استخراج وكشف الجيوسمين و 2-ميثيل الأيزوبورنيول في الماء والأسماك باستخدام مجسات الاستخراج الامتصاصية عالية السعة و GC-MS

Robert  J Harrington; Rebecca Cole; Rachael Szafnauer; Jan Peter Mayser; Mariah Pearson; Corinne Noufi; Gary Burr; Brian C. Peterson

doi:10.3791/67280

مقالة منهجية

استخراج وكشف الجيوسمين و 2-ميثيل الأيزوبورنيول في الماء والأسماك باستخدام مجسات الاستخراج الامتصاصية عالية السعة و GC-MS

DOI:

10.3791/67280

⸱

يوليو 3, 2025

Robert J Harrington¹ , Rebecca Cole² , Rachael Szafnauer² , Jan Peter Mayser³ , Mariah Pearson¹ , Corinne Noufi¹ , Gary Burr⁴ , Brian C. Peterson⁴

¹Aquaculture Research Institute, University of Maine, ²Markes International Ltd, ³Markes International GmbH, ⁴USDA-ARS-National Cold Water Marine Aquaculture Center

في هذه المقالة

ملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يقدم هذا البروتوكول سير عمل مؤتمت بالكامل لاستخراج الجيوسمين و 2-ميثيل إيزوبورنيول من الماء وأنسجة الأسماك الغنية بالدهون. تسمح الطريقة بالكشف المبكر عن هذه الجزيئات قبل أن تصل إلى عتبات الرائحة. يتم توفير بيانات تمثيلية من أماكن الاستزراع المائي.

الملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

الجيوسمين و 2-ميثيل إيزوبورنيول هما مركبات عضوية متطايرة ذات أصل ميكروبي تحدث بشكل متكرر في أنظمة الاستزراع المائي المعاد تدويرها وتعطي روائح ونكهات كريهة للأسماك فيها، حتى بتركيزات منخفضة للغاية. تكافح الطرق التحليلية الحالية لهذه المركبات في الأسماك لتحقيق إنتاجية كافية للعينات وغالبا ما تكون غير مؤتمتة ، مما يتطلب إعدادا عمليا مكثفا. لقد طورنا طرقا لتحليل الجيوسمين و 2-ميثيل الأيزوبورنيول من أنسجة الماء والأسماك ، على التوالي ، باستخدام مسبار معدني يحمل مرحلة استخراج امتصاصية عالية السعة. تم تحقيق اكتشاف قوي وكمي من أنسجة الماء والأسماك على حد سواء، مع حد أدنى للكشف يبلغ 1.2 نانوغرام/لتر للجيوسمين و1.1 نانوغرام/لتر ل 2-ميثيل إيزوبورنيول من الماء و18.1 نانوغرام/كغ و13.6 نانوغرام/كغ، على التوالي، من أنسجة الأسماك. كانت هذه التركيزات أقل بكثير من عتبات الكشف البشري. ومن ثم ، خلصنا إلى أن هذه الطرق يمكن أن تكتشف الجيوسمين و 2-ميثيل إيزوبورنيول قبل أن تصبح محسوسة للبشر. على عكس تقنيات الاستخراج الامتصاصية الأخرى عالية السعة ، مثل الاستخراج الامتصاصي بقضيب التحريك ، فإن هذه التقنية قابلة للتشغيل الآلي بالكامل ، مما يحسن الإنتاجية بشكل كبير ويمنع أخطاء المناولة اليدوية ، في حين أن التصميم المتين للمسبار يمنع الكسر ، كما هو شائع مع ألياف الاستخراج الدقيق للطور الصلب (SPME). هذه الطريقة مناسبة لمراقبة الروائح في جميع إعدادات جودة المياه ، وكذلك للكشف عن المركبات غير ذات النكهة في المصفوفات الصلبة وشبه الصلبة.

المقدمة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يحدث Geosmin (GSM) و 2-methylisoborneol (MIB) بشكل طبيعي في الماء والتربة كمنتجات ثانوية لعملية التمثيل الغذائي الميكروبي¹^،². على الرغم من أنها ليست خطرة بشكل عام على البيئة أو صحة الإنسان ، إلا أنها تضفي روائح ونكهات "ترابية" و "موحلة" كريهة على الماء ، والتي يمكن محسوسها حتى عند التركيزات المنخفضة للغاية ، منخفضة تصل إلى 10 و 20 نانوغرام / لتر ل GSM و MIB ، على التوالي³^،⁴. على هذا النحو ، فإن وجود هذه الروائح يقلل من جودة المياه المتصورة وهو أمر غير مرغوب فيه للغاية في معظم السياقات. في الممرات المائية الداخلية ، تقلل الروائح من جاذبية الزوار وقد تثير شكاوى إلى السلطات^{البيئية 5} ، بينما في مياه الشرب ، تضفي الروائح رائحة وطعما كريهة يجدها المستهلكون غير مقبولة⁶. في الواقع ، فرضت العديد من البلدان قيودا تنظيمية على مستويات الروائح في مياه الشرب ، حيث اشترطت الصين 10 نانوغرام / لتر كأقصى لتركيز GSM المسموح به⁷.

وتزداد أهمية نظم الاستزراع المائي في صناعة الاستزراع المائي كوسيلة لإنتاج الأسماك. تعمل هذه الأنظمة على الأرض وتعيد استخدام المياه باستمرار ، مما يقلل من التأثير البيئي ، ولكن هناك حاجة إلى ترشيح واسع النطاق لمياه RAS للحفاظ على الظروف المثلى لتربية الأسماك. تصبح المرشحات الحيوية المتحركة للفراش مستعمرة بواسطة الميكروبات بسبب وفرة العناصر الغذائية في براز الأسماك والأعلاف غير^{المأكولة 8}. هذه الميكروبات مفيدة لإزالة النفايات النيتروجينية والعناصر الغذائية الزائدة. ومع ذلك ، قد تنتج بعض الأنواع GSM و MIB وروائح أخرى⁴. ثم تتسرب هذه الروائح إلى الماء ويتم امتصاصها في لحم الأسماك ، حيث يمكن أن تضفي رائحة كريهة وخصائص نكهة يجدها المستهلكون مرفوضة. تعتمد قيم عتبة الرائحة في لحم السمك على الأنواع ، لكن قيم سمك السلمون الأطلسي ، وهو نوع شائع في RAS ، هي 44-500 نانوغرام / كجم ل GSM و >900 نانوغرام / كجم ل MIB⁴. ومن ثم، ينبغي لمشغلي خدمات النفاذ الراديوي أن يراقبوا بانتظام تركيزات GSM وMIB في أنظمتهم للتأكد من عدم وصولها إلى المستويات⁴ الإشكالية. يمكن تطهير الأسماك المصابة من المركبات غير ذات النكهة قبل الحصاد لاستعادة جودة الشرائح ؛ ومع ذلك ، فهذه عملية مكلفة تتطلب من المنشأة إيقاف إعادة تدوير المياه وبدلا من ذلك تدفق مياه جديدة عبر النظام لمدة 10-14 يوما⁹. بالنظر إلى أن GSM و MIB يمثلان مشكلة مستمرة ومكلفة اقتصاديا عبر مجموعة واسعة من الصناعات ، فمن المنطقي إعادة تقييم وتحسين الأساليب التحليلية للكشف. من الناحية المثالية ، يجب أن يكون مشغلو RAS قادرين على مراقبة كل من مياه RAS لتحديد تركيزات GSM و MIB المتزايدة قبل أن تصبح مشكلة ، وأنسجة الأسماك لتحديد ما إذا كانت مستويات GSM و MIB قد أثرت على جودة المنتج وإلى أي مدى.

تستخدم معظم طرق الكشف عن GSM و MIB كروماتوغرافيا الغاز (GC) إما مع مطياف الكتلة (MS) أو كاشف تأين اللهب (FID) للفصل والكشف ، ولكن كيفية استخراج الروائح في البداية من مصفوفة الماء تختلف اختلافا كبيرا ، مع العديد من الطرق المنشورة¹⁰. إن تجربة مثل هذه الأساليب المتنوعة ، والتي لا تزال قيد الاستخدام الروتيني ، يتحدث عن حقيقة أن لكل منها عيوب كبيرة. وتشمل هذه العيوب اشتراط حجم العينة الكبير وكميات كبيرة من المذيبات كما هو الحال في الاستخراج السائل السائل، وانخفاض الحساسية والتداخل في الماء كما هو الحال في الطرائق القائمة على الفراغ، أو المسائل الواسعة النطاق المتعلقة بالترحيل وتلوث النظام كما هو الحال في التطهير والفخ (P وT).

يغطي الاستخراج الامتصاصي مجموعة من تقنيات الاستخراج حيث يمكن استخدام مرحلة الامتصاص الصلبة لاستخراج الروائح من فراغ الرأس فوق العينة أو من العينة نفسها عن طريق الغمر المباشر¹⁰. تتوافق هذه التقنيات مع أحجام عينات أصغر من التقنيات الأخرى ، ولا تتطلب مذيبات ، ولا تتأثر عادة بشدة بالتداخل المائي. ومع ذلك ، فإن الشكل الأكثر شيوعا للاستخراج الامتصاصي ، وهو الاستخراج الدقيق للطور الصلب (SPME) ، يستخدم فقط حجما صغيرا من مرحلة الامتصاص ذات القدرة المنخفضة على التحليلات ، مما يحد من كفاءة الاستخراج. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تتلف الألياف الهشة المعنية أو تنكسر¹¹ ، مما يؤدي إلى مقاطعة سير العمل. يتغلب استخراج الامتصاص بقضيب التحريك (SBSE) على هذه الصعوبات بحجم طور أكبر وتصميم أكثر متانة ولكنه غير قابل للتشغيل الآلي بسهولة ، مما يتطلب نقلا يدويا لقضبان التحريك إلى العينات ومن العينات إلى أنابيب الامتصاص الحراري¹². في سياق فحص المياه الروتيني ، حيث يكون الإنتاجية العالية أمرا بالغ الأهمية ، يعد هذا النقص في الأتمتة عائقا كبيرا.

الهدف من طريقتنا هو تحسين الطرق المذكورة أعلاه فيما يتعلق بإنتاجية العينة وقدرة الاستخراج الامتصاصية الإجمالية. وهكذا ، قمنا بتطوير تقنية باستخدام مجسات الاستخراج الامتصاصي عالية السعة (HCSE) ، والتي تجمع بين قدرة التحليل العالية والمتانة ل SBSE مع اختيار الطور وأتمتة SPME للتحليل الكمي عالي الإنتاجية ل GSM و MIB. مع بعض التعديلات ، يمكن تطبيق هذه التقنية على عينات المياه وعينات من أنسجة الأسماك المتجانسة. هنا ، نصف البروتوكول بالكامل ونقدم بيانات التحقق من الصحة التي توضح أنه قابل للتكرار وخطي وحساس للغاية. على الرغم من استخدام عينات تربية الأحياء المائية لأغراض العرض هنا ، إلا أن البروتوكول مناسب لمراقبة الروائح الكريهة في مجموعة واسعة من أنواع العينات ، بما في ذلك المياه والتربة والمواد الغذائية المختلفة. بفضل الأتمتة الكاملة ، يكون البروتوكول مفيدا بشكل خاص حيث من المتوقع أن تكون أعداد العينات عالية.

البروتوكول

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تم جمع عينات الأسماك من التي تم ذبحها بالفعل للاستهلاك البشري. لذلك ، لم يكن هناك حاجة إلى تصريح أخلاقي.

1. إعداد المعايرة والمعايير الداخلية

إعداد معيار المعايرة
1. قم بإعداد محلول المخزون C1 عن طريق إضافة 10 ميكرولتر من محلول الجيوسمين و 2-ميثيل الأيزوبورنيول (100 ميكروغرام / مل) إلى قارورة حجمية سعة 100 مل وتعبئتها بالحجم بالميثانول بدرجة LC-MS. سيحتوي المحلول الناتج على كل مادة تحليلية عند 10 ميكروغرام / لتر (جزء في الملكون).
2. قم بإعداد معايير المعايرة عن طريق إضافة محلول مخزون C1 بالحجم الموضح في الجدول 1 إلى قارورة حجمية سعة 100 مل وتعبئتها بالماء منزوع الأيونات.
3. ضع معايير معايرة جديدة يوميا ، لأنها قابلة للتلف للغاية.
  ملاحظة: من المهم تحضير حلول المخزون هذه طازجة كل يوم.
إعداد المعيار الداخلي
1. قم بإعداد محلول المرق (I1) عن طريق إضافة 10 مجم من 2-isopropyl-3-methoxypyrazine (IPMP) (>98٪ نقي) إلى قارورة حجمية سعة 1 لتر مملوءة بالحجم بالميثانول من الدرجة LC-MS مما يجعل مخزون 10 مجم / لتر.
2. ماصة 100 ميكرولتر من المحلول I1 إلى قارورة حجمية سعة 100 مل وتعبئتها بالماء منزوع الأيونات لإعطاء المحلول I2 (10 ميكروغرام/لتر). قم بتركيب 50 ميكرولتر في كل قارورة عينة للوصول إلى تركيز نهائي يبلغ 100 نانوغرام / لتر.

2. تحليل المياه

تحضير العينة
1. ضع قارورة واحدة سعة 20 مل لكل عينة ماء يتم تحليلها في صينية العينة.
2. باستخدام مقياس معاير ، قم بوزن ووضع 2.5 جم من كلوريد الصوديوم في كل قارورة عينة تجعيد علوية سعة 20 مل.
  ملاحظة: تعمل إضافة الملح على تحسين نقل قاعدة الإدارة الإدارية (MIB) والجيوسمين من الماء إلى الفراغ.
3. باستخدام ماصة أو موزع علوي للزجاجة، أضف 5 مل من ماء العينة إلى كل قارورة عينة تجعيد علوية سعة 20 مل.
4. الماصة 50 ميكرولتر من الحل القياسي الداخلي I2 لكل عينة ومعيار معايرة وأي عينات ضمان الجودة/مراقبة الجودة، بما في ذلك الفراغات.
5. ضع الغطاء أعلى القارورة وأغلقها بأداة العقص للقارورة لتقليل فقد التحليل
6. قم بمعالجة 1-2 عينات فقط في المرة الواحدة وقم بإغلاق كل قارورة بسرعة بمجرد اكتمالها لتقليل فقدان التحليلات للتحليلات المتطايرة.
استخراج التحليل (الماء)
1. ضع درج العينات على حامل درج أخذ العينات التلقائي.
2. لإعداد طريقة الأداة ، افتح برنامج الأداة ، وانقر فوق محرر الطريقة.
  1. قم بإنشاء طريقة جديدة عن طريق إدخال المعلمات التالية في محرر الأسلوب (ترك المعلمات الأخرى في قيمها الافتراضية):
  2. في "أخذ العينات المسبقة" ، اضبط وقت تحريك القارورة على 10 دقائق للسماح للتحليلات بالتقسيم من الماء إلى فراغ الرأس.
  3. في "أخذ العينات" ، اضبط درجة حرارة الحضانة على 65 درجة مئوية ، ووقت الحضانة على 30 دقيقة ، وسرعة المحرض على 400 دورة في الدقيقة.
  4. تأكد من تمكين "wash HiSorb Probe" ؛ خلاف ذلك ، قد تلوث مصفوفة العينة المتبقية النظام.
  5. في "امتصاص المسبار" ، اضبط وقت الامتصاص على 15 دقيقةودرجة حرارة الامتصاص D على 270 درجة مئوية.
  6. في إعدادات التراكب اللوني، اضبط درجة حرارة التراكب اللوني المنخفضة على 25 درجة مئوية و"التدفق المقسم" على 8 مل/دقيقة.
3. قم بتشغيل طريقة أخذ العينات التلقائية جنبا إلى جنب مع طريقة GC-MS بالضغط على زر البدء في كل برنامج من البرامج المعنية.

3. تحليل أنسجة السمك

تحضير العينة
1. ضع قارورة واحدة سعة 20 مل لكل عينة سمكة يتم تحليلها في صينية العينات.
2. قم بتجانس أنسجة السمك باستخدام محضر طعام متاح تجاريا.
3. باستخدام ميزان معاير ، قم بوزن 1.00 غرام من أنسجة السمك المتجانسة في كل قارورة.
4. ماصة 5 مل من محلول كلوريد الصوديوم المشبع في كل قارورة.
5. الماصة 100 ميكرولتر من الحل القياسي الداخلي I2 لكل عينة وعينة معايرة وأي عينات ضمان الجودة/مراقبة الجودة.
6. ضع غطاء فوق القارورة وأغلقها بأداة العقص للقارورة.
7. قم بإعداد 1-2 عينات فقط في المرة الواحدة لتقليل فقدان المركبات شبه المتطايرة والمتطايرة.
استخراج التحليل (السمك)
1. ضع درج العينات على حامل درج أخذ العينات التلقائي.
2. قم بإعداد طريقة أداة على النحو التالي (مع ترك المعلمات الأخرى عند قيمها الافتراضية).
  ملاحظة: يختلف وقت تحريك قارورة أخذ العينات المسبقة ودرجة حرارة الحضانة عن القسم 2.2.2.
  1. في "أخذ العينات المسبقة" ، اضبط وقت تحريك القارورة على 20 دقيقة.
  2. في "أخذ العينات" ، اضبط درجة حرارة الحضانة على 80 درجة مئوية ، ووقت الحضانة على 30 دقيقة ، وسرعة المحرض على 400 دورة في الدقيقة.
  3. تأكد من تمكين "wash HiSorb Probe" ، وإلا فقد تلوث مصفوفة العينة المتبقية النظام.
  4. في "امتصاص المسبار" ، اضبط وقت الامتصاص على 15 دقيقة ودرجة حرارة الامتصاص على 270 درجة مئوية.
  5. في إعدادات التراكب اللوني، اضبط درجة الحرارة المنخفضة للتراكب اللوني على 25 درجة مئوية وتقسيم التدفق إلى 8 مل/دقيقة.
    ملاحظة: مطلوب هنا خطوة أخذ عينات مسبقة أطول وأكثر سخونة بسبب التقارب العالي بين MIB و GSM لأنسجة الأسماك الغنية بالدهون مقابل الماء.
3. قم بتشغيل طريقة أخذ العينات التلقائي جنبا إلى جنب مع طريقة GC-MS بالضغط على زر البدء في كل برنامج من البرامج المعنية.

4. الفصل والكشف باستخدام GC-MS

استخدم نفس معلمات GC-MS لطرق المياه والأنسجة السمكية.
تأكد من أن GC مزود بعمود 5 مللي ثانية ، 30 م × 0.25 مم × 0.25 ميكرومتر ومزود بغاز ناقل هيليوم فائق النقاء. اضبط معدل تدفق الموجة الحاملة على 2 مل / دقيقة.
قم بإعداد برنامج فرن GC على النحو التالي: درجة حرارة أولية تبلغ 60 درجة مئوية ، يتم الاحتفاظ بها لمدة 3 دقائق ، ثم منحدر درجة حرارة من 10 درجة مئوية / دقيقة إلى 100 درجة مئوية ، ثم 20 درجة مئوية / دقيقة إلى 190 درجة مئوية ، ثم 30 درجة مئوية / دقيقة إلى 280 درجة مئوية ، مع وقت انتظار نهائي يبلغ 2 دقيقة. تم ضبط إجمالي وقت التشغيل على 16.5 دقيقة.
اضبط خط النقل بين GC و MS على 280 درجة مئوية والمصدر الأيوني والرباعي على 250 درجة مئوية و 200 درجة مئوية ، على التوالي.
للكشف عن MS في وضع المسح الضوئي ، استخدم نطاق مسح m / z 50-350.
لتشغيل مراقبة الأيونات المختارة (SIM) ، استخدم القياس الكمي وتأكيد الأيونات على التوالي m / z 95 و 107 ل MIB و m / z 137 و 152 ل IPMP ، و m / z 112 و 55 ل GSM.
ملاحظة: تتميز العديد من حزم برامج الكروماتوغرافيا بتحديد الذروة التلقائي ، ولكن يوصى بشدة بمراجعة تحديد الذروة يدويا بحثا عن الأخطاء.

النتائج

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تحسين الطريقة

تم إجراء تجارب مختلفة لضمان تحسين الطريقة ، بما في ذلك التقييم المرحلي ، وتحسين وقت امتصاص المسبار ، والتقييم القياسي الداخلي ، وتقييم مرحلة المسبار ، وتقييم الخطية والتكرار ، وحساب حد الكشف عن الطريقة.

تقييم المرحلة

بدأنا تجربتنا بدرجة حرارة امتصاص المسبار 250 درجة مئوية. تم إعداد معايير المعايرة ، كما هو موضح في الجدول 1. لتقييم الترحيل ، قمنا بتحليل معايير GSM و MIB عند 20 نانوغرام / لتر ثم شرعنا ، بالترتيب ، في تشغيل معلمات GC-MS دون حقن أي شيء في العمود (عمود فارغ) ، امتصاص مصيدة التركيز دون نقل أي شيء من الحاقن (مصيدة فارغة) ، تسخين الحاقن دون إدخال مسبار (حاقن فارغ) ، وامتصاص المسبار دون أخذ عينات مسبقة (مسبار فارغ). لوحظ ترحيل أقل من 1٪ في العمود الفارغ ، والمصيدة الفارغة ، والحاقن فارغ ، ولكن في المسبار الفارغ ، كان الترحيل عند 9.35٪ و 3.77٪ ل GSM و MIB ، على التوالي (الجدول 2). ومن ثم ، قررنا أن هناك ترحيلا كبيرا ل GSM على مسبار PDMS في ظل الظروف المستخدمة.

تحسين وقت الامتصاص

بعد تحديد الترحيل على مسبار PDMS ، سعينا إلى حل هذه المشكلة عن طريق ضبط درجة حرارة امتصاص المسبار. من المتوقع أن تؤدي درجة حرارة امتصاص المسبار الأعلى إلى زيادة معدل امتصاص التحليل من المسبار بحيث يكون الامتصاص أكثر اكتمالا بنهاية وقت امتصاص المسبار البالغ 15 دقيقة. ومع ذلك ، يمكن أن تؤدي درجة الحرارة المرتفعة أيضا إلى انهيار التحليل ، وبالتالي تؤثر سلبا على الحساسية. يمكن أن تؤدي درجات الحرارة المرتفعة أيضا إلى إتلاف المواد الماصة ، لذلك يجب تجنب درجات الحرارة التي تزيد عن 280 درجة مئوية. كان ترحيل GSM مهما عند درجة حرارة امتصاص المسبار 250 درجة مئوية ، ولكن هذا انخفض بشكل كبير إلى أقل بكثير من عتبة القبول 5٪ عند استخدام 270 درجة مئوية بدلا من ذلك (الشكل 1). تم تحقيق هذا التحسن دون فقدان الحساسية ، حيث لم تكن مناطق الذروة المنتجة للتحليل الأولي أصغر عند 270 درجة مئوية من درجات حرارة امتصاص المسبار المنخفضة (الشكل 1). يشير هذا إلى أن أي زيادة في انهيار التحليل لا تكاد تذكر.

استخدام المعيار الداخلي

تم استخدام المركب 2-isopropyl-3-methoxypyrozine على نطاق واسع كمعيار داخلي أثناء الكشف عن GSM و MIB¹³. قارنا التركيزات المحسوبة ل GSM و MIB مع التركيزات المسننة المعروفة ، مع وبدون تصحيح معياري داخلي. كان التعافي بدون تصحيح معياري داخلي ضعيفا ، مع تركيزات محسوبة في 60٪ من التركيزات المسننة المعروفة (الشكل 2). في المقابل ، مع تطبيق التصحيح القياسي الداخلي ، كان الاسترداد جيدا جدا ، في منطقة 100٪. وبالتالي ، قمنا بتطبيق تصحيح المعيار الداخلي في جميع التحليلات المستقبلية.

اختيار المرحلة

في تحليلات SPME ، غالبا ما تتم إضافة نطاق واسع للكربون (CWR) و / أو ثنائي فينيل بنزين (DVB) إلى PDMS لتحسين الحساسية ، لكن هذا يزيد من التكلفة. سعينا إلى مقارنة مجسات PDMS فقط مع مجسات ثلاثية الطور (DVB / CWR / PDMS) ، مع الأخذ في الاعتبار أن حجم الطور المتزايد للمسبار من المحتمل أن يحسن الحساسية مقابل ألياف SPME. توضح بيانات الاسترداد ل PDMS والمجسات ثلاثية الطور (الشكل 3) أداء مشابها إلى حد كبير بين نوعي المسبار ، مع عمليات استرداد أقرب قليلا إلى 100٪ مع مجسات PDMS. وبالتالي ، نظرا للأداء المتفوق قليلا والتكاليف المنخفضة ، قمنا بإجراء جميع التحليلات المستقبلية باستخدام مجسات PDMS. وتجدر الإشارة إلى أنه نظرا لأن المسبار يجمع التحليلات من فراغ الرأس وليس عن طريق الاتصال المباشر بمصفوفة العينة ، فإن حركية تقسيم GSM / MIB إلى مادة الطور يجب ألا تختلف بين عينات الماء والأسماك.

التحقق من صحة الطريقة

تم تحليل سلسلة معايرة تغطي ستة تركيزات من التحليلات في الماء من 1 إلى 100 نانوغرام / لتر (الشكل 4). تم تحقيق خطية ممتازة ، مع^{r 2}من 0.9999 ل GSM و 0.9999 ل MIB. كان الخطأ المعياري للانحدار 0.43 و 0.37 بالنسبة ل GSM و MIB ، على التوالي. يشير هذا إلى أن الطريقة مناسبة للتحليلات الكمية على النطاق الذي تم تقييمه. حددنا التكرار من ثمانية تكرارات من المعايير المختبرية التي تحتوي على GSM و MIB عند 40 نانوغرام / لتر في الماء. كانت قيم RSD 6.3٪ ل GSM و 4.8٪ لقاعدة معلومات الإدارة ، مما يدل على قابلية استنساخ ملحوظة للنتائج. تم تحليل هذه التكرارات في ثلاث دفعات منفصلة في أيام مختلفة ، مما يدل على دقة الطريقة. ومن ثم ، فإن HCSE مع تحليل GC-MS هي طريقة كمية وموثوقة.

الحد الأدنى لحدود الكشف (MDL)

تم حساب MDL وفقا لبروتوكول وكالة حماية البيئة الأمريكية¹⁴ باستخدام المياه المسننة (ن = 10) أو عينات الأسماك المسننة (ن = 11). أنتجت طريقة استخراج وكشف GSM و MIB في الماء حدود كشف تبلغ 1.2 نانوغرام / لتر ل GSM و 1.1 نانوغرام / لتر ل MIB. كانت هذه MDLs أقل بكثير من قيم عتبة الرائحة البشرية البالغة حوالي 10 و 20 نانوغرام / لتر ، على التوالي. وبالتالي ، يمكن للطريقة المقترحة أن تكتشف بثقة وكمية تراكم هذه الجزيئات ذات الرائحة قبل أن تصل إلى العتبات الحسية البشرية. أنتجت حدود الكشف لاستخراج وكشف GSM و MIB من الأسماك حدود 18.1 نانوغرام / كجم ل GSM و 13.6 نانوغرام / كجم ل MIB.

تحليل عينات المياه من الاستزراع المائي

قمنا بتحليل عينات المياه المأخوذة من سبعة أنظمة للاستزراع المائي المعاد تدويرها ، مع تقييم خمسة مكررات (النظام 3) أو ثلاثة مكررات (جميع الأنظمة الأخرى) لكل منها. احتوت جميع أنظمة الاستزراع المائي المعاد تدويرها باستثناء واحد على الجيوسمين وMIB بتركيزات أعلى من MDL (الشكل 5)، مما يشير إلى مشكلة محتملة في جودة المياه. ومع ذلك ، لاحظنا أنه في جميع الحالات ، كان MIB أقل بكثير من عتبة الرائحة البشرية البالغة 20 نانوغرام / لتر ، بينما تجاوز نظام واحد فقط عتبة رائحة GSM البالغة 10 نانوغرام / لتر (النظام 1 ، تركيز GSM = 12.69 نانوغرام / لتر). بينما اكتشفنا GSM و MIB في النظام 3 ، لاحظنا أن تركيز MIB يقع أقل من MDLs المحسوبة ، وبالتالي ، لا يمكن تحديد التركيز بثقة. أظهرت الطريقة دقة مذهلة في جميع الأنظمة على الرغم من استخدام عينات المياه في العالم الحقيقي مع اختلاف طفيف جدا في التركيز المحسوب بين العينات المكررة في كل نظام (الشكل 5).

تحليل أنسجة الأسماك

تضفي أنسجة الأسماك الغنية بالدهون تأثير مصفوفة قوي يعيق استخراج GSM و MIB خلال هذه الطريقة. لهذا السبب ، يتم إجراء تغييرات طفيفة في الطريقة لزيادة كفاءة الاستخراج ، بما في ذلك درجة حرارة حضانة أعلى (80 درجة مئوية) ووقت حضانة أطول (20 دقيقة) مقارنة بطريقة استخراج المياه. تم تحليل أنسجة الأسماك سابقا لتحديد تركيزات الخلفية GSM و MIB. ثم تم رفع هذه العينات نفسها بكمية معروفة من GSM و MIB وتحليلها ثلاث نسخ لتحديد النسبة المئوية للاسترداد والدقة (الشكل 6).

figure-results-1
الشكل 1: تأثير درجة حرارة امتصاص المسبار على الترحيل. (أ) تم تحليل معيار مختبري يحتوي على GSM و MIB عند 20 نانوغرام / لتر في واحدة من ثلاث درجات حرارة لامتصاص المسبار في ثلاث نسخ ، مع متوسط مناطق الذروة. تم امتصاص كل مسبار بعد ذلك مرتين أخريين عند درجة الحرارة الأولية لتقييم الترحيل مع النتائج في (B) (GSM) و (C) (MIB). يتم التعبير عن الترحيل كمنطقة الذروة كنسبة مئوية من منطقة الذروة الأولية. تمثل أشرطة الخطأ الانحراف المعياري عبر ثلاث نسخ مكررة. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

figure-results-2
الشكل 2: الاستخدام القياسي الداخلي. مقارنة بين بيانات استعادة البيانات المصححة مقابل غير المصححة للمعايير التحليلية عند 15 أو 40 نانوغرام / لتر ، مع الاستخراج بواسطة مجسات PDMS فقط. تم تصحيح تركيزات العينة باستخدام IPMP كمعيار داخلي. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

figure-results-3
الشكل 3: انتعاش التحليل. بيانات الاسترداد للمعايير التحليلية ل GSM (يسار) و MIB (يمين) عند 15 نانوغرام / لتر ، مع الاستخراج بواسطة مجسات PDMS فقط أو ثلاثية الطور (PDMS ، DVB ، CWR). الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

figure-results-4
الشكل 4: منحنيات المعايرة التحليلية. الانحدارات الخطية لمنحنيات المعايرة ل GSM (الخط الصلب، r² من 0.9999؛ S = 0.37) و MIB (خط متقطع ، ص² من 0.9999 ؛ S = 0.37). الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

figure-results-5
الشكل 5: تطبيق مياه الاستزراع المائي. تركيزات (أ) GSM و (B) MIB في عينات المياه المأخوذة من سبعة أنظمة للاستزراع المائي (عدد ≥ 3 لكل نظام). الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

figure-results-6
الشكل 6: تطبيق أنسجة السمك. ارتفعت تركيزات GSM و MIB من عينتين من الأسماك مع GSM و MIB (F1 و F2). الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

اسم الحل	تمت إضافة حجم المخزون C1	الحجم الإجمالي	التركيز الناتج
الأسهم C1	10 أولتر	100 مل	10 ميكروغرام / مل
السعرات الحرارية 1	10 ميكرولتر	100 مل	1 نانوغرام / لتر
السعرات الحرارية 2	20 ميكرولتر	100 مل	2 نانوغرام / لتر
سعرة 5	50 أولتر	100 مل	5 نانوغرام / لتر
سعرة حرارية 10	100 أولتر	100 مل	10 نانوغرام / لتر
سعرة حرارية 20	200 أولتر	100 مل	20 نانوغرام / لتر
سعرة حرارية 50	500 ميكرولتر	100 مل	50 نانوغرام / لتر
سعرة حرارية 100	1000 ul	100 مل	100 نانوغرام / لتر
سعرة حرارية 200	2000 ميكرول	100 مل	200 نانوغرام / لتر

الجدول 1: معايير المعايرة. معايير Geosmin و 2-MIB كلها مصنوعة من CRM47525 جيوسمين ومحلول 2-ميثيل إيزوبورنيول (100 ميكروغرام / مل) في الميثانول الذي تم تخفيفه في محلول مخزون C1 (10 ميكروغرام / مل) في الميثانول.

تحليل	ترحيل (٪)
تحليل	جي إس إم	صالحه
تشغيل GC	0.04	0.08
امتصاص المصيدة	0.09	0
امتصاص المدخل	0	0
إعادة امتصاص التحقيق	9.35	3.77

الجدول 2: تقييم ترحيل المسبار. ترحيل بعد الاستخراج والامتصاص وتحليل GC-MS لمعيار مختبري يحتوي على GSM و MIB عند 20 نانوغرام / لتر ، مع معيار داخلي IPMP عند 30 نانوغرام / لتر.

المناقشة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

GSM و MIB عبارة عن مركبات غير ذات نكهة تحدث في مجموعة واسعة من إعدادات مراقبة المياه ، والطلب على قدرة الاختبار مرتفع. علاوة على ذلك ، يمكن إدراك GSM و MIB للبشر عند مستويات التتبع لذلك يجب أن يجمع النظام التحليلي المثالي بين الحساسية العالية والإنتاجية العالية لإنتاج كميات كبيرة من البيانات عالية الجودة. لقد أوضحنا في الأقسام السابقة أن الاستخراج باستخدام مجسات HCSE يوفر حساسية تتجاوز ما هو مطلوب.

يمنع التصميم القوي لمجسات HCSE أي كسور ، وهي مشكلة يمكن أن تقاطع مهام سير عمل SPME. بعد تحسين الطريقة ، لم نواجه أي صعوبات في تلوث النظام أو ترحيله ، وهي مشكلات شائعة في منهجيات P و T. ومع ذلك ، فإن أكبر مساهمة في الإنتاجية العالية لهذه الطريقة جاءت بلا شك من منصة أخذ العينات الآلي المستخدمة. مع هذا النظام ، استمر التحليل على مدار الساعة ، مع التدخل اليدوي المطلوب لتزويد العينات بعلبة العينة فقط. هذا على عكس طرق الاستخراج الامتصاصية الأخرى عالية السعة ، مثل SBSE ، والتي تتطلب التشغيل اليدوي. في حين أن SPME عادة ما تكون مؤتمتة بالكامل ، فإن الإنتاجية محدودة في أن حضانة العينة التالية يمكن أن تبدأ عادة فقط بمجرد حقن العينة السابقة في عمود GC. بافتراض أن وقت دورة GC قصير ، قد يجلس GC في وضع الخمول بينما تكمل العينة التالية الاستخراج. باستخدام طريقتنا ، يمكن أن تخضع عينات متعددة لأخذ العينات المسبقة والاستخراج في وقت واحد بحيث يتم تقليل وقت تعطل GC. وبالتالي ، تمكنا من معالجة 1.8 عينة في الساعة لكل نظام.

لقد أظهرنا MDLs بمقدار 1.2 و 1.1 نانوغرام / لتر ل GSM و MIB ، على التوالي ، حتى الآن تتجاوز الحساسية المطلوبة. في حين أن التقنيات الأخرى مثل P و T و LLE و SBSE و SPME قد تكون قادرة على الوصول إلى MDLs أقل في ظل ظروف معينة¹¹ ، فإن هذه الزيادات في الحساسية ذات قيمة عملية محدودة ولا تبرر فقدان مزايا مجسات HCSE الموضحة أعلاه. علاوة على ذلك ، تتطلب بعض هذه التقنيات كميات كبيرة من العينات ، مع زيادات مصاحبة في تكاليف توليد النفايات والنقل. بالنسبة لل LE ، تكون أحجام العينات عادة في حدود 200 - 500 مل¹⁵،¹⁶^،¹⁷ ، بينما بالنسبة ل SPME و SBSE و P و T ، تكون القيم النموذجية 10 - 100 مل¹⁸^،¹⁹^،²⁰^،²¹^،²². لوحظت قابلية استنساخ ممتازة مع قيم RSD تبلغ 6.34٪ و 4.82٪ ل GSM و MIB ، على التوالي. هذه القيم متشابهة إلى حد كبير مع تلك الموجودة في الطرق الأخرى¹¹ ، وعلى وجه الخصوص ، تتجاوز RSDs في طرق SPME^{المنشورة 23}^،²⁴. مرة أخرى ، تم تحقيق قيم RSD المنخفضة لدينا بأحجام عينات تبلغ 5 مل فقط ، أقل من الغالبية العظمى من تقنيات الاستخراج المنشورة. وبالتالي ، نحن واثقون من أن مجسات HCSE توفر حساسية وقابلية للتكرار بما يكفي إلى جانب مجموعة واسعة من الفوائد التي تجمع بين أفضل جوانب جميع البدائل البارزة في طريقة واحدة بسيطة ومؤتمتة بالكامل ومستدامة.

Geosmin و 2-methylisoborneol من المركبات المحبة للدهون ، مما يمثل تحديا للعلماء الذين يحاولون استخراج هذه المركبات من الأنسجة الغنية بالدهون لتحليلها. لذلك ، قمنا بتعديل شروط أخذ العينات المسبقة لدينا ، باستخدام إجراء أخذ العينات المسبقة الأطول والأكثر سخونة ، لدفع المزيد من التحليلات من مصفوفة العينة إلى مساحة الرأس. بعد إجراء هذه التعديلات ، قررنا أن الطريقة تعمل بشكل جيد لتحليل GSM و MIB في أنسجة الأسماك. وتجدر الإشارة إلى أنه بالنسبة للعينات التي تحتوي على نسبة عالية جدا من الدهون ، قد يكون من الضروري تقليل كتلة العينة المستخدمة ، على سبيل المثال ، إلى 0.50 جم. هذا لتجنب تشكل الدهون ختما كاملا فوق الماء يمنع التحليلات من الوصول إلى فراغ الرأس.

تستخدم هذه الطريقة مبادئ التوازن لاستخراج التحليلات من فراغ العينة. على الرغم من أننا نستخدم عينات المياه والأسماك من تربية الأحياء المائية هنا ، إلا أننا نعتقد أن الطريقة قابلة للتطبيق على استخراج الرائحة من أي مصفوفة صلبة أو سائلة يمكن تجانسها واستيعابها داخل قارورة أخذ عينات سعة 20 مل. تشمل التطبيقات النموذجية مراقبة المياه والتربة البيئية ، واختبار مياه الشرب ، واختبار الأطعمة مثل الفواكه والخضروات ، أو الحياة المائية غير المزروعة في المزارع. في الزراعة ، غالبا ما توجد GSM و MIB في التربة الرطبة ويمكن أن تضفي نكهات غير ضارة على المحاصيل المزروعة^{فيها 2} ، لذلك يمكن اختبار كل من التربة والمحاصيل عبر طريقتنا لمراقبة مستويات الروائح كشكل من أشكال مراقبة الجودة و / أو لتشخيص مصدر الشكاوى الكريهة. تشهد العديد من المياه البيئية ، مثل الأنهار والبحيرات ، ارتفاعات موسمية في تركيز الروائح بسبب تكاثر الطحالب²⁵ ، وتوفر هذه الطريقة وسيلة عالية الإنتاجية وحساسة للغاية لمراقبة مدى هذه الارتفاعات. هذه الطريقة مناسبة أيضا للبحث الأكاديمي ، على سبيل المثال ، لقياس معدل إنتاج الروائح بواسطة الكائنات الحية الدقيقة²⁶ أو لفحص العلاقة بين تركيزات الروائح في الماء والأنسجة الحيوانية²⁷. استخدمت مجموعات بحثية أخرى عملية HCSE للاستخراج من مجموعة من أنواع العينات مثل المشروبات الكحولية²⁸ ، ولحم الضأن²⁹ ، وزيت الزيتون³⁰ ، ووسائط زراعة الخلايا البشرية³¹والفستق³². استهدفت هذه الدراسات تحليلات أخرى أو هي دراسات توصيف غير مستهدفة ، وبالتالي لم يتم تحسينها لتحليل GSM و MIB ، ولكن يتم تقديمها هنا لأنها تقدم رؤى عامة حول إعداد أنواع مختلفة من العينات لاستخراج مجسات HCSE.

في حين أن طريقة المياه الموصوفة من المحتمل أن تكون قابلة للتطبيق على جميع العينات المائية أو المائية مع الحد الأدنى من التعديل، فإن التطبيق على العينات الصلبة أو شبه الصلبة الأخرى قد يتطلب بعض التعديلات الخاصة بالمصفوفة لإعداد العينة (القسم 3.1) واستخراج المواد التحليلية (القسم 3.2). على الرغم من أنه لن يكون من الممكن تغطية كل سيناريو أخذ عينات هنا ، إلا أننا نقدم الاعتبارات التالية. (1) يجب تجانس العينات الصلبة إلى مسحوق ناعم عن طريق الشبكة أو الطحن أو المزج لضمان التمثيل ولتوفير أقصى مساحة سطح ممكنة لخروج المواد التحليلية. (2) قد لا تتطلب العينات الصلبة ذات المحتوى الدهني المنخفض إضافة الماء أو الملح - أي قد يكون كافيا لوزن 1.00 غرام في قارورة وغطاء. سيسمح ذلك بنقل أكثر مباشرة للتحليلات من العينة إلى مساحة الرأس ، دون نقل وسيط من مصفوفة العينة إلى الماء المضاف. ومع ذلك ، فإن هذا سيقلل من فعالية التحريك. يجب على المحللين إجراء تجارب لتحديد تقنية تحضير العينة المثلى لمصفوفة العينة الخاصة بهم. (3) سيكون للمصفوفات المختلفة صلات مختلفة مع GSM و MIB. لذلك ، ستكون هناك حاجة إلى درجات حرارة حضانة مختلفة للوصول إلى توازن التحليل في الوقت المناسب. ومع ذلك ، قد يتم تغيير بعض المصفوفات كيميائيا بالحرارة بحيث تنتج التداخلات عن طريق التفاعلات الكيميائية في درجات حرارة عالية. مرة أخرى ، هناك حاجة إلى تجارب لتحديد درجة حرارة الحضانة المثلى لنوع معين من العينة (ملاحظة: لا ينبغي أبدا تحضين العينات ذات المحتوى الرطوبي العالي فوق 90 درجة مئوية لتجنب تحطم القوارير من ضغط بخار الماء المغلي).

لقد طورنا طرقا للكشف عن الجيوسمين و 2-ميثيل إيزوبورنيول في الماء وأنسجة الأسماك. تؤكد الاختبارات على المعايير المختبرية أن الطرق كمية وقابلة للتكرار ، في حين أن التطبيق على عينات العالم الحقيقي (المياه من أنظمة تربية الأحياء المائية المعاد تدويرها ، والأنسجة السمكية المشتقة من هذه الأنظمة) يثبت الأداء حتى في سياق العينات المعقدة المتسخة. على الرغم من أننا طبقنا أساليبنا على عينات من تربية الأحياء المائية ، إلا أننا نقترح أنها مناسبة لمراقبة GSM و MIB في مجموعة واسعة من أنواع العينات ، بما في ذلك الماء والمواد الصلبة أو شبه الصلبة.

الإفصاحات

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ساعد المؤلفون في هذا المنشور في Markes International Ltd أو Markes International GmbH في التدريب على النظام وبروتوكولات النظام والتصاميم التجريبية والكتابة. لتجنب التحيز أو التحيز المتصور في بحثنا ، تم إجراء جميع الأبحاث المختبرية وتحليل البيانات في جامعة مين تحت الإشراف المباشر لوزارة الزراعة الأمريكية - خدمة البحوث الزراعية (USDA-ARS) ومعهد أبحاث تربية الأحياء المائية بجامعة مين.

شكر وتقدير

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

نود أن نشكر وزارة الزراعة الأمريكية ، خدمة البحوث الزراعية (USDA-ARS) على التمويل للحصول على المعدات المستخدمة والتمويل المستمر لإكمال كل هذه الأبحاث. نود أيضا أن نشكر الدكتورة هيذر هاملين ، والدكتورة أماليا هارينجتون ، والدكتورة ديبورا بوشار ، والدكتورة سارة تيرنر ، وغاريث دوبسون ، وكاميرون كولومب ، وأبريا جيمس على مساعدتهم ودعمهم طوال هذا البحث.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسم	الشركة	رقم فهرسي	التعليقات
0.5-10uL ماصة	Nichipet Air	A21405581
1000uL أطراف ماصة	VWR	76322-154
100-1000uL ماصة	eppendorf	285612
100 مل قارورة زجاجية	VWR	76008-704
10-100uL ماصة	Nichipet Air	A20814031
10-100uL نصائح ماصة	ميجا	24502-18
10xL أطراف ماصة	VWR	76322-132
20 مل أكواب زجاجية	VWR	10754-698
2-Isopropyl-3-methoxypyrazine	TCI	I0577	معيار داخلي
40 مل من النوع العنبر -1 (البورسليكات) قارورة زجاجية	شركة أخذ العينات البيئية	0040-0400-QC	قارورة أخذ عينات المياه
5 مل طرف ماصة	VistaLab تقنيات	4058-5102
Balance	VWR	VWR-124B2
Centri 360	Markes	U-CENTRI-1691	Autosampler
Chromeleon الإصدار 7.3	Thermo Scientific		GC-MS Software
Focus	Marks	U-T12ME-2S
Gas Chromatograph ، Trace 1310	Thermo Scientific	14800403
GC Column	Thermo Scientific	26098-1420	TG-5MS
Geosmin و 2-Methylisoborneol محلول	SIGMA-ALDRICH أو MilliporeSigma	CRM47525
قارورة Headspace ، 20 مل	Markes	C-VCC20
HiSorb مقبض	العلامات	C-HH-6
HiSorb غطاء حاقن	علامات	C-HSPCCS
HiSorb بطانة الحاقن	Markes	U-LINER-HISORB
HiSorb Probe ، PDMS ، نسخة قصيرة	Markes	H1-XXABC
HiSorb أغطية قارورة	Markes	C-HSPCCS
			معدنية مختبرية
مطياف الكتلة ، ISQ 7000	Thermo Scientific	ISQ7K-NOVPI
الميثانول VWR الكيميائية		BDH1135-4LP
الميثانول ، Optima LC-MS الصف	Fisher-Scientific	A456-4
O-rings حجم 201	Markes	U-COV201	لغطاء حاقن HiSorb وتخزين HiSorb
ماصة أوتوماتيكية Ovation (100-5000uL)	تقنيات VistaLab	213626
قفازات الفحص الخالية من مسحوق النتريل الأرجواني	Kimtech	50602-54
كلوريد الصوديوم ( ملح)	كيماويات VWR	BDH9286-2.5K
محول التبديل (ماصة أوتوماتيكية)	CUI INC	SMI10-5
أداة العقص قارورة	Markes	U-HSVCR
قارورة decapper	Markes	U-HSVDC
وزن قوارب	Grainger	8AG69

trap مغرفة

المراجع

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Zaitlin, B., Watson, S. B. Actinomycetes in relation to taste and odour in drinking water: Myths, tenets and truths. Water Res. 40 (9), 1741-1753 (2006).
Liato, V., Aïder, M. Geosmin as a source of the earthy-musty smell in fruits, vegetables and water: Origins, impact on foods and water, and review of the removing techniques. Chemosphere. 181, 9-18 (2017).
Omür-Ozbek, P., Little, J. C., Dietrich, A. M. Ability of humans to smell geosmin, 2-MIB and nonadienal in indoor air when using contaminated drinking water. Water Sci Technol. 55 (5), 249-256 (2007).
Lindholm-Lehto, P. C., Vielma, J. Controlling of geosmin and 2-methylisoborneol induced off-flavours in recirculating aquaculture system farmed fish-A review. Aquac Res. 50 (1), 9-28 (2018).
Kutovaya, O. A., Watson, S. B. Development and application of a molecular assay to detect and monitor geosmin-producing cyanobacteria and actinomycetes in the Great Lakes. J Great Lakes Res. 40 (2), 404-414 (2014).
Piriou, P., Devesa, R., De Lalande, M., Glucina, K. European reassessment of MIB and geosmin perception in drinking water. AQUA. 58 (8), 532-538 (2009).
Ministry of Health of China. Standards for Drinking Water Quality. GB-5749-2006. , (2006).
McQuarrie, J. P., Boltz, J. P. Moving bed biofilm reactor technology: process applications, design, and performance. Water Environ Res. 83 (6), 560-575 (2011).
Burr, G. S., Wolters, W. R., Schrader, K. K., Summerfelt, S. T. Impact of depuration of earthy-musty off-flavors on fillet quality of Atlantic salmon, Salmo salar, cultured in a recirculating aquaculture system. Aquac Eng. 50, 28-36 (2012).
Piri-Moghadam, H., Ahmadi, F., Pawliszyn, J. A critical review of solid phase microextraction for analysis of water samples. TrAC. 85, 133-143 (2016).
Bristow, R. L., Young, I. S., Pemberton, A., Williams, J., Maher, S. An extensive review of the extraction techniques and detection methods for the taste and odour compound geosmin (trans-1, 10-dimethyl-trans-9-decalol) in water. TrAC. 110, 233-248 (2019).
Baltussen, E., Sandra, P., David, F., Cramers, C. Stir bar sorptive extraction (SBSE), a novel extraction technique for aqueous samples: theory and principles. J Microcolumn Separat. 11 (10), 737-747 (1999).
Chang, J., Biniakewitz, R., Harkey, G. Determination of geosmin and 2-MIB in drinking water by SPME-PTV-GC--MS. , (2008).
Definition and procedure for the determination of the method detection limit, Revision 2. , Environmental Protection Agency EPA. (2016).
Ma, X., Gao, N., Chen, B., Li, Q., Zhang, Q., Gu, G. Detection of geosmin and 2-methylisoborneol by liquid-liquid extraction-gas chromatograph mass spectrum (LLE-GCMS) and solid phase extraction-gas chromatograph mass spectrum (SPE-GCMS). Front Environ Sci. 1, 286-291 (2007).
Li, X., Yu, J., Gu, Q., Su, M., Liu, T., Yang, M., Xhao, Y. Source-water odor during winter in the Yellow River area of China: Occurrence and diagnosis. Environ Pollut. 218, 252-258 (2016).
Lu, J., Willis, P. S., Wilson, P. C. Trace analysis of off-flavor/odor compounds in water using liquid-liquid microextraction coupled with gas chromatography-positive chemical ionization-tandem mass spectrometry. Front Environ Sci. 10, 477-481 (2016).
Ochiai, N., Sasamoto, K., Takino, M., Yamashita, S., Daishima, S., Heiden, A., Hoffman, A. Determination of trace amounts of off-flavor compounds in drinking water by stir bar sorptive extraction and thermal desorption GC-MS. Analyst. 10, 1652-1657 (2001).
Nakamura, S., Daishima, S. Simultaneous determination of 22 volatile organic compounds, methyl-tert-butyl ether, 1,4-dioxane, 2-methylisoborneol and geosmin in water by headspace solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry. Anal Chim Acta. 548, 79-85 (2005).
Sung, Y. H., Lu, T. Y., Huang, S. D. Analysis of earthy and musty odors in water samples by solid-phase microextraction coupled with gas chromatography/ion trap mass spectrometry. Talanta. 65, 518-524 (2005).
Sibali, L. L., Schoeman, C., Morobi, J. S., Molalatladi, B. S. Comparison of two selective methods for determination of geosmin (1,2,7,7-tetramethyl-2-norborneol) and 2-MIB (2-methylisoborneol) in drinking and raw water samples by capillary gas chromatography-mass spectrometry. WQRJ. 42, 491-497 (2010).
Yu, S., Xiao, Q., Zhong, X. x, Su, G., Xu, Y., Zhu, B. Simultaneous determination of six earthy-musty smelling compounds in water by headspace solid-phase microextraction coupled with gas chromatography-mass spectrometry. Anal Methods. 6, 9152-9159 (2014).
Hurlburt, B., Lloyd, S. W., Grimm, C. C. Comparison of analytical techniques for detection of geosmin and 2-methylisoborneol in aqueous samples. J Chromatogr Sci. 47, 670-673 (2009).
Chen, X., Luo, Q., Yuan, S., Wei, Z., Song, H., Wang, D., Wang, J. Simultaneous determination of ten taste and odor compounds in drinking water by solid-phase microextraction combined with gas chromatography-mass spectrometry. J Environ Sci. 25, 2313-2323 (2013).
Espinosa, C., Abril, M., Bretxa, È, Jutglar, M., Ponsá, S., Sellarès, N., Vendrell-Puigmitjà, L., Llenas, L., Ordeix, M., Proia, L. Driving factors of geosmin appearance in a Mediterranean river basin: The Ter river case. Front Microbiol. 12, 741750(2021).
Lukassen, M. B., Saunders, A. M., Sindilariu, P. D., Nielsen, J. L. Quantification of novel geosmin-producing bacteria in aquaculture systems. Aquaculture. 479, 304-310 (2017).
Howgate, P. Tainting of farmed fish by geosmin and 2-methyl-iso-borneol: A review of sensory aspects and of uptake/depuration. Aquac. 234 (1-4), 155-181 (2004).
Hearn, L., Cole, R., Spadafora, N. D., Szafnauer, R. Volatile and semi-volatile compounds in flavoured hard seltzer beverages: Comparison of high-capacity sorptive extraction (HiSorb) methods. Adv Sample Prep. 3, 100032(2022).
Bu, N., Yang, Q., Chen, J., Li, Y., Liu, D. Characterised and discrimination of volatile compounds in chilled Tan mutton meat during storage using HiSorb-TD-GC-MS and E-nose. Molecules. 28, 4993(2023).
Fella, P., Stylianou, M., Agapiou, A. A green sorptive extraction method (HiSorb-TD-GC-MS) for determining the extra virgin olive oil (EVOO) aroma profile. Pure Appl Chem. 95, 595-610 (2023).
Fenn, D., Lilien, T. A., Hagens, L. A., Smit, M. R., Heijnn, N. F. L., Tuip-de Boer, A. M. Validation of volatile metabolites of pulmonary oxidative injury: a bench to bedside study. ERJ Open Res. 9, (2023).
Schincaglia, A., Purcaro, G., Beccario, M. Unlocking the aroma compounds of pistachios using the power of multi-dimensional gas chromatography. Poster presented at Advances in Separation Science. , (2023).

إعادة الطباعة والأذونات

طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه

طلب إذن

الوسوم

2 GC MS

استخراج وكشف الجيوسمين و 2-ميثيل الأيزوبورنيول في الماء والأسماك باستخدام مجسات الاستخراج الامتصاصية عالية السعة و GC-MS

في هذه المقالة

ملخص

الملخص

المقدمة

البروتوكول

النتائج

المناقشة

الإفصاحات

شكر وتقدير

المواد

المراجع

إعادة الطباعة والأذونات

الوسوم

مقالات ذات صلة