L'uso di gas cromatografia per analizzare compositivo Variazioni degli acidi grassi nel fegato di ratto tessuto durante la gravidanza
Summary
La gravidanza porta a cambiamenti significativi alla composizione in acidi grassi dei tessuti materni. Profili lipidici possono essere ottenuti tramite gascromatografia per consentire l'identificazione e la quantificazione degli acidi grassi nelle singole classi di lipidi tra i ratti alimentati con varie diete ad alto e basso contenuto di grassi durante la gravidanza.
Abstract
Gas cromatografia (GC) è un metodo altamente sensibile utilizzato per identificare e quantificare il contenuto di acidi grassi dei lipidi dai tessuti, cellule e plasma / siero, ottenendo risultati con elevata precisione e alta riproducibilità. Negli studi metabolici e della nutrizione GC permette la valutazione delle variazioni nelle concentrazioni di acidi grassi seguenti interventi o durante cambiamenti di stato fisiologico come la gravidanza. Estrazione in fase solida (SPE) utilizzando amminopropil cartucce di silice permette la separazione delle principali classi di lipidi, tra cui trigliceridi, diversi fosfolipidi e esteri del colesterolo (CE). GC combinato con SPE è stato utilizzato per analizzare i cambiamenti nella composizione in acidi grassi della frazione CE nel fegato dei ratti vergini e gravide che erano stati alimentati con varie diete ad alto e basso contenuto di grassi. Ci sono significativi effetti di interazione di dieta / gravidanza al momento il contenuto di acido omega-3 e omega-6 acidi grassi del fegato CE, che indica che le donne incinte hanno una risposta diversa a manipulat alimentareione che si vede tra le femmine vergini.
Introduction
Gas cromatografia (GC) è una tecnica ben consolidata utilizzato per identificare e quantificare l'incorporazione degli acidi grassi in pool di lipidi e le membrane cellulari 1,2 durante la supplementazione o fisiologiche condizioni come l'obesità (e le malattie correlate come il diabete) o la gravidanza 3 – 5. E 'adatto per analizzare i tipi e le quantità di grassi negli alimenti anche. Questo è utile quando caratterizzare diete sperimentali, nonché di assicurare che l'industria alimentare è conforme alle normative. Ad esempio, GC può essere utilizzata per confermare l'identità e la quantità di acidi grassi di un prodotto come integratore alimentare per garantire che l'etichettatura è corretta e disposizioni sono rispettate 6,7. Analisi di acidi grassi in grado di fornire preziose intuizioni metabolismo dei lipidi nella salute e nella malattia, l'impatto del cambiamento di dieta, e l'effetto delle variazioni di stato fisiologico 8. Uso di GC per studiare campioni durante la gravidanza ha fornito importanteinformazioni sui cambiamenti in acidi grassi e complesso lipidico omeostasi 3.
Prima della separazione cromatografica, lipidi sono generalmente estratti dal campione usando la solubilità dei lipidi in miscele di solventi di cloroformio e metanolo. Viene aggiunto cloruro di sodio per facilitare la separazione della miscela in lipidi acquosa e organica contenente 9,10 fasi. Classi di lipidi complessi di interesse possono essere separati dall'estratto totale di lipidi mediante estrazione in fase solida (SPE). Questa tecnica di separazione eluisce classi di lipidi in base alla loro polarità o di affinità di legame. Triacyglycerols (TAG) ed esteri del colesterolo (CE) vengono eluiti prima come frazione combinata, altre classi, fosfatidilcolina (PC), Fosfatidiletanolamina (PE), e acidi grassi non esterificati (NEFA) sono eluiti aumentando la polarità del solvente di eluizione . La separazione di TAG da CE sfrutta il legame di TAG solo ad una SPE cartri frescodge, permettendo CE da eluito. TAG può essere eluito aumentando la polarità del solvente eluizione 9,10. Questo metodo consente a più campioni da separare simultaneamente con una resa superiore è realizzato con cromatografia su strato sottile, il che significa che i campioni di dimensioni relativamente piccole (per esempio <100 microlitri di plasma o siero, <100 mg di tessuto) possono essere analizzati 11,12.
GC è una tecnica ben consolidata prima descritto nel 1950, è stato suggerito che la fase mobile nei sistemi liquido-liquido poi potrebbe essere sostituito con il vapore. Inizialmente è stato utilizzato per l'analisi del petrolio, ma rapidamente esteso anche ad altri settori quali l'analisi degli aminoacidi e biochimica dei lipidi, che è ancora di grande interesse. Progressi nelle apparecchiature GC e tecnologie come lo sviluppo di colonne capillari dalle colonne impaccate utilizzati in precedenza ha portato alle nostre attuali tecniche in cui gli acidi grassi sono in grado di essereseparati più efficiente a temperature più basse con conseguente GC essendo ordinariamente usato per identificare e quantificare gli acidi grassi in una vasta gamma di indagini 13.
GC richiede acidi grassi per essere derivatizzati in modo che essi possono diventare sufficientemente volatile per essere eluito a temperature ragionevoli senza decomposizione termica. Questo di solito comporta la sostituzione di un gruppo funzionale contenente idrogeno per formare esteri, tioesteri o ammidi per analisi. Esteri metilici vengono comunemente studiate derivati, che sono prodotti da metilazione. In questo metodo i legami estere in lipidi complessi vengono idrolizzati a rilasciare gli acidi grassi liberi, che sono transmethylated a formare esteri metilici degli acidi grassi (FAME). Il profilo risultante di FAME, determinato mediante GC, viene indicato come la composizione in acidi grassi e può essere facilmente confrontata tra diversi gruppi sperimentali 9,10. La tecnica consente entrambe le proporzioni di indiviacidi grassi goli e della loro concentrazione da misurare.
Oltre all'uso di GC per l'analisi di acidi grassi in studi nutrizionali e all'interno del settore alimentare, la tecnica può essere utilizzata in un'ampia gamma di settori analitici. Ad esempio, analisi ambientali mediante GC includono la misurazione della contaminazione delle acque da insetticidi e analisi del suolo misurare il contenuto di clorobenzene. In tossicologia, GC è stato utilizzato anche per identificare le sostanze illegali in campioni di sangue di individui urine e, una tale stimolatori sport 12 e la capacità di separare miscele complesse di idrocarburi rende questa tecnica popolare nell'industria petrolifera per l'analisi petrolchimica 12.
La gravidanza è associata a cambiamenti significativi nella composizione in acidi grassi dei tessuti materni in particolare, nel contenuto di omega-3 (n-3) e omega-6 (n-6) polinsaturi aci grassids (PUFA) 3. In questo studio, abbiamo esemplificare l'uso di GC nella misura di acidi grassi descrivendo il suo uso nell'analisi della composizione in acidi grassi del tessuto epatico prelevato da ratti vergini e gravidanza alimentati diete a basso ed alto contenuto di grassi con differenti fonti di petrolio. Le diete sperimentali forniti qui sono stati un olio a base di dieta a basso contenuto di grassi di soia, una dieta ricca di grassi a base di olio di soia (130,9 g di grassi totali / kg di grasso totale) o una dieta a base di olio di lino alto contenuto di grassi (130.9 g di grassi totali / kg dieta), disponibile per 20 giorni. La composizione in acidi pieno di nutrienti e grassi di queste diete sono state descritte in precedenza 14. Le diete olio di soia sono ricchi di acido linoleico (18:02 n-6) e contengono alcuni acido α-linolenico (18:03 n-3) mentre la dieta olio di lino è ricco di acido α-linolenico. Queste diete ad alto contenuto di grassi rappresentano diverse razioni di linoleico di α-linolenico acidi (razioni di 08:01 e 01:01, rispettivamente). Il metodo per l'isolamento delle singole classi di lipidi e analisi mediante GC siamo noill stabilito e convalidato, ed è stato pubblicato in precedenza 10, ma senza la descrizione tecnica dettagliata trovata qui.
Protocol
Representative Results
Discussion
Gascromatografia è una tecnica accurata da utilizzare per l'analisi degli acidi grassi, e la sua elevata riproducibilità ritenga tecnica adatta per analisi cliniche. Colonne GC appropriate devono essere utilizzati per consentire l'identificazione di acidi grassi di interesse, con colonne disponibili avere variazioni nella polarità della fase stazionaria, lunghezza della colonna e il diametro interno. L'uso di una colonna capillare di silice fusa in questo metodo di analisi fornisce una buona stabilità te…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Gli autori vorrebbero riconoscere il contributo di Meritxell Romeu-Nadal allo studio sui ratti.
Materials
| Methanol: | Fisher Scientific | M/4056/17 | 'CAUTION' Fumes – HPLC Grade |
| Chloroform: | Fisher Scientific | C/4966/17 | 'CAUTION' Fumes – HPLC Grade |
| BHT: | Sigma- Aldrich | W218405 | 'CAUTION' Dust fumes – Anhydrous |
| NaCl | Sigma- Aldrich | S9888 | Anhydrous |
| Hexane | Fisher Scientific | H/0406/17 | 'CAUTION' Fumes – HPLC Grade |
| Glacial acetic acid | Sigma- Aldrich | 695084 | 'CAUTION' Burns – 99.85% |
| Sulfuric acid | Sigma- Aldrich | 339741 | 'CAUTION' Burns – 99.999% |
| Potassium carbonate | Sigma- Aldrich | 209619 | 99% ACS Reagent grade |
| Potassium bicarbonate | Sigma- Aldrich | 237205 | 99.7% ACS Reasgent grade |
| Ethyl acetate | Fisher Scientific | 10204340 | 'CAUTION' Fumes – 99+% GLC SpeciFied |
| Toluene | Fisher Scientific | T/2300/15 | 'CAUTION' Fumes |
| Diethyl ether | Sigma- Aldrich | 309966 | 'CAUTION' Fumes |
| Nitrogen (oxygen free) cylinder | BOC | 44-w | 'CAUTION' Compressed gas – explosion risk |
| Aminopropyl silica SPE cartridges | Agilent | 12102014 | Cartridge – Bead mass 100mg |
| Silica gel SPE cartidges | Agilent | 14102010 | Cartridge – Bead mass 100mg |
| Molecular seives | Sigma- Aldrich | 334324 | Pellets, AW-300, 1.6mm |
| Glass pasteur pipettes | Fisher Scientific | FB50251 | |
| Borosilicate glass test tube | Fisher Scientific | FB59527 | Non-screw cap |
| Screw thread glass test tubes | Fisher Scientific | FB59555 | 13mm |
| Caps for screw thread test tubes | Fisher Scientific | FB51353 | To fit 13mm tube |
| Solida phase extraction (SPE) tank | Agilent | VacElut 20 Manifold | |
| Luer stopcocks for SPE tank | Agilent | 12131005 | |
| Vacuum pump | Sigma- Aldrich | 2656-194GB-1EA | |
| GC vials | Kinesis | STV 12-03TS | Short thread 9mm, TPX 0.2ml fused glass insert |
| GC vial lids | Kinesis | SCC09-0.2B | Short thread 9mm blue |
| GC inlet liners | SGE Analytical science | 092002 | Split/splitless Focus liner ID 4mm, OD 6.3mm length 78.5mm |
| GC septa | SGE Analytical science | 041856 | 11mm, MN material |
| GC column | SGE Analytical science | 054612 | Length 30m, ID 0.22mm, Film thickness 0.25µm |
| Gas chromatograph | HP 6890 series |
References
- Browning, L. M., et al. Incorporation of eicosapentaenoic and docosahexaenoic acids into lipid pools when given as supplements providing doses equivalent to typical intakes of oily fish. Am. J. Clin. Nutr. 96 (4), 748-758 (2012).
- Cao, J., Schwichtenberg, K. A., Hanson, N. Q., Tsai, M. Y. Incorporation and clearance of omega-3 fattyacids in erythrocyte membranes and plasma phospholipids. Clin. Chem. 52 (12), 2265-2272 (2006).
- Lauritzen, L., Carlson, S. E. Maternal fatty acid status during pregnancy andlactation and relation to newborn and infant status. Matern. Child Health. 7 (2), 41-58 (2011).
- Kelsall, C. J., et al. Vascular dysfunction induced in offspring by maternal dietary fat involves altered arterial polyunsaturated fatty acid biosynthesis. PLoS One. 7 (4), (2012).
- Karpe, F., Dickmann, J. R., Frayn, K. N. Fatty acids, obesity, and insulin resistance: time for a re-evaluation. Diabetes. 60 (10), 2441-2449 (2011).
- Mossoba, M. M., Moss, J., Kramer, J. K. Trans fat labelling and levels in U.S. foods: assessment of gas chromatographic and infrared spectroscopic techniques for regulatory compliance. J. AOAC Int. 92 (5), 1284-1300 (2009).
- Chee, K. M., et al. Fatty acid content of marine oil capsules. Lipids. 25 (9), 523-528 (1990).
- Folch, J., Lees, M., Sloane-Stanley, G. H. A simple method for the isolation and purification of total lipids from animal tissues. J. Biol. Chem. 226 (1), 497-509 (1957).
- Burdge, G. C., Wright, P., Jones, E. A., Wootton, S. A. A method for separation of phosphatidylcholine, triacylglycerol, non-esterified fatty acids and cholesterol esters from plasma by solid-phase extraction. Br. J. Nutr. 84 (5), 781-787 (2000).
- Seppänen-Laakso, T., Laakso, I., Hiltunen, R. Analysis of fatty acids by gas chromatography, and its relevance to research on health and nutrition. Anal. Chim. Acta. 465 (1), 39-62 (2002).
- Beesley, T. E., Buglio, B., Scott, R. P. W. . Quantitative chromatographic analysis. , (2000).
- Bartle, K. D., Myers, P. History of gas chromatography. Trends Anal. Chem. 21 (9), 9-10 (2002).
- Childs, C. E. . The effect of gender, pregnancy and diet upon rat tissue fatty acid composition and immune function. , 378 (2008).
- Harris, S. W., Pottala, J. V., Ramachandran, S. V., Larson, M. G., Robins, S. J. Changes in erythrocyte membrane Trans and marine fatty acids between 1999 and 2006 in older Americans. J. Nutr. 142 (7), 1297-1303 (2012).
- Roberts, L. D., McCombie, G., Titman, C. M., Griffin, J. L. A matter of fat: An introduction to lipidomic profiling method. J. Chromatogr. B. 871 (2), 174-181 (2008).
