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Technique améliorée de détection de la triméthylamine en médecine d’origine animale par chromatographie en phase gazeuse dans l’espace de tête-spectrométrie de masse quadripolaire en tandem

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DOI :

10.3791/65291

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10 mars 2023

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1State Key Laboratory of Southwestern Chinese Medicine Resources, Pharmacy School, Chengdu University of Traditional Chinese Medicine, 2China Resources Sanjiu Modern Chinese Medicine Pharmaceutical Co., Ltd, 3Innovative Institute of Chinese Medicine and Pharmacy, Chengdu University of Traditional Chinese Medicine, 4TCM Regulating Metabolic Diseases Key Laboratory of Sichuan Province, Hospital of Chengdu University of Traditional Chinese Medicine, 5Shimadzu (China) Co., Ltd

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Résumé

Ici, une méthode de chromatographie en phase gazeuse en tandem quadripolaire (HS-GC-MS/MS) adaptée à la détermination de la triméthylamine (TMA) dans les médicaments d’origine animale est décrite. Le protocole comprend le prétraitement des échantillons, le traitement de l’espace de tête, les conditions d’analyse, la validation méthodologique et la détermination de la TMA dans les médicaments d’origine animale.

Résumé

Les médicaments d’origine animale ont des caractéristiques distinctives et des effets curatifs importants, mais la plupart d’entre eux ont une odeur de poisson évidente, ce qui entraîne une mauvaise observance des patients cliniques. La triméthylamine (TMA) est l’un des principaux composants de l’odeur de poisson en médecine d’origine animale. Il est difficile d’identifier la TMA avec précision à l’aide de la méthode de détection existante en raison de la pression accrue dans le flacon de l’espace de tête causée par la réaction acido-basique rapide après l’ajout de lessive, ce qui provoque la fuite de TMA du flacon de l’espace de tête, retardant les progrès de la recherche sur l’odeur de poisson de la médecine d’origine animale. Dans cette étude, nous avons proposé une méthode de détection contrôlée qui a introduit une couche de paraffine comme couche d’isolement entre l’acide et la lessive. Le taux de production de TMA pourrait être efficacement contrôlé en liquéfiant lentement la couche de paraffine par chauffage thermostatique du four. Cette méthode a montré une linéarité satisfaisante, des expériences de précision et des récupérations avec une bonne reproductibilité et une sensibilité élevée. Il a fourni un soutien technique pour la désodorisation des médicaments d’origine animale.

Introduction

Le traitement des maladies humaines en utilisant des produits dérivés de parties animales et / ou de leurs sous-produits (appelés ici médicaments d’origine animale) fait l’objet d’une attention accrue. Ils jouent un rôle important dans le traitement du cancer, des maladies cardiovasculaires, de la cirrhose du foie, de la mammite et d’autres maladies, avec les avantages d’un effet fort, d’une faible dose et d’une efficacité clinique significative et spécifique. Cependant, les médicaments d’origine animale ont généralement une odeur de poisson importante, ce qui affecte grandement l’observance des patients, et sont particulièrement défavorables pour les enfants 1,2. L’odeur de poisson provient principalement des protéines, des acides aminés, des graisses et d’autres substances contenues dans le médicament, qui sont décomposées par oxydation des acides gras, dégradation des acides aminés et autres moyens de produire une variété de substances avec une odeur de poisson 2,3,4. Parmi eux, la triméthylamine (TMA) est un gaz volatil avec une odeur de poisson qui existe largement dans les aliments pourris ou pourris d’origine animale5.

Jusqu’à présent, la chromatographie en phase gazeuse (CG), la chromatographie liquide (LC), la chromatographie ionique, la spectrophotométrie, la chromatographie liquide-spectrométrie de masse (LC-MS) et les méthodes de capteurs ont été couramment utilisées pour détecter la TMA dans l’environnement, les aliments et l’urine 6,7,8,9. Compte tenu de la faible contamination de la colonne GC et du système d’injection, ainsi que de la sensibilité élevée, de la reproductibilité et de la faible limite de détection (0,1-1 mg/kg), la méthode de chromatographie en phase gazeuse-spectrométrie de masse dans l’espace de tête (HS-GC-MS) a été préférée pour l’analyse alimentaire et biologique8. À l’heure actuelle, seule la Chine a établi une norme nationale pour la TMA dans les aliments, et HS-GC-MS est la première méthode de la norme GB5009.179-201610. Par conséquent, la méthode HS-GC-MS ci-dessus a été choisie pour détecter la TMA en médecine d’origine animale. Au début, notre groupe de recherche a découvert que la norme de détection HS-GC-MS pour la TMA dans les aliments pouvait détecter l’odeur de poisson dans plusieurs médicaments d’origine animale. Combiné avec les résultats des études11,12, il pourrait être prouvé que la TMA est la substance clé commune de l’odeur de poisson dans les médicaments d’origine animale. Cependant, il a été constaté que la reproductibilité des résultats expérimentaux était médiocre et qu’il y avait des problèmes tels que l’échappement de TMA et une faible stabilité, qui ne pouvaient pas être vérifiés par la méthodologie. Cela pourrait être dû au fait que la lessive a été injectée dans le flacon de l’espace de tête et que la réaction acide-base rapide a entraîné une augmentation de la pression dans le flacon, de sorte que le TMA s’est échappé du pore d’injection, empêchant la détection stable et précise de TMA. Par conséquent, cette étude a proposé une méthode améliorée de détection par chromatographie en phase gazeuse dans l’espace de tête et spectrométrie de masse quadripolaire en tandem (HS-GC-MS/MS) pour résoudre ces problèmes.

Le protocole améliore le prétraitement de l’échantillon en séparant les réactifs acido-basiques dans le prétraitement à l’aide de paraffine solide, un bon matériau solide-liquide à changement de phase. Au fur et à mesure que la paraffine se liquéfiait lentement avec l’augmentation de la température du four thermostatique, le TMA était également libéré lentement dans le flacon scellé de l’espace de tête, évitant ainsi l’augmentation de pression causée par la réaction acido-basique violente et rapide et assurant une détection stable et précise de la TMA. De plus, l’injection de l’espace de tête combinée à plusieurs modes de surveillance des réactions (MRM) dans la GC-MS/MS a efficacement supprimé les interférences chimiques de la matrice et assuré la fiabilité des résultats. Les résultats de la validation méthodologique ont prouvé que la linéarité, le test de précision et le taux de récupération de la méthode de détection améliorée pouvaient répondre aux exigences, avec une bonne reproductibilité et une sensibilité élevée.

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Protocole

Voir le tableau 1 pour plus d’informations sur les matières médicinales de Pheretima, Periplaneta americana et Hirudo. Ils ont été identifiés par le professeur Xu Runchun, de l’Université de médecine traditionnelle chinoise de Chengdu, comme étant les corps séchés de Pheretima aspergillum (E.Perrier), Periplaneta americana L. et Whitmania pigra Whitman.

1. Extraction des échantillons

  1. Écraser Pheretima, Periplaneta americana et Hirudo avec un moulin à herbes (voir le tableau des matériaux), tamiser la poudre médicinale à travers les tamis standard no 2 (ouverture du tamis : 0,8 mm) et no 4 (ouverture du tamis : 0,25 mm) et recueillir la poudre entre les deux tamis pour obtenir la poudre d’échantillon requise.
    REMARQUE: Le Pheretima est moelleux après broyage, de sorte que sa poudre n’a pas besoin d’être tamisée.
  2. Prélever 1 g de poudre (précision de 0,001 g) dans un tube à centrifuger en plastique de 50 mL, ajouter 20 mL de solution d’acide trichloracétique (TCA) à 5 % (voir le tableau des matières) et homogénéiser à 1 000 rmin-1 pendant 1 min avec un homogénéisateur à dispersion à grande vitesse.
  3. Après homogénéisation, centrifuger à 1 717 x g pendant 5 min à température ambiante, ajouter un peu de coton absorbant dans l’entonnoir en verre et filtrer le surnageant dans une fiole jaugée de 50 mL.
  4. Répétez le processus d’extraction ci-dessus deux fois avec 15 mL et 10 mL de solution de TCA à 5%. Mélanger le filtrat et le diluer à 50 mL avec une solution de TCA à 5 %.

2. Préparation du réactif

  1. Préparer une solution d’hydroxyde de sodium à 20 % : peser 20 g d’hydroxyde de sodium et utiliser de l’eau désionisée pour fixer le volume dans une fiole jaugée de 100 mL.
  2. Préparer la solution de TCA à 5 % : peser 25 g de TCA et utiliser de l’eau désionisée pour fixer le volume dans une fiole jaugée de 500 mL.

3. Préparation de la solution mère standard TMA

  1. Préparer la solution mère étalon TMA : peser 0,0162 g d’échantillon étalon de chlorhydrate TMA, le dissoudre dans une solution de TCA à 5 % et fixer le volume à 100 mL, égal à la concentration de 100 μg/mL de la solution mère étalon TMA. Conserver à 4 °C.
  2. Préparer la solution d’étalon-utilisation de TMA : prendre un certain volume de solution mère étalon de TMA et le diluer étape par étape avec une solution de TCA à 5 % à des concentrations de 0,1 μg/mL, 0,5 μg/mL, 1 μg/mL, 2 μg/mL, 5 μg/mL et 10 μg/mL de solution étalon TMA.

4. Exemple de traitement de l’espace de tête

  1. Peser avec précision 2 mL de solution d’hydroxyde de sodium et 0,5 g de paraffine solide (point de fusion : 58-60 °C) dans un flacon d’espace de tête de 20 ml (voir le tableau des matières).
  2. Placer le flacon d’espace de tête dans un four à 70 °C pendant environ 30 min. La paraffine solide fond complètement.
  3. Sortez-le et laissez-le refroidir à température ambiante pour que la paraffine se solidifie. La paraffine solidifiée scellera l’hydroxyde de sodium.
  4. Prenez 2 mL de chaque solution d’extraction d’échantillon et placez-la sur la couche de paraffine, appuyez sur le bouchon et sceller.
  5. Placez le flacon d’espace de tête scellé sur la machine (voir le tableau des matériaux) pour la mesure.

5. Définition des conditions d’analyse HS-GC-MS/MS

  1. Voir le tableau 2 pour les conditions d’espace de tête et les conditions GC-MS.
  2. Voir le tableau 3 pour les informations sur les ions.

6. Dessin de courbe standard

  1. Reportez-vous au traitement de l’espace de tête de l’échantillon aux étapes 4.1 à 4.3 pour préparer le flacon d’espace de tête contenant la couche d’étanchéité de lessive et de paraffine.
  2. Aspirer 2 mL de 0,1 μg/mL, 0,5 μg/mL, 1 μg/mL, 2 μg/mL, 5 μg/mL et 10 μg/mL de solution étalon TMA dans un flacon d’espace de tête de 20 mL, sceller le bouchon et mesurer sur la machine.

7. Test de précision

  1. Reportez-vous au traitement de l’espace de tête de l’échantillon aux étapes 4.1 à 4.3 pour préparer le flacon d’espace de tête contenant la lessive et la couche d’étanchéité à la paraffine.
  2. Aspirer 2 mL de solution étalon TMA à 0,1 μg/mL dans un flacon d’espace de tête de 20 mL et sceller le bouchon. Effectuer six essais parallèles dans la machine en suivant les instructions du fabricant (voir le tableau des matériaux).

8. Expérience du taux de récupération

  1. Prenez un lot de Pheretima, Periplaneta Americana et Hirudo (S02, S05, S07; Tableau 1) en tant que médicaments représentatifs pour l’expérience du taux de récupération.
  2. Prélever plusieurs lots d’échantillons de poudre (S02, S05, S07) et les cuire au four à 50 °C pendant 72 h jusqu’à ce qu’aucune AMT ne soit détectée.
  3. Se reporter à la méthode de préparation des échantillons dans les rubriques 4 à 6 pour détecter la teneur en AMT dans la poudre de médicament cuite.
  4. Prenez 1 g de poudre cuite (précision de 0,001 g), mettez-la dans un tube à centrifuger en plastique de 50 ml et ajoutez 50 μL de solution étalon TMA.
    NOTE: La concentration de la solution étalon TMA est de 100 μg/mL, 1000 μg/mL et 10000 μg/mL.
  5. Ajouter 20 mL de solution de TCA à 5% et homogénéiser à 1000 rmin-1 pendant 1 min.
  6. Après homogénéisation, centrifuger à 1717 x g pendant 5 min, ajouter un peu de coton absorbant dans l’entonnoir en verre et filtrer le surnageant dans une fiole jaugée de 50 mL.
  7. Répéter le processus d’extraction ci-dessus deux fois avec 15 mL et 10 mL de solution de TCA à 5 %; combiner le filtrat et le diluer à 50 mL avec une solution de TCA à 5 %.

9. Détermination des limites de détection (LD) et de quantification (LOQ)

  1. Déterminer la LD par la concentration correspondante lorsque le rapport signal/bruit (S/N) = 3.
  2. Déterminer la LQ par la concentration correspondante lorsque le S/N = 10.

10. Détermination de la teneur en AMT de l’échantillon

  1. Prenez environ 1 g de poudre fine de Pheretima, Periplaneta americana et Hirudo , respectivement, extrayez l’échantillon selon la méthode ci-dessus et déterminez-le sur la machine.

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Résultats

Les diagrammes schématiques du principe de prétraitement et du fonctionnement de ce protocole sont présentés à la figure 1 et à la figure 2, respectivement. Le temps de pointe de TMA était de 2,3 min, avec une forme de pic aiguë et aucune interférence d’autres impuretés (Figure 3). En mesurant la plage linéaire de 0,1 à 10 μg/mL de solution étalon TMA, avec la concentration de TMA comme abscisse et la surface du pic comme ordonnée, ...

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Discussion

Les médicaments d’origine animale proviennent de tout le corps, d’organes ou de tissus, de produits physiologiques ou pathologiques, d’excrétions ou de sécrétions et de produits transformés d’animaux. La TMA est une source importante d’odeur de poisson dans les médicaments d’origine animale; c’est une substance malodorante typique avec un seuil olfactif très bas (0,000032 × 10-6 V/V) et une forte odeur de poisson13. À l’heure actuelle, la méthode HS-GC-MS couramment utilisée ne permet p...

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Déclarations de divulgation

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Remerciements

Ce travail a été soutenu par des subventions de la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine (82173991) et du Programme des sciences et technologies du Sichuan (2022YFS0442).

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
CentrifugeuseBeckman Coulter Trading (China) Co.SSC-2-0213
Broyeur de phytothérapie chinoiseZhejiang Yongkang Xi’an Quincaillerie et usine pharmaceutiqueHX-200K
Four à convectionSanyo Electric Co., LtdMOV-112F
Décapant pour capuchons en aluminium de 20 mmANPEL Laboratory Technologies (Shanghai) IncV1750004
Balance électroniqueShimadzu Corporation Japon
Chromatographie en phase gazeuse spectrométrie de masseShimadzu Corporation JaponTQ-8050 NX
Headspace VialANPEL Laboratory Technologies (Shanghai) Inc25760200
HomogénéisateurShanghai biaomo FactoryFJ200-SH
Capuchon préassembléANPEL Laboratory Technologies (Shanghai) IncL4150050
Sample tamisZhenxing Sieve Factory/
SH-Volatile AmineChengdu Meimelte Technology Co., Ltd227-3626-01
Hydroxyde de sodiumChengdu Chron Chemicals Co., Ltd2022101401
Cire de paraffine solideShanghai Hualing Kangfuappareil usine 20221112
Acide trichloracétiqueChengdu Chron Chemicals Co., Ltd
Chlorhydrate de triméthylamineChengdu Aifa Biotechnology Co., LtdAF22022108
Système d’eau ultra-pureSichuan Youpu Ultrapure Technology Co., LtdUPR-11-5T
AUW220D2022102001

Références

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Erratum


Formal Correction: Erratum: An Improved Technique for Trimethylamine Detection in Animal-Derived Medicine by Headspace Gas Chromatography-Tandem Quadrupole Mass Spectrometry
Posted by JoVE Editors on 11/28/2023. Citeable Link.

An erratum was issued for: An Improved Technique for Trimethylamine Detection in Animal-Derived Medicine by Headspace Gas Chromatography-Tandem Quadrupole Mass Spectrometry. The Authors section was updated from:

Hui Ye1
Xuemei Liu1
Haozhou Huang2
Lin Huang1
Yang Bao1
Hongyan Ma1
Junzhi Lin3
Xiaoming Bao4
Dingkun Zhang1
Runchun Xu1
1State Key Laboratory of Southwestern Chinese Medicine Resources, Pharmacy School, Chengdu University of Traditional Chinese Medicine
2Innovative Institute of Chinese Medicine and Pharmacy, Chengdu University of Traditional Chinese Medicine
3TCM Regulating Metabolic Diseases Key Laboratory of Sichuan Province, Hospital of Chengdu University of Traditional Chinese Medicine
4Shimadzu (China) Co., Ltd

to:

Hui Ye1
Xuemei Liu1
JiaBao Liao2
Haozhou Huang3
Lin Huang1
Yang Bao1
Hongyan Ma1
Junzhi Lin4
Xiaoming Bao5
Dingkun Zhang1
Runchun Xu1
1State Key Laboratory of Southwestern Chinese Medicine Resources, Pharmacy School, Chengdu University of Traditional Chinese Medicine
2China Resources Sanjiu Modern Chinese Medicine Pharmaceutical Co., Ltd
3Innovative Institute of Chinese Medicine and Pharmacy, Chengdu University of Traditional Chinese Medicine
4TCM Regulating Metabolic Diseases Key Laboratory of Sichuan Province, Hospital of Chengdu University of Traditional Chinese Medicine
5Shimadzu (China) Co., Ltd

Mots-clés

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