大容量吸着抽出プローブとGC-MSを用いた、水および魚中のGeosminおよび2-メチルイソボルネオールの抽出と検出

[ナレーター]このビデオでは、大容量吸着抽出プローブとガスクロマトグラフィー質量分析(GC-MS)を使用して、水と魚の両方のサンプルからゲオスミンと2-メチルイソボルネオールを抽出および検出するプロセスを示します。ゲオスミンと 2-メチルイソボルネオールは、小川、池、井戸、さらには循環水産養殖システムでも発生する微生物由来の揮発性有機化合物です。これらの臭気化合物は、極めて低い濃度でも、そこで育った水や魚に不快な臭いや風味を与える可能性があります。ここでは、科学者が循環式水産養殖システムから水を集めている様子が見えます。ジェオスミンと2-メチルイソボルネオールの水サンプルは、VOC評価の茶色のガラスバイアルに収集され、バイアル内に空気が残りません。これを行うには、バイアルを水中に沈めて蓋をして、気泡が残らないようにします。まず、校正と内部標準を準備します。まず、100ミリリットルのメスフラスコに10マイクログラム/リットルの濃度の10マイクロリットルのゲオスミンと2-メチルイソボルネオール溶液を加えて、C1として標識された原液を調製します。フラスコにLC/MSグレードのメタノールを容量マークまで充填します。これにより、各分析種を含む溶液が10マイクログラム/リットルの濃度で生成されます。次に、100ミリリットルのメスフラスコに指定された容量のC1原液を加え、脱イオン水を体積まで充填することにより、校正標準を調製します。これらの溶液は非常に腐りやすいため、新しい校正標準物質を毎日準備することが重要です。内部標準については、LC/MS グレードのメタノールで満たされた 1 リットルのメスフラスコに 10 マイクロリットルの 2-イソプロピル-3-メトキシピラジン (IPMP とも呼ばれます) を加えて原液 I1 を作成し、1 リットルあたり 10 ミリグラムの原液を作ります。次に、100マイクロリットルのI1原液を100ミリリットルのメスフラスコに加え、脱イオン水で満たして10マイクログラム/リットルの濃度を達成することにより、2番目の溶液I2を調製します。まず、20 ミリリットルのバイアル水サンプルを 1 つサンプル トレイに入れます。2.5グラムの塩化ナトリウムを計量し、各サンプルバイアルに加えます。塩を加えると、水からヘッドスペースへのゲオスミンとMIBの移動が促進されます。各バイアルに5ミリリットルの水サンプルを加え、50マイクロリットルの内部標準溶液I2を注ぎます。分析種の損失を最小限に抑えるために、調製後すぐに各バイアルに蓋をして密封します。次のステップは分析種の抽出です。サンプルトレイをオートサンプラートレイホルダーに入れ、次のキー設定で装置メソッドを準備します。10分のサンプリング前の撹拌時間。サンプリングパラメータ:摂氏65度で30分間、撹拌速度400RPMでインキュベートします。サンプル間の相互汚染を防ぐために、Wash HiSorb プローブオプションが有効になっていることを確認してください。プローブ脱着:摂氏270度で15分間設定します。トラップ設定:トラップ負荷温度は摂氏25度、分割流量は毎分8ミリリットル。これらの設定が完了したら、水サンプル分析用のGC-MSメソッドと組み合わせてオートサンプラーを起動します。魚の組織分析の場合は、魚サンプルごとに20ミリリットルのバイアルを1つトレイに入れます。フードプロセッサーを使用して魚の組織を均質化し、均質化された組織を各バイアルに1グラムの量りを量ります。5ミリリットルの飽和塩化ナトリウム溶液を加え、各サンプルに100マイクロリットルの内部標準溶液I2をスパイクします。各バイアルにすぐに蓋をして密封します。魚サンプルの抽出方法は水の抽出方法と似ていますが、魚の組織には脂質が豊富な性質があるため、重要な違いがあります。これらの違いには、サンプリング前の撹拌時間が含まれます:20分に設定します。サンプリングインキュベーション温度:摂氏80度、撹拌速度400RPMで30分間。Wash HiSorbプローブ機能が有効になっていることを確認します。 これらの手順が完了したら、魚サンプル分析用のGC-MS法と組み合わせてオートサンプラーを実行します。同じGC-MSパラメータが水と魚の組織法の両方に適用されます。GCには、30メートル×0.25ミリメートル×0.25ミクロンのMSカラムが5本装備されています。キャリアガスには超高純度ヘリウムが使用され、流量は毎分2ミリリットルです。オーブンプログラムは、初期温度を摂氏60度で3分間保持することから始まり、その後、毎分摂氏10度から摂氏100度まで、次に毎分摂氏20度から摂氏190度、毎分摂氏30度から摂氏280度まで、最終保持時間は2分間です。合計実行時間は約 16.5 分です。GCとMS間のトランスファーラインは、温度を摂氏280度に設定し、イオン源を摂氏250度、4倍を摂氏200度に設定します。MSのスキャンモードでは、50〜350の質量電荷比の範囲を使用します。選択されたイオンモニタリング(SIM)では、定量と確認のために次のイオンを使用します:IPMP、152および137質量電荷比。MIB、95〜107の質量電荷比。そして、ジオスミン、112と55の質量電荷比。最後に、エラーを避けるために、クロマトグラフィーソフトウェアでピーク選択を常に手動で確認してください。このプロトコルは、大容量の吸着抽出プローブとGC-MSを使用して、水および魚のサンプル中のゲオスミンおよび2-メチルイソボルネオールを検出するための手順を概説します。これらの指示に注意深く従うことで、研究者はこれらの化合物の存在を分析する際に正確で信頼性の高い結果を確保できます。図1は、プローブ脱着温度がキャリーオーバーに及ぼす影響を示しています。20ナノグラム/リットルのゲオスミンと2-メチルイソボルネオールを含む実験室標準物質を、3つの異なるプローブ脱着温度で分析しました。パネル A は、ジオスミンと MIB の平均ピーク面積を示しています。その後、各プローブを同じ初期温度でさらに2回脱着して、キャリーオーバーを評価しました。ゲオスミンとMIBの結果をそれぞれパネルBとCに示します。キャリーオーバーは、初期ピーク面積に対するパーセンテージとしてのピーク面積として表されます。エラーバーは、3つの反復の標準偏差を表します。結果は、脱着温度が高いほど、感度を損なうことなくキャリーオーバーが最小限に抑えられることを示しています。図 2 は、抽出に PDMS プローブを使用した 15 ナノグラム/リットルと 40 ナノグラム/リットルの分析標準物質の補正データ回収と補正なしのデータ回収の比較を示しています。サンプルは、内部標準として 2-イソプロピル-3-メトキシピラジン (IPMP) を使用して補正されました。修正を行わない場合、回収率は大幅に低く、既知のスパイク量の約60%で修正されました。補正すると、回収率はほぼ 100% となり、正確な定量のために内部標準を使用することの重要性が実証されました。図3は、PDMSのみのプローブとPDMS、ジビニルベンゼン、カーボンワイドレンジを含む三相プローブの2種類のプローブを使用して、左側のジェオスミンと右側の2-メチルイソボルネオールの回収データを15ナノグラム/リットルで比較したものです。どちらのプローブタイプも優れた性能を示していますが、PDMSのみのプローブの方が回収率がわずかに優れていました。この結果とコスト削減を考慮して、将来の分析はPDMSのみのプローブで実施されました。図 4 は、ゲオスミンと MIB の検量線の線形回帰を示しています。実線範囲は R 2 乗値が 0.9999 のジオスミンを表し、破線は R 2 乗値が 0.9999 の MIB を表します。どちらの曲線も、最小限の誤差で優れた直線性を示し、試験された濃度範囲にわたる分析法の定量精度を検証しています。図5は、7つの異なる水産養殖システムから採取した水サンプル中のゲオスミンと2-メチルイソボルネオールの濃度を示しています。パネルAはゲオスミン濃度を示し、パネルBはMIB濃度を示しています。 各システムには少なくとも 3 回の繰り返しがあり、ほとんどの場合、これらの化合物の濃度はメソッド検出限界を超えていました。システム 1 とラベル付けされた 1 つのシステムは、ゲオスミンの人間の臭気閾値を超えており、そのシステムの水質に関する潜在的な問題が浮き彫りになりました。図6は、ジェオスミンと2-メチルイソボルネオールをスパイクしたF1とF2と標識された2つの魚サンプルからのデータを示しています。両方の化合物を3回に分けて分析し、回収率と精度を測定しました。ゲオスミンとMIBの濃度、およびスパイクされた魚のサンプルがプロットされ、脂質が豊富な魚の組織でもこれらの化合物を正確に検出するこの方法の能力が実証されています。今日概説した方法は、ゲオスミンと2-メチルイソボルネオールを高感度に検出するための堅牢なフレームワークを提供します。大容量の吸着抽出プローブと正確なGC-MS分析の統合により、検出能力を大幅に向上させる技術を実証しました。この方法論の進歩により、スループットが向上するだけでなく、人的ミスのリスクが軽減され、結果の再現性も向上します。これらの技術を磨き続ければ、環境モニタリングや食品品質評価の分野で不可欠なツールになることは間違いありません。