Summary

GC-based Detection di acetato derivatizzata Glucosamina e muramico Acid Aldononitrile per la determinazione dei residui microbica nel terreno

Published: May 19, 2012
doi:

Summary

Noi descriviamo un protocollo di metodo per la GC-analisi, basata su strumenti derivati ​​di acetato di aldonitrile di glucosamina e acido muramico estratti dal suolo. Per chiarire il meccanismo chimico, si presentano anche una strategia per confermare la struttura del derivato ed i frammenti di ioni formate sulla ionizzazione elettronica.

Abstract

Quantitavo dei microrganismi che caratterizzano sono essenziali per una comprensione più ampia dello stato microbica e la funzione all'interno degli ecosistemi. Attuali strategie per l'analisi microbiologica di laboratorio tradizionali comprendono sia la cultura-dipendenti tecniche e quelle basate su estrazione diretta e la determinazione di alcuni biomarcatori 1, 2. Pochi tra la diversità delle specie microbiche abitano suolo possono essere coltivate, in modo da cultura-dipendenti metodi introdurre distorsioni significative, una limitazione assente nelle analisi di biomarker.

L'acido glucosamina, mannosammina, galattosamina e muramico sono stati ben servito come misure sia i vivi ei morti di massa microbica, di questi l'acido della glucosamina (più abbondante) e muramico (unicamente dalla cellula batterica) sono costituenti più importanti nei sistemi suolo 3 , 4. Tuttavia, la mancanza di conoscenza sulle analisi limita la divulgazione a livello scientifico tra pari. Tra tutti existing metodi analitici, derivatizzazione di aldononitrile acetati seguita da GC-based analisi è emerso come una buona opzione rispetto a bilanciare in modo ottimale precisione, sensibilità, semplicità, buona separazione cromatografica, e la stabilità durante lo stoccaggio del campione 5.

Qui vi presentiamo un protocollo dettagliato per un'analisi affidabile e relativamente semplice di glucosamina e acido muramico dal terreno dopo la loro conversione al acetati aldononitrile. Il protocollo comprende principalmente quattro fasi: digestione acida, purificazione del campione, derivatizzazione e determinazione GC. Il passo-passo procedura viene modificato secondo ex pubblicazioni 6, 7. Inoltre, presentiamo una strategia per convalidare strutturalmente lo ione molecolare del derivato e suoi frammenti ionici formato sulla ionizzazione elettronica. Abbiamo applicato GC-EI-MS-SIM, LC-ESI-TOF-MS e reagenti marcati con isotopi per determinare il peso molecolare di acetato glucosamina aldononitrile derivatizzata e murL'acido Amic, abbiamo usato lo spostamento di massa di isotopi marcati derivati ​​nello spettro di ioni di indagare frammenti di ioni di ogni derivati ​​8. Oltre alla spiegazione teorica, la convalida di ione molecolare del derivato e suoi frammenti ionici sarà utile per ricercatori utilizzando δ 13 C o frammenti ionici di questi marcatori in studi biogeochimici 9, 10.

Protocol

1. Preparazione del campione e l'estrazione degli acidi Liofilizzare campioni di terreno dopo la raccolta campo. Macinare e omogeneizzare campioni di suolo mediante un mulino a sfere, smerigliatrice suolo, o un mortaio e pestello. Pesare campioni di suolo (contenente> 0,3 mg N) in un pallone da 25 mL idrolisi. Aggiungere 10 ml di HCl 6M in ogni pallone idrolisi, compilare N 2 gas nei fiaschi, e tappo. Idrolizzano a 105 ° C in un incubatore per 8 ore u…

Discussion

Il presentato GC-based metodo per l'analisi di acetato derivatizzata glucosammina e acido muramico aldononitrile fornisce un metodo relativamente rapido per quantificare questi amminoacidi, zuccheri estratti dal suolo. I derivati ​​sono chimicamente stabili, e può essere determinata in analisi. Il metodo non è limitato a campioni di terreno, e può essere semplificata per campioni di suolo non-matrice.

La pompa a vuoto utilizzata in questo metodo è costruito per essere resistenti …

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Questo lavoro è stato supportato anche da finanziamenti DOE Bioenergy Great Lakes Research Center (DOE BER Office of Science DE-FC02-07ER64494). Siamo grati al Dr. Zhang Xudong membri del gruppo e dei suoi utili per le discussioni tecniche e commenti preziosi sulla messa a punto del protocollo.

Materials

Name of the reagent Company Catalogue number
Muramic acid Sigma-Aldrich M2503-25MG
D-(+)-glucosamine hydrochloride Sigma-Aldrich G1514-100G
N-methyl-D-glucamine Sigma-Aldrich M2004-500G
Myo-inositol Fisher Scientific A307003G025
Methanol (dry) Acros organics AC326950010
4-dimethylamino-pyridine Acros organics AC148270050
Ethyl acetate VWR International BJGC100-4
Hydroxlamine hydrochloride Fisher Scientific H330-100
Pyridine Fisher Scientific P368-500
Acetic anhydride Fisher Scientific A10-100
Dichloromethane (Methylene chloride) Fisher Scientific D37-500
Hexane Fisher Scientific H303-4
Hydrochloric acid (6M) Fisher Scientific S456-4
Hydroxylamine hydrochloride-15N Icon services IN5280
Acetic anhydride-2H (D6C4O3) Acros organics AC174670050
D-glucose-U-13C Cambridge isotope lab CLM-1396-1
Ammonium sufate-15N Cambridge isotope lab NLM-713-1
     
Name of the equipment Company Tipo
Rapid-Vap LabConco 790002
Vacum pump KNF Neuberger D-79112
Hydrolysis flask Fisher Scientific 06 423A
Derivatization microvial Fisher Scientific 06-100E
GC Hewlett-Packard 6890
MS Hewlett-Packard 5972
LC-ESI-TOF-MS Agilent An Agilent 1200 series HPLC system coupled to an Agilent LC/MSD-TOF

Referências

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  3. Joergensen, R. G., Emmerling, C. Methods for evaluating human impact on soil microorganisms based on their activity, biomass, and diversity in agricultural soils. Journal of Plant Nutrition and Soil Science. 169, 295-309 (2006).
  4. Guggenberger, G., Frey, S. D., Six, J., Paustian, K., Elliott, E. T. Bacterial and fungal cell-wall residues in conventional and no-tillage agroecosystems. Soil Science Society of America Journal. 63, 1188-1198 (1999).
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Citar este artigo
Liang, C., Read, H. W., Balser, T. C. GC-based Detection of Aldononitrile Acetate Derivatized Glucosamine and Muramic Acid for Microbial Residue Determination in Soil. J. Vis. Exp. (63), e3767, doi:10.3791/3767 (2012).

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