Name: Trimethylamine Detection in Animal-Derived Medicine by Headspace GC-MS
Uploaded: 2023-03-10T13:30:00
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The video outlines a laboratory procedure for extracting and measuring trimethylamine levels in medicinal materials: Pheretima, Periplaneta americana, and Hirudo. It details grinding, homogenization, centrifugation, and gas chromatography-mass spectrometry (GCMS) techniques used to assess recovery rates and trimethylamine concentration in the samples.

trimethylamine detection in animal-derived medicine by headspace gc-ms

Détection de la triméthylamine en médecine d’origine animale par GC-MS Headspace

Treating human diseases by utilizing products derived from animal parts and/or their by-products (referred to here as animal-derived medicines) is receiving increased attention. They play an important role in treating cancer, cardiovascular disease, liver cirrhosis, mastitis, and other diseases, with the advantages of a strong effect, small dosage, and significant and specific clinical efficacy. However, animal-derived medicines generally have a prominent fishy odor, which greatly affects patients&#39; compliance, and are especially unfavorable for children1,2. The fishy odor mainly comes from the proteins, amino acids, fats, and other substances contained in the medicine, which are decomposed through fatty acid oxidation, amino acid degradation, and other ways to produce a variety of substances with a fishy odor2,3,4. Among them, trimethylamine (TMA) is a volatile gas with a fishy odor that widely exists in rotting or rotten animal-derived foods5.
Until now, gas chromatography (GC), liquid chromatography (LC), ion chromatography, spectrophotometry, liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS), and sensor methods have commonly been used to detect TMA in the environment, food, and urine6,7,8,9. In view of the low contamination of the GC column and injection system, as well as the high sensitivity, reproducibility, and low detection limit (0.1-1 mg/kg), the headspace gas chromatography-mass spectrometry (HS-GC-MS) method was preferred for food and biological analysis8. At present, only China has established a national standard for TMA in food, and HS-GC-MS is the first method in the GB5009.179-2016 standard10. Therefore, the above HS-GC-MS method was selected to detect TMA in animal-derived medicine. In the early stage, our research group found that the HS-GC-MS detection standard for TMA in food could detect the fishy odor in several animal-derived medicines. Combined with the results of the studies11,12, it could be proved that TMA is the common key substance of fishy odor in animal-derived medicines. However, it was found that the reproducibility of the experimental results was poor, and there were problems such as TMA escape and poor stability, which could not be verified by the methodology. This could be due to the fact that the lye was injected into the headspace vial and the rapid acid-base reaction led to increased pressure in the vial, thus TMA escaped from the injection pore, preventing the stable and accurate detection of TMA. Therefore, this study proposed an improved headspace gas chromatography-tandem quadrupole mass spectrometry (HS-GC-MS/MS) detection method to address these problems.
The protocol improves the sample pretreatment by separating the acid-base reactants in the pretreatment with the help of solid paraffin, a good solid-liquid phase change material. As the paraffin slowly liquefied with the temperature rise of the thermostatic furnace, TMA was also slowly released in the sealed headspace vial, avoiding the pressure increase caused by the violent and rapid acid-base reaction and ensuring stable and accurate TMA detection. Further, the headspace injection combined with multiple reaction monitoring (MRM) modes) in GC-MS/MS effectively suppressed matrix chemical interference and ensured the reliability of the results. The results of the methodological validation proved that the linearity, precision test, and recovery rate of the improved detection method could meet the requirements, with good reproducibility and high sensitivity.

Pleins feux sur l’auteur : Une technique améliorée pour la détection de la triméthylamine en médecine d’origine animale par chromatographie en phase gazeuse Headspace-spectrométrie de masse quadripola

Technique améliorée de détection de la triméthylamine en médecine d’origine animale par chromatographie en phase gazeuse dans l’espace de tête-spectrométrie de masse quadripolaire en tandem

The scope of our research is a material basis in the variation of fish odor in animal medicine. This protocol provides a simple pretreatment method and accurate detection of trimethylamine in animal medicines. The simple pretreatment methods and the programmed parameters of HS-GC mass/mass of this protocol, need to be further optimized, and we still have a lot of work to do.Our protocol adopts the multi-direction monitoring mode of GC mass/mass, combined with a unique, simple pretreatment, which is not only the first pretreatment for trimethylamine analysis, but also the first analytical mode to be used.

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Trimethylamine Detection in Animal-Derived Medicine by Headspace GC-MS  

Détection de la triméthylamine en médecine d’origine animale par Headspace GC-MS

Pour commencer, écrasez les matières médicinales Pheretima, Periplaneta americana et Hirudo avec un moulin à herbes. Tamiser la poudre médicinale à travers des tamis de médicaments standard du numéro deux et du numéro quatre. Recueillir la poudre entre les deux tamis pour obtenir l’échantillon de poudre requis.Prenez un gramme de poudre dans un tube à centrifuger en plastique de 50 millilitres. Ajouter 20 millilitres de solution d’acide trichloracétique à 5 % et homogénéiser à 1 000 tr/min pendant une minute avec un homogénéisateur à dispersion à grande vitesse. Après homogénéisation, centrifuger l’homogénat à 1 717 G pendant cinq minutes à température ambiante et filtrer le surnageant à travers un entonnoir absorbant en verre trempé dans un ballon jaugé de 50 millilitres.Après avoir répété le processus d’extraction deux fois avec 15 et 10 millilitres de solution d’acide trichloracétique à 5%, mélanger les filtrats et porter le volume à 50 millilitres avec une solution d’acide trichloracétique à 5%. Ensuite, ajoutez avec précision deux millilitres de solution d’hydroxyde de sodium et 0,5 gramme de paraffine solide dans des flacons de 20 millilitres dans des flacons d’espace de tête de 20 millilitres. Ensuite, placez-les dans un four à 70 degrés Celsius pendant environ 30 minutes.Sortez les flacons et laissez-les refroidir à température ambiante pour que la paraffine se solidifie. Pour traiter l’espace de tête de l’échantillon, ajouter deux millilitres de chaque solution d’extraction d’échantillon dans les flacons contenant de la paraffine solidifiée. Appuyez sur le capuchon et scellez le flacon.Placez les flacons d’espace de tête scellés sur le SMGC pour la mesure. Pour obtenir la courbe étalon, aspirer une série de deux millilitres de solution étalon de triméthylamine sur la couche de paraffine solidifiée. Placez les flacons d’espace de tête scellés sur la machine pour la mesure de la triméthylamine.Pour effectuer le test de précision, aspirez deux millilitres de solution étalon de triméthylamine de 0,1 milligramme par millilitre sur la couche de paraffine solidifiée. Effectuer six essais parallèles dans la machine en suivant les instructions du fabricant. Pour l’expérience sur le taux de récupération, cuire plusieurs lots de poudre d’échantillon dans une étuve jusqu’à ce qu’aucune triéthylamine ne soit détectée dans le SMGC, comme démontré précédemment.Ensuite, prenez chaque gramme de poudre cuite au four et fine dans des tubes à centrifuger en plastique séparés de 50 millilitres. Ajouter 50 microlitres de solution étalon de triméthylamine dans tous les tubes et extraire avec une solution d’acide trichloracétique à 5% comme démontré précédemment. Le temps de rétention de la triméthylamine s’est avéré être de 2,3 minutes avec un pic aigu et aucune interférence d’autres impuretés.Les échantillons de Pheretima, Periplaneta americana et Hirudo soumis à des tests de récupération par séchage pour réduire la triéthylamine dans les herbes ont montré des taux de récupération moyens de 84,49, 94,66 et 85,67% respectivement. La triéthylamine a été détectée dans neuf lots d’herbes avec des concentrations allant de 13,23 à 271,63 milligrammes par kilogramme.

Research

JoVE Journal

Chemistry

Trimethylamine Detection in Animal-Derived Medicine by Headspace GC-MS

An Improved Technique for Trimethylamine Detection in Animal-Derived Medicine by Headspace Gas Chromatography-Tandem Quadrupole Mass Spectrometry

Animal-derived medicines have distinctive characteristics and significant curative effects, but most of them have an obvious fishy odor, resulting in the ...