Rápida de alta capacidade: Identificação de Espécies de material botânico Usando Direct Análise em Tempo Real alta resolução Espectrometria de Massa

O objetivo geral deste experimento é identificar as espécies de material botânico usando espectrometria de massa de ionização ambiente. Em conjunto com a análise estatística multivariada. Este método pode ajudar a responder a questões-chave nos campos da química e da biologia, como, por exemplo, que espécie de planta você possui com base em sua impressão digital química.

E você também pode obter informações sobre as moléculas bioativas que estão no tecido vegetal. A principal vantagem dessa técnica é que muito pouca preparação de amostra é necessária para a análise e os dados podem ser adquiridos em poucos minutos. Este método também pode ser usado para resolver outros problemas em química.

Por exemplo, rastrear intermediários e produtos de reação em síntese orgânica, analisar matrizes complexas de diferentes tipos e fazer análises de headspace. Para preparar o material fresco da folha do kratom, use um furador de seis milímetros de diâmetro para criar chads uniformes do material da folha do kratom da planta de M.speciosa. Repita esse processo cinco vezes.

Para extrair o pó de kratom, trabalhe em um tubo de microcentrífuga de 1,5 mililitro e suspenda uma pequena quantidade de pó de kratom Bali em um mililitro de uma mistura de etanol para solvente de água. Repita esse processo cinco vezes. Sonicate as amostras de extrato de pó de kratom Bali em um banho ultrassônico por 30 minutos à temperatura ambiente.

Em seguida, centrifugue as amostras de extrato de pó de kratom Bali por dois minutos a 750 vezes G à temperatura ambiente. Transvasar o solvente do pó residual para análise posterior. Para preparar as sementes de datura, corte uma semente de D.stramonium ao meio no plano transversal usando uma lâmina de barbear.

Repita esse processo usando cinco sementes diferentes. Depois de configurar o espectrômetro de massa ou os parâmetros MS conforme descrito no protocolo de texto, pressione Start Run no software de controle do espectrômetro de massa para analisar a folha de kratom. Suspenda o chade de material vegetal da folha de kratom entre a fonte de íons e a entrada do espectrômetro de massa com uma pinça até obter um espectro.

Repita este procedimento cinco vezes com camadas separadas de material vegetal. Para calibrar o espectro com polietilina glicol 600 abreviado PEG, mergulhe a extremidade fechada de um tubo capilar de ponto de fusão no padrão de pino. Suspenda o capilar revestido entre a fonte de íons e a entrada do espectrômetro de massa.

Selecione o botão Parar para encerrar a execução analítica. Pressione Iniciar Executar no software de controle do espectrômetro de massa para analisar a folha seca de kratom. Suspenda uma pequena quantidade de material de folha seca entre a fonte de íons e a entrada do espectrômetro de massa com uma pinça até obter um espectro.

Repita a aquisição cinco vezes analisando o novo material vegetal a cada vez. Calibre o espectro com PEG como antes e selecione o botão Parar para encerrar a execução analítica. Para analisar o pó de kratom, pressione Start Run no software de controle do espectrômetro de massa.

Mergulhe a extremidade fechada de um capilar de ponto de fusão no pó de kratom. Suspender o capilar revestido entre a fonte de iões e a entrada do espectrómetro de massa até obter um espectro. Repita a análise cinco vezes com um novo capilar a cada vez, seguido de calibração PEG.

Para analisar o extrato de kratom, mergulhe a extremidade de um tubo capilar no extrato. Suspender o tubo capilar no suporte de 12 amostras no carril linear do espectrómetro de massa. Repita cinco vezes com um extrato diferente de cada vez.

Pressione Iniciar Execução no software de controle do espectrômetro de massa. Usando o painel de controle, selecione o botão de avanço para avançar o trilho linear através do fluxo de íons a uma taxa de um milímetro por segundo para coletar espectros. Calibre o espectro com PEG como antes e pressione Parar para encerrar a execução analítica.

Para analisar as sementes de datura, pressione Start Run no software de controle do espectrômetro de massa. Suspenda a metade da semente de datura entre a fonte de íons e a entrada do espectrômetro de massa com uma pinça até que um espectro seja coletado. Certifique-se de que o lado cortado esteja orientado para a fonte de íons.

Repita este procedimento cinco vezes analisando uma nova metade da semente de cada vez. Conclua a análise com a calibração PEG e pressione Parar para encerrar a execução analítica. Depois de executar o processamento de dados conforme descrito no protocolo de texto, execute a análise do componente principal navegando até a seção Classificar do software de análise espectral na guia Configuração e criando classes para processamento de dados selecionando Adicionar classe.

Importe os arquivos de texto de dados selecionando Adicionar arquivos. Atribua arquivos de dados à classe apropriada de centro selecionando Arquivos de texto e Definir classe para arquivos selecionados. Selecione massas de recursos para discriminação de MS do conjunto de treinamento e defina a porcentagem de limite para 1%Em seguida, defina uma tolerância de massa para 10 e selecione Construir vetores de arquivos de dados.

Na seção Calcular, execute a análise do componente principal marcando a caixa Gráfico PCA 3D e selecione Calcular. Execute a validação cruzada leave-one-out selecionando Validar. Em seguida, gere o mapa de calor dos dados navegando até a guia Gráfico de frequência do software de análise espectral e selecionando Mapa de calor.

Selecione Limite de dados salvos para definir o limite de abundância como 1%Exporte o mapa de calor para uma planilha selecionando Salvar mapa de calor no Excel. No programa de planilha, salve o mapa de calor exportado como um arquivo de texto. Em seguida, para executar a análise de agrupamento hierárquico, importe o mapa de calor como um arquivo de texto para o software Cluster 3.0.

Na guia Hierárquica do Cluster 3.0, em Genes e matrizes, as caixas de seleção Agrupar e Calcular pesos. Defina o corte em 0,1 e o expoente em um. Selecione o agrupamento de ligação única para executar a análise.

Por fim, visualize o arquivo de dados cdt gerado na visualização em árvore Java. Espectros representativos de modo de íon positivo de ionização suave de produtos de kratom são mostrados aqui. Compostos previamente isolados de M. speciosa foram identificados.

Incluindo biomarcadores psicoativos Mitraginina e 7-hidroxi-mitraginina. Espectros representativos de modo de íon positivo de ionização suave de sementes de datura são mostrados aqui. Compostos previamente isolados da datura foram identificados, incluindo biomarcadores psicoativos Atropina e Escopolamina.

As renderizações do mapa de calor dos dados de espectrometria de massa são ilustradas aqui. Uma análise de componente principal ou gráfico PCA dos dados de kratom e datura é mostrada. O gráfico do PCA mostra claramente que os dados de kratom e os dados de datura são bem resolvidos um do outro.

A análise da PCA também revelou que as variedades individuais de kratom e as diferentes espécies de datura podem ser identificadas e distinguidas umas das outras. A análise de agrupamento hierárquico ou resultados HCA dos dados espectrais de massa de kratom e datura são mostrados. Os resultados do HCA revelaram diferenciação de classe, espécie e variedade apenas com base na análise direta em dados derivados de espectrometria de massa de alta resolução em tempo real e confirmaram os resultados da análise de PCA.

Uma vez dominada, essa técnica pode ser feita em menos de uma hora, dependendo do número de amostras que você possui, se feita corretamente. Depois de assistir a este vídeo, você deve ter uma boa compreensão de como usar a análise direta e a espectrometria de massa em tempo real para analisar amostras complexas e usar o processamento de análise estatística dos dados para obter informações sobre as espécies. Ao tentar este procedimento, é importante manter a amostra na corrente iônica por um período de tempo adequado para adquirir um espectro de massa completo da amostra.

Essa técnica permitiu que pesquisadores em muitos campos, incluindo Ômica de Plantas, Forense, Química Orgânica e Analítica, explorassem a análise de voláteis emitidos por plantas, identificassem alternativas legais para obter drogas e monitorassem produtos de reação em tempo real.