ToF-SIMSを用いた樹木細胞壁成分のケミカルマッピング

使用 ToF-SIMS 绘制树细胞壁成分的化学图谱

基本信息

批准号：
09J05367
负责人：
齋藤香織
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2011
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J05367/
关键词：
木材化学質量分析顕微分析リグニン多糖無機イオン

项目摘要

本研究の目的は、生体分析において新しい分析手法である飛行時間型二次イオン質量分析(ToF-SIMS)を用いて、樹木細胞壁において、細胞壁構成成分であるリグニンや多糖、さらに心材などにおける抽出成分の分布を明らかにすることである。樹木細胞壁において、細胞壁構成化学成分の細胞レベルでの空間的分布や、抽出成分の蓄積分布過程を検出する手法は限られており、いまだ十分に解明されていない。ToF-SIMSは、金などの一次イオン照射によって、試料表面から放出された二次イオンを測定する表面分析法であり、特定分子イオンの分布可視化が可能な分析機器である。特別研究員採用後3年目は、ToF-SIMSを用いて、主に樹木細胞壁に分布するリグニンと無機イオンさらに、心材抽出成分に焦点を当てた。今回、ToF-SIMSを用いた広葉樹試料におけるリグニンの分布可視化において、化学分解法による結果と照合することにより、ToF-SIMS分析の信頼性を実証され、また、細胞の種類の違いによるリグニンモノマー分布の不均一性が明らかになった。これらリグニンの結果は、論文にまとめ、国際学会誌The Plant Journalに掲載された。さらに、無機イオンも網羅的に分布解析した結果、カエデに多いと言われるアルミニウムが局所的に分布することが示唆された。現在、これらの結果考察を論文にまとめており、今後学術雑誌に投稿予定である。また、心材の直前の移行材から心材にかけて、特定の抽出成分ヒノキニンが、細胞レベルでどのように蓄積しているか、木口、柾目、板目切片を用いてToF-SIMSマッピングを行った。これらToF-SIMSイメージと同じ部分の電子顕微鏡(SEM)写真を撮影し、詳しい組織構造を解析した。これらの結果を合わせて、心材形成に伴う抽出成分の蓄積を明らかにし、心材形成の解明につなげることを目標とする。現在、これまでの結果を論文にまとめており、学術雑誌に投稿予定である。

本研究的目的是利用飞行时间二次离子质谱（ToF-SIMS）这种生物分析中的一种新分析方法来分析树木细胞壁，以分析木质素和多糖等细胞壁成分以及可提取成分目的是澄清心材的分布。在树木细胞壁中，检测细胞壁组成化学成分在细胞水平上的空间分布以及提取成分的积累和分布过程的方法有限，并且这些方法尚未完全阐明。 ToF-SIMS是一种表面分析方法，通过金等一次离子的照射，测量从样品表面释放的二次离子，是一种可以可视化特定分子离子分布的分析仪器。受聘为特约研究员的第三年，我使用ToF-SIMS主要关注分布在树木细胞壁中的木质素和无机离子，以及从心材中提取的成分。这次，在使用 ToF-SIMS 可视化硬木样品中木质素的分布时，我们通过将结果与化学分解方法进行比较来验证 ToF-SIMS 分析的可靠性。这些木质素研究结果总结在一篇论文中，发表在国际学术期刊《植物杂志》上。此外，对无机离子的综合分布分析表明，据说枫树中含量丰富的铝也分布在当地。我们目前正在一篇论文中总结这些结果，并计划将来提交给学术期刊。此外，我们使用端部、直纹和横纹切片进行了 ToF-SIMS 绘图，以检查特定提取成分日桧素如何在细胞水平上从心材之前的过渡木材到心材积累。拍摄了与这些 ToF-SIMS 图像相同区域的电子显微镜 (SEM) 照片，并分析了详细的组织结构。通过结合这些结果，我们的目标是阐明与心材形成相关的提取成分的积累，并帮助阐明心材形成的过程。我们目前正在将我们的结果汇编成一篇论文，计划提交给学术期刊。