Name: PTR-ToF-MS gekoppeld aan een geautomatiseerd bemonsteringssysteem en aangepaste data-analyse voor voedingsstudies: Bioproces Monitoring, Screening en Neusruimte Analyse (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-05-11T12:30:00.000+00:00
Duration: 8 min 43 s
Description: Ontdek PTR-ToF-MS voor de analyse van vluchtige organische verbindingen in voedingswetenschap met geautomatiseerde bemonstering. Deze methode biedt snelle, niet-invasieve monitoring voor bioprocescontrole en sensorisch onderzoek.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Dit werk wordt ondersteund door het 7e Kaderprogramma van de Europese Commissie onder subsidieovereenkomstnummer 287382. SY is begunstigde van een subsidieovereenkomst van het 7e Kaderprogramma van de Europese Commissie nummer 287382. IK is begunstigde van een FIRST-doctoraatsbeurs van de Fondazione Edmund Mach. Voor zijn werk aan de Universiteit van Foggia wordt VC ondersteund door de regio Apulië in het kader van het programma 'Future In Research' (praktijkcode 9OJ4W81).

Het protocol volgt de richtlijnen van ons institutioneel comité voor de menselijke onderzoeksetiek. 1. Voorbeeld Voorbereiding en Autosampler Voorwaarden <ol><li> On-line bioproces monitoring: het detecteren van VOC&#39;s die vrijkomen tijdens de fermentatie van yoghurt in melkzuur OPMERKING: Dit gedeelte van het protocol is een onderdeel van de procedure die door Benozzi et al is gemeld . 32 <ol><li> Voeg 5 ml gepasteuriseerde melk toe aan elke injectieflacon (20 ml glazen flesjes voorzien van PTFE / silicone septa). Let op het type melk dat gebruikt wordt en snel de monsters verhogen tot 45 ° C. Breng ze over naar een multifunctionele GC autosampler die uitgerust is met een temperatuurregelaar (45 ° C). </li><li> Gebruik de robotarm van de autosampler om de injectieflacons met de microbiële startculturen in te voeren (volgens de specificaties van de fabrikant van de startercultuur). Stel de incubatietijd in volgens de typologie van de gewenste yoghurt en op de specificatieS gerapporteerd door starterkwekerij fabrikant. Stel de autosampler in om een ​​monster na de andere handig te analyseren, waarbij een online VOC-monitoring van melkzuurfermentatie wordt verkregen tijdens yoghurtbereiding. </li></ol></li><li> Grootschalige screening: monitoring van VOC&#39;s geassocieerd met verschillende appelgenotypen OPMERKING: Dit gedeelte van het protocol is een deel van de procedure die door Farneti et al is gemeld . 33 , 36 <ol><li> Sample appels in de gewenste fase van rijping / behoud ( bijv. Bij de commerciële oogst). Selecteer ten minste vijf homogene vruchten zonder zichtbare schade voor elke kloon. Bewaar de appels voor de gewenste periode bij kamertemperatuur (25 ° C) of koel (4 ° C). </li><li> Verzamel vijf cilindrische schijven (1,7 cm diameter en 1 cm dikte) van elke appel met een vleesmesmonster. Neem een ​​deel van het cortexweefsel in, en vermijd het kerndeel met zaden.Homogeniseer de monsters onmiddellijk en vries in vloeibare stikstof. Bewaar bij -80 ° C tot analyse. </li><li> Vóór analyses plaats drie replicaten van het 2,5 g appelmonster van elk biologisch replicaat in de flesjes (20 ml glazen flesjes uitgerust met PTFE / silicone septa). Meng het monster met 2,5 ml gedeïoniseerd water, 1 g natriumchloride, 12,5 mg ascorbinezuur en 12,5 mg citroenzuur, en houd de monsters bij 4 ° C tot analyse (maximaal 3 dagen). </li><li> Incubeer de monsters bij 40 ° C en stel vervolgens de autosampler in om de VOC&#39;s automatisch te analyseren. </li></ol></li><li> Nosespace analyse: het bestuderen van retronasale afgifte van VOC&#39;s tijdens koffie drinken OPMERKING: Dit gedeelte van het protocol is een deel van de procedure die door Romano et al is gemeld . 28 <ol><li> Bereid gebrouwen koffie uit gemalen koffiemonsters. <ol><li> Gebruik een koffiemachine: meld de water / poeder ratio, het gebruikte type mineraalwater,Het type koffiezetapparaat, en de procedure die is aangenomen om de koffiedrank te verkrijgen (hoeveelheden zijn een functie van de afmeting van de koffiezetapparaat). </li><li> Gebruik een koffiezetapparaat met zes kopjes, in Italië bekend als een &quot;moka&quot;, met 450 ml water en 30 g koffiepoeder. Zet de gebrouwde koffie in een vat en verplaats het in een thermostatisch waterbad (60 ° C). </li></ol></li><li> Voor elke koffiebrouwen overdragen 7,5 ml aliquots naar een polystyreenbeker (40 ml) met een plastic kap. Laat elke panellid de drank volgens het protocol proeven: i) 30 s vrije ademhaling, ii) een enkele sip koffie, gevolgd door een snelle slik, en iii) 3 minuten ademhaling in een ergonomische glazen nosepiece 28 . </li><li> Herhaal het hele experiment gedurende drie opeenvolgende dagen, waarbij de volgorde van koffiemonsters en panelleden elke dag wordt gerandomiseerd. </li><li> Voer monsterneming uit door een ergonomisch nosepiece in siliconenrubber op de neus van de panelen toe te passen. Verbind de nOsepiece aan de PTR-ToF-MS door middel van een PEEK buis die alleen in het eerste deel in contact is met het panellichaam, verwarmt dan bij 110 ° C in een inlaatslang, die de bemonsteringsinterface verbindt met de PTR-MS instrument. OPMERKING: in tabel 2 wordt een lijst van producten geanalyseerd met analoge procedures aan die gemeld door Benozzi et al. 32 , Farneti et al. 33 , 36 en Romano et al. 28 is gerapporteerd. </li></ol></li></ol><table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td> Food matrix </td><td> Aantal en soort monsters </td><td> Referentie </td></tr><tr><td> appel </td><td> De auteurs onderzochten een collectie, vertegenwoordigd door 190 accessions, samengesteld uit zowel oude als nieuwe appelcultivars </td><td> 33 </td></tr><tr><td> Yoghurt </td><td> Vier voorgerechten werden geanalyseerd in termen van VOC&#39;s die werden vrijgelaten tijdens lactische fermentatie van yoghurt (A, FD-DVS YF-L812 Yo-Flex, Chr. Hansen; B, FD-DVS YC-380 Yo-Flex, Chr. Hansen; C, FD -DVS YC-X11 Yo-Flex, Chr. Hansen; D, YO-MIX 883, Danisco) </td><td> 32 </td></tr><tr><td> Koffie </td><td> Drie verschillende soorten gemalen koffie, verkregen uit één enkele pure Arabica koffie mix, werden gebruikt: medium gebraden, donker gebraden en gedecaffineerd medium gebraden </td><td> 28 </td></tr></tbody></table> Tabel 2: Lijst van geanalyseerde producten. Lijst van producten geanalyseerd met analoge procedures aan degenen gerapporteerd door Benozzi et al. 32 , Farneti et al. 33 , 36 en Romano et al. 28 2. Experimentele vormgeving en praktische voorzorgsmaatregelen <ol><li> Voer ten minste drie biologische replica overdag uitTes, elk met drie technische replicaten, voor elke experimentele modus. </li><li> Voorafgaand aan incubatie en analyse van het monster, spoel de kopruimte met 1 minuut bij 200 sccm voor elke injectieflacon. </li><li> Bereid een blanco voor elke experimentele modus, incubeer en analyseer de blanco onder dezelfde omstandigheden van de monsters. </li><li> Randomize de volgorde van monsters / blanks voor analyse. </li><li> Net als andere methoden die VOC&#39;s opsporen, beperken het gebruik van geparfumeerde persoonlijke verzorgingsproducten, evenals gom en sigaretten, voordat u het instrument gebruikt. Bevestig alle vluchtige chemicaliën in het laboratorium stevig en controleer de luchtontwerpen zoveel mogelijk tijdens het testen 37 . </li></ol> 3. Optimalisatie en analyse van PTR-MS Instrument OPMERKING: De instrumentale condities worden beschreven in de referenties ( bijv. Makhoul et al . 27 ). <ol><li> Voer hoofdruimtemetingen van de monsters uit met een commerciAl PTR-ToF-MS apparaat in de standaard configuratie modus. </li><li> Spuit lucht direct in de PTR-MS drijfbuiskopruimte zonder enige behandeling. Er is een continue stroom van de monsterlucht door de PTR-MS, zodat de injectie wordt bereikt door het einde van de PTR-MS inlaat in de monsterkopruimte te plaatsen. </li><li> Stel de volgende ioniseringsomstandigheden in de drijfbuis vast en controleer het constant: 110 ° C buis temperatuur, 2,30 mbar drijfdruk, 550 V drijfspanning. Dit leidt tot een E / N verhouding van ongeveer 140 Td (1 Td = 10 -17 cm 2 V - 1 s - 1 ). De inlaatleiding bestaat uit een PEEK capillairbuis (inwendige diameter 0,04 inch), verwarmd bij 110 ° C. Stel standaard de inlaatstroom in op 40 sccm. </li><li> Stel de bemonsteringstijd per kanaal van ToF-acquisitie in op 0,1 ns, wat 350.000 kanalen bedraagt ​​voor een massaspectrum tot en met m / z = 400. Elk spectrum is de som van ongeveer 28.600 acquisities die 35 durenΜs elk, wat resulteert in een tijdresolutie van 1 s. OPMERKING: Spectra worden dan continu opgeslagen. Spectrometrische signalen groeien vanuit een achtergrondniveau naar een stabiele waarde in een paar seconden (de tijd die nodig is om het gas in de inlaatleidingen te vervangen) en alleen de na deze overgang verkregen spectra worden in verdere analyse beschouwd. </li></ol> 4. Aangepaste data-analyse OPMERKING: Aangepaste data analyse is ontwikkeld met behulp van een procedure in MATLAB. <ol><li> Corrigeer de teltverliezen als gevolg van de ionendetector dead time via een methodologie gebaseerd op Poisson statistieken zoals beschreven door Cappellin et al. 10 . </li><li> Voer interne kalibratie uit volgens een procedure beschreven door Cappellin et al. 38 om een ​​goede massa nauwkeurigheid te bereiken (tot 0.001 Th). </li><li> Uitvoering van samengestelde annotatie vergeleken verkregen spectrale data met fragmentatiegegevens van referentienormen en met data rUitgegeven in de wetenschappelijke literatuur. </li><li> Voer geluidsreductie, basislijnverwijdering en piekintensiteitswinning uit volgens Cappellin et al. 39 , met behulp van gemodificeerde Gaussianen om de toppen te passen. </li><li> Bereken piekintensiteit in ppbv (delen per miljard op volume) via de formule beschreven door Lindinger et al. 5 , door gebruik te maken van de juiste reactietempo coëfficiënt of een constante waarde voor de reactietempo coëfficiënt (k = 2,10 - 9 cm 3 s -1 ), wanneer de onderliggende verbinding niet bekend is. Deze laatste introduceert een systematische fout van maximaal 30% die kan worden verantwoord als de werkelijke coëfficiënt bekend is 40 . </li><li> Mijn gegevens worden uitgevoerd door Principal Component Analysis, Variance Analysis, Tukey&#39;s post-hoc test en andere statistische testen / analyses aan te passen die bestaande pakketten ontwikkelen die zijn ontwikkeld met behulp van R (bijvoorbeeld Cappellin et al. </ol>

<ol><li>Biasioli, F., Yeretzian, C., Märk, T. D., Dewulf, J., Van Langenhove, H. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0165993611001269">Direct-injection mass spectrometry adds the time dimension to (B)VOC analysis.</a> Trends Analyt Chem. 30 (7), 1003-1017 (2011).</li>
<li>Berchtold, C., Bosilkovska, M., Daali, Y., Walder, B., Zenobi, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Real-time+monitoring+of+exhaled+drugs+by+mass+spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Mass+Spectrom+Rev%22%5BJournal%5D)">Real-time monitoring of exhaled drugs by mass spectrometry.</a> Mass Spectrom Rev. 33 (5), 394-413 (2014).</li>
<li>Hansel, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/016811769504294U">Proton transfer reaction mass spectrometry: on-line trace gas analysis at the ppb level.</a> Int J Mass Spectrom Ion Process. 149, 609-619 (1995).</li>
<li>Jordan, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1387380609002036">An online ultra-high sensitivity Proton-transfer-reaction mass-spectrometer combined with switchable reagent ion capability PTR + SRI - MS).</a> Int J Mass Spectrom. 286 (1), 32-38 (2009).</li>
<li>Lindinger, W., Hansel, A., Jordan, A. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168117697002814">On-line monitoring of volatile organic compounds at pptv levels by means of proton-transfer-reaction mass spectrometry (PTR-MS) medical applications, food control and environmental research.</a> Int J Mass Spectrom Ion Process. 173 (3), 191-241 (1998).</li>
<li>Biasioli, F., Gasperi, F., Yeretzian, C., Märk, T. D. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0165993611001233">PTR-MS monitoring of VOCs and BVOCs in food science and technology.</a> Trends Analyt Chem. 30 (7), 968-977 (2011).</li>
<li>Campbell-Sills, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1387380616000270">Advances in wine analysis by PTR-ToF-MS: Optimization of the method and discrimination of wines from different geographical origins and fermented with different malolactic starters.</a> Int J Mass Spectrom. , 42-51 (2016).</li>
<li>Jordan, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1387380609002371">A high resolution and high sensitivity proton-transfer-reaction time-of-flight mass spectrometer (PTR-TOF-MS).</a> Int J Mass Spectrom. 286 (2-3), 122-128 (2009).</li>
<li>Lindinger, W., Hansel, A., Jordan, A. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/1998/cs/a827347z#!divAbstract">Proton-transfer-reaction mass spectrometry (PTR-MS): on-line monitoring of volatile organic compounds at pptv levels.</a> Chem Soc Rev. 27 (5), 347-375 (1998).</li>
<li>Cappellin, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0925400510009135">On data analysis in PTR-TOF-MS: From raw spectra to data mining.</a> Sens Actuators B Chem. 155 (1), 183-190 (2011).</li>
<li>Ellis, A. M., Mayhew, C. A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aEllis%2C+AM+%22Proton+Transfer+Reaction+Mass+Spectrometry%3A+Principles+and+Applications%22">Proton Transfer Reaction Mass Spectrometry: Principles and Applications</a>. , John Wiley & Sons. Chichester, West Sussex. (2012).</li>
<li>Blake, R. S., Monks, P. S., Ellis, A. M. <a target="_blank" href="http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/cr800364q">Proton-Transfer Reaction Mass Spectrometry.</a> Chem Rev. 109 (3), 861-896 (2009).</li>
<li>Romano, A., Capozzi, V., Spano, G., Biasioli, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Proton+transfer+reaction-mass+spectrometry%3A+online+and+rapid+determination+of+volatile+organic+compounds+of+microbial+origin%5BTitle%5D)+AND+%22Appl+Microbiol+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Proton transfer reaction-mass spectrometry: online and rapid determination of volatile organic compounds of microbial origin.</a> Appl Microbiol Biotechnol. 99 (9), 3787-3795 (2015).</li>
<li>Pollien, P., Lindinger, C., Yeretzian, C., Blank, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Proton+transfer+reaction+mass+spectrometry%2C+a+tool+for+on-line+monitoring+of+acrylamide+formation+in+the+headspace+of+maillard+reaction+systems+and+processed+food%5BTitle%5D)+AND+%22Anal+Chem%22%5BJournal%5D)">Proton transfer reaction mass spectrometry, a tool for on-line monitoring of acrylamide formation in the headspace of maillard reaction systems and processed food.</a> Anal Chem. 75 (20), 5488-5494 (2003).</li>
<li>Maçatelli, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0889157508001890">Verification of the geographical origin of European butters using PTR-MS.</a> J Food Compost Anal. 22 (2), 169-175 (2009).</li>
<li>Soukoulis, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Proton+transfer+reaction+time-of-flight+mass+spectrometry+monitoring+of+the+evolution+of+volatile+compounds+during+lactic+acid+fermentation+of+milk%5BTitle%5D)+AND+%22Rapid+Commun+Mass+Spectrom%22%5BJournal%5D)">Proton transfer reaction time-of-flight mass spectrometry monitoring of the evolution of volatile compounds during lactic acid fermentation of milk.</a> Rapid Commun Mass Spectrom. 24 (14), 2127-3134 (2010).</li>
<li>Heenan, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0308814611012660">PTR-TOF-MS monitoring of in vitro and invivo flavour release in cereal bars with varying sugar composition.</a> Food Chem. 131 (2), 477-484 (2012).</li>
<li>Benjamin, O., Silcock, P., Beauchamp, J., Buettner, A., Everett, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tongue+pressure+and+oral+conditions+affect+volatile+release+from+liquid+systems+in+a+model+mouth%5BTitle%5D)+AND+%22J+Agric+Food+Chem%22%5BJournal%5D)">Tongue pressure and oral conditions affect volatile release from liquid systems in a model mouth.</a> J Agric Food Chem. 60 (39), 9918-9927 (2012).</li>
<li>Ting, V. J. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vitro+and+in+vivo+flavor+release+from+intact+and+fresh-cut+apple+in+relation+with+genetic%2C+textural%2C+and+physicochemical+parameters%5BTitle%5D)+AND+%22J+Food+Sci%22%5BJournal%5D)">In vitro and in vivo flavor release from intact and fresh-cut apple in relation with genetic, textural, and physicochemical parameters.</a> J Food Sci. 77 (11), 1226-1233 (2012).</li>
<li>Özdestan, Ö, et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0963996913003025">Differentiation of specialty coffees by proton transfer reaction-mass spectrometry.</a> Food Res Int. 53 (1), 433-439 (2013).</li>
<li>Dimitri, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0023643812004161">PTR-MS monitoring of volatiles fingerprint evolution during grape must cooking.</a> LWT-Food Sci Technol. 51 (1), 356-360 (2013).</li>
<li>Déléris, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+direct+mass+spectrometry+methods+for+the+on-line+analysis+of+volatile+compounds+in+foods%5BTitle%5D)+AND+%22J+Mass+Spectrom%22%5BJournal%5D)">Comparison of direct mass spectrometry methods for the on-line analysis of volatile compounds in foods.</a> J Mass Spectrom. 48 (5), 594-607 (2013).</li>
<li>Sánchez del Pulgar, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+the+pig+rearing+system+on+the+final+volatile+profile+of+Iberian+dry-cured+ham+as+detected+by+PTR-ToF-MS%5BTitle%5D)+AND+%22Meat+Sci%22%5BJournal%5D)">Effect of the pig rearing system on the final volatile profile of Iberian dry-cured ham as detected by PTR-ToF-MS.</a> Meat Sci. 93 (3), 420-428 (2013).</li>
<li>Onishi, M., Inoue, M., Araki, T., Iwabuchi, H., Sagara, Y. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s11947-010-0422-5">A PTR-MS-based protocol for simulating bread aroma during mastication.</a> Food Bioproc Tech. 5 (4), 1228-1237 (2010).</li>
<li>Beauchamp, J., Zardin, E., Silcock, P., Bremer, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Monitoring+photooxidation-induced+dynamic+changes+in+the+volatile+composition+of+extended+shelf+life+bovine+milk+by+PTR-MS%5BTitle%5D)+AND+%22J+Mass+Spectrom%22%5BJournal%5D)">Monitoring photooxidation-induced dynamic changes in the volatile composition of extended shelf life bovine milk by PTR-MS.</a> J Mass Spectrom. 49 (9), 952-958 (2014).</li>
<li>Yener, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((PTR-ToF-MS+characterisation+of+roasted+coffees+%28C.+arabica%29+from+different+geographic+origins%5BTitle%5D)+AND+%22J+Mass+Spectrom%22%5BJournal%5D)">PTR-ToF-MS characterisation of roasted coffees (C. arabica) from different geographic origins.</a> J Mass Spectrom. 49 (9), 929-935 (2014).</li>
<li>Makhoul, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Proton-transfer-reaction+mass+spectrometry+for+the+study+of+the+production+of+volatile+compounds+by+bakery+yeast+starters%5BTitle%5D)+AND+%22J+Mass+Spectrom%22%5BJournal%5D)">Proton-transfer-reaction mass spectrometry for the study of the production of volatile compounds by bakery yeast starters.</a> J Mass Spectrom. 49 (9), 850-859 (2014).</li>
<li>Romano, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1387380613004260">Nosespace analysis by PTR-ToF-MS for the characterization of food and tasters: The case study of coffee.</a> Int J Mass Spectrom. 365, 20-27 (2014).</li>
<li>Muilwijk, M., Heenan, S., Koot, A., van Ruth, S. M. <a target="_blank" href="https://www.hindawi.com/journals/jchem/2015/981549/">Impact of production location, production system, and variety on the volatile organic compounds fingerprints and sensory characteristics of tomatoes.</a> J Chem. 2015, 981549(2015).</li>
<li>Makhoul, S., et al. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s11947-015-1549-1">Volatile compound production during the bread-making process: effect of flour, yeast and their interaction.</a> Food Bioproc Tech. 8 (9), 1925-1937 (2015).</li>
<li>Aprea, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Volatile+compound+changes+during+shelf+life+of+dried+Boletus+edulis%3A+comparison+between+SPME-GC-MS+and+PTR-ToF-MS+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22J+Mass+Spectrom%22%5BJournal%5D)">Volatile compound changes during shelf life of dried Boletus edulis: comparison between SPME-GC-MS and PTR-ToF-MS analysis.</a> J Mass Spectrom. 50 (1), 56-64 (2015).</li>
<li>Benozzi, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Monitoring+of+lactic+fermentation+driven+by+different+starter+cultures+via+direct+injection+mass+spectrometric+analysis+of+flavour-related+volatile+compounds%5BTitle%5D)+AND+%22Food+Res+Int%22%5BJournal%5D)">Monitoring of lactic fermentation driven by different starter cultures via direct injection mass spectrometric analysis of flavour-related volatile compounds.</a> Food Res Int. 69, 235-243 (2015).</li>
<li>Farneti, B., et al. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s11306-014-0744-9">Comprehensive VOC profiling of an apple germplasm collection by PTR-ToF-MS.</a> Metabolomics. 11 (4), 838-850 (2014).</li>
<li>Yener, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0963996914008357">Tracing coffee origin by direct injection headspace analysis with PTR/SRI-MS.</a> Food Res Int. 69, 235-243 (2015).</li>
<li>Charles, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0963996914007509">Understanding flavour perception of espresso coffee by the combination of a dynamic sensory method and in-vivo nosespace analysis.</a> Food Res Int. 69, 9-20 (2015).</li>
<li>Farneti, B., et al. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s11306-014-0696-0">Untargeted metabolomics investigation of volatile compounds involved in the development of apple superficial scald by PTR-ToF-MS.</a> Metabolomics. 11 (2), 341-349 (2014).</li>
<li>Bean, H. D., Zhu, J., Hill, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterizing+Bacterial+Volatiles+using+Secondary+Electrospray+Ionization+Mass+Spectrometry+%28SESI-MS%29%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Characterizing Bacterial Volatiles using Secondary Electrospray Ionization Mass Spectrometry (SESI-MS).</a> J Vis Exp. (52), e2664(2011).</li>
<li>Cappellin, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extending+the+dynamic+range+of+proton+transfer+reaction+time-of-flight+mass+spectrometers+by+a+novel+dead+time+correction%5BTitle%5D)+AND+%22Rapid+Commun+Mass+Spectrom%22%5BJournal%5D)">Extending the dynamic range of proton transfer reaction time-of-flight mass spectrometers by a novel dead time correction.</a> Rapid Commun Mass Spectrom. 25 (1), 179-183 (2011).</li>
<li>Cappellin, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On+Quantitative+Determination+of+Volatile+Organic+Compound+Concentrations+Using+Proton+Transfer+Reaction+Time-of-Flight+Mass+Spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Environ+Sci+Technol%22%5BJournal%5D)">On Quantitative Determination of Volatile Organic Compound Concentrations Using Proton Transfer Reaction Time-of-Flight Mass Spectrometry.</a> Environ Sci Technol. 46 (4), 2283-2290 (2012).</li>
<li>Cappellin, L., et al. <a target="_blank" href="https://link.springer.com/article/10.1007/s11306-012-0405-9">PTR-ToF-MS and data mining methods: a new tool for fruit.</a> Metabolomics. 8 (5), 761-770 (2012).</li>
<li>Yeretzian, C., Jordan, A., Lindinger, W. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1387380602007856">Analysing the headspace of coffee by proton-transfer-reaction mass-spectrometry.</a> Int J Mass Spectrom. 223, 115-139 (2003).</li>
<li>Sulzer, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1387380612001704">From conventional proton-transfer-reaction mass spectrometry (PTR-MS) to universal trace gas analysis.</a> Int J Mass Spectrom. 321, 66-70 (2012).</li>
<li>Cappellin, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1387380613004296">Ethylene: Absolute real-time high-sensitivity detection with PTR/SRI-MS. The example of fruits, leaves and bacteria.</a> Int J Mass Spectrom. 365, 33-41 (2014).</li>
<li>Ruzsanyi, V., Fischer, L., Herbig, J., Ager, C., Amann, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multi-capillary-column+proton-transfer-reaction+time-of-flight+mass+spectrometry%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Chromatography+A%22%5BJournal%5D)">Multi-capillary-column proton-transfer-reaction time-of-flight mass spectrometry.</a> Journal of Chromatography A. 1316, 112-118 (2013).</li>
<li>Romano, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1387380614002127">Wine analysis by FastGC proton-transfer reaction-time-of-flight-mass spectrometry.</a> Int J Mass Spectrom. 369, 81-86 (2014).</li>
<li>Aprea, E., Biasioli, F., Märk, T. D., Gasperi, F. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1387380606005240">PTR-MS study of esters in water and water/ethanol solutions: Fragmentation patterns and partition coefficients.</a> Int J Mass Spectrom. 262 (1-2), 114-121 (2007).</li>
<li>Sulzer, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1387380614001584">A Proton Transfer Reaction-Quadrupole interface Time-Of-Flight Mass Spectrometer (PTR-QiTOF): High speed due to extreme sensitivity.</a> Int J Mass Spectrom. 368, 1-5 (2014).</li>
<li>Barber, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Increased+Sensitivity+in+Proton+Transfer+Reaction+Mass+Spectrometry+by+Incorporation+of+a+Radio+Frequency+Ion+Funnel%5BTitle%5D)+AND+%22Anal+Chem%22%5BJournal%5D)">Increased Sensitivity in Proton Transfer Reaction Mass Spectrometry by Incorporation of a Radio Frequency Ion Funnel.</a> Anal Chem. 84 (12), 5387-5391 (2012).</li>
</ol>

De auteurs hebben niets te onthullen.

Proton-transfer-reactie-massaspectrometrie (PTR-MS) gekoppeld aan tijdstip van vlucht (ToF) massaanalysatoren vormen een geldig compromis tussen de noodzaak tot identificatie en kwantificering van vluchtige organische verbindingen en de noodzaak voor snelle analytische profilering. De hoge massa resolutie die de ToF massanalysator kenmerkt geeft relevante gevoeligheid en massaspectra met aanzienlijke informatief inhoud. Bovendien verhoogt de toepassing van PTR-ToF-MS in combinatie met een auto-sampler en op maat gemaakt...

Direct-Injection Mass Spectrometric (DIMS) technologieën vormen een klasse van analytische instrumentale benaderingen die aanzienlijke massa- en tijdresolutie bieden met hoge gevoeligheid en robuustheid, waardoor de snelle detectie en kwantificering van vluchtige organische verbindingen (VOC&#39;s) 1 mogelijk zijn . Deze instrumentale benaderingen omvatten onder andere MS-e-noses, atmosferische-druk chemische ionisatie massaspectrometrie (APCI-MS), proton-transfer-reactie massaspectrometrie (PTR-MS) en geselekteerde Ion-Flow-Tube Massaspectrometrie ( SIFT-MS) 1 . De voordelen en nadelen van elke aanpak zijn afhankelijk van: het soort monsterinjectie, de bron en de controle van precursor ionen, de controle van het ionisatieproces en de massaanalysator 1 , 2 . Proton-overdracht-reactie massaspectrometrie (PTR-MS) is meer dan twintig jaar geleden ontwikkeld om in real-time en wiDe lage detectiegrenzen (meestal een paar ppbv, deel per miljard in volume) de meeste vluchtige organische verbindingen (VOC&#39;s) in lucht 3 , 4 . Huidig ​​gebruik van PTR-MS varieert van medische toepassingen, naar voedselcontrole, naar milieuonderzoek 5 , 6 . De belangrijkste kenmerken van deze techniek zijn: de mogelijkheid van snelle en continue meting, de intense en zuivere bron van precursor ionen, en de mogelijkheid om ioniseringsomstandigheden (druk, temperatuur en drijfspanning) te beheersen. Deze functies maken het mogelijk veelvoudige toepassingen te combineren met een hoge mate van standaardisatie 1 , 4 . In feite is de methode gebaseerd op reacties van hydroniumionen (H3O + ), die niet-dissociatieve protonoverdracht in de meeste vluchtige verbindingen veroorzaken (in het bijzonder bij die die worden gekenmerkt door een protonaffiniteit hoger dan water), protonerende neutrale verbindingen(M) volgens de reactie: H3O + + M → H20 + MH + . In tegenstelling tot andere technieken, bijvoorbeeld APCI-MS, precursor iongeneratie en monster ionisatie zijn verdeeld in twee verschillende instrumentale compartimenten (een schematische weergave van het PTR-MS instrument is gegeven in Figuur 1 ). Een elektrische ontlading door waterdamp in de holle kathode ionbron genereert een bundel hydroniumionen. Na deze fase overschrijden ionen de drijfbuis, waar de ionisatie van VOC&#39;s plaatsvindt 7 . Ionen dan een puls extractie sectie en worden versneld in de TOF sectie. Via vluchttijden is het mogelijk om de massa-op-ladingverhoudingen van de ionen 8 te bepalen . Elke extractiepuls leidt tot een compleet massaspectrum 8 van het geselecteerde m / z bereik. Ion-spectra worden opgenomen door een snel data-acquisitie systeem 7 . Een volledig spectrum is typischVerworven in een seconde, alhoewel hogere tijdresolutie kan worden bereikt volgens het signaal naar het geluidsniveau en een kwantitatieve schatting van de VOC-hoofdruimteconcentratie kan zelfs zonder kalibratie 9 , 10 worden verschaft. <img alt="Figuur 1" src="/files/ftp_upload/54075/54075fig1.jpg" /> Figuur 1: Schematische illustratie van een PTR-MS. Schematische weergave van het PTR-MS instrument. HC: externe ionbron met holle kathode; SD: source drift; VI, venturi-type inlaat; EM, elektronenvermenigvuldiger; FC1-2, flow controllers. Reprinted met toestemming van Boschetti et al. 7 . <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/54075/54075fig1large.jpg" target="_blank">Klik hier om een ​​grotere versie van deze figuur te bekijken.</a> <p class="jove_content" fo:keep-together.withiN-pagina = &quot;1&quot;&gt; In het algemeen verzekert de PTR-techniek snelle analysetijd, hoge detectiegevoeligheid en een relatief compacte instrumentafmeting, hoeft u geen monstervoorbereiding of steekproefvernietiging te verlenen en hiermee real-time onderzoeken mogelijk te maken 11 . PTR is van groot belang in de milieu-, atmosferische, voedsel-, technologische, medische en biologische wetenschappen 12 . VOC&#39;s die verband houden met voedingsmatrices hebben een uitstekende interesse in voedselwetenschappen en technologie vanwege hun belangrijke rol in de moleculaire basis van biologische fenomenen die verband houden met geur- en smaakperspectie en dus bij voedselacceptatie. Vandaar dat onze interesse in real-time en niet-invasieve detectie van VOC&#39;s vooral betrekking heeft op sensorische kwaliteiten van voedsel. Bovendien, als we de mogelijkheid beschouwen om spoilage en pathogene micro-organismen te detecteren door middel van vrijgegeven VOC&#39;s 13 en / of om vluchtige organische verbindingen te monitoren als markers folloVleugel technologische processen ( bijv. Maillard bijproducten tijdens thermische behandelingen) 14 , wordt duidelijk hoe VOC identificatie en kwantificering belanghebbende gebieden zijn in voedselkwaliteit management 6 . Verscheidene recente toepassingen van PTR-MS-technologieën voor het snel monitoren en kwantificeren van VOC&#39;s in voedingsmatrices getuigen van het brede toepassingsgebied van deze analytische benaderingen ( tabel 1 ). <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td> Food matrix </td><td> Soort aanvraag </td><td> Korte beschrijving </td><td> Referentie </td></tr><tr><td> Boter </td><td> Screening / karakterisatie </td><td> Geografische oorsprong van Europese boters </td><td> 15 </td></tr><tr><td> Yoghurt </td><td> Bioproces monitoring </td><td> Evolutie tijdens melkzuurlegging </td><td> 16 </td></tr><tr><td> Graanrepen </td><td> In vivo meting </td><td> Nosespace tijdens consumptie van graangewassen met wisselende suiker samenstelling </td><td> 17 </td></tr><tr><td> Vloeibare modelsystemen </td><td> Gesimuleerde mondelinge aandoeningen </td><td> Evaluatie van de tongdruk en de mondelinge condities in een modelmond </td><td> 18 </td></tr><tr><td> appel </td><td> In vivo meting </td><td> Nosespace tijdens consumptie appel met verschillende genetische, texturale en fysicochemische parameters </td><td> 19 </td></tr><tr><td> Koffie </td><td> Screening / karakterisatie </td><td> Differentiatie van speciale koffies </td><td> 20 </td></tr><tr><td> Druivenmost </td><td> Screening / karakterisatie </td><td> Effect van het koken proces </td><td> 21 </td></tr><tr><td> Gegeurde snoepjes </td><td> In vivo meting </td><td> Bepaling op panelisten die anders gebruikenDirecte massaspectrometrische methoden </td><td> 22 </td></tr><tr><td> Ham </td><td> Screening / karakterisatie </td><td> Effect van het varkensopvangsysteem </td><td> 23 </td></tr><tr><td> Brood </td><td> Gesimuleerde mondelinge aandoeningen </td><td> Simuleren van broodaroma tijdens masticatie </td><td> 24 </td></tr><tr><td> Melk </td><td> Screening / karakterisatie </td><td> Monitoring van fotooxidatie-geïnduceerde dynamische veranderingen in melk </td><td> 25 </td></tr><tr><td> Koffie </td><td> Screening / karakterisatie </td><td> Diversiteit in geroosterde koffie uit verschillende geografische afkomst </td><td> 26 </td></tr><tr><td> Brood </td><td> Bioproces monitoring </td><td> Effect van verschillende gistbeginners tijdens alcoholische fermentatie </td><td> 27 </td></tr><tr><td> Koffie </td><td> In vivo meting </td><td> Nosespace tijdens het verbruik van verschillende geroosterde koffiebereidingen </td><td> 28 </td></tr><tr><td&gt; Tomaten </td><td> Screening / karakterisatie </td><td> Impact van productieplaats, productiesysteem en verscheidenheid </td><td> 29 </td></tr><tr><td> Brood </td><td> Bioproces monitoring </td><td> Effect van bloem, gist en hun interactie tijdens alcoholische fermentatie </td><td> 30 </td></tr><tr><td> champignons </td><td> Screening / karakterisatie </td><td> Houdbaarheid van gedroogde porcini paddestoelen </td><td> 31 </td></tr><tr><td> Yoghurt </td><td> Bioproces monitoring </td><td> Effect van verschillende starterculturen tijdens lactische fermentatie </td><td> 32 </td></tr><tr><td> appel </td><td> Screening / karakterisatie </td><td> Diversiteit in een appel germplasm collectie </td><td> 33 </td></tr><tr><td> Koffie </td><td> Screening / karakterisatie </td><td> Opsporen van koffie oorsprong </td><td> 34 </td></tr><tr><td> Koffie </td><td> In vivo meting </td><td> Combinatie van eenDynamische sensorische methode en in-vivo nosespace analyse om de perceptie van koffie te begrijpen </td><td> 35 </td></tr></tbody></table> Tabel 1: Lijst van wetenschappelijke studies met behulp van PTR-ToF-MS in de voedingssector. Niet-exhaustieve lijst van wetenschappelijke studies met behulp van PTR-gebaseerde benaderingen om VOC-inhoud in voedselgerelateerde experimenten te controleren. In recente studies hebben we gerapporteerd over de toepassing van PTR-ToF-MS in combinatie met een geautomatiseerd bemonsteringssysteem en aangepaste data analyse tools om de bemonstering automatisering en betrouwbaarheid te vergroten en derhalve het potentieel van deze techniek 7 , 10 , 13 te verbeteren. Hierdoor kunnen we, in termen van VOC-inhoud, grote monsters ( bijv. Voedsel van verschillende oorsprong met veel replicaten, hele germoplasma&#39;s) screenen om de invloed van diverse experimentele modi op VOC-vrijlating te analyseren ( bijv. Verschillende concentratiesVan een bepaald ingrediënt, verschillende intensiteiten van een specifieke technologische parameter), en om VOC&#39;s te controleren die geassocieerd zijn met een bepaalde bioproces ( bijv. Enzymatische oxidatie, alcoholische fermentatie). Om het potentieel van PTR-ToF-MS in de agro-voedingssector te illustreren, presenteren we hier drie paradigmatische toepassingen: de detectie van VOC&#39;s die worden vrijgelaten tijdens de melkzuurgisting van yoghurt geïnduceerd door verschillende microbiële startculturen (online bioprocesmonitoring ), De monitoring van VOC&#39;s in verband met verschillende appelcultivars (grootschalige screening) en de in vivo studie van retronasale VOC-vrijlating tijdens het drinken van koffie (nosespace-analyse).

<table><tbody><tr><td>PTR-TOF 8000 High-Resolution PTR-TOF-MS</td><td>Ionicon Analytik Ges.m.b.H.</td><td>PTR-TOF 8000</td><td>Een detector voor vluchtige organische verbindingen (VOC's) die continue VOC-kwantificering mogelijk maakt met een zeer hoge massa-resolutie</td></tr><tr><td>GERSTEL&nbsp;MPS 2XL</td><td>Gerstel</td><td></td><td>Een multifunctionele autosampler&nbsp;</td></tr><tr><td>Gas Calibration Unit</td><td>Ionicon Analytik Ges.m.b.H.</td><td>GCU-s / GCU-a</td><td>Een dynamisch gasverdunningssysteem dat variabele maar bekende hoeveelheden van verschillende standaardverbindingen levert in een dragergasstroom</td></tr><tr><td>TofDaq</td><td>Tofwerk AG</td><td>Gratis beschikbaar op http://soft.tofwerk.com/&nbsp;&nbsp;&nbsp;</td><td>Een data-acquisitiesoftware&nbsp;(voor spectra-acquisitie)</td></tr><tr><td>MATLAB&nbsp;</td><td>MathWorks</td><td>http://it.mathworks.com/products/matlab/</td><td>Een technische programmeertaal en interactieve omgeving voor algoritmeontwikkeling, datavisualisatie en data-analyse</td></tr><tr><td>R</td><td>The R Foundation</td><td>Gratis beschikbaar op https://cran.r-project.org/mirrors.html&nbsp;&nbsp;&nbsp;</td><td>Een taal en omgeving voor statistische computing en grafische weergave</td></tr></tbody></table>

ptr-tof-ms gekoppeld aan een geautomatiseerd bemonsteringssysteem en aangepaste data-analyse voor voedingsstudies: bioproces monitoring, screening en neusruimte analyse

PTR-ToF-MS Coupled with an Automated Sampling System and Tailored Data Analysis for Food Studies: Bioprocess Monitoring, Screening and Nose-space Analysis

Proton Transfer Reaction (PTR), gecombineerd met een Time-of-Flight (ToF) Mass Spectrometer (MS) is een analytische aanpak gebaseerd op chemische ionisatie die behoort tot de Direct-Injection Mass Spectrometric (DIMS) technologieën. Deze technieken laten de snelle bepaling van vluchtige organische verbindingen (VOC&#39;s) toe, waardoor hoge gevoeligheid en nauwkeurigheid worden gewaarborgd. In het algemeen vereist PTR-MS geen monsterbereiding of steekproefvernietiging, waardoor realtime en niet-invasieve analyse van monsters mogelijk is. PTR-MS worden uitgebuit op vele gebieden, van milieu- en atmosferische chemie naar de medische en biologische wetenschappen. Meer recent ontwikkelden we een methodologie op basis van koppeling PTR-ToF-MS met een geautomatiseerde sampler en op maat gemaakte data analyse tools, om de mate van automatisering te verhogen en derhalve het potentieel van de techniek te vergroten. Deze aanpak liet ons toezicht op bioprocessen ( bijv. Enzymatische oxidatie, alcoholische fermentatie), om grote steekproefsetjes te screenen (Bijv. Verschillende herkomst, gehele germoplasma&#39;s) en analyseren verschillende experimentele modi ( bijv. Verschillende concentraties van een bepaald ingrediënt, verschillende intensiteiten van een specifieke technologische parameter) in termen van VOC-inhoud. Hierbij rapporteren we de experimentele protocollen die verschillende mogelijke toepassingen van onze methodologie illustreren: de detectie van VOC&#39;s die worden vrijgelaten tijdens de melkzuurfermentatie van yoghurt (on-line bioprocesmonitoring), de monitoring van VOC&#39;s die verband houden met verschillende appelcultivars (grootschalige screening) , En de in vivo studie van retronasale VOC release tijdens koffie drinken (nosespace analyse).

<html> Het vluchtige profiel van monsters resulteerde in een compleet massaspectrum voor het gewenste massa bereik verworven elke seconde. In figuur 2 wordt een voorbeeld van de verworven gemiddelde spectra tijdens de yogurt online bioproces gegeven 32 . In elk spectrum kunnen meer dan 300 massa pieken in het m / z bereik tot 250 Th worden geïdentificeerd 32 . <img...

Proton Transfer Reactie Time of Flight Mass Spectrometrie maakt hoge gevoeligheid, snelle en niet-invasieve analyse van vluchtige organische verbindingen mogelijk. Om het potentieel te demonstreren, geven we drie voorbeelden: melkzuurfermentatie van yoghurt (online bioprocesbewaking), verschillende appelgenotypen (grootschalige screening) en retronasale ruimte na het drinken van koffie (nosespace-analyse).

PTR-ToF-MS gekoppeld aan een geautomatiseerd bemonsteringssysteem en aangepaste data-analyse voor voedingsstudies: Bioproces Monitoring, Screening en Neusruimte Analyse

Proton Transfer Reaction (PTR), combined with a Time-of-Flight (ToF) Mass Spectrometer (MS) is an analytical approach based on chemical ionization that ...

Het algemene doel van dit artikel is om het potentieel van PTR-ToF-MS aan te tonen voor directe analyse van vluchtige organische verbindingen in de voedingswetenschap en -technologie, en met name de belangrijkheid van geautomatiseerde bemonstering en op maat gemaakte gegevensanalyse. Vluchtige organische verbindingen spelen een sleutelrol in de voedingswetenschap en -technologie, zowel omdat ze de perceptie van smaak en geur beïnvloeden, als omdat ze een hulpmiddel bieden voor het bewaken van voedselkwaliteit. De hoge gevoeligheid en de snelle en directe injectie maken PTRMS een van de beste keuzes voor het bewaken van de afgifte van vluchtige organische verbindingen voor bioprocesbewaking, voor het screenen van grote gegevenssets en voor nose space-analyse.We ontwikkelen ook de juiste gegevens en analysetools die nodig zijn voor de juiste exploitatie van grote en complexe gegevenssets, zoals die werd gebruikt door PTRMS in een zeer korte tijd. Toekomstige demonstratie van onze methodologie kan zoekopdrachten inspireren uit verschillende statistische en wetenschappelijke velden zoals SENSOMICS, metabolomics, padanalyse en fonemische analyse. Om met het eerste experiment te beginnen, voegt u vijf milliliter gepasteuriseerde melk toe aan glazen flesjes van 20 milliliter die zijn uitgerust met PTFE-siliconen septa.Breng vervolgens de monsters over naar een multifunctionele GC-autosampler uitgerust met een temperatuurregeling. Gebruik de robotarm van de autosampler om de flesjes te inoculeren met de microbiële starterculturen, stel de incubatietijd in volgens de typologie van het gewenste proces en de specificaties gerapporteerd door de fabrikant van de startercultuur. Stel vervolgens de autosampler in om één monster na het andere te analyseren en verkrijg een online monitoring van vluchtige organische verbindingen tijdens de yoghurtbereiding van melkzuurfermentatie.Het tweede experiment selecteert ten minste vijf appels in de gewenste rijpingsfase zonder zichtbare schade voor elke variëteit. Bewaar de appels gedurende de gewenste periode op vier graden Celsius. Verzamel vervolgens vijf cilindrische schijven van elke appel met een vleesmessampler, inclusief een deel van het cortexweefsel en vermijd het kerngedeelte met zaden.Na het bevriezen en homogeniseren van de monsters in vloeibare stikstof. Plaats drie replica's van 2,5 gram appelmonsters van elke variëteit in glazen flesjes van 20 milliliter. Meng elk monster met een antioxidantoplossing verkregen door één gram natriumchloride, 12,5 milligram ascorbinezuur en 12,5 milligram citroenzuur op te lossen in 2,5 milliliter gedeïoniseerd water.Incubeer de monsters op 40 graden Celsius. Stel vervolgens de autosampler in om de vluchtige organische verbindingen automatisch te analyseren. Voor het laatste experiment, bereid gezet koffie voor van gemalen koffiemonsters met een zes kopjes koffiezetapparaat op het fornuis met 450 milliliter water en 30 gram koffiepoeder.Breng de gezette koffie over naar een fles en plaats de fles in een thermostatisch waterbad van 60 graden Celsius. Rapporteer de verhouding waterpoeder, het type mineraalwater dat wordt gebruikt, het type koffiezetapparaat en de procedure die is geadopteerd om de koffiedrank te verkrijgen. Voor elke koffiebrouwsels, breng 7,5 milliliter aliquots over naar een 40 milliliter polystyreen beker met een plastic dop.Laat elke panelist de drank proeven volgens het protocol. Terwijl PTR-ToF-MS continu de Nose space-concentratie bemonstert via een ergonomische siliconen rubberen neusstuk met eenmalig gebruik aan de neus van elke panelist. Dit neusstuk is verbonden met de PTR-ToF-MS door een PIC-buis met het deel in contact met de panelist op kamertemperatuur en de resterende buis verwarmd op 110 graden Celsius en een inlaatslang die de bemonsteringsinterface met het instrument verbindt.Voer head space-metingen van de monsters uit door lucht direct in de PTRMS-driftbuis head space te injecteren door het uiteinde van de PTRMS-inlaat in de head space van het monster in te brengen. Stel vóór en tijdens metingen de volgende ionisatiecondities in de driftbuis in en verifieer constant om een E/N-verhouding van 140 Townsend te bereiken. Als een autosampler wordt gebruikt, stel de minimale inlaatstroom in op 40 standaard kubieke centimeters.Stel de bemonsteringstijd per kanaal van ToF-acquisitie in op een bereik van de master ladingsverhouding. Gebruik de zelf ontwikkelde software om de verlies van tellen te corrigeren vanwege de dode tijd van de ionendetector en voer interne kalibratie uit, verbindingsannotatie ruisreductie en piekextractie. Onderzoek de gegevens door principe-verbindingsanalyse-analyse van variantie Tukey's post-hoc-test en andere statistische analyses uit te voeren met bestaande packages ontwikkeld met behulp van Matlab.De drie experimenten bieden voorbeelden van het toepassen van onze methodologie voor bioprocesbewaking, screening van steekproevensets en in vivo nose space-analyse. Het online profiel van vluchtige organische verbindingen van monsters geeft elk seconde een compleet massaspectrum en meer dan 300 massapieken kunnen worden geïdentificeerd in de verworven gemiddelde spectra tijdens de yoghurtfermentatie. Fermentatiekinetica van negen geselecteerde massapieken tijdens yoghurtfermentatie met behulp van vier verschillende starterculturen worden hier getoond.De meeste van deze vluchtige stoffen vertoonden klassieke microbiële gelijkende kinetica met een initiële latentiefase gevolgd door een groeifase en een post-log fase. Interessant is dat de online analyse specifieke depletiekinetica benadrukte voor vier zwavelhoudende verbindingen die zelfs in zeer lage concentratie een sensorisch effect kunnen hebben. Het dendrogram op basis van vluchtige organische verbindingen geassocieerd met een grote appelcollectie vertegenwoordigd door een 198 sessies benadrukt de aanwezigheid van zes hoofdclusters, voornamelijk bepaald door esters en alcoholen.De cumulatieve profielen voor vijf koffietesters, weergegeven door middel van radiale grafieken, worden hier getoond. De resultaten tonen de aanwezigheid van reproduceerbare en relevante verschillen tussen panelleden, zoals duidelijk voor panellid P een en P twee. De verschillen in monsters, de meest uitgeprobeerd methodologie kan betrouwbare gegevens verschaffen over de afgifte van vluchtige organische verbindingen, die vergeleken met onze methoden in een kortere tijd kan worden verkregen.De mogelijkheid om veel monsters te meten is de

ptr-tof-ms-coupled-with-an-automated-sampling-system-tailored-data

Research

JoVE Journal

Chemistry

Scheikunde

Een snelle methode voor vluchtige verbinding analyse fruit beschreven. De vluchtige stoffen in de kopruimte van een homogenaat van het monster snel gescheiden en gedetecteerd met ultrasnelle gaschromatografie (GC) gekoppeld met een akoestische oppervlaktegolf (IST) sensor. Een procedure voor data verwerking en analyse wordt ook besproken.

Fruit Vluchtige analyse met behulp van een elektronische neus

We presenteren een geautomatiseerde modulaire methode met hoge doorvoer voor de identificatie en karakterisering van microbiële exopolysachariden op kleine schaal. Deze methode combineert een snelle preselectie om de totale hoeveelheid uitgescheiden polysacchariden te analyseren met een gedetailleerd koolhydraat-vingerafdruk om het snelle screenen van nieuw geïsoleerde bacteriestammen of hele stamcollecties mogelijk te maken.

Geautomatiseerde Modular High Throughput exopolysaccharide Screening Platform Samen met Highly Sensitive Koolhydraten Fingerprint Analysis

Het beschreven hydroponische cocultivatiesysteem ondersteunt intacte planten met metalen maasschermen en cocultivateert ze met bacteriën. Plantweefsel, bacteriën en gescheiden moleculen kunnen vervolgens afzonderlijk worden geoogst voor stroomafwaartse analyses, waarbij tegelijkertijd wordt toegelaten dat de moleculaire reacties van zowel plantaardige hosts als interactieve microben of microbiomen worden onderzocht.

Een hydroponisch co-cultuursysteem voor gelijktijdige en systematische analyse van plant- / microbe moleculaire interacties en signalering

Gedetailleerde hierin zijn de werking en vergadering protocollen van een modulaire microfluidic screening platform voor de systematische karakterisering van colloïdale semiconductor nanocrystal syntheses. Door middel van volledig aanpasbare systeem regeling kan hoogefficiënte spectra verzamelen over 4 ordes van grootte reactietijd schalen binnen een ruimte die massa overdracht-gecontroleerde steekproeven worden uitgevoerd.

Een modulaire Microfluidic technologie voor systematische Studies van colloïdale Semiconductor nanokristallen

Hier beschrijven we een hoge gegevensdoorvoer methode voor uitgebreide drug surveillance waarmee voor de betere resolutie en detectie van grote panelen van drugs van misbruik en hun metabolieten, met kwaliteitscontrole op basis van multisegment injectie-capillair elektroforese-massaspectrometrie.

High-throughput en uitgebreide Drug Surveillance met behulp van spectrometrie van de massa van het Multisegment injectie-capillaire elektroforese

Deze workflow beschrijft de prestaties van tijd- en kostenefficiënte verrijking van meerdere eiwitposttranslationele modificaties (PTM's) tegelijkertijd voor kwantitatieve wereldwijde proteomische analyse. Het protocol maakt gebruik van peptide-niveau PTM verrijking met meerdere geconjugeerde antilichamen, gevolgd door data-onafhankelijke acquisitie massaspectrometrie analyse om biologische inzichten te krijgen in PTM crosstalk.

Gelijktijdige affiniteitsverrijking van twee posttranslationele wijzigingen voor kwantificering en sitelokalisatie

We hebben een effectieve methodologie ontwikkeld voor het bemonsteren en analyseren van geursignalen om te begrijpen hoe ze kunnen worden gebruikt in diercommunicatie. In het bijzonder gebruiken we headspace solid-phase microextractie in combinatie met gaschromatografie-massaspectrometrie om de vluchtige componenten van dierlijke geuren en geurmarkeringen te analyseren.

Bemonstering en analyse van geursignalen van dieren

Het manuscript presenteert on-site bemonstering van menselijke hersentumoren met vaste fase microextractie, gevolgd door hun biochemische profilering naar de ontdekking van biomarkers.

On-Site bemonstering en extractie van hersentumoren voor metabolomics en lipidomics analyse

Een methode voor het screenen van fentanyl-analogen op basis van hun retentietijd, mobiliteit en fragmentatiepatroon van massaspectrometrie.

Fentanyl analoge screening met behulp van LC-TIMS-TOF MS/MS

Dit protocol presenteert een volledig geautomatiseerde workflow voor de extractie van geosmin en 2-methylisoborneol uit water en lipidenrijke visweefsels. De methode maakt het mogelijk om deze moleculen vroegtijdig op te sporen voordat ze geurdrempels bereiken. Er worden representatieve gegevens van een aquacultuuromgeving verstrekt.

Extractie en detectie van geosmin en 2-methylisoborneol in water en vis met behulp van soppenextractiesondes met hoge capaciteit en GC-MS

Dit protocol biedt een methode voor de systematische wereldwijde optimalisatie van genetisch gecodeerde biosensoren door middel van geautomatiseerde generatie en beoordeling van genetische bibliotheken. Dit gaat gepaard met ontwerp-van-experimentmethodologieën om experimenten te stroomlijnen en de selectie van genetische componenten mogelijk te maken om biosensoren af te stemmen op specifieke ontwerpresultaten.

Efficiënte bemonstering van genetisch gecodeerde biosensorontwerpruimte mogelijk gemaakt met een ontwerp- en automatiseringsworkflow

Ontdek PTR-ToF-MS voor de analyse van vluchtige organische verbindingen in voedingswetenschap met geautomatiseerde bemonstering. Deze methode biedt snelle, niet-invasieve monitoring voor bioprocescontrole en sensorisch onderzoek.

PTR-ToF-MS gekoppeld aan een geautomatiseerd bemonsteringssysteem en aangepaste data-analyse voor voedingsstudies: Bioproces Monitoring, Screening en Neusruimte Analyse (Video) | JoVE Journal

PTR-ToF-MS gekoppeld aan een geautomatiseerd bemonsteringssysteem en aangepaste data-analyse voor voedingsstudies: Bioproces Monitoring, Screening en Neusruimte Analyse

Meer video's verkennen