Name: Sistemas de permeación de imitación de olor controlados para entrenamiento olfativo y pruebas de campo (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2021-01-28T12:30:00.000+00:00
Duration: 5 min 54 s
Description: Aprende a usar el sistema COMPS para la entrega controlada de olores en investigación olfativa de campo. Este método portátil permite liberar odorantes de forma reproducible ajustando el grosor y tipo de polímero de la bolsa.

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Este trabajo fue financiado en parte por la Oficina de Investigación Naval y el Instituto Nacional de Justicia (2006-DN-BX-K027). Los autores desean agradecer a los muchos estudiantes de "Grupo Furton" que han participado en este proyecto, así como a colaboradores del Laboratorio de Investigación Naval de los Estados Unidos y del Centro de Guerra de Superficie Naval (División de Tecnología EOD Cabeza De la India). Finalmente, los autores agradecen a Peter Núñez de la Academia K-9 de los Estados Unidos, Tony Guzman de Metro-Dade K9 Services y los equipos caninos de aplicación de la ley del área de Miami-Dade.

1. Montaje de COMPS (Figura 1)
<ol><li>Para compuestos limpios (líquidos) sobre un sustrato(Figura 1A)<ol>
<li>Para impregnar el sustrato con olor, utilice una pipeta calibrada para añadir 5 s de compuesto limpio a una gasa de algodón de 2 x 2 pulgadas u otro sustrato de elección (ver Tabla de Materiales).</li>
		<li>Doble la almohadilla de gasa por la mitad y colóquela (o un material de sustrato alternativo) en una bolsa permeable de polietileno de baja densidad de 2 x 3 pulgadas. Los espesores de bolsa sugeridos son entre 1 MIL, para la tasa de permeación más rápida, a 8 MIL, para una tasa de permeación más lenta. NOTA: Se pueden utilizar variaciones en los materiales absorbentes, el tamaño de la bolsa permeable, la química de polímeros y el grosor, pero estos cambios afectan a la tasa de permeación de los olores (véase más discusión en la sección Resultados).</li>
		<li>Selle inmediatamente la bolsa de polímero cerrada con un sellador térmico, eliminando la mayor cantidad de aire del interior de las bolsas como sea posible.</li>
		<li>Guarde la bolsa en una bolsa exterior no permeable, o si se va a utilizar inmediatamente, colóquela en un bote de pesaje limpio en una campana de humos(Figura 1B).</li>
	</ol>
</li>
	<li>Para material sólido, no es necesario ningún sustrato (Figura 1C)<ol>
<li>Pesar la cantidad deseada de material sólido, que puede ser un compuesto puro o material objetivo real, y colocar en una bolsa permeable de polietileno de baja densidad (LDPE) de 2 x 3 pulgadas. Una vez más, el espesor sugerido de la bolsa oscila entre 1 MIL y 8 MIL.</li>
		<li>Inmediatamente selle el calor de la bolsa de polímero cerrada, eliminando la mayor cantidad de aire del interior de la bolsa posible, y almacenar o reservar en un bote de pesaje.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. Análisis gravimétrico para determinar la tasa de permeación COMPS
NOTA: Una temperatura ambiente constante es importante para mediciones precisas y reproducibles, tanto gravimétricas como espacio de cabeza. Se debe mantener una temperatura constante durante todas las pruebas. Se recomienda realizar todas las mediciones analíticas a las temperaturas deseadas durante las pruebas.
<ol><li>Para determinar la tasa de permeación de los olores a través de la bolsa permeable, coloque un COMPS recién hecho en un bote de pesaje dentro de una campana de humo.</li>
	<li>Coloque un bote de pesaje limpio y separado en un equilibrio analítico y cero la balanza.</li>
	<li>Retire los COMPS de la campana de humo y colóquelo en la balanza. Registre la masa e inmediatamente vuelva a la campana de humos.</li>
	<li>Continúe registrando la masa del COMPS a lo largo de incrementos de tiempo regular hasta que la masa del COMPS ya no cambie (±5%). En este punto, el olor del COMPS se agota.</li>
	<li>Como control negativo, cree un COMPS vacío que consista sólo en el material de sustrato sin olorantes sellados en la bolsa permeable. Trate este control negativo de la misma manera que el COMPS con olor para asegurar fluctuaciones mínimas en la masa a lo largo del tiempo.</li>
	<li>Calcule la tasa de permeación a partir de la COMPS.<ol>
<li>Trazar la masa de COMPS frente al tiempo en una gráfica X-Y en el software de análisis estadístico adecuado.</li>
		<li>Ajuste una línea de tendencia lineal a solo la parte lineal del gráfico y muestre una ecuación en un gráfico. La línea de tendencia NO debe establecerse para incluir el origen. La pendiente de la línea (es decir, m en y á m+ b) es la tasa de permeación en masa por unidad de tiempo.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. Análisis del espacio de cabeza por microextracción de fase sólida con cromatografía de gases/espectrometría de masas (SPME-GC/MS) (opcional)
<ol><li>Preparar un NUEVO COMPS siguiendo las instrucciones anteriores y dejar que se equilibre en un bote de pesaje abierto dentro de una campana de humo durante 30 minutos.</li>
	<li>Retire el COMPS del bote de pesaje, colóquelo en un recipiente de muestra de metal forrado con epoxi de 1 pinta sin tapa, y colóquelo en un recipiente de metal revestido de epoxi de 1 galón. Los recipientes deben mantenerse en una campana de humo durante la duración del experimento.</li>
	<li>Espere al menos 30 minutos para el equilibrio en el recipiente antes del muestreo.</li>
	<li>Para el muestreo después del equilibrio, coloque una tapa con un orificio de 1 cm previamente perforado sobre el contenedor exterior. Inserte una fibra SPME apropiada a través del orificio de la tapa para extraer el analito de interés. Cuando no se utilice la fibra SPME, cubra el agujero con película de parafina o similar. El tiempo de extracción y el recubrimiento de fibra dependerán del tipo y la cantidad de vapor de analito presente, así como del tamaño del recipiente de muestreo y de las condiciones ambientales15.</li>
	<li>Retire la fibra SPME después del tiempo de extracción asignado y colóquela en la entrada calentada de un GC/MS para la desorción térmica y el análisis.<ol>
<li>Ejecute el método GC/MS adecuado para el compuesto utilizado en comps16.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Para la cuantificación, compare el área de pico resultante con una curva de calibración externa16 y/o la norma interna17 según corresponda para el método y el diseño experimental. NOTA: 1) En este ejemplo, se utilizaron recipientes de muestras de metal revestidos de epoxi, pero también serían adecuados otros tipos de recipientes. Para comparar directamente la disponibilidad de olores con las evaluaciones olfativas de campo, sería mejor utilizar el mismo contenedor, limpiado entre cada prueba, para ambos experimentos; 2) Para obtener resultados reproducibles, todos los aspectos del procedimiento de muestreo deben mantenerse en todos los experimentos de réplica, incluidos, entre otros, el tiempo de equilibrio, el tiempo de extracción de SPME, el tipo y tamaño del contenedor y las condiciones ambientales (es decir, la temperatura y la humedad).</li>
</ol>4. Almacenamiento COMPS
<ol><li>Coloque un solo COMPS en una bolsa de barrera metalizada (3,5 x 4,5 pulgadas) y cierre el calor para cerrar, eliminando la mayor cantidad de aire posible de la bolsa antes de sellar (Figura 1B).</li>
	<li>Conservar en condiciones frías ambiente o refrigeradas, pero no por debajo o cerca de la congelación para evitar la formación de condensación a medida que el COMPS se descongela.</li>
	<li>Si se prueban múltiples olores o tasas de entrega de olores en un solo experimento, se recomienda la contención secundaria para eliminar cualquier posible contaminación cruzada durante el transporte y el almacenamiento.<ol>
<li>Coloque las bolsas de barrera múltiples de réplica cada una de las mismas COMPS individuales de la misma tasa de analito y permeación en una bolsa metalizada externa o en un frasco de vidrio más grande para su almacenamiento y transporte.</li>
	</ol>
</li>
</ol>5. Pruebas olfativas de campo
NOTA: Las pruebas olfativas se pueden llevar a cabo de muchas maneras diferentes dependiendo del animal que está siendo probado, el objetivo del experimento y las condiciones ambientales. El protocolo siguiente describe una de estas maneras de probar. Todas las pruebas con animales deben ser revisadas y aprobadas primero por un Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales (IACUC).
<ol><li>En primer lugar, cree COMPS de control en blanco o negativo como se ha descrito anteriormente. Haga lo suficiente para que cada contenedor en el escenario de prueba contendrá COMPS de repuesto (2–3 dependiendo del número de animales involucrados en el experimento). Empaquete todos los COMPS en blanco en contención secundaria (es decir, una bolsa metalizada más grande o un frasco de vidrio con tapa de sellado).</li>
	<li>Cree COMPS nuevos según sea necesario para el protocolo de prueba de campo previsto. Elimine todas las posibles fuentes de contaminación entre el COMPS y la bolsa metalizada. Esto se puede lograr mediante el cambio regular de guantes y la limpieza de la superficie de trabajo de laboratorio.</li>
	<li>Almacene el COMPS durante al menos 1 día antes de usarlo para permitir el equilibrio. Almacene las réplicas en el mismo contenedor secundario. Sin embargo, diferentes COMPS deben estar en contenedores secundarios separados.</li>
	<li>Para configurar una prueba olfativa canina básica, establezca varias líneas de al menos cinco contenedores idénticos (por ejemplo, latas metálicas, cajas), con el número de líneas que dependen del número de variables que se están probando.<ol>
<li>Configure la versión de prueba para que cada línea contenga un contenedor con el COMPS de destino y cuatro con COMPS en blanco. Las líneas de control positivas, preparadas de la misma manera pero con un olor de destino conocido, se pueden utilizar según corresponda para el escenario de experimento, entrenamiento o prueba. Un control negativo adicional o una línea en blanco debe contener cinco COMPS en blanco y ningún objetivo. Ordene esta línea de control negativa, la línea de control positiva (si está utilizando) y las líneas de prueba al azar, y cambie el orden utilizando un generador de números aleatorios para cada prueba olfativa canina como práctica para el escenario de prueba.<ol>
<li>Incluya también un olor/material de distractor por línea.</li>
			<li>Aleatorizar el orden y la ubicación del objetivo y distractor olores en cada línea para cada canino que se está probando utilizando un generador de números aleatorios.</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
	<li>Para preparar los recipientes, retire COMPS de los contenedores secundarios y exteriores, colocando solo la bolsa permeable en el contenedor de prueba.<ol>
<li>Permita que el COMPS se equilibre en el recipiente durante un mínimo de 30 minutos antes de la prueba.</li>
		<li>Repita los pasos para cada COMPS que se utilice en la prueba, comenzando con espacios en blanco, seguido de controles positivos (si está utilizando) y luego probando olores, cambiando los guantes cada vez. NOTA: Se pueden encontrar ejemplos detallados de escenarios de pruebas caninas en Simon et al.4 o Macias et al.8.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol><li>Buck, L., Axel, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+multigene+family+may+encode+odorant+receptors%3A+A+molecular+basis+for+odor+recognition%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">A novel multigene family may encode odorant receptors: A molecular basis for odor recognition.</a> Cell. 65, 175-187 (1991).</li>
<li>Furton, K. G., Myers, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Scientific+foundation+and+efficacy+of+the+use+of+canines+as+chemical+detectors+for+explosives%5BTitle%5D)+AND+%22Talanta%22%5BJournal%5D)">Scientific foundation and efficacy of the use of canines as chemical detectors for explosives.</a> Talanta. 54, 487-500 (2001).</li>
<li>Leitch, O., Anderson, A., Kirkbride, K., Lennard, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biological+organisms+as+volatile+compound+detectors%3A+A+review%5BTitle%5D)+AND+%22Forensic+Science+International%22%5BJournal%5D)">Biological organisms as volatile compound detectors: A review.</a> Forensic Science International. 232, 92-103 (2013).</li>
<li>Simon, A. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Method+for+controlled+odor+delivery+in+canine+olfactory+testing%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Senses%22%5BJournal%5D)">Method for controlled odor delivery in canine olfactory testing.</a> Chemical Senses. 44 (6), 399-408 (2019).</li>
<li>Hallowell, L. R., et al. Detection of hidden explosives: New challenges and progress (1998-2009). <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aHallowell%2C+LR+%22Forensic+Investigation+of+Explosives.+2nd+Ed%22">Forensic Investigation of Explosives. 2nd Ed</a>. , CRC Press. Boca Raton, FL. 53-77 (2012).</li>
<li>Papet, L. Narcotic and explosive odors: Volatile organic compounds as training aids for olfactory detection. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aPapet%2C+L+%22Canine+Olfaction+Science+and+Law%22">Canine Olfaction Science and Law</a>. , CRC Press. Boca Raton, FL. 265-278 (2016).</li>
<li>Controlled Odor Mimic Permeation System. US Patent. , 20080295783 (2017).</li>
<li>Macias, M. S., Guerra-Diaz, P., Almirall, J. R., Furton, K. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Detection+of+piperonal+emitted+from+polymer+controlled+odor+mimic+permeation+systems+utilizing+canis+familiaris+and+solid+phase+microextract-ion+mobility+spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Forensic+Science+International%22%5BJournal%5D)">Detection of piperonal emitted from polymer controlled odor mimic permeation systems utilizing canis familiaris and solid phase microextract-ion mobility spectrometry.</a> Forensic Science International. 195, 132-138 (2010).</li>
<li>Harper, R., Almirall, J., Furton, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Identification+of+dominant+odor+chemicals+emanating+from+explosives+for+use+in+developing+optimal+training+aid+combinations+and+mimics+for+canine+detection%5BTitle%5D)+AND+%22Talanta%22%5BJournal%5D)">Identification of dominant odor chemicals emanating from explosives for use in developing optimal training aid combinations and mimics for canine detection.</a> Talanta. 67, 313-327 (2005).</li>
<li>Francis, V. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+identification+of+volatile+organic+compounds+from+synthetic+cathinone+derivatives+for+the+development+of+odor+mimic+training+aids%5BTitle%5D)+AND+%22Florida+International+University%22%5BJournal%5D)">The identification of volatile organic compounds from synthetic cathinone derivatives for the development of odor mimic training aids.</a> Florida International University. , Miami, FL. (2017).</li>
<li>Huertas-Rivera, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Identification+of+the+active+odors+from+illicit+substances+for+the+development+of+optimal+canine+training+aids%5BTitle%5D)+AND+%22Florida+International+University%22%5BJournal%5D)">Identification of the active odors from illicit substances for the development of optimal canine training aids.</a> Florida International University. , Miami, FL. (2016).</li>
<li>DeGreeff, L. E., Furton, K. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Collection+and+identification+of+human+remains+volatiles+by+non-contact%2C+dynamic+airflow+sampling+and+SPME-GC%2FMS+using+various+sorbent+materials%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+and+Bioanalytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Collection and identification of human remains volatiles by non-contact, dynamic airflow sampling and SPME-GC/MS using various sorbent materials.</a> Analytical and Bioanalytical Chemistry. 401, 1295-1307 (2011).</li>
<li>DeGreeff, L. E., Curran, A. M., Furton, K. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluation+of+selected+sorbent+materials+for+the+collection+of+volatile+organic+compounds+related+to+human+scent+using+non-contact+sampling+mode%5BTitle%5D)+AND+%22Forensic+Science+International%22%5BJournal%5D)">Evaluation of selected sorbent materials for the collection of volatile organic compounds related to human scent using non-contact sampling mode.</a> Forensic Science International. 209 (1-3), 133-142 (2011).</li>
<li>Simon, A. G., Mills, D. K., Furton, K. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chemical+and+canine+analysis+as+complimentary+techniques+for+the+identification+of+active+odors+of+the+invasive+fungs%2C+Raffaelea+lauicola%5BTitle%5D)+AND+%22Talanta%22%5BJournal%5D)">Chemical and canine analysis as complimentary techniques for the identification of active odors of the invasive fungs, Raffaelea lauicola.</a> Talanta. 168, 320-328 (2017).</li>
<li>Penton, Z. Method development with solid phase microextraction. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aPenton%2C+Z+%22Solid+Phase+Microextraction%3A+A+Practical+Guide%22">Solid Phase Microextraction: A Practical Guide</a>. , Marcel Dekker, Inc. New York, NY. 27-58 (1999).</li>
<li>Robards, K., Haddad, P. R., Jackson, P. E. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aRobards%2C+K+%22Principles+and+Practice+of+Modern+Chromatographic+Methods%22">Principles and Practice of Modern Chromatographic Methods</a>. , Elsevier Ltd. San Diego, CA. (2004).</li>
<li>MacCrehan, W., Moore, S., Schantz, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Evaluating+headspace+component+vapor-time+profiles+by+solid-phase+microextraction+with+external+sampling+of+an+internal+standard%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Evaluating headspace component vapor-time profiles by solid-phase microextraction with external sampling of an internal standard.</a> Analytical Chemistry. 83, 8560-8565 (2011).</li>
<li>Macias, M. S. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22The+Development+of+an+Optimized+System+of+Narcotic+and+Explosive+Contraband+Mimics+for+Calibration+and+Training+of+Biological+Detectors%22">The Development of an Optimized System of Narcotic and Explosive Contraband Mimics for Calibration and Training of Biological Detectors</a>. , Florida International Unversity. Miami, FL. Dissertation (2009).</li>
<li>Simon, A. G. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22The+Detection+of+an+Invasive+Pathogen+through+Chemical+and+Biological+Means+for+the+Protection+of+Commercial+Crops%22">The Detection of an Invasive Pathogen through Chemical and Biological Means for the Protection of Commercial Crops</a>. , Florida International Unversity. Miami, FL. Dissertation (2017).</li>
</ol>

No hay conflictos de intereses que reportar.

Los sistemas de permeación de olores controlados (COMPS) se crean fácilmente sellando un olor de interés en una bolsa permeable. Esto se puede hacer pipeteando un compuesto líquido limpio sobre un material absorbente y luego colocando el material absorbente en la bolsa; mediante la colocación de un compuesto puro, sólido directamente en la bolsa4, como se hizo en el caso de piperonal8; o colocando el material objetivo que contiene olores múltiples o desconocidos en una bols...

La olfacción es un mecanismo de detección crucial, pero a menudo pasado por alto, utilizado por la mayoría de los animales. Para muchos es el principal mecanismo para localizar alimentos, encontrar una pareja, o detectar el peligro1. Además, las capacidades olfativas de algunos animales, en particular los caninos, son explotadas regularmente por los seres humanos para la detección de contrabando (por ejemplo, narcóticos o explosivos), u otros objetos de interés, como personas desaparecidas, especies invasoras o enfermedades2,3. Para la investigación de detección canina u otros temas de investigación de olfacción, los investigadores a menudo estudian el proceso de olfación y las fortalezas y limitaciones del sistema olfativo. Como tal, generalmente es deseable controlar la liberación de un vapor de olor en el medio ambiente para entregar de forma reproducible cantidades conocidas de olor durante las pruebas. No tener en cuenta las variaciones en la disponibilidad de olores debido a factores como la presión del vapor o los efectos ambientales a menudo complica la interpretación y aplicabilidad de los datos4. Es igualmente deseable proporcionar una cantidad establecida de olor durante los escenarios de entrenamiento para la detección de caninos. Por ejemplo, los estudios de Hallowell et al.5 y por Papet6 han indicado la importancia de la intensidad del olor en la percepción de olor, y que alterar la intensidad de un olor puede afectar la forma en que se percibe solo o en una mezcla.
En entornos de laboratorio, se puede utilizar el uso de equipos analíticos como tubos de permeación con hornos controlables, generadores de vapor o olfatometros para controlar la entrega de olores. Sin embargo, este tipo de equipo no es práctico para su uso durante las pruebas de campo y escenarios de entrenamiento4. El Sistema de Permeación de Olor Imitado Controlado (COMPS) fue desarrollado como un método simple, de bajo costo y desechable para la entrega controlada de olores que no requiere energía externa. Por lo tanto, se pueden incorporar fácilmente en una variedad de diferentes escenarios de prueba y entrenamiento7. Las unidades COMPS se componen simplemente de un olor de interés sobre un material absorbente sellado en el interior de una bolsa de polímero permeable, almacenado en un sistema de contención secundario. La utilización de COMPS reduce la variabilidad entre las pruebas y mejora la consistencia durante los ejercicios de entrenamiento8.
La entrega o disponibilidad de olores de COMPS se mide en términos de tasa de permeación, según lo determinado por el análisis gravimétrico en términos de masa de vapor liberado con el tiempo. Las tasas de permeación pueden ser controladas por una serie de factores, incluyendo el grosor de la bolsa de polímero, su superficie disponible, el tipo de material absorbente (sustrato) utilizado, y la cantidad del olor. La tasa de permeación es constante durante un período de tiempo determinado (horas o días) dependiendo del olor que se utilice. Esto permite una variabilidad mínima en la entrega de olores durante las pruebas o el entrenamiento. Durante el almacenamiento, COMPS llega al equilibrio dentro del contenedor exterior impermeable, lo que resulta en una fuente instantánea de vapor de olor a una tasa de permeación conocida.
LAS COMPS fueron diseñadas inicialmente para contener olores asociados con materiales explosivos y para ser utilizadas como imitaciones de olor7. Tal como lo define Macias et al., una imitación de olor simula un material de interés, como un explosivo, proporcionando los compuestos volátiles dominantes, u olores, que se encuentran en el espacio de cabeza de ese material sin la presencia del propio material padre8. Para crear una imitación de olor, se deben determinar los olores activos del material padre. Un olor activo, en este escenario, se describe como un compuesto volátil que un canino de detección de explosivos entrenado detecta, creyendo que hay un material explosivo real presente. Después de haber identificado compuestos volátiles dominantes en el espacio de la cabeza de varios materiales explosivos, COMPS se preparó para liberar estos olores individuales a una velocidad controlada durante la duración de los ensayos de campo de detección olfativa canina y determinar el olor activo asociado con varios materiales explosivos. Los COMPS se utilizaron con éxito para este propósito7,9 y desde entonces se han utilizado como imitaciones de olor para el entrenamiento de detección de explosivos adicionales.
Macias y otros utilizaron COMPS que contiene piperonal, un sólido químico puro a temperatura ambiente que, en la fase de vapor, ha demostrado ser el olor activo para MDMA (3,4-metilendioximetanfetamina), la droga psicoactiva conocida como éxtasis. Los investigadores utilizaron diferentes espesores y áreas superficiales de bolsas de polietileno de baja densidad para ajustar la tasa de permeación del vapor piperonal. Esta serie de COMPS se utilizó entonces para estimar el umbral de detección piperonal para los caninos entrenados de detección de narcóticos8. Por el contrario, en un estudio separado, los espesores de la bolsa COMPS se ajustaron para minimizar la desviación de las tasas de permeación entre cada compuesto en una serie homóloga, aunque poseían presiones de vapor drásticamente variables. Si se hubiera utilizado un solo espesor de bolsa en este estudio, aquellos compuestos con presiones de vapor más altas habrían producido tasas de permeación mucho más altas. Al aumentar el espesor de la bolsa para los compuestos de mayor volatilidad, las tasas de permeaciones se ajustaron de modo que eran similares para todos los compuestos4. Ambos estudios demuestran la utilidad y adaptabilidad del COMPS para controlar la liberación de vapor. En la creación de imitaciones de olores para cathinones sintéticos (es decir, sales de baño)10,otros estupefacientes (incluyendo heroína y marihuana11)y compuestos de olor humano12,13. En un ejemplo final, Simon y otros investigaron los olores activos asociados con una especie de hongo invasor14. Piezas enteras de corteza de árbol infectada, en lugar de los olores extraídos, se colocaron directamente en la bolsa de polímero para controlar la liberación durante las pruebas de olfacción canina14. COMPS se puede utilizar para una variedad de escenarios, y los protocolos discutidos en este documento fueron elegidos para demostrar la diversidad de esta herramienta.

<table><tbody><tr><td>Frascos económicos de 16 oz (acabado 70-450)</td><td>Contenedor Fillmore</td><td>A16-08C-Case 12</td><td></td></tr><tr><td>7890A cromatógrafo de gases / 5975 detector selectivo de masas</td><td>Agilent</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Balanza analítica</td><td>Mettler Toledo</td><td>01-911-005</td><td></td></tr><tr><td>Bandas de regualr de bolas y tapas de cúpula</td><td>Contenedor Fillmore</td><td>J30000</td><td></td></tr><tr><td>Gasa de algodón (2" x 2")</td><td>Dukal</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Botes de pesaje desechables</td><td>VWR</td><td>10803-148</td><td></td></tr><tr><td>Recipientes de muestras revestidos de epoxi, 1 galón</td><td>TriTech Forensics</td><td>CANG-E</td><td></td></tr><tr><td>Contenedores de muestras revestidos de epoxi, 1 pinta</td><td>TriTech Forensics</td><td>CANPT-E Bolsa</td><td></td>de</tr><tr><td>polietileno de baja densidad</td><td>Uline</td><td>S-5373</td><td></td></tr><tr><td>Rtx-Volatiles (30 m x 0,32 mmID)</td><td>columna Restek</td><td>10901</td><td></td></tr><tr><td>Bolsa de barrera de mylar metalizado plateado (3.5" x 4.5")</td><td>Embalaje ESP</td><td>95509993779</td><td></td></tr><tr><td>Bolsa de barrera de mylar metalizado plateado (5" x 8.5" x 3")</td><td>Embalaje ESP</td><td>95509993793</td><td></td></tr><tr><td>Conjunto de fibra de microextracción en fase sólida (PDMS/DVB/CAR)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>57328-U</td><td></td></tr><tr><td>Soporte</td> <td>de microextracción en fase sólidaSigma-Aldrich</td><td>57330-U</td><td></td></tr><tr><td>Selladora de impulso de sobremesa</td><td>Uline</td><td>H-190</td><td>Termoselladora</td></tr></tbody></table>

sistemas de permeación de imitación de olor controlados para entrenamiento olfativo y pruebas de campo

Controlled Odor Mimic Permeation Systems for Olfactory Training and Field Testing

El Sistema de Permeación de Olor Control (COMPS) fue desarrollado para proporcionar un método conveniente de prueba de campo de entrega de olores a velocidades controladas y reproducibles. LOS COMPS se componen de un olor de interés sobre un material absorbente sellado dentro de una bolsa de polímero permeable. La capa permeable permite una liberación constante del olor durante una cantidad determinada de tiempo. La bolsa permeable se almacena en una bolsa secundaria e impermeable. El procedimiento de doble contención permite el equilibrio del olor de la bolsa permeable pero dentro de la capa exterior impermeable, lo que resulta en una fuente instantánea y reproducible de vapor de olor al retirarlo del embalaje exterior. LOS COMPS se utilizan tanto en pruebas olfativas para escenarios experimentales como para entrenamiento de detección olfativa, como con caninos de detección. COMPS se puede utilizar para contener una amplia gama de olores (por ejemplo, polvos narcóticos) y proporcionar una liberación controlada de los olores asociados. La disponibilidad de olores de COMPS se expresa en términos de tasa de permeación (es decir, la velocidad del vapor de olor liberado de un COMPS por unidad de tiempo) y normalmente se mide por medios gravimétricos. La tasa de permeación para una masa o volumen de olor determinado se puede ajustar según sea necesario variando el grosor de la bolsa, el área de superficie y/o el tipo de polímero. La concentración de olor disponible de un COMPS también se puede medir mediante técnicas de análisis del espacio de cabeza, como la microextracción de fase sólida con cromatografía de gases/espectrometría de masas (SPME-GC/MS).

El objetivo principal de utilizar COMPS en pruebas olfativas/entrenamiento es controlar la liberación de los olores elegidos y entregar una cantidad controlada del olor durante la duración de la prueba o sesión de entrenamiento. La liberación de odorantes se mide mediante análisis gravimétricos en términos de pérdida de masa por unidad de tiempo. La Figura 2 ofrece un ejemplo de resultados gravimétricos a partir de la permeación de tres COMPS idénticos preparados a partir de 5 sl de ácido pe...

El Sistema de Permeación de Olor Imitado Controlado es un método simple, portátil y de bajo costo de entrega de olores para pruebas y entrenamiento olfativos. Está construido de un olor retenido sobre un material adsorbente y contenido en el interior de una bolsa de polímero permeable que permite la liberación controlada del vapor de olor con el tiempo.

Sistemas de permeación de imitación de olor controlados para entrenamiento olfativo y pruebas de campo

The Controlled Odor Mimic Permeation System (COMPS) was developed to provide a convenient field testing method of odor delivery at controlled and ...

La investigación olfativa está limitada por la falta de metodología para entregar olores conocidos y reproducibles durante las pruebas o entrenamientos operativos. COMPS proporciona un método conveniente de campo para la entrega controlada de olores. COMPS puede contener una amplia gama de olores y las tasas de entrega se pueden variar ajustando el grosor de la bolsa, el área de superficie y/o el tipo de polímero.Para impregnar un sustrato con olor, utilice una pipeta calibrada para agregar cinco microlitros de compuesto limpio en una almohadilla de gasa de algodón de dos por dos pulgadas y doble la almohadilla por la mitad. A continuación, coloque la gasa en una bolsa permeable de polietileno de baja densidad de dos por tres pulgadas y cierre inmediatamente la bolsa con un sellador térmico. Para determinar la tasa de permeación de los olores a través de la bolsa permeable, coloque un COMPS recién hecho en un bote de peso dentro de una campana de humo y utilice un segundo bote de peso limpio para cero un equilibrio analítico.Transfiera los COMPS de la campana de humo a la balanza y registre la masa antes de devolver rápidamente el COMPS a la campana de humo. A continuación, calcule la tasa de permeación a partir del COMPS trazando la masa frente al tiempo y encontrando la pendiente de la línea. Para analizar el espacio de la cabeza por SPME con espectrometría de masas de cromatografía de gases, permita que el COMPS se equilibre en el bote de peso abierto en la campana de humo durante 30 minutos, transfiriendo el COMPS a un recipiente no reactivo, como un frasco de vidrio o un recipiente metálico forrado de epoxi.Para el muestreo después del equilibrio, coloque una tapa con un orificio de un centímetro en la tapa en el recipiente de un galón e inserte fibra SPME inapropiada en el orificio para extraer el analito de interés. Al final del período de extracción, transfiera la fibra a la entrada calentada de un espectrómetro de masas de cromatografía de gases para la desorción y el análisis térmicos. Para el almacenamiento, coloque un solo COMPS en una bolsa de barrera metalizada de 3,5 por 4,5 pulgadas y un sello térmico para cerrar, eliminando la mayor cantidad de aire posible de la bolsa antes de sellar.Si se están probando múltiples olores o tasas de entrega de olores en un solo experimento, coloque la bolsa y la contención secundaria para eliminar cualquier posible contaminación cruzada durante el transporte y el almacenamiento. Coloque las bolsas de barrera múltiples que contengan COMPS individuales de la misma tasa de analito y permeación en un contenedor exterior más grande para su almacenamiento y transporte. A continuación, guarde la bolsa en condiciones ambientales o refrigeradas.Para configurar una prueba olfativa canina básica, diseñar varias líneas de al menos cinco contenedores idénticos y configurar los ensayos para que cada línea contenga un contenedor con un COMPS de destino y cuatro con COMPS en blanco. Las líneas de control positivas preparadas de la misma manera, pero con un olor de destino conocido, se pueden usar según corresponda para el escenario de experimento, entrenamiento o prueba. Un control negativo adicional o una línea en blanco debe contener cinco COMPS en blanco y ningún objetivo.A continuación, transfiera la bolsa permeable para cada COMPS de los contenedores secundarios y externos a los contenedores de prueba adecuados. Después de 30 minutos de equilibrio, inicie la prueba. Aquí, se muestra un ejemplo de resultados gravimétricos de la permeación de tres COMPS idénticos preparados a partir de cinco microlitros de ácido pentanoico en gasa de algodón a través de una bolsa de polietileno de baja densidad de tres mil.La adición de regresión al gráfico revela que la tasa de permeación es de 37 microgramos por minuto para este conjunto de COMPS. La cantidad de olor liberado para una prueba determinada se puede ajustar modificando la cantidad de material en la bolsa, la superficie del material de la bolsa permeable o el espesor de la bolsa. Aquí, la variación en las presiones de vapor en los grupos de analitos se compara con la variación en la tasa de permeación después de ajustar el espesor de la bolsa a las tasas de permeación de control de cada analito, haciendo que las tasas sean lo más similares posible.Por el contrario, el ajuste del grosor de la bolsa para un solo analito permite que las tasas de permeación varíen en tres órdenes de magnitud. Las mediciones del espacio de cabeza se pueden utilizar para medir mejor la cantidad de olor disponible durante un escenario de prueba o entrenamiento determinado. Por ejemplo, en este cromatógrafo representativo, se puede observar que las zonas de pico piperonal aumentan con el aumento de la tasa de permeación.Utilizando estos tres conjuntos de COMPS piperonales en ensayos caninos, se estimó una medición del límite de detección de los caninos para piperonales. En este análisis, la tasa de permeación y, por lo tanto, la disponibilidad de olores, aumentaron así como el número de caninos que alertan al COMPS adecuado. Desde que COMPS se desarrolló por primera vez, los hemos utilizado para establecer firmas de olor activas para una variedad de objetivos de detección, estimar los límites de detección y probar las capacidades de discriminación canina.

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Research

Investigación

JoVE Journal

Chemistry

Química

Propiedades fundamentales, sin embargo, exclusiva del sistema olfativo de roedores han llevado a su estudio cada vez mayor entre los biólogos. Una evaluación relativamente simple de su función se necesita también. A continuación se describen las pruebas sensibles para la caracterización de la sensibilidad del ratón olfativo y preferencias.

Pruebas del comportamiento olfativo en el ratón adulto

El protocolo de acondicionamiento de la Respuesta de Extensión de la Probóscide (PER), desarrollado para la abeja melífera (Apis mellifera), proporciona un medio ecológicamente relevante y fácilmente cuantificable para estudiar varios mecanismos diferentes de aprendizaje en muchas especies de insectos.

Un Protocolo de Respuesta de probóscide Extensión para la Investigación de la plasticidad de comportamiento en Insectos: Aplicación a Basic, Biomédica y de Investigación Agrícola

Este protocolo introduce el aprendizaje temprano lateralizado de la preferencia por el olor en ratas utilizando la oclusión aguda de naris única. El aprendizaje lateralizado permite examinar los resultados conductuales y los mecanismos biológicos subyacentes dentro de los mismos animales, reduciendo la varianza inducida por los diseños entre animales. Este protocolo se puede utilizar para investigar los mecanismos moleculares que sustentan el aprendizaje temprano de los olores.

Un Modelo de Aprendizaje lateralizado de Olor en ratas recién nacidas para disecar Formación Neural Circuito Recalces Memoria

Este manuscrito describe un protocolo para examinar el sistema olfativo de los roedores. La prueba de habituación/deshabituación olfativa permitirá a los investigadores determinar si un ratón se habitúa a un olor presentado repetidamente y si el ratón demuestra deshabituación cuando se le presenta un olor nuevo.

Las pruebas para detectar olor Discriminación y habituación en ratones

El análisis de las propiedades fisiológicas de las neuronas sensoriales olfativas aún enfrenta limitaciones técnicas. Aquí los registramos a través de una pinza de parche perforada en una preparación intacta del epitelio olfativo en ratones dirigidos a genes. Esta técnica permite la caracterización de las propiedades de la membrana y las respuestas a ligandos específicos de neuronas que expresan receptores olfativos definidos.

Perforado grabación de patch-clamp de ratón neuronas sensoriales olfativas en neuroepitelio Intacto: Análisis funcional de las neuronas que expresan un odorante del receptor Identificado

Presentamos una prueba olfativa sencilla e imparcial en ratones. Con este protocolo, la discriminación olfativa, la preferencia, la evitación y la sensibilidad a un olor nuevo en comparación con el agua se pueden evaluar en sesiones conductuales únicas. Este método está indicado para un solo experimentador y el análisis se basa en el procesamiento de vídeo asistido por ordenador.

Simple y asistida por ordenador de pruebas olfativas para Ratones

Describimos aquí una configuración conductual y un método de análisis de datos para analizar las respuestas olfativas de hasta 100 moscas del vinagre (Drosophila melanogaster). Este sistema puede ser utilizado con estímulos olfativos únicos o múltiples, y adaptable para la activación optogenética o el silenciamiento de subconjuntos neuronales.

Comportamientos olfativas ensayó mediante seguimiento informático de<em&gt; Drosophila</em&gt; En un olfatómetro de cuatro cuadrantes

Aquí capacitamos a ratones en una tarea de aprendizaje asociativo para probar la discriminación de olor. Este protocolo permite también estudios sobre cambios estructurales inducidos por el aprendizaje en el cerebro.

Una prueba objetiva y Reproducible de aprendizaje olfativo y discriminación en ratones

El uso de un olfactómetro para presentar directamente aceites abre interesantes oportunidades para los investigadores de la memoria olfativa. El actual artículo analiza temas relacionados con esta metodología con respecto a un experimento publicado previamente en la memoria dependiente del contexto olfativa.

Memoria dependiente de contexto olfativa: Presentación directa de olores

Este protocolo describe la construcción de un olfatómetro para experimentos de comportamiento olfativo de pasa/no pasa. Se proporcionan instrucciones paso a paso, junto con imágenes, para garantizar la construcción exitosa del olfatómetro. También se incluye información para solucionar los problemas encontrados durante el proceso.

Construcción de un olfatómetro para estudios de comportamiento olfativo de roedores

Aprende a usar el sistema COMPS para la entrega controlada de olores en investigación olfativa de campo. Este método portátil permite liberar odorantes de forma reproducible ajustando el grosor y tipo de polímero de la bolsa.

Sistemas de permeación de imitación de olor controlados para entrenamiento olfativo y pruebas de campo

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