電子鼻を使用した果実の揮発性の分析

この手順の全体的な目標は、果物中の揮発性化合物の迅速な分析を行うことです。これは、最初に果実組織を切断して均質化することによって達成されます。次に、液体サンプルの上の気相を電子ノーズで分析します。

電子ノーズ解析に続いて、データがエクスポートされ、変換されます。手順の最後のステップは、グラフィカルインターフェースを使用して covas インデックスウィンドウを特定し、ピークを 1 つの covas インデックスラベルに統合することです。最終的に、結果は、電子鼻で測定された果実の卵胞の存在量の差が、果実の品種、成熟度、貯蔵などの実験的治療に関連している可能性があることを示しています。

この手法は、従来のガスクロマトグラフィーなどの既存の方法と比較した場合の主な利点として、果物中の揮発性化合物をより迅速に分析できることです。この分析を実行すると、分析種の保持時間にわずかな変化が生じる場合があります。これにより、ピークアライメントプロセスを慎重に考慮せずにデータが誤って解釈される可能性があります。

希望の成熟段階で果実を収穫した後、水道水ですすいでください。汚れやホコリを落とすためには、分析用の果物を選びます。外部および内部の欠陥とサイズがないことに基づいて、均質性は揮発性サンプリングに使用されるために果物を縦方向にくさびに切ります。

該当する場合は、皮膚の種子、種子の空洞組織、またはピットフルーツを取り除きます。組織の選択は実験全体を通して一貫している必要があり、単一の果実内の変動性を考慮に入れる必要があります。たとえば、サンプルは赤道の花と茎の端の部分から等しく取得する必要があります。

選択したフルーツティッシュを組み合わせ、ランダム化するために混合し、市販のブレンダーに200グラムの重量を量ります。200ミリリットルの飽和塩化カルシウム溶液を追加します。塩化カルシウムは、果実の果肉を切断し均質化した後に起こり得る酵素活性の阻害剤として作用することを目的としています。

次に、メタノール中の2つのメチルブチルイソ酸の100ミリモル溶液を50マイクロリットル加えます。この溶液は、均質化プロセス中に揮発性化合物の損失の可能性を監視するための内部標準物質として追加されます。次に、実験室用ブレンダーで混合物を18, 000 RPMで30秒間均質化します。

その後、すぐにガラス瓶に注ぎ、テフロン蓋で密封します。すべてのサンプルが調製されるまで、ホモジネートをボトルに入れておきます。泡なしのジュースの5ミリリットルアリコートを20ミリリットルのガラス琥珀バイアルにピペットで移し、サンプルごとに少なくとも3つのバイアルを準備します。

技術的な複製として機能します。バイアルをテフロンシリコンセプタムを取り付けたスチールスクリューキャップで密封します。この時点で、サンプルはすぐに分析するか、液体窒素で急速凍結して超低温で保存し、後で分析することができます。

適切な解析方法をXenosにロードします。記述されたプロトコルに記載されているパラメータを入力します。芯のない先端が付いたステンレス製の針をxenosインレットに接続します。

ベースラインが安定し、200カウントを超えるピークが検出されなくなるまで、システムを周囲空気で数回パージします。圧力を緩和するために、まっすぐな鎖のアカスの溶液を含むバイアルの中隔に針を挿入して、機器を調整する準備をします。次に、器具のインレットに接続されている針をセプタムに挿入します。

ヘッドスペースサンプリングを開始して曲を実行します。チューンの結果は、装置ソフトウェアによって使用され、言及されたピークの保持時間を時間単位からcovasインデックスまたはKI単位に変換します。したがって、システムが調整された後、保持時間は KI 単位で報告されます。

サンプルを30分間平衡化した後、サンプルバイアルの中隔に針を挿入してサンプル分析を開始します。ストレートチェーンacasの解決策のために行われたように。再生ボタンをクリックして手動でヘッドスペースサンプリングを開始すると、ポンプが作動し、サンプルの上に存在する蒸気が排出されます。

分析の最後に、クロマトグラムが画面に表示され、センサーが自動的に摂氏150度に10秒間加熱されて洗浄されます。システムステータスボックスが再び緑色に変わると、装置は別のサンプルを分析する準備ができています。安定したベースラインと適切なシステムクリーニングを確保するために、各サンプルの間に少なくとも1つのエアブランクを流します。

サンプルおよびバイアルブランクごとに少なくとも3回のテクニカルレプリケートを分析します。取得後、Menseソフトウェアのログ保存データ機能を使用してデータをMicrosoft Excelファイルにエクスポートします。データがエクスポートされたら、変数と反復のラベルを含む列を追加します。

装置ソフトウェアからエクスポートされたデータ形式は、このラボで生成されたPython 0.6スクリプトを使用して、簡単に操作できるように変換できます。入力データのソースファイル名とシート名、および出力に必要なファイル名は、スクリプトで直接編集されます。このスクリプトは、すべてのサンプルで一意のkiを識別することにより、データの操作と分析を容易にします。

データは、行にサンプル情報、列に一意のKISで並べ替えられ、各セルは対応するピーク面積を表します。サンプルの KI 値でピークが検出されない場合、対応するセルは空のままです。次に、このラボのインポートによって生成された 2 番目のスクリプトを使用して、前の手順で編集したファイルのデータを使用します。

分析は、各 KI 値が検出された回数の表示と分析に基づいています。したがって、プログラムは KI ヒットの棒グラフを表示します。各 KI 値について、サンプルの特定のサブセットの K ヒットを評価し、テクニカル反復の各グループを一緒に分析します。

これを行うには、対応するボックスをオンまたはオフにして、すべての処理または変数を個別に分析します。グラフィカルインターフェースを使用して各 KI ウィンドウの幅を特定した後、対応するクロマトグラムの一部をランダムに選択します。Menseソフトウェアでは、テクニカルレプリケート間で重複するピークを評価します。

KI ウィンドウが個別化されると、グラフィカル インターフェイスのマージ機能を使用して、ウィンドウに含まれる KIS を最も人口の多い ki First にマージします。マージボタンをクリックして機能をアクティブにし、対応するバーを左クリックしてウィンドウの中央で最も人口の多い気を選択します。バーを選択すると、バーの色が変わり、緑色に変わり、ウィンドウ内にあるKISを選択したkiにマージします。

これにより、バーが赤に変わり、対応する長さの青いバーが中央の ki の上に追加されます。選択したすべての ki が適切な中央の ki にマージされたら、もう一度 merge ボタンをクリックして変更を受け入れます。これにより、間違いがある場合にマージボタンが黄色に変わります。

マージ解除ボタンは、マージ解除にも使用できます。グラフィカルインターフェイスのマージ解除ボタンをクリックします。次に、赤いバーを右クリックして結合を解除します。

赤から、バーは青に変わります。[マージ解除] ボタンをもう一度クリックして、変更を受け入れます。1つのサンプルの2つのピークを誤って1つのKI値にマージしようとすると、エラーメッセージが出力されます。

統計分析に進む前に、すべてのマージ操作がファイルを保存したら、空気ブランクとバイアルブランクのクロマトグラムを分析して、汚染の可能性を監視します。ピークとブランクのkiが特定されたら、空気中およびまたはバイアルブランクで検出されたピークの面積を、存在するピークの面積から差し引きます。サンプルでは、電子鼻は、異なる成熟段階で収穫されたメロン果実間の揮発性プロファイルの違いを検出することができました。

ここに示されているのは、早熟果実と完熟果実のクロマトグラムの例で、ピーク面積の違いを明らかにしています 多数のピークについて、すべてのサンプルで 20 K ウィンドウが同定されました。変異体の解析により、これらの異なるkisのうち、電子鼻によって検出された14個のピークの存在量は、2つの成熟段階間で有意に異なることが示されました。ここでは、これらの各kisの早熟果実の最大存在量を緑色でプロットし、完熟果実のピーク量をオレンジ色でプロットしています。

この手順を完了した後、電子鼻の個々のピークに対応する成分を特定するために、質量分析と組み合わせたガスクロマトグラフィーなどの他の方法を実行できます。この手法は迅速な分析ツールを提供し、植物病理学、植物生理学、ポストハーベスト生物学、および食品科学の分野の研究者が、成熟度、品種、または貯蔵の関数として果物の揮発性組成の変化を調査できるようにします。このビデオを見れば、電子ノーズで揮発性化合物を迅速に分析し、グラフィカルインターフェースを使用してピークアライメントを実行する方法について十分に理解できるはずです。