Name: Spettroscopia NMR come uno strumento robusto per la rapida valutazione del profilo lipidico di olio di pesce integratori (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-05-01T11:45:00.000+00:00
Duration: 8 min 54 s
Description: Scopri la spettroscopia NMR per analizzare rapidamente il profilo lipidico degli integratori di olio di pesce. Questo metodo robusto permette di determinare la distribuzione degli acidi grassi senza passaggi di separazione.

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Questo lavoro è stato sostenuto dagli alimenti per la salute Discovery tema presso l&#39;Ohio State University e il Dipartimento di Scienze e Tecnologie Alimentari presso l&#39;Ohio State University. Gli autori desiderano ringraziare l&#39;impianto NMR presso l&#39;Ohio State University e l&#39;impianto NMR alla Penn State University.

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Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Modifiche e strategie per la risoluzione Qualità spettrale. La larghezza di riga del segnale NMR e quindi la risoluzione dello spettro NMR è fortemente dipendente spessoramento, che è un processo per l&#39;ottimizzazione della omogeneità del campo magnetico. Per le analisi di routine, 1D spessoramento è adeguata e non è necessario uno spessoramento 3D, dato che essa è stata eseguita da personale NMR su base regolare. Se questo non è il caso, una spessoramento 3D deve essere ese...

Il consumo di acidi grassi n -3 nella dieta ha dimostrato di essere utile contro diverse condizioni quali disturbi cardiaci 1, 2, 3, 4 e malattie infiammatorie diabete 5. La dieta occidentale è considerato povero di n -3 acidi grassi e quindi si raccomanda il consumo di integratori di olio di pesce per migliorare la n -6 / -3 n equilibrio nella nutrizione del consumatore 1. Nonostante il recente aumento del consumo di pesce supplemento di olio, le domande rimangono circa la sicurezza, l&#39;autenticità e la qualità di alcuni di questi prodotti. L&#39;analisi rapida ed accurata compositiva di supplementi di olio di pesce è essenziale per valutare correttamente la qualità di questi prodotti commerciali e garantire la sicurezza dei consumatori. Le metodologie più comuni per la valutazione del supplemento di olio di pesces sono gascromatografia (GC) e la spettroscopia a infrarossi (IR). Mentre questi sono metodi altamente sensibili, soffrono di diversi inconvenienti 6. Analisi GC richiede molto tempo (4-8 h) per la separazione e derivatizzazione dei singoli composti è richiesto 7 e l&#39;ossidazione dei lipidi possono verificarsi durante l&#39;analisi 8, 9. Mentre la spettroscopia IR può essere quantitativa, un modello di previsione è richiesta per essere costruito usando parziale minimi quadrati regressione (PLSR), anche se ci sono eccezioni in cui bande IR possono essere attribuiti ad un singolo composto 10. PLSR richiede l&#39;analisi di un gran numero di campioni, che aumenta il tempo di analisi 11. Per questo motivo, v&#39;è un crescente interesse per lo sviluppo di nuove metodologie analitiche che permettono l&#39;analisi precisa e veloce di un gran numero di campioni di olio di pesce. Organizzazioni come l&#39;Office di integratori alimentari (ODS) presso il National Institutes of Health (NIH) e la Food and Drug Administration (FDA) hanno collaborato con l&#39;Associazione dei chimici analitici ufficiali (AOAC) per sviluppare questi nuovi metodi 12, 13. Uno dei metodi analitici più promettenti per lo screening e la valutazione di matrici a più componenti, come integratori alimentari, è Nucleare spettroscopia a risonanza magnetica (RMN) 14, 15. spettroscopia NMR ha diversi vantaggi: è una tecnica non distruttiva e quantitativa, richiede minima o nessuna preparazione del campione, ed è caratterizzato da un&#39;eccellente precisione e riproducibilità. Inoltre, la spettroscopia NMR è una metodologia ecologico perché utilizza solo piccole quantità di solventi. Lo svantaggio principale della spettroscopia NMR è la sua sensibilità relativamente bassa rispetto ad altri analytiMetodi cal, tuttavia, i recenti progressi tecnologici nella strumentazione quali campi magnetici forti, sonde criogeniche di vari diametri, elaborazione dati avanzata e sequenze di impulsi versatili e tecniche hanno aumentato la sensibilità fino alla gamma nM. Mentre strumentazione NMR è alto costo, la lunga durata di spettrometri NMR e le molte applicazioni di NMR abbassare il costo delle analisi a lungo termine. Questo protocollo video dettagliato ha lo scopo di aiutare i nuovi operatori del settore evitare insidie associati con 1 H e 13 C NMR analisi spettroscopica di supplementi di olio di pesce.

<table><tbody><tr><td>Strumento NMR Avance III 850</td><td>Strumento NMR Bruker</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Sonda da 5 mm</td><td>Sonda NMR Bruker</td><td></td><td>TCI raffreddata ad elio Sonda NMR inversa (derilevata dal protone) con tre canali indipendenti (1H, 13C, 15N)</td></tr><tr><td></td><td></td>BBO prodigio Sonda da 5 mm Bruker <td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td>Sonda di osservazione raffreddata ad azoto (nuclei X rilevati), dotata di due canali; uno per il rilevamento di 1H e 19F e uno per i nuclei X (che coprono da 15N a 31P)</td></tr><tr><td>Turbina filatrice</td><td>Gli</td><td>spinner Bruker NMR sono realizzati con materiali polimerici e hanno un o-ring in gomma per tenere saldamente in posizione il tubo NMR</td>Topspin 3.5 Bruker cloroformio deuterato Sigma-Aldrich&nbsp;<td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td> 865-49-6</td><td>99,8 atomo % D, contiene 0,03 TMS</td></tr><tr><td>2,6-Di-tert-butil-4-metilfenolo</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>&nbsp; 128-37-0</td><td>purezza >99%</td></tr><tr>Campioni <td></td><td></td><td></td><td>di olio di pesce</td></tr><tr><td>Tubi NMR</td><td>New Era</td><td>NE-RG5-7</td><td>5mm OD Routine " R&rdquo; Serie NMR Sample Tube</td></tr><tr><td>BSMS</td><td>Bruker</td><td></td><td>Bruker Systems Management System; dispositivo del sistema di controllo</td></tr></tbody></table>

spettroscopia nmr come uno strumento robusto per la rapida valutazione del profilo lipidico di olio di pesce integratori

NMR Spectroscopy as a Robust Tool for the Rapid Evaluation of the Lipid Profile of Fish Oil Supplements

La dieta occidentale è povera di acidi grassi n -3, pertanto si raccomanda il consumo di supplementi di olio di pesce per aumentare l&#39;apporto di questi nutrienti essenziali. L&#39;obiettivo di questo lavoro è quello di dimostrare l&#39;analisi qualitativa e quantitativa di olio di pesce incapsulato utilizzando ad alta risoluzione 1 H e 13 C NMR utilizzando due diversi strumenti NMR; 500 MHz e uno strumento 850 MHz. Sia protone (1 H) e carbonio (13 C) spettri NMR possono essere utilizzati per la determinazione quantitativa dei principali costituenti degli integratori di olio di pesce. Quantificazione dei lipidi negli integratori di olio di pesce è ottenuta attraverso l&#39;integrazione dei segnali NMR appropriate nel relativi spettri 1D. Risultati ottenuti da 1 H e 13 C NMR sono in buon accordo con l&#39;altro, nonostante la differenza di risoluzione e sensibilità tra i due nuclei e due strumenti. Offerta 1H NMRsa un&#39;analisi più rapida rispetto a 13 C NMR, lo spettro può essere registrato in meno di 1 minuto, a differenza di analisi 13 C NMR, che dura da 10 minuti a un&#39;ora. Lo spettro NMR 13 C, tuttavia, è molto più informativo. Può fornire dati quantitativi per un maggior numero di singoli acidi grassi e può essere utilizzato per determinare la distribuzione posizionale degli acidi grassi sullo scheletro di glicerolo. Entrambi i nuclei possono fornire informazioni quantitative in un esperimento senza la necessità di purificazione o separazione gradini. La forza del campo magnetico colpisce soprattutto l&#39;spettri NMR 1 H a causa della sua bassa risoluzione rispetto a 13 C NMR, tuttavia, strumenti NMR costo ancora più basso possono essere efficacemente applicato come un metodo standard dai laboratori dell&#39;industria alimentare e controllo qualità.

1 H e 13 C NMR Gli spettri sono stati raccolti per olio di pesce integratori disponibili in commercio utilizzando due strumenti NMR; un 850 MHz e uno spettrometro a 500 MHz. Questi spettri possono essere utilizzati per la determinazione quantitativa di componenti di olio di pesce, come l&#39;acido docosaesaenoico (DHA) e acido eicosapentaenoico (EPA), come pure altri composti come n -1 catene acile e importante indice nutrizionalmente come il n -6 ...

Qui, la spettroscopia ad alta risoluzione 1 H e 13 C Risonanza Magnetica Nucleare (NMR) è stato utilizzato come strumento di rapida e affidabile per l&#39;analisi quantitativa e qualitativa dei supplementi di olio di pesce incapsulati.

Spettroscopia NMR come uno strumento robusto per la rapida valutazione del profilo lipidico di olio di pesce integratori

The western diet is poor in n-3 fatty acids, therefore the consumption of fish oil supplements is recommended to increase the intake of these essential ...

L'obiettivo generale di questo metodo è determinare il profilo lipidico di integratori a base di olio di pesce mediante spettroscopia di risonanza magnetica nucleare. Questo metodo può contribuire a rispondere a domande fondamentali nell'analisi dei lipidi, come il contenuto lipidico degli integratori a base di olio di pesce e la distribuzione posizionale di vari acidi grassi sullo scheletro della glicerina. Il principale vantaggio di questa tecnica è che consente un'analisi rapida e robusta di diverse molecole differenti in un'unica misurazione, senza ricorrere a fasi di separazione e purificazione.Per preparare i campioni per l'analisi NMR di protoni e carbonio, prelevare innanzitutto 120 microlitri, pari a circa 110 milligrammi di olio di pesce, da una capsula alimentare utilizzando una siringa e trasferirli in un vial di vetro da 4 mL. Registrare il peso dell'olio di pesce. Utilizzare 500 microlitri di una soluzione stock di BHT per sciogliere da 100 milligrammi più o meno 10 milligrammi di olio di pesce.Dopo aver disciolto l'olio, trasferire tutta la soluzione direttamente in un tubo NMR di alta qualità da cinque millimetri e applicare un tappo. Analizzare i campioni entro 24 ore dalla preparazione. Inserire il tubo NMR in una turbina girevole.Posizionare il supporto per provette e la provetta sulla parte superiore di un calibro a profondità graduato e spingere delicatamente la parte superiore della provetta finché la sua estremità inferiore non tocca il fondo del calibro. Successivamente, inserire la provetta NMR in uno spazio libero del contenitore dei campioni. Annotare il numero dello scomparto in cui è stato posizionato il campione.Per caricare il campione nello strumento NMR, tornare al computer di controllo e digitare SX-numero, dove numero indica lo slot nel portacampioni che contiene il campione. Attendere finché il segnale del deuterio del cloroformio deuterato non appare sullo schermo. Non appena il segnale del deuterio è visibile, digitare lock sulla riga di comando e selezionare il cloroformio deuterato dall'elenco dei solventi per bloccare il campione utilizzando la sua risonanza del deuterio.Digitare bsmsdisp nella riga di comando per assicurarsi che la rotazione non sia attiva. Se il pulsante di rotazione è verde, fare clic su di esso per disattivare la rotazione. Dopo aver digitato il comando new per creare un nuovo set di dati, inserire un nome per il set di dati nella scheda nome e il numero dell'esperimento nella scheda numero esperimento intitolata EXPNO.Utilizzare il numero uno nella scheda del numero di processo intitolata PROCNO. Scrivere il titolo dell'esperimento nella scheda TITLE. Nella scheda Esperimento, premere Seleziona e scegliere il file di parametro C13IG.Quindi premere "Imposta elemento selezionato nell'editor" e fare clic su OK. Digitare "getprosol" nella riga di comando per ottenere i parametri standard della sonda NMR corrente e del solvente. Successivamente, digitare il comando "atma" per eseguire la sintonizzazione automatica e l'adattamento della sonda sia per i nuclei del carbonio che per quelli dell'idrogeno. Infine, eseguire un shim magnetico unidimensionale con gradiente per ottenere un campo magnetico altamente omogeneo e quindi una forma di linea ottimale per i segnali NMR.A tale scopo, utilizzare la procedura automatica standard per la shimatura 1D eseguendo semplicemente in sequenza i comandi qu topshim 1dfast ss; qu topshim tuneb ss; e qu topshim report nella riga di comando. Dopo l'ottimizzazione dei parametri come descritto nel protocollo testuale, acquisire spettri NMR monodimensionali del carbonio. A tale fine, passare al set di dati del carbonio e utilizzare una sequenza d'impulsi con decoupling inverso digitando pulprog zgig nella riga di comando.Digitare i comandi sulla riga di comando per impostare lo spettro con nppm, il centro del trasmettitore RF, il numero di scansioni, il numero di scansioni fittizie, il numero di punti dati e la durata dell'impulso per un angolo di impulso di novanta gradi. Digitare digmod baseopt sulla riga di comando per acquisire uno spettro con una linea di base migliorata. Impostare quindi un ritardo di rilassamento di 60 secondi per lo strumento da 850 megahertz digitando di 60s sulla riga di comando.Impostare il guadagno del ricevitore su un valore appropriato utilizzando il comando rga"per il calcolo automatico del guadagno del ricevitore. Infine, avviare l'acquisizione digitando il comando di impulso zg"nella riga di comando. Per elaborare i dati, digitare innanzitutto si 64K"nella riga di comando per applicare il riempimento con zeri e impostare la dimensione dello spettro finale a 64K.Impostare quindi il parametro di allargamento della linea a 1,0 hertz digitando lb 1.0 nella riga di comando per applicare una funzione di attesa con un fattore di allargamento della linea di 1,0 hertz prima della trasformazione 4ea. Eseguire la trasformazione 4ea digitando efp nella riga di comando. Successivamente, eseguire la correzione automatica della fase digitando il comando apk nella riga di comando.Se sono necessari ulteriori aggiustamenti di fase per migliorare ulteriormente lo spettro, fare clic sulla scheda Processo. Quindi fare clic sull'icona Regola Fase e sulle icone Correzione di Fase per la correzione di fase di ordine zero e di primo ordine. Mentre si fanno clic sulle icone di correzione di fase di ordine zero e di primo ordine, trascinare il mouse finché tutti i segnali non sono in modalità di assorbimento positiva.Applicare e salvare i valori di correzione di fase facendo clic sul pulsante Ritorna e Salva per uscire dalla modalità di Correzione di Fase. Applicare una funzione polinomiale di quarto ordine per la correzione della linea di base durante l'integrazione digitando il comando abs n" nella riga di comando. Per riportare gli spostamenti chimici in ppm rispetto al TMS, eseguire uno zoom sul segnale del TMS, quindi fare clic sull'icona di Calibrazione e posizionare il cursore con la linea rossa sopra il segnale NMR da utilizzare come riferimento, in questo caso il TMS.Per regolare l'intensità della soglia, utilizzare il tasto centrale del mouse se necessario. Fare clic con il tasto sinistro e digitare 0. Quando si utilizza il BHT come standard interno, integrare il picco a delta 151,45 estendendo cinque hertz da ciascun lato del picco.Quindi impostare l'integrale pari ai micromoli di BHT per 0,5 millilitri della soluzione madre. Integrare i picchi di interesse estendendo cinque hertz da ciascun lato del picco. Se necessario concentrarsi su una regione, fare clic sull'icona di evidenziazione per disattivarla.Quindi fare clic con il tasto sinistro e trascinare per ingrandire la regione. Fare clic nuovamente sull'icona di evidenziazione per attivare la funzione di integrazione e passare al picco successivo. Fare clic con il tasto sinistro e trascinare il cursore attraverso l'integrale.Fare clic sul pulsante Restituisci aree salvate. Qui viene mostrato uno spettro rappresentativo dell'analisi NMR del carbonio nella regione del carbonio carbonilico. Sono mostrati i segnali NMR di EPA e DHA nelle posizioni sn-1,3 e sn-2.Questi segnali possono essere utilizzati per la determinazione quantitativa di EPA e DHA. Qui è mostrato uno spettro rappresentativo dell'analisi NMR del protone. Sono indicati i segnali NMR di EPA e DHA che possono essere utilizzati per la loro determinazione.Lo spettro NMR del protone è caratterizzato da una larghezza spettrale più ristretta rispetto allo spettro NMR del carbonio e, di conseguenza, da una risoluzione spettrale inferiore. Una volta padroneggiata, questa tecnica può essere eseguita in meno di 30 minuti se effettuata correttamente. Dopo il suo sviluppo, tale tecnica ha aperto la strada ai ricercatori nel campo dell'analisi dei lipidi per analizzare rapidamente vari componenti lipidici presenti in matrici multicomponente, come integratori alimentari, oli vegetali e biocarburanti.Dopo aver visto questo video, dovresti avere una buona comprensione di come applicare la spettroscopia NMR di protoni e carbonio per l'analisi del profilo lipidico degli integratori a base di olio di pesce. Non dimenticare che lavorare con i forti campi magnetici prodotti dai risonatori magnetici nucleari può essere estremamente pericoloso per pacemaker e protesi chirurgiche, così come per dispositivi elettronici come carte di credito e orologi.

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Chimica

Un metodo per l'estrazione metabolita da parte delle comunità microbiche planctonici è presentato. Campionamento intera comunità si realizza mediante filtrazione su filtri appositamente preparati. Dopo liofilizzazione, acquoso-solubili metaboliti vengono estratti. Questo approccio consente per l'applicazione della metabolomica ambientali trans-omiche indagini di comunità microbiche naturali o sperimentali.

Concentrazione dei metaboliti a bassa densità Comunità planctoniche per Metabolomica ambientali utilizzando la spettroscopia a risonanza magnetica nucleare

Una procedura di progressiva colonizzazione è descritto per valutare ulteriormente il suo impatto sul metabolismo epatico ospitante. La colonizzazione è monitorato non invasivo, valutando l'escrezione urinaria di co-metaboliti microbici da NMR basati su profili metabolici, mentre il metabolismo epatico viene valutata ad alta risoluzione Angle Spinning Magic (MAS HR) profilazione NMR di intatto biopsia.

Valutare alterazioni metaboliche epatiche durante la colonizzazione progressiva di Germe senza mouse da 1 H spettroscopia NMR

Procedimento per la determinazione del contenuto di acidi grassi e la composizione in microalghe basato su rottura meccanica delle cellule, estrazione dei lipidi solvente, transesterificazione, e quantificazione e identificazione di acidi grassi mediante gascromatografia è descritto. Uno standard interno tripentadecanoin viene utilizzato per compensare le eventuali perdite durante l'estrazione e transesterificazione incompleta.

Analisi di acido grasso contenuto e la composizione in microalghe

Un semplice protocollo per determinare il contenuto di lipidi neutri di cellule algali utilizzando una procedura di colorazione rosso Nilo è descritto. Questa tecnica consente di risparmiare tempo offre un'alternativa ai protocolli di quantificazione lipidi basato gravimetrici tradizionali. E 'stato progettato per la specifica applicazione di monitoraggio delle prestazioni bioprocess.

Una semplice e rapida il protocollo per la misurazione lipidi neutri in cellule algali Uso fluorescenza

La neurochimica del cervello dei mammiferi è cambiata in molte malattie neurologiche e sistemiche. I profili caratteristici dei metaboliti cerebrali possono essere ottenuti in modo efficiente sulla base di estratti grezzi di tessuto cerebrale. A tal fine, viene impiegata la spettroscopia NMR ad alta risoluzione, che consente un'analisi quantitativa dettagliata delle concentrazioni di metaboliti (metabolomica).

Analisi Metabolomica di cervello di ratto da Alta Risoluzione Spettroscopia di Risonanza Magnetica Nucleare di estratti di tessuto

Questo protocollo descrive un singolo throughput per complementari tecniche analitiche e omiche che culmina in una caratterizzazione completamente accoppiato di sostanza organica naturale e proteomica microbica in ecosistemi differenti. Questo approccio permette confronti robusti per identificare vie metaboliche e trasformazioni importanti per descrivere la produzione di gas serra e predire le risposte al cambiamento ambientale.

Singolo-velocità effettiva complementari ad alta risoluzione tecniche analitiche per la caratterizzazione di miscele complesse di sostanza organica naturale

Questo articolo presenta un protocollo modulare per la lipidomica e la trascrittomica tissutale e la lipidomica plasmatica in modelli murini di malattie neurologiche che mirano ai lipidi sottostanti l'infiammazione e l'attività neuronale, i lipidi di membrana, i messaggeri a valle e gli enzimi / recettori che codificano per l'mRNA alla base della funzione lipidica. Vengono delineate le procedure di campionamento, elaborazione dei campioni, estrazione e quantificazione.

Lipidomica e trascrittomica nelle malattie neurologiche

La microscopia a dispersione Raman stimolata (SRS) consente l'imaging selettivo e privo di etichette di specifiche moieties chimiche ed è stata efficacemente utilizzata per l'immagine di molecole lipidiche in vivo. Qui, forniamo una breve introduzione al principio della microscopia SRS e descriviamo i metodi per il suo uso nella conservazione lipidica di imaging in Caenorhabditis elegans.

Imaging privo di etichette delle dinamiche di conservazione lipidica negli elegani di caenorhabditis utilizzando la microscopia a dispersione Raman stimolata

Questo protocollo è per la determinazione dei lipidi in acqua di mare e campioni biologici. I lipidi nei filtrati vengono estratti con cloroformio o miscele di cloroformio e metanolo nel caso di solidi. Le classi lipidiche sono misurate mediante cromatografia a strato sottile con rilevamento della ionizzazione a fiamma e la loro somma fornisce il contenuto lipidico totale.

Determinazione delle classi lipidiche e lipidiche totali in campioni marini

La lipidomica basata sulla spettrometria di massa shotgun fornisce un'istantanea quantitativa sensibile di un ampio spettro di classi lipidiche simultaneamente in una singola misurazione da vari tessuti di roditori.

Lipidomica shotgun di tessuti di roditori

Scopri la spettroscopia NMR per analizzare rapidamente il profilo lipidico degli integratori di olio di pesce. Questo metodo robusto permette di determinare la distribuzione degli acidi grassi senza passaggi di separazione.

Spettroscopia NMR come uno strumento robusto per la rapida valutazione del profilo lipidico di olio di pesce integratori

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