מיצוי וזיהוי של גאוסמין ו-2-מתילאיזובורנול במים ובדגים באמצעות בדיקות מיצוי סופגות בעלות קיבולת גבוהה ו-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

מאמר שיטה

מיצוי וזיהוי של גאוסמין ו-2-מתילאיזובורנול במים ובדגים באמצעות בדיקות מיצוי סופגות בעלות קיבולת גבוהה ו-GC-MS

DOI:

10.3791/67280

⸱

3 ביולי 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

במאמר זה

סיכום

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

פרוטוקול זה מציג זרימת עבודה אוטומטית לחלוטין למיצוי גאוסמין ו-2-מתילאיזובורנול מרקמות דגים עשירות במים ושומנים השיטה מאפשרת זיהוי מוקדם של מולקולות אלו לפני שהן מגיעות לסף הריח. נתונים מייצגים מסביבת חקלאות ימית מסופקים.

תקציר

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

Geosmin ו-2-methylisoborneol הן תרכובות אורגניות נדיפות ממקור מיקרוביאלי המתרחשות לעתים קרובות במערכות חקלאות ימית מחזוריות ומעניקות ריחות וטעמים לא נעימים לדגים בהן, אפילו בריכוזים נמוכים במיוחד. השיטות האנליטיות הקיימות לתרכובות אלה בדגים מתקשות להשיג תפוקת דגימה מספקת ולעתים קרובות אינן אוטומטיות, ודורשות הכנה מעשית נרחבת. פיתחנו שיטות לניתוח גאוסמין ו-2-מתילאיזובורנול מרקמות מים ודגים, בהתאמה, באמצעות בדיקה מתכתית הנושאת שלב מיצוי ספיגה בעל קיבולת גבוהה. זיהוי חזק וכמותי הושג הן מרקמות מים והן מרקמות דגים, עם מגבלות זיהוי מינימליות של 1.2 ננוגרם/ליטר עבור גאוסמין ו-1.1 ננוגרם/ליטר עבור 2-מתילאיזובורנול ממים ו-18.1 ננוגרם/ק"ג ו-13.6 ננוגרם/ק"ג, בהתאמה, מרקמת דגים. ריכוזים אלה היו הרבה מתחת לסף הגילוי האנושי. לפיכך, הגענו למסקנה ששיטות אלה יכולות לזהות גאוסמין ו-2-מתילאיזובורנול לפני שהם הפכו מורגשים לבני אדם. בניגוד לטכניקות מיצוי סופגות אחרות בעלות קיבולת גבוהה, כגון מיצוי סופג במוט ערבוב, טכניקה זו ניתנת לאוטומטית לחלוטין, משפרת באופן דרמטי את התפוקה ומונעת שגיאות טיפול ידניות, בעוד שהעיצוב העמיד של הגשושית מונע שבירה, כמו הנפוץ בסיבים של מיקרו-מיצוי פאזה מוצקה (SPME). שיטה זו מתאימה לניטור ריחות בכל הגדרות איכות המים, כמו גם לזיהוי תרכובות לא טעם במטריצות מוצקות ומוצקות למחצה.

מבוא

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

גאוסמין (GSM) ו-2-מתילאיזובורנאול (MIB) מופיעים באופן טבעי במים ובקרקעות כתוצרי לוואי של חילוף חומרים מיקרוביאלי ^1,2. למרות שהם בדרך כלל אינם מסוכנים לסביבה או לבריאות האדם, הם מעניקים למים ריחות וטעמים 'אדמתיים' ו'בוציים' לא נעימים, המורגשים גם בריכוזים נמוכים במיוחד, עד 10 ו-20 ננוגרם/ליטר עבור GSM ו-MIB, בהתאמה ^3,4. ככזה, נוכחותם של ריחות אלה מפחיתה את האיכות הנתפסת של המים והיא מאוד לא רצויה ברוב ההקשרים. בנתיבי מים פנימיים, ריחות מפחיתים את המשיכה למבקרים ועלולים לעורר תלונות לרשויות הסביבה⁵, בעוד שבמי שתייה, ריחות מעניקים ריח וטעם לא נעימים שהצרכנים מוצאים שאינם מקובלים⁶. ואכן, מדינות רבות הטילו מגבלות רגולטוריות על רמות הריח במי השתייה, כאשר סין קבעה 10 ננוגרם/ליטר כריכוז ה-GSM המרבי המותר⁷.

מערכות חקלאות ימית מחזוריות (RASs) הופכות לחשובות יותר ויותר בתעשיית החקלאות הימית כאמצעי לייצור דגים. מערכות אלו פועלות ביבשה ועושות שימוש חוזר במים באופן רציף ובכך מפחיתות את ההשפעה הסביבתית, אך נדרש סינון נרחב של מי RAS כדי לשמור על תנאים אופטימליים לגידול דגים. מסננים ביולוגיים של מיטה נעה מתיישבים על ידי חיידקים בשל שפע החומרים המזינים בצואת דגים ומזון שלא נאכל⁸. חיידקים אלה מועילים לסילוק פסולת חנקנית ועודפי חומרים מזינים; עם זאת, מינים מסוימים עשויים לייצר GSM, MIB וריחות אחרים⁴. ריחות אלה מחלחלים למים ונספגים בבשר הדג, שם הם יכולים להקנות מאפייני ריח וטעם לא נעימים שהצרכנים מוצאים התנגדות. ערכי סף הריח בבשר הדגים תלויים במין, אך הערכים עבור סלמון אטלנטי, מין נפוץ ב-RASs, הם 44-500 ננוגרם/ק"ג עבור GSM ו->900 ננוגרם/ק"ג עבור MIB⁴. לפיכך, מפעילי RAS צריכים לנטר באופן קבוע את ריכוזי ה-GSM וה-MIB במערכות שלהם כדי להבטיח שאלה לא יגיעו לרמות בעייתיות⁴. ניתן לטהר דגים מושפעים מתרכובות לא טעימות לפני הקטיף כדי לשחזר את איכות הפילה; עם זאת, זהו תהליך יקר הדורש מהמתקן להפסיק את מחזור המים ובמקום זאת להזרים מים חדשים דרך המערכת למשך 10-14 ימים⁹. בהתחשב בכך ש-GSM ו-MIB מהווים בעיה מתמשכת ויקרה כלכלית במגוון רחב של תעשיות, הגיוני להעריך מחדש ולשפר שיטות אנליטיות לזיהוי. באופן אידיאלי, מפעילי RAS צריכים להיות מסוגלים לנטר הן את מי ה-RAS כדי לזהות ריכוזי GSM ו-MIB הולכים וגדלים לפני שהם הופכים לבעייתיים, והן את רקמות הדגים כדי לקבוע אם ובאיזו מידה רמות GSM ו-MIB השפיעו על איכות המוצר.

רוב השיטות לזיהוי GSM ו-MIB משתמשות בכרומטוגרפיה של גז (GC) עם ספקטרומטר מסה (MS) או גלאי יינון להבה (FID) להפרדה וזיהוי, אך האופן שבו ריחות מופקים בתחילה ממטריצת המים משתנה מאוד, עם שיטות רבות שפורסמו¹⁰. העובדה שמגוון כזה של שיטות נוסו ואכן עדיין נמצאות בשימוש שגרתי מעידה על העובדה שלכל אחת מהן יש חסרונות משמעותיים. חסרונות אלה כוללים דרישה לגודל מדגם גדול וכמויות גדולות של ממס כמו במיצוי נוזל-נוזל (LLE), רגישות נמוכה והפרעות מים כמו בשיטות מבוססות מרווח ראש, או בעיות נרחבות עם העברה וזיהום מערכת כמו בטיהור ומלכודת (P ו-T).

מיצוי ספיגה מכסה מגוון טכניקות מיצוי שבהן ניתן להשתמש בשלב ספיגה מוצק כדי לחלץ ריחות מחלל הראש מעל דגימה או מהדגימה עצמה באמצעות טבילה ישירה¹⁰. טכניקות אלו תואמות נפחי דגימה קטנים יותר מטכניקות אחרות, אינן דורשות ממיסים, ובדרך כלל אינן מושפעות קשות מהפרעות מים. עם זאת, הצורה הנפוצה ביותר של מיצוי סופג, מיקרו-מיצוי פאזה מוצקה (SPME), משתמשת רק בנפח קטן של פאזה סופגת עם קיבולת נמוכה לאנליטים, מה שמגביל את יעילות המיצוי. בנוסף, הסיבים השבירים המעורבים עלולים להינזק או להישבר¹¹, ולהפריע לתהליכי העבודה. מיצוי ספיגה של מוט ערבוב (SBSE) מתגבר על קשיים אלה עם נפח פאזה גדול יותר ועיצוב עמיד יותר אך אינו אוטומטי בקלות, ודורש העברה ידנית של מוטות ערבוב לדגימות ומדגימות לצינורות ספיגה תרמיים¹². בהקשר של בדיקת מים שגרתית, שבה תפוקה גבוהה היא קריטית, היעדר אוטומציה זה מהווה מחסום משמעותי.

מטרת השיטה שלנו היא לשפר את השיטות הנ"ל ביחס לתפוקת הדגימה וליכולת מיצוי הספיגה הכוללת. לפיכך, פיתחנו טכניקה המשתמשת בבדיקות מיצוי ספיגה בעלות קיבולת גבוהה (HCSE), המשלבת את יכולת הניתוח הגבוהה והחוסן של SBSE עם בחירת פאזה ואוטומציה של SPME לניתוח כמותי ותפוקה גבוהה של GSM ו-MIB. עם כמה שינויים, ניתן ליישם את הטכניקה הן על דגימות מים והן על דגימות של רקמת דגים הומוגנית. כאן, אנו מתארים את הפרוטוקול בנתוני אימות מלאים ונוכחים המדגימים שהוא ניתן לשחזור, ליניארי ורגיש מאוד. למרות שדגימות חקלאות ימית משמשות למטרות הדגמה כאן, הפרוטוקול מתאים לניטור ריחות במגוון רחב של סוגי דגימות, כולל מים, קרקעות ומוצרי מזון שונים. הודות לאוטומציה מלאה, הפרוטוקול מועיל במיוחד כאשר מספרי המדגם צפויים להיות גבוהים.

פרוטוקול

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

דגימות הדגים נאספו מבעלי חיים שכבר נשחטו למאכל אדם. לכן, לא נדרש אישור אתי.

1. הכנת כיול ותקנים פנימיים

הכנה סטנדרטית לכיול
1. הכן תמיסת מלאי C1 על ידי הוספת 10 מיקרוליטר של תמיסת גאוסמין ו-2-מתילאיזובורנול (100 מיקרוגרם/מ"ל) לבקבוק נפח של 100 מ"ל ומילוי לנפח במתנול בדרגת LC-MS. התמיסה המתקבלת תכיל כל אנליט ב-10 מיקרוגרם/ליטר (ppb).
2. הכן תקני כיול על ידי הוספת תמיסת מלאי C1 בנפח המצוין בטבלה 1 לבקבוק נפח של 100 מ"ל ומילוי לנפח במים נטולי יונים.
3. הכינו תקני כיול חדשים מדי יום, מכיוון שהם מתכלים ביותר.
  הערה: חשוב להכין את פתרונות המלאי הללו טריים מדי יום.
הכנת תקן פנימי
1. הכן תמיסת מלאי (I1) על ידי הוספת 10 מ"ג של 2-איזופרופיל-3-מתוקסי פירזין (IPMP) (>98% טהור) לבקבוק נפחי של 1 ליטר מלא בנפח עם מתנול בדרגת LC-MS ויוצר מלאי של 10 מ"ג/ליטר.
2. פיפטה 100 מיקרוליטר של תמיסה I1 לבקבוק נפח של 100 מ"ל ומלאת עד נפח במים נטולי יונים כדי לתת תמיסה I2 (10 מיקרוגרם/ליטר). ספיקו 50 מיקרוליטר לכל בקבוקון דגימה כדי להגיע לריכוז סופי של 100 ננוגרם/ליטר.

2. ניתוח מים

הכנת מדגם
1. הנח בקבוקון אחד של 20 מ"ל עבור כל דגימת מים המנותחת במגש הדגימה.
2. בעזרת משקל מכויל שקלו והניחו 2.5 גרם NaCl בכל בקבוקון דגימה עליון של 20 מ"ל.
  הערה: הוספת מלח משפרת את העברת ה-MIB והגאוסמין מהמים לחלל הראש.
3. בעזרת פיפטה או מתקן לבקבוק, הוסף 5 מ"ל ממי הדגימה לכל בקבוקון דגימה עליון של 20 מ"ל.
4. פיפטה 50 מיקרוליטר של הפתרון הסטנדרטי הפנימי I2 לכל דגימה, תקן כיול וכל דגימות QA/QC, כולל ריקים.
5. הנח את הפקק על גבי הבקבוקון ואטום אותו בכלי כיווץ בקבוקון כדי למזער את אובדן האנליט.
6. עבד רק 1-2 דגימות בכל פעם ואטום במהירות כל בקבוקון לאחר השלמתו כדי למזער את אובדן האנליט של אנליטים נדיפים.
מיצוי אנליטים (מים)
1. הנח את מגש הדגימה על מחזיק מגש הדגימה האוטומטית.
2. כדי להכין שיטת מכשיר, פתח את תוכנית המכשירים ולחץ על עורך השיטות.
  1. צור שיטה חדשה על-ידי הזנת הפרמטרים הבאים בעורך השיטות (השארת פרמטרים אחרים בערכי ברירת המחדל שלהם):
  2. ב'דגימה מוקדמת', הגדר את זמן התסיסה של הבקבוקון ל-10 דקות כדי לאפשר לאנליטים להתחלק מהמים לחלל הראש.
  3. ב'דגימה', הגדר את טמפרטורת הדגירה ל-65 מעלות צלזיוס, זמן הדגירה ל-30 דקות ומהירות התסיסה ל-400 סל"ד.
  4. ודא ש'בדיקת שטיפת HiSorb' מופעלת; אחרת, מטריצת הדגימה השיורית עלולה לזהם את המערכת.
  5. ב'ספיגת בדיקה', הגדר את זמן הספיחה ל-15 דקות ואתטמפרטורת הספיגה D ל-270 מעלות צלזיוס.
  6. בהגדרות המלכודת, הגדר את הטמפרטורה הנמוכה של המלכודת ל-25 מעלות צלזיוס ואת 'זרימה מפוצלת' ל-8 מ"ל/דקה.
3. הפעל את שיטת הדגימה האוטומטית בשילוב עם שיטת GC-MS על ידי לחיצה על כפתור התחל בכל אחת מהתוכניות המתאימות.

3. ניתוח רקמות דגים

הכנת מדגם
1. הנח בקבוקון אחד של 20 מ"ל עבור כל דגימת דג המנותחת במגש הדגימה.
2. הומוגניזציה של רקמת הדג באמצעות מעבד מזון זמין מסחרית.
3. בעזרת משקל מכויל, שקלו 1.00 גרם של רקמת דגים הומוגנית בכל בקבוקון.
4. פיפטה 5 מ"ל של תמיסת NaCl רוויה לכל בקבוקון.
5. פיפטה 100 מיקרוליטר של התמיסה הסטנדרטית הפנימית I2 לכל דגימה, דגימת כיול וכל דגימות QA/QC.
6. הניחו מכסה על גבי הבקבוקון ואטמו בעזרת כלי כיווץ הבקבוקון.
7. הכן רק 1-2 דגימות בכל פעם כדי להפחית את אובדן התרכובות הנדיפות למחצה.
מיצוי אנליטים (דגים)
1. הנח את מגש הדגימה על מחזיק מגש הדגימה האוטומטית.
2. הכן שיטת מכשיר באופן הבא (השארת פרמטרים אחרים בערכי ברירת המחדל שלהם).
  הערה: זמן תסיסה של בקבוקון לפני הדגימה וטמפרטורת הדגירה שונים מסעיף 2.2.2.
  1. ב'דגימה מוקדמת', הגדר את זמן התסיסה של הבקבוקון ל-20 דקות.
  2. ב'דגימה', הגדר את טמפרטורת הדגירה ל-80 מעלות צלזיוס, זמן הדגירה ל-30 דקות ומהירות התסיסה ל-400 סל"ד.
  3. ודא ש'בדיקת שטיפת HiSorb' מופעלת, אחרת, שאריות דגימה מטריצת עלולות לזהם את המערכת.
  4. ב'ספיגת בדיקה', הגדר את זמן הספיחה ל-15 דקות ואת טמפרטורת הספיחה ל-270 מעלות צלזיוס.
  5. בהגדרות השמנה, הגדר את הטמפרטורה הנמוכה של המלכודת ל-25 מעלות צלזיוס ואת הזרימה המפוצלת ל-8 מ"ל/דקה.
    הערה: נדרש כאן שלב דגימה ארוך וחם יותר בשל הזיקה הגבוהה יותר של MIB ו-GSM לרקמות דגים עשירות בשומנים לעומת מים.
3. הפעל את שיטת הדגימה האוטומטית בשילוב עם שיטת GC-MS על ידי לחיצה על כפתור התחל בכל אחת מהתוכניות המתאימות.

4. הפרדה וזיהוי באמצעות GC-MS

השתמש באותם פרמטרים של GC-MS עבור שיטות מים ורקמות דגים.
ודא שה-GC מצויד בעמודה של 5MS, 30 מ' x 0.25 מ"מ x 0.25 מיקרומטר ומסופק עם גז נושא הליום טהור במיוחד. הגדר את קצב זרימת המוביל ל-2 מ"ל/דקה.
הכן תוכנית תנור GC באופן הבא: טמפרטורה ראשונית של 60 מעלות צלזיוס, מוחזקת למשך 3 דקות, לאחר מכן רמפת טמפרטורה של 10 מעלות צלזיוס לדקה עד 100 מעלות צלזיוס, לאחר מכן 20 מעלות צלזיוס לדקה עד 190 מעלות צלזיוס, לאחר מכן 30 מעלות צלזיוס לדקה עד 280 מעלות צלזיוס, עם זמן החזקה סופי של 2 דקות. זמן הריצה הכולל נקבע ל-16.5 דקות.
הגדר את קו ההעברה בין GC ל-MS ל-280 מעלות צלזיוס ואת מקור היונים והרביעייה ל-250 מעלות צלזיוס ו-200 מעלות צלזיוס, בהתאמה.
לזיהוי MS במצב סריקה, השתמש בטווח סריקה של m/z 50-350.
עבור פעולת ניטור יונים נבחרת (SIM), השתמש בכימות ואישור יונים בהתאמה של m/z 95 ו-107 עבור MIB, m/z 137 ו-152 עבור IPMP, ו-m/z 112 ו-55 עבור GSM.
הערה: חבילות תוכנה רבות לכרומטוגרפיה כוללות בחירת שיא אוטומטית, אך מומלץ מאוד לסקור ידנית את בחירת השיא לאיתור שגיאות.

תוצאות

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

אופטימיזציה של שיטות

ניסויים שונים נערכו כדי להבטיח אופטימיזציה של השיטה, כולל הערכת העברה, אופטימיזציה של זמן ספיגת הבדיקה, הערכה סטנדרטית פנימית, הערכת שלב בדיקה, הערכת ליניאריות וחזרתיות וחישוב גבול זיהוי השיטה.

הערכת העברה

התחלנו את הניסוי שלנו בטמפרטורת ספיגה של 250 מעלות צלזיוס. הוכנו תקני כיול, כפי שמוצג בטבלה 1. כדי להעריך את ההעברה, ניתחנו תקני GSM ו-MIB ב-20 ננוגרם/ליטר ואז המשכנו, לפי הסדר, בריצה של פרמטרי GC-MS מבלי להזריק דבר לעמודה (עמודה ריקה), ספיגה של מלכודת המיקוד מבלי להעביר דבר מהמזרק (מלכודת), חימום של המזרק מבלי להכניס בדיקה (מזרק ריק), וספיחה של הגשושית ללא דגימה מוקדמת (בדיקה ריקה). פחות מ-1% העברה נצפתה בעמודה ריקה, מלכודת ריקה ומזרק ריק, אך בריק הבדיקה, ההעברה הייתה ב-9.35% ו-3.77% עבור GSM ו-MIB, בהתאמה (טבלה 2). לפיכך, קבענו שהייתה העברה משמעותית של GSM בבדיקת PDMS בתנאים בהם נעשה שימוש.

אופטימיזציה של זמן ספיגה

לאחר שזיהינו העברה בבדיקת PDMS, ביקשנו לפתור זאת על ידי התאמת טמפרטורת הספיגה של הבדיקה. טמפרטורת ספיגה גבוהה יותר של בדיקה צפויה להגדיל את קצב הספיחה האנליטית מהגשושית כך שהספיגה תהיה שלמה יותר עד סוף זמן הספיגה של 15 דקות. עם זאת, טמפרטורה גבוהה יותר עלולה גם לקדם פירוק אנליטים ולכן להשפיע לרעה על הרגישות. טמפרטורות גבוהות יותר עלולות גם לפגוע בחומרים סופגים, ולכן יש להימנע מטמפרטורות מעל 280 מעלות צלזיוס. העברת GSM הייתה משמעותית בטמפרטורת הספיגה של 250 מעלות צלזיוס, אך זו פחתה משמעותית להרבה מתחת לסף הקבילות של 5% כאשר נעשה שימוש ב-270 מעלות צלזיוס במקום זאת (איור 1). שיפור זה הושג ללא אובדן רגישות, כאשר אזורי השיא שהופקו לניתוח הראשוני לא היו קטנים יותר ב-270 מעלות צלזיוס מאשר עבור טמפרטורות ספיגה נמוכות יותר של בדיקה (איור 1). זה מצביע על כך שכל עלייה בהתפלגות האנליטים היא זניחה.

שימוש בתקן פנימי

התרכובת 2-איזופרופיל-3-מתוקספירוזין שימשה באופן נרחב כתקן פנימי במהלך גילוי GSM ו-MIB¹³. השווינו את הריכוזים המחושבים של GSM ו-MIB עם הריכוזים הידועים, עם ובלי תיקון תקן פנימי. ההתאוששות ללא תיקון תקן פנימי הייתה גרועה, עם ריכוזים מחושבים ב-60% מהריכוזים הידועים (איור 2). לעומת זאת, עם תיקון תקן פנימי, ההתאוששות הייתה טובה מאוד, באזור ה-100%. לפיכך, יישמנו תיקון תקן פנימי בכל הניתוחים העתידיים.

בחירת שלב

בניתוחי SPME, פחמן רחב טווח (CWR) ו/או דיוויניל בנזן (DVB) מתווספים לעתים קרובות ל-PDMS כדי לשפר את הרגישות, אך זה מגדיל את העלות. ביקשנו להשוות בדיקות PDMS בלבד עם בדיקות תלת-פאזיות (DVB/CWR/PDMS), בהתחשב בכך שנפח הפאזה המוגבר של הגשושית עשוי לשפר את הרגישות לעומת סיבי SPME. נתוני התאוששות עבור PDMS ובדיקות תלת-פאזיות (איור 3) ממחישים ביצועים דומים באופן כללי בין שני סוגי הבדיקות, עם התאוששות מעט קרובה יותר ל-100% עם בדיקות ה-PDMS. לפיכך, בהתחשב בביצועים מעט טובים יותר ובעלויות מופחתות, ביצענו את כל הניתוחים העתידיים עם בדיקות PDMS. יש לציין כי מכיוון שהגשושית אוספת אנליטים מחלל הראש ולא באמצעות מגע ישיר עם מטריצת הדגימה, הקינטיקה של חלוקת GSM / MIB לחומר הפאזה לא צריכה להיות שונה בין דגימות מים ודגים.

אימות שיטה

נותחה סדרת כיול המכסה שישה ריכוזים של אנליטים במים מ-1 עד 100 ננוגרם/ליטר (איור 4). הושגה ליניאריות מצוינת, עם r²של 0.9999 עבור GSM ו-0.9999 עבור MIB. שגיאת התקן של רגרסיה הייתה 0.43 ו-0.37 עבור GSM ו-MIB, בהתאמה. זה מצביע על כך שהשיטה מתאימה לניתוחים כמותיים על פני הטווח המוערך. קבענו יכולת חזרה משמונה שכפולים של תקני מעבדה המכילים GSM ו-MIB ב-40 ננוגרם/ליטר במים. ערכי RSD היו 6.3% עבור GSM ו-4.8% עבור MIB, מה שמדגים יכולת שחזור יוצאת דופן של התוצאות. שכפולים אלה נותחו בשלוש קבוצות נפרדות בימים שונים, מה שמדגים עוד יותר את הדיוק של השיטה. לפיכך, HCSE עם ניתוח GC-MS היא שיטה כמותית ואמינה.

מגבלות זיהוי מינימליות (MDL)

ה-MDL חושב לפי פרוטוקול¹⁴ של ה-EPA האמריקאי באמצעות דגימות מים דוקרניים (n=10) או דגימות דגים (n=11). השיטה למיצוי וזיהוי של GSM ו-MIB במים ייצרה מגבלות זיהוי של 1.2 ננוגרם/ליטר עבור GSM ו-1.1 ננוגרם/ליטר עבור MIB. MDLs אלה היו הרבה מתחת לערכי סף הריח האנושי של כ-10 ו-20 ננוגרם/ליטר, בהתאמה. לפיכך, השיטה המוצעת יכולה לזהות בביטחון וכמותית את הצטברות המולקולות הריחניות הללו לפני שהן מגיעות לסף החישה האנושי. מגבלות הזיהוי למיצוי וזיהוי של GSM ו-MIB מדגים הניבו מגבלות של 18.1 ננוגרם/ק"ג עבור GSM ו-13.6 ננוגרם/ק"ג עבור MIB.

ניתוח דגימות מים מחקלאות ימית

ניתחנו דגימות מים שנלקחו משבע מערכות חקלאות ימית מחזוריות, עם חמישה שכפולים (מערכת 3) או שלושה שכפולים (כל המערכות האחרות) שהוערכו עבור כל אחת מהן. כל מערכות החקלאות הימית המחזוריות שנותחו מלבד אחת הכילו גאוסמין ו-MIB בריכוזים מעל ה-MDL שלנו (איור 5), מה שמצביע על בעיה פוטנציאלית באיכות המים. עם זאת, ציינו כי בכל המקרים, MIB היה הרבה מתחת לסף הריח האנושי של 20 ננוגרם/ליטר, בעוד שרק מערכת אחת חרגה מסף הריח של GSM של 10 ננוגרם/ליטר (מערכת 1, ריכוז GSM = 12.69 ננוגרם/ליטר). בעוד שזיהינו GSM ו-MIB במערכת 3, אנו מציינים שהריכוז של MIB נופל מתחת ל-MDLs המחושבים שלנו, ולכן לא ניתן לכמת את הריכוז בביטחון. השיטה הדגימה דיוק מרשים בכל המערכות למרות השימוש בדגימות מים בעולם האמיתי עם מעט מאוד שונות בריכוז המחושב בין דגימות משוכפלות בכל מערכת (איור 5).

ניתוח רקמות דגים

רקמת דגים, עשירה בשומנים, מעניקה אפקט מטריצה חזק המעכב מיצוי GSM ו-MIB בשיטה זו. מסיבה זו, נעשים שינויים עדינים בשיטה כדי להגביר את יעילות המיצוי, כולל טמפרטורת דגירה גבוהה יותר (80 מעלות צלזיוס) וזמן דגירה ארוך יותר (20 דקות) בהשוואה לשיטת מיצוי המים. רקמות דגים נותחו בעבר כדי לקבוע ריכוזי רקע GSM ו-MIB. אותן דגימות הוכנסו לאחר מכן עם כמות ידועה של GSM ו-MIB ונותחו בשלוש עותקים כדי לקבוע אחוזי התאוששות ודיוק (איור 6).

figure-results-1
איור 1: השפעת טמפרטורת ספיגת הבדיקה על ההעברה. (A) תקן מעבדה המכיל GSM ו-MIB ב-20 ננוגרם/ליטר נותח באחת משלוש טמפרטורות ספיגה של בדיקה בשלוש פעמים, עם שטחי שיא ממוצעים. לאחר מכן כל בדיקה נספגה פעמיים נוספות בטמפרטורה הראשונית כדי להעריך את ההעברה עם תוצאות ב-(B) (GSM) ו-(C) (MIB). העברה מתבטאת כאזור שיא כאחוז משטח השיא ההתחלתי. קווי שגיאה מייצגים סטיית תקן על פני שלושה שכפולים. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

figure-results-2
איור 2: שימוש סטנדרטי פנימי. השוואה בין נתוני שחזור נתונים מתוקנים לעומת לא מתוקנים עבור תקנים אנליטיים ב-15 או 40 ננוגרם/ליטר, עם חילוץ על ידי בדיקות PDMS בלבד. ריכוזי הדגימות תוקנו באמצעות שימוש ב-IPMP כתקן פנימי. אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

figure-results-3
איור 3: התאוששות אנליטית. נתוני התאוששות עבור תקנים אנליטיים של GSM (משמאל) ו-MIB (מימין) ב-15 ננוגרם/ליטר, עם חילוץ על ידי בדיקות PDMS בלבד או תלת-פאזיות (PDMS, DVB, CWR). אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

figure-results-4
איור 4: עקומות כיול אנליטיות. רגרסיות ליניאריות של עקומות כיול עבור GSM (קו מוצק, r² של 0.9999; S=0.37) ו-MIB (קו מקווקו, r² של 0.9999; S=0.37). אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

figure-results-5
איור 5: יישום מים בחקלאות ימית. ריכוזים של (A) GSM ו-(B) MIB בדגימות מים שנלקחו משבע מערכות חקלאות ימית (n ≥ 3 לכל מערכת). אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

figure-results-6
איור 6: יישום רקמת דגים. ריכוזי GSM ו-MIB משתי דגימות דגים עלו עם GSM ו-MIB (F1 ו-F2). אנא לחץ כאן לצפייה בגרסה גדולה יותר של איור זה.

שם הפתרון	נוסף נפח מלאי C1	נפח כולל	ריכוז כתוצאה מכך
מלאי C1	10 אול	100 מ"ל	10 גרם/מ"ל
כאל 1	10 ul	100 מ"ל	1 נ"ג/ליטר
כאל 2	20 ul	100 מ"ל	2 נ"ג/ליטר
כאל 5	50 ul	100 מ"ל	5 ננוגרם/ליטר
קל 10	100 ul	100 מ"ל	10 נ"ג/ליטר
כאל 20	200 ul	100 מ"ל	20 נ"ג/ליטר
קל 50	500 ul	100 מ"ל	50 ננוגרם/ליטר
קל 100	1000 ul	100 מ"ל	100 ננוגרם/ליטר
כאל 200	2000 ul	100 מ"ל	200 ננוגרם/ליטר

טבלה 1: תקני כיול. תקני Geosmin ו-2-MIB עשויים כולם מתמיסת CRM47525 geosmin ו-2-methylisoborneol (100 מיקרוגרם/מ"ל) במתנול שדולל לתמיסת מלאי C1 (10 מיקרוגרם/מ"ל) במתנול.

ניתוח	העברה (%)
ניתוח	ג'י.אס.אם	MIB
ריצת GC	0.04	0.08
ספיגת השמנה	0.09	0
ספיגת כניסה	0	0
בדיקה ספיגה מחדש	9.35	3.77

טבלה 2: הערכת העברת בדיקה. העברה לאחר מיצוי, ספיגה וניתוח GC-MS של תקן מעבדה המכיל GSM ו-MIB ב-20 ננוגרם/ליטר, עם IPMP סטנדרטי פנימי ב-30 ננוגרם/ליטר. תיאורי הניתוחים ניתנים ב-2.2.1.

דיון

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

GSM ו-MIB הן תרכובות לא טעימות המתרחשות במגוון רחב של הגדרות ניטור מים, והביקוש ליכולת בדיקה גבוה. יתר על כן, GSM ו-MIB מורגשים לבני אדם ברמות עקבות. מערכת אנליטית אידיאלית חייבת, אם כן, לשלב רגישות גבוהה עם תפוקה גבוהה כדי לייצר כמויות גבוהות של נתונים איכותיים. הוכחנו בסעיפים קודמים כי מיצוי עם בדיקות HCSE מספק רגישות העולה על הנדרש.

העיצוב החזק של בדיקות HCSE מונע כל שבירה, בעיה שעלולה להפריע לתהליכי עבודה של SPME. לאחר אופטימיזציה של השיטה, לא חווינו קשיים עם זיהום מערכת או העברה, שהן בעיות נפוצות במתודולוגיות P ו-T. עם זאת, התרומה הגדולה ביותר לתפוקה הגבוהה של שיטה זו הגיעה ללא ספק מפלטפורמת הדגימה האוטומטית בה נעשה שימוש. במערכת זו, הניתוח נמשך מסביב לשעון, כאשר נדרשת התערבות ידנית כדי לספק דגימות למגש הדגימה בלבד. זאת בניגוד לשיטות מיצוי סופגות אחרות בעלות קיבולת גבוהה, כגון SBSE, הדורשות הפעלה ידנית. בעוד ש-SPME הוא בדרך כלל אוטומטי לחלוטין, התפוקה מוגבלת בכך שהדגירה של הדגימה הבאה יכולה, בדרך כלל, להתחיל רק לאחר שהדגימה הקודמת הוזרקה לעמודת ה-GC. בהנחה שזמן מחזור ה-GC קצר, ה-GC עשוי, אם כן, לשבת בחוסר מעש בזמן שהדגימה הבאה משלימה את החילוץ. בשיטה שלנו, דגימות מרובות יכולות לעבור דגימה מוקדמת ומיצוי בו זמנית כך שזמן ההשבתה של GC ממוזער. לפיכך, הצלחנו לעבד 1.8 דגימות לשעה לכל מערכת.

הדגמנו MDLs של 1.2 ו-1.1 ננוגרם/ליטר עבור GSM ו-MIB, בהתאמה, עד כה מעבר לרגישות הנדרשת. בעוד שטכניקות אחרות כגון P ו-T, LLE, SBSE ו-SPME עשויות להיות מסוגלות להגיע ל-MDLs נמוכים יותר בנסיבות מסוימות¹¹, עליות אלה ברגישות הן בעלות ערך מעשי מוגבל ואינן מצדיקות את אובדן היתרונות של בדיקות HCSE שתוארו לעיל. יתר על כן, חלק מהטכניקות הללו דורשות נפחי דגימה גדולים, עם עלייה נלווית בעלויות ייצור הפסולת וההובלה. עבור LLE, נפחי הדגימה הם בדרך כלל בטווח של 200 - 500 מ"ל 15,16,17, בעוד שעבור SPME, SBSE ו-P ו-T, הערכים האופייניים הם 10 - 100 מ"ל 18,19,20,21,22. יכולת שחזור מצוינת נצפתה עם ערכי RSD של 6.34% ו-4.82% עבור GSM ו-MIB, בהתאמה. ערכים אלה דומים באופן כללי לאלה שנמצאו בשיטות אחרות¹¹, ובמיוחד עולים על RSDs בשיטות SPME שפורסמו^23,24. שוב, ערכי ה-RSD הנמוכים שלנו הושגו עם נפחי דגימה של 5 מ"ל בלבד, נמוכים מהרוב המכריע של טכניקות המיצוי שפורסמו. לפיכך, אנו בטוחים שבדיקות HCSE מספקות רגישות ושחזור מספיקים יחד עם חבילה רחבה של יתרונות המשלבים את ההיבטים הטובים ביותר של כל החלופות הבולטות לשיטה אחת פשוטה, אוטומטית לחלוטין ובת קיימא.

Geosmin ו-2-methylisoborneol הן תרכובות ליפופיליות, מה שמציב אתגר למדענים המנסים לחלץ את התרכובות הללו מהרקמה העשירה בשומנים לצורך ניתוח. לכן, התאמנו את תנאי הדגימה המוקדמת שלנו, תוך שימוש בהליך קדם-דגימה ארוך וחם יותר, כדי להניע יותר אנליטים ממטריצת הדגימה למרחב הראש. לאחר שביצענו את ההתאמות האלה, קבענו שהשיטה עובדת היטב לניתוח GSM ו-MIB ברקמות דגים. יש לציין כי עבור דגימות עם תכולת שומנים גבוהה מאוד, ייתכן שיהיה צורך להפחית את מסת הדגימה המשמשת, למשל, ל-0.50 גרם. זאת כדי למנוע משומנים ליצור אטימה מוחלטת על גבי המים המונעת מאנליטים להגיע לחלל הראש.

שיטה זו משתמשת בעקרונות שיווי משקל כדי לחלץ אנליטים ממרחב הראש של דגימה. למרות שאנו משתמשים כאן בדגימות מים ודגים מחקלאות ימית, אנו מאמינים שהשיטה ישימה למיצוי ריח מכל מטריצה מוצקה או נוזלית שניתן להומוגני ולהכיל בתוך בקבוקון דגימה של 20 מ"ל. יישומים לדוגמה כוללים ניטור של מים וקרקעות סביבתיים, בדיקת מי שתייה ובדיקה של מזונות כגון פירות וירקות, או בעלי חיים ימיים שאינם גדלים בחווה. בחקלאות, GSM ו-MIB נמצאים לעתים קרובות בקרקעות לחות ויכולים להקנות טעמים לא טובים לגידולים הגדלים^בהן, ולכן ניתן לבדוק גם קרקעות וגם יבולים באמצעות השיטה שלנו לניטור רמות הריח כצורה של בקרת איכות ו/או לאבחון מקור לתלונות מסריחות. מים סביבתיים רבים, כגון נהרות ואגמים, חווים עליות עונתיות בריכוז הריחות עקב פריחת אצות²⁵, ושיטה זו מציעה אמצעי בעל תפוקה גבוהה ורגיש ביותר לניטור היקף הקוצים הללו. שיטה זו מתאימה גם למחקר אקדמי, למשל, למדידת קצב ייצור הריח על ידי מיקרואורגניזמים²⁶ או לבחינת הקשר בין ריכוזי הריח במים וברקמות בעלי חיים²⁷. קבוצות מחקר אחרות השתמשו בתהליך HCSE כדי לחלץ ממגוון סוגי דגימות כגון משקאות אלכוהוליים²⁸, בשר כבש²⁹, שמן זית³⁰, מצע תרבית תאים אנושיים³¹ופיסטוקים³². מחקרים אלה התמקדו באנליטים אחרים או שהם מחקרי פרופיל לא ממוקדים ולכן לא עברו אופטימיזציה לניתוח GSM ו-MIB, אך מוצגים כאן מכיוון שהם מציעים תובנות כלליות על הכנת סוגי דגימות שונים למיצוי בדיקות HCSE.

בעוד ששיטת המים המתוארת עשויה להיות ישימה על כל דגימות המים או על בסיס מים עם שינוי מינימלי, יישום על דגימות מוצקות או מוצקות למחצה אחרות עשוי לדרוש שינוי ספציפי למטריצה בהכנת הדגימה (סעיף 3.1) ומיצוי אנליטים (סעיף 3.2). אמנם לא ניתן יהיה לכסות את כל תרחיש הדגימה כאן, אך אנו מציעים את השיקולים הבאים. (1) יש להומוגני דגימות מוצקות לאבקה דקה באמצעות גרידה, טחינה או מיזוג כדי להבטיח ייצוגיות ולספק את שטח הפנים המרבי האפשרי ליציאת אנליטים. (2) דגימות מוצקות עם תכולת שומנים נמוכה עשויות שלא לדרוש תוספת של מים או מלח - כלומר זה עשוי להספיק לשקול 1.00 גרם לבקבוקון ולמכסה. זה יאפשר העברה ישירה יותר של אנליטים מהדגימה למרחב הראש, ללא העברת ביניים ממטריצת הדגימה למים המוספים. עם זאת, זה יפחית את יעילות הערבוב. אנליסטים צריכים לבצע ניסויים כדי לקבוע את טכניקת הכנת הדגימה האופטימלית עבור מטריצת הדגימה שלהם. (3) למטריצות שונות יהיו זיקה שונה ל-GSM ו-MIB. לכן, יידרשו טמפרטורות דגירה שונות כדי להגיע לשיווי משקל אנליטי בזמן. עם זאת, מטריצות מסוימות עשויות להשתנות כימית על ידי חום כך שהפרעות נוצרות על ידי תגובות כימיות בטמפרטורות גבוהות. שוב, נדרשים ניסויים כדי לקבוע את טמפרטורת הדגירה האופטימלית עבור סוג דגימה מסוים (הערה: לעולם אין לדגור דגימות עם תכולת לחות גבוהה מעל 90 מעלות צלזיוס כדי למנוע בקבוקונים מתנפצים מלחץ האדים של מים רותחים).

פיתחנו שיטות לזיהוי גאוסמין ו-2-מתילאיזובורנול ברקמות מים ודגים. בדיקות בתקני מעבדה מאשרות שהשיטות כמותיות וניתנות לשחזור, בעוד שיישום על דגימות מהעולם האמיתי (מים ממערכות חקלאות ימית מחזוריות, רקמות דגים שמקורן במערכות כאלה) מדגים ביצועים גם בהקשר של דגימות מורכבות ומלוכלכות. למרות שיישמנו את השיטות שלנו על דגימות מחקלאות ימית, אנו מציעים שהן מתאימות לניטור GSM ו-MIB במגוון רחב של סוגי דגימות, כולל מים וחומרים מוצקים או מוצקים למחצה.

גילויים

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

המחברים בפרסום זה מועסקים ב-Markes International Ltd או Markes International GmbH סייעו בהדרכת מערכות, פרוטוקולי מערכת, עיצובים ניסיוניים וכתיבה. כדי למנוע הטיה או הטיה נתפסת במחקר שלנו, כל מחקרי המעבדה וניתוח הנתונים נערכו באוניברסיטת מיין בפיקוח ישיר של משרד החקלאות של ארצות הברית - שירות המחקר החקלאי (USDA-ARS) והמכון לחקר החקלאות הימית של אוניברסיטת מיין.

תודות

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

ברצוננו להודות למשרד החקלאות של ארצות הברית, שירות המחקר החקלאי (USDA-ARS) על המימון לרכישת הציוד ששימש והמימון המתמשך להשלמת כל המחקר הזה. אנו רוצים גם להודות לד"ר הת'ר המלין, ד"ר עמליה הרינגטון, ד"ר דבורה בושארד, ד"ר שרה טרנר, גארת דובסון, קמרון קולומב ואבריה ג'יימס על הסיוע והתמיכה שלהם לאורך המחקר הזה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שם	חברה	מספר קטלוג	הערות
0.5-10uL פיפטה	Nichipet Air	A21405581
1000uL קצות פיפטה	VWR	76322-154
100-1000uL פיפטה	eppendorf	285612
100 מ"ל בקבוק זכוכית	VWR	76008-704
10-100uL פיפטה	Nichipet Air	A20814031
10-100uL טיפים פיפטה	מגה	24502-18
קצות פיפטה 10xL	VWR	76322-132
כוסות זכוכית 20 מ"ל	VWR	10754-698
2-איזופרופיל-3-מתוקסי פיראזין	TCI	I0577	תקן פנימי
40 מ"ל ענבר מסוג 1 (בורוסיליקט) בקבוקון זכוכית	דגימה סביבתית	0040-0400-QC	בקבוקון דגימת מים
5 מ"ל קצה פיפטה	VistaLab טכנולוגיות	4058-5102
איזון	VWR	VWR-124B2
Centri 360	Markes	U-CENTRI-1691	Autosampler
Chromeleon גרסה 7.3	Thermo Scientific		GC-MS תוכנה
סימני מלכודת מיקוד		U-T12ME-2S
כרומטוגרף גז, Trace 1310	Thermo Scientific	14800403
GC Column	Thermo Scientific	26098-1420	TG-5MS
Geosmin ו-2-Methylisoborneol תמיסה	SIGMA-ALDRICH או MilliporeSigma	CRM47525
בקבוקון Headspace, 20 מ"ל	Markes	C-VCC20
HiSorb ידית	סימנים	C-HH-6
כובע מזרק HiSorb	Markes	C-HSPCCS
HiSorb תוחם מזרק	Markes	U-LINER-HISORB
HiSorb בדיקה, PDMS, גרסה מקוצרת	Markes	H1-XXABC
HiSorb מכסי בקבוקון	Markes	C-HSPCCS
סקופ
ספקטרומטר מסה, ISQ 7000	Thermo Scientific	ISQ7K-NOVPI
מתנול	כימיקלים VWR	BDH1135-4LP
מתנול, אופטימה LC-MS כיתה	פישר-מדעי	A456-4
טבעות O גודל 201	סימנים	U-COV201	עבור כובע מזרק HiSorb ואחסון HiSorb
פיפטור אוטומטי Ovation (100-5000uL)	טכנולוגיות VistaLab	213626
כפפות בחינה ללא אבקת ניטריל-Xtra סגולות	Kimtech	50602-54
נתרן כלורי ( מלח)	כימיקלים VWR	BDH9286-2.5K
מתאם מיתוג (פיפטור אוטומטי)	CUI INC	SMI10-5
כלי לחיצה בקבוקון	Markes	U-HSVCR
בקבוקון decapper	Markes	U-HSVDC
סירות שקילה	Grainger	8AG69

חברת מתכת מעבדה

מקורות

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

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).

הדפסות חוזרות והרשאות

בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה

בקש הרשאה

תגיות

2 GC MS

מיצוי וזיהוי של גאוסמין ו-2-מתילאיזובורנול במים ובדגים באמצעות בדיקות מיצוי סופגות בעלות קיבולת גבוהה ו-GC-MS

במאמר זה

סיכום

תקציר

מבוא

פרוטוקול

תוצאות

דיון

גילויים

תודות

חומרים

מקורות

הדפסות חוזרות והרשאות

תגיות

מאמרים קשורים