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

Denna studie stöddes av National Science Foundation Kina (No.81172720, nr 81673230), sociala utveckling forskning Program av Jiangsu provinsen vetenskap och teknik Institutionen (No. BE2016741), vetenskap & teknikprojekt av Kina allmänna administrationen av Quality Supervision, Inspection and Quarantine (2015QK055), programmet öppna projekt i centrala laboratorium på barns utveckling och lärande vetenskap av undervisningsministeriet, Southeast universitet (CDLS-2016-04). Vi erkänner uppriktigt Yuan låt och Ping Liu som hjälpt oss prover samling.

Informerat samtycke från föräldrarna erhölls, och institutionella granskning styrelsens godkännande erhölls för studien. Studien utfördes i enlighet med koden för etik av World Medical Association (Helsingforsdeklarationen) för experiment med människor. Vårdgivare av alla deltagare förutsatt samtycke för att vara inskrivna i studien. Etiska kommitténs godkännande från anonym Hospital, affiliate med Southeast universitet, erhölls också.
1. beredning av kolumner och lösningar s...

Den föreslagna PFSPE-metoden i detta dokument kan vara betydande och meningsfull med avseende på dess snabbhet, enkelhet och bekvämlighet. De adsorbents används i protokollet är electrospun nanofibrer, som har hög yta området till volym nyckeltal, och adsorbera analyter med hög verkningsgrad. Förfarandet bara behöver några milligram nanofiber och en liten volym av eluant lösningsmedel, och kräver inte en avdunstning steg att koncentrera analyter. Här har vi presenterat en detaljerad översikt av en HPLC-ECD...

Katekolamin signalsubstanser och metaboliten innehållet i kroppsvätskor kan påverka neurala funktion och påverka balansen staters svar-till-stimulans till en stor grad1. Abnormiteter kan orsaka en mängd sjukdomar, såsom pheochromacytoma, ganglioneuroma, neuroblastom och neurologiska1,2. Utvinning och bestämning av katekolaminer i kroppsvätskor är meningsfullt att diagnos av de relevanta sjukdomarna. Dock katekolaminer i biologiska prover finns i låga koncentrationer och oxideras lätt. Dessutom är de mycket svåra att eluera på grund av den stora mängden störningar i medium3. Samtidiga detektion av katekolaminer i biologiska vätskor är således fortfarande en utmaning.
Det har förekommit recensioner visar att urin katekolaminer kan vara ett mått på stress, och att deras nivåer är viktiga biologiska markörer svara till taktil stimulering bearbetning i nyfödda5. Enligt forskning, alla spädbarn som utsatts för tidig incidenter är i riskzonen för hjärnan skada4,5,6, och skada kan orsaka onormal frisättning av katekolaminer och relaterade frågor med vätskorna. Det finns avancerade magnetresonans tekniker som kan upptäcka hjärnskador i tidigare faser7,8. Men, inom de första 48 h, en onormal neurodevelopmental process kommer att orsaka permanent hjärnskada som inte kommer att tydligt i medicinska bilder11. Förutom de instrument hög kostnad och knappa resurserna, tillsammans med andra faktorer, gör det omöjligt för alla neonatala enheter att få tillgång till dessa specialiserade neuro-imaging tekniker. Men användningen av en lätt åtkomlig och praktiska biomarkör (såsom katekolaminer och deras metaboliter) kunde övervinna dessa brister och screening av en biomarkör i mänskliga vätskor kan hjälpa i tidig diagnos av hjärnskada och leda till snabb identifiering av nyfödda barn som behöver neuroprotektion9. Katekolaminer i urin kan vara ett enkelt och självklart index, tack vare det direkta sambandet mellan beloppet av dem släpptes in i vätskor och neuroactivity funktion.
Bland biologiska vätskor, cerebrospinalvätska (CSF) och plasmaprover är inte lätt att få via befintliga traumatisk förfaranden, och det är också mycket svårt att bli av störningar på grund av proteinklister och andra orenheter, leder till en besvärlig och tidskrävande samplingsprocessen som är olämplig för upprepad upptäckt. Även för barn är det nästan omöjligt att få proverna i en traumatisk mode. Därför urin provtagning är bättre än andra former av provtagning, eftersom det är icke-invasiv, lätt att använda, och kan göras flera gånger. Urinprov är riklig och lätt att lagra och Visa stora fördelar över andra former av biologiska prover.
De viktigaste metoderna att kvantifiera katekolaminer i biologiska vätskor inkluderar radioenzymic analyser10, enzymkopplad immun-sorbent analyser11, voltametri12 och termisk lins spektrometri13. Men det finns brister, såsom komplicerade operationer och svårt att identifiera flera mål. Idag är dominerande analys teknik högpresterande vätskekromatografi (HPLC)14, tillsammans med känsliga elektrokemiska15 eller fluorimetriskt upptäckt16, på grund av dess höga känslighet och bra selektivitet. Med tandem mass spectrometry teknik, såsom vätskekromatografi/masspektrometri (LC/MS) och liquid chromatography/mass spectrometry/masspektrometri (LC/MS/MS), analys och kvantifiering av signalsubstanser kan nå hög noggrannhet och specificitet17,18. MS tekniken kräver dock dyra instrumentering samt väsentligen kvalificerad arbetskraft, vilket gör metoden svårt att tillämpas allmänt i de flesta konventionella laboratorier. HPLC-ECD system utrustas vanligen mest konventionella och kliniska laboratorier, och har således blivit ett vanligt och bra val för forskargrupper att använda för kemisk bestämning, men de kräver provet införs i systemet för att vara rena och av Hur provtagningsutrustningen skall volym19. Det är således av stor betydelse att rena och kondensera provet före analys. Den klassiska metoden för reningssteg är vätska-vätska utvinning14,15,20 och off-line fasta fasen extraktion, inklusive aktiverad aluminiumoxid kolumn21,22 och diphenylborate (DPBA) komplexering23,24,25,26.
Myeongho Lee et al. har använt polymer harts kemiskt modifierade med crown eter som adsorbenten till selektivt extraktet katekolaminer från mänsklig urin sedan 200727. Också i 2006, Haibo han et al. visat en lättköpt syntes strategi för boronate affinitet utvinning sorbent byutilizing en functionalizable nanomagnetic polyedriska Oligomera silsesquioxane (POSS) baserat nanomagnetic komposit, och tillämpa det till ett berikande av katekolaminer i mänsklig urin (noradrenalin, adrenalin och isoprenalin)28. De drog också fördel av nanomaterialen att fullfölja arbetet, med en teknik som kallas nano-electrospinning och bildar det polymer fibrösa materialet i nanoskala. Electrospinning processen kan justera diametern, morfologi och rumslig justering av produkten genom att kontrollera arbetsspänning och ändra innehållet i den snurrande lösningen tillsammans med andra parametrar29. Jämfört med konventionella SPE patronen, electrospun nanofibrer är mycket lämpliga att extrahera och berika mål analyter från en komplex matris, eftersom de är utrustade med hög yta-området-till-volym nyckeltal att adsorbera analyter med hög effektivitet, och uppvisa mer lättkontrollerad kemiska ytegenskaper, möjliggör praktisk fastsättning av föreningarna som mål. Dessa egenskaper gör dem bra val för SPE adsorbents, vilket avsevärt minskar den fasta fasen och desorption lösningsmedel belopp30,31,32,33. För katekolaminer i urinprover användes electrospun nanofibrer består av apolymeric crown eter med polystyren (PCE-PS) till selektivt extraktet tre katekolaminer (NE, E och DA)34. Papperet anges att selektiv crown eter adsorberat målen i NE, E och DA, som var baserad på dess rätta geometri för bindande katekolaminer via bilda vätebindningar. Resultaten visas material crown eter effektivt, ta bort andra störande föreningar som ingår i biologiska prover. Inspirerad av detta betänkande, en roman metod utvecklades för selektiv extraktion av katekolaminer genom användning av electrospun sammansatta nanofibrer består av PCE-PS.
I detta papper rapporterats metoden tidigare34 var förbättrade och anställda inte bara för att framgångsrikt analysera E, NE, och DA, men också deras metaboliter, MHPG och DOPAC, i urinen. Vi utforskar också nya möjligheter för mekanismen av adsorptionsprocessen. Metoden visar tillfredsställande utvinning effektivitet och selektivitet för de fem analyterna, och metoden var verifierade i analysen av urin från högriskområden spädbarn med perinatal hjärnskada och friska kontroller.

<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

Utvinning och analys av katekolamin signalsubstanser i biologiska vätskor är av stor betydelse vid bedömningen av nervsystemets funktion och sjukdomar, men deras exakta mätningar är fortfarande en utmaning. Många protokoll har beskrivits för signalsubstansen mätning av en mängd olika instrument, inklusive högtrycks vätskekromatografi (HPLC). Men det finns brister, såsom komplicerad operation eller svårt att identifiera flera mål, som inte kan undvikas, och för närvarande dominerande analys tekniken är fortfarande HPLC tillsammans med känsliga elektrokemiska eller fluorimetriskt upptäckt, tack vare dess höga känslighet och bra selektivitet. Här, beskrivs ett detaljerat protokoll för förbehandling och detektion av katekolaminer med högtryck vätskekromatografi med elektrokemisk detektion (HPLC-ECD) i verkliga urinprov av spädbarn, genom att använda electrospun sammansatta nanofibrer består av Polymera crown eter med polystyren som adsorbent, även känd som metoden packade-fiber fast fas utvinning (PFSPE). Vi visar hur urin prover kan vara lätt precleaned av en nanofiber-packade solid phase-kolonn, och hur analyter i provet kan berikas snabbt, desorberats och upptäcks på en ECD-system. PFSPE förenklar förbehandling förfarandena för biologiska prover, vilket möjliggör minskad tid, kostnader och minskning av förlust av mål.
Övergripande, detta arbete illustrerar en enkel och bekväm protokoll för fasta fasen extraktion kopplad till en HPLC-ECD system för samtidig bestämning av tre Mao signalsubstanser (noradrenalin (NE), epinefrin (E), dopamin (DA)) och två av deras metaboliter (3-metoxi-4-hydroxyphenylglycol (MHPG) och 3,4-dihydroxi-fenylättiksyra (DOPAC)) i spädbarn urin. Etablerade protokollet användes för att bedöma skillnaderna av urin katekolaminer och deras metaboliter mellan högrisk spädbarn med perinatal hjärnskada och friska kontroller. Jämförande analysen visade en signifikant skillnad i urin MHPG mellan de två grupperna, som visar att katekolamin metaboliterna kan vara en viktig kandidat markör för tidig diagnos av fall risk för hjärnskador hos spädbarn.

Detta protokoll är en enkel och bekväm PFSPE metod att förbehandla urinprov och berika fem katekolaminer för upptäckt via ett system för HPLC-ECD. ett diagram över processen visas i figur 1. Protokollet omfattar i huvudsak fyra steg-aktiverande, lastning, sköljning, och eluering - tillsammans med en liten mängd PCE-PS nanofibrer och en enkel fasta fasen extraktion enhet. Morfologi av PCE-PS nanofibrer bedömdes med hjälp av en yta och porositet anal...

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 presenterar en bekväm fasta fasen extraktion kopplad till högtrycks vätskekromatografi (HPLC) med elektrokemisk detektion (ECD) för samtidig bestämning av tre Mao signalsubstanser och två av deras metaboliter i spädbarn urin. Vi identifierar också metaboliten MHPG som en potentiell biomarkör för tidig diagnos av hjärnskador för spädbarn.

En behändig metod för extraktion och analys med vätskekromatografi högtrycks av katekolamin signalsubstanser och deras metaboliter

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

Oriktade Metabolomics från biologiska källor Använda Ultraperformance vätskekromatografi-högupplösande masspektrometri (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 och beredning av bakteriella cellväggar för kompositionsanalys av ultraprestanda flytande kromatografi

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

Högtrycks Sapphire Cell för fasjämvikter Mätningar av CO<sub&gt; 2</sub&gt; / Ekologisk / 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

Post Kolumn Derivatisering Använda reaktionsflödes 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

Radiomärkning och kvantifiering av cellulära nivåerna av fosfoinositider från High Performance Liquid Chromatography kopplade 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 metod för att manipulera Ytspänning av en flytande metall genom ytoxidation och 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

Högtrycks 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

Upprättande och reaktivitet av en Triphosphenium bromidsalt: En bekväm och stabil källa till 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 metod för glukosinolater Extraktion och analys med Högtrycks vätskekromatografi (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 två-stegs pyrolys-gaskromatografi metod med masspektrometrisk detektion för identifiering av Tattoo Ink ingredienser och förfalskade produkter

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