Ученые собрали воедино методы успешного определения химического состава растительных клеток

Ученые БФУ имени Иммануила Канта с коллегами из СПбГУ и ИФР имени К.А. Тимирязева РАН описали ключевые условия для проведения успешного биохимического анализа методом газовой хроматографии, сопряженной с масс-спектрометрией. Этот подход широко используется для определения химического состава растений. Поэтому собранная авторами в обзоре информация поможет усовершенствовать этот метод и лучше понять, какие вещества синтезируют клетки растений в разных условиях. Результаты исследования опубликованы в журнале Plants.

Для этого часто используют газовую хроматографию с масс-спектрометрией. Это подход, который позволяет выявить до нескольких сотен соединений в одном образце — растительном экстракте. Однако из-за того, что метаболиты сильно отличаются по химическим и физическим свойствам и по содержанию в образцах, для увеличения эффективности этого метода ученым необходимо усовершенствовать способы подготовки образцов к газовой хроматографии с масс-спектрометрией.

Исследователи из Балтийского федерального университета имени Иммануила Канта (Калининград) с коллегами из Санкт-Петербургского государственного университета (Санкт-Петербург) и Института физиологии растений имени К.А. Тимирязева РАН (Москва) детально рассмотрели все этапы этого процесса — от измельчения собранных растений до расшифровки полученных первичных инструментальных данных.

Во время экстракции (то есть выделения метаболитов из клеток) важно поддерживать оптимальную температуру и использовать растворители, лучше всего взаимодействующие с целевыми веществами. Поскольку в растениях содержатся разнообразные по химическим свойствам вещества, лучших результатов часто удается добиться при многоэтапной экстракции. В этом случае образцы последовательно помещают в несколько разных растворителей, которые наиболее эффективно извлекают те или иные группы соединений.

Кроме того, авторы подчеркнули важность правильной обработки и интерпретации полученных данных. Так, из них необходимо убирать «шумы» (случайные сигналы), а также выполнять калибровку — сравнение с эталонными данными о содержании тех или иных веществ в растворе.

Таким образом, четко следуя оптимальным протоколам, специалисты могут с помощью газовой хроматографии с масс-спектрометрией определить содержание нескольких сотен растительных метаболитов и найти среди них ценные.

«Мы собрали и обобщили информацию о способах подготовки и анализа растительных экстрактов методом газовой хроматографии, сопряженной с масс-спектрометрией в онлайн-режиме. В дальнейшем мы планируем проверить целый ряд протоколов, основанных на этом методе, в нашей лаборатории. В частности, в ближайшее время планируется запустить анализ жирнокислотного состава растений», — подводит итог Андрей Фролов, доктор биологических наук, профессор, руководитель Лаборатории аналитической биохимии и биотехнологии Института физиологии растений имени К.А. Тимирязева РАН.

Источник: Индикатор