדקו, והתוצאות תואמות את טכניקת תקן הזהב.

טכניקת חישת עין אלקטרונית מתקדמת מונחית TD-DFT לכימות באתר של Fe, Cr, F ו-AS בדגימות סביבתיות, ביולוגיות ומזון

למד את שיטת הצבע הכחול-פרוסי לכימות מדויק של ברזל ברקמות צמחים. פרוטוקול זה מספק כלי אמין לחקר בריאות צמחים וניתוח ביוכימי.

שיטה ערכי צבע מוחלטים למדידת תכולת ברזל צמחים

גלה סרטונים נוספים