Многомерный анализ спектров рентгеновской флуоресценции как возможный подход для сравнительного изучения элементного состава плодов и семян Mangifera indica, Actinidia deliciosa, Nigella sp


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Актуальность. Специфика растительного сырья как объекта рентгенофлуоресцентного анализа (РФА) обусловлена неоднородным накоплением элементов на субклеточном и тканевом уровне - в растениях элементы присутствуют в адсорбированной, коллоидной, ионной формах, как органоминеральные комплексы и полимерные соединения. Поэтому исследование растительных субстратов ограничено наличием матричных эффектов, для учета которых необходим набор стандартов - образцов сравнения. Цель работы - без применения стандарта исследовать степень обусловленных географией произрастания межвидовых и внутривидовых различий в элементных профилях растительных образцов, применяя метод главных компонент для обработки спектров рентгеновской флуоресценции. Материал и методы. Предложенный подход применен для исследования элементных профилей плодов растений рода Actinidia, Mangifera и семян растений рода Nigella. Работа выполнена на энергодисперсионном рентгенофлуоресцентном спектрометре EDX-7000 Shimadzu. Для обработки данных методом главных компонент использовали ПО OriginPro 2017 (OriginLab, США). Результаты. Показана эффективность метода главных компонент в обработке массива данных рентгеновской флуоресценции образцов. В результате анализа элементного состава высушенных семян плодов киви выявлено, что образцы, вне зависимости от региона произрастания, достаточно схожи по химическому составу, который, по-видимому, является видоспецифичным. Установлено, что применение РФА для оценки содержания кальция в съедобной части плода по стабильным и воспроизводимым результатам, полученным для семян в целом перспективно. На примере плодов манго показано, что измельчение тканей плода приводит к увеличению интенсивности сигнала флуоресценции всех элементов. Рентгенофлуоресцентный анализ позволяет открыть далеко не все элементы в составе растительной матрицы, однако соотношения значений сигналов флуоресценции складывается в характерную и видоспецифичную картину. Выводы. Полученные результаты свидетельствуют о перспективности исследований по оценке возможности использования РФА в совокупности с методом главных компонент для экспресс-анализа элементного состава растительного материала и визуализации различий, обусловленных особенностями накопления элементов растениями разных видов или регионов произрастания.

Об авторах

М. А. Морозова

ФГАОУ ВО «Российский университет дружбы народов»

Автор, ответственный за переписку.
Email: gor-mariya@yandex.ru

к.х.н., доцент, кафедра фармацевтической и токсикологической химии медицинского института

Москва, Россия

А. В. Марухленко

ФГАОУ ВО «Российский университет дружбы народов»

Email: gor-mariya@yandex.ru

аспирант, кафедра фармацевтической и токсикологической химии медицинского института

Москва, Россия

Т. В. Максимова

ФГАОУ ВО «Российский университет дружбы народов»

Email: gor-mariya@yandex.ru

к.фарм.н., доцент, кафедра фармацевтической и токсикологической химии медицинского института

Москва, Россия

Дж. Ньямбосе

ФГАОУ ВО «Российский университет дружбы народов»

Email: gor-mariya@yandex.ru

магистр, кафедра фармацевтической и токсикологической химии медицинского института

Москва, Россия

Список литературы

  1. Injuk J., Van Grieken R. Literature trends in Х-ray emission spectrometry in the period 1990-2000. A review. X-ray Spectrum. 2003; 32: 35-39.
  2. Roelandts E., Gladney S. Consensus values for NIST biological and environmental Standard Reference Materials. Fresenius' Journal of Analytical Chemistry. 1998; 360: 327-338.
  3. Montanha G.S., Rodrigues E.S., Marques J.P.R., de Almeida E., Dos Reis A.R., Pereira de Carvalho H.W. X-ray fluorescence spectroscopy (XRF) applied to plant science: challenges towards in vivo analysis of plants. Metallomics: Integrated Biometal Science. 2020; 12(2): 183-192.
  4. Макарова М.П., Сыроешкин А.В., Максимова Т.В., Матвеева И.С., Плетенёва Т.В. Особенности экспресс-определения микроэлементов в лекарственных и неофицинальных растениях. Разработка и регистрация лекарственных средств. 2019; 8(2): 93-97.
  5. Nishiyama I. Fruits of the Actinidia Genus. Advances in Food and Nutrition Research. 2007; 52: 293-324.
  6. Richardson D.P., Ansell J., Drummond L.N. The nutritional and health attributes of kiwifruit: a review. European Journal of Nutrition. 2018; 57: 2659-2676.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Сравнение элементных профилей семян двух видов рода Nigella методом главных компонент (ГК): график счетов в координатах ГК1-ГК2, описано более 99% исходных данных; 1, 4, 5 – образцы семян N. damascenаe L., 2, 3, 6 – семена N. sativa L.

Скачать (44KB)
3. Рис. 2. Сравнение элементных профилей плодов Actinidia sp. методом ГК: графики счетов в координатах ГК1-ГК2 (CH – образцы из Китая, AB – Абхазии, TU – Турции, NZ – Новой Зеландии, CL – Чили, IR – Ирана): а – мезокарпий (сочная мякоть); б – семена (высушенные); в – экзокарпий (высушенный)

Скачать (238KB)
4. Рис. 3. Сравнение элементных профилей высушенного экзокарпия плодов манго и киви по шести элементам (график счетов в координатах ГК1-ГК2), которые имеют значимый сигнал флуоресценции на спектре – K, Ca, P, Zn, Fe, Cl

Скачать (108KB)

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».