Sample preparation and analysis of metabolites from plants in the families of Cyperaceae, Poaceae and Apiaceae

An important aspect of understanding how plants effect their environmentis the study of volatile compounds and how these influence interactions between plants and other living organisms. The study of these secondary metabolites from plants can be used in practical applications, such as behaviour control of insects, and is an important part in the search for novel compounds that can be used to influence the behaviour of disease spreading vectors. The study of secondary metabolites can also be used as tools for introducing and teaching chemical ecology and analytical chemistry. The proper use of sample preparation methods and analysis has a key role in both these applications. In this thesis, different sample collection methods are combined with gas chromatography-mass spectrometry to investigate the diversity of secondary metabolites emitted from plants. In paper I, two different sample collection methods, ultrasound assisted extraction and solid-phase microextraction, were used as a basis to collect six metabolites as a metric of comparison of the methods. The work compares the ultrasound assisted extraction and solid-phase microextraction of stored Cyperus rotundus, and also compares solid-phase microextraction collections from stored and live plant samples. The static headspace solid-phase microextraction method used in paper I was then used to analyse the headspace samples of three other graminoid plants, namely Cynodon dactylon, Cyperus exaltatus and Panicum repens. In paper III, the identification of the headspace volatiles of the graminoid plants were determined, and the relative peak area percentages were analysed using one-way ANOVA. The result of this work allowed for a comparison between the three different plants to determine significant differences between the compounds detected based on relative peak area percentages. Adding to the results of paper I and III, the results from paper II offers more insight into the chemicals present in the gas phase above
En viktig aspekt för förståelsen av hur växter påverkar sin omgivning är studien av flyktiga ämnen och hur dessa påverkar interaktionen mellan växter och andra levande organismer. Studier av sekundära metaboliter från växter kan användas i praktiska applikationer, så som beetendekontroll av insekter, till exempel myggor, där denna kunskap är en viktig del i sökandet efter nya ämnen som kan användas för att påverka beteendet hos smittbärande insekter. Studier av sekundära metaboliter kan också användas som ett redskap för att introducera och undervisa i kemisk ekologi och analytisk kemi. God användning av provpreparering och provanalys har en viktig roll i båda applikationerna. I denna avhandling så används olika provberedningsmetoder, i kombination med gaskromatografi-masspektometri, för att undersöka den mångfald av sekundära metaboliter som utsöndras från växter. I paper I används två olika provuppsamlingsmetoder, ultraljudsassisterad extraktion och fastfas-mikroextraktion, som grunden för uppsamling av sex metaboliter som mått för jämförelse mellan metoderna. Detta arbete jämför provuppsamling med ultraljudsassisterad extraktion och fastfasmikroextraktion på gräs som har förvarats en tid innan analys, men jämför även fastfas-mikroextraktion uppsamlingar från levande gräs med det som legat på förvaring. Den statiska gasfas fastfas-mikroextraktionsmetod som användes i paper I, användes sedan också för att analysera den kemiska gasfasen för tre andra gräs-liknande växter, nämligen Cynodon dactylon, Cyperus exaltatus och Panicum repens. I paper III så utförs identifiering av flyktiga ämnen från de gräs-liknande växternas gasfas, och deras relativa toppareaprocent analyseras med one-way ANOVA. Resultaten från detta arbete möjliggör en jämförelse mellan de tre växter för att avgöra om man kan se signifikanta skillnader för de ämnen som detekteras baserat på den relativa toppareaprocenten. Vidare, tillför arbetet från paper II mer insikt om de kemiska föreningar som kan
QC 2022-03-03