Name: Trimethylamine Detection in Animal-Derived Medicine by Headspace GC-MS
Uploaded: 2023-03-10T13:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Trimethylamine Detection in Animal-Derived Medicine by Headspace GC-MS at JoVE.com

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

זיהוי טרימתילאמין ברפואה מן החי על ידי Headspace GC-MS

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.

מחבר Spotlight: טכניקה משופרת לזיהוי טרימתילאמין ברפואה שמקורה בבעלי חיים על ידי Headspace גז כרומטוגרפיה-טנדם Quadrupole Mass Spectrometry  

טכניקה משופרת לזיהוי טרימתילאמין ברפואה מן החי על ידי Headspace Gas Chromatography-Tandem Quadrupole Mass Spectrometry

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.

Watch this Scientific Journal Video about Trimethylamine Detection in Animal-Derived Medicine by Headspace GC-MS at JoVE.com

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

כדי להתחיל, למחוץ את החומרים הרפואיים Pheretima, Periplaneta americana, ו Hirudo עם מטחנת צמחים. לנפות את אבקת המרפא דרך מסננות תרופות סטנדרטיות של מספר שתיים ומספר ארבע. אספו את האבקה בין שתי המסננות כדי לקבל את אבקת הדגימה הנדרשת.קח גרם אחד של האבקה בצינור צנטריפוגת פלסטיק 50 מיליליטר. הוסף 20 מיליליטר של תמיסת חומצה טריכלורואצטית 5% והומוגניזציה ב -1, 000 סל"ד למשך דקה אחת עם הומוגנייזר פיזור במהירות גבוהה. לאחר הומוגניזציה, צנטריפוגה את ההומוגנאט ב 1, 717 G במשך חמש דקות בטמפרטורת החדר ולסנן את supernatant דרך משפך זכוכית סופג כותנה טבול לתוך בקבוק נפח 50 מיליליטר.לאחר חזרה על תהליך המיצוי פעמיים עם 15 ו -10 מיליליטר של תמיסת חומצה טריכלורואצטית 5%, שלב את התסנין והשלם את הנפח עד 50 מיליליטר עם תמיסת חומצה טריכלורואצטית 5%. לאחר מכן, להוסיף במדויק שני מיליליטר של תמיסת הידרוקסיד נתרן ו 0.5 גרם של פרפין מוצק בבקבוקונים 20 מיליליטר headspace. לאחר מכן מניחים אותם בתנור ב 70 מעלות צלזיוס במשך כ 30 דקות.הוציאו את הבקבוקונים ותנו להם להתקרר לטמפרטורת החדר כך שהפרפין יתמצק. כדי לעבד את מרווח ראש הדגימה, הוסף שני מיליליטר מכל תמיסת מיצוי דגימה לפרפין המוצק המכיל בקבוקונים. לחץ על המכסה ואטם את הבקבוקון.הניחו את בקבוקוני הראש האטומים על ה-GCMS למדידה. כדי לקבל את העקומה הסטנדרטית, שאפו סדרה של שני מיליליטר של תמיסה סטנדרטית של טרימתילאמין על גבי שכבת הפרפין המוצקה. הניחו את בקבוקוני הראש האטומים על המכונה למדידת טרימתילאמין.כדי לבצע את הבדיקה המדויקת, שאפו שני מיליליטר של 0.1 מיקרוגרם למיליליטר טרימתילאמין תמיסה סטנדרטית על גבי שכבת הפרפין המוצקה. בצע שש בדיקות מקבילות במכונה בהתאם להוראות היצרן. לניסוי קצב ההתאוששות, אפו מספר אצוות של אבקת הדגימה בתנור עד שלא זוהה טריאתילאמין ב-GCMS כפי שהודגם קודם לכן.לאחר מכן, קחו כל גרם אחד של אבקה אפויה ודקה בתנור לצינורות צנטריפוגות פלסטיק נפרדים של 50 מיליליטר. הוסף 50 מיקרוליטר של תמיסה סטנדרטית של טרימתילאמין לכל הצינורות ותמץ עם תמיסת חומצה טריכלורואצטית 5% כפי שהודגם קודם לכן. זמן השמירה של טרימתילאמין נמצא 2.3 דקות עם שיא חד וללא הפרעה מזיהומים אחרים.דגימות Pheretima, Periplaneta americana ו-Hirudo שנבדקו על ידי ייבוש כדי להפחית את רמות הטריאתילאמין בעשבי התיבול הראו שיעורי התאוששות ממוצעים של 84.49, 94.66 ו-85.67% בהתאמה. Triethylamine זוהה בתשע קבוצות של עשבי תיבול עם ריכוזים הנעים בין 13.23 ל 271.63 מיליגרם לקילוגרם.

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 ...