방법 논문

토양에 미생물 잔류 결정을위한 Aldononitrile 아세트산 Derivati​​zed 글루코사민과 Muramic 산성의 GC 기반 탐지

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DOI:

10.3791/3767

2012년 5월 19일

이 논문에서

요약

우리는 글루코사민과 흙에서 추출한 muramic 산성의 aldonitrile 아세트산 유도체의 GC-기반의 분석을위한 메소드 프로토콜을 설명합니다. 화학적 메커니즘의 해설 들어, 우리는 또한 유도체와 전자 이온화 따라 형성된 이온 조각의 구조를 확인하기위한 전략을 제시한다.

초록

특성화 미생물에 대한 양적 접근 방식은 생태계 내에서 미생물의 상태와 기능의 폭넓은 이해를위한 열쇠입니다. 미생물 분석을 위해 현재의 전략은 전통적인 실험실 문화에 종속적인 기술과 직접 추출 및 특정 생체 1, 2의 결정을 바탕으로 이들을 모두 포함합니다. 흙을 거주 미생물 종의 다양성 가운데 몇몇은 배양해 때문에 문화 종속적인 방법은 상당한 편견, biomarker 분석의 부재 제한을 소개합니다.

글루코사민, mannosamine, galactosamine 및 muramic 산성이 잘 토양 시스템 3의 가장 중요한 성분은 이러한 글루코사민 (가장 풍부)와 muramic 산성 (고유 세균 세포에서)으로 인해 생활과 죽은 미생물의 질량 모두 대책을 역임했습니다 4. 그러나 분석에 대한 지식의 부족은 과학적인 또래 간의 폭넓은 보급을 제한합니다. 모든 exi 중에서aldononitrile로 derivatization를 분석 방법을 아프게하는 것은 GC 기반의 분석을 다음 acetates 최적의 정밀도를 균형에 관하여 좋은 옵션으로 떠오르고, 감도, 단순, 샘플 보관 5시 좋은 색층 분리, 안정성.

여기서는 aldononitrile의 acetates에 대한 그들의 변환 후 토양에서 글루코사민과 muramic 산성의 안정적이고 비교적 간단한 분석을 위해 상세한 프로토콜을 소개합니다. 프로토콜은 주로 4 단계를 구성되어 산성 소화, 샘플 정제, derivati​​zation 및 GC 결정합니다. 단계별 절차는 옛 간행물 6, 7에 따라 수정됩니다. 또한 구조적으로 전자 이온화에 따라 형성 유도체와 그 이온 조각의 분자 이온의 유효성을 검사하기위한 전략을 제시한다. 우리는 aldononitrile 아세테이트 derivati​​zed 글루코사민과 mur의 분자량을 결정하기 위해 GC-EI-MS-SIM, LC-ESI-TOF-MS 및 isotopically 분류된 시약을 적용amic 산은, 우리는 각 파생 상품 8 이온 조각을 조사하기 위해 이온 스펙트럼에서 동위 원소 라벨이 표시된 파생 상품의 대량 교대를 사용했습니다. 이론적 해설과 더불어, 파생 및 이온 조각의 분자 이온의 유효성 검사 δ 13 C 또는 biogeochemical 연구 9, 10에서 이러한 생체 이온 조각을 사용하여 연구자에게 도움이 될 것입니다.

프로토콜

1. 샘플 준비 및 산성 추출

  1. 동결 건조 토양 샘플 필드 컬렉션 후.
  2. 볼 밀, 토양 연삭기, 또는 박격포와 유봉을 사용하여 토양 샘플을 갈아서하고 homogenize.
  3. 25 ML의 가수 분해 플라스크에 토양 샘플을 (> 0.3 MG N을 포함)의 무게.
  4. 각 가수 분해 플라스크에 10 ML 6M HCL을 추가 단단히 N 2 flasks의 가스, 뚜껑을 채운다.
  5. 자동 타이머 스위치를 사용하여 8 시간 105 ° 인큐베이터에서 C에서 Hydrolyze.

2. 샘플 정제

  1. 인큐베이터에서 flasks 제거, 실온에 좋아.
  2. 소용돌이로 믹스, 각 플라스크 ~ 100 μL 내부 표준 myo-이노시톨을 (물 1 MG ML -1) 추가합니다.
  3. ST / NS 24 / 안정성을위한 플라스틱 컵에 설정된 40 관절, 200 ML 배 모양의 flasks로 배수 플라스틱 유입​​ 경로를 설정합니다.
  4. 공간 워트 먼지 # 2 질적 동아리 (11cm 직경) 숙소와 퍼널을에 세트로.
  5. 소용돌이 각 가수 분해 플라스크를, 그리고 (당신이 더 이상의 ....

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토론

aldononitrile 아세트산 derivati​​zed 글루코사민과 muramic 산성의 분석을 위해 제시 GC 기반 방식은 토양에서 추출한 이러한 아미노산 설탕을 계량하기 위해 비교적 빠른 방법을 제공합니다. 파생 상품은 화학적으로 안정, 한 분석에서 확인할 수 있습니다. 방법은 토양 샘플에 국한되지 않고, 비 토양 매트릭스에서 샘플에 대해 간단하게 할 수 있습니다.

이 방법에 사용되는 진공 펌프는 산성에 강한 것으로 만들어졌습니다. 우리는 더 6M HCL 솔루션을 증발 때 펌프를 보호하는 기본 트랩을 설정하는 것이 좋습니다. 케어는 시약과 유리 모두를 위해 엄격하게 무수 조건을 유지하기 위해 derivati​​zation 단계 동안 촬영해야합니다. 작품은 지체없이 실시하여야한다. 유리도 550 ° C에서 muffling 또는 용매와 rinsing하여, 가끔 표시되는데, 깨끗한 있어야합니다. 안전 조치는 산, 그리고 증발하는 동안 강한 산성 증기의 취급을 위해 촬영해야합.......

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공개 사항

우리는 공개 할게 없다.

감사의 글

이 작품은 검사서 오대호 Bioenergy 연구 센터 (DE-FC02-07ER64494 과학 검사서 BER 사무실)에서 교부금에 의해 지원되었다. 우리는 박사 Xudong 장 및 프로토콜을 마무리 유용한 기술적인 토론과 소중한 의견에 대한 자신의 그룹 회원들에게 감사를드립니다.

....

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
시약의 이름 회사 카탈로그 번호
Muramic 산 시그마 - 올드 리치 M2503-25MG
D-(+)-글루코사민 염산염 시그마 - 올드 리치 G1514-100G
N-메틸-D-glucamine 시그마 - 올드 리치 M2004-500G
Myo - 이노시톨 피셔 과학 A307003G025
메탄올 (건조) Acros의 유기물 AC3269500​​10
4 - 디메틸 아미노 - 피리딘 Acros의 유기물 AC148270050
에틸 아세테이트 VWR 인터내셔널 BJGC100-4
Hydroxlamine 하이드로 클로라이드 피셔 과학 H330-100
피리딘 피셔 과학 P368-500
아세트산 무수물 피셔 과학 A10-100
Dichloromethane (메틸렌 클로라이드) 피셔 과학 D37-500
헥산 피셔 과학 H303-4
염산의 산성 (6M) 피셔 과학 S456-4
히드록 실 아민 하이드로 클로라이드 -15 N 아이콘 서비스 IN5280
아세트산 무수물 -2 H (D 6 C 4 O 3) Acros의 유기물 AC174670050
D-글루코오스-U -13 C 캠브리지 동위 원소 연구실 CLM-1396-1
암모늄 sufate -15 N 캠브리지 동위 원소 연구실 NLM-713-1
장비의 명칭 회사 유형
급속 Vap LabConco 790,002
Vacum 펌프 KNF Neuberger D-79112
가수 분해 플라스크 피셔 과학 06 423A
Derivati​​zation의 microvial 피셔 과학 06-100E
GC 휴렛 팩커드 6890
MS 휴렛 팩커드 5972
LC-ESI-TOF-MS 애질런트 애질런트 1200 시리즈 HPLC 시스템은 애질런트 LC / MSD-TOF로 결합

참고문헌

  1. Zelles, L. Fatty acid patterns of phospholipids and lipopolysaccharides in the characterisation of microbial communities in soil: a review. Biology and Fertility of Soils. 29, 111-129 (1999).
  2. Kirk, J. L. ....

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재인쇄 및 허가

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