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Polymer nanoscale morphology in Chara australis Brown cell walls studied by advanced solid state techniques
p. 391-401 |
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Christopher J. GARVEY / Jozef KECKES / Ian PARKER / Mary J. BEILBY / Garry S. H. LEE |
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| The cell wall of the green algae Chara australis Brown (Charophyta, Algae) has been examined with solid state techniques (suitable for characterising the nanoscale arrangement of polymers) and solid state chemistry. The chemical composition of a bulk dried sample of Chara australis was examined using cross-polarisation magic angle spinning (CP-MAS) 13C nuclear magnetic resonance (NMR). The presence of phenyl-propane subunits typical of the cross linked polymer, lignin, is not revealed. The arrangement of cellulose in the cell wall was probed by examining the wide angle diffraction pattern of a single fibre oriented with respect to an x-ray beam. The pattern produced was typical of a textured crystalline lattice embedded in an amorphous matrix. The x-ray reflections are much broader than most found in higher plants and it is difficult to resolve texture. Polarised Raman scattering from a similar sample provided clearer evidence of a textured cellulose matrix embedded in an amorphous matrix. It is found that the charophyte cell wall has many similarities in chemical composition and nanoscale arrangement of cell wall polymers to that of the higher plant, including the presence and arrangement, of cellulose and various polysaccharides. |
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Cell wall / Charophyte / Raman spectroscopy / Solid-state NMR / X-ray diffraction |
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Morphologie en nano-échelle des polymères pariétaux de Chara australis Brown étudiée grâce à des techniques de pointe en phase solide.
La paroi de l'algue verte Chara australis Brown (Charophyta) a été examinée en utilisant des techniques d'observation à l'état solide (adaptées à la caractérisation de la disposition des polymères en nano-échelle) et d'analyse chimique en phase solide. La composition chimique d'un échantillon brut de Chara australis a été examiné en utilisant la résonance magnétique nucléaire (NMR) du 13C par rotation d'angle magique en polarisation croisée (CP-MAS). La présence de sous-unités phényl-propane typiques de la lignine qui est un polymère de cohésion n'a pas été mise en évidence. La disposition de la cellulose dans la paroi a été explorée par un examen du vaste patron de diffraction angulaire d'une fibre isolée orientée par rapport à un faisceau de rayons X. Le modèle obtenu est typique d'un entrelacs de fibres cristallines baignant dans une matrice amorphe. Les rayons X diffusent plus que chez les plantes supérieures et il est difficile d'obtenir une bonne résolution. La dispersion polarisée Raman à partir d'un échantillon similaire a démontré plus clairement cette structure cellulosique plongée dans une matrice amorphe. La paroi des charophytes possède de nombreuses similarités de composition chimique et de disposition des polymères en nano-échelle avec celle des plantes supérieures, en particulier quant à la présence et à la disposition de la cellulose et de divers autres polysaccharides. |
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Charophyte / Diffraction en rayons X / Paroi cellulaire / RMN en phase solide / Spectroscopie Raman |
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Algologie
Bryologie
Mycologie
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