$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Metoda spektrofotometrii immunofluorescencyjnej została po raz pierwszy zastosowana do ilościowego określenia kallozy w bulwach bananowych. Opiera się na enzymatycznym testie immunologicznym (EIA), używanym do ilościowego pomiaru kallozy w surowym wylocie 1 M NaOH z banana przy użyciu przeciwciał specyficznych dla kalozy 47,51,52. Krótko mówiąc, ten nowy test ilościowy oparty na spektrofotometrii immunofluorescencyjnej, specyficzny dla kalozy, polegał na pokryciu mikropłytki przeciwciałem specyficznym dla kalozy, które następnie wiązało się z kallosą w wytrze roślinnym, a następnie pojawiło się przeciwciało wtórne również specyficzne dla kalozy. Następnie dodaje się wykrywanie przeciwciała powiązanego z enzymem (fosfatazą alkaliczną), co tworzy kompleks z przeciwciałem wtórnym. Następnie dodaje się podłoże, para-nitrofenylfosforan (pNPP). Ilościowa identyfikacja kallozy w próbce opiera się na zdolności fosfatazy alkalicznej do rozszczepiania grup fosforanowych z cząsteczek pNPP, co skutkuje powstaniem żółtego związku (p-nitrofenol). Wykrywanie intensywności żółtego koloru przeprowadzono za pomocą spektrofotometru na 405 nm, a absorpcję skorelowano z aktywnością fosfatazy alkalicznej, która była bezpośrednio proporcjonalna do stężenia kalloz obecnego w próbce. Reakcję zatrzymano poprzez podniesienie pH poprzez dodanie 0,5 M NaOH, co zapobiegło dalszej aktywności fosfatazy alkalicznej.
Natomiast metoda standardowo-złota do lokalizacji i ilościowania kallos to metoda mikroskopii epifluorescencyjnej, dobrze znana metoda oparta na barwieniu kallosu fluorochromem anilinowym błękitnym53. Krótko mówiąc, metoda ta opiera się na specyficznym wiązaniu barwnika błękitu anilinowego z beta-1,3-glukanami (kalozą), tworząc kompleks. Anilinowy błękit w tym kompleksie jest następnie wzbudzany za pomocą światła ultrafioletowego (długość fali 365-375 nm). Gdy barwnik anilinowy jest wzbudzony, emituje niebieską fluorescencję, która jest rejestrowana, umożliwiając specyficzną wizualizację kallozy w tkankach roślinnych53. Ilościowa ilościowa kallosa barwionego na niebiesko anilina opiera się na serii technik obrazowania, które określają ilość fluorescencji pochodzącej z tkanek roślinnych. Fluorescencja jest proporcjonalna do ilości kallose dostępnej w tkankach roślinnych. Mikroskopia epifluorescencyjna była wykorzystywana do wizualizacji i ilościowej kallozy w stresie biotycznym54.
W osobnym badaniu depozycji kallosowej zidentyfikowano zarówno za pomocą mikroskopii epifluorescencyjnej, jak i spektrofotometrii immunofluorescencyjnej49. Chociaż zaobserwowano pewne różnice w danych, analiza statystyczna w dużej mierze wykazała zgodność danych z mikroskopii epifluorescencyjnej i spektrofotometrii immunofluorescencyjnej, co wskazuje na spójność obu metod wykrywania kallosów49. Chociaż wyniki obu metod były w dużej mierze zbieżne, zaleca się, aby zarówno mikroskopia epifluorescencyjna, jak i spektrofotometria immunofluorescencyjna wzajemnie się uzupełniały dla bardziej wiarygodnej oceny. Mimo że metoda oparta na ELISA jest specyficzna dla kalozy, wrażliwa i niezawodna, początkowo jest czasochłonna podczas optymalizacji protokołu i uzyskania najlepiej dopasowanej krzywej standardowej, która pasuje do wszystkich stężeń i absorpcji.
Niektóre metody ilościowania kallosów są pracochłonne 17,32,55, czasochłonne 26,56, niespecyficzne dla kalozy, ponieważ błękit anilinowy może barwić inne β-1,3-glukan opróczkallosy 30, wymagają drogiego i zaawansowanego oprogramowania do liczenia kalloz 23,24,26, wymagają znacznych umiejętności technicznych, a wysokie tło/autofluorescencja związana ze spektrofotometrią fluorescencyjną sprawia, że ilościowość Callose jest trudna i zawodna26. Metody ilościowej Callose oparte na zautomatyzowanym procesie analizy obrazów, takie jak oprogramowanie ImageJ, wymagają odpowiedniego szkolenia wtyczki do analizy obrazów, takiej jak Trainable Weka Segmentation (TWS) dla ImageJ, co jest bardzo uciążliwe57.
Testy oparte na spektrofotometrii immunofluorescencyjnej są bardzo preferowane ze względu na swoją specyficzność, czułość, łatwość obsługi oraz powtarzalność. Należy jednak pamiętać, że system detekcji i jego czułość mogą się różnić w zależności od konkretnego protokołu testowego i używanego sprzętu.
Tutaj opisano nową metodę ilościowej kallosu opartą na spektrofotometrii immunofluorescencyjnej. Opisana tutaj metoda mogłaby być stosowana do ilościowej identyfikacji kallozy w różnych tkankach roślinnych i gatunkach z zadowalającym poziomem specyficzności dla kalozy, wysoką precyzją i powtarzalnością. Metoda ta jest uzupełnieniem różnych metod ilościowego kallosowania i może być wykorzystywana do monitorowania zmian poziomu kallosu podczas wzrostu i rozwoju roślin oraz w odpowiedzi na różne bodźce lub zabiegi. Ponadto zastosowanie płyty 96-dołkowej ogranicza subiektywne próbkowanie i analizę, co czyni tę metodę odpowiednią do ilościowej analizy kallozy o wysokiej przepustowości. Warto zauważyć, że chociaż kallosa może być łatwo wyodrębniona ze świeżo zebranych tkanek roślinnych 17,27,55, to etap przygotowania próbek polegający na liofilizacji zgodnie z nowym protokołem zapewnia możliwość przechowywania próbek przez bardzo długi czas (do 1 roku) oraz umożliwia przechowywanie i transport łatwo psujących się próbek biologicznych między odległymi laboratoriami w temperaturze otoczenia. Pozwala to na powtarzalne ekstrakcje kallose bez konieczności wielokrotnego przygotowywania całego eksperymentu do pobierania świeżych próbek.
Spektrofotometria immunofluorescencyjna jest zalecana do eksperymentów ilościowej kallose o wysokiej wydajności, natomiast mikroskopia epifluorescencyjna i mikrokopia immunofluorescencyjna mogą być wykorzystywane zarówno do ilościowej identyfikacji kallos, jak i histolokalizacji kallosu w tkankach roślinnych. Aby zapewnić dokładny, efektywny i niezawodny rozkład przestrzenno-czasowy kallozy w tkankach roślinnych, zaleca się jednoczesne stosowanie różnych metod ilościowania kallozy, takich jak mikroskopia, spektrofotometria oraz metody oparte na aktywności enzymów. W konsekwencji pozwoli to dokładnie i efektywnie zrozumieć rolę kallozy w różnych reakcjach fizjologicznych i stresowych. Przyszłe badania mogłyby kompleksowo i jednocześnie ocenić kilka metod ilościowej kallozy, w tym mikroskopię epifluorescencyjną, mikroskopię immunofluorescencyjną, spektrofotometrię fluorescencyjną, spektrofotometrię immunofluorescencji oraz metody oparte na aktywności enzymatycznej.