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Articolo metodologico

Campionamento e analisi dei segnali di profumo animale

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DOI:

10.3791/60902

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13 febbraio 2021

* These authors contributed equally

In questo articolo

Sommario

Abbiamo sviluppato una metodologia efficace per il campionamento e l'analisi dei segnali di odore al fine di capire come possono essere utilizzati nella comunicazione animale. In particolare, utilizziamo la microesezione a fase solida headspace abbinata alla spettrometria gascromatografia-massa per analizzare i componenti volatili degli odori animali e dei segni olfatto.

Abstract

Abbiamo sviluppato una metodologia efficace per il campionamento e l'analisi dei segnali di odore, utilizzando la microesezione in fase solida headspace accoppiata alla spettrometria gascromatografia-massa, per capire come possono essere utilizzati nella comunicazione animale. Questa tecnica consente l'analisi semi-quantitativa dei componenti volatili delle secrezioni di odori consentendo la separazione e l'identificazione provvisoria dei componenti nel campione, seguita dall'analisi dei rapporti di area di picco per cercare tendenze che potrebbero significare composti che possono essere coinvolti nella segnalazione. I punti di forza chiave di questo approccio attuale sono la gamma di tipi di campioni che possono essere analizzati; la mancanza di necessità di preparazione o estrazione di campioni complessi; la capacità di separare e analizzare i componenti di una miscela; l'identificazione dei componenti rilevati; e la capacità di fornire informazioni semi-quantitative e potenzialmente quantitative sui componenti rilevati. La limitazione principale alla metodologia riguarda i campioni stessi. Poiché i componenti di interesse specifico sono volatili, e questi potrebbero facilmente andare perduti, o le loro concentrazioni modificate, è importante che i campioni siano immagazzinati e trasportati in modo appropriato dopo la loro raccolta. Ciò significa anche che le condizioni di stoccaggio e trasporto dei campioni sono relativamente costose. Questo metodo può essere applicato a una varietà di campioni (tra cui urina, feci, capelli e secrezioni di odori di ghiandola profumata). Questi odori consistono in miscele complesse, che si verificano in una serie di matrici, e quindi richiedono l'uso di tecniche per separare i singoli componenti ed estrarre i composti di interesse biologico.

Introduzione

Si sa molto poco dei cambiamenti chimici alla base dei segnali olfattivi negli animali1,anche a causa delle sfide metodologiche nella registrazione e quantificazione dei profili chimici volatili degli odori2. Ci sono diverse potenziali insidie quando si lavora con matrici chimiche altamente complesse; questi includono durante il campionamento e l'analisi dei campioni di odore3.

Al Rosalind Franklin Science Center, Università di Wolverhampton, stiamo intraprendendo l'analisi di odori e segni di profumo per capire come possono essere utilizzati dagli animali. Combiniamo l....

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Protocollo

1. Raccolta dei campioni

  1. Odori campione che sono uno dei seguenti:
    1. Raccogliere spontaneamente rilasciato da soggetti di studio abituati (ad esempio, primati dello zoo) attraverso la marcatura del profumo su carta filtrante sterile (ad esempio, secrezioni di odori di ghiandola profumata) o direttamente in fiale (ad esempio urina).
    2. Raccogliere strofinando tamponi di cotone sterili dopo aver allenato le materie di studio utilizzando un allenamento di rinforzo positivo.
    3. Raccogliere strofinando tamponi di cotone sterili dopo la sedazione di soggetti di studio.
  2. Posizionare i campioni in flaconcini di vetro trasp....

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Risultati

A seguito di questo protocollo, abbiamo provvisoriamente identificato un totale di 32 composti chimici volatili dall'analisi di 14 segni di profumo ano-genitale rilasciati spontaneamente su carta filtrante da lemuri arruffati di rosso(Varecia variegata rubra)e confrontato i profili degli odori con le caratteristiche del segnalatore12. All'interno di questi profili erano presenti composti volatili presenti in natura, come idrocarburi, terpeni, alcoli terpenici e chetoni, che includevano co.......

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Discussione

L'uso di campioni di controllo, sia controlli ambientali creati al momento della raccolta dei campioni che spazi vuoti del sistema, sono fondamentali per l'interpretazione dei campioni di marchio di profumo. Tutti i picchi attribuiti all'ambiente di campionamento o al sistema strumentale devono essere esclusi dai campioni di marchio di profumo in modo che solo i picchi di interesse siano inclusi in qualsiasi interpretazione. Questi controlli possono anche svolgere un ruolo nella valutazione e nel monitoraggio dello "stat.......

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Dichiarazioni

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Ringraziamenti

Ringraziamo Keith Holding per la sua assistenza alle analisi chimiche presso il Rosalind Franklin Science Center, Wolverhampton e Ben Mantle per la produzione del video. Siamo inoltre grati al Prof. Gloriano Moneti, al Dott. Giuseppe Pieraccini e ai membri del Mass Spectrometry Center dell'Università di Firenze, Firenze, e al Prof. Luca Calamai e al Dott. Marco Michelozzi dell'ARCA Lab del CNR di Firenze, per il loro aiuto nella messa a punto di questa metodologia. I progetti di ricerca che comprendevano i metodi di campionamento e di analisi descritti nel manoscritto sono stati sostenuti da due Borse intraeuropee Marie Skłodowska-Curie (ID accordo di sovvenzione: 327....

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Fiale per autocampionatore da 10 mLAgilent5188-5392Fiale con tappo a vite da 10 ml e
tappi per fiale da 18 mmAgilent8010-0139Magnetico con setti in PTFE/silicone
AutocampionatoreAgilentGC120 PAL Autocampionatore
AgilentHP5-MS30 m x 0,25 mm; 0,25 &; micro; m
Software di analisi datiAgilent-ChemStation
Gas cromatografoAgilent7890B
Setti di ingressoAgilent5182-3442Merlin microseal
Rivelatore selettivo di massaAgilent5977A
Software di reportisticaMicrosoft-Excel
Libreria spettraleNIST-NIST/EPA/NIH Libreria spettrale di massa
di ricerca della libreria spettraleNIST-MSSearch v.2.2
Splitless Inlet linerAgilent5190-4048
Fibre SPMEAgilentSU57345U65 &; m Fibra PDMS/DVB
Colonna capillare Programma

Riferimenti

  1. Wyatt, T. D. Pheromones and Animal Behavior: Chemical Signals and Signatures. , Cambridge University Press. Cambridge, UK. (2014).
  2. Heymann, E. W. The neglected sense-olfaction in primate behavior, ecology, and evolution. American Journal of Primatology. 68....

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Ristampe e permessi

Tag

Microestrazione in fase solida headspacegascromatografia-spettrometria di massaanalisi dei composti volatilisecrezioni delle ghiandole odorosetrasporto e conservazione dei campionirapporti tra le aree dei picchiidentificazione provvisoria dei compostianalisi semiquantitativacomunicazione olfattiva