Introduction of soft X-ray spectromicroscopy as an advanced technique for plant biopolymers research.

Karunakaran, C., Christensen, C.R., Gaillard, C., Lahlali, R.L., Blair, L.M., Perumal, V., Miller, S.S., et Hitchcock, A.P. (2015). « Introduction of soft X-ray spectromicroscopy as an advanced technique for plant biopolymers research. », PLoS ONE, 10(3: Article number e0122959). doi : 10.1371/journal.pone.0122959  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

La spectroscopie d’absorption de rayons X mous, couplée à la microscopie à l’échelle nanométrique a été largement exploitée en sciences des matériaux, en sciences environnementales et en sciences physiques. Dans le présent article, nous démontrons les avantages de la spectromicroscopie d’absorption des rayons X mous pour la recherche sur les biopolymères végétaux, en établissant la sensibilité chimique de la technique pour l’identification des biopolymères végétaux communs et en cartographiant les distributions de biopolymères dans des échantillons de plantes. Nous avons déterminé la sensibilité chimique de la spectroscopie des rayons X mous pour l’étude des biopolymères, en enregistrant les spectres de polymères végétaux communs obtenus par spectroscopie des rayons X mous et par spectroscopie dans l’infrarouge moyen à transformée de Fourrier (IRTF). Les spectres de la lignine, de la cellulose et de l’acide polygalacturonique présentent des caractéristiques spectrales distinctes. Toutefois, on ne discerne pas de différences précises entre les spectres de la cellulose et de l’hémicellulose. Les spectres de tous les biopolymères dans l’infrarouge moyen sont uniques et l’on observe des différences entre les spectres des xylanes hydrosolubles et non hydrosolubles. Nous avons démontré l’avantage dans la recherche sur les biopolymères végétaux de la résolution spatiale nanométrique offerte par la spectromicroscopie des rayons X mous en comparant la cartographie des biopolymères des parois cellulaires végétales dans une section de tige de lentille aux données de spectromicroscopie IRTF du même échantillon. La spectromicroscopie permet de cartographier les biopolymères à une résolution sous-cellulaire (env. 30 nm), alors que la résolution spatiale limitée à l’échelle du micron de la spectromicroscopie IRTF rend difficile de déterminer la distribution localisée des biopolymères. Nous discutons également des avantages et des limitations des techniques de spectromicroscopie des rayons X mous et de l’infrarouge à transformée de Fourier pour la recherche sur les biopolymères.

Date de modification :