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Qui, la spettroscopia ad alta risoluzione 1 H e 13 C Risonanza Magnetica Nucleare (NMR) è stato utilizzato come strumento di rapida e affidabile per l'analisi quantitativa e qualitativa dei supplementi di olio di pesce incapsulati.
La dieta occidentale è povera di acidi grassi n -3, pertanto si raccomanda il consumo di supplementi di olio di pesce per aumentare l'apporto di questi nutrienti essenziali. L'obiettivo di questo lavoro è quello di dimostrare l'analisi qualitativa e quantitativa di olio di pesce incapsulato utilizzando ad alta risoluzione 1 H e 13 C NMR utilizzando due diversi strumenti NMR; 500 MHz e uno strumento 850 MHz. Sia protone (1 H) e carbonio (13 C) spettri NMR possono essere utilizzati per la determinazione quantitativa dei principali costituenti degli integratori di olio di pesce. Quantificazione dei lipidi negli integratori di olio di pesce è ottenuta attraverso l'integrazione dei segnali NMR appropriate nel relativi spettri 1D. Risultati ottenuti da 1 H e 13 C NMR sono in buon accordo con l'altro, nonostante la differenza di risoluzione e sensibilità tra i due nuclei e due strumenti. Offerta 1H NMRsa un'analisi più rapida rispetto a 13 C NMR, lo spettro può essere registrato in meno di 1 minuto, a differenza di analisi 13 C NMR, che dura da 10 minuti a un'ora. Lo spettro NMR 13 C, tuttavia, è molto più informativo. Può fornire dati quantitativi per un maggior numero di singoli acidi grassi e può essere utilizzato per determinare la distribuzione posizionale degli acidi grassi sullo scheletro di glicerolo. Entrambi i nuclei possono fornire informazioni quantitative in un esperimento senza la necessità di purificazione o separazione gradini. La forza del campo magnetico colpisce soprattutto l'spettri NMR 1 H a causa della sua bassa risoluzione rispetto a 13 C NMR, tuttavia, strumenti NMR costo ancora più basso possono essere efficacemente applicato come un metodo standard dai laboratori dell'industria alimentare e controllo qualità.
Il consumo di acidi grassi n -3 nella dieta ha dimostrato di essere utile contro diverse condizioni quali disturbi cardiaci 1, 2, 3, 4 e malattie infiammatorie diabete 5. La dieta occidentale è considerato povero di n -3 acidi grassi e quindi si raccomanda il consumo di integratori di olio di pesce per migliorare la n -6 / -3 n equilibrio nella nutrizione del consumatore 1. Nonostante il recente aumento del consumo di pesce supplemento di olio, le domande rimangono circa la sicurezza, l'autenticità e la qualità di alcuni di questi prodotti. L'analisi rapida ed accurata compositiva di supplementi di olio di pesce è essenziale per valutare correttamente la qualità di questi prodotti commerciali e garantire la sicurezza dei consumatori.
Le metodologie più comuni per la valutazione del supplemento di olio di pesces sono gascromatografia (GC) e la spettroscopia a infrarossi (IR). Mentre questi sono metodi altamente sensibili, soffrono di diversi inconvenienti 6. Analisi GC richiede molto tempo (4-8 h) per la separazione e derivatizzazione dei singoli composti è richiesto 7 e l'ossidazione dei lipidi possono verificarsi durante l'analisi 8, 9. Mentre la spettroscopia IR può essere quantitativa, un modello di previsione è richiesta per essere costruito usando parziale minimi quadrati regressione (PLSR), anche se ci sono eccezioni in cui bande IR possono essere attribuiti ad un singolo composto 10. PLSR richiede l'analisi di un gran numero di campioni, che aumenta il tempo di analisi 11. Per questo motivo, v'è un crescente interesse per lo sviluppo di nuove metodologie analitiche che permettono l'analisi precisa e veloce di un gran numero di campioni di olio di pesce. Organizzazioni come l'Office di integratori alimentari (ODS) presso il National Institutes of Health (NIH) e la Food and Drug Administration (FDA) hanno collaborato con l'Associazione dei chimici analitici ufficiali (AOAC) per sviluppare questi nuovi metodi 12, 13.
Uno dei metodi analitici più promettenti per lo screening e la valutazione di matrici a più componenti, come integratori alimentari, è Nucleare spettroscopia a risonanza magnetica (RMN) 14, 15. spettroscopia NMR ha diversi vantaggi: è una tecnica non distruttiva e quantitativa, richiede minima o nessuna preparazione del campione, ed è caratterizzato da un'eccellente precisione e riproducibilità. Inoltre, la spettroscopia NMR è una metodologia ecologico perché utilizza solo piccole quantità di solventi. Lo svantaggio principale della spettroscopia NMR è la sua sensibilità relativamente bassa rispetto ad altri analytiMetodi cal, tuttavia, i recenti progressi tecnologici nella strumentazione quali campi magnetici forti, sonde criogeniche di vari diametri, elaborazione dati avanzata e sequenze di impulsi versatili e tecniche hanno aumentato la sensibilità fino alla gamma nM. Mentre strumentazione NMR è alto costo, la lunga durata di spettrometri NMR e le molte applicazioni di NMR abbassare il costo delle analisi a lungo termine. Questo protocollo video dettagliato ha lo scopo di aiutare i nuovi operatori del settore evitare insidie associati con 1 H e 13 C NMR analisi spettroscopica di supplementi di olio di pesce.
1. Preparazione del campione NMR
Nota: Attenzione, si prega di consultare tutte le schede di sicurezza pertinenti (MSDS) prima dell'uso. Cloroformio deuterato (CDCl 3) utilizzato nella preparazione del campione è tossico. Si prega di utilizzare tutte le pratiche di sicurezza appropriate quando si effettua la preparazione del campione compreso l'uso di una cappa aspirante e dispositivi di protezione individuale (occhiali, guanti, camice, pantaloni lunghe, chiuso-punta scarpe).
Preparazione 2. Strumento NMR
Nota: Attenzione, attenzione che la presenza di forti campi magnetici prodotti da strumenti NMR può influenzare i dispositivi medici e implformiche come pacemaker e protesi chirurgiche, così come gli elementi elettronici come carte di credito, orologi, ecc È necessario Ulteriore cautela quando l'analisi viene eseguita utilizzando magneti non schermatura. Due strumenti NMR sono stati utilizzati per l'acquisizione di 1 H e 13 C NMR; uno spettrometro operante a 850,23 MHz e 213.81 MHz per 1 H e 13 C nuclei, rispettivamente, dotato di un'inversa tripla risonanza elio-raffreddata (TCI) sonda 5 mm e uno spettrometro operante a 500,20 MHz e 125.77 MHz per 1 H e 13 C nuclei, rispettivamente, dotato di una larga fascia constatato (BBO) raffreddato con azoto sonda 5 mm. Tutti gli esperimenti sono stati eseguiti a 25 ± 0,1 ° C e gli spettri sono stati elaborati da un pacchetto di dati NMR acquisizione e analisi dei software di elaborazione standard (vedi Lista dei materiali).
1 H e 13 C NMR Gli spettri sono stati raccolti per olio di pesce integratori disponibili in commercio utilizzando due strumenti NMR; un 850 MHz e uno spettrometro a 500 MHz. Questi spettri possono essere utilizzati per la determinazione quantitativa di componenti di olio di pesce, come l'acido docosaesaenoico (DHA) e acido eicosapentaenoico (EPA), come pure altri composti come n -1 catene acile e importante indice nutrizionalmente come il n -6 ...
Modifiche e strategie per la risoluzione
Qualità spettrale. La larghezza di riga del segnale NMR e quindi la risoluzione dello spettro NMR è fortemente dipendente spessoramento, che è un processo per l'ottimizzazione della omogeneità del campo magnetico. Per le analisi di routine, 1D spessoramento è adeguata e non è necessario uno spessoramento 3D, dato che essa è stata eseguita da personale NMR su base regolare. Se questo non è il caso, una spessoramento 3D deve es...
Gli autori non hanno nulla da rivelare.
Questo lavoro è stato sostenuto dagli alimenti per la salute Discovery tema presso l'Ohio State University e il Dipartimento di Scienze e Tecnologie Alimentari presso l'Ohio State University. Gli autori desiderano ringraziare l'impianto NMR presso l'Ohio State University e l'impianto NMR alla Penn State University.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Avance III 850 NMR instrument | Bruker | ||
Avance III 500 NMR instrument | Bruker | ||
TCI 5mm probe | Bruker | Helium cooled inverse (proton deetected) NMR probe featuring three independent channels (1H, 13C, 15N) | |
BBO prodigy 5mm probe | Bruker | Nitrogen cooled observe (X-nuclei detected) probe, featuring two channels; one for 1H and 19F detectionand one for X-nuclei (covering from 15N to 31P) | |
Spinner turbin | Bruker | NMR spinners are made by polymer materials and they have a rubber o-ring to hold the NMR tube securely in place | |
Topspin 3.5 | Bruker | ||
deuterated chloroform | Sigma-Aldrich | 865-49-6 | 99.8 atom % D, contains 0.03 TMS |
2,6-Di-tert-butyl-4-methylphenol, | Sigma-Aldrich | 128-37-0 | purity >99% |
Fish oil samples | |||
NMR tubes | New Era | NE-RG5-7 | 5mm OD Routine “R” Series NMR Sample Tube |
BSMS | Bruker | Bruker Systems Management System; control system device |
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