Extraction et détection de la géosmine et du 2-méthylisobornéol dans l’eau et les poissons à l’aide de sondes d’extraction par sorption de grande capacité et de GC-MS

[Narrateur] Dans cette vidéo, nous allons démontrer le processus d’extraction et de détection de la géosmine et du 2-méthylisobornéol à partir d’échantillons d’eau et de poissons à l’aide de sondes d’extraction par sorption de haute capacité et de chromatographie en phase gazeuse couplée spectrométrie de masse, ou GC-MS. La géosmine et le 2-méthylisobornéol sont des composés organiques volatils d’origine microbienne qui se trouvent dans les cours d’eau, les étangs, les puits ou même les systèmes d’aquaculture en recirculation. Ces composés odorants peuvent conférer des odeurs et des saveurs désagréables à l’eau et aux poissons qui y sont élevés, même à des concentrations extrêmement faibles. Ici, nous voyons un scientifique recueillir de l’eau d’un système d’aquaculture en recirculation. Les échantillons d’eau de géosmine et de 2-méthylisobornéol sont prélevés dans des flacons en verre brun classés pour les COV, sans air restant dans le flacon. Pour ce faire, immergez et bouchez le flacon sous l’eau afin qu’il ne reste pas de bulles d’air. Nous commençons par préparer notre étalonnage et nos étalons internes. Tout d’abord, préparez une solution mère étiquetée C1 en ajoutant 10 microlitres de solution de géosmine et de 2-méthylisobornéol à une concentration de 100 microgrammes par litre dans une fiole jaugée de 100 millilitres. Remplissez le ballon jusqu’au repère de volume avec du méthanol de qualité LC/MS. Il en résulte une solution contenant chaque analyte à une concentration de 10 microgrammes par litre. Ensuite, les étalons sont préparés en ajoutant des volumes spécifiés de la solution mère C1 dans les fioles jaugées de 100 millilitres et en les remplissant au volume avec de l’eau désionisée. Il est important de préparer quotidiennement de nouveaux étalons d’étalonnage, car ces solutions sont extrêmement périssables. Pour les étalons internes, créez la solution mère I1 en ajoutant 10 microlitres de 2-isopropyl-3-méthoxypyrazine, également connue sous le nom d’IPMP, dans une fiole jaugée d’un litre remplie de méthanol de qualité LC/MS, ce qui donne une solution mère de 10 milligrammes par litre. Préparez ensuite une deuxième solution I2 en ajoutant cent microlitres de la solution mère I1 dans une fiole jaugée de cent millilitres et en la remplissant d’eau désionisée pour obtenir une concentration de 10 microgrammes par litre. Commencez par placer un échantillon d’eau de flacon de 20 millilitres dans le plateau d’échantillon. Pesez 2,5 grammes de chlorure de sodium et ajoutez-le à chaque flacon d’échantillon. L’ajout de sel améliore le transfert de géosmine et de MIB de l’eau vers l’espace de tête. Ajoutez cinq millilitres d’échantillon d’eau dans chaque flacon et enrichissez-le de 50 microlitres de la solution étalon interne I2. Boucher et sceller chaque flacon immédiatement après la préparation pour minimiser la perte d’analyte. L’étape suivante est l’extraction de l’analyte. Placez le plateau d’échantillonnage dans le support de plateau de l’échantillonneur automatique et préparez la méthode de l’instrument avec les paramètres clés suivants : Temps d’agitation de pré-échantillonnage à 10 minutes. Paramètres d’échantillonnage : Incuber à 65 degrés Celsius pendant 30 minutes avec une vitesse d’agitation de 400 tr/min. Assurez-vous que l’option de sonde Wash HiSorb est activée pour éviter la contamination croisée entre les échantillons. Désorption de la sonde : Réglez pendant 15 minutes à 270 degrés Celsius. Réglages du piège : Une température de charge du piège de 25 degrés Celsius et un débit divisé de huit millilitres par minute. Une fois ces paramètres en place, démarrez l’échantillonneur automatique en conjonction avec la méthode GC-MS pour l’analyse des échantillons d’eau. Pour l’analyse des tissus de poisson, placez un flacon de 20 millilitres par échantillon de poisson dans le plateau. Homogénéisez les tissus de poisson à l’aide d’un robot culinaire et pesez un gramme de tissu homogénéisé dans chaque flacon. Ajouter cinq millilitres d’une solution saturée de chlorure de sodium et doper chaque échantillon de 100 microlitres de la solution étalon interne I2. Boucher et sceller chaque flacon immédiatement. La méthode d’extraction des échantillons de poissons est similaire à celle de l’eau, mais avec des différences essentielles dues à la nature riche en lipides des tissus des poissons. Ces différences incluent le temps d’agitation avant l’échantillonnage : réglé sur 20 minutes. Température d’incubation de l’échantillonnage : 80 degrés Celsius pendant 30 minutes avec une vitesse d’agitation de 400 tr/min. Assurez-vous que la fonction de sonde Wash HiSorb est activée. Une fois ces étapes terminées, exécutez l’échantillonneur automatique en conjonction avec la méthode GC-MS pour l’analyse des échantillons de poissons, Les mêmes paramètres GC-MS s’appliquent aux méthodes de l’eau et des tissus de poisson. Le GC est équipé de cinq colonnes MS 30 mètres par 0,25 millimètre par 0,25 micron. Un hélium ultra-pur est utilisé comme gaz vecteur, avec un débit de deux millilitres par minute. Le programme du four commence par une température initiale de 60 degrés Celsius maintenue pendant trois minutes, suivie d’une rampe de température de 10 degrés Celsius par minute à 100 degrés Celsius, puis de 20 degrés Celsius par minute à 190 degrés Celsius et de 30 degrés Celsius par minute à 280 degrés Celsius avec un temps de maintien final de deux minutes. La durée totale est d’environ 16,5 minutes. Pour la ligne de transfert entre le GC et le MS, réglez la température à 280 degrés Celsius avec la source d’ions à 250 degrés Celsius et le quadruple à 200 degrés Celsius. En mode MS pour balayage, utilisez une plage de rapport masse/charge de 50 à 350. Pour la surveillance des ions sélectionnés, ou SIM, utilisez les ions suivants pour la quantification et la confirmation : IPMP, rapport masse/charge 152 et 137. MIB, rapport masse/charge de 95 à 107. Et la géosmine, 112 et 55 rapport masse/charge. Enfin, vérifiez toujours manuellement les sélections de pics dans votre logiciel de chromatographie pour éviter les erreurs. Ce protocole décrit les étapes de la détection de la géosmine et du 2-méthylisobornéol dans l’eau et les échantillons de poissons à l’aide de sondes d’extraction par sorption de grande capacité et de GC-MS. En suivant attentivement ces instructions, les chercheurs peuvent garantir des résultats précis et fiables dans l’analyse de la présence de ces composés. La première figure montre l’effet de la température de désorption de la sonde sur le transfert. Un étalon de laboratoire contenant de la géosmine et du 2-méthylisobornéol à 20 nanogrammes par litre a été analysé à trois températures de désorption de sonde différentes. Le panneau A fournit les zones de pic moyennes pour la géosmine et le MIB. Chaque sonde a ensuite été désorbée deux fois de plus à la même température initiale pour évaluer le transfert. Les résultats pour la géosmine et la MIB sont présentés dans les panneaux B et C respectivement. Le report est exprimé comme la surface du pic en pourcentage de la surface du pic initial. Les barres d’erreur représentent l’écart-type sur trois répétitions. Les résultats indiquent qu’une température de désorption plus élevée minimise le transfert sans compromettre la sensibilité. La figure deux représente une comparaison de la récupération de données corrigées et non corrigées pour des étalons analytiques à 15 et 40 nanogrammes par litre à l’aide de sondes PDMS pour l’extraction. Les échantillons ont été corrigés à l’aide de la 2-isopropyl-3-méthoxypyrazine, ou IPMP, comme étalon interne. Sans correction, la récupération était significativement plus faible, avec des corrections à environ 60 % des quantités dopées connues. Une fois corrigé, le taux de récupération était proche de 100 %, ce qui démontre l’importance d’utiliser des normes internes pour une quantification précise. La figure trois compare les données de récupération de la géosmine à gauche et du 2-méthylisobornéol à droite à 15 nanogrammes par litre à l’aide de deux types de sondes : les sondes PDMS uniquement et les sondes triphasées, qui comprennent le PDMS, le divinylbenzène et le carbone à large gamme. Les deux types de sondes présentent de bonnes performances, bien que les sondes PDMS uniquement aient des taux de récupération légèrement meilleurs. Compte tenu de ce résultat et des économies réalisées, des analyses ultérieures ont été effectuées avec des sondes PDMS uniquement. La figure quatre montre la régression linéaire des courbes d’étalonnage pour la géosmine et la MIB. La plage solide représente la géosmine avec une valeur R carré de 0,9999, et la ligne pointillée représente la MIB, également avec une valeur R carré de 0,9999. Les deux courbes présentent une excellente linéarité avec une erreur minimale, validant la précision quantitative de la méthode sur la plage de concentration testée. La figure cinq illustre les concentrations de géosmine et de 2-méthylisobornéol dans des échantillons d’eau prélevés dans sept systèmes aquacoles différents. Le panneau A montre les concentrations de géosmines et le panneau B montre les concentrations de MIB. Chaque système comportait au moins trois répétitions et, dans la plupart des cas, les concentrations de ces composés étaient supérieures aux limites de détection de la méthode. Un système, étiqueté comme système un, a dépassé le seuil d’odeur humaine pour la géosmine, mettant en évidence un problème potentiel de qualité de l’eau dans ce système. La figure six fournit des données provenant de deux échantillons de poissons, étiquetés F1 et F2, qui ont été enrichis à la géosmine et au 2-méthylisobornéol. Les deux composés ont été analysés en trois exemplaires pour déterminer la récupération et la précision. Les concentrations de géosmine et de MIB ainsi que les échantillons de poissons enrichis sont tracés, démontrant la capacité de la méthode à détecter avec précision ces composés, même dans les tissus des poissons riches en lipides. Les méthodes décrites aujourd’hui fournissent un cadre solide pour la détection sensible de la géosmine et du 2-méthylisobornéol. Grâce à l’intégration de sondes d’extraction par sorption de grande capacité et d’une analyse GC-MS précise, nous avons démontré une technique qui améliore considérablement nos capacités de détection. Cette avancée méthodologique améliore non seulement le rendement, mais réduit également le risque d’erreur humaine et augmente la reproductibilité des résultats. Au fur et à mesure que nous perfectionnons ces techniques, elles deviendront sans aucun doute des outils indispensables dans le domaine de la surveillance environnementale et de l’évaluation de la qualité des aliments.