Усовершенствованный метод детектирования триметиламина в медицине животного происхождения с помощью газовой хроматографии в свободном пространстве с тандемной квадрупольной масс-спектрометрией
Summary
В данной работе описан метод газовой хроматографии и тандемной квадрупольной масс-спектрометрии (HS-GC-MS/MS), пригодный для определения триметиламина (ТМА) в лекарственных средствах животного происхождения. Протокол включает в себя предварительную обработку образца, обработку свободного пространства, условия анализа, методологическую валидацию и определение ТМА в лекарственных средствах животного происхождения.
Abstract
Лекарственные препараты животного происхождения обладают отличительными характеристиками и значительными лечебными эффектами, но большинство из них имеют явный рыбный запах, что приводит к плохой комплаентности клинических пациентов. Триметиламин (ТМА) является одним из ключевых компонентов рыбного запаха в медицине животного происхождения. Трудно точно идентифицировать ТМА с помощью существующего метода обнаружения из-за повышенного давления во флаконе свободного пространства, вызванного быстрой кислотно-щелочной реакцией после добавления щелочи, что приводит к выходу ТМА из флакона с свободным пространством, что замедляет прогресс в исследовании рыбного запаха лекарств животного происхождения. В этом исследовании мы предложили метод контролируемого детектирования, который вводил слой парафина в качестве изолирующего слоя между кислотой и щелочью. Скорость производства ТМА можно эффективно контролировать, медленно разжижая слой парафина с помощью термостатического нагрева печи. Этот метод показал удовлетворительную линейность, точность экспериментов и восстановление с хорошей воспроизводимостью и высокой чувствительностью. Она оказывала техническую поддержку дезодорации лекарственных средств животного происхождения.
Introduction
Лечению болезней человека с использованием продуктов, полученных из частей животных и/или их побочных продуктов (здесь именуемых лекарствами животного происхождения), уделяется повышенное внимание. Они играют важную роль в лечении рака, сердечно-сосудистых заболеваний, цирроза печени, мастита и других заболеваний, обладая преимуществами сильного эффекта, небольшой дозировки и значительной и специфической клинической эффективности. Однако лекарства животного происхождения, как правило, имеют ярко выраженный рыбный запах, который сильно влияет на комплаентность пациентов и особенно неблагоприятен для детей 1,2. Рыбный запах в основном исходит от белков, аминокислот, жиров и других веществ, содержащихся в лекарстве, которые разлагаются путем окисления жирных кислот, разложения аминокислот и другими способами с образованием различных веществ с рыбным запахом 2,3,4. Среди них триметиламин (ТМА) представляет собой летучий газ с рыбным запахом, который широко распространен в гниющих или гнилых продуктах животного происхождения5.
До сих пор для обнаружения ТМА в окружающей среде, пищевых продуктах и моче широко использовались газовая хроматография (ГХ), жидкостная хроматография (ЖХ), ионная хроматография, спектрофотометрия, жидкостная хромато-масс-спектрометрия (ЖХ-МС) и сенсорные методы 6,7,8,9. Ввиду низкой загрязненности колонки ГХ и системы впрыска, а также высокой чувствительности, воспроизводимости и низкого предела обнаружения (0,1-1 мг/кг) для анализа пищевых продуктов и биологического анализа был отдан предпочтение методу газовой хромато-масс-спектрометрии в свободном пространстве (HS-GC-MS)8. В настоящее время только в Китае установлен национальный стандарт для ТМА в пищевых продуктах, и HS-GC-MS является первым методом в стандарте GB5009.179-201610. Поэтому для выявления ТМА в медицине животного происхождения был выбран вышеуказанный метод HS-GC-MS. На ранней стадии наша исследовательская группа обнаружила, что стандарт обнаружения HS-GC-MS для ТМА в пищевых продуктах может обнаруживать рыбный запах в нескольких лекарствах животного происхождения. В сочетании с результатами исследований11,12 можно доказать, что ТМА является распространенным ключевым веществом рыбного запаха в лекарствах животного происхождения. Тем не менее, было обнаружено, что воспроизводимость экспериментальных результатов была низкой, и были такие проблемы, как побег ТМА и плохая стабильность, которые не могли быть проверены методологией. Это могло быть связано с тем, что щелочь вводилась во флакон свободного пространства, и быстрая кислотно-щелочная реакция приводила к повышению давления во флаконе, таким образом, ТМА выходила из поры инъекции, препятствуя стабильному и точному обнаружению ТМА. Таким образом, в данном исследовании был предложен усовершенствованный метод обнаружения газовой хроматографии с тандемной квадрупольной масс-спектрометрией (HS-GC-MS/MS) для решения этих проблем.
Протокол улучшает предварительную обработку образца за счет разделения кислотно-щелочных реагентов в предварительной обработке с помощью твердого парафина, хорошего материала для фазового перехода твердой и жидкой фаз. По мере того, как парафин медленно разжижался с повышением температуры термостатической печи, ТМА также медленно высвобождался в герметичном флаконе, избегая повышения давления, вызванного бурной и быстрой кислотно-щелочной реакцией, и обеспечивая стабильное и точное обнаружение ТМА. Кроме того, инжекция свободного пространства в сочетании с режимами множественного мониторинга реакций (MRM) в ГХ-МС/МС эффективно подавляла матричные химические интерференции и обеспечивала достоверность результатов. Результаты методологической валидации доказали, что линейность, точность испытаний и скорость восстановления усовершенствованного метода обнаружения могут соответствовать требованиям, с хорошей воспроизводимостью и высокой чувствительностью.
Protocol
Representative Results
Discussion
Лекарственные препараты животного происхождения получают из всего организма, органов или тканей, физиологических или патологических продуктов, выделений или выделений, а также продуктов переработки животных. ТМА является важным источником рыбного запаха в лекарствах животного прои?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Эта работа была поддержана грантами Национального фонда естественных наук Китая (82173991) и Сычуаньской научно-технической программы (2022YFS0442).
Materials
| Centrifuge | Beckman Coulter Trading (China) Co. | SSC-2-0213 | |
| Chinese herbal medicine grinder | Zhejiang Yongkang Xi'an Hardware and Pharmaceutical Factory | HX-200K | |
| Convection oven | Sanyo Electric Co., Ltd | MOV-112F | |
| Decapper for 20 mm Aluminum caps | ANPEL Laboratory Technologies (Shanghai) Inc | V1750004 | |
| Electronic balance | Shimadzu Corporation Japan | AUW220D | |
| Gas chromatography mass spectrometry | Shimadzu Corporation Japan | TQ-8050 NX | |
| Headspace Vial | ANPEL Laboratory Technologies (Shanghai) Inc | 25760200 | |
| Homogenizer | Shanghai biaomo Factory | FJ200-SH | |
| Preassembled Cap | ANPEL Laboratory Technologies (Shanghai) Inc | L4150050 | |
| Sample sieve | Zhenxing Sieve Factory | / | |
| SH-Volatile Amine | Chengdu Meimelte Technology Co., Ltd | 227-3626-01 | |
| Sodium hydroxide | Chengdu Chron Chemicals Co., Ltd | 2022101401 | |
| Solid paraffin wax | Shanghai Hualing Kangfu apparatus factory | 20221112 | |
| Trichloroacetic acid | Chengdu Chron Chemicals Co., Ltd | 2022102001 | |
| Trimethylamine hydrochloride | Chengdu Aifa Biotechnology Co., Ltd | AF22022108 | |
| Ultra-pure water system | Sichuan Youpu Ultrapure Technology Co., Ltd | UPR-11-5T |
References
- Fan, H., et al. Material basis of stench of animal medicine: a review. China Journal of Chinese Materia Medica. 47 (20), 5452-5459 (2022).
- Deng, Y. J., et al. Progress on formation and taste-masking technology of stench of animal medicines. China Journal of Chinese Materia Medica. 45 (10), 2353-2359 (2020).
- Casaburi, A., Piombino, P., Nychas, G. J., Villani, F., Ercolini, D. Bacterial populations and the volatilome associated to meat spoilage. Food Microbiology. 45 (Pt A), 83-102 (2015).
- Rouger, A., Tresse, O., Zagorec, M. Bacterial contaminants of poultry meat: sources, species, and dynamics. Microorganisms. 5 (3), 50 (2017).
- Baliño-Zuazo, L., Barranco, A. A novel liquid chromatography-mass spectrometric method for the simultaneous determination of trimethylamine, dimethylamine and methylamine in fishery products. Food Chemistry. 196, 1207-1214 (2016).
- Zhao, C., et al. Ultra-efficient trimethylamine gas sensor based on Au nanoparticles sensitized WO3 nanosheets for rapid assessment of seafood freshness. Food Chemistry. 392, 133318 (2022).
- Bota, G. M., Harrington, P. B. Direct detection of trimethylamine in meat food products using ion mobility spectrometry. Talanta. 68 (3), 629-635 (2006).
- Neyer, P., Bernasconi, L., Fuchs, J. A., Allenspach, M. D., Steuer, C. Derivatization-free determination of short-chain volatile amines in human plasma and urine by headspace gas chromatography-mass spectrometry. Journal of Clinical Laboratory Analysis. 34 (2), e23062 (2020).
- Mitsubayashi, K., et al. Trimethylamine biosensor with flavin-containing monooxygenase type 3 (FMO3) for fish-freshness analysis. Sensors & Actuators B: Chemical. 103 (1-2), 463-467 (2004).
- National Health and Family Planning Commission of the People’s Republic of China. . GB 5009. 179-2016. , 12 (2016).
- Liu, X. M., et al. Study on material basis and processing principle of fishy smell of Pheretima aspergillum by electronic nose and HS-GC-MS. Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae. 26 (12), 154-161 (2020).
- Zheng, X., Sun, F., Du, L., Huang, Y., Zhang, Z. Comparison on changes of volatile components in Gecko before and after processing by HS-SPME-GC-MS. Chinese Journal of Experimental Traditional Medical Formulae. 28 (15), 145-152 (2022).
- Yoshiharu, I. . Odor olfactory measurement. , (2004).
- Jia, Z. W., Mao, B. P., Miao, S., Mao, X. H., Ji, S. Determination of sulfur dioxide residues in sulfur fumigated Chinese herbs with headspace gas chromatography. Acta Pharmaceutica Sinica. 49 (2), 277-281 (2014).
