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

Rilevamento della trimetilammina nella medicina di origine animale mediante 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.

Autore in primo piano: Una tecnica migliorata per la rilevazione della trimetilammina nella medicina di origine animale mediante gascromatografia nello spazio di testa-spettrometria di massa a quadrup

Una tecnica migliorata per il rilevamento della trimetilammina nella medicina di derivazione animale mediante gascromatografia dello spazio di testa-spettrometria di massa a quadrupolo 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  

Rilevamento della trimetilammina nella medicina di derivazione animale mediante Headspace GC-MS

Per iniziare, schiacciare i materiali medicinali Pheretima, Periplaneta americana e Hirudo con un macinino a base di erbe. Setacciare la polvere medicinale attraverso setacci standard di droga di numero due e numero quattro. Raccogliere la polvere tra i due setacci per ottenere la polvere campione richiesta.Prendi un grammo di polvere in un tubo di centrifuga di plastica da 50 millilitri. Aggiungere 20 millilitri di soluzione di acido tricloroacetico al 5% e omogeneizzare a 1.000 giri / min per un minuto con un omogeneizzatore a dispersione ad alta velocità. Dopo l'omogeneizzazione, centrifugare l'omogenato a 1.717 G per cinque minuti a temperatura ambiente e filtrare il surnatante attraverso un imbuto di vetro assorbente immerso in cotone in un matraccio tarato da 50 millilitri.Dopo aver ripetuto il processo di estrazione due volte con 15 e 10 millilitri di soluzione di acido tricloroacetico al 5%, unire i filtrati e portare il volume a 50 millilitri con soluzione di acido tricloroacetico al 5%. Quindi, aggiungere accuratamente due millilitri di soluzione di idrossido di sodio e 0,5 grammi di paraffina solida in flaconcini di spazio di testa da 20 millilitri. Quindi metterli in forno a 70 gradi Celsius per circa 30 minuti.Estrarre le fiale e lasciarle raffreddare a temperatura ambiente in modo che la paraffina si solidifichi. Per elaborare lo spazio di testa del campione, aggiungere due millilitri di ciascuna soluzione di estrazione del campione ai flaconcini contenenti paraffina solidificata. Premere il tappo e sigillare il flaconcino.Posizionare le fiale sigillate dello spazio di testa sul GCMS per la misurazione. Per ottenere la curva standard, aspirare una serie di due millilitri di soluzione standard di trimetilammina sopra lo strato di paraffina solidificata. Posizionare i flaconcini sigillati dello spazio di testa sulla macchina per la misurazione della trimetilammina.Per eseguire il test di precisione, aspirare due millilitri di 0,1 microgrammi per millilitro di soluzione standard di trimetilammina sopra lo strato di paraffina solidificata. Eseguire sei test paralleli nella macchina seguendo le istruzioni del produttore. Per l'esperimento del tasso di recupero, cuocere diversi lotti della polvere del campione in un forno fino a quando non viene rilevata trietilammina in GCMS come dimostrato in precedenza.Quindi, prendere ogni grammo di polvere cotta e finebile in tubi di centrifuga di plastica da 50 millilitri separati. Aggiungere 50 microlitri di soluzione standard di trimetilammina a tutti i tubi ed estrarre con soluzione di acido tricloroacetico al 5% come dimostrato in precedenza. Il tempo di ritenzione della trimetilammina è risultato essere di 2,3 minuti con un picco acuto e nessuna interferenza da altre impurità.I campioni di Pheretima, Periplaneta americana e Hirudo sottoposti a test di recupero a spillo mediante essiccazione per ridurre la trietilammina nelle erbe hanno mostrato tassi di recupero medi rispettivamente di 84,49, 94,66 e 85,67%. La trietilammina è stata rilevata in nove lotti di erbe con concentrazioni comprese tra 13,23 e 271,63 milligrammi per chilogrammo.

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 ...