Методическая статья

Колориметрический анализ для количественного определения неструктурных углеводов в тканях растений

8 июля 2025 г.

В этой статье

Аннотация

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Источник: Deans, C. A. et al. Количественная оценка содержания растворимого в растительных и легкоусвояемых углеводах с использованием кукурузы (Zea mays) в качестве примера. J. Vis. Exp. (2018).

Это видео описывает метод количественного определения легкоусвояемых углеводов, присутствующих в тканях растений. Это помогает собирать данные из различных растительных тканей для изучения экологии питания, взаимодействия растений и травоядных животных, а также динамики пищевой сети.

Протокол

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Сбор и переработка растений

  1. После сбора образцов растений проведите мгновенную заморозку, погрузив растительный материал в жидкий азот с помощью щипцов, и храните при температуре -80 °C. Если собранные образцы растений слишком велики для мгновенной заморозки, быстро охладите образцы с помощью сухого льда и как можно скорее перенесите в морозильную камеру при температуре -80 °C. Содержание макроэлементов в растительном материале может измениться после отделения тканей от растения, поэтому важно заморозить образцы растений как можно скорее после сбора.
    осторожность: Жидкий азот может вызвать сильное обморожение при контакте с кожей. Пожалуйста, убедитесь, что жидкий азот перевозится в утвержденных контейнерах и надевайте надлежащие СИЗ во время его работы, включая криоперчатки, очки для глаз, лицевой щиток, фартук и лабораторный халат.
  2. Лиофилизируйте растительный материал с помощью сублимационной сушилки, чтобы убедиться, что ткани метаболически неактивны во время удаления воды. Сушите до тех пор, пока масса образца не стабилизируется, чтобы убедиться, что вся вода была удалена.
  3. Как только образцы высохнут, измельчите в мелкий порошок с помощью кофемолки или мельницы. Храните образцы в шкафу для сушки до проведения анализа.

2. Анализ легкоусвояемых углеводов

  1. Подготовка образцов
    1. Взвесьте повторяющиеся образцы каждой ткани, примерно по 20 мг каждая, в стеклянные пробирки объемом 15 мл с резиновыми завинчивающимися крышками (длина 100 мм). Эти образцы впоследствии будут называться неизвестными образцами. Пробирки маркируют водостойким маркером или маркировочной лентой на крышках и записывают точную массу каждого образца, так как эта информация потребуется для расчета % углеводов в каждом неизвестном образце.
  2. Извлекайте легкоусвояемые углеводы из каждого неизвестного образца.
    1. Добавьте 1 мл 0,1 M H2SO4 в каждую пробирку и плотно закрутите крышки на пробирки. Поставить на кипящую водяную баню на 1 час.<бр/> осторожность: Серная кислота очень агрессивна. Пожалуйста, наденьте перчатки, очки для глаз и фартук при работе с H2SO4 и выполняйте этот шаг в вытяжном шкафу.
    2. Охладите трубки на теплой водяной бане. Разлейте содержимое пробирок в промаркированные микроцентрифужные пробирки объемом 1,5 мл (не беспокойтесь, если в стеклянных пробирках останется немного растительного материала).
    3. Центрифужные пробирки при плотности 15 000 x g в течение 10 минут. Удалите надосадочную жидкость с помощью микропипетки и поместите в новые пробирки для микроцентрифуг объемом 1,5 мл с маркировкой. На этом этапе трубки можно охладить на ночь. Если вы продолжаете анализ, обратитесь к шагу 2.3.2.
  3. Смешайте стандартные растворы и количественно оцените общее содержание легкоусвояемых углеводов в неизвестных образцах.
    1. Приготовьте стандартные растворы D(+) глюкозы в концентрациях, указанных в таблице 1. Приготовьте шесть стеклянных пробирок по 400 мкл каждого стандартного раствора.
    2. Нанесите 15 μL каждого неизвестного образца в отдельную пробирку и добавьте 385 μL дистиллированной воды в каждую пробирку, чтобы получить общий объем 400 μL в каждой пробирке. В вытяжной шкаф добавьте 400 μл 5% фенола в каждую стандартную и неизвестную пробу пробирки, а затем быстро нанесите пипеткой 2 мл концентрированного H2SO4 в каждую пробирку. Не прикасайтесь к содержимому пробирки наконечником пипетки, просто добавьте его на поверхность раствора (лучше всего для этого подходит пипетка-репетир).
    3. Дайте пробиркам поинкубироваться в течение 10 минут, а затем тщательно перемешайте содержимое пробирок. Инкубировать еще 30 минут.
      осторожность: Фенол и серная кислота являются коррозионными раздражителями. Чтобы защититься от воздействия на кожу, глаза и вдыхания, этот шаг следует выполнять в вытяжном шкафу с использованием соответствующих СИЗ, которые включают в себя: лицевой щиток или очки для глаз, резиновые перчатки, лабораторный фартук и ботинки. Смешивание фенола с серной кислотой также приводит к экзотермической реакции, в результате которой пробирки становятся горячими.
    4. Пипетка 800 мкл образца из каждой пробирки в каждую из 3 полистирольных полумикрокювет объемом 1,5 мл (3 технических повторения на образец). Установите спектрофотометр на 490 нм. Выполните калибровку на чистой кювете, содержащей дистиллированную воду, перед считыванием стандартов или неизвестных образцов, а также периодически на протяжении всех измерений образцов. Пропустите каждую кювету через спектрофотометр и запишите поглощение. Усреднение по техническим репликациям для каждой неизвестной выборки.
      заметка: В некоторых случаях образцы могут превысить верхний порог поглощения. Если это так, то образцы следует разбавлять на этапе 1.3.1. Разведения также должны учитываться при последующих расчетах.
    5. Рассчитайте среднее поглощение для каждого стандарта.
      заметка: Чтобы рассчитать общее количество легкоусвояемых углеводов, присутствующих в каждом неизвестном образце с помощью стандартной кривой, проще всего регрессировать среднее поглощение каждого стандарта относительно микрограммов D(+)глюкозы, присутствующих в каждом стандарте, но также можно построить график концентрации D(+)глюкозы (μг/мкл) каждого стандарта, если это необходимо. Однако следующие расчеты относятся к стандартной кривой, основанной на микрограммах, а не на концентрациях (μг/μл).
    6. Рассчитайте стандартную кривую, построив график средней абсорбции в зависимости от общего количества D(+)глюкозы (μг) в каждом стандартном растворе. Подгоните линию линейной регрессии к этим данным, а затем используйте следующее уравнение для вычисления общего количества углеводов (μг) в каждой неизвестной выборке:
      Mc = (((Ax – b)/m)/(15))*1000
      Mc = μг углеводов в образце
      Ax = средняя поглощающая способность неизвестного образца
      b = y-точка (стандартная линия регрессии)
      m = уклон (стандартная линия регрессии)
      Коэффициент корреляции этой линии должен быть больше 0,98 и обычно около 0,99. Затем используйте следующее уравнение, чтобы определить процентное содержание углеводов в каждом образце:
      Pc = ((Mc/1000)/(Mi))*100
      Pc =% углеводов
      Mi = начальная масса образца (мг)

Таблица 1. Расчет стандартной кривой для анализа легкоусвояемых углеводов. Количество глюкозы в каждом стандарте рассчитывается путем умножения концентрации каждого стандарта на количество стандартного раствора в каждой пробирке (400 мкл)

Концентрация D(+)глюкозы (мкг/мкл)D(+)глюкоза в стандартных образцах (мкг)
0,00000
0,037515
0.075030
0,112545
0,150060
0,187575

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
Конфликт интересов не декларируется.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
Считыватель микропланшетов (спектрофотометр) Модель Bio-Rad680 XR

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE

Запросить разрешение

Теги

490

Похожие статьи