Ученые Балтийского федерального университета имени Иммануила Канта (БФУ им. Канта) совместно с коллегами из Санкт-Петербургского государственного университета и Института физиологии растений имени К.А. Тимирязева РАН (ИФР РАН) описали ключевые условия для точного анализа химического состава растительных клеток методом газовой хроматографии с масс-спектрометрией. Об этом сообщает портал Indicator.Ru.
Исследователи изучили и систематизировали современные подходы к подготовке растительных образцов — от момента сбора растений до обработки полученных данных. Такой анализ позволяет выявлять сотни различных метаболитов: сахаров, аминокислот, органических кислот и других соединений, которые участвуют в обмене веществ и помогают растениям адаптироваться к условиям среды.
Ученые отмечают, что химический состав растений сильно меняется в зависимости от влажности, освещения, температуры и других стрессовых факторов. Кроме того, многие метаболиты определяют лекарственные свойства растений и могут использоваться в фармацевтике.
Одним из важнейших этапов анализа авторы называют правильную подготовку образцов. После сбора растения рекомендуется быстро замораживать в жидком азоте, чтобы остановить химические процессы внутри клеток и сохранить их реальный состав. Однако существуют и альтернативные методы, включая сушку, обработку ультразвуком и микроволновым излучением.
Во время выделения веществ из клеток большое значение имеют температура и подбор растворителей. Поскольку разные соединения обладают разными химическими свойствами, ученые часто используют многоэтапную экстракцию — последовательную обработку образца несколькими растворителями.
Важно учитывать, что многие вещества, содержащиеся в растениях, не летучи, из-за чего напрямую с помощью газовой хроматографии с масс-спектрометрией достоверно оценить их количество в растении не удастся. Поэтому исследователям приходится прибегать к дополнительному этапу подготовки образцов — дериватизации. Это химическая модификация нелетучих соединений, которая превращает их в форму, пригодную для анализа.
Авторы также подчеркивают важность правильной обработки данных после анализа. Для получения достоверных результатов необходимо удалять случайные сигналы, проводить калибровку и сравнивать результаты с эталонными значениями. По словам исследователей, четкое соблюдение всех этапов позволяет выявлять сотни растительных метаболитов в одном образце и находить среди них потенциально ценные соединения.
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.
Ранее мы рассказывали, что коллектив ученых России и Белоруссии нашел эффективный способ добычи антиоксидантов из трав.
