Hydrocarbon phenotyping of algal species using pyrolysis-gas chromatography mass spectrometry.
Hydrocarbon phenotyping of algal species using pyrolysis-gas chromatography mass spectrometry.
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DOI：
10.1186/1472-6750-10-40
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发表时间：
2010-05-21
影响因子：
3.5
通讯作者：
Fiehn O
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Barupal DK;Kind T;Kothari SL;Lee DY;Fiehn O
来自藻类生物质和藻类脂质的生物燃料可能会减少对化石燃料的依赖。现有的分析技术需要通过对碳氢化合物相关成分进行表型分析来促进藻类物种的快速表征。在本研究中，我们使用热解气相色谱四极杆质谱 (pyGC-MS) 将富含碳氢化合物的藻类布氏葡萄球菌 (Botryococcus braunii) 与光合自养模型藻类莱茵衣藻 (Chlamydomonas Reinhardtii) 进行了比较。使用 pyGC-MS 可以自动分析多达 48 个干燥样品的序列，无需任何样品制备。 30 分钟运行时间的色谱图足以分析 C8 至 C40 碳链长度的热解产物。免费提供的软件工具 AMDIS 和 SpectConnect 可实现简单的数据处理。在葡萄球菌样本中，我们鉴定出了脂肪酸、维生素、甾醇和脂肪酸酯以及几种长链碳氢化合物。使用碳氢化合物表型很容易区分藻类 C. Reinhardtii、B. braunii 种族 A 和 B. braunii 种族 B。子结构注释和谱聚类产生了相似成分的网络图，用于丰富和次要成分的视觉概述。热解-GC-MS 有助于大规模筛选碳氢化合物表型，以比较藻类的菌株差异或生长和营养条件改变的影响。
Biofuels derived from algae biomass and algae lipids might reduce dependence on fossil fuels. Existing analytical techniques need to facilitate rapid characterization of algal species by phenotyping hydrocarbon-related constituents. In this study, we compared the hydrocarbon rich algae Botryococcus braunii against the photoautotrophic model algae Chlamydomonas reinhardtii using pyrolysis-gas chromatography quadrupole mass spectrometry (pyGC-MS). Sequences of up to 48 dried samples can be analyzed using pyGC-MS in an automated manner without any sample preparation. Chromatograms of 30-min run times are sufficient to profile pyrolysis products from C8 to C40 carbon chain length. The freely available software tools AMDIS and SpectConnect enables straightforward data processing. In Botryococcus samples, we identified fatty acids, vitamins, sterols and fatty acid esters and several long chain hydrocarbons. The algae species C. reinhardtii, B. braunii race A and B. braunii race B were readily discriminated using their hydrocarbon phenotypes. Substructure annotation and spectral clustering yielded network graphs of similar components for visual overviews of abundant and minor constituents. Pyrolysis-GC-MS facilitates large scale screening of hydrocarbon phenotypes for comparisons of strain differences in algae or impact of altered growth and nutrient conditions.
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