单糖混标如何配置
‘壹’ 检测多糖的单糖组成一定要纯化么
一定的。因为多糖是多个单糖脱水缩合而形成的,要检查其组成就得使其先彻底水解成单糖再逐一检查其单糖的成分。如果不纯化,其中混有的其它多糖或者单糖都会影响其检测,得到的结果不准确
‘贰’ 简述常用单糖组成分析的方法,并说明各方法的原理
摘要 实验原理】
‘叁’ 如何鉴别真假蜂蜜
要想辨别蜂蜜的真假,首先应该了解假蜂蜜是怎么做出来的!
辨别真假蜂蜜
——蜂蜜的掺假方式:
1、用白糖加水和硫酸进行熬制,利用酸解的作用将白糖的双糖分子分解成单糖假冒蜂蜜
2、
用饴糖、糖浆等来冒充蜂蜜
3、
用糖稀加色稠剂
4、利用粮食作物加工成糖浆(也叫果葡糖浆)充当蜂蜜。为以假乱真,造假分子还在假蜂蜜中加入了增稠剂、甜味剂、防腐剂、香精和色素等化学物质。
现在市面上造假的手段七花八门,所以仅通过一种方法很难鉴蜂蜜的真假,综合以下的一些方法,可以排除很多假蜂蜜,希望对您选择蜂蜜的时候有帮助。
1、要想辨别蜂蜜的真假,首先知道您的是什么蜂蜜。不同花的蜂蜜颜色、香味、口感、产地都是有不同的,一般什么植物的蜂蜜都会有这种植物的花香,且自然不刺鼻。纯正的蜂蜜结晶的难易程度也不一样,比如荆条蜜椴树蜜
油菜蜜都是很易结晶的蜂蜜,可以整瓶结晶。槐花蜜枣花蜜只能部分结晶。其次纯正的蜂蜜如果干吃会有微微的辣喉,这是所有蜂产品的特性。
2、搀有面粉、淀粉或玉米粉的蜂蜜,色泽较混浊,味道也不够甜。将少量蜂蜜放入杯中,加适量水煮沸,待冷却后滴入几滴黄酒摇匀,如果溶液变成蓝色或红色、紫色,说明蜂蜜中搀有淀粉类物质。
3、用烧红的铁丝插入蜂蜜中,如果是好的蜂蜜,铁丝插进去之后能看到清烟冒出来,但闻到的还是瓜果花朵的香味。如果是掺了白糖的,则会散发焦糊味。
4、取一份蜂蜜,加入两份冷开水及四份95%的酒精,混匀后置放一昼夜,如无杂质沉淀,说明品质纯正。
5、用筷子挑起蜂蜜能拉成长丝的,且丝断会自动回缩呈球状者为上品(主要看四断了会不会回弹,假蜂蜜也有可以拉丝的但是纯蜂蜜的丝一般是比较细)
6、真正的蜂蜜在夏天摇动后蜂蜜中会有大量的泡泡,使蜂蜜很容易涨出蜂蜜瓶。但静放1-2天后,泡泡会自动消失,但打开蜂蜜瓶时会有气体冲出!这主要是纯天然蜂蜜中含有杀菌剂过氧化氢的缘故。过氧化氢在高温下易分解出氧气!从而使蜂蜜的表面有一层白泡泡!
冬天也挺简单的,把蜂蜜放在30-40度热水中放4-5分钟,然后用筷子把蜂蜜搅动10-20下,然后静放一下,纯天然蜂蜜的表面会有泡泡。
‘肆’ 如何根据GC-MS实验确定多糖中的单糖组成
第一,我认为你把“提取 ”和"测定"搞混了。提取是获得目标物,测定是测定目标物的纯度和活性。 第二。测定的化是单糖还是多糖?这当然取决你的目的物!! 单糖有单糖的方法,多糖有多糖的方法,除非你把多糖水解,否则不可能因为测定把多糖变成单...
‘伍’ 测定糖的含量的方法有哪些
糖的测定方法
一般有四种方法:
1、 直接滴定法。
原理为 糖还原天蓝色的氢氧化铜为红色的氧化亚铜。缺点:水样中的还原性物质能对糖的测定造成影响。
2、 高锰酸钾滴定法。
所用原理同直接滴定法。缺点:水样中的还原性物质能对糖的测定造成影响,过程较为复杂,误差大。
3、硫酸苯酚法。
糖在浓硫酸作用下,脱水形成的糠醛和羟甲基糠醛能与苯酚缩合成一种橙红色化合物,在10-100mg范围内其颜色深浅与糖的含量成正比,且在485nm波长下有最大吸收峰,故可用比色法在此波长下测定。苯酚法可用于甲基化的糖、戊糖和多聚糖的测定,方法简单,灵敏度高,实验时基本不受蛋白质存在的影响,并且产生的颜色稳定160min以上。
缺点:如果水样呈橙红色(大部分水样为黄色),会对比色法造成较大的干扰。
4、蒽酮法
糖在浓硫酸作用下,可经脱水反应生成糠醛和羟甲基糠醛,生成的糠醛或羟甲基糠醛可与蒽酮反应生成蓝绿色糠醛衍生物,在一定范围内,颜色的深浅与糖的含量成正比,故可用于糖的测定。
缺点:,不同的糖类与蒽酮试剂的显色深度不同,果糖显色最深,葡萄糖次之,半乳糖、甘露糖较浅,五碳糖显色更浅。
综合比较;采用蒽酮法能将最为准确地测定尾水中糖的含量。
(一) 直接滴定法
Ⅰ、原理
v 一定量的碱性酒石酸铜甲、乙液等量混合,立即生成天蓝色的氢氧化铜沉淀,这种沉淀很快与酒石酸钠反应,生成深蓝色的可溶性酒石酸钾钠铜络合物。在加热条件下,以次甲基蓝作为指示剂,用标液滴定,样液中的还原糖与酒石酸钾钠铜反应,生成红色的氧化亚铜沉淀,待二价铜全部被还原后,稍过量的还原糖把次甲基蓝还原,溶液由蓝色变为无色,即为滴定终点。根据样液消耗量可计算出还原糖含量。
样品经除去蛋白质后,在加热条件下,以次甲基蓝做指示剂,滴定标定过的碱性酒石酸铜溶液(用还原糖标准溶液标定碱性酒石酸铜溶液),根据样品溶液消耗体积计算还原糖量。
Ⅱ、仪器和试剂
1.仪器
酸式滴定管,可调电炉(带石棉板),250ml容量瓶。
2.试剂
1. 盐酸。
2. 碱性酒石酸铜甲液:称取15g硫酸铜(CuSO4·5H2O)及0.05g次甲基蓝,溶于水中并稀释至1000mL。
3. 碱性酒石酸铜乙液:称取50g酒石酸钾钠与75g氢氧化钠,溶于水中,再加入4g亚铁氰化钾,完全溶解后,用水稀释至1000 ml,贮存于橡胶塞玻璃瓶内。
4. 乙酸锌溶液:称取21.9 g乙酸锌,加3ml冰乙酸,加水溶解并稀释至100ml。
5. 亚铁氰化钾溶液:称取10.6g亚铁氰化钾,用水溶解并稀释至100ml。
6. 葡萄糖标准溶液:准确称取1.0000g经过96℃±2℃干燥2h的纯葡萄糖,加水溶解后加入5ml盐酸,并以水稀释至1000L。此溶液相当于1mg/ml葡萄糖(注:加盐酸的目的是防腐,标准溶液也可用饱和苯甲酸溶液配制)。
7. 果糖标准溶液:按⑹操作,配制每毫升标准溶液相当于1mg的果糖。
8. 乳糖标准溶液:按⑹操作,配制每毫升标准溶液相当于1mg的乳糖。
9. 转化糖标准溶液:准确称取1.0526g纯蔗糖,用100ml水溶解,置于具塞三角瓶中加5ml盐酸(1+1),在68℃~70℃水浴中加热15min,放置至室温定容至1000ml,每ml标准溶液相当于1.0mg转化糖。
Ⅲ、实验步骤
1.样品处理
⑴ 乳类、乳制品及含蛋白质的食品:称取约2.50~5.00g固体样品(吸取25~50ml液体样品),置于250 ml容量瓶中,加50 ml水,摇匀。边摇边慢慢加入5ml乙酸锌溶液及5ml亚铁氢化钾溶液,加水至刻度,混匀。静置30 min,用干燥滤纸过滤,弃去初滤液,滤液备用。(注意:乙酸锌可去除蛋白质、鞣质、树脂等,使它们形成沉淀,经过滤除去。如果钙离子过多时,易与葡萄糖、果糖生成络合物,使滴定速度缓慢;从而结果偏低,可向样品中加入草酸粉,与钙结合,形成沉淀并过滤。)
⑵ 酒精性饮料:吸取100ml样品,置于蒸发皿中,用1 mol/L氢氧化钠溶液中和至中性,在水浴上蒸发至原体积1/4后,移入250ml容量瓶中,加水至刻度。
⑶ 含多量淀粉的食品:称取10.00~20.00g样品,置于250ml容量瓶中,加200ml水,在45℃水浴中加热1h,并时时振摇(注意:此步骤是使还原糖溶于水中,切忌温度过高,因为淀粉在高温条件下可糊化、水解,影响检测结果。)。冷后加水至刻度,混匀,静置,沉淀。吸取200ml上清液于另一250ml容量瓶中,慢慢加入5ml乙酸锌溶液及5ml亚铁氢化钾溶液,加水至刻度,混匀,沉淀,静置30 min,用干燥滤纸过滤,弃去初滤液,滤液备用。
⑷ 汽水等含有二氧化碳的饮料:吸取100ml样品置于蒸发皿中,在水浴上除去二氧化碳后,移入250ml容量瓶中,并用水洗涤蒸发皿,洗液并入容量瓶中,再加水至刻度,混匀后备用。(注意:样品中稀释的还原糖最终浓度应接近于葡萄糖标准液的浓度。)
2. 标定碱性酒石酸铜溶液:吸取5.0ml碱性酒石酸铜甲液及5.0ml乙液,置于150ml锥形瓶中(注意:甲液与乙液混合可生成氧化亚铜沉淀,应将甲液加入乙液,使开始生成的氧化亚铜沉淀重溶),加水10 ml,加入玻璃珠2粒,从滴定管滴加约9 ml葡萄糖标准溶液或其他还原糖标准溶液,直至溶液兰色刚好褪去为终点,记录消耗的葡萄糖标准溶液或其他还原糖标准溶液总体积,平行操作三份,取其平均值,计算每10 ml(甲、乙液各5 ml)碱性酒石酸铜溶液相当于葡萄糖的质量或其他还原糖的质量(mg)。(注意:还原的次甲基蓝易被空气中的氧氧化,恢复成原来的蓝色,所以滴定过程中必须保持溶液成沸腾状态,并且避免滴定时间过长。)
3. 样品溶液预测:吸取5.0 ml碱性酒石酸铜甲液及5.0 ml乙液,置于150 ml锥形瓶中,加水10 ml,加入玻璃珠2粒,控制在2 min内加热至沸,趁沸以先快后慢的速度,从滴定管中滴加样品溶液,并保持溶液沸腾状态,待溶液颜色变浅时,以每两秒1滴的速度滴定,直至溶液蓝色褪去,出现亮黄色为终点。如果样品液颜色较深,滴定终点则为兰色褪去出现明亮颜色(如亮红),记录消耗样液的总体积。(注意:如果滴定液的颜色变浅后复又变深,说明滴定过量,需重新滴定。) 当试样溶液中还原糖浓度过高时应适当稀释,再进行正式测定,使每次滴定消耗试样溶液的体积控制在与标定碱性酒石酸酮溶液时所消耗的还原糖标准溶液的体积相近,约在10ml左右。当浓度过低时则采取直接加入10ml样品溶液,免去加水10ml,再用还原糖标准溶液滴定至终点,记录消耗的体积与标定时消耗的还原糖标准溶液体积之差相当于10ml试样溶液中所含还原糖的量。
4. 样品溶液测定:吸取5.0 ml碱性酒石酸铜甲液及5.0 ml乙液,置于150 ml锥形瓶中,加水10 ml,加入玻璃珠2粒,在2 min内加热至沸,快速从滴定管中滴加比预测体积少1 ml的样品溶液,然后趁沸继续以每两秒1滴的速度滴定直至终点。记录消耗样液的总体积,同法平行操作两至三份,得出平均消耗体积。
5. 计算
样品中还原糖的含量(以某种还原糖计)按下式计算。
X=〔A/(m×V/250×1000)〕×100
式中:X--样品中还原糖的含量(以某种还原糖计),单位 g/100g;
A—碱性酒石酸铜溶液(甲、乙液各半)相当于某种还原糖的质量,单位 mg;
m--样品质量,单位 g;
V--测定时平均消耗样品溶液的体积,单位 ml;
计算结果保留小数点后一位。
注意:
滴定结束,锥形瓶离开热源后,由于空气中氧的氧化,使溶液又重新变蓝,此时不应再滴定。
(二)高锰酸钾滴定法
v 原理 将样液与一定量过量的碱性酒石酸铜溶液反应,还原糖将二价铜还原为氧化亚铜,经过滤,得到氧化亚铜沉淀,加入过量的酸性硫酸铁溶液将其氧化溶解,而三价铁盐被定量地还原为亚铁盐,用高锰酸钾标准溶液滴定所生成的亚铁盐,根据高锰酸钾溶液消耗量可计算出氧化亚铜的量,再从检索表中查出氧化亚铜量相当的还原糖量,即可计算出样品中还原糖含量。
(三)硫酸苯酚法
Ⅰ、原理
糖在浓硫酸作用下,脱水形成的糠醛和羟甲基糠醛能与苯酚缩合成一种橙红色化合物,在10-100mg范围内其颜色深浅与糖的含量成正比,且在485nm波长下有最大吸收峰,故可用比色法在此波长下测定。苯酚法可用于甲基化的糖、戊糖和多聚糖的测定,方法简单,灵敏度高,实验时基本不受蛋白质存在的影响,并且产生的颜色稳定160min以上。
多糖在硫酸的作用下先水解成单糖,并迅速脱水生成糖醛衍生物,然后与苯酚生成橙黄色化合物。再以比色法测定。
Ⅱ、试剂
1. 浓硫酸:分析纯,95.5%
2. 80%苯酚:80克苯酚(分析纯重蒸馏试剂)加20克水使之溶解,可置冰箱中避光长期储存。
3. 6%苯酚:临用前以80%苯酚配制。(每次测定均需现配)
4. 标准葡聚糖(Dextran,瑞典Pharmacia),或分析纯葡萄糖。
5. 15%三氯乙酸(15%TCA):15克TCA加85克水使之溶解,可置冰箱中长期储存。
6. 5%三氯乙酸(5%TCA):25克TCA加475克水使之溶解,可置冰箱中长期储存。
7. 6mol/L 氢氧化钠:120克分析纯氢氧化钠溶于500ml水。
8. 6mol/L 盐酸
Ⅲ、操作。
1.制作标准曲线:准确称取标准葡聚糖(或葡萄糖)20mg于500ml容量瓶中,加水至刻度,分别吸取0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6及1.8ml,各以蒸馏水补至2.0ml,然后加入6%苯酚1.0ml及浓硫酸5.0ml,摇匀冷却,室温放置20分钟以后于490nm测光密度,以2.0ml水按同样显色操作为空白,横坐标为多糖微克数,纵坐标为光密度值,得标准曲线。
2.样品含量测定:
①取样品1克(湿样)加1ml 15%TCA溶液研磨,再加少许5%TCA溶液研磨,倒上清液于10毫升离心管中,再加少许5%TCA溶液研磨,倒上清液,重复3次。最后一次将残渣一起到入离心管。注意:总的溶液不要超出10毫升。(既不要超出离心管的容量)。
②离心,转速3000转/分钟,共三次。第一次15分钟,取上清液。后两次各5分钟取上清液到25毫升锥形比色管中。最后滤液保持18毫升左右。(测肝胰腺样品时,每次取上清液时应过滤。因为其脂肪含量大容易夹带残渣。)
③水浴,在向比色管中加入2毫升6mol/L 盐酸之后摇匀,在96℃水浴锅中水浴2小时。
④定容取样。水浴后,用流水冷却后加入2毫升6mol/L 氢氧化钠摇匀。定容至25毫升的容量瓶中。吸取0.2 ml的样品液,以蒸馏补至2.0ml,然后加入6%苯酚1.0ml及浓硫酸5.0ml,摇匀冷却室温放置20分钟以后于490nm测光密度。每次测定取双样对照。以标准曲线计算多糖含量。
Ⅳ、注意
(1)此法简单、快速、灵敏、重复性好,对每种糖仅制作一条标准曲线,颜色持久。
(2)制作标准线宜用相应的标准多糖,如用葡萄糖,应以校正系数0.9校正μg数。
(3)对杂多糖,分析结果可根据各单糖的组成比及主要组分单糖的标准曲线的校正系数加以校正计算。
(4)测定时根据光密度值确定取样的量。光密度值最好在0.1——0.3之间。比如:小于0.1之下可以考虑取样品时取2克,仍取0.2ml样品液,如大于0.3可以减半取0.1ml的样品液测定。
(四)蒽酮法
Ⅰ、实验原理
糖在浓硫酸作用下,可经脱水反应生成糠醛和羟甲基糠醛,生成的糠醛或羟甲基糠醛可与蒽酮反应生成蓝绿色糠醛衍生物,在一定范围内,颜色的深浅与糖的含量成正比,故可用于糖的测定。
该法的特点是几乎可以测定所有的碳水化合物,不但可以测定戊糖和己糖,而且可以测所有的寡糖类和多糖类,其中包括淀粉、纤维素等(因反应液中的浓硫酸可以把多糖水解成单糖而发生反应。所以,用蒽酮法测出的碳水化合物含量,实际上是溶液中全部可溶性碳水化合物总量。在没有必要细致划分各种碳水化合物的情况下,用蒽酮法可以一次测出总量。此外,不同的糖类与蒽酮试剂的显色深度不同,果糖显色最深,葡萄糖次之,半乳糖、甘露糖较浅,五碳糖显色更浅。故测定糖的混合物时,常因不同糖类的比例不同造成误差,但测定单一糖类时,则可避免此种误差。
Ⅱ、试剂:
蒽酮试剂,0.20 g蒽酮溶入100 mL 95%浓硫酸中,冰箱保存;
Ⅲ、方法:
样品2.0 mL加5.0 mL蒽酮试剂,混匀,然后水浴煮沸10 min,取出冷却至室温,在620 nm处测定其吸光度,根据标准曲线计算水样中糖的浓度。(标线以葡萄糖为标样)
‘陆’ 单糖的d型和l型 α和β是怎么区分的
1、D、L型区别和决定方法:
单糖的D-及L-两种一异构体,判断其D-型还是L-型是将单糖分子离羰基最远的不对称碳原子上—OH的空间排布与甘油醛比较,若与D-甘油醛相同,即-OH在不对称碳原子右边的为D-型,若与L-甘油醛相同,即-OH在不对称碳原子左边的为L-型。
2、α、β-型区别和决定方法:
以分子末端-CH2OH基邻近不对称碳原子的-OH基的位置作依据,凡糖分子的半缩醛羟基(即C-1上的-OH)和分子末端-CH2OH基邻近不对称碳原子的-OH基在碳链同侧的称α-型,在异侧的称β-型。
C-1称异头碳原子,故α-和β-两种不同形式的异构体称异头物。
糖类是多羟醛或多羟酮及其缩聚物和某些衍生物的总称。
主要作用是:
1)可提高食品的营养价值,在各类食品及饮料中,如:面包、冰糕点、果茶、奶制品、碳酸饮料、冰糕等。
(2)改善人工合成甜味剂(糖精钠,甜菊苷、甜蜜素等)的味感,可使甜度增效,减少用量。在复配甜昧剂加入1~10%的丙氨酸,能提高甜度、缓 和人工甜味剂的甜味,如同天然甜昧剂,使之回味持久。是合成高甜度的阿力甜(Alitame,L-天门冬酰-D-丙氨酰胺,为蔗糖甜度的600倍)原料 之一。
(3)改善有机酸的酸味。混合加入有机酸量的1-5%能改善诸如冰醋酸、丁二酸、富马酸、柠檬酸、酒石酸等的酸味,使混合酸味更接近于自然味 道。
(4)对腌制品的效果。添加食盐量的5-10%能够入味早,缩短腌制时间。
(5)醇类饮料中加入L-丙氨酸后,可使其味道醇厚,而且可以防止啤酒和发泡酒的老化,减少酵母气味,添加量一般为1-3%。
(6)在蛋黄酱中加入1-3%的L-丙氨酸,能防止氧化。
(7)在豆粕制品(如酱油等)中添加2-3%能改善味道。
而D-丙氨酸则主要是手性药物中间体的原料。
‘柒’ 可溶性糖含量的测定方法有哪些
1、苯酚法
苯酚法可用于甲基化的糖、戊糖和多聚糖的测定,方法简单,灵敏度高,基本不受蛋白质存在的影响,并且产生的颜色稳定160min以上。
2、蒽酮比色法
一个快速而简便的定糖方法。蒽酮可以与游离的己糖或多糖中的己糖基、戊糖基及己糖醛酸起反应,反应后溶液呈蓝绿色,在620nm处有最大吸收。本法多用于测定糖原的含量,也可用于测定葡萄糖的含量。
(7)单糖混标如何配置扩展阅读
1、苯酚法测定可溶性糖的原理是:糖在浓硫酸作用下,脱水生成的糠醛或羟甲基糠醛能与苯酚缩合成一种橙红色化合物,在10~100ug范围内其颜色深浅与糖的含量成正比,且在485nm波长下有最大吸收峰,故可用比色法在此波长下测定。
2、蒽酮比色法实验原理:蒽酮可以与游离的已糖或多糖中的已糖基、戊糖 基及已糖醛酸起反应,反应后溶液呈蓝绿色,在620nm处有最大吸收。
‘捌’ 糖类化学的单糖
自然界中常见的单糖有葡萄糖、果糖、半乳糖等。糖的名称一般不用有机化学系统命名。除少数简单的羟乙醛、二羟丙酮按基团命名外,许多单糖都有一个俗名,一般与来源有关,例如果糖、赤藓糖、核糖等。
一、单糖的结构
(一)单糖的立体结构和构型
1. 单糖的立体异构体
单糖分子是不对称分子,具有旋光性。以甘油醛为例,分子中的2位碳是不对称碳原子,分别与4个互不相同的原子和基团H,CH2OH,OH,CHO连接。这样的结构有两种安排,一种是D—甘油醛,另一种是L—甘油醛。书写D— 型结构时,把羟基放在右边;L— 型的羟基放在左边。 D— 甘油醛的旋光是右旋,L— 甘油醛是左旋。 D— 甘油醛与L— 甘油醛是立体异构体,它们的构型不同。因此D型与L型甘油醛为对映体,具有对映体的结构又称“手性”结构。
由于旋光方向与程度是由分子中所有不对称原子上的羟基方向所决定,而构型只和分子中离羰基最远的不对称碳原子的羟基方向有关,因此单糖的构型D与L并不一定与右旋和左旋相对应。单糖的旋光用d或(+)表示右旋,l或(— )表示左旋。
从丙糖(甘油醛)起的单糖都有不对称碳原子。含有n个不对称碳原子的化合物,应有2n 个立体异构体。
2. 单糖的构型
糖类物质的D— 型和L— 型是以甘油醛为标准比较而确定的相对构型。糖的构型是由与羰基相距最远的不对称碳原子上的羟基方向来确定的,如与D— 型甘油醛相同,则为D— 型;如与L— 甘油醛相同,则为L型。醛糖都可由甘油醛逐步增长碳链的方法导出。对于酮糖也是按同样方法确定构型。下面各糖概括出的碳原子的构型是相同的,它们都是D— 型糖。
(二)单糖的结构与构象
单糖的种类很多,其中葡萄糖(游离的、结合形式的)数量最多,在自然界分布也最广。
单糖的结构及性质虽各有异,相同之处也很多。葡萄糖的结构和性质有代表性。现以葡萄糖为例阐述单糖的分子结构。
葡萄糖是己糖中最重要的一种,因为最初发现于葡萄,所以称为葡萄糖。其分子式是C6H12O6。天然存在的是D— 葡萄糖。
1. 链状结构式
实验证明D— 葡萄糖的链状结构是:
上述结构式可以简化,用“├”表示碳链及不对称碳原子羟基的位置,“△”表示醛基
“—CHO”,“—”表示羟基“—OH”,“○”表示第一醇基,则葡萄糖结构式简化为(a),与葡萄糖同属己醛糖的D甘露糖和D半乳糖的结构式分别简化为(b)、(c)。
(a)D— 葡萄糖 (b)D—甘露糖 (c)D—半乳糖
2. 环状结构
物理和化学的方法证明,单糖不仅以直链结构存在,而且以环状结构存在。由于单糖分子中同时存在羰基和羟基,因而在分子内便能由于生成半缩醛(或半缩酮)而构成环。即碳链上一个羟基中的氧与羰基的碳原子连接成环,羟基中的氢原子加到羰基的氧上。实验证明,在一般情况下,己醛糖都是第五个碳原子上的羟基与羰基形成半缩醛,构成六元环。例如D— 葡萄糖可以形成下面两种环形半缩醛:
半缩醛式α— D— 葡萄糖 醛式 D— 葡萄糖 半缩醛式β— D— 葡萄糖
37% 0.1% 63%
D— 葡萄糖由醛式转变为半缩醛式,C1转变为手性碳原子,并形成一对旋光异构体。一般规定新形成的手性碳原子上的羟基(称半缩醛羟基)与决定单糖构型的碳原子(在己糖为C5)上的羟基在碳链同侧者称为α— 型葡萄糖,写作α— D— 葡萄糖;不在同一侧者称为β— 型葡萄糖,写作 β— D— 葡萄糖。不过这两个异构体并不是对映体,只是在第1碳上的羟基方向不同而已,所以称为异头物。半缩醛羟基较其余羟基活泼,糖的许多重要性质都与它有关。
不仅如此,葡萄糖也有构象问题,据X— 射线衍射测定表明:葡萄糖吡喃环中的五碳一氧不是处于同一平面的,通常具有如下构象,其中椅式构象因使分子的扭张强度最低,分子中各原子的静电斥力最小而最为稳定。
二、单糖的性质
单糖的性质由其化学组成和结构决定。
(一)主要物理性质
1. 溶解度
单糖都是无色结晶,由于分子中有多个羟基,在水中溶解度很大,常能形成过饱和溶液一一糖浆。
2. 甜度
单糖都有甜味,但甜度各不相同,通常把蔗糖的甜度定为100进行比较
糖 蔗糖 果糖 转化糖* 葡萄糖 木糖 麦芽糖 半乳糖 乳糖
甜度 100 173 130 74 40 32 32 16
*由蔗糖水解生成的葡萄糖与果糖的混合物称为转化糖。
3. 旋光性及变旋现象
一切糖类物质分子内都有手性碳原子,所以都具有旋光性,属于“旋光活性物质”(或光学活性物质)。旋光活性物质使偏振光振动平面旋转的角度称为“旋光度”。物质旋光度的大小因测定时所用溶液的浓度、盛液管的长度、温度、光波的波长以及溶剂的性质等而改变。但在一定的条件下,不同旋光活性物质的旋光度仍为一常数,通常用比旋光度[α]表示。比旋光度的定义是:以1 ml中含有1 g溶质的溶液,放在1 dm长的盛液管中测出的旋光度。糖的比旋光度用[α] D2 0表示。计算公式如下:
式中α:由旋光仪测得的旋光度。
C:糖(光学活性的)溶液的浓度,以每毫升溶液中所含溶质的克数表示,溶剂为水。
L:盛液管的长度,以分米表示。
20:20℃,表示测定比旋光度在20℃进行。
D:表示以钠光灯作光源。
(二)主要化学性质
单糖是多羟醛或多羟酮,所以具有醛基、酮基、醇羟基的性质,能发生醇羟基的成酯、成醚等反应和羰基的氧化、还原和加成等反应,而且具有羟基及羰基相互影响而产生的一些特殊反应。单糖在水溶液中是以链式和环式平衡存在的。在某些反应中,其链式异构体参与反应,而环式异构体就连续不断地转变为链式,最后全部生成链式异构体的衍生物,单糖的主要化学性质如下:
1. 由醛基、酮基产生的性质
(1)单糖的异构化作用
(2)单糖的氧化(还原性)
2. 由羟基(醇羟基和半缩醛羟基)产生的性质
(1)成酯作用
(2)成脎作用
(3)成苷作用
三、重要的单糖及其衍生物
单糖是糖类的最小单位。近半个世纪来,发现的单糖为数不少,现已知的醛糖有600多种,酮糖及其衍生物180种。自然界中的单糖少于其光学异构体的理论数目,常见的醛糖、酮糖、脱氧糖、分支糖、氨基糖也很多,下面列举一些较重要的代表(表3—3)。
由于单糖具有多个可反应的基团,因此可形成多种单糖衍生物,大体有以下几类:
1. 糖苷类
2. 单糖磷酸酯
3. 氨基糖(amino sugar 或glycosamine)
4. 糖酸
5. 糖醇
‘玖’ 气相色谱 分离的单糖 摩尔百分比怎么计算
无论气相色谱仪怎么发展,各种型号的气相色谱仪都包括六个基本单元。即 (1) 载气及其流速控制系统; (2) 进样系统; (3) 色谱柱系统; (4) 检测器系统; (5) 记录器系统;(6)温控系统。在刑侦检验技术工作中常用的检测器有:火焰离子化简测器 (FID) 、氮磷检测器 (NPD) 、火焰光度检测器 (FPD) 、电子浦获检测器 (ECD) 等。各单元功能1)气源系统:气源分载气和辅助气两种,载气是携带分析试样通过色谱柱,提供试样在柱内运行的动力,辅助气是提供检测器燃烧或吹扫用,有的仪器采用EPC系统对气流进行数字化控制。 2)进样系统:进样系统的作用是接受样品,使之瞬间气化,将样品转移至色谱柱中。有些仪器还包括试样预处理装置,例如热脱附装置(TD)、裂解装置、吹扫捕集装置、顶空进样装置。 3)色谱柱柱系统:试样在柱内运行的同时得到所需要的分离。色谱柱一般有填充柱和毛细柱两种,其中填充柱多为内径 0.2 — 0.6 厘米,长 1 — 6 米,呈 U 型或螺旋形的玻璃或不绣钢材料制成的色谱柱,内填装有各种不同极性的固定相,如 OV — 17 、 OV — 101 、 SE — 30 、 SE — 54 等;毛细柱一般为内径 0.05 — 0.53 毫米,长 10 ~ 50 米的熔融二氧化硅制成的色谱柱,其内壁均匀涂布了各种不同极性的固定相,一般用圆形框架绕成圈状,以放人 GC 柱箱中。4) 检测系统:对柱后已被分离的组分进行检测,检测器的作用是指示与测量载气流中已分离的各种组分,即检测器是测定流动相中的组分的敏感器,因而是色谱仪的关键部件之一。有的仪器还包括柱后转化(例如硅烷化装置、烃转化装置)。 5) 数据采集及处理系统:采集并处理检测系统输入的信号,给出最后试样定性和定量结果。 6)温控系统:控制并显示进样系统、柱箱、检测器及辅助部分的温度。 所有的气相色谱仪都需包括以上六个基本单元,其功能都相同,差异的只是水平的配置,因此全面了解各单元的组成功能对仪器使用、开发及故障的分析排除都是必要的。下面分别介绍气路系统、进样系统和检测系统,柱系统和数据采集处理系统。工作原理原理是混合气体中的各种成分通过色谱柱的速度不同。分子的紫外可见吸收光谱是由于分子中的某些基团吸收了紫外可见辐射光后,发生了电子能级跃迁而产生的吸收光谱。它是带状光谱,反映了分子中某些基团的信息。可以用标准光谱图再结合其它手段进行定性分析。 根据Lambert-Beer定律:A=εbc,(A为吸光度,ε为摩尔吸光系数,b为液池厚度,c为溶液浓度)可以对溶液进行定量分析。 你可以用三种农药的波长在某溶液中的最大、最小吸收波长。 配制溶液-在光谱检测项下进行-调整检测光谱范围及速度--扫描光谱图--吸光度最大处对应波长为最大吸收波长,吸光度最小处对应的波长为最小吸收波长。
‘拾’ 组织培养的步骤
配制培养基有两种方法可以选择,一是购买培养基中所有化学药品,按照需要自己配制;二是购买商品的混合好的培养基基本成分粉剂,如MS、B5等。
自己配制可以节约费用,但浪费时间、人力、且有时由于药品的质量问题,给实验带来麻烦。就目前国内的情况看,大部分还是自己配制。为了方便起见,现以MS培养基为例介绍配置培养基的主要过程。
1.配制几种母液
1.配制MS大量元素母液
一般将大量元素分别配制成100倍的母液,使用时再分别稀释100倍。
分别称取
NH4NO3 165g KH2PO4 17g
KNO3 190g CaCl2·2H2O 44g
MgSO4·7H2O 37g
各自配成1L的母液。倒入1L试剂瓶中,存放于冰箱中。
2.配制MS微量元素母液
一般将微量元素配制成100倍母液。
依次称取
KI 0.083g Na2MoO4·2H2O 0.025g
H3BO3 0.62g CuSO4·5H2O 0.0025g
MnSO4·H2O 1.69g CoCl2·6H2O 0.0025g
ZnSO4·7H2O 0.86g
配成1L母液,倒入1L试剂瓶中,存放于冰箱中。
CuSO4·5H2O和CoCl2·6H2O 由于称取量很小,如果天平精确度没有达到万分之一,可先配成调整液。
分别称取
CuSO4·5H2O 0.05g CoCl2·6H2O 0.05g
各自配成100ml的调整液,然后取5ml就还有0.0025g的量。
3.配制MS有机母液
一般配制成100倍MS有机母液。
依次称取
肌醇 10g 盐酸硫胺素(VB1) 0.01g
烟酸 0.05g 甘氨酸 0.2g
盐酸吡哆醇(VB6) 0.05g
配成1L母液,倒入1L试剂瓶中,存放于冰箱中。
4.配制MS铁盐母液
一般配制成100倍MS铁盐母液。
依次称取
EDTA二钠3.73g FeSO4·7H2O2.78g
配成1L母液,倒入1L试剂瓶中,存放于冰箱中。
所以MS母液有5种大量元素母液,加上MS微量元素母液、MS有机母液和MS铁盐母液,共8种母液。
激素母液的配制
各种生长素和细胞分裂素要单独配制,不能混合在一起,生长素类一般要先用少量95%的酒精或1当量的NaOH溶解,细胞分裂素一般要先用1当量的盐酸溶解,然后再加蒸馏水定容。一般取100mg配成100ml母液。
2.配制培养基
以配置1L MS培养基为例,按顺序进行如下操作:
1.先在烧杯中放入一些蒸馏水。
2.分别取上面八种母液10ml倒入。
3.一般称取30g蔗糖倒入,搅拌溶解。
4.加蒸馏水用量筒定溶至1L。
5.按设计好的方案添加各种激素,由于激素的用量很小,而且激素对组培植物的生长至关重要。所以有条件的话最好用微量可调移液器吸取,减少误差。
6.用精密试纸或酸度计调整PH至5.7~5.8。(有条件的话使用酸度计,比较精确) 可配1当量的HCL和1当量的NaOH用来调溶液PH值。
1当量HCL配制:用量筒量取8.3ml配成100ml溶液。
1当量NaOH配制:称取NaOH 4g 配成100ml溶液。
7.称取5g左右琼脂粉(质量好的琼脂粉),倒入上面配好的溶液中,放在电炉上加热至沸腾,直到琼脂粉熔化。
8.稍微冷却后,分装入培养容器中。无盖的培养容器要用封口膜或牛皮纸封口,用橡皮筋或绳子扎紧。
9.放入消毒灭菌锅灭菌,灭菌20分钟左右。
10.灭菌后从灭菌锅中取出培养基,平放在实验台上令其冷却凝固。 灭菌是组织培养重要的工作之一。初学者要清楚有菌和无菌的范畴。有菌的范畴是:凡是暴露在空气中的物体,接触自然水源的物体,至少它的表面都是有菌的。依此观点,无菌室等未处理的地方、超净台的表面、简单煮沸的培养基、我们使用的刀、剪在未处理之前、我们身体的整个外表及与外界相连的内表,如整个消化道、呼吸道,即我们呼出的气体、培养容器无论洗得多干净等等都是有菌的。
这里所指的菌,包括细菌、真菌、放线菌、藻类及其他微生物。菌的特点是:极小,肉眼看不见。无处不在,无时不有,无孔不入。在自然条件下忍耐力强,生活条件要求简单,繁殖力极强,条件适宜时便可大量滋生。
无菌的范畴是:经高温灼烧或一定时间蒸煮过后的物体,经其他物理或化学的灭菌方法处理后的物体(当然这些方法必须已经证明是有效的),高层大气、岩石内部、健康的动、植物的不与外部接触的组织内部,强酸强碱,化学元素灭菌剂等表面和内部都是无菌的。从以上可以看出:在地球表面无菌世界要比有菌世界小的多。
灭菌是指用物理或化学的方法,杀死物体表面和孔隙内的一切微生物或生物体,即把所有生命的物质全部杀死。与此相关的一个概念是消毒,它指杀死、消除或充分抑制部分微生物,使之不再发生危害作用,显然经过消毒,许多细菌芽孢、霉菌厚垣孢子等不会完全杀死,即由于在消毒后的环境里和物品上还有活着的微生物,所以通过严格灭菌的操作空间(接种、超净台等)和使用的器皿,以及操作者的衣着和手都不带任何活着的微生物。在这样的条件下进行的操作,就叫做无菌操作。
植物组织培养对无菌条件的要求是非常严格的,甚至超过微生物的培养要求,这是因为培养基含有丰富的营养,稍不小心就引起杂菌污染。要达到彻底灭菌的目的,必须根据不同的对象采取不同的切实有效的方法灭菌,才能保证培养时不受杂菌的影响,使试管苗能正常生长。
常用的灭菌方法可分为物理的和化学的两类,即:物理方法如干热(烘烧和灼烧)、湿热(常压或高压蒸煮)、射线处理(紫外线、超声波、微波)、过滤、清洗和大量无菌水冲洗等措施;化学方法是使用升汞、甲醛、过氧化氢、高锰酸钾、来苏水、漂白粉、次氯酸钠、抗菌素、酒精化学药品处理。这些方法和药剂要根据工作中的不同材料不同目的适当选用。
1.培养基用湿热灭菌
培养基在制备后的24小时内完成灭菌工序。高压灭菌的原理是:在密闭的蒸锅内,其中的蒸汽不能外溢,压力不断上升,使水的沸点不断提高,从而锅内温度也随之增加。在0.1MPa的压力下,锅内温度达121℃。在此蒸汽温度下,可以很快杀死各种细菌及其高度耐热的芽孢。
注意完全排除锅内空气,使锅内全部是水蒸气,灭菌才能彻底。高压灭菌放气有几种不同的做法,但目的都是要排净空气,使锅内均匀升温,保证灭菌彻底。常用方法是:关闭放气阀,通电后,待压力上升到0.05MPa时,打开放气阀,放出空气,待压力表指针归零后,再关闭放气阀。
关阀再通电后,压力表上升达到0.1MPa时,开始计时,维持压力0.1~0.15MPa,20分钟。
按容器大小不同,保压时间有所不同,见表。该表所列数字是彻底灭菌很保险的数字,如果容器体积较大,但是放置的数量很少,也可以减少时间。 接种时由于有一个敞口的过程,所以是极易引起污染的时期,这一时期主要由空气中的细菌和工作人员本身引起,接种室要严格进行空间消毒。接种室内保持定期用1%~3%的高锰酸钾溶液对设备、墙壁、地板等进行搽洗。除了使用前用紫外线和甲醛灭菌外,还可在使用期间用70%的酒精或3%的来苏儿喷雾,使空气中灰尘颗粒沉降下来。无菌操作可按以下步骤进行:
1.在接种4小时前用甲醛熏蒸接种室,并打开其内紫外线灯进行杀菌;
2.在接种前20分钟,打开超净工作台的风机以及台上的紫外线灯;
3.接种员先洗净双手,在缓冲间换好专用实验服,并换穿拖鞋等;
4.上工作台后,用酒精棉球搽拭双手,特别是指甲处。然后搽拭工作台面;
5.先用酒精棉球搽拭接种工具,再将镊子和剪刀从头至尾过火一遍,然后反复过火尖端处,对培养皿要过火烤干;
6.接种时,接种员双手不能离开工作台,不能说话、走动和咳嗽等;
7.接种完毕后要清理干净工作台,可用紫外线灯灭菌30分钟,若连续接种,每5天要大强度灭菌一次。
接种是将已消毒好的根、茎、叶等离体器官,经切割或剪裁成小段或小块,放入培养基的过程。现将接种前后的程序连贯地介绍。
无菌接种步骤:
1.将初步洗涤及切割的材料放入烧杯,带入超净台上,用消毒剂灭菌,再用无菌水冲洗,最后沥去水分,取出放置在灭过菌的纱布上或滤纸上。
2.材料吸干后,一手拿镊子、一手拿剪刀或解剖刀,对材料进行适当的切割。如叶片切成0.5cm平方的小块;茎切成含有一个节的小段。微茎尖要剥成只含1~2片幼叶的茎尖大小等。在接种过程中要经常灼烧接种器械,防止交叉污染。
3.用灼烧消毒过的器械将切割好的外植体插植或放置到培养基上。具体操作过程(以试管为例)是:先解开包口纸,将试管几乎水平拿着,使试管口靠近酒精灯火焰,并将管口在火焰上方转动,使管口里外灼烧数秒钟。若用棉塞盖口,可先在管口外面灼烧,去掉棉塞,再烧管口里面。然后用镊子夹取一块切好的外植体送入试管内,轻轻插入培养基上。若是叶片直接附在培养基上,以放1~3块为宜。至于材料放置方法除茎尖、茎段要正放(尖端向上)外,其他尚无统一要求。接种完后,将管口在火焰上再灼烧数秒种。并用棉塞,塞好后,包上包口纸,包口纸里面也要过火。 培养指把培养材料放在培养室(无光、适宜温度、无菌)里,使之生长,分裂和分化形成愈伤组织,光照条件下进一步分化成再生植株的过程。
1.培养方法
1.固体培养法
即用琼脂固化培养基来培养植物材料的方法。是现在最常用的方法。虽然该方法设备简单,易行,但养分分布不均,生长速度不均衡,并常有褐化中毒现象发生。
2.液体培养法
即用不加固化剂的液体培养基培养植物材料的方法。由于液体中氧气含量较少,所以通常需要通过搅动或振动培养液的方法以确保氧气的供给,采用往复式摇床或旋转式摇床进行培养,其速度一般为50~100r/min,这种定期浸没的方法,既能使培养基均一,又能保证氧气的供给。
2.培养步骤
1.初代培养
初代培养旨在获得无菌材料和无性繁殖系。即接种某些外植体后,最初的几代培养。初代培养时,常用诱导或分化培养基,即培养基中含有较多的细胞分裂素和少量的生长素。初代培养建立的无性繁殖系包括:茎梢、芽丛、胚状体和原球茎等。根据初代培养时发育的方向可分为:
1)顶芽和腋芽的发育
采用外源的细胞分裂素,可促进使具有顶芽或没有腋芽的休眠侧芽启动生长,从而形成一个微型的多枝多芽的小灌木丛状的结构。在几个月内可以将这种丛生苗的一个枝条转接继代,重复芽苗增殖的培养,并且迅速获得多数的嫩茎。然后将一部分嫩茎转移到生根培养基上,就能得到可种植到土壤中去的完整小植株。一些木本植物和少数草本植物也可以通过这种方式来进行再生繁殖,如月季、茶花、菊花、香石竹等等。这种繁殖方式也称作微型繁殖,它不经过发生愈伤组织而再生,所以是最能使无性系后代保持原品种的一种繁殖方式。
适宜这种再生繁殖的植物,在采样时,只能采用顶芽、侧芽或带有芽的茎切段,其他如种子萌发后取枝条也可以。
茎尖培养可看作是这方面较为特殊的一种方式。它采用极其幼嫩的顶芽的茎尖分生组织作为外植体进行接种。在实际操作中,采用包括茎尖分生组织在内的一些组织来培养,这样便保证了操作方便以及容易成活。
用靠培养定芽得到的培养物一般是茎节较长,有直立向上的茎梢,扩繁时主要用切割茎段法,如香石竹、矮牵牛、菊花等。但特殊情况下也会生出不定芽,形成芽丛。
2)不定芽的发育
在培养中由外植体产生不定芽,通常首先要经脱分化过程,形成愈伤组织的细胞。然后,经再分化,即由这些分生组织形成器官原基,它在构成器官的纵轴上表现出单向的极性(这与胚状体不同)。多数情况下它形成芽,后形成根。
另一种方式是从器官中直接产生不定芽,有些植物具有从各个器官上长出不定芽的能力如矮牵牛、福禄考、悬钩子等。当在试管培养的条件下,培养基中提供了营养,特别是提供了连续不断植物激素的供应,使植物形成不定芽的能力被大大地激发起来。许多种类的外植体表面几乎全部为不定芽所覆盖。在许多常规方法中不能无性繁殖的种类,在试管条件下却能较容易地产生不定芽而再生,如柏科,松科,银杏等一些植物。许多单子叶植物储藏器官能强烈地发生不定芽,用百合鳞片的切块就可大量形成不定鳞茎。
在不定芽培养时,也常用诱导或分化培养基。用靠培养不定芽得到的培养物,一般采用芽丛进行繁殖,如非洲菊、草莓等。
3)体细胞胚状体的发生与发育
体细胞胚状体类似于合子胚但又有所不同,它也通过球形,心形,鱼雷形和子叶形的胚胎发育时期,最终发育成小苗。但它是由体细胞发生的。胚状体可以从愈伤组织表面产生,也可从外植体表面已分化的细胞中产生,或从悬浮培养的细胞中产生。
4)初代培养外植体的褐变
外植体褐变是指在接种后,其表面开始褐变,有时甚至会使整个培养基褐变的现象。它的出现是由于植物组织中的多酚氧化酶被激活,而使细胞的代谢发生变化所致。在褐变过程中,会产生醌类物质,它们多呈棕褐色,当扩散到培养基后,就会抑制其他酶的活性,从而影响所接触外植体的培养。
褐变的主要原因如下:
a、植物品种 研究表明,在不同品种间的褐变现象是不同的。由于多酚氧化酶活性上的差异,因此,有些花卉品种的外植体在接种后较容易褐变,而有些花卉品种的外植体在接种后不容易褐变。因此,在培养过程中应该有所选择,对不同的品种分别进行处理。
b、生理状态由于外植体的生理状态不同,所以在接种后褐变程度也有所不同。一般说来,处于幼龄期的植物材料褐变程度较浅,而从已经成年的植株采收的外植体,由于含醌类物质较多,因此褐变较为严重。一般来说,幼嫩的组织在接种后褐变程度并不明显,而老熟的组织在接种后褐变程度较为严重。
c、培养基成分 浓度过高的无机盐会使某些观赏植物的褐变程度增加,此外,细胞分裂素的水平过高也会刺激某些外植体的多酚氧化酶的活性,从而使褐变现象加深。
d、培养条件不当 如果光照过强、温度过高、培养时间过长等,均可使多酚氧化酶的活性提高,从而加速被培养的外植体的褐变程度。
为了提高组织培养的成苗率,必须对外植体的褐变现象加以控制。可以采用以下措施防止、减轻褐变现象的发生。
1.选择合适的外植体 一般来说,最好选择生长处于旺盛的外植体,这样可以使褐变现象明显减轻。
2.合适的培养条件 无机盐成分、植物生长物质水平、适宜温度、及时继代培养均可以减轻材料的褐变现象。
3.使用抗氧化剂 在培养基中,使用半胱氨酸、抗坏血酸等抗氧化剂能够较为有效地避免或减轻很多外植体的褐变现象。另外,使用0.1%~0.5%的活性炭对防止褐变也有较为明显的效果。
4.连续转移 对容易褐变的材料可间隔2~24小时的培养后,再转移到新的培养基上,这样经过连续处理7~10天后,褐变现象便会得到控制或大为减轻。
(2)继代培养
在初代培养的基础上所获得的芽、苗、胚状体和原球茎等,数量都还不够,它们需要进一步增殖,使之越来越多,从而发挥快速繁殖的优势。
继代培养是继初代培养之后的连续数代的扩繁殖培养过程。旨在繁殖出相当数量的无根苗,最后能达到边繁殖边生根的目的。继代培养的后代是按几何级数增加的过程。如果以2株苗为基础,那么经10代将生成210株苗。
继代培养中扩繁的方法包括:切割茎段、分离芽丛、分离胚状体、分离原球茎等。切割茎段常用于有伸长的茎梢、茎节较明显的培养物。这种方法简便易行,能保持母种特性。培养基常是MS基本培养基;分离芽丛适于由愈伤组织生出的芽丛。培养基常是分化培养基。若芽丛的芽较小。可先切成芽丛小块,放入MS培养基中,待到稍大时,再分离开来继续培养。
增殖使用的培养基对于一种植物来说每次几乎完全相同,由于培养物在接近最良好的环境条件,营养供应和激素调控下,排除了其他生物的竞争,所以能够按几何级数增殖。
在快速繁殖中初代培养只是一个必经的过程,而继代培养则是经常性不停的进行过程。但在达到相当数量之后,则应考虑使其中一部分转入生根阶段。从某种意义上讲,增殖只是储备母株,而生根才是增殖材料的分流,生产出成品。
3.继代培养时材料的玻璃化
实践表明,当植物材料不断地进行离体繁殖时,有些培养物的嫩茎、叶片往往会呈半透明水迹状,这种现象通常称为玻璃化。它的出现会使试管苗生长缓慢、繁殖系数有所下降。玻璃化为试管苗的生理失调症。
因为出现玻璃化的嫩茎不宜诱导生根,因此,使繁殖系数大为降低。在不同的种类、品种间,试管苗的玻璃化程度也有所差异。当培养基上细胞分裂素水平较高时,也容易出现玻璃化现象。在培养基中添加少量聚乙烯醇、脱落酸等物质,能够在一定程度上减轻玻璃化的现象发生。
呈现玻璃化的试管苗,其茎、叶表面无蜡质,体内的极性化合物水平较高,细胞持水力差,植株蒸腾作用强,无法进行正常移栽。这种情况主要是由于培养容器中空气湿度过高,透气性较差造成的,其具体解决的方法为:
a、增加培养基中的 溶质水平,以降低培养基的水势;
b、减少培养基中含氮化合物的用量;
c、增加光照
d、增加容器通风,最好进行CO2施肥,这对减轻试管苗玻璃化的现象有明显的作用;
e、降低培养温度,进行变温培养,有助于减轻试管苗玻璃化现象发生;
f、降低培养基中细胞分裂素含量,可以考虑加入适量脱落酸。
3.生根培养
当材料增殖到一定数量后,就要使部分培养物分流到生根培养阶段。若不能及时将培养物转到生根培养基上去,就会使久不转移的苗子发黄老化,或因过分拥挤而使无效苗增多造成抛弃浪费。根培养是使无根苗生根的过程,这个过程目的是使生出的不定根浓密而粗壮。生根培养可采用1/2或者1/4MS培养基,全部去掉细胞分裂素,并加入适量的生长素(NAA、IBA等)。
诱导生根可以采用下列方法
a、将新梢基部浸入50或100*10-6IBA溶液中处理4~8小时;
b、在含有生长素的培养基中培养4~6天
c、直接移入含有生长素的生根培养基中。
上述三种方法均能诱导新梢生根,但前两种方法对新生根的生长发育则更为有利。而第三种对幼根的生长有抑制作用。其原因是当根原始体形成后较高浓度生长素的继续存在,则不利于幼根的生长发育。不过这种方法比较可行。
另外也可采用下列方法就可生根。1、延长在增殖培养基中的培养时间;2、有意降低一些增殖倍率,减少细胞分裂素的用量(即将增殖与生根合并为一步);3、切割粗壮的嫩枝在营养钵中直接生根,此方法则没有生根阶段。可以省去一次培养基制作,切割下的插穗可用生长素溶液浸蘸处理,但这种方法只适于一些容易生根的作物。
另外少数植物生根比较困难时,则需要在培养基中放置滤纸桥,使其略高于液面,靠滤纸的吸水性供应水和营养,从而诱发生根。
从胚状体发育成的小苗,常常有原先已分化的根,这种根可以不经诱导生根阶段而生长。但因经胚状体发育的苗数特别多,并且个体较小,所以也常需要一个低浓度或没有植物激素的培养基培养的阶段,以便壮苗生根。
试管内生根壮苗的阶段,为了成功地将移植到试管外的环境中,以使试管苗适应外界的环境条件。通常不同植物的适宜驯化温度不同。如菊花,以18~20℃为宜。实践证明植物生长的温度过高不但会牵涉到蒸腾加强。而且还牵涉到菌类易滋生的问题。温度过低使幼苗生长迟缓,或不易成活。春季低温时苗床可加设电热线,使基质温度略高于气温2~3℃,这不但有利于生根和促进根系发达,而且有利于提前成活。
移植到试管外的植物苗光强度应比移植前培养有所提高,并可适应强度较高的漫射光,(约4000lx左右),以维持光合作用所需光照强度。但光线过强刺激蒸腾加强,会使水分平衡的矛盾更尖锐。 试管苗移栽是组织培养过程的重要环节,这个工作环节做不好,就会造成前功尽弃。为了做好试管苗的移栽,应该选择合适的基质,并配合以相应的管理措施,才能确保整个组织培养工作的顺利完成。
试管苗由于是在无菌、有营养供给、适宜光照和温度近100%的相对湿度环境条件下生长的,因此,在生理、形态等方面都与自然条件生长的小苗有着很大的差异。所以必须通过炼苗,例如通过控水、减肥、增光、降温等措施,使她们逐渐地适应外界环境,从而使生理、形态、组织上发生相应的变化,使之更适合于自然环境,只有这样才能保证试管苗顺利移栽成功。
从叶片上看,试管苗的角质层不发达,叶片通常没有表皮毛,或仅有较少表皮毛,甚至叶片上出现了大量的水孔,而且,气孔的数量、大小也往往超过普通苗。由此可知,试管苗更适合于高湿的环境生长,当将它们移栽到试管外环境时,试管苗失水率会很高,非常容易死亡。因此,为了改善试管苗的上述不良生理、形态特点,则必须经过与外界相适应的驯化处理,通常采取的措施有:对外界要增加湿度、减弱光照;对试管内要通透气体、增施二氧化碳肥料、逐步降低空气湿度等。
另外,对栽培驯化基质要进行灭菌是因为试管苗在无菌的环境中生长,对外界细菌、真菌的抵御能力极差。为了提高其成活率,在培养基质中可掺入75%的百菌清可湿性粉剂200~500倍液,以进行灭菌处理。
1.移栽用基质和容器
适合于栽种试管苗的基质要具备透气性、保湿性和一定的肥力,容易灭菌处理,并不利于杂菌滋生的特点,一般可选用珍珠岩、蛭石、砂子等。为了增加粘着力和一定的肥力可配合草炭土或腐殖土。配时需按比例搭配,一般用珍珠岩、蛭石、草炭土或腐殖土比例为1:1:0.5。也可用砂子:草炭土或腐殖土为1:1。这些介质在使用前应高压灭菌。或用至少小时烘烤来消灭其中的微生物。要根据不同植物的栽培习性来进行配制,这样才能获得满意的栽培效果。以下介绍几种常见的试管苗栽培基质。
1.河砂
河砂分为粗砂、细砂两种类型。粗砂即平常所说的河砂,其颗粒直径为1~2mm。细砂即通常所说的面砂,其颗粒直径为0.1~0.2nm。河砂的特点是排水性强,但保水蓄肥能力较差,一般不单独用来直接栽种试管苗。
2.草炭土
草炭土是由沉积在沼泽中的植物残骸经过长时间的腐烂所形成,其保水性好,蓄肥能力强,呈中性或微酸性反应,但通常不能单独用来栽种试管苗,宜与河砂等种类相互混合配成盆土而加以使用。
3.腐殖土
腐殖土是由植物落叶经腐烂所形成。一种是自然形成,一种是人为造成,人工制造时可将秋季的落叶收集起来,然后埋入坑中,灌水保湿的条件下使其风化,然后过筛即可获得。腐叶上含有大量的矿质营养、有机物质,它通常不能单独使用。掺有腐殖土的栽培基质有助于植株发根。
4.容器
栽培容器可用6×6cm~10×10cm的软塑料钵,也可用育苗盘。前者占地大,耗用大量基质,但幼苗不用移栽,后者需要二次移苗,但省空间、省基质。
2.移栽前的准备
移栽前可将培养物不开口移到自然光照下锻炼2-3天,让试管苗接受强光的照射,使其长得壮实起来,然后再开口练苗1-2天,经受较低湿度的处理,以适应将来自然湿度的条件。
3.移栽和幼苗的管理
从试管中取出发根的小苗,用自来水洗掉根部粘着的培养基,要全部除去,以防残留培养基滋生杂菌。但要轻轻除去,应避免造成伤根。移植时用一个筷子粗的竹签在基质中插一小孔,然后将小苗插入,注意幼苗较嫩,防止弄伤,栽后把苗周围基质压实,栽前基质要浇透水。栽后轻浇薄水。再将苗移入高湿度的环境中。保证空气湿度达90%以上。
1.保持小苗的水分供需平衡。在移栽后5~7天内,应给予较高的空气湿度条件,使叶面的水分蒸发减少,尽量接近培养瓶的条件,让小苗始终保持挺拔的状态。保持小苗水分供需平衡首先营养钵的培养基质要浇透水,所放置的床面也要浇湿,然后搭设小拱棚,以减少水分的饿蒸发,并且初期要常喷雾处理,保持拱棚薄膜上有水珠出现。当5~7天后,发现小苗有生长趋势,可逐渐降低湿度,减少喷水次数,将拱棚两端打开通风,使小苗适应湿度较小的条件。约15天以后揭去拱棚的薄膜,并给予水分控制,逐渐减少浇水,促进小苗长得粗壮。
2.防止菌类滋生。由于试管苗原来的环境是无菌的,移出来以后难以保持完全无菌,因此,应尽量不使菌类大量滋生,以利成活。所以应对基质进行高压灭菌或鸿烤灭菌。可以适当使用一定浓度的杀菌剂以便有效的保护幼苗,如多菌灵、托布津,浓度800~1000倍,喷药宜7~10天一次。在移苗时尽量少伤苗,伤口过多,根损伤过多,都是造成死苗的原因。喷水时可加入0.1%的尿素,或用1/2MS大量元素的水溶液作追肥,可加快苗的生长与成活。
3.一定的温、光条件。试管苗移栽以后要保持一定的温光条件,适宜的生根温度是18~20℃,冬春季地温较低时,可用电热线来加温。温度过低会使幼苗生长迟缓,或不易成活。温度过高会使水分蒸发,从而使水分平衡受到破坏,并会促使菌类滋生。
另外在光照管理的初期可用较弱的光照,如在小拱棚上加盖遮阳网或报纸等,以防阳光灼伤小苗和增加水分的蒸发。当小植株有了新的生长时,逐渐加强光照,后期可直接利用自然光照。促进光合产物的积累,增强抗性,促其成活。
4.保持基质适当的通气性。要选择适当的颗粒状基质,保证良好的通气作用。在管理过程中不要浇水过多,过多的水应迅速沥除,以利根系呼吸。
综上所述,试管苗在移栽的过程中,只要把水分平衡、适宜的介质、控制杂菌和适宜的光、温条件控制好,试管苗是很容易移栽的。