Summary
फल में अस्थिर यौगिक के विश्लेषण के लिए एक तेजी से विधि वर्णित है. अस्थिर नमूने के homogenate के headspace में मौजूद यौगिकों तेजी से और अलग हो रहे हैं अल्ट्रा तेज गैस क्रोमेटोग्राफी (जीसी) एक सतह ध्वनिक लहर (देखा) सेंसर के साथ युग्मित के साथ पकड़ा है. डेटा को संभालने और विश्लेषण के लिए एक प्रक्रिया पर भी चर्चा की है.
Protocol
1. नमूना तैयार करना
- वांछित परिपक्वता स्तर पर फसल फल. नल के पानी से कुल्ला क्रम में गंदगी और धूल हटाने के लिए.
- बाहरी और आंतरिक दोष और आकार एकरूपता के अभाव के आधार पर विश्लेषण के लिए फल का चयन करें.
- फल longitudinally के अस्थिर नमूना लेने के लिए इस्तेमाल किया जा wedges में कटौती. यदि लागू हो, त्वचा, बीज, बीज गुहा ऊतक, या गड्ढे को हटा दें. फल ऊतक चयन प्रयोग भर अनुरूप होना चाहिए और एक ही फल (यानी, समान रूप से भूमध्य खिलना, और स्टेम अंत भागों से नमूना प्राप्त) के भीतर परिवर्तनशीलता खाते में रखना चाहिए.
- चयनित फल ऊतक का मिश्रण करने के लिए, यह मिश्रण क्रम में यह randomize करने के लिए, और फिर बाहर एक ब्लेंडर में 200 ग्राम वजन.
- में संतृप्त CaCl 2 (20 में 372.5 छ डिग्री सेल्सियस विआयनीकृत पानी की 500 मिलीलीटर में,) समाधान और 2 - methylbutyl के 100 मिमी समाधान मेथनॉल में isovalerate के 50 μL 200 एमएल जोड़ें. CaCl 2 से एंजाइमी एसी का एक अवरोध करनेवाला के रूप में कार्य करना हैtivity है, जो काटने और फल मांस homogenizing के बाद हो सकता है. 2 - Methylbutyl isovalerate के एक आंतरिक मानक के रूप में जोड़ा जाता है homogenization प्रक्रिया के दौरान अस्थिर यौगिकों के किसी भी संभावित नुकसान के लिए निगरानी.
- 18,000 rpm पर 30 सेकंड के लिए एक प्रयोगशाला (Waring, संयुक्त राज्य अमेरिका) ब्लेंडर में मिश्रण Homogenize, तो तुरंत ग्लास और Teflon ढक्कन के साथ सील बोतल में डालना. बोतल में कमरे के तापमान पर homogenate रखें जब तक सभी नमूने तैयार कर रहे हैं.
- के बाद बोतल में homogenate डालने का कार्य, 10 मिनट प्रतीक्षा करने के लिए तरल से फोम की जुदाई, तो विंदुक तरल के 5 एमएल aliquots की अनुमति, फोम के बिना, और 20 एमएल कांच एम्बर शीशियों में स्टील स्क्रू Teflon के साथ सज्जित टोपी के साथ शीशियों सील / septa सिलिकॉन. इस प्रक्रिया में तरबूज और नाशपाती homogenate तैयारी के लिए उपयुक्त है. यदि अन्य फल विश्लेषण के लिए उपयोग किया जाता, centrifugation कदम की आवश्यकता हो सकती है. इसलिए, फोम हटाने और फिर गोली कणों के लिए तरल अपकेंद्रित्र है कि हो सकता हैविंदुक में बाधा डालती. सेवा के रूप में तकनीकी प्रतिकृति नमूना प्रति कम से कम तीन शीशियों तैयार.
- इस बिंदु पर, तुरंत नमूनों का विश्लेषण किया जा सकता है या फ्लैश तरल नाइट्रोजन में जमे हुए और बाद में विश्लेषण के लिए अल्ट्रा कम तापमान (-80 डिग्री सेल्सियस) पर संग्रहीत.
- जमे हुए नमूने के लिए, विश्लेषण दिन फ्रीजर से नमूनों को हटाने और उन्हें एक घंटे के लिए कमरे के तापमान पर पिघलना करने के लिए अनुमति देते हैं. बाद विगलन, और विश्लेषण से पहले, एक नया एक है कि एक स्वच्छ, शुष्क पट साथ शीशी टोपी की जगह. यदि पट जगह नहीं है, विगलन दौरान पट पर गाढ़ा पानी साधन में तैयार किया जा सकता है और यह नुकसान है.
2. गैस क्रोमैटोग्राफी सतह ध्वनिक सेट अप (जीसी देखा) और डाटा अधिग्रहण वेव
- ZNose पर उचित विश्लेषण विधि लोड.
एस्टर अमीर तरबूज की अस्थिर प्रोफ़ाइल के विश्लेषण के लिए, माइक्रोसेंस संस्करण 5.44.22 सॉफ्टवेयर (Newbury पार्क, CA, संयुक्त राज्य अमेरिका) में हमारे पैरामीटर इस प्रकार हैं: में headspace चूषण30 एमएल मिनट -1 पर 20 सेकंड के लिए पंप के माध्यम से प्रवेश, Tenax 225 जाल तापमान डिग्री सेल्सियस, 200 पर प्रवेश तापमान डिग्री सेल्सियस वाहक गैस (हीलियम शुद्धता के 99,999%) के प्रवाह की दर 2.9 एमएल मिनट-1, स्तंभ (DB-5 स्तंभ, 1 मीटर × 0.25mm आईडी × माइक्रोन फिल्म मोटाई 0.25) 45 से तापमान कार्यक्रम डिग्री सेल्सियस 180 में डिग्री सेल्सियस 10 के दर पर डिग्री सेल्सियस सेकंड -1, 165 पर वाल्व डिग्री सेल्सियस, 40 पर सेंसर तापमान डिग्री सेल्सियस कुल विश्लेषण समय नमूना 1 प्रति मिनट है. - गैर coring zNose प्रवेश के लिए टिप के साथ एक स्टेनलेस स्टील सुई कनेक्ट और प्रणाली परिवेशी वायु के साथ कई बार शुद्ध जब तक आधारभूत स्थिर है और कोई 200 गणना से बड़ा चोटियों (सीटी) का पता चला.
- एक समाधान सीधे श्रृंखला alkanes (C6-C14) के साधन का उपयोग कर धुन. समय इकाइयों से Kovats (की) सूचकांक इकाइयों में eluted चोटियों की अवधारण समय बदलने की धुन परिणाम साधन सॉफ्टवेयर के द्वारा प्रयोग किया जाता है. नतीजतन, बाद सिस्टम देखते है, अवधारण समय की इकाइयों में रिपोर्ट कर रहे हैं. विश्लेषण से पहले, नमूना 30 मिनट के लिए संतुलित करना करने के लिए अनुमति देते हैं. नमूना शीशियों का विश्लेषण करने के लिए, शीशी पट में एक सुई डालने के लिए दबाव से छुटकारा. फिर शीशी पट में प्रवेश साधन से जुड़े सुई डालने और headspace नमूना शुरू. का विश्लेषण कम से कम तकनीकी तीन नमूना प्रति replicates.
- "प्ले" बटन पर क्लिक करके मैन्युअल साधन शुरू, पंप सक्रिय निकाल लेता है और वाष्प नमूना ऊपर मौजूद है. विश्लेषण के अंत में, एक वर्णलेख स्क्रीन पर प्रकट होता है, और सेंसर स्वतः 10 सेकंड के लिए यह साफ करने के लिए 150 डिग्री सेल्सियस तक गर्म है. जब प्रणाली स्थिति बॉक्स बटन हरा फिर से बदल जाता है, साधन के लिए एक और नमूना विश्लेषण के लिए तैयार है.
- एक स्थिर आधारभूत और उचित प्रणाली की सफाई सुनिश्चित करने के लिए, प्रत्येक नमूना के बीच कम से कम एक रिक्त हवा चलाते हैं. संभव शीशी और टोपी से अस्थिर संदूषण के लिए निगरानी, दो शीशी खाली विश्लेषण (टोपी के साथ खाली शीशी), दिन की शुरुआत और अंत में <./ Li>
3. डेटा निर्यात और विश्लेषण
- माइक्रोसेंस सॉफ्टवेयर में पीक लॉगिंग "समारोह का उपयोग अधिग्रहण के बाद माइक्रोसॉफ्ट एक्सेल फ़ाइल में डेटा निर्यात करें. एक बार डेटा निर्यात कर रहे हैं, चर और प्रतिकृति के लिए लेबल युक्त स्तंभ जोड़ने.
- स्क्रिप्ट हम विकसित, "reform_data.py" (पहले और "स्क्रिप्ट reform_data का उपयोग करने के बाद डेटा स्वरूप का एक उदाहरण के लिए देखें चित्र 1 का नाम, आसान अजगर का उपयोग हेरफेर (आज़ादी से उपलब्ध ऑन लाइन संस्करण 2.6) के लिए डेटा प्रारूप रूपांतरण. "py). स्रोत (xls स्वरूप) और इनपुट डेटा, के रूप में के रूप में अच्छी तरह से उत्पादन के लिए इच्छित फ़ाइल नाम (xls स्वरूप) के लिए पत्रक का नाम फ़ाइल का नाम, लिपि में सीधे संपादित कर रहे हैं.
- "Kim_interface.py (2.6 अजगर में लिखा है, चित्र 2 देखें) प्रारंभ करें, और पिछले चरण में उत्पन्न फ़ाइल से डेटा आयात. विशेष रूप से, विश्लेषण देखने और बार की संख्या का विश्लेषण प्रत्येक की मूल्य का पता चला था पर आधारित है("की हिट"). कार्यक्रम इस प्रकार की हिट की एक प्रत्येक की मूल्य के लिए एक बार ग्राफ दिखाता है.
- नमूनों की विशिष्ट सबसेट की हिट मूल्यांकन, विश्लेषण तकनीकी के प्रत्येक समूह के साथ प्रतिकृति. ऐसा करने के लिए, हर उपचार या चर जाँच / इसी बक्से अनचेक द्वारा अलग - अलग विश्लेषण. ग्राफिकल यूजर (GUI) के इंटरफ़ेस सुविधाओं का विस्तृत वर्णन के लिए चित्रा 2 शीर्षक देखें.
- प्रत्येक की जीयूआई का उपयोग कर खिड़की की चौड़ाई की पहचान करने के बाद, अनियमित माइक्रोसेंस सॉफ्टवेयर में इसी chromatograms के के कुछ का चयन करें और मूल्यांकन तकनीकी के बीच चोटियों अतिव्यापी प्रतिकृति. दो प्रतिकृति तकनीकी का मढ़ा chromatograms के का एक उदाहरण के लिए देखें चित्रा 3.
- एक बार की खिड़की individuated है, 'मर्ज' जीयूआई में उपलब्ध सुविधा का उपयोग करने के लिए किस कि खिड़की में सबसे अधिक आबादी की में गिरावट, विलय. इस सुविधा का उपयोग करके, चोटियों की मूल्यों की एक सीमा के साथ लेबल एक एकल की लेबल, allowi की के तहत समेकित कर रहे हैंएनजी एक चर के रूप में चोटियों इलाज.
ऐसा करने के लिए, पहले 'मर्ज' बटन पर क्लिक करें सुविधा को सक्रिय करने के लिए और इसी पट्टी बाएँ क्लिक करके खिड़की के केंद्र के रूप में सबसे अधिक आबादी की चयन. बार बार चुना गया है, यह रंग बदलता है और हरे रंग बदल जाता है. कि चयनित केआई में खिड़की के भीतर गिर किस मर्ज करने के लिए, इसी सलाखों पर राइट - क्लिक करें, इस सलाखों लाल बारी करने का कारण बनता है, जबकि इसी लंबाई के एक नीले रंग पट्टी केंद्रीय केआई के शीर्ष पर जोड़ा जाता है (देखें चित्रा 4 ). एक बार जब सभी चयनित किस उपयुक्त केंद्रीय केआई में विलय कर दिया गया है, 'मर्ज' बटन पर क्लिक करें फिर से परिवर्तनों को स्वीकार है, यह 'मर्ज' बटन के लिए पीले रंग की बारी का कारण बनता है. गलतियों के मामले में, 'Unmerge' बटन भी उपलब्ध है. को unmerge GUI में 'Unmerge' बटन क्लिक करें, तो लाल पट्टी आप unmerge करना चाहते हैं पर राइट - क्लिक करें. लाल, नीले रंग की पट्टी बदल जाता है. फिर 'Unmerge' बटन पर क्लिक करें परिवर्तनों को स्वीकार करने के लिए. - यदि मैं करने के लिए एक प्रयासncorrectly एक ही नमूने में एक एकल की मूल्य में दो चोटियों विलय, एक त्रुटि संदेश मुद्रित है. ऐसी परिस्थितियों में, निकट वर्णलेख की जाँच करें और उस क्षेत्र में की खिड़की को फिर से परिभाषित.
- एक बार विलय संचालन के सभी प्रदर्शन किया गया है, तो फ़ाइल सहेजें.
- सांख्यिकीय विश्लेषण के साथ आगे बढ़ने से पहले, हवा और शीशी खाली chromatograms संभव contaminations के लिए निगरानी का विश्लेषण कर रहे हैं. एक बार कारतूस चोटियों की की पहचान की गई है, नमूना में शिखर वर्तमान के क्षेत्र से हवा और शीशी या रिक्त / में पाया चोटी के क्षेत्र घटाना.
तो सांख्यिकीय विश्लेषण के साथ आगे बढ़ना.
4. प्रतिनिधि परिणाम
इलेक्ट्रॉनिक नाक के विभिन्न परिपक्वता चरणों (चित्रा 5) पर काटा अस्थिर प्रोफाइल में फल तरबूज के बीच मतभेद का पता लगाने में सक्षम था. बीस की खिड़कियों के सभी नमूनों भर में पहचान की गई. विचरण के विश्लेषण से पता चला है कि 14 चोटियों देतेइलेक्ट्रॉनिक नाक काफी परिपक्वता चरणों के बीच विविध द्वारा cted. चित्रा 6 में लॉग इन करने के लिए इन 14 घटकों का मतलब शिखर क्षेत्रों के शिखर abundances में दो परिपक्वता चरणों के बीच के मतभेदों को, जल्दी परिपक्व और पूरी तरह से पका हुआ फल दिखाने प्लॉट किए जाते हैं.
चित्रा 1 डेटा साधन सॉफ्टवेयर (एक) से और परिवर्तन के बाद प्रदर्शन reform_data.py "स्क्रिप्ट (बी) का उपयोग. निर्यात प्रारूप के उदाहरण हैं. डेटा हेरफेर और विश्लेषण की सुविधा, सभी अद्वितीय किस सभी नमूनों भर में पहचाने जाते हैं, तो डेटा पंक्तियों और स्तंभों, अद्वितीय किस के लिए इसी में चोटी क्षेत्र में नमूना जानकारी के साथ फिर क्रम रहे हैं. यदि एक चोटी के एक नमूने में एक की मूल्य के लिए पता नहीं है, इसी सेल खाली रहता है.
चित्रा 2. स्क्रिप से स्क्रीन पर कब्जाटी फ़ाइल kim_interface.py ". केंद्र में साजिश की बनाम की प्रति हिट की संख्या प्रदर्शित करता है. की प्रति मारो 'नमूने की संख्या है जो कि विशिष्ट केआई के साथ एक चोटी का पता चला था. बाईं ओर, वहाँ तीन पीला चयनित डेटा को नियंत्रित करने बक्से हैं. वे पैरामीटर प्रदर्शित करने के लिए डेटा सेट (उपचार, प्रतिकृति, गुणात्मक चर, आदि) को विभाजित. इस आंकड़े में, वे ऊपर से नीचे तक हैं: विविध, रोपण और फसल पर परिपक्वता चरण की तारीख. नीचे में: 3 सलाखों पर क्लिक करके और बाईं या सही करने के लिए नीली पट्टी हिल द्वारा, एक की सीमा, और न्यूनतम शिखर क्षेत्र (थ्रेसहोल्ड ') की न्यूनतम और अधिकतम मान का चयन कर सकते हैं. सही पर: 'मर्ज' बटन मैन्युअल रूप से साजिश में सलाखों पर क्लिक करके चयनित किस विलय करने की अनुमति देता है. 'Unmerge' बटन चयनित मामलों के लिए एक प्रक्रिया को उल्टा करने के लिए अनुमति देता है.
चित्रा 3. मढ़ा chromatograms (में काले और लाल दो तकनीकी) तरबूज अस्थिर headspace से प्रतिकृति प्रतिधारण समय में बदलाव वर्णन.
चित्रा 4 विलय की प्रक्रिया का उदाहरण है. केंद्रीय साजिश में, हरे रंग की पट्टी (सेंट्रल की) सबसे अधिक आबादी की है, जो की खिड़की के केंद्र के रूप में चयनित किया गया है प्रतिनिधित्व करता है. की एक्स और वाई की ब्याज की खिड़की में गिरने किस हैं और वे केंद्रीय केआई में विलय करने की आवश्यकता है. की एक्स पट्टी पर राइट - क्लिक करके, यह लाल हो जाता है और एक ही समय में, की एक्स बार में एक ही लंबाई के एक नीले रंग की पट्टी हरे रंग की एक के शीर्ष पर प्रकट होता है. की वाई, नीली पट्टी की लंबाई (विलय किस) के लिए एक ही प्रक्रिया को दोहराने से इसी लंबाई की वृद्धि होगी. एक बार सब किस हरी 'मर्ज' बटन, विलय की प्रक्रिया समाप्त होता है पर क्लिक करके जोड़ा गया है, परिवर्तनों को सहेजा कर रहे हैं, और बटन रंग पीला हो जाता है.
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चित्रा 5 तरबूज अलग परिपक्वता चरणों में काटा नमूनों की दो chromatograms, जल्दी परिपक्व (ऊपर) और पूरी तरह से पका हुआ (नीचे), इलेक्ट्रॉनिक नाक अस्थिर abundances में मतभेद का पता लगाने की क्षमता को वर्णन करने के लिए.
चित्रा 6 रडार साजिश 14 दो दो विभिन्न परिपक्वता चरणों, जल्दी परिपक्व और पूरी तरह से परिपक्व पर तरबूज के नमूने में मौजूद घटकों के शिखर क्षेत्र दिखा. शिखर क्षेत्रों लॉग पैमाने में रिपोर्ट कर रहे हैं मदद करने के लिए तुलना कल्पना. प्रत्येक रे के अंत में संख्या इसी Kovats सूचकांक का प्रतिनिधित्व करते हैं.
Discussion
इलेक्ट्रॉनिक नाक तेजी से फल या अस्थिर अमीर नमूने से सुगंध प्रोफाइल का उद्देश्य मूल्यांकन के लिए एक आशाजनक तरीका का प्रतिनिधित्व करते हैं. हालांकि, प्रतिधारण समय में परिवर्तन शिखर पहचान के लिए एक चुनौती का प्रतिनिधित्व करते हैं और डेटा के अशुद्ध अर्थ के लिए नेतृत्व जब दो chromatograms पूरी तरह से गठबंधन नहीं कर रहे हो सकता है. Chromatograms का दृश्य निरीक्षण संकेत दिया कि परिवर्तनशीलता नमूने बीच प्रतिधारण बार के अक्सर एक ही थोड़ा अलग की (लगभग 10 ±) मूल्यों के साथ लेबल किया जा शिखर के कारण होता है. यह अद्वितीय पता चला किस की एक अतिरंजित संख्या में अनुवाद. आदेश में तथ्यों का लाभ लेने के लिए है कि (क) विभिन्न यौगिकों विभिन्न परिपक्वता चरणों में मौजूद हैं और (ख) तकनीकी प्रतिकृति लगभग समान हैं, दो कंप्यूटर आधारित (स्क्रिप्ट "kim_merge.py" है, जो डेटा को संभालने के लिए दिनचर्या शामिल सेट, और "kim_interface.py") जो एक ग्राफिकल यूजर इंटरफेस (GUI) प्रदान करता है व्यवस्थित करने के लिए विकसित किए गएएक अर्द्ध स्वचालित फैशन में नमूनों की तुलना, बहुत बड़े डेटा सेट के वर्णलेख विश्लेषण के लिए आवश्यक समय को कम करने. इन कार्यक्रमों में समेकन की अनुमति है, जहां उचित चोटियों में से एक एकल की लेबल के अंतर्गत की मूल्यों की एक सीमा के साथ लेबल,. यह दो महत्वपूर्ण उद्देश्यों में कार्य करता है: (क) यह एक सांख्यिकीय विश्लेषण करने के लिए सक्षम बनाता है एक चर के रूप में इस तरह के चोटियों का इलाज, और (ख) यह शिखर पहचान और अन्य प्रणालियों और प्रकाशित मूल्यों की तुलना की सुविधा है. यहाँ प्रस्तुत परिणामों से संकेत मिलता है कि तरबूज के नमूने परिपक्वता और सुगंध रूपरेखा पर्याप्त की पहचान के साथ संयोजन में zNose प्रणाली का उपयोग कर के आधार पर भेदभाव किया जा सकता है. इस वाष्पशील कि गुणवत्ता नियंत्रण कार्यक्रमों के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है के विश्लेषण के लिए एक आशाजनक नई प्रौद्योगिकी का प्रतिनिधित्व करता है.
Disclosures
हम खुलासा करने के लिए कुछ भी नहीं है.
Acknowledgments
लेखक इस विश्लेषण के लिए तरबूज फल प्रदान करने के लिए विधेयक copes (हैरिस मोरन बीज कंपनी, डेविस) धन्यवाद. इस परियोजना विशेषता फसलों अनुसंधान पहल प्रतिस्पर्धी अनुदान कार्यक्रम द्वारा समर्थित है कोई अनुदान. 2009-51181-05783 खाद्य और कृषि USDA राष्ट्रीय संस्थान से.
Materials
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Calcium chloride | MP Biomedicals | 195088 | |
2-Methylbutyl isovalerate | SAFC Global | W350613 | ≥ 98%, natural, FCC |
Methanol | Fisher Scientific | A411-4 | |
Vial | Sigma-Aldrich | SU860098 | |
Cap | Sigma-Aldrich | SU860101 | |
Laboratory blender | Waring Laboratory | 7009G | 2-speed blender; 1- Liter glass container |
Bottle | Fisher Scientific | 06-414-1C | Pyrex, 500 mL; polypropylene plug-seal |
Needle | Electronic Sensor Technology | TLC101046 | Side hole luer |
Alkanes solution | Electronic Sensor Technology | C6-C14 alkanes solution in methanol | |
zNose | Electronic Sensor Technology | Model 4500 | |
DB-5 GC column | Electronic Sensor Technology | SYS4500C5 | |
MicroSense | Electronic Sensor Technology | Version 5.44.22 | |
Python 2.6 | Freely available on-line | ||
"reform_data.py" and "kim_interface.py" scripts | Scripts available as supplementary material on JoVE |
References
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