Микрокристаллизация

Микрокристаллизация (или микрокристаллический тест ) — это метод идентификации метаболитов лишайника , который преимущественно использовался до появления более совершенных методов, таких как тонкослойная хроматография и высокоэффективная жидкостная хроматография . Этот подход, разработанный в первую очередь Ясухико Асахиной , основан на формировании характерных кристаллов из экстрактов лишайника . Хотя в настоящее время микрокристаллизация вытеснена современными аналитическими методами , она по-прежнему имеет важное значение для очистки и анализа соединений с использованием рентгеновской кристаллографии .

История

Между 1936 и 1940 годами ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]} серию статей, Японский химик и лихенолог Ясухико Асахина опубликовал в Журнале японской ботаники подробно описывающих технику микрокристаллизации. ^{[ 3 ]}^{[ 4 ]} Этот простой и быстрый метод позволил идентифицировать основные метаболиты у сотен видов лишайников, что внесло значительный вклад в таксономические исследования. ^{[ 4 ]} Этот метод был представлен западным лихенологам в публикации 1943 года Александра Эванса . ^{[ 5 ]} и использовался регулярно до тех пор, пока более продвинутые методы, такие как тонкослойная хроматография и высокоэффективная жидкостная хроматография не были внедрены и интегрированы в лаборатории . Десятилетия исследований вторичных метаболитов лишайников завершились публикацией в и Исао Йошимуры «Идентификация веществ лишайника» 1996 году работы Зигфрида Хюнека , в которой обобщены аналитические данные для сотен молекул лишайников, включая изображения микрокристаллов. ^{[ 6 ]} В конечном итоге метод микрокристаллизации имел ограничения, поскольку не позволял обнаруживать второстепенные компоненты или анализировать сложные смеси лишайниковых веществ. ^{[ 7 ]}^{[ 8 ]} Несмотря на эти недостатки, микрокристаллизация сыграла решающую роль в изучении корреляций между химией, морфологией и географическим распространением лишайников. ^{[ 8 ]}

Процедура

Для проведения микрокристаллизации небольшой кусочек лишайника экстрагируется ацетоном или другими растворителями , фильтруется и выпаривается с получением остатка . ^{[ 7 ]}^{[ 3 ]}^{[ 9 ]} Остаток переносят на предметное стекло микроскопа и добавляют каплю реагента для микрокристаллизации перед закрытием покровным стеклом . ^{[ 7 ]} Обычно используемые реагенты включают GAW (H ₂ O/ глицерин / этанол 1:1:1, об/об/об) и GE ( уксусная кислота /глицерин 1:3). ^{[ 7 ]} Слайды, полученные с использованием GE или GAW, осторожно нагревают, а затем дают остыть, ускоряя процесс кристаллизации. ^{[ 7 ]}^{[ 3 ]} После образования кристаллы лучше всего наблюдать в поляризованном свете с увеличением в 200–1000 раз. ^{[ 7 ]}

Для этого метода требуется базовое лабораторное оборудование, включая микроскоп, оборудованный для поляризованного света, пробирки , пипетки , микроспиртовку или микробунзоновскую горелку , шпатель или скальпель , а также предметные стекла и покровные стекла. ^{[ 3 ]} Вещества лишайников можно идентифицировать по характерной форме и цвету их кристаллов. ^{[ 7 ]}^{[ 3 ]}

Идентификация и интерпретация

Процесс идентификации кристаллов включает их сравнение с изображениями кристаллов в различных растворителях, найденными в опубликованных источниках. Хотя форма кристаллов зависит от растворителя и в определенной степени концентрации вещества, обычно можно распознать основные кристаллические формы. Следует проявлять осторожность, чтобы различать нерастворенные вещества, которые могут быть кристаллическими, но не имеют характерной формы, и рекристаллизованные вещества. Образцы микрокристаллов не могут храниться долго, так как они начинают разлагаться в течение нескольких часов или дней. ^{[ 10 ]}

Различить гирофоровую кислоту и леканоровую кислоту с помощью тонкослойной хроматографии может быть непросто. Однако, если известно, что одно из этих веществ присутствует, микрокристаллический тест может помочь дифференцировать их. В системе растворителей GAW леканоровая кислота образует длинные изогнутые кристаллические кластеры, хотя результаты могут быть противоречивыми, особенно в присутствии других веществ. Гирофорная кислота, если она присутствует в системе растворителей GE, может проявляться в виде небольших мелких кристаллических кластеров или округлых скоплений крошечных кристаллов. Леканоровая кислота в системе растворителей GE образует игольчатые кристаллические кластеры, но они не так хорошо сформированы, как в GAW. Эти тесты могут помочь отличить Punctelia borreri (содержащую гирофоровую кислоту) от Punctelia subrudecta (содержащей леканоровую кислоту). ^{[ 10 ]}

Когда два вещества образуют похожие на вид кристаллы, их оптические свойства можно использовать для различения между ними. Некоторые кристаллы изменяют плоскость поляризации проходящего света , и при вращении между скрещенными поляризаторами они чередуются между яркими и темными каждые 90°. Угол затухания — это угол между определенной осью кристалла и плоскостью поляризации фильтра, когда кристалл кажется темным (в состоянии затухания). Например, этот метод можно использовать для различения перлатоловой кислоты и имбрикаровой кислоты , которые образуют длинные прямые кристаллы в системе растворителей GE, но имеют углы затухания 0 ° и 45 ° соответственно по отношению к их длинной оси. ^{[ 10 ]}

См. также

Точечный тест (лишайник)

Ссылки

^ Асахина, Ю. (1936). «Микрохимическое обнаружение лишайниковых веществ (I)». Журнал японской ботаники (на немецком языке). 12 :516-525.
^ Сибата, Сёдзи (2000). «Ясухико Асахина (1880–1975) и его исследования по лихенологии и химии метаболитов лишайников». Бриолог . 103 (4): 710–719. doi : 10.1639/0007-2745(2000)103[0710:yaahso]2.0.co;2 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и Хюнек, Зигфрид; Ёсимура, Исао (1996). Идентификация лишайниковых веществ . Берлин, Гейдельберг: Springer Berlin Heidelberg. п. 47. ИСБН 978-3-642-85245-9 . OCLC 851387266 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Митчелл, Мэн (2014). «Наследие Де Бари: появление различных взглядов на симбиоз лишайников» (PDF) . Хантия . 15 (1): 5–22 [136–137].
^ Эванс, Александр В. (1943). «Микрохимические исследования Асахины Cladoniae». Бюллетень Ботанического клуба Торри . 70 (2): 139–151. дои : 10.2307/2481365 . JSTOR 2481365 .
^ Оливье-Хименес, Дэмиен; Шолле-Круглер, Мэрилен; Рондо, Дэвид; Бениддир, Мехди А.; Феррон, Торжественный; Делэй, Томас; Аллард, Пьер-Мари; Вулфендер, Жан-Люк; Сипман, Гарри Дж.М.; Люкинг, Роберт; Бусти, Джоэл; Ле Погам, Пьер (2019). «База данных МС/МС-спектров высокого разрешения метаболитов лишайника» . Научные данные . 6 (1): e294. Бибкод : 2019НатСД...6..294О . дои : 10.1038/s41597-019-0305-1 . ПМЦ 6882832 . ПМИД 31780665 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г Ле Погам, Пьер; Эрбетта, Гаэтан; Бусти, Жоэль (2015). «Анализ метаболитов лишайника, различные подходы». В Упрети — Далип Джумар; Дивакар, Прадепп К.; Шукла, Вертика; Баджпал, Раджеш (ред.). Современные методы и подходы в биомониторинге и биоразведке . Последние достижения лихенологии. Спрингер Индия. стр. 229–261. ISBN 978-81-322-2180-7 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Эликс, Дж.А.; Стокер-Вёргёттер, Э. (2008). «Биохимия и вторичные метаболиты». В Нэше III, Томас Х. (ред.). Биология лишайников (2-е изд.). Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. стр. 118–119. ISBN 978-0-521-69216-8 .
^ Галун, Маргалит; Шомер-Илан, Адива (1988). «Вторичные продукты обмена». В Галуне, Маргалит (ред.). Справочник CRC по лихенологии . Том. III. Бока-Ратон: CRC Press. п. 134. ИСБН 978-0-8493-3583-9 .
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Оранжевый, А.; Джеймс, PW; Уайт, Ф.Дж. (2001). Микрохимические методы идентификации лишайников . Британское общество лишайников. стр. 40–43. ISBN 978-0-9540418-0-9 .

Внешние ссылки

Микрокристаллические тесты на вещества лишайников , руководство на YouTube, представленное Ёсихито Омурой, Национальный музей природы и науки

[Asahina_1936-1] Асахина, Ю. (1936). «Микрохимическое обнаружение лишайниковых веществ (I)». Журнал японской ботаники (на немецком языке). 12 :516-525.

[Shibata_2000-2] Сибата, Сёдзи (2000). «Ясухико Асахина (1880–1975) и его исследования по лихенологии и химии метаболитов лишайников». Бриолог . 103 (4): 710–719. doi : 10.1639/0007-2745(2000)103[0710:yaahso]2.0.co;2 .

[Huneck_1996-3] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и Хюнек, Зигфрид; Ёсимура, Исао (1996). Идентификация лишайниковых веществ . Берлин, Гейдельберг: Springer Berlin Heidelberg. п. 47. ИСБН 978-3-642-85245-9 . OCLC 851387266 .

[Mitchell_2011-4] Перейти обратно: ^а ^б Митчелл, Мэн (2014). «Наследие Де Бари: появление различных взглядов на симбиоз лишайников» (PDF) . Хантия . 15 (1): 5–22 [136–137].

[Evans_1943-5] Эванс, Александр В. (1943). «Микрохимические исследования Асахины Cladoniae». Бюллетень Ботанического клуба Торри . 70 (2): 139–151. дои : 10.2307/2481365 . JSTOR 2481365 .

[Olivier-Jimenez_et_al._2019-6] Оливье-Хименес, Дэмиен; Шолле-Круглер, Мэрилен; Рондо, Дэвид; Бениддир, Мехди А.; Феррон, Торжественный; Делэй, Томас; Аллард, Пьер-Мари; Вулфендер, Жан-Люк; Сипман, Гарри Дж.М.; Люкинг, Роберт; Бусти, Джоэл; Ле Погам, Пьер (2019). «База данных МС/МС-спектров высокого разрешения метаболитов лишайника» . Научные данные . 6 (1): e294. Бибкод : 2019НатСД...6..294О . дои : 10.1038/s41597-019-0305-1 . ПМЦ 6882832 . ПМИД 31780665 .

[Le_Pogam_et_al.-7] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г Ле Погам, Пьер; Эрбетта, Гаэтан; Бусти, Жоэль (2015). «Анализ метаболитов лишайника, различные подходы». В Упрети — Далип Джумар; Дивакар, Прадепп К.; Шукла, Вертика; Баджпал, Раджеш (ред.). Современные методы и подходы в биомониторинге и биоразведке . Последние достижения лихенологии. Спрингер Индия. стр. 229–261. ISBN 978-81-322-2180-7 .

[Nash_et_al.-8] Перейти обратно: ^а ^б Эликс, Дж.А.; Стокер-Вёргёттер, Э. (2008). «Биохимия и вторичные метаболиты». В Нэше III, Томас Х. (ред.). Биология лишайников (2-е изд.). Кембридж, Великобритания: Издательство Кембриджского университета. стр. 118–119. ISBN 978-0-521-69216-8 .

[Galun_et_al.-9] Галун, Маргалит; Шомер-Илан, Адива (1988). «Вторичные продукты обмена». В Галуне, Маргалит (ред.). Справочник CRC по лихенологии . Том. III. Бока-Ратон: CRC Press. п. 134. ИСБН 978-0-8493-3583-9 .

[Orange_et_al._2001-10] Перейти обратно: ^а ^б ^с Оранжевый, А.; Джеймс, PW; Уайт, Ф.Дж. (2001). Микрохимические методы идентификации лишайников . Британское общество лишайников. стр. 40–43. ISBN 978-0-9540418-0-9 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]