Name: a convenient method for extraction and analysis with high-pressure liquid chromatography of catecholamine neurotransmitters and their metabolites
Uploaded: 2018-03-01T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Convenient Method for Extraction and Analysis with High-Pressure Liquid Chromatography of Catecholamine Neurotransmitters and Their Metabolites at JoVE.com

Denne undersøgelse blev støttet af National Science Foundation of China (No.81172720, nr. 81673230), sociale udvikling forskning Program af Jiangsu provinsen videnskab og teknologi afdeling (nr. BE2016741), videnskab & teknologi projekt af Kina General Administration for Quality Supervision, Inspection and Quarantine (2015QK055), åbne projektet Program af centrale laboratorium for barnets udvikling og læring videnskab af Undervisningsministeriet, Sydøst Universitet (CDLS-2016-04). Vi anerkender oprigtigt Yuan sang og Ping Liu, der hjalp os i prøver samling.

Blev indhentet informeret samtykke fra forældrene, og institutionelle review board godkendelse blev opnået for undersøgelsen. Undersøgelsen blev udført i overensstemmelse med etiske kodeks af World Medical Association (Helsinki-erklæringen) for eksperimenter, der involverer mennesker. Pårørende af alle deltagerne givet skriftligt samtykke til at blive indskrevet i undersøgelsen. Etisk udvalg godkendelse fra Zhongda Hospital, affiliate med sydøst Universitet, blev også fremstillet.
1. ...

Den foreslåede PFSPE metode i dette papir kan være betydelige og meningsfuld for sin hurtighed, enkelhed og bekvemmelighed. Adsorbenter bruges i protokollen er electrospun nanofibers, som har høj overflade område-til-volumen forhold og adsorberes til analysander med høj effektivitet. Proceduren kun brug for et par milligram af nanofiber og en lille mængde af eluant opløsningsmiddel, og kræver ikke en fordampning skridt at koncentrere analysander. Her, har vi fremlagt en detaljeret oversigt over en HPLC-ECD basere...

Catecholamin neurotransmittere og deres metabolit indholdet i kropsvæsker kan påvirke neurale funktion og påvirker balancen af svar til stimulus stater til et stort omfang1. Abnormities kan forårsage en række sygdomme, såsom pheochromacytoma, ganglioneuroma, neuroblastoma, og neurologiske1,2. Ekstraktion og bestemmelse af katekolaminer i kropsvæsker er meningsfuld for diagnosticering af de pågældende sygdomme. Men katekolaminer i biologiske prøver findes i lave koncentrationer og oxideres nemt. De er desuden meget vanskeligt at eluere på grund af den store mængde af indblanding i den mellemstore3. Samtidige påvisning af katekolaminer i biologiske væsker er således stadig en udfordring.
Der har været vurderinger viser, urin katekolaminer kan være en foranstaltning af stress, og at deres niveauer er vigtige biologiske markører reagerer på taktil stimulation forarbejdning i nyfødte5. Ifølge forskning, alle spædbørn, der har lidt af for tidlig hændelser er i risiko for hjernen skade4,5,6, og skade kan forårsage unormale frigivelse af katekolaminer og dertil knyttede spørgsmål i væsker. Der findes avancerede magnetisk resonans teknikker, der kan afsløre hjerneskade i tidligere faser7,8. Men inden for de første 48 timer, en unormal udviklingsforstyrrelser proces vil forårsage permanent hjerneskade, der ikke vil være tydelig i medicinske billeder11. Udover, de høje omkostninger og knappe instrument ressourcer, sammen med andre faktorer, gør det umuligt for alle neonatal enheder skal have adgang til disse specialiserede neuro-imaging teknikker. Men brugen af en let tilgængelig og praktisk biomarkør (såsom katekolaminer og deres metabolitter) kunne overvinde disse mangler og screening af en biomarkør i menneskelige væsker kan hjælpe i den tidlige diagnosticering af hjerneskade og føre til lynhurtig identifikation af nyfødte spædbørn at behøve neuroprotection9. Katekolaminer i urinen kan være en let og indlysende indeks, på grund af den direkte sammenhæng mellem mængden af dem udgivet i væsker og neuroactivity funktion.
Blandt biologiske væsker, cerebrospinalvæske (CSF) og plasmaprøver er ikke let at få via eksisterende traumatisk procedurer, og det er også meget svært at slippe af interferens på grund af selvklæbende protein og andre urenheder, fører til en besværlig og tidskrævende prøvetagning proces, der er uegnede for gentagne påvisning. Også, for børn, det er næsten umuligt at få prøverne i en traumatisk mode. Derfor, urin prøveudtagning er bedre end de andre former for prøveudtagning, som det er non-invasiv, nem at betjene, og kan gøres gentagne gange. Urinprøver er rigelig og let at opbevare, og Vis store fordele i forhold til de andre former for biologiske prøver.
De vigtigste metoder til at kvantificere katekolaminer i biologiske væsker omfatter radioenzymic assays10, enzym-forbundet immun-sorptionsmiddel assays11, voltammetry12 og termisk linse massespektrometri13. Men mangler findes, såsom komplicerede operationer og svære at opdage flere mål. I dag er er den dominerende analyse teknik højtydende væskekromatografi (HPLC)14, kombineret med følsomme elektrokemiske15 eller fluorimetri påvisning16, på grund af sin høje følsomhed og god selektivitet. Med tandem massespektrometri teknologi, såsom væskekromatografi/massespektrometri (LC/MS) og liquid chromatography/masse massespektrometri/massespektrometri (LC/MS/MS), analyse og kvantificering af neurotransmittere kan opnå høj nøjagtighed og specificitet17,18. MS teknik kræver dog dyrt instrumentation samt væsentligt kvalificeret arbejdskraft, hvilket gør metoden vanskelig at anvende almindeligt i de fleste konventionelle laboratorier. HPLC-ECD systemer er almindeligt udstyret i mest konventionelle og kliniske laboratorier, og således er blevet et fælles og gode valg for forskningsgrupper at bruge kemiske bestemmelse, men de kræver prøven blev indført i systemet til at være ren og af individuel bind19. Således, det er af stor betydning at rense og kondensere prøve inden analysen. Den klassiske metode til rensning skridt er væske-væske ekstraktion14,15,20 og off-line fast-fase udvinding, herunder aktiveret aluminiumoxid kolonne21,22 og diphenylborate (DPBA) compleksering23,24,25,26.
Myeongho Lee et al. har brugt polymer harpiks kemisk modificeret med krone ether som adsorbent til selektivt uddrag katekolaminer fra humant urin siden 200727. Også i 2006, Haibo han mfl. påvist en letkøbt syntese tilgang til boronate affinitet udvinding sorptionsmiddel byutilizing functionalizable nanomagnetic polyeder oligomere silsesquioxane (eventuelt) baseret nanomagnetic sammensat, og anvender det til berigelse af katekolaminer i human urin (noradrenalin, adrenalin og isoprenaline)28. De tog også fordel af nanomaterialer til at opfylde det arbejde, ved hjælp af en teknologi kaldet nano-electrospinning og danner polymer fibermaterialet i nanoskala. Electrospinning processen kan justere diameter, morfologi og rumlige justering af produktet ved at kontrollere arbejdskapital spænding og ændre indholdet af spinning løsning sammen med andre parametre29. Sammenlignet med konventionelle SPE patron, electrospun nanofibers er særdeles velegnet til at udtrække og berige target analysander fra en kompleks matrix, som de er udstyret med høj overflade-areal-til-volumen forhold til adsorberes til analysander med høj effektivitet, og udvise flere let-kontrollerede kemiske overfladeegenskaber, så handy udlæg i target forbindelser. Disse egenskaber gør dem gode valg for SPE adsorbenter, hvilket reducerer den faste fase og desorption opløsningsmiddel beløb30,31,32,33. For katekolaminer i urinprøver, blev electrospun nanofibers, der består af apolymeric crown afdampes med polystyren (PCE-PS) brugt til selektivt udtrække tre katekolaminer (NE, E, og DA)34. Papiret anført, at den selektive crown ether adsorberet mål af NE, E, og DA, som var baseret på dens korrekte geometri for bindende katekolaminer via danne hydrogenbindinger. Resultaterne vises de materielle crown ether effektivt, at fjerne andre interfererende forbindelser indeholdt i biologiske prøver. Inspireret af denne betænkning, en roman metode blev udviklet til en selektiv ekstraktion af katekolaminer ved brug af electrospun sammensatte nanofibers sammensat af PCE-PS.
I dette papir rapporteret metoden tidligere34 blev forbedret og ansat ikke kun til at analysere E, NE, og DA, men også deres MHPG og DOPAC, metabolitter i urin. Vi også udforske nye muligheder for mekanismen af adsorption proces. Metoden viser tilfredsstillende ekstraktionseffektivitet og selektivitet til de fem analysander, og metoden blev efterprøvet i analysen af urin fra højrisiko spædbørn med perinatal hjerneskade og raske kontrolpersoner.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>200 &#181;L pipette tip</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>column to contain nanofibers</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PCE-PS nanofibers</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>material for PFSPE extraction</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>steel rod (about 0.5 mm diameter)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>fill the nanofibres into the column</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>gastight plastic syringe (5 ml)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>compress solution into the end of the tip</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>methanol</td>
			<td>Sinopharm Chemical ReagentCo., Ltd</td>
			<td>67-56-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>diphenylborinic acid 2-aminoethyl ester(DPBA)</td>
			<td>Sigma-Aldrich.Inc</td>
			<td>A-106408</td>
			<td>complex reagent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>norepinephrine(NE)</td>
			<td>Sigma-Aldrich.Inc</td>
			<td>A-9512</td>
			<td>analyte</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3-Methoxy-4-hydroxyphenylglycol(MHPG)</td>
			<td>Sigma-Aldrich.Inc</td>
			<td>H1377</td>
			<td>analyte</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>epinephrine(E)</td>
			<td>Sigma-Aldrich.Inc</td>
			<td>100154-200503</td>
			<td>analyte</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3, 4-Dihydroxyphenylacetic acid(DOPAC)</td>
			<td>Sigma-Aldrich.Inc</td>
			<td>D-9128</td>
			<td>analyte</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>dopamine(DA)</td>
			<td>Sigma-Aldrich.Inc</td>
			<td>H-8502</td>
			<td>analyte</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3, 4-dihydroxybenzylamine hydrobromide(DHBA)</td>
			<td>Sigma-Aldrich.Inc</td>
			<td>858781</td>
			<td>interior label</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>acetonitrile</td>
			<td>Sigma-Aldrich.Inc</td>
			<td>75-05-8</td>
			<td>eluriant and mobile phase</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>phosphoric acid</td>
			<td>Sinopharm Chemical ReagentCo., Ltd</td>
			<td>7664-38-2</td>
			<td>eluriant</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>uric acid</td>
			<td>Sinopharm Chemical ReagentCo., Ltd</td>
			<td>69-93-2</td>
			<td>artifical urine</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>creatinine</td>
			<td>Sinopharm Chemical ReagentCo., Ltd</td>
			<td>60-27-5</td>
			<td>artifical urine</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>trisodium citrate</td>
			<td>Sinopharm Chemical ReagentCo., Ltd</td>
			<td>6132-04-3</td>
			<td>artifical urine</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>KCl</td>
			<td>Sinopharm Chemical ReagentCo., Ltd</td>
			<td>7447-40-7</td>
			<td>artifical urine</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NH4Cl</td>
			<td>Sinopharm Chemical ReagentCo., Ltd</td>
			<td>12125-02-9</td>
			<td>artifical urine</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaHCO3</td>
			<td>Sinopharm Chemical ReagentCo., Ltd</td>
			<td>SWC0140326</td>
			<td>artifical urine</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C2Na2O4</td>
			<td>Sinopharm Chemical ReagentCo., Ltd</td>
			<td>62-76-0</td>
			<td>artifical urine</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaSO4</td>
			<td>Sinopharm Chemical ReagentCo., Ltd</td>
			<td>7757-82-6</td>
			<td>artifical urine</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>disodium hydrogen phosphate</td>
			<td>Sinopharm Chemical ReagentCo., Ltd</td>
			<td>10039-32-4</td>
			<td>artifical urine</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>urea</td>
			<td>Sinopharm Chemical ReagentCo., Ltd</td>
			<td>57-13-6</td>
			<td>artifical urine</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaCl</td>
			<td>Sinopharm Chemical ReagentCo., Ltd</td>
			<td>7647-14-5</td>
			<td>artifical urine</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MgSO4.7H2O</td>
			<td>Sinopharm Chemical ReagentCo., Ltd</td>
			<td>10034-99-8</td>
			<td>artifical urine</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CaCl2</td>
			<td>Sinopharm Chemical ReagentCo., Ltd</td>
			<td>10035-04-8</td>
			<td>artifical urine</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HCl</td>
			<td>Sinopharm Chemical ReagentCo., Ltd</td>
			<td>7647-01-0</td>
			<td>artifical urine</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>citric acid</td>
			<td>Sinopharm Chemical ReagentCo., Ltd</td>
			<td>77-92-9</td>
			<td>artifical urine and mobile phase</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EDTA disodium salt</td>
			<td>Sinopharm Chemical ReagentCo., Ltd</td>
			<td>34124-14-6</td>
			<td>mobile phase</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>monometallic sodium orthophosphate</td>
			<td>Sinopharm Chemical ReagentCo., Ltd</td>
			<td>7558-80-7</td>
			<td>artifical urine and mobile phase</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1-heptanesulfonic acid sodium salt</td>
			<td>Sinopharm Chemical ReagentCo., Ltd</td>
			<td>22767-50-6</td>
			<td>mobile phase</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>sodium hydroxide</td>
			<td>Sinopharm Chemical ReagentCo., Ltd</td>
			<td>1310-73-2</td>
			<td>mobile phase</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>phenylboronic acid column(PBA column)</td>
			<td>Aglilent</td>
			<td>12102018</td>
			<td>PBA extraction</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Inertsil&#174; ODS-3 5 &#181;m 4.6&#215;150 mm column</td>
			<td>Dikma</td>
			<td>5020-06731</td>
			<td>HPLC column for seperation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SHIMADZU SIL-20AC prominence AUTO SAMPLER</td>
			<td>Shimadzu Corporation, Japan</td>
			<td>SIL-20AC</td>
			<td>auto injection for eluriant</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SHIMADZU LC-20AD High Performance Liquid Chromatography</td>
			<td>Shimadzu Corporation, Japan</td>
			<td>LC-20AD</td>
			<td>HPLC pump</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SHIMADZU L-ECD-60A electrochemical detector</td>
			<td>Shimadzu Corporation, Japan</td>
			<td>L-ECD-60A</td>
			<td>detector for the analytes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ASAP 2020 Accelerated Surface Area and Porosimetry System</td>
			<td>Micromeritics, USA</td>
			<td></td>
			<td>surface and porosity analyzer&#160;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a convenient method for extraction and analysis with high-pressure liquid chromatography of catecholamine neurotransmitters and their metabolites

Udvinding og analyse af katekolamin neurotransmittere i biologiske væsker er af stor betydning for vurderingen af nervesystemet funktion og beslægtede sygdomme, men deres præcise måling er stadig en udfordring. Mange protokoller er blevet beskrevet for neurotransmitter måling af en række instrumenter, herunder højtryks væskekromatografi (HPLC). Men der er mangler, som kompliceret operation eller svære at opdage flere mål, som ikke kan undgås, og i øjeblikket dominerende analyse teknik er stadig HPLC kombineret med følsomme elektrokemiske eller fluorimetri påvisning, skyldes dens høje følsomhed og god selektivitet. Her, er en detaljeret protokol beskrevet for forbehandling og påvisning af katekolaminer med højtryk væskekromatografi med elektrokemisk detektion (HPLC-ECD) i virkelige urinprøver af spædbørn, ved hjælp af electrospun sammensatte nanofibers sammensat polymere crown Eter med polystyren som adsorbent, også kendt som metoden pakket fiber faste fase udvinding (PFSPE). Vi viser hvordan urin prøver kan let precleaned af en nanofiber-pakket faste fase kolonne, og hvordan analysander i stikprøven kan være hurtigt beriget, desorberet, og fundet på en ECD system. PFSPE forenkler de forbehandling procedurer for biologiske prøver, giver mulighed for nedsat tid, udgifter og reduktion af tabet af mål.
Alt i alt illustrerer dette arbejde en enkel og praktisk protokol for fast-fase udvinding koblet til en HPLC-ECD system for samtidige bestemmelse af tre monoamin neurotransmittere (noradrenalin (NE), adrenalin (E), dopamin (DA)) og to af deres metabolitter (3-methoxy-4-hydroxyphenylglycol (MHPG) og 3,4-dihydroxy-Phenyleddikesyre (DOPAC)) i spædbørns urin. Den etablerede protokol blev anvendt til at vurdere forskelle i urin katekolaminer og deres metabolitter mellem højrisiko spædbørn med perinatal hjerneskade og raske kontrolpersoner. Sammenlignende analyse viste en betydelig forskel i urin MHPG mellem de to grupper, der angiver, at catecholamin metabolitter kan være en vigtig kandidat markør for tidlig diagnosticering af tilfælde med risiko for hjerneskade hos spædbørn.

Denne protokol er en enkel og praktisk PFSPE metode til at forbehandle urinprøver og berige fem katekolaminer for registrering via en HPLC-ECD system; et diagram af processen er vist i figur 1. Protokollen omfatter hovedsagelig fire trin-aktivering, lastning, skylning, og eluerer - kombineret med en lille mængde af PCE-PS nanofibers og en enkel solid-fase udvinding enhed. Morfologi af PCE-PS nanofibers blev vurderet ved hjælp af en overflade og porøsitet ...

Watch this Scientific Journal Video about A Convenient Method for Extraction and Analysis with High-Pressure Liquid Chromatography of Catecholamine Neurotransmitters and Their Metabolites at JoVE.com

A Convenient Method for Extraction and Analysis with High-Pressure Liquid Chromatography of Catecholamine Neurotransmitters and Their Metabolites

Vi præsenterer en bekvem fast-fase udvinding koblet til højtryks væskekromatografi (HPLC) med elektrokemisk detektion (ECD) samtidige bestemmelse af tre monoamin neurotransmittere og to af deres metabolitter i spædbørns urin. Vi har også identificere metabolit MHPG som en potentiel biomarkør for tidlig diagnosticering af hjerneskade til spædbørn.

En praktisk metode til udvinding og analyse med højtryks væskekromatografi catecholamin neurotransmittere og deres metabolitter

The extraction and analysis of catecholamine neurotransmitters in biological fluids is of great importance in assessing nervous system function and ...

Research

JoVE Journal

Chemistry

Untargeted Metabolomics from Biological Sources Using Ultraperformance Liquid Chromatography-High Resolution Mass Spectrometry (UPLC-HRMS)

Untargeted Metabolomics from Biological Sources Using Ultraperformance Liquid Chromatography-High Resolution Mass Spectrometry UPLC-HRMS

Målrettede Metabolomics fra biologiske kilder Brug Ultraperformance væskekromatografi-højopløsningsmassespektrometri (UPLC-HRMS)

Here we present a workflow to analyze the metabolic profiles for biological samples of interest including; cells, serum, or tissue. The sample is first ...

Isolation and Preparation of Bacterial Cell Walls for Compositional Analysis by Ultra Performance Liquid Chromatography

Isolering og forberedelse af bakteriecellevægge til kompositorisk analyse af ultraperformet væskekromatografi

The bacterial cell wall is critical for the determination of cell shape during growth and division, and maintains the mechanical integrity of cells in the ...

High-pressure Sapphire Cell for Phase Equilibria Measurements of CO2/Organic/Water Systems

High-pressure Sapphire Cell for Phase Equilibria Measurements of CO2/Organic/Water Systems

Højtryks-Sapphire Cell til faseligevægte Målinger af CO<sub&gt; 2.</sub&gt; / Organiske / Water Systems

The high pressure sapphire cell apparatus was constructed to visually determine the composition of multiphase systems without physical sampling. ...

Post Column Derivatization Using Reaction Flow High Performance Liquid Chromatography Columns

Indlæg Kolonne Derivatisering anvendelse af reaktionsbetingelser Flow High Performance Liquid Chromatography Columns

A protocol for the use of reaction flow high performance liquid chromatography columns for methods employing post column derivatization (PCD) is ...

Radiolabeling and Quantification of Cellular Levels of Phosphoinositides by High Performance Liquid Chromatography-coupled Flow Scintillation

Radioaktiv mærkning og kvantificering af cellulære niveauer af phosphoinositider af højtryksvæskekromatografi-koblede Flow Scintillation

Phosphoinositides (PtdInsPs) are essential signaling lipids responsible for recruiting specific effectors and conferring organelles with molecular ...

A Method to Manipulate Surface Tension of a Liquid Metal via Surface Oxidation and Reduction

En metode til at manipulere overfladespænding en Liquid Metal via Surface oxidation og reduktion

Controlling interfacial tension is an effective method for manipulating the shape, position, and flow of fluids at sub-millimeter length scales, where ...

High Pressure Single Crystal Diffraction at PX^2

High Pressure Single Crystal Diffraktion på PX ^ 2

In this report we describe detailed procedures for carrying out single crystal X-ray diffraction experiments with a diamond anvil cell (DAC) at the ...

Preparation and Reactivity of a Triphosphenium Bromide Salt: A Convenient and Stable Source of Phosphorus(I)

Preparation and Reactivity of a Triphosphenium Bromide Salt: A Convenient and Stable Source of PhosphorusI

Udarbejdelse og reaktivitet af en Triphosphenium Bromid Salt: En Praktisk og stabil kilde til fosfor (I)

We present herein the optimized synthesis of a triphosphenium bromide salt. Apart from being a versatile metathesis reagent, this unusually stable ...

A Straightforward Method for Glucosinolate Extraction and Analysis with High-pressure Liquid Chromatography (HPLC)

A Straightforward Method for Glucosinolate Extraction and Analysis with High-pressure Liquid Chromatography HPLC

En enkel metode til glucosinolater Ekstraktion og analyse med Højtryks-væskekromatografi (HPLC)

Glucosinolates are a well-studied and highly diverse class of natural plant compounds. They play important roles in plant resistance, rapeseed oil ...

A Two-Step Pyrolysis-Gas Chromatography Method with Mass Spectrometric Detection for Identification of Tattoo Ink Ingredients and Counterfeit Products

En to-trins pyrolyse-gaskromatografi metode med massespektrometrisk detektion til identifikation af tatovering blæk ingredienser og forfalskede produkter

Tattoo inks are complex mixtures of ingredients. Each of them possesses different chemical properties which have to be addressed upon chemical analysis. ...