Summary

一种改进的顶空气相色谱-串联四极杆质谱法检测动物源性药物中三甲胺的技术

Published: March 10, 2023
doi:

Summary

本文描述了一种适用于测定动物源性药物中三甲胺(TMA)的顶空气相色谱-串联四极杆质谱(HS-GC-MS/MS)方法。该方案包括样品预处理、顶空处理、分析条件、方法验证以及动物源性药物中TMA的测定。

Abstract

动物源性药物具有鲜明的特点和显著的疗效,但大多有明显的鱼腥味,导致临床患者的依从性较差。三甲胺(TMA)是动物源性药物中关键的鱼腥味成分之一。由于加入碱液后快速的酸碱反应导致顶空小瓶压力增加,导致TMA从顶空小瓶中逸出,阻碍了动物源性药物鱼腥味的研究进展,因此使用现有的检测方法很难准确识别TMA。在这项研究中,我们提出了一种受控检测方法,该方法引入了石蜡层作为酸和碱液之间的隔离层。通过恒温炉加热使石蜡层缓慢液化,可以有效控制TMA的产量。该方法表现出令人满意的线性、精密的实验和回收率,重现性好,灵敏度高。为动物源性药物除臭提供技术支持。

Introduction

利用动物器官和/或其副产品衍生的产品(此处称为动物源性药物)来治疗人类疾病正受到越来越多的关注。在治疗癌症、心血管疾病、肝硬化、乳腺炎等疾病中发挥重要作用,具有疗效强、用量小、临床疗效显著、特异性强等优点。但动物源性药物一般有明显的鱼腥味,影响患者依从性很大,对儿童尤其不利1,2。腥味主要来源于药物中所含的蛋白质、氨基酸、脂肪等物质,经脂肪酸氧化、氨基酸降解等方式分解,产生多种具有鱼腥味的物质234。其中,三甲胺(TMA)是一种具有鱼腥味的挥发性气体,广泛存在于腐烂或腐烂的动物源性食品中5

到目前为止,气相色谱(GC)、液相色谱(LC)、离子色谱、分光光度法、液相色谱-质谱联用法(LC-MS)和传感器法已被普遍用于检测环境、食物和尿液中的TMA6,7,8,9。鉴于气相色谱柱和进样系统的低污染,以及高灵敏度、重现性和低检测限(0.1-1 mg/kg),顶空气相色谱-质谱(HS-GC-MS)法是食品和生物分析的首选方法8。目前,只有中国建立了食品中TMA的国家标准,HS-GC-MS是GB5009.179-2016标准10中的第一种方法。因此,选择上述HS-GC-MS方法检测动物源性药物中的TMA。在早期阶段,我们的研究小组发现食品中TMA的HS-GC-MS检测标准可以检测几种动物源性药物中的鱼腥味。结合研究结果11,12可以证明TMA是动物源性药物中鱼腥味的常见关键物质。但发现实验结果重现性差,存在TMA逃逸、稳定性差等问题,无法通过该方法验证。这可能是由于碱液被注入顶空小瓶中,快速的酸碱反应导致小瓶中的压力增加,因此TMA从注射孔中逸出,从而阻止了TMA的稳定和准确检测。因此,本研究提出了一种改进的顶空气相色谱-串联四极杆质谱(HS-GC-MS/MS)检测方法来解决这一问题。

该方案通过在固体石蜡(一种良好的固液相变材料)的帮助下分离预处理中的酸碱反应物来改进样品预处理。随着石蜡随着恒温炉温度的升高而缓慢液化,TMA也在密封的顶空小瓶中缓慢释放,避免了剧烈而快速的酸碱反应引起的压力增加,保证了TMA检测的稳定准确。此外,GC-MS/MS中的顶空进样结合多种反应监测(MRM)模式有效地抑制了基质化学干扰,保证了结果的可靠性。方法验证结果表明,改进检测方法的线性、精密度和回收率均能满足要求,重现性好,灵敏度高。

Protocol

有关Pheretima,Periplaneta americana和Hirudo的药材的信息,请参见表1。成都中医药大学徐润春教授将他们鉴定为Pheretima aspergillum(E.Perrier),Periplaneta americana L.和Whitmania pigra Whitman的干燥尸体。 1. 标本提取 用草药研磨机(见材料表)粉碎Pheretima,Periplaneta americana和Hirudo,通过…

Representative Results

该协议的预处理原理和操作原理图分别如图 1 和 图2所示。TMA的峰时间为2.3 min,峰形尖锐,不受其他杂质干扰(图3)。测定0.1-10 μg/mL TMA标准溶液的线性范围,以TMA浓度为横坐标,峰面积为纵坐标,绘制标准曲线。线性回归方程为y = 2522482x + 24255,相关系数(R2)= 0.9998,表现出良好的线性关系。LOD和LOQ的计算分别?…

Discussion

动物源性药物来自动物的全身、器官或组织、生理或病理产物、排泄物或分泌物以及加工产品。TMA是动物源性药物中鱼腥味的重要来源;它是一种典型的恶臭物质,嗅觉阈值非常低(0.000032 × 10-6 V/V)和强烈的鱼腥味13。目前,常用的HS-GC-MS方法无法稳定、准确地检测动物源性药物中的TMA。

该方案在几个方面进行了改进:(1)TMA更具极性和碱性。该方?…

Divulgaciones

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

这项工作得到了国家自然科学基金(82173991)和四川省科学技术计划(2022YFS0442)的资助。

Materials

Centrifuge Beckman Coulter Trading (China) Co. SSC-2-0213
Chinese herbal medicine grinder Zhejiang Yongkang Xi'an Hardware and Pharmaceutical Factory HX-200K
Convection oven Sanyo Electric Co., Ltd MOV-112F
Decapper for 20 mm Aluminum caps ANPEL Laboratory Technologies (Shanghai) Inc V1750004
Electronic balance Shimadzu Corporation Japan AUW220D
Gas chromatography mass spectrometry Shimadzu Corporation Japan TQ-8050 NX
Headspace Vial ANPEL Laboratory Technologies (Shanghai) Inc 25760200
Homogenizer Shanghai biaomo Factory FJ200-SH
Preassembled Cap ANPEL Laboratory Technologies (Shanghai) Inc L4150050
Sample sieve Zhenxing Sieve Factory /
SH-Volatile Amine Chengdu Meimelte Technology Co., Ltd 227-3626-01
Sodium hydroxide Chengdu Chron Chemicals Co., Ltd 2022101401
Solid paraffin wax Shanghai Hualing Kangfu apparatus factory 20221112
Trichloroacetic acid Chengdu Chron Chemicals Co., Ltd 2022102001
Trimethylamine hydrochloride Chengdu Aifa Biotechnology Co., Ltd AF22022108
Ultra-pure water system Sichuan Youpu Ultrapure Technology Co., Ltd UPR-11-5T

Referencias

  1. Fan, H., et al. Material basis of stench of animal medicine: a review. China Journal of Chinese Materia Medica. 47 (20), 5452-5459 (2022).
  2. Deng, Y. J., et al. Progress on formation and taste-masking technology of stench of animal medicines. China Journal of Chinese Materia Medica. 45 (10), 2353-2359 (2020).
  3. Casaburi, A., Piombino, P., Nychas, G. J., Villani, F., Ercolini, D. Bacterial populations and the volatilome associated to meat spoilage. Food Microbiology. 45 (Pt A), 83-102 (2015).
  4. Rouger, A., Tresse, O., Zagorec, M. Bacterial contaminants of poultry meat: sources, species, and dynamics. Microorganisms. 5 (3), 50 (2017).
  5. Baliño-Zuazo, L., Barranco, A. A novel liquid chromatography-mass spectrometric method for the simultaneous determination of trimethylamine, dimethylamine and methylamine in fishery products. Food Chemistry. 196, 1207-1214 (2016).
  6. Zhao, C., et al. Ultra-efficient trimethylamine gas sensor based on Au nanoparticles sensitized WO3 nanosheets for rapid assessment of seafood freshness. Food Chemistry. 392, 133318 (2022).
  7. Bota, G. M., Harrington, P. B. Direct detection of trimethylamine in meat food products using ion mobility spectrometry. Talanta. 68 (3), 629-635 (2006).
  8. Neyer, P., Bernasconi, L., Fuchs, J. A., Allenspach, M. D., Steuer, C. Derivatization-free determination of short-chain volatile amines in human plasma and urine by headspace gas chromatography-mass spectrometry. Journal of Clinical Laboratory Analysis. 34 (2), e23062 (2020).
  9. Mitsubayashi, K., et al. Trimethylamine biosensor with flavin-containing monooxygenase type 3 (FMO3) for fish-freshness analysis. Sensors & Actuators B: Chemical. 103 (1-2), 463-467 (2004).
  10. National Health and Family Planning Commission of the People’s Republic of China. . GB 5009. 179-2016. , 12 (2016).
  11. Liu, X. M., et al. Study on material basis and processing principle of fishy smell of Pheretima aspergillum by electronic nose and HS-GC-MS. Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae. 26 (12), 154-161 (2020).
  12. Zheng, X., Sun, F., Du, L., Huang, Y., Zhang, Z. Comparison on changes of volatile components in Gecko before and after processing by HS-SPME-GC-MS. Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae. 28 (15), 145-152 (2022).
  13. Yoshiharu, I. . Odor olfactory measurement. , (2004).
  14. Jia, Z. W., Mao, B. P., Miao, S., Mao, X. H., Ji, S. Determination of sulfur dioxide residues in sulfur fumigated Chinese herbs with headspace gas chromatography. Acta Pharmaceutica Sinica. 49 (2), 277-281 (2014).

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Ye, H., Liu, X., Liao, J., Huang, H., Huang, L., Bao, Y., Ma, H., Lin, J., Bao, X., Zhang, D., Xu, R. An Improved Technique for Trimethylamine Detection in Animal-Derived Medicine by Headspace Gas Chromatography-Tandem Quadrupole Mass Spectrometry. J. Vis. Exp. (193), e65291, doi:10.3791/65291 (2023).

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