NMvD thanks Dr. Michael Reichelt (Max-Planck-Institute for chemical Ecology, Jena, Germany) for providing the first reference samples when she started using this method 16 years ago. Ciska Raaijmakers (NIOO-KNAW, Wageningen, the Netherlands), Sebastian Krosse (B-Ware, Nijmegen, the Netherlands), and Christian Ristok (iDiv, Leipzig) are acknowledged for improving the protocol over the course of the years. Mirka Macel and Martine Huberty (University T&#252;bingen, Germany) are acknowledged for their permission to use the Rorippa chromatogram. The authors gratefully acknowledge the support of the German Centre for Integrative Biodiversity Research (iDiv) Halle-Jena-Leipzig, funded by the German Research Foundation (FZT 118).

1. Herstellung von Lösungen für die Glucosinolate Extraktion benötigt <ol><li> Bereiten Sie 500 ml 70% Methanol (MeOH) in Wasser (Reinst-) in einer Glasflasche. Für 100 Proben und 5-Norm, 420 ml 70% MeOH benötigt. </li><li> Es werden 20 mM Natriumacetat (NaOAc) (pH = 5,5) durch Zugabe von 0,82 g NaOAc oder 1,36 g NaOAc · 3 H 2 O in 500 ml Wasser; der pH-Wert mit Chlorwasserstoff (HCl). Bewahren Sie die NaOAc in den Kühlschrank stellen. Für 100 Proben und 5-Norm, 370 ml 20 mM NaOAc (pH = 5,5) in Wasser benötigt wird. </li><li> Um das Säulenmaterial vorbereiten, mischen 10 g vernetztes Dextran-Gel (Typ G-25) mit 125 ml Reinstwasser. Speichern das erhaltene Gemisch in einem Kühlschrank (4 ° C). </li><li> Herstellung der Sulfatase-Lösung <ol><li> Löse 10.000 Einheiten Arylsulfatase (Typ H-1 von Helix pomatia) in 30 ml Reinstwasser und 30 ml absolutem Ethanol (EtOH). Mischen Sie die Lösung gut und überträgt es auf ein 250-ml-centrifuge Rohr oder mehrere kleinere Rohre, je nach Verfügbarkeit. </li><li> Zentrifugieren der Mischung bei 2650 × g für 20 Minuten bei Raumtemperatur (RT). Den Überstand (s) in einen Becher; 90 ml EtOH und es mischen. Zentrifugieren der Mischung in einer oder mehreren Zentrifugenröhrchen bei 1.030 xg für 15 min bei RT. </li><li> Die Überstände verwerfen. Auflösen und die Pellets in insgesamt 25 ml Reinstwasser kombinieren. Vortex gut, verzichtet werden in 1-ml-Röhrchen und lagern in einem Gefrierschrank bei -20 ° C; sie werden für mindestens ein Jahr halten. </li></ol></li><li> Vorbereitung der sinigrin Referenzlösung <ol><li> Wiegen in etwa 9 mg sinigrin Monohydrat mit 1 ug - Genauigkeit (zB 8,769 mg). Bringen Sie es in einen 10-mL-Messkolben und löst den sinigrin Monohydrat in 10,0 ml Reinstwasser. </li><li> Berechnen Sie die Molarität der Stammlösung und bereiten fünf sinigrin Referenzen zwischen 50-750 &amp; mgr; M von der Stammlösung verdünnt wird. Ein ausführliches Beispiel finden<html> <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55425/20160918GrosservanDamJoVEGlucosinolates_S1.docx" target="_blank">Ergänzende Datei</a> - <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55425/20160918GrosservanDamJoVEGlucosinolates_S1.docx" target="_blank">S1</a> . </li><li> Dispense die verschiedenen sinigrin Referenzen in 1,5 ml-Reaktionsgefäße und frieren sie bei 20 ° C. Umfassen eine Reihe von fünf sinigrin Referenzen in jedem Extraktions Charge. Verwenden Sie immer die richtigen Molarität Werte für die aktuell sinigrin Referenzen verwendet, wenn die Konzentrationen zu berechnen. </li></ol></li></ol> 2. Herstellung des Extraktionseinrichtungs <ol><li> Bereiten Sie eine Spalte Gestell für die Pipette Säulen Pasteur (zur Herstellung von Säulen, siehe Schritt 3.1). Beschriften Sie die Rack oder die Spalten Spur der Probennummern zu halten (siehe Abbildung 1). </li><li> Bereiten Sie einen Block hält die gleiche Anzahl von markierten 2-ml - Mikrozentrifugenröhrchen (siehe Schritt 3.3 und Abbildung 1) </li></ol>5 / 55425fig1.jpg &quot;/&gt; Abbildung 1: Rack für Glucosinolat Extraktion. Frontansicht (links) und Draufsicht (rechts) einer selbstgemachten Spalte Rack und Block für die Glucosinolat Extraktion. Höhe: 100 mm, Abstand zwischen den verschobenen Bohrungen (die Pasteurpipette Spalten zu halten): 30 mm (x-Achse) x 15 mm (y-Achse). <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55425/55425fig1large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier</a> , um <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55425/55425fig1large.jpg" target="_blank">eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> 3. Vorbereitung der Säulen und Reaktionsgefäße <ol><li> Bereiten Sie eine Spalte pro Probe und fünf zusätzliche Spalten für die fünf sinigrin Referenzproben. <ol><li> In jedem Glaspipette, legen Sie ein Stück Glaswolle ca. 1 cm x 1 cm. Verwenden Sie einen Holz- oder Glasstab die Glaswolle bis zu dem Punkt zu schieben, wo die Pipette verengt. Die Glaswolle sollte das Säulenmaterial vor knapp, verhindern aber auch nicht viel nutzen, da sie die Elution der Säulen verlangsamen wird. Handschuhe tragen when mit der Glaswolle arbeiten. </li></ol></li><li> Legen Sie die Spalten auf der Säule Rack (siehe Abbildung 1). Die Säule Rack in einem Laborschale (Abfallbehälter) Eluenten für die aufeinanderfolgenden Spalte Waschungen verwendet zu fangen. </li><li> Schneiden Sie die ersten 5 mm von der Spitze eines Kunststoff-1-ml-Pipettenspitze und Pipette 0,5 ml der vorbereiteten Säulenmaterial (G-25-Gel in Wasser, siehe Schritt 1.3) in jeder Spalte. Schütteln Sie die Flasche mit dem Säulenmaterial gut vor dem Pipettieren enthält. Entsorgen Sie undichte Spalten (G-25 Material durch die Glaswollschicht läuft aus) und durch neue ersetzen. <ol><li> Nach dem Pipettieren der Säulenmaterial in die Spalten, 1 mL Reinstwasser, um das Material hinunterspülen. </li></ol></li><li> Bereiten Sie eine 2-ml-Reaktionsröhrchen pro Probe und fünf Röhrchen für die fünf sinigrin Proben; beschriften. Verwenden, um eine Dissektion Nadellöcher in den Kappen für die spätere Gefriertrocknung zu machen und die vorbereiteten Rohre in den Rohrblock in der exakt gleichen Muster wie der OrtSpalten (Schritt 2.2, siehe Abbildung 1). </li></ol> 4. Extraktion von Glucosinolaten <ol><li> Wiegen gefriergetrocknet und fein gemahlenes Pflanzenmaterial (in der Regel 50,0 bis 100,0 mg Trockengewicht, die endgültigen Glucosinolat Konzentrationen im Extrakt im Bereich der Referenzkurve sein sollte) auf die nächsten 0,1 mg in 2 ml, etikettiert, rund -bottom Reaktionsrohre. Fügen zwei kleine Metallkugeln (3 mm Durchmesser) als Schutzmittel zu jedem Röhrchen Sieden. HINWEIS: Das Protokoll kann auch an die frische, schockgefroren Materialien angewendet werden, die unter flüssigem Stickstoff gemahlen wurde und gehalten bis zur Extraktion eingefroren. Erhöhen , um die Menge an Material für die Extraktion und den Prozentsatz an MeOH in der Extraktionsflüssigkeit auf 85% abgewogen zur Verdünnung durch das Wasser in den Materialien 19 zu kompensieren. </li><li> Pipette 1 ml 70% MeOH in jedes Röhrchen und Wirbel kurz. Schließen Sie die Rohre und versiegeln sie mit Schutzkappen, bevor sie so schnell wie möglich in eine heiße Platzierung water Bad (90-92 ° C) für ein paar Minuten (~ 5 min), bis 70% MeOH kocht einfach. Achtung: Schutzbrille tragen bei diesem Schritt! </li><li> Platzieren Sie die Probenröhrchen in einem Ultraschallbad für 15 min. Unterdessen nehmen die Sulfatasen und die fünf sinigrin Referenzproben aus dem Gefrierfach sie bei RT auftauen. </li><li> Zentrifugieren Sie die Probenröhrchen bei 2700 × g in einer Tischzentrifuge Nach Ultraschallbehandlung, 10 min bei RT; ein Pellet sollte in jedem Rohr zu bilden. Fügen Sie die Überstände an die markierten Spalten und Pipette die fünf Referenzproben auf separaten Spalten. <ol><li> Während der Überstände Pipettieren, halten Sie die Spitze weit über dem Pellet Pipettieren Pflanzenmaterialien zu vermeiden. Beachten Sie, dass bei getrockneten Proben verwendet werden, wird der Überstand Volumen weniger als 1,0 ml betragen. </li></ol></li><li> 1 ml 70% MeOH auf die verbleibenden Pellets in den Probenröhrchen und die Röhrchen verwirbeln, bevor sie in einem Ultraschallbad für 15 min platziert. Zentrifugieren Sie die Röhrchen wieder, wie in Schritt 4.4, und fügen Sie den supernanern zu den entsprechenden Spalten; aufgrund der Eigenschaften des Säulenmaterials, wird der negativ geladene Sulfatgruppe der Glucosinolate spezifisch auf der Säule zurückgehalten werden. </li><li> Waschen der Säulen mit den Extrakten in drei aufeinanderfolgenden Schritten. <ol><li> Pipette 2 x 1 ml 70% MeOH auf jede Säule. Warten Sie auf die Spalte trocken laufen, bevor die nächsten 1 ml Zugabe; Dies wird mehr unpolare Verbindungen , die aus den Extrakten (zB Chlorophyll) entfernen. </li><li> Spülen Sie die MeOH durch Zugabe von 1 ml Reinstwasser auf jede Säule. </li><li> Pipette 2 x 1 ml 20 mM NaOAc-Puffer zu jeder Spalte, die optimalen Bedingungen für die Reaktions Sulfatase zu schaffen. </li></ol></li><li> Nehmen Sie das Rack mit den Säulen aus dem Abfallbehälter und trocknen Sie die Füße des Gestells mit einem Gewebe. Legen Sie das Rack über den Block mit Fläschchen und markierten Röhrchen. Stellen Sie sicher , dass jede Spalte Spitze in der entsprechenden, beschriftet, 2-ml - Röhrchen (siehe Abbildung 1). </li><li> In 20 ul Sulfatsulfatase solutiauf den Säulen. Sicherzustellen, dass das Sulfatase die Oberfläche des Säulenmaterials erreicht. Je 50 ul NaOAc auf jede Säule puffern die Sulfatase zu spülen nach unten. Decken Sie die Spalten mit Aluminiumfolie und über Nacht stehen gelassen. Hinweis: Durch die Tätigkeit der Sulfatase, wird die Sulfatgruppe entfernt werden, die Freigabe der desulfoglucosinolates aus der Säule, so dass sie mit dem Wasser zu eluieren kann. Eine ausführliche Beschreibung finden Sie Crocoll et al. 19. </li><li> Am nächsten Tag eluieren desulfoglucosinolates durch Pipettieren von 2 x 0,75 ml Reinstwasser auf jede Säule. Wenn alle Spalten trocken laufen haben, heben Sie den Säulengestell und entfernen Sie sie aus den Reaktionsrohren. <ol><li> Verschließen Sie die Rohre (stellen Sie sicher, dass es Löcher in den Kappen) und frieren sie in flüssigem Stickstoff oder in einem -80 ° C Gefrierschrank für 30 min. Gefriertrocknungs die Proben für 12-24 h (in Abhängigkeit von der Anzahl der Proben und die Kapazität des Gefriertrockners) das gesamte Wasser zu entfernen. </li></ol></li> &lt;li&gt; Nach dem Gefriertrocknen wieder löse den Rückstand in einem exakten Volumen (in der Regel 1,0 ml) von Reinstwasser. Übertragen Sie die Proben und die fünf sinigrin Verweise auf markierten HPLC-Ampullen. Halten Sie die Proben in einem Kühlschrank (4 ° C) für bis zu zwei Wochen oder einen Gefrierschrank (-20 ° C) für bis zu einem Jahr vor ihnen mit HPLC zu analysieren. </li><li> Lassen Sie die Glassäulen unter der Haube über Nacht trocknen und entsorgen sie trocken, wenn. Recover die Metallkugeln aus den Probenröhrchen, die in Schritt 4.5 für die Wiederverwendung und setzen die Rohre in der Entsorgungsbehälter. </li></ol> 5. HPLC-Messungen von Proben Heraus <ol><li> Trenne die Glucosinolate auf einer Umkehrphasen - C 18 -Säule (4,6 x 150 mm, 3 &amp; mgr; m, 300 Å) mit einem Acetonitril-Wasser - Gradienten (siehe Tabelle 1) und einen Fluß von 0,75 ml / min und einer Säulentemperatur von 40 ° C . Führen Nachweis und die Quantifizierung bei 229 nm. </li><li> Messen Sie die Sinigrin Verweise auf derselben Spalte, jedoch mit einem angepaßten GradientenVerfahren der Verwendung von Lösungsmitteln zu reduzieren (siehe Tabelle 2). Starten Sie die fünf sinigrin Referenzen mit Injektion, mit der niedrigsten Konzentration mit dem Referenz beginnen. Dann injizieren die Proben, einschließlich einer Methanolinjektion (leer) nach jeder zehnten Probe die Säule zu reinigen und die Verschleppung von Spitzen zu verhindern. </li></ol><table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td> Zeit [min] </td><td> Durchfluss [ml / min] </td><td> % Ein Wasser </td><td> % B ACN </td></tr><tr><td> 1 </td><td> 0,750 </td><td> 98 </td><td> 2 </td></tr><tr><td> 35 </td><td> 0,750 </td><td> 65 </td><td> 35 </td></tr><tr><td> 40 </td><td> 0,750 </td><td> 98 </td><td> 2 </td></tr><tr><td colspan="4"> Säulentemperatur 40 ° C. </td></tr></tbody></table> Tabelle 1: Acetonitril-Wasser - Gradienten für Glukosinolat Trennung und analysis auf Umkehrphasen-HPLC. <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td> Zeit [min] </td><td> Durchfluss [ml / min] </td><td> % Ein Wasser </td><td> % B ACN </td></tr><tr><td> 1 </td><td> 0,750 </td><td> 98 </td><td> 2 </td></tr><tr><td> 10 </td><td> 0,750 </td><td> 89.3 </td><td> 10.7 </td></tr><tr><td> 11 </td><td> 0,750 </td><td> 98 </td><td> 2 </td></tr><tr><td colspan="4"> Säulentemperatur 40 ° C. </td></tr></tbody></table> Tabelle 2: Verkürzte Acetonitril-Wasser - Gradienten zur Quantifizierung der fünf sinigrin Referenzen für die Quantifizierung von Glucosinolaten verwendet. 6. Glucosinolate Identifizierung und Quantifizierung <ol><li> Identifizierung <ol><li> Vergleichen Sie die UV-Spektren und Retentionszeiten der Peaks in den Proben mit handels availder Lage, reine Glukosinolat Referenzen. Siehe Abbildung 2 für Beispiele von UV - Spektren von den verschiedenen Glukosinolat Klassen. </li><li> Identifizieren Sie unbekannte Glucosinolate mit Referenzstandards oder auf LC-MS 18, 19, wenn möglich. </li><li> Identifizieren Sie unbekannte Glucosinolate mit Kernspinresonanz (NMR), wenn möglich. </li><li> Vergleichen Sie die UV - Spektren und Retentionszeiten der Peaks mit denen in Figur 2 und Tabelle 3, Datenbanken oder Literaturverweise. </li></ol></li></ol><img alt="Figur 2" src="/files/ftp_upload/55425/55425fig2.jpg" /> Abbildung 2. UV - Spektren der häufigsten Glukosinolat Klassen. UV-Absorptionsspektren (200-350 nm) von sechs desulfoglucosinolates (GSL), bezogen auf Lösungen von handelsüblichen Referenzverbindungen hergestellt extrahiert, wie hier beschrieben, die die häufigste Strukturklassen. Der gemeinsame Name, structural Namen (in Klammern) und Strukturklasse gegeben. (A) Sinigrin (2-propenyl GSL) -Alkenyl; (B) glucoerucin (4-methylthiobutyl GSL), thioalkenyl; (C) glucoraphanin (4-methylsulfinlybutyl GSL) sulfinyl; (D) Glucobrassicin (indol-3-ylmethyl GSL) indol; (E) Gluconasturtiin (2-phenylethyl GSL), aromatisch; (F) Sinalbin (4-hydroxybenzyl GSL), aromatisch. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55425/55425fig2large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier</a> , um <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55425/55425fig2large.jpg" target="_blank">eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <ol start="2"><li> Quantifizierung <ol><li> Integrieren Sie die Fläche unter den Spitzen der fünf sinigrin Referenzen und den Proben. </li><li> Berechnen einer Eichkurve der fünf gemessenen sinigrin Referenzen auf der Basis der integrierten Fläche. Verwenden Sie die Gleichung der Regressionsgeraden (siehe Gleichung 1), um die interpoliert Menge an Glucosinolaten zu berechnen (siehe Gleichung 2).</li><li> Um die Konzentration der verschiedenen Glucosinolate berechnen, multiplizieren die interpolierte Menge (x) von der Reaktionsfaktor (M) für die Detektion bei 229 nm von EC (1990) 16, Buchner (1987) 15 oder Brown et al. (1993) 17; die Konsensus - Responsefaktoren der am häufigsten festgestellt desulphoglucosinolates sind in Tabelle 3 angegeben. HINWEIS: Die Responsefaktoren durch verschiedene Referenzen bei unterschiedlichen Werten zwischen system dies mag der Grund sein, dass es (siehe Referenzen 15-17) variieren. Dennoch sind die Werte meist ganz in der Nähe und in einem ähnlichen Bereich mit Strukturklassen. Im Anschluss an die Konvention, stellen Sie den Responsefaktor von nicht identifizierten Glucosinolate zu 1, obwohl für unbekannte Indolglucosinolaten mit einem UV - Spektrum ähnlich dem von Glucobrassicin und andere Indolglucosinolaten (Abbildung 2), wäre es ratsam, 0,25 als Responsefaktor zu verwenden , zu erhalteneine realistische Schätzung der Konzentration (Tabelle 3). </li><li> Um die endgültige Menge an Glucosinolaten (x t) in der Probe, nehmen Sie den Verdünnungsfaktor (D) und die Masse der Probe (w) berechnet für die Analyse berücksichtigt (siehe Gleichung 3). <img alt="Gleichung" src="/files/ftp_upload/55425/55425eq1.jpg" /> (1) <img alt="Gleichung" src="/files/ftp_upload/55425/55425eq2.jpg" /> (2) <img alt="Gleichung" src="/files/ftp_upload/55425/55425eq3.jpg" /> (3) y = Peakfläche m = Steigung der Referenz 5-Punkt-Regressionskurve c = der Schnittpunkt der Regressionsgeraden mit der y-Achse x = Menge an Glucosinolaten im Extrakt x t = Konzentration an Glucosinolaten in der Pflanzenprobe D = Verdünnungsfaktor M = Responsefaktor für die Detektion bei 229 nm von Buchner (1987) oder Brown et al. (1993) w = Masse der Probe für die Extraktion verwendet </li></ol></li></ol>

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	<li>Hartmann, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=From+waste+products+to+ecochemicals:+Fifty+years+research+of+plant+secondary+metabolism.">From waste products to ecochemicals: Fifty years research of plant secondary metabolism.</a> Phytochemistry. 68 (22-24), 2831-2846 (2007).</li><li>Will, H., Laubenheimer, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ueber+das+Glucosid+des+weissen+Senfsamens.">Ueber das Glucosid des weissen Senfsamens.</a> Justus Liebigs Annalen der Chemie. 199 (1), 150-164 (1879).</li><li>Agerbirk, N., Olsen, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glucosinolate+structures+in+evolution.">Glucosinolate structures in evolution.</a> Phytochemistry. 77, 16-45 (2012).</li><li>Halkier, B. A., Gershenzon, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biology+and+biochemistry+of+glucosinolates.">Biology and biochemistry of glucosinolates.</a> Ann Rev Plant Biol. 57, 303-333 (2006).</li><li>S&#248;nderby, I. E., Geu-Flores, F., Halkier, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biosynthesis+of+glucosinolates+-+gene+discovery+and+beyond.">Biosynthesis of glucosinolates - gene discovery and beyond.</a> TIPS. 15 (5), 283-290 (2010).</li><li>Kliebenstein, D. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetic+control+of+natural+variation+in+Arabidopsis+glucosinolate+accumulation.">Genetic control of natural variation in Arabidopsis glucosinolate accumulation.</a> Plant Physiol. 126 (2), 811-825 (2001).</li><li>van Leur, H., Raaijmakers, C. E., van Dam, N. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+heritable+glucosinolate+polymorphism+within+natural+populations+of+Barbarea+vulgaris.">A heritable glucosinolate polymorphism within natural populations of Barbarea vulgaris.</a> Phytochemistry. 67 (12), 1214-1223 (2006).</li><li>Kelly, P. J., Bones, A., Rossiter, J. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sub-cellular+immunolocalization+of+the+glucosinolate+sinigrin+in+seedlings+of+Brassica+juncea.">Sub-cellular immunolocalization of the glucosinolate sinigrin in seedlings of Brassica juncea.</a> Planta. 206 (3), 370-377 (1998).</li><li>van Dam, N. M., Tytgat, T. O. G., Kirkegaard, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Root+and+shoot+glucosinolates:+a+comparison+of+their+diversity,+function+and+interactions+in+natural+and+managed+ecosystems.">Root and shoot glucosinolates: a comparison of their diversity, function and interactions in natural and managed ecosystems.</a> Phytochem Rev. 8 (1), 171-186 (2009).</li><li>Ratzka, A., Vogel, H., Kliebenstein, D. J., Mitchell-Olds, T., Kroymann, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Disarming+the+mustard+oil+bomb.">Disarming the mustard oil bomb.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 99 (17), 11223-11228 (2002).</li><li>Wittstock, U., Kliebenstein, D. J., Lambrix, V., Reichelt, M., Gershenson, J., Romeo, J. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Integrative Phytochemistry: From ethnobotany to molecular ecology: Recent Advances in Phytochemistry. 37, (2003).</li><li>Hopkins, R. J., van Dam, N. M., van Loon, J. J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+glucosinolates+in+insect-plant+relationships+and+multitrophic+interactions.">Role of glucosinolates in insect-plant relationships and multitrophic interactions.</a> Ann Rev Entomol. 54 (1), 57 (2009).</li><li>Kliebenstein, D. J., Gershenzon, J., Mitchell-Olds, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparative+quantitative+trait+loci+mapping+of+aliphatic,+indolic+and+benzylic+glucosinolate+production+in+Arabidopsis+thaliana+leaves+and+seeds.">Comparative quantitative trait loci mapping of aliphatic, indolic and benzylic glucosinolate production in Arabidopsis thaliana leaves and seeds.</a> Genetics. 159 (1), 359-370 (2001).</li><li>Mithen, R., Bennett, R., Marquez, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glucosinolate+biochemical+diversity+and+innovation+in+the+Brassicales.">Glucosinolate biochemical diversity and innovation in the Brassicales.</a> Phytochemistry. 71 (17-18), 2074-2086 (2010).</li><li>Buchner, R., Wathelet, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Glucosinolates in rapeseed. , 50-58 (1987).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oil+seeds+-+determination+of+glucosinolates+High+Perfomance+Liquid+Chromatography.">Oil seeds - determination of glucosinolates High Perfomance Liquid Chromatography.</a> Official Journal of the European Communities. , 27-34 (1990).</li><li>Brown, P. D., Tokuhisa, J. G., Reichelt, M., Gershenzon, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Variation+of+glucosinolate+accumulation+among+different+organs+and+developmental+stages+of+Arabidopsis+thaliana.">Variation of glucosinolate accumulation among different organs and developmental stages of Arabidopsis thaliana.</a> Phytochemistry. 62 (3), 471-481 (2003).</li><li>Glauser, G., Schweizer, F., Turlings, T. C. J., Reymond, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+Profiling+of+Intact+Glucosinolates+in+Arabidopsis+Leaves+by+UHPLC-QTOFMS+Using+a+Charged+Surface+Hybrid+Column.">Rapid Profiling of Intact Glucosinolates in Arabidopsis Leaves by UHPLC-QTOFMS Using a Charged Surface Hybrid Column.</a> Phytochem Analysis. 23 (5), 520-528 (2012).</li><li>Crocoll, C., Halkier, B. A., Burow, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Current Protocols in Plant Biology. , (2016).</li><li>Griffiths, D. W., Bain, H., Deighton, N., Botting, N. P., Robertson, A. A. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+liquid+chromatography-atmospheric+pressure+chemical+ionisation-mass+spectrometry+for+the+identification+and+quantification+of+desulphoglucosinolates.">Evaluation of liquid chromatography-atmospheric pressure chemical ionisation-mass spectrometry for the identification and quantification of desulphoglucosinolates.</a> Phytochem Analysis. 11 (4), 216-225 (2000).</li><li>Gimsing, A. L., Kirkegaard, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glucosinolates+and+biofumigation:+fate+of+glucosinolates+and+their+hydrolysis+products+in+soil.">Glucosinolates and biofumigation: fate of glucosinolates and their hydrolysis products in soil.</a> Phytochem Rev. 8 (1), 299-310 (2009).</li><li>Fahey, J. W., Zalcmann, A. T., Talalay, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+chemical+diversity+and+distribution+of+glucosinolates+and+isothiocyanates+among+plants.">The chemical diversity and distribution of glucosinolates and isothiocyanates among plants.</a> Phytochemistry. 56, 5-51 (2001).</li><li>de Graaf, R. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isolation+and+identification+of+4-&#945;-rhamnosyloxy+benzyl+glucosinolate+in+Noccaea+caerulescens+showing+intraspecific+variation.">Isolation and identification of 4-&#945;-rhamnosyloxy benzyl glucosinolate in Noccaea caerulescens showing intraspecific variation.</a> Phytochemistry. 110, 166-171 (2015).</li><li>van Dam, N. M., Raaijmakers, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Local+and+systemic+induced+responses+to+cabbage+root+fly+larvae+(Delia+radicum)+in+Brassica+nigra+and+B.+oleracea.">Local and systemic induced responses to cabbage root fly larvae (Delia radicum) in Brassica nigra and B. oleracea.</a> Chemoecology. 16 (1), 17-24 (2006).</li><li>Gols, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Temporal+changes+affect+plant+chemistry+and+tritrophic+interactions.">Temporal changes affect plant chemistry and tritrophic interactions.</a> Bas Appl Ecol. 8 (5), 421-433 (2007).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

Die größten Vorteile dieser etablierten und am häufigsten verwendeten Verfahren sind, dass sie robust ist, ziemlich einfach und relativ niedriger Kosten pro Probe. Der größte Teil der Ausrüstung für die Extraktion und Analyse erforderlich sind, sollte in einem Standard-Labor zur Verfügung oder können mit Ausnahme der HPLC-PDA selbst gebauten, sein. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass desulfoglucosinolates in Wasser gelöst sind chemisch recht stabil, wenn sie kühl und luftdicht (HPLC) Fläschchen gehalten, so dass die Extrakte könnten leicht an anderer Stelle für die HPLC-Analyse versendet werden. Im Gegensatz zu LC-MS-Plattformen, die die Software für die Verwaltung und Analyse der Trainingsdaten und umfangreiche praktische Erfahrung erfordern spezielle, HPLC-UV / PDAs können problemlos nach einer kurzen Einarbeitungszeit ausgeführt werden. Dies reduziert nicht nur die Kosten des Verfahrens, sondern macht auch dieses Verfahren für ein breites Spektrum von Wissenschaftlern, darunter Studenten. Im Allgemeinen, wenn die vorstehend geschilderten Verfahren befolgt werden beschrieben carefully, sollten einige Probleme auftreten. In der Regel werden die Glucosinolat Spitzen sehr gut in dem Chromatogramm getrennt. Ist dies nicht der Fall ist, könnte das Gradientenprogramm durch Verringern der Steigerungsrate von Acetonitril in dem Eluenten angepasst werden. Alternativ kann das Problem lösen Gebäude in einem neuen Vorsäule (200-500 Injektionen) oder Spalte (1500 -2000 Injektionen). Gelegentlich Chromatogramme einzelner Proben in einer Charge zeigen können sehr kleine oder keine Spitzen. Dies ist in der Regel aufgrund Pipettierfehler wenn die Sulfatasen Zugabe (zB eine Spalte übersprungen wurde oder der Sulfatase nicht richtig nach unten in die Säule gewaschen). Alternativ kann der Glucosinolat-Konzentration in den experimentellen Materialien niedriger als erwartet und zu wenig Material wurde für die Extraktion verwendet. Wenn letzteres der Fall ist, kann das Injektionsvolumen auf 100 &amp; mgr; l erhöht werden, oder eine genaue Aliquot (beispielsweise 800 &amp; mgr; l) der Extrakt konzentriert werden konnte. Letzteres könnte durch Gefriertrocknungs erreicht werdening des Extrakts, der Rückstand in einem kleineren Volumen (beispielsweise 100 &amp; mgr; l) Wasser löst und Reinjezierung die gleichen Bezugskurve. In den Berechnungen für die ursprüngliche Konzentration des Extrakts, sollten die Zahlen mit dem Verdünnungsfaktor multipliziert. Wenn dies das Problem nicht lösen, sollten die Materialien wieder mehr Ausgangsmaterial verwendet werden, extrahiert. Wenn diese mehr als 100 mg ist, sollte das Volumen der Extraktionslösungsmittel und die Größe der Röhren proportional die Extraktionseffizienz aufrechtzuerhalten eingestellt werden. Ein zusätzlicher Vorteil ist, dass diese Methode gut validiert wurde. Dies ist , weil es als Standardverfahren zur Quantifizierung von Glucosinolaten in Raps beschrieben worden ist , bei denen die Verfahren und Genauigkeit wurden 16 in mehreren Labors bestätigt. Darüber hinaus sind die genetischen Hintergrund, Biosynthese und biologischen Funktionen von Glucosinolaten Gegenstand intensiver Forschungsanstrengungen, die in model Pflanze Arabidopsis thaliana unter anderem 4, 6, 12. Daher sind viele Reaktionsfaktoren für die genaue Quantifizierung von desulfoglucosinolates in Bezug auf sinigrin gut definiert und öffentlich verfügbar 15,17. Auch wenn LS-MS-basierte Protokolle mehr mit hohem Durchsatz sind, empfindlicher, und sind in der Lage (vorläufig) identifizieren Glucosinolate , für die keine Standards verfügbar sind 18, 19, 20, das Fehlen von Universal-Response - Faktoren für die LC-MS begrenzt die exakte Quantifizierung von Glucosinolat Konzentrationen 18. Hinzu kommt, dass diese Verfahren in der Regel kein Gefriertrocknungsschritt umfassen, und die Wassermenge in dem Frischpflanzenmaterial nachgewiesenes in den Berechnungen exakte Quantifizierung schwierig macht. Schließlich, weil unser Extraktionsverfahren eine spaltenbasierte beinhaltetReinigungs- und Konzentrationsschritt kann es auch 21 mit geringen Konzentrationen an Glucosinolaten, wie Böden zu &quot;schmutzigen&quot; Proben angewendet werden. Im Vergleich zu LC-MS-basierte Methoden , die in der Regel frisch gefrorene Materialien zu extrahieren, verwenden 96-Well - Platten für die Extraktion, und beinhalten keine Sulfatsulfatase Schritt 18, 19, ist unser Verfahren relativ zeitaufwendig und arbeits intensiv. Mit den Säulengestelle in diesem Papier beschrieben, kann eine einzelne Person etwa 100-150 Proben an einem Tag zu extrahieren. Elution (am nächsten Tag), Gefriertrocknen (über Nacht), und wieder Auflösen kann innerhalb der nächsten zwei Tage stattfinden. Mit einem automatisierten HPLC-Injektor, einem Lauf und Ausgleichszeit von 40-45 min pro Injektion und keine unvorhergesehenen Ereignisse, würde es 3-4 Tage, um die Daten für dieses Beispiel Set zu erwerben. Wenn die HPLC-Software ermöglicht die automatische Quantifizierung basierend auf der sinigrin Kurve, eine manuelle Überprüfung der Chromatogramme und peak-Zuweisungen für 100 Proben können nur eine weitere 1 oder 2 h, bevor die Daten für statistische Analysen verwendet werden können. Trotz der zunehmenden Verfügbarkeit von Glucosinolat Standards, nur ein kleiner Bruchteil der mehr als 130 Kandidaten derzeit im Handel gekauft werden können. Doch mit ein paar Referenzen für jede der Biosynthese Klassen; Zugang zu Literatur - Datenbanken gefunden , die die Verbindungen vorher in den Pflanzenarten spezifiziert (zB Fahey et al . 22); Grundkenntnisse der chromatographischen Prinzipien wie die Logik der Elutrope Reihe (beispielsweise für Zahlen von Cs an der Seitenkette in aliphatischen Verbindungen zunimmt, 3 und 4); und die Validierung einzelner Proben auf LC-MS 19 oder isoliert Glucosinolaten auf NMR 23, kann man leicht diese Einschränkung zu überwinden. Die meisten Protokolle für Glukosinolat analysiert interne Referenzkurven verwenden(Dh eine bestimmte Konzentration für die Gewinnung von Sinigrin oder Sinalbin zu dem Extraktionslösungsmittel 16, 17, 19). Grundsätzlich sind interne Referenzkurven besser geeignet für einzelne Probenverarbeitungsfehler zu korrigieren und damit theoretisch eine höhere Genauigkeit erzielen. Trotz dieses Vorteils bevorzugen wir einen Fünf-Punkte externe Referenzkurve zu verwenden, wie oft wir verschiedene Wildarten zu analysieren, von denen einige ein hohes Maß an sinigrin enthalten (zB Brassica nigra 24) oder Sinalbin (zB Sinapis alba 25), die zwei Glukosinolat Referenzen für die Responsefaktoren zur Verfügung stehen. Außerdem jeder Probe interne Standards Zugabe erhöht die Kosten der Analysen, als hochwertige Standards Glucosinolat Referenz sind in der Regel ziemlich teuer. Abschließend trotz der zeitraubenden Schritte, dieses Protokollbietet eine einfache und zugängliche Methode Glucosinolate in Pflanzenproben zu extrahieren und zu quantifizieren. Jedoch ist es wichtig zu berücksichtigen , dass die Glucosinolatgehalte selbst sind nur einen Hinweis auf die mögliche biologische Aktivität, wie die Notwendigkeit mit Myrosinase zu reagieren zu sehen ist , und die Variation in den Reaktionsprodukten aus einem einzigen Glucosinolat 11 entstehen können. Validierungstests müssen durchgeführt werden, um die biologische Relevanz zu bestätigen.

Es wird geschätzt , dass die Pflanzen mehr als 200.000 verschiedene Arten von chemischen Verbindungen 1 erzeugen. Nur die Minderheit dieser Verbindung scheint eine Rolle in der Pflanzen primären Stoffwechsel, die Brennstoffe Wachstum und Reproduktion zu spielen; die meisten sind so genannte Sekundärmetaboliten. Trotz ihres Namens sind sekundäre Stoffwechsel oft entscheidend für das Überleben der Pflanze und Reproduktion, wie sie dienen Bestäuber anzulocken oder die Pflanze gegen Krankheitserreger und Pflanzenfressern 1 zu verteidigen. Glucosinolate sind eine sehr heterogene Gruppe von sekundären Metaboliten, die 2 für mehr als 150 Jahren untersucht worden. Bis heute wurden mehr als 130 strukturell verschiedenen Glucosinolate wurden 3 identifiziert. Im Großen und Ganzen können Glucosinolate in verschiedene Klassen auf der Aminosäurebasis unterteilt werden, aus denen sie synthetisiert werden. Indolglucosinolaten, sind beispielsweise aus der Aminosäure synthetisiertTryptophan, Phenylalanin während liefert das Grundgerüst für die Synthese von aromatischen Glucosinolaten 4. Innerhalb von Klassen, gibt es eine hohe strukturelle Vielfalt, die um etwa sequentielle Kettenverlängerungsschritte in den Biosynthesewegen, wie in der Klasse der aliphatischen Glucosinolaten, oder durch Seitenkettenmodifikationen (zB Hydroxylierung) 4, 5 gebracht wird. Eine Glukosinolat Pflanzenarten können bis zu 37 verschiedene Glucosinolate aus unterschiedlichen Strukturklassen 6. Auch wenn Pflanzenarten typisch Glucosinolatprofile haben, wird innerartliche Variation für die Typen von Glucosinolaten häufig zwischen den Individuen und Populationen 6 gefunden, 7. Intact Glucosinolate sind in den Vakuolen von Pflanzenzellen gespeichert und kann in jeder der oberirdischen oder unterirdischen organ 7, finden &lt;sup class = &quot;xref&quot;&gt; 8, 9. Bei der Zellbruch (zB durch Herbivorie) werden Glucosinolate freigesetzt und mit dem Enzym Myrosinase gemischt, das Setzen einer Senfölbombe 10 ab. Aufgrund der Aktivität von Myrosinase, und auf der Struktur der Glucosinolat abhängig, den Reaktionsbedingungen und der Anwesenheit von modifizierenden Enzymen, verschiedenen scharf, giftig oder gesundheitsschädliche Verbindungen gebildet werden , wie Nitrile und (iso) Thiocyanate 11. Die Reaktionsprodukte haben eine hohe biologische Aktivitäten; beispielsweise dienen sie als Abschreckungsmittel von Generalisten Insektenpflanzenfressern 12. Die Erblichkeit und Biosynthesewege von Glucosinolaten sind gut untersucht, vor allem wegen ihrer Bedeutung für die Pflanzenfresser und Pathogen - Resistenz, ihren Wert als Aromakomponenten in mustards und Kohl, und ihre negativen (Progoitrin) und positive (glucoraphanin) Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit 5, </sup&gt; 13, 14. Wegen des großen Interesses an Glucosinolaten als biologisch aktive Verbindungen, Extraktion und Detektionsverfahren basierend auf Umkehrphasen - Hochdruck - Flüssigkeitschromatographie (HPLC) , ausgerüstet mit ultraviolettem (UV) oder Photodiodenarray (PDA) Detektoren sind seit den 1980er Jahren 15 allgemein verwendet worden . Auf der Grundlage dieser Methode, erteilt die Europäischen Gemeinschaften ein Standardprotokoll , das für die Analyse von Glucosinolaten in Ölsaaten (Brassica napus, Raps, Canola 16) in mehreren Labors getestet und validiert wurde. Andere aufgenommen zu dieser Methode (zB durch zusätzliche Responsefaktoren für Glucosinolate Bestimmung , die nicht in Raps sind) 17. Trotz der zunehmenden Verfügbarkeit von Flüssigchromatographie-Massenspektrometrie (LC-MS) Plattformen und Hochdurchsatz - Protokolle für Glucosinolatanalyse 18 <sup&gt;, 19, die ursprüngliche HPLC-UV / PDA - Methode ist immer noch weit von den Wissenschaftlern verwendet. Die Hauptgründe dafür sind, dass diese Methode einfach ist, kostengünstig, und relativ leicht zugänglich zu den Labors ohne eine umfangreiche chemisch-analytischen Wissensinfrastruktur. Um zu dienen, diese Gemeinschaft, die wir hier ausführlich das Protokoll für die Extraktion von Glucosinolaten aus Pflanzenmaterialien und die Analyse ihrer Desulfo-Formen mit HPLC-PDA.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Methanol HiPerSolv CHROMANORM&#174; gradient grade for HPLC grade</td>
			<td>VWR</td>
			<td>20,864,320</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium acetate (NaOAc)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>W302406-1KG-K</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HCL</td>
			<td>VWR</td>
			<td>1,090,571,000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sephadex</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>A25120-10G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>&#160;(&#8722;)-Sinigrin hydrate 
			from horseradish&#160;</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>S1647-500MG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aryl Sulfatase</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>S9626-10KU</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol</td>
			<td>VWR</td>
			<td>20,816,298</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pasteur Pipette</td>
			<td>Carl Roth</td>
			<td>4518.1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass Wool</td>
			<td>Carl Roth</td>
			<td>7377.1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass /wooden stick</td>
			<td>VWR</td>
			<td>HERE1080766</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2 mL reaction tubes</td>
			<td>VWR</td>
			<td>211-2606</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dissecting needle</td>
			<td>Carl Roth</td>
			<td>KX93.1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rotilabo-lab dishes</td>
			<td>Carl Roth</td>
			<td>0772.1</td>
			<td>Waste tray</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Freeze Dryer Freezone 12 L</td>
			<td>Labconco</td>
			<td>7960030</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetonitril super gradient grade</td>
			<td>VWR</td>
			<td>83,639,320</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Water bath</td>
			<td>VWR</td>
			<td>462-5112</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrasonic bath</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>FB 15061</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PH Electrode</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>STARA2115</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Centrifuge Heraeus Multifuge X1</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>75004210</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pre-Column</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>69697</td>
			<td>C18 column (4.6 x 10 mm, 5 &#181;m, 300 &#197;)&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Column Acclaim 300</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>60266</td>
			<td>C18 column (4.6 x 150 mm, 3 &#181;m, 300 &#197;)&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HPLC Ultimate 3000</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td></td>
			<td>with column oven and UV or PDA detector</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Flask 1000 mL</td>
			<td>VWR</td>
			<td>215-1595</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glucosinolate reference compounds</td>
			<td>Phytoplan</td>
			<td>various</td>
			<td>http://www.phytoplan.de/</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a straightforward method for glucosinolate extraction and analysis with high-pressure liquid chromatography (hplc)

Glucosinolates are a well-studied and highly diverse class of natural plant compounds. They play important roles in plant resistance, rapeseed oil quality, food flavoring, and human health. The biological activity of glucosinolates is released upon tissue damage, when they are mixed with the enzyme myrosinase. This results in the formation of pungent and toxic breakdown products, such as isothiocyanates and nitriles. Currently, more than 130 structurally different glucosinolates have been identified. The chemical structure of the glucosinolate is an important determinant of the product that is formed, which in turn determines its biological activity. The latter may range from detrimental (e.g., progoitrin) to beneficial (e.g., glucoraphanin). Each glucosinolate-containing plant species has its own specific glucosinolate profile. For this reason, it is important to correctly identify and reliably quantify the different glucosinolates present in brassicaceous leaf, seed, and root crops or, for ecological studies, in their wild relatives. Here, we present a well-validated, targeted, and robust method to analyze glucosinolate profiles in a wide range of plant species and plant organs. Intact glucosinolates are extracted from ground plant materials with a methanol-water mixture at high temperatures to disable myrosinase activity. Thereafter, the resulting extract is brought onto an ion-exchange column for purification. After sulfatase treatment, the desulfoglucosinolates are eluted with water and the eluate is freeze-dried. The residue is taken up in an exact volume of water, which is analyzed by high-pressure liquid chromatography (HPLC) with a photodiode array (PDA) or ultraviolet (UV) detector. Detection and quantification are achieved by conducting comparisons of the retention times and UV spectra of commercial reference standards. The concentrations are calculated based on a sinigrin reference curve and well-established response factors. The advantages and disadvantages of this straightforward method, when compared to faster and more technologically advanced methods, are discussed here.

Dieses Verfahren ermöglicht die Detektion und Trennung von allgemein gefunden desulfoglucosinolates in allen Strukturklassen (Abbildung 3). Die schädlichen 2-hydroxyglucosinolate Progoitrin kommt relativ früh im Chromatogramm und ist deutlich von dem nützlichen Glukosinolat glucoraphanin, die einzige methylsulfinylglucosinolate in dieser Probe getrennt. Sinigrin, gluconapin und Glucobrassicanapin mit zunehmender Seitenkettenlängen (C3, C4 und C5, bzw.) eine eluotropische Reihe von alkenyl Glucosinolate bilden. Eine ähnliche logische Serie sichtbar ist für die beiden methylthioalkenyl Glucosinolaten, glucoiberverin (C3) und glucoerucin (C4). Die Spitzen der drei Indolglucosinolaten, Glucobrassicin und seine Derivate 4-Hydroxy- und 1-methoxyglucobrassicin (neoglucobrassicin) werden auch klar getrennt. Es sollte beachtet werden, dass die Spitzen der neoglucobrassicin und glucoerucin sowie Gluconasturtiin, die nur aromatische glucosinolate in diesem Beispiel besonders hoch in diesem Brassica Extrakt durch Zusatz von Wurzelextrakte der Mischung 9. <img alt="Figur 3" src="/files/ftp_upload/55425/55425fig3.jpg" /> Abbildung 3: Chromatogramm eines Glucosinolat - Extrakt. Detail (1-32 min) eines HPLC - Chromatogramm aus der Analyse der kombinierten Wurzel- und Sprossproben aus Brassica nigra führt, B. rapa und B. oleracea. Die Peak-Etiketten zeigen die Retentionszeit und die Abkürzungen für identifizierte desulfoglucosinolates (GSL). PRO = Progoitrin (2-OH-3-butenyl GSL); RAPH = glucoraphanin (4-methylsulfinlybutyl GSL); SIN = sinigrin (2-propenyl GSL), GNA = gluconapin (3-butenyl GSL); 4OH = 4-hydroxyglucobrassicin; IBV = glucoiberverin (3-Methylthiopropyl GSL); GBN = Glucobrassicanapin (4-Pentenyl GSL); ERU = glucoerucin (4-methylthiobutyl GSL); GBC = Glucobrassicin (Indol-3-ylmethyl GSL); NAS = Gluconasturtiin (2-phenylethyl GSL); NEO = neoglucobrassicin (1-MeOH-Glucobrassicin). <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55425/55425fig3large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier</a> , um <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55425/55425fig3large.jpg" target="_blank">eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> Längere Kette Methylsulfinyl Glucosinolate, die in der Modellpflanze Arabidopsis zu finden sind, zeigen auch eine Elutrope Reihe, wie in einem Wurzelextrakt von Rorippa austriaca gesehen. Glucohesperalin (C6), glucosiberin (C7), glucohirsutin (C8) und glucoarabin (C9) erscheinen in regelmäßigen Abständen auf dem Chromatogramm (Figur 4). Zusammen mit der UV-Spektren der Peaks, wie eluotropische logische Reihe kann zur Klassifizierung verwendet werden, und vorläufig zu identifizieren, unbekannt Glucosinolaten. <img alt="Abbildung 4" src="/files/ftp_upload/55425/55425fig4.jpg" /> Abbildung 4: Chromatogramm (Rahmen 9-30 min) Der desulfoglucosinolates in einem austriaca Wurzelextrakt Rorippa. Die Peak-Etiketten zeigen die Retentionszeit und die Abkürzungen für identifizierte desulfoglucosinolates (GSL). HES = glucohesperin (6-methylsulfinylhexyl GSL); SBE = glucosiberin (7-methylsulfinylheptyl GSL); GBC = Glucobrassicin (Indol-3-ylmethyl GSL); HIR = glucohirsutin (8-methylsulfinlyoctyl GSL); ARA = glucoarabin (9-methylsulfinylnonylglucosinolate); NEO = neoglucobrassicin (1-MeOH-Glucobrassicin). <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55425/55425fig4large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier</a> , um <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55425/55425fig4large.jpg" target="_blank">eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td> Gemeinsamen Namen </td><td> Side - Chain - Struktur </td><td> Rt (min) * </td><td> 229 nm </td><td> Referenz# </td></tr><tr><td> aliphatic Glucosinolate </td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> Glucocapparin </td><td> Methyl </td><td> 3.5 </td><td> 1 </td><td> Braun </td></tr><tr><td> Sinigrin </td><td> 2-propenyl </td><td> 5.5 </td><td> 1 </td><td> Brown, EG </td></tr><tr><td> Gluconapin </td><td> 3-butenyl </td><td> 9.5 </td><td> 1.11 </td><td> EG </td></tr><tr><td> Glucobrassicanapin </td><td> 4-Pentenyl </td><td> 13.5 </td><td> 1.15 </td><td> EG </td></tr><tr><td> Glucoiberverin </td><td> 3-Methylthiopropyl </td><td> 10.9 </td><td> 0,8 </td><td> Braun </td></tr><tr><td> Glucoerucin </td><td> 4-methylthiobutyl </td><td> 14.0 </td><td> 0,9 </td><td> Braun </td></tr><tr><td> Glucoiberin </td><td> 3-Methylsulfinylpropylglucosinolaten </td><td> 3.7 </td><td> 1.2 </td><td> Braun </td></tr><tr><td> Glucoraphanin </td><td> 4-Methylsulfinylbutyl </td><td> 4.9 </td><td> 0,9 </td><td> Braun </td></tr><tr><td> Glucoalyssin </td><td> 5-methylsulfinylpentyl </td><td> 7.6 </td><td> 0,9 </td><td> Braun </td></tr><tr><td> Glucohesperin </td><td> 6-methylsulfinylhexyl </td><td> 10.5 </td><td> 1 </td><td> Braun </td></tr><tr><td> Glucosiberin </td><td> 7-methylsulfinylheptyl </td><td> 13.5 </td><td> 1 </td><td> Braun </td></tr><tr><td> Glucohirsutin </td><td> 8-methylsulfinyloctyl </td><td> 16.8 </td><td> 1.1 </td><td> Braun </td></tr><tr><td> Glucoarabin </td><td> 9-methylsulfinylnonyl </td><td> 20.5 </td><td> 1 </td><td></td></tr><tr><td> Glucocheirolin </td><td> 3-methylsulfonylpropyl </td><td> 4.2 </td><td> 0,9 </td><td> Braun </td></tr><tr><td> Progoitrin </td><td> 2 (R) -OH-3-butenyl </td><td> 4.5 </td><td> 1,09 </td><td> Buchner, EG </td></tr><tr><td> Gluconapoleiferin </td><td> 2-OH-5-pentenyl </td><td> 8.3 </td><td> 1 </td><td> EG </td&gt; </tr><tr><td> Indolglucosinolaten </td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> 4-hydroxyglucobrassicin </td><td> 4-Hydroxyindol-3-ylmethyl </td><td> 11.2 </td><td> 0,28 </td><td> Buchner, EG </td></tr><tr><td> Glucobrassicin </td><td> indol-3-ylmethyl </td><td> 15.3 </td><td> 0,29 </td><td> Buchner, EG </td></tr><tr><td> 4-Methoxyglucobrassicin </td><td> 4-Methoxy-indol-3-ylmethyl </td><td> 18.2 </td><td> 0,25 </td><td> Buchner, EG </td></tr><tr><td> Neoglucobrassicin </td><td> 1-Methoxy-indol-3-ylmethyl </td><td> 22.5 </td><td> 0,2 </td><td> Buchner, EG </td></tr><tr><td> aromatischen Glucosinolate </td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> Sinalbin </td><td> 4-hydroxybenzyl </td><td> 8.1 </td><td> 0,5 </td><td> Buchner </td></tr><tr><td> Glucosibarin </td><td> 2 (R) -OH-2-phenylethyl </td><td> 12.1 </td><td&gt; 0,95 </td><td> siehe nächste </td></tr><tr><td> Glucobarbarin </td><td> 2 (S) -OH-2-phenylethyl </td><td> 12.7 </td><td> 0,95 </td><td> Buchner </td></tr><tr><td> Glucotropaeolin </td><td> Benzyl </td><td> 13.8 </td><td> 0,95 </td><td> Buchner, EG </td></tr><tr><td> Gluconasturtiin </td><td> 2-phenylethyl </td><td> 18.0 </td><td> 0,95 </td><td> Buchner, EG </td></tr><tr><td> unbekannt - aliphatische / aromatische wie UV - Spektrum </td><td></td><td></td><td> 1 </td><td> EG </td></tr><tr><td> unbekannt - Indol wie Spektrum </td><td></td><td></td><td> 0,25 </td><td> EG </td></tr><tr><td colspan="5"> * Ungefähre Retentionszeit (Rt) gerundet auf die nächste 0,1 min (± 0,3 min in Abhängigkeit von der Säule, Eluent Qualität). Die Retentionszeiten sind auf Thermofischer / Dionex ultimative HPLC - Plattformen ausgestattet mit einer C 18 - Säule bestimmt (150 x 4,6 mm, 3 Mikrometer Teilchengröße) plus 18 C </sub&gt; Vorsäule (10 x 4,6 mm, 5 Mikrometer Partikelgröße) mit einem Gradienten - Programm , wie in Tabelle 1. </td></tr><tr><td colspan="5"> # Referenzen für Responsefaktoren: Buchner, R. in Glucosinolate in Raps (ed JP Wathelet) 50-58 (Martinus Nijhoff Publishers, 1987); Brown, PD, Tokuhisa, JG, Reichelt, M. &amp; Gerschenson, J. Variation von Glucosinolat Akkumulation zwischen den verschiedenen Organen und Entwicklungsstadien von Arabidopsis thaliana. Phytochemie. 62 (3), 471-481, doi: 10.1016 / S0031-9422 (02) 00549-6, (2003); EG. Ölsamen - Bestimmung von Glucosinolaten High Performance Liquid Chromatography. Amtsblatt der Europäischen Gemeinschaften. L 170/28. Anhang VIII 03.07.27-34 (1990). </td></tr></tbody></table> Tabelle 3: Die Responsefaktoren der am häufigsten Desulfo-Glucosinolate in Pflanzenextrakten und ihre ungefähren Retentionszeiten auf C 18 Spalten gefunden. Eluenten, gradient, Säulentemperatur und Durchflussmenge , wie in Tabelle 1.

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A Straightforward Method for Glucosinolate Extraction and Analysis with High-pressure Liquid Chromatography HPLC

Here, we describe in great detail an established and robust protocol for the extraction of glucosinolates from ground plant materials. After an on-column sulfatase treatment of the extracts, the desulfoglucosinolates are eluted and analyzed by high-pressure liquid chromatography.

Eine einfache Methode zur Glucosinolate Extraktion und Analyse mit Hochdruck-Flüssigkeitschromatographie (HPLC)

Glucosinolates are a well-studied and highly diverse class of natural plant compounds. They play important roles in plant resistance, rapeseed oil ...

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Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Chemistry

A Straightforward Method for Glucosinolate Extraction and Analysis with High-pressure Liquid Chromatography (HPLC)

25.0K Aufrufe.  German Centre for Integrative Biodiversity Research (iDiv) Halle-Jena-Leipzig. Here, we describe in great detail an established and robust protocol for the extraction of glucosinolates from ground plant materials. After an on-column sulfatase treatment of the extracts, the desulfoglucosinolates are eluted and analyzed by high-pressure liquid chromatography. 

Serie: A Straightforward Method for Glucosinolate Extraction and Analysis with High-pressure Liquid Chromatography HPLC

Untargeted Metabolomics from Biological Sources Using Ultraperformance Liquid Chromatography-High Resolution Mass Spectrometry (UPLC-HRMS)

Here we present a workflow to analyze the metabolic profiles for biological samples of interest including; cells, serum, or tissue. The sample is first separated into polar and non-polar fractions by a liquid-liquid phase extraction, and partially purified to facilitate downstream analysis. Both aqueous (polar metabolites) and organic (non-polar metabolites) phases of the initial extraction are processed to survey a broad range of metabolites. Metabolites are separated by different liquid chromatography methods based upon their partition properties. In this method, we present microflow ultra-performance (UP)LC methods, but the protocol is scalable to higher flows and lower pressures. Introduction into the mass spectrometer can be through either general or compound optimized source conditions. Detection of a broad range of ions is carried out in full scan mode in both positive and negative mode over a broad m/z range using high resolution on a recently calibrated instrument. Label-free differential analysis is carried out on bioinformatics platforms. Applications of this approach include metabolic pathway screening, biomarker discovery, and drug development.

Untargeted Metabolomics from Biological Sources Using Ultraperformance Liquid Chromatography-High Resolution Mass Spectrometry UPLC-HRMS

Untargeted metabolomics provides a hypothesis generating snapshot of a metabolic profile. This protocol will demonstrate the extraction and analysis of metabolites from cells, serum, or tissue. A range of metabolites are surveyed using liquid-liquid phase extraction, microflow ultraperformance liquid chromatography/high-resolution mass spectrometry (UPLC-HRMS) coupled to differential analysis software.

Untargeted Metabolomics aus biologischen Quellen Mit UltraPerformance Flüssigkeits-Chromatographie-hochauflösender Massenspektrometrie (UPLC-HRMS)

Here we present a workflow to analyze the metabolic profiles for biological samples of interest including; cells, serum, or tissue. The sample is first ...

Forschung

Chemie

Isolation and Preparation of Bacterial Cell Walls for Compositional Analysis by Ultra Performance Liquid Chromatography

The bacterial cell wall is critical for the determination of cell shape during growth and division, and maintains the mechanical integrity of cells in the face of turgor pressures several atmospheres in magnitude. Across the diverse shapes and sizes of the bacterial kingdom, the cell wall is composed of peptidoglycan, a macromolecular network of sugar strands crosslinked by short peptides. Peptidoglycan&#8217;s central importance to bacterial physiology underlies its use as an antibiotic target and has motivated genetic, structural, and cell biological studies of how it is robustly assembled during growth and division. Nonetheless, extensive investigations are still required to fully characterize the key enzymatic activities in peptidoglycan synthesis and the chemical composition of bacterial cell walls. High Performance Liquid Chromatography (HPLC) is a powerful analytical method for quantifying differences in the chemical composition of the walls of bacteria grown under a variety of environmental and genetic conditions, but its throughput is often limited. Here, we present a straightforward procedure for the isolation and preparation of bacterial cell walls for biological analyses of peptidoglycan via HPLC and Ultra Performance Liquid Chromatography (UPLC), an extension of HPLC that utilizes pumps to deliver ultra-high pressures of up to 15,000 psi, compared with 6,000 psi for HPLC. In combination with the preparation of bacterial cell walls presented here, the low-volume sample injectors, detectors with high sampling rates, smaller sample volumes, and shorter run times of UPLC will enable high resolution and throughput for novel discoveries of peptidoglycan composition and fundamental bacterial cell biology in most biological laboratories with access to an ultracentrifuge and UPLC.

The bacterial cell wall is composed of peptidoglycan, a macromolecular network of sugar strands crosslinked by peptides. Ultra Performance Liquid Chromatography provides high resolution and throughput for novel discoveries of peptidoglycan composition. We present a procedure for the isolation of cell walls (sacculi) and their subsequent preparation for analysis via UPLC.

Isolierung und Vorbereitung von bakteriellen Zellwänden für die Kompositionsanalyse durch Ultra Performance Liquid Chromatographie

The bacterial cell wall is critical for the determination of cell shape during growth and division, and maintains the mechanical integrity of cells in the ...

High-pressure Sapphire Cell for Phase Equilibria Measurements of CO2/Organic/Water Systems

The high pressure sapphire cell apparatus was constructed to visually determine the composition of multiphase systems without physical sampling. Specifically, the sapphire cell enables visual data collection from multiple loadings to solve a set of material balances to precisely determine phase composition. Ternary phase diagrams can then be established to determine the proportion of each component in each phase at a given condition. In principle, any ternary system can be studied although ternary systems (gas-liquid-liquid) are the specific examples discussed herein. For instance, the ternary THF-Water-CO2 system was studied at 25 and 40&#160;&#176;C and is described herein. Of key importance, this technique does not require sampling. Circumventing the possible disturbance of the system equilibrium upon sampling, inherent measurement errors, and technical difficulties of physically sampling under pressure is a significant benefit of this technique. Perhaps as important, the sapphire cell also enables the direct visual observation of the phase behavior. In fact, as the CO2 pressure is increased, the homogeneous THF-Water solution phase splits at about 2 MPa. With this technique, it was possible to easily and clearly observe the cloud point and determine the composition of the newly formed phases as a function of pressure.
The data acquired with the sapphire cell technique can be used for many applications. In our case, we measured swelling and composition for tunable solvents, like gas-expanded liquids, gas-expanded ionic liquids and Organic Aqueous Tunable Systems (OATS)1-4. For the latest system, OATS, the high-pressure sapphire cell enabled the study of (1) phase behavior as a function of pressure and temperature, (2) composition of each phase (gas-liquid-liquid) as a function of pressure and temperature and (3) catalyst partitioning in the two liquid phases as a function of pressure and composition. Finally, the sapphire cell is an especially effective tool to gather accurate and reproducible measurements in a timely fashion.

High-pressure Sapphire Cell for Phase Equilibria Measurements of CO2/Organic/Water Systems

The high pressure sapphire cell apparatus is a unique tool to study, without sampling, phase behavior under a wide range of pressures. Using a cathetometer, very precise volume measurements can be recorded to measure liquid expansion and phase composition. Thus, this synthetic method enables the study of (1) phase equilibria of multi-component mixtures and (2) the partition behavior of catalyst or model compounds as a function of pressure.

Hochdruck-Sapphire-Zelle für Phasengleichgewichte Messungen der CO<sub&gt; 2</sub&gt; / Bio-/ Wasser-Systeme

The high pressure sapphire cell apparatus was constructed to visually determine the composition of multiphase systems without physical sampling. ...

Preparing Silica Aerogel Monoliths via a Rapid Supercritical Extraction Method

A procedure for the fabrication of monolithic silica aerogels in eight hours or less via a rapid supercritical extraction process is described. The procedure requires 15-20 min of preparation time, during which a liquid precursor mixture is prepared and poured into wells of a metal mold that is placed between the platens of a hydraulic hot press, followed by several hours of processing within the hot press. The precursor solution consists of a 1.0:12.0:3.6:3.5 x 10-3 molar ratio of tetramethylorthosilicate (TMOS):methanol:water:ammonia. In each well of the mold, a porous silica sol-gel matrix forms. As the temperature of the mold and its contents is increased, the pressure within the mold rises. After the temperature/pressure conditions surpass the supercritical point for the solvent within the pores of the matrix (in this case, a methanol/water mixture), the supercritical fluid is released, and monolithic aerogel remains within the wells of the mold. With the mold used in this procedure, cylindrical monoliths of 2.2 cm diameter and 1.9 cm height are produced. Aerogels formed by this rapid method have comparable properties (low bulk and skeletal density, high surface area, mesoporous morphology) to those prepared by other methods that involve either additional reaction steps or solvent extractions (lengthier processes that generate more chemical waste).The rapid supercritical extraction method can also be applied to the fabrication of aerogels based on other precursor recipes.

This article describes a rapid supercritical extraction method for fabricating silica aerogels. By utilizing a confined mold and hydraulic hot press, monolithic aerogels can be made in eight hours or less.

Vorbereiten Silica Aerogel Monolithen über eine schnelle Überkritische Extraktion-Methode

A procedure for the fabrication of monolithic silica aerogels in eight hours or less via a rapid supercritical extraction process is described. The ...

Post Column Derivatization Using Reaction Flow High Performance Liquid Chromatography Columns

A protocol for the use of reaction flow high performance liquid chromatography columns for methods employing post column derivatization (PCD) is presented. A major difficulty in adapting PCD to modern HPLC systems and columns is the need for large volume reaction coils that enable reagent mixing and then the derivatization reaction to take place. This large post column dead volume leads to band broadening, which results in a loss of observed separation efficiency and indeed detection in sensitivity. In reaction flow post column derivatization (RF-PCD) the derivatization reagent(s) are pumped against the flow of mobile phase into either one or two of the outer ports of the reaction flow column where it is mixed with column effluent inside a frit housed within the column end fitting. This technique allows for more efficient mixing of the column effluent and derivatization reagent(s) meaning that the volume of the reaction loops can be minimized or even eliminated altogether. It has been found that RF-PCD methods perform better than conventional PCD methods in terms of observed separation efficiency and signal to noise ratio. A further advantage of RF-PCD techniques is the ability to monitor effluent coming from the central port in its underivatized state. RF-PCD has currently been trialed on a relatively small range of post column reactions, however, there is currently no reason to suggest that RF-PCD could not be adapted to any existing one or two component (as long as both reagents are added at the same time) post column derivatization reaction.

A protocol for the use of reaction flow high performance liquid chromatography columns for methods employing post column derivatization (PCD) is presented.

Nachsäulenderivatisierung Mit Reaktionsfluß High Performance Liquid Chromatography Columns

A protocol for the use of reaction flow high performance liquid chromatography columns for methods employing post column derivatization (PCD) is ...

A Method to Manipulate Surface Tension of a Liquid Metal via Surface Oxidation and Reduction

Controlling interfacial tension is an effective method for manipulating the shape, position, and flow of fluids at sub-millimeter length scales, where interfacial tension is a dominant force. A variety of methods exist for controlling the interfacial tension of aqueous and organic liquids on this scale; however, these techniques have limited utility for liquid metals due to their large interfacial tension.
Liquid metals can form soft, stretchable, and shape-reconfigurable components in electronic and electromagnetic devices. Although it is possible to manipulate these fluids via mechanical methods (e.g., pumping), electrical methods are easier to miniaturize, control, and implement. However, most electrical techniques have their own constraints: electrowetting-on-dielectric requires large (kV) potentials for modest actuation, electrocapillarity can affect relatively small changes in the interfacial tension, and continuous electrowetting is limited to plugs of the liquid metal in capillaries.
Here, we present a method for actuating gallium and gallium-based liquid metal alloys via an electrochemical surface reaction. Controlling the electrochemical potential on the surface of the liquid metal in electrolyte rapidly and reversibly changes the interfacial tension by over two orders of magnitude ( &#820;500 mN/m to near zero). Furthermore, this method requires only a very modest potential (&#60; 1 V) applied relative to a counter electrode. The resulting change in tension is due primarily to the electrochemical deposition of a surface oxide layer, which acts as a surfactant; removal of the oxide increases the interfacial tension, and vice versa. This technique can be applied in a wide variety of electrolytes and is independent of the substrate on which it rests.

We present a method to control the interfacial energy of a liquid metal in an electrolyte via electrochemical deposition (or removal) of a surface oxide layer. This simple method can control the capillary behavior of gallium-based liquid metals by tuning the interfacial energy rapidly, significantly, and reversibly using modest voltages.

Eine Methode, die Oberflächenspannung eines Liquid Metal manipulieren via Oberfläche Oxidation und Reduktion

Controlling interfacial tension is an effective method for manipulating the shape, position, and flow of fluids at sub-millimeter length scales, where ...

High Pressure Single Crystal Diffraction at PX^2

In this report we describe detailed procedures for carrying out single crystal X-ray diffraction experiments with a diamond anvil cell (DAC) at the GSECARS 13-BM-C beamline at the Advanced Photon Source. The DAC program at 13-BM-C is part of the Partnership for Extreme Xtallography (PX^2) project. BX-90 type DACs with conical-type diamond anvils and backing plates are recommended for these experiments. The sample chamber should be loaded with noble gas to maintain a hydrostatic pressure environment. The sample is aligned to the rotation center of the diffraction goniometer. The MARCCD area detector is calibrated with a powder diffraction pattern from LaB6. The sample diffraction peaks are analyzed with the ATREX software program, and are then indexed with the RSV software program. RSV is used to refine the UB matrix of the single crystal, and with this information and the peak prediction function, more diffraction peaks can be located. Representative single crystal diffraction data from an omphacite (Ca0.51Na0.48)(Mg0.44Al0.44Fe2+0.14Fe3+0.02)Si2O6 sample were collected. Analysis of the data gave a monoclinic lattice with P2/n space group at 0.35 GPa, and the lattice parameters were found to be: a = 9.496 &#177;0.006 &#197;, b = 8.761 &#177;0.004 &#197;, c = 5.248 &#177;0.001 &#197;, &#946; = 105.06 &#177;0.03&#186;, &#945; = &#947; = 90&#186;.

In this report, we describe detailed procedures for carrying out single crystal X-ray diffraction experiments with a diamond anvil cell at the GSECARS 13-BM-C beamline at the Advanced Photon Source. ATREX and RSV programs are used to analyze the data.

High Pressure Einkristalldiffraktometrie bei PX ^ 2

In this report we describe detailed procedures for carrying out single crystal X-ray diffraction experiments with a diamond anvil cell (DAC) at the ...

A Convenient Method for Extraction and Analysis with High-Pressure Liquid Chromatography of Catecholamine Neurotransmitters and Their Metabolites

The extraction and analysis of catecholamine neurotransmitters in biological fluids is of great importance in assessing nervous system function and related diseases, but their precise measurement is still a challenge. Many protocols have been described for neurotransmitter measurement by a variety of instruments, including high-pressure liquid chromatography (HPLC). However, there are shortcomings, such as complicated operation or hard-to-detect multiple targets, which cannot be avoided, and presently, the dominant analysis technique is still HPLC coupled with sensitive electrochemical or fluorimetric detection, due to its high sensitivity and good selectivity. Here, a detailed protocol is described for the pretreatment and detection of catecholamines with high pressure liquid chromatography with electrochemical detection (HPLC-ECD) in real urine samples of infants, using electrospun composite nanofibers composed of polymeric crown ether with polystyrene as adsorbent, also known as the packed-fiber solid phase extraction (PFSPE) method. We show how urine samples can be easily precleaned by a nanofiber-packed solid phase column, and how the analytes in the sample can be rapidly enriched, desorbed, and detected on an ECD system. PFSPE greatly simplifies the pretreatment procedures for biological samples, allowing for decreased time, expense, and reduction of the loss of targets. 
Overall, this work illustrates a simple and convenient protocol for solid-phase extraction coupled to an HPLC-ECD system for simultaneous determination of three monoamine neurotransmitters (norepinephrine (NE), epinephrine (E), dopamine (DA)) and two of their metabolites (3-methoxy-4-hydroxyphenylglycol (MHPG) and 3,4-dihydroxy-phenylacetic acid (DOPAC)) in infants' urine. The established protocol was applied to assess the differences of urinary catecholamines and their metabolites between high-risk infants with perinatal brain damage and healthy controls. Comparative analysis revealed a significant difference in urinary MHPG between the two groups, indicating that the catecholamine metabolites may be an important candidate marker for early diagnosis of cases at risk for brain damage in infants.

We present a convenient solid-phase extraction coupled to high-pressure liquid chromatography (HPLC) with electrochemical detection (ECD) for simultaneous determination of three monoamine neurotransmitters and two of their metabolites in infants' urine. We also identify the metabolite MHPG as a potential biomarker for the early diagnosis of brain damage for infants.

Eine bequeme Methode für die Extraktion und Analyse mit Hochdruck-Flüssigkeitschromatographie Katecholamin Neurotransmitter und deren Metabolite

The extraction and analysis of catecholamine neurotransmitters in biological fluids is of great importance in assessing nervous system function and ...

A New Straightforward Method for Lipophilicity (logP) Measurement using 19F NMR Spectroscopy

Fluorination has become an effective tool to optimize physicochemical properties of bioactive compounds. One of the applications of fluorine introduction is to modulate the lipophilicity of the compound. In our group, we are interested in the study of the impact of fluorination on lipophilicity of aliphatic fluorohydrins and fluorinated carbohydrates. These are not UV-active, resulting in a challenging lipophilicity determination. Here, we present a straightforward method for the measurement of lipophilicity of fluorinated compounds by 19F NMR spectroscopy. This method requires no UV-activity. Accurate solute mass, solvent and aliquot volume are also not required to be measured. Using this method, we measured the lipophilicities of a large number of fluorinated alkanols and carbohydrates.

A New Straightforward Method for Lipophilicity logP Measurement using 19F NMR Spectroscopy

A novel and straightforward variation of the shake-flask method was developed for accurate lipophilicity measurement of fluorinated compounds by 19F NMR spectroscopy.

Eine neue einfache Methode zur Messung der Lipophilie (LogP) mit 19F-NMR-Spektroskopie

Fluorination has become an effective tool to optimize physicochemical properties of bioactive compounds. One of the applications of fluorine introduction ...

Extraction of Lignin with High &#946;-O-4 Content by Mild Ethanol Extraction and Its Effect on the Depolymerization Yield

Lignin valorization strategies are a key factor for achieving more economically competitive biorefineries based on lignocellulosic biomass. Most of the emerging elegant procedures to obtain specific aromatic products rely on the lignin substrate having a high content of the readily cleavable &#946;-O-4 linkage as present in the native lignin structure. This provides a miss-match with typical technical lignins that are highly degraded and therefore are low in &#946;-O-4 linkages. Therefore, the extraction yields, and the quality of the obtained lignin are of utmost importance to access new lignin valorization pathways. In this manuscript, a simple protocol is presented to obtain lignins with high &#946;-O-4 content by relatively mild ethanol extraction that can be applied to different lignocellulose sources. Furthermore, analysis procedures to determine the quality of the lignins are presented together with a depolymerization protocol that yields specific phenolic 2-arylmethyl-1,3-dioxolanes, which can be used to evaluate the obtained lignins. The presented results demonstrate the link between lignin quality and potential for the lignins to be depolymerized into specific monomeric aromatic chemicals. Overall, the extraction and depolymerization demonstrates a trade-off between the lignin extraction yield and the retention of the native aryl-ether structure and thus the potential of the lignin to be used as the substrate for the production of chemicals for higher-value applications.

Here, we present a protocol to perform ethanol extraction of lignin from several biomass sources. The effect of the extraction conditions on the lignin yield and &#946;-O-4 content are presented. Selective depolymerization is performed on the obtained lignins to obtain high aromatic monomer products.

Gewinnung von Lignin mit hohen Gehalt an β-O-4 durch milde Ethanol Extraktion und seine Wirkung auf die Depolymerisation Ausbeute

Lignin valorization strategies are a key factor for achieving more economically competitive biorefineries based on lignocellulosic biomass. Most of the ...