Name: 전자 코를 사용하여 과일 휘발성 분석 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-03-30T13:00:00.000+00:00
Duration: 11 min 2 s
Description: 배우세요 과일 휘발성 화합물을 전자 코로 신속 분석하는 방법을. 균질화, 증기상 분석, 데이터 처리를 통해 품종, 성숙도, 저장 조건에 따른 차이를 효율적으로 파악할 수 있습니다.

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저자는이 분석을 위해 멜론 열매를 제공해 주셔서 빌 Copes을 (해리스 모란의 종자 회사, 데이비스) 감사합니다. 이 프로젝트는 특수 작물 연구 사업 경쟁력 보조금 프로그램에서 지원하는 것은 아무런을 부여 없습니다. 식량 농업의 USDA 국립 연구소에서 2009-51181-05783.

1. 샘플 준비 <ol><li> 원하는 성숙도 단계에서 수확 과일. 먼지와 먼지를 제거하기 위해 수돗물로 씻어. </li><li> 외부 및 내부 결함, 그리고 크기 균질성의 부재를 기반으로 분석을 위해 과일을 선택합니다. </li><li> 휘발성 시료 채취에 사용되는 웨지로 길이 방향 과일을 잘라. 해당되는 경우, 피부, 씨앗, 씨앗 캐비티 조직, 또는 구덩이를 제거합니다. 과일 조직 선택 실험을하는 동안 일관하게 하나의 과일 (즉, 똑같이 적도, 꽃과 줄기 끝 부분에서 샘플을 얻을) 이내에 계정 다양성을 고려한다. </li><li> 선택한 과일 조직을 결합, 그것을 무작위하기 위하여 그것을 섞어 다음 믹서에 200g을 달다. </li><li> 포화 CaCl 2 용액 (20에서 372.5 g ° C, 탈이온수 500 ML) 및 2-methylbutyl의 100 MM 솔루션 메탄올에 isovalerate 50 μL 200 ML을 추가합니다. CaCl의 2 효소 교류의 억제제 역할을하기위한 것입니다절단 및 과일 살을 homogenizing 후 발생할 수 tivity. 2 Methylbutyl isovalerate은 균질화 과정에서 휘발성 화합물의 가능한 손실에 대해 모니터하는 내부 표준으로 추가됩니다. </li><li> 18,000 rpm으로 30 초 동안 실험실 믹서기 (경고의, 미국)에서 혼합 Homogenize 후 즉시 테플론 뚜껑이있는 유리병과 인감로 붓는다. 모든 샘플이 준비되기 전에는 상온에서 병에 homogenate 보관하십시오. </li><li> 병 속으로 homogenate를 따르고 후 20 ML 유리 호박 튜브로, 거품없이 액체의 거품의 분리, 액체 후 피펫 5 ML의 aliquots 수 있도록 10 분 기다렸다 테플론 들으며 강철 스크류 캡으로 튜브를 밀봉 / 실리콘 septa. 이 절차는 멜론과 배 homogenate 준비에 적합합니다. 다른 과일은 분석에 사용하는 경우에는 원심 분리 단계가 필요할 수 있습니다. 따라서 거품을 제거한 다음 펠렛 입자로 액체 원심 분리기 그 수도피펫을 방해. 기술은 복제의 목적으로 시료마다 적어도 세 튜브를 준비합니다. </li><li> 이때 샘플은 즉시 분석되거나 액화 질소에 플래시 냉동하고 나중에 분석을위한 초저 온도 (-80 ℃)에 저장됩니다. </li><li> 냉동 샘플은 분석 당일 냉동실에서 샘플을 제거하고 그들을 실온에 한 시간 동안 해동 수 있습니다. 해동 및 분석하기 전에 깨끗하고 마른 심장을 가진 새로운 하나를 유리병 뚜껑을 교체 후. 심장이 교체되지 않으면 해동하는 동안 심장에 응축 물을 계기로 그려진하고 손상을하실 수 있습니다. </li></ol> 2. 가스 크로마 토그래피 - 표면 탄성파 (GC-SAW) 설정 및 데이터 수집 <ol><li> zNose에 적절한 분석 방법을로드합니다. 멜론의 에스테르 풍부한 휘발성 프로파일의 분석 내용 MicroSense 버전 5.44.22 소프트웨어 (Newbury 공원, CA, 미국)에있는 매개 변수는 다음과 같습니다로 상부 흡입펌프를 통해 30 ML 분 -1시 20 초 동안 유입 200의 유입 온도 ° C, 225에서 Tenax 트랩 온도 ° C, 2.9 ML 분-1 캐리어 가스 (헬륨 순도 99.999 %) 유량, 열 (DB-5 45 열, 1m × 0.25mm ID × 0.25 μm의 필름 두께) 온도 프로그램 ° C ~ 180 ° C 10의 속도 ° C에서 초 -1; 40 센서 온도 ° C, 165의 밸브 ° C. 총 분석 시간은 시료 당 일분입니다. </li><li> zNose 입구에 비 coring 팁과 스테인레스 스틸 바늘을 연결하고베이스 라인은 안정 200 계산보다 큰 어떤 봉우리는 (CT) 감지되지되기 전까지는 주위 공기 시스템을 여러 번 뿌리를 뽑아야. </li><li> 스트레이트 체인 alkanes (C6-C14)의 솔루션을 사용하여 악기를 맞춰주세요. 조정 결과가 Kovats 지수 (KI) 단위로 시간 단위에서 eluted 봉우리의 보존 시간을 변환할 악기 소프트웨어에 의해 사용됩니다. 시스템이 조정된 후 그 결과, 보유 시간은 KI 단위로보고됩니다. </li&gt; <li> 분석 전에 시료 30 분 동안 평형 수 있습니다. 샘플 병 중 하나를 분석하기 위해 압력을 완화하기 위해 유리병의 심장에 바늘을 삽입합니다. 그런 다음 유리병의 심장으로 악기 입구에 연결된 바늘을 삽입하고 상부 공간 샘플링을 시작합니다. 기술적 분석 적어도 세는 샘플 당 복제합니다. </li><li> 수동으로 &quot;재생&quot;버튼을 클릭하여 악기를 시작, 펌프 활성화 및 퇴진은 증기가 샘플 위에 제시. 분석이 끝나면, 크로마토 그램이 화면에 나타납니다, 그리고 센서가 자동으로 그것을 청소하기 위해 10 초 동안 150 ° C로 가열한다. 시스템 상태 상자 단추를 다시 녹색으로 바뀌자하면 악기가 다른 샘플을 분석할 준비가되어 있습니다. </li><li> 안정적인 기준과 적절한 시스템 클리닝을 보장하려면 각 샘플 사이에 적어도 한 공기를 비워를 실행합니다. 유리병과 덮개에서 가능한 휘발성 오염 물질에 대한 모니터링하려면 하루의 시작과 끝에 두 개의 유리병-공란 (모자와 빈 유리병)을 분석합니다. &lt;이/ 리&gt; </ol> 3. 데이터 내보내기 및 분석 <ol><li> MicroSense 소프트웨어의 &quot;피크 로깅&quot;기능을 이용하여 인수 후 Microsoft Excel 파일에 데이터를 내보냅니다. 데이터가 수출되면, 변수와 복제를 위해 라벨을 포함하는 열을 추가합니다. </li><li> 스크립트를 우리는 &quot;reform_data.py&quot;(전과 스크립트 &quot;reform_data 사용 후 데이터 형식의 예를 들어 그림 1 참조라는 이름의, 개발, 파이썬을 사용하여 쉽게 조작 (자유롭게 사용할 온라인 버전 2.6)에 대한 데이터 형식을 변환. 평 &quot;). 입력 데이터뿐만 아니라, 출력에 대한 원하는 파일 이름 (XLS 포맷)의 원본 파일 (XLS 포맷) 및 시트 이름의 이름은, 직접 스크립트에서 수정합니다. </li><li> &quot;kim_interface.py&quot;을 (또한 파이썬 2.6로 작성된; 그림 2 참조) 시작하고 이전 단계에서 생성된 파일에서 데이터를 가져옵니다. 특히, 분석은 각 KI의 가치가 발견되었다 번보고와 수를 분석을 기반으로합니다( &quot;KI 히트&quot;). 따라서 프로그램은 각 KI 값에 대한 KI의 히트 막대 그래프를 표시합니다. </li><li> 기술의 각 그룹이 함께 복제 분석 시료의 특정 하위 집합 KI 히트를 평가하십시오. 이렇게하려면 확인 / 해당 확인란의 선택을 취소하여 별도로 모든 치료 또는 변수를 분석합니다. 그래픽 사용자 인터페이스 (GUI) 기능에 대한 자세한 설명을 위해 그림 2 캡션을 참조하십시오. </li><li> GUI를 사용하여 각 KI 창의 너비를 식별 후, 무작위로 Microsense 소프트웨어의 해당 chromatograms의 일부를 선택하고 기술 가운데 봉우리를 중복하는 것은 복제 평가할 수 있습니다. 복제 두 기술의 오버레이 chromatograms의 예를 들어 그림 3을 참조하십시오. </li><li> KI 창이 individuated되면 가장 인구 KI로, 윈도우에 빠지지 KIs 병합하는 GUI에서 사용할 수있는 &#39;병합&#39;기능을 사용합니다. 이 기능을 사용하여 KI 값의 범위와 라벨이 봉우리는 단일 KI 레이블, allowi 아래 통합되어NG는 단일 변수 같은 봉우리를 치료. 이렇게하려면 먼저 기능을 활성화하기 위해 &#39;병합&#39;버튼을 클릭하고 해당 모음을 왼쪽 클릭하여 윈도우의 중심지로 가장 인구 KI를 선택합니다. 표시줄이 선택되면, 그것은 색상을 변경하고 녹색으로 변합니다. 선택된 KI로 창 내에서 떨어지지 KIs 병합하려면 해당 막대에 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하고, 해당하는 길이의 파란색 막대가 중앙 KI의 상단에 추가하는 동안 이것은 (그림 4, 바, 빨간색으로 활성화됩니다 ). 일단 모든 선택된 KIs가 해당 중앙 KI로 통합되어, 변경 내용을 적용하려면 다시 &#39;병합&#39;버튼을 클릭하여,이 노란색 설정하는 &#39;병합&#39;버튼을 일으 킵니다. 실수의 경우에는 &#39;Unmerge&#39;버튼도 사용할 수 있습니다. unmerge하려면 unmerge하려는 빨간색 표시줄을 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭 후 GUI에서 &#39;Unmerge&#39;버튼을 클릭하십시오. 빨간색에서 막대는 파란색으로 변합니다. 변경 내용을 적용하려면 다시 &#39;Unmerge&#39;버튼을 클릭하십시오. </li><li> 만약 내가 한 시도ncorrectly 단일 KI 값에 하나의 샘플에서 두 봉우리를 병합, 오류 메시지가 인쇄됩니다. 이러한 상황에서 밀접하게 크로마토 그램을 확인하고 해당 지역의 KI 창을 재정. </li><li> 일단 합병 작업이 모두 수행되고 있고, 파일을 저장합니다. </li><li> 통계 분석을 진행하기 전에 공기와 유리병의 여백의 chromatograms은 가능한 contaminations에 대한 모니터링을 분석하고 있습니다. 공백의 봉우리 KI가 확인되고 나면, 샘플의 피크 현재의 지역에서 공기 및 / 또는 유리병 - 빈에서 검색된 피크의 영역을 뺍니다. 그렇다면 통계 분석과 함께 진행합니다. </li></ol> 4. 대표 결과 전자 코는 서로 다른 성숙도 단계 (그림 5)에서 수확한 멜론 과일 중에서 휘발성 프로파일의 차이를 감지할 수있었습니다. 스물 KI 창문은 모든 샘플에 걸쳐 발견되었다. 분산 분석은 14 봉우리가 dete 것으로 나타났다성숙도 단계 사이에 상당히 다양한 전자 코에 의해 cted. 그림 6에서는 이러한 14 구성 요소의 평균 피크 영역의 로그가 빨리 성숙하고 완전히 익은 과일이 성숙 단계 사이에 피크 abundances의 차이를 보여주 꾸몄다있다. <img alt="그림 1" src="/files/ftp_upload/3821/3821fig1.jpg" /> 그림 1. 악기 소프트웨어 ()에서와 변환 후, &quot;reform_data.py&quot;스크립트 (B)를 사용하여 수행했습니다. 내보낸 데이터 형식의 예 데이터 조작 및 분석을 용이하게하려면 모든 고유 KIs 모든 샘플을 통해 식별됩니다 다음 데이터는 행과 독특한 KIs에 해당하는 컬럼에서 피크 영역에서 샘플 정보 reordered있다. 정상은 샘플에서 KI 가치에 대한 감지되지 않을 경우 해당 셀은 비어 있습니다. <img alt="그림 2" src="/files/ftp_upload/3821/3821fig2.jpg" /> 처방전의 그림 2. 화면 캡처t 파일 &quot;kim_interface.py&quot;. 중앙의 줄거리는 KI 대 KI 당 안타의 개수를 표시합니다. &#39;KI 당 쳐&#39;특정 KI와 피크가 발견되었다있는 샘플 수입니다. 왼쪽에서 선택한 데이터를 제어하는​​ 세 노란 박스가 없습니다. 그들은 데이터 집합 (트리 트먼트, 복제, 질적 변수 등) 나눌 매개 변수를 표시합니다. 이 그림에서, 그들은 (아래로 위로부터) 위치 : 불안 다양한 녹화 날짜와 성숙도 단계. 하단에 : 3 개 바을 클릭하고 왼쪽이나 오른쪽에 파란색 막대를 이동하여, 하나는 최소 및 KI 범위 및 최소 피크 면적 ( &#39;쓰레 쉬 홀드&#39;)의 최대 가치를 선택할 수 있습니다. 오른쪽 : &#39;병합&#39;버튼을 수동으로 줄거리에서 막대를 클릭하여 선택한 KIs 병합 있습니다. &#39;Unmerge&#39;버튼이 하나가 선택된 경우는 과정을 뒤집을 수 있습니다. <img alt="그림 3" src="/files/ftp_upload/3821/3821fig3.jpg" /> 그림 3. 중첩의 chromatograms (에<html> 이 기술의 검정과 빨강)은 체류 시간의 변화를 설명하기 멜론 휘발성 헤드 스페이스에서 복제합니다. <img alt="그림 4" src="/files/ftp_upload/3821/3821fig4.jpg" /> 그림 4. 절차를 병합 KI의 예. 중심 줄거리에서 녹색 막대 (중앙 KI)는 KI 창의 중심으로 선정되어 가장 인구 KI를 나타냅니다. KI X와 Y는 KI 관심 창에 떨어지는 KIs이며, 그들은 중앙 KI으로 병합해야합니다. KI X의 표시줄에서 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭함으로써, 붉게하고, 동시에 KI X의 막대의 동일한 길이의 파란색 막대가 초록색의 상단에 나타납니다. KI Y, 파란색 막대의 길이 (합병 KIs)에 대해 동일한 절차를 반복하여 해당 길이 증가합니다. 일단 모든 KIs가 그린 &#39;병합&#39;버튼을 병합 프로세스 종료를 클릭하여, 추가되어, 변경 사항이 저장하고, 버튼 색상은 노란색 밝혀졌있다. / files/ftp_upload/3821/3821fig5.jpg &quot;/&gt; 그림 5. 서로 다른 성숙도 단계에서 수확한 멜론 샘플 두 chromatograms 일찍 성숙 (위)와 완벽하게 익은 (아래), 휘발성 abundances의 차이를 감지하는 전자 코의 능력을 설명합니다. <img alt="그림 6" src="/files/ftp_upload/3821/3821fig6.jpg" /> 그림 6. 조기 성숙하고 완전히 익은 두 개의 서로 다른 성숙도 단계, 두 멜론 샘플에있는 14 구성 요소의 피크 영역을 보여주는 레이더 플롯. 피크 영역은 비교를 시각화하기 위해 로그 스케일에보고됩니다. 각 선의 끝에 숫자는 해당 Kovats 지수를 나타냅니다.

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</ol>

우리는 공개 할게 없다.

전기 코는 과일이나 휘발성이 풍부한 샘플에서 아로마 프로파일의 급속한, 객관적인 평가를위한 유망한 방법을 나타냅니다. 그러나 피크 식별을 위해 도전을 대표하는 두 chromatograms 완벽하게 정렬되지 않은 경우 데이터의 오해로 이어질 수 있습니다 보존 기간에 옮겨 보겠습니다. chromatograms 시각 검사는 샘플 사이에서 유지 시간의 변화가 자주 조금씩 다른 KI 값 (약 ± 10)으로 표시되는 동일한 정상을 일으킨다고 지적했다. 이것은 감지 독특한 KIs의 과장된 숫자로 번역했습니다. () 다른 화합물이 다른 성숙도 단계에서 존재 및 (b) 기술은 복제하는 것은 두 컴퓨터 기반의 스크립트 (데이터를 처리하기위한 루틴을 포함 &quot;kim_merge.py&quot;, 대략 동일하다는 점을 사실을 활용하기 위해서는 세트와 그래픽 사용자 인터페이스 (GUI)를 제공하는 &quot;kim_interface.py&quot;는) 체계적으로 개발되었다크게 대용량 데이터 세트의 크로마토 그램 분석에 필요한 시간을 줄이고, 세미 자동화된 방식으로 샘플을 비교합니다. 적절한 경우 이러한 프로그램은 단일 KI 레이블 아래 KI 값의 범위로 표시된 봉우리, 통합을 허용합니다. 이것은 두 가지 중요한 목적을 수행합니다 : (A) 그것은 하나의 변수 같은 봉우리 치료를 위해 통계 분석을 가능하게, 그리고 (b)는 피크 신분증 및 기타 시스템과 출판 값으로 비교를 용이하게합니다. 여기에 제시된 결과 멜론 샘플은 적절한 KI 식별와 함께 zNose 시스템을 사용하여 성숙함과 아로마 프로파일을 바탕으로 차별받을 수 있음을 나타냅니다. 이것은 품질 관리 프로그램에 사용할 수있는 휘발성 물질의 분석을위한 유망한 새로운 기술을 나타냅니다.

<table border="1"><tbody><tr><td> 시약의 이름 </td><td> 회사 </td><td> 카탈로그 번호 </td><td> 댓글 </td></tr><tr><td> 염화칼슘 </td><td> MP 바이오 메디컬 </td><td> 195,088 </td><td></td></tr><tr><td> 2 - Methylbutyl isovalerate </td><td> SAFC 글로벌 </td><td> W350613 </td><td> ≥ 98%, 자연, FCC </td></tr><tr><td> 메탄올 </td><td> 피셔 과학 </td><td> A411-4 </td><td></td></tr><tr><td> 유리병 </td><td> 시그마 / Supelco </td><td> SU860098 </td><td></td></tr><tr><td> 캡 </td><td> 시그마 / Supelco </td><td> SU860101 </td><td></td></tr><tr><td> 실험실 믹서기 </td><td> 경고의 실험실 과학 </td><td> 7009G </td><td> 2 - 고속 믹서기, 1 - 리터 유리 용기 </td></tr><tr><td> 병 </td><td> 피셔 과학 </td><td> 06-414-1C </td><td> Pyrex, 500 ML, 폴리 프로필렌 플러그 - 밀봉 </td></tr><tr><td> 바늘 </td><td> 전자 센서 기술 </td><td> TLC101046 </td><td> 사이드 구멍 luer </td></tr><tr><td> Alkanes 솔루션 </td><td> 전자 센서 기술 </td><td></td><td> 메탄올의 C6-C14의 alkanes 솔루션 </td></tr><tr><td> zNose </td><td> 전자 센서 기술 </td><td> 모델 4500 </td><td></td></tr><tr><td> DB-5 GC 컬럼 </td><td> 전자 센서 기술 </td><td> SYS4500C5 </td><td></td></tr><tr><td> MicroSense </td><td> 전자 센서 기술 </td><td> 버전 5.44.22 </td><td></td></tr><tr><td> 파이썬 2.6 </td><td></td><td></td><td> 자유롭게 사용할 수 온라인 </td></tr><tr><td> &quot;reform_data.py&quot;과 &quot;kim_interface.py&quot;스크립트</td><td></td><td></td><td> 목성에 대한 보충 자료로 사용할 수 스크립트 </td></tr></tbody></table>

전자 코를 사용하여 과일 휘발성 분석

Fruit Volatile Analysis Using an Electronic Nose

수많은 다양한 생리적 변화는 과일 향기를 특징 짓는 특정 휘발성 조화의 개발을 포함한 과일 숙성, 동안 발생합니다. 수확시 성숙은 과일과 야채 1의 맛을 품질에 영향을 미치는 주요 요인 중 하나입니다. 빠르게 과일 성숙을 평가하고 아로마 품질 고급 번식 프로그램, 생산 관행 및 postharvest 취급 향상된 관리를 시키는데 도움이 될 강력한 방법의 검증. 지난 30 년 동안, 많은 연구가 급속도로 냄새와 맛을 2-4 감지할 수 장치입니다 이른바 전자 코를 개발하기 위해 실시되었습니다. 현재 다른 ​​기술을 기반으로 휘발성 분석을 수행할 수있는 여러 가지 상업적으로 이용 가능한 전자 코가 없습니다. (zNose, 동부 표준시, Newbury 공원, CA, 미국) 우리의 작업에 사용되는 전자 코는 (표면 탄성파 센서와 결합 초고속 가스 크로마 토그래피로 구성되어 UFGC-) 볼께요. 망고 6 성숙과 부패 평가;이 기술은 이미 사과 5 저하의 감지 등 다양한 상품의 품질을 모니터하는 기능에 대해 테스트되었습니다 thymus 종의 아로마 파일링 7, 포도 딸기 8의 C 6 휘발성 화합물, 특성화 중 식물성 기름 9, 버진 코코넛 오일 10 adulterants의 검출. 헤드 스페이스 샘플링, 휘발성 화합물의 분리 및 검출 :이 시스템은 아로마 분석의 세 가지 주요 단계를 수행할 수 있습니다. 약 분에 출력, 크로마토 그램은 정화 사이클 후, 악기 추가 분석을위한 준비, 생산하고 있습니다. zNose으로 얻은 결과는 Kovats 지수 (KI)의 계산에 의해 다른 가스 색층 시스템의 사람들에게 비교할 수 있습니다. 악기는 alkane 표준 용액으로 조정 후에는 고정 시간은 자동으로 변환됩니다KIs. 그러나, 온도 및 유량에 약간의 변경 사항이 유지 시간이 표류하는 원인, 시간이 지남에 발생할 것으로 예상된다. 또한, 컬럼 고정 단계의 극성에 따라 KI 계산의 재현성은 여러 인덱스 유닛 11 시까지는 다를 수 있습니다. 프로그램과 그래픽 인터페이스의 일련 따라서 세미 자동화된 방식으로 샘플 간의 계산 KIs을 비교하기 위해 개발되었다. 이러한 프로그램은 대용량 데이터 세트의 크로마토 그램 분석에 필요한 시간을 줄이고 ch​​romatograms 완벽하게 정렬되지 않은 데이터의 오해의 가능성을 최소화. 우리는 과일의 급속한 휘발성 화합물 분석을위한 방법을 제시한다. 샘플 준비, 데이터 수집 및 처리 절차도 논의하고 있습니다.

열매의 휘발성 화합물 분석을위한 신속한 방법을 설명합니다. 샘플의 homogenate의 헤드 스페이스에 존재하는 휘발성 화합물은 급속하게 분리되어 표면 탄성파 (SAW) 센서와 결합 초고속 가스 크로마 토그래피 (GC)로 검색됩니다. 데이터 처리 및 분석을위한 절차도 논의하고 있습니다.

과일의 숙성 과정 중에는 과일의 특성을 결정짓는 특정 휘발성 혼합물의 생성을 포함하여, 수많은 다양하고 생리적인 변화가 일어납니다...

이 실험 절차의 전반적인 목표는 과일 내 휘발성 화합물을 신속하게 분석하는 것입니다. 이를 위해 먼저 과일 조직을 절단하고 균질화합니다. 그 후 액체 시료 상단의 기상(vapor phase)을 전자코로 분석합니다.전자 코 분석 후, 데이터를 내보내고 변환합니다. 절차의 마지막 단계는 그래픽 인터페이스를 사용하여 covas 지수 윈도우를 식별하고 피크들을 하나의 covas 지수 레이블로 통합하는 것입니다. 최종적으로, 전자 코로 측정한 과일 난포의 풍부도 차이가 과일 품종, 성숙도 및 저장과 같은 실험적 처리와 관련이 있음을 보여줍니다.전통적인 가스 크로마토그래피와 같은 기존 방법과 비교했을 때 이 기술의 주요 장점은 과일 내 휘발성 화합물을 더 신속하게 분석할 수 있다는 점입니다. 이 분석을 수행할 때 분석물의 머무름 시간(retention time)에 약간의 변화가 발생할 수 있습니다. 피크 정렬 과정을 세심하게 고려하지 않으면 데이터 해석에 오류가 생길 수 있습니다.원하는 성숙 단계에서 과일을 수확한 후 수돗물로 헹굽니다. 이물질과 먼지를 제거한 뒤 분석에 사용할 과일을 선택합니다. 외관 및 내부 결함이 없고 크기가 균일한 것을 기준으로, 휘발성 성분 시료 채취에 사용할 수 있도록 과일을 세로 방향으로 쐐기 모양으로 절단합니다.해당하는 경우, 껍질 씨앗, 종자강 조직 또는 과핵을 제거하십시오. 실험 전반에 걸쳐 조직 선택이 일관되어야 하며, 단일 과일 내의 변동성을 고려해야 합니다. 예를 들어, 샘플은 적도 방향의 꽃 끝 부분과 줄기 끝 부분에서 동일하게 얻어야 합니다.선택한 과일 조직을 모아 무작위로 섞은 다음, 200g을 측정하여 상용 블렌더에 넣습니다. 포화 염화칼슘 용액 200mL를 추가합니다. 염화칼슘은 과육을 절단하고 균질화하는 과정에서 발생할 수 있는 효소 활성을 억제하기 위해 사용됩니다.그 다음, 메탄올에 용해된 100 millimolar 농도의 two methyl butyl iso ate 용액 50 µL를 첨가합니다. 이 용액은 균질화 과정 중 휘발성 화합물의 잠재적 손실을 모니터링하기 위한 내부 표준물질로 첨가됩니다. 이어서, 실험실 블렌더를 사용하여 혼합물을 18,000 RPM에서 30초 동안 균질화합니다.그 다음 즉시 유리 병에 붓고 테플론 뚜껑으로 밀봉하십시오. 모든 시료가 준비될 때까지 균질액을 병에 보관하십시오. 거품이 없는 즙 5 mL를 20 mL 갈색 유리 바이알에 분주하며, 시료당 최소 3개의 바이알을 준비하십시오.기술적 반복 실험군으로 사용합니다. 테플론 실리콘 격막이 장착된 스틸 스크류 캡으로 바이알을 밀봉합니다. 이 시점에서 샘플을 즉시 분석하거나, 액체 질소로 급속 냉동하여 초저온에 보관한 후 나중에 분석할 수 있습니다.Xenos에 적절한 분석 방법을 로드하십시오. 서면 프로토콜에 기재된 대로 파라미터를 입력하십시오. 비천공 팁이 달린 스테인리스 스틸 바늘을 Xenos 입구에 연결하십시오.기저선이 안정되고 200 counts 이상의 피크가 검출되지 않을 때까지 주변 공기로 시스템을 여러 번 퍼지합니다. 압력을 낮추기 위해 직선 사슬 acas 용액이 담긴 바이알의 격막에 니들을 삽입하여 기기 튜닝을 준비합니다. 그 다음, 기기 입구에 연결된 니들을 격막에 삽입합니다.헤드스페이스 샘플링을 시작하여 튜닝을 수행합니다. 튜닝 결과는 기기 소프트웨어에서 해당 피크의 머무름 시간을 시간 단위에서 covas index 또는 KI 단위로 변환하는 데 사용됩니다. 따라서 시스템 튜닝 후에는 머무름 시간이 KI 단위로 보고됩니다.샘플 바이알의 셉텀에 바늘을 삽입하여 샘플을 30분 동안 평형 상태로 둔 후 샘플 분석을 시작하십시오. 직쇄형 acas 용액에 적용했던 것과 동일하게 수행합니다. 재생 버튼을 클릭하여 헤드스페이스 샘플링을 수동으로 시작하면, 펌프가 작동하여 샘플 상단에 존재하는 증기를 흡입합니다.분석이 종료되면 화면에 크로마토그램이 나타나며, 센서를 세척하기 위해 센서가 자동으로 150 °C에서 10초 동안 가열됩니다. 시스템 상태 상자가 다시 녹색으로 변하면 기기가 다른 시료를 분석할 준비가 된 것입니다. 안정적인 베이스라인과 적절한 시스템 세척을 보장하기 위해, 각 시료 분석 사이에 최소 한 번의 공기 공시료(air blank) 분석을 수행하십시오.샘플당 최소 3회 이상의 기술적 반복 실험과 함께 vial blank를 분석하십시오. Mense 소프트웨어의 log stored data 기능을 사용하여 획득 후 데이터를 Microsoft Excel 파일로 내보내십시오. 데이터가 내보내지면 변수와 반복 횟수에 대한 라벨이 포함된 열을 추가하십시오.기기 소프트웨어에서 내보낸 데이터 형식은 본 실험실에서 생성한 Python 0.6 스크립트를 사용하여 더 쉽게 조작할 수 있는 형태로 변환할 수 있습니다. 입력 데이터의 소스 파일 이름과 시트 이름, 그리고 출력 파일로 지정할 이름은 스크립트 내에서 직접 수정합니다. 이 스크립트는 모든 샘플에 걸쳐 고유한 kis를 식별함으로써 데이터 조작 및 분석을 용이하게 합니다.데이터는 행에 샘플 정보가, 열에 고유한 KIS가 배치되도록 재정렬되며, 각 셀은 해당 피크 면적을 나타냅니다. 샘플 내 특정 KI 값에 대해 피크가 검출되지 않은 경우, 해당 셀은 빈칸으로 남겨둡니다. 다음으로, 이 랩 임포트(lab import)를 통해 생성된 두 번째 스크립트를 사용하여 이전 단계에서 편집한 파일의 데이터를 처리합니다.분석은 각 KI 값이 검출된 횟수를 확인하고 분석하는 것을 기반으로 합니다. 따라서 프로그램은 KI 히트(hit) 횟수를 막대 그래프로 표시합니다. 각 KI 값에 대해 특정 샘플 서브셋의 K 히트 횟수를 평가하며, 이때 각 기술적 반복군(technical replicates) 그룹을 함께 분석합니다.이를 위해 해당 확인란을 선택하거나 해제하여 모든 처리구 또는 변수를 개별적으로 분석하십시오. 그래픽 인터페이스를 사용하여 각 KI 윈도우의 너비를 확인한 후, 해당 크로마토그램 중 일부를 무작위로 선택하십시오. mense 소프트웨어를 사용하여 기술적 반복 시료 간의 중첩 피크를 평가하십시오.KI 윈도우가 개별화되면, 그래픽 인터페이스의 병합(merge) 기능을 사용하여 윈도우 내에 포함된 KIS를 가장 개체 수가 많은 ki로 병합합니다. 먼저 병합 버튼을 클릭하여 기능을 활성화하고, 해당 막대를 왼쪽 클릭하여 윈도우 중심에 있는 가장 개체 수가 많은 ki를 선택하십시오. 막대가 선택되면 색상이 녹색으로 변경됩니다. 윈도우 내에 포함된 KIS를 선택한 ki로 병합하려면 해당 막대들을 오른쪽 클릭하십시오.이 과정을 통해 막대가 빨간색으로 변하며, 해당 길이의 파란색 막대가 중앙 ki 위에 추가됩니다. 선택한 모든 ki가 적절한 중앙 ki로 병합되면, 변경 사항을 적용하기 위해 병합 버튼을 다시 클릭하십시오. 실수로 잘못 조작했을 경우를 대비하여 병합 버튼은 노란색으로 변합니다.병합을 해제하려면 병합 해제 버튼을 사용할 수 있습니다. 그래픽 인터페이스에서 병합 해제 버튼을 클릭하십시오. 그런 다음 병합을 해제할 빨간색 막대를 마우스 오른쪽 버튼으로 클릭하십시오.막대의 색상이 빨간색에서 파란색으로 변합니다. 변경 사항을 적용하려면 병합 해제 버튼을 다시 클릭하십시오. 단일 샘플의 두 피크를 하나의 KI 값으로 잘못 병합하려고 시도하면 오류 메시지가 출력됩니다.모든 병합 작업이 저장되어 통계 분석을 진행하기 전, 공기 및 바이알 블랭크의 크로마토그램을 분석하여 잠재적인 오염 여부를 모니터링합니다. 피크와 블랭크의 ki가 확인되면, 공기 또는 바이알 블랭크에서 검출된 피크의 면적을 시료에 존재하는 피크의 면적에서 뺍니다. 전자코는 서로 다른 숙성 단계에서 수확한 멜론 과실 간의 휘발성 프로필 차이를 검출할 수 있었습니다.여기 초기 성숙 과실과 완전 성숙 과실의 크로마토그램 예시가 제시되어 있으며, 피크 면적의 차이를 보여줍니다. 수많은 피크에 대해 모든 샘플에서 20 K 윈도우가 식별되었습니다. 변이 분석 결과, 이러한 서로 다른 kis 중 전자코에 의해 검출된 14개 피크의 풍부도가 두 성숙 단계 사이에서 유의미하게 다르게 나타났습니다. 여기에서 각 kis에 대해 초기 성숙 과실의 피크 풍부도는 녹색으로, 완전 성숙 과실의 피크 풍부도는 주황색으로 표시되었습니다.본 절차를 완료한 후, 전자코 개발이 이루어지면 가스 크로마토그래피 질량 분석법(GC-MS)과 같은 다른 방법을 통해 개별 피크에 해당하는 성분을 식별할 수 있습니다. 이 기술은 신속한 분석 도구를 제공하여 식물 병리학, 식물 생리학, 수확 후 생물학 및 식품 과학 분야의 연구자들이 숙도, 품종 또는 저장 조건에 따른 과일의 휘발성 성분 변화를 탐구할 수 있게 해줍니다. 이 영상을 시청하고 나면 전자코를 이용해 휘발성 화합물을 신속하게 분석하는 방법과 그래픽 인터페이스를 사용하여 피크 정렬을 수행하는 방법에 대해 충분히 이해하게 될 것입니다.

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연구

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