Summary
Контролируемая система имитации запаха является простым, полевым портативным, недорогим методом доставки запаха для обонятельного тестирования и обучения. Он построен из одоранта, сохраненного на адсорбентном материале и содержащегося внутри проницаемого полимерного мешка, позволяющего контролировать высвобождение пара одоранта с течением времени.
Abstract
Контролируемая система имитации запаха (COMPS) была разработана для обеспечения удобного метода полевых испытаний доставки запаха по контролируемым и воспроизводимым тарифам. COMPS состоят из запаха интереса на абсорбент материала, запечатанного внутри проницаемой полимерной сумке. Проницаемый слой позволяет постоянно выпускать одорант в течение определенного периода времени. Проницаемая сумка дополнительно хранится во вторичной, непроницаемой сумке. Процедура двойного сдерживания позволяет уравночные одорант из проницаемой мешок, но в непроницаемой внешний слой, в результате чего мгновенный и воспроизводимый источник запаха пара при удалении из внешней упаковки. COMPS используется как в обонятельном тестировании для экспериментальных сценариев, так и для обучения обонятельному обнаружению, например, с клыками обнаружения. COMPS может быть использован для употребления широкого спектра одорантов (например, порошков наркотиков) и обеспечить контролируемое высвобождение связанных с ними одорантов. Доступность запаха от COMPS выражается с точки зрения скорости пронизывания (т.е. скорость пара одоранта, высвобождаемого из COMPS за единицу времени) и обычно измеряется гравиметрическими средствами. Скорость пронизывания данной массы или объема одоранта может быть скорректирована по мере необходимости путем изменения толщины мешка, площади поверхности и/или типа полимера. Доступная концентрация запаха в COMPS также может быть измерена методами анализа пространства головы, такими как микроэкстракция твердой фазы с газовой хроматографией/масс-спектрометрией (SPME-GC/MS).
Introduction
Olfaction является важным, но часто упускается из виду, механизм зондирования, используемый большинством животных. Для многих это основной механизм для поиска пищи, найти партнера, или зондирования опасности1. Кроме того, обонятельные возможности некоторых животных, в первую очередь собак, регулярно эксплуатируются людьми для обнаружения контрабанды (например, наркотиков или взрывчатых веществ), или других объектов, представляющих интерес, таких как пропавшие без вести лица, инвазивные виды,или болезни 2,3. Для исследования обнаружения собак или других тем исследования обоняния, исследователи часто изучают процесс обоняния и сильные и ограничения обонятельной системы. Таким образом, как правило, желательно контролировать выброс запаха пара в окружающую среду, чтобы воспроизвести доставить известные количества одоранта во время тестирования. Неспособность учитывать различия в доступности запаха из-за таких факторов, как давление пара или воздействие на окружающую среду, часто усложняет интерпретацию данных и применимость4. Аналогичным образом желательно, чтобы обеспечить установленное количество запаха во время учебных сценариев для обнаружения собак. Например, исследования Hallowell et al.5 и Papet6 показали важность интенсивности запаха в восприятии запаха, и что изменение интенсивности одоранта может повлиять на то, как он воспринимается в одиночку или в смеси.
В лабораторных условиях, использование аналитического оборудования, такого как проницаемые трубки с управляемыми печами, парогенераторы, или olfactometers могут быть использованы для контроля доставки запаха. Тем не менее, этот тип оборудования непрактично для использования во время полевых испытаний и учебныхсценариев 4. Контролируемая система имитации запаха (COMPS) была разработана как простой, недорогой и одноразовый метод для контролируемой доставки запаха, не требующий внешней энергии. Таким образом, они могут быть легко включены в различные сценарии тестирования и обучения7. Блоки COMPS просто состоят из запаха интереса на абсорбентном материале, запечатанном внутри проницаемого полимерного мешка, хранящегося во вторичной системе сдерживания. Использование COMPS снижает изменчивость между тестами и улучшает согласованность во время учений8.
Доставка запаха или наличие COMPS измеряется с точки зрения скорости пронизывания, как это определено гравиметрическим анализом с точки зрения массы пара, высвобождаемого с течением времени. Темпы пронизывания можно контролировать с помощью ряда факторов, включая толщину полимерного мешка, его доступную площадь поверхности, тип используемого абсорбентного материала (субстрата) и количество паханта. Скорость пермяния является постоянной в течение определенного периода времени (часы или дни) в зависимости от используемого запаха. Это позволяет при минимальной изменчивости при доставке запаха во время тестирования или обучения. Во время хранения, COMPS прийти к равновесию в непроницаемом внешнем контейнере, в результате чего мгновенный источник запаха пара с известной скоростью пронизывания.
COMPS были первоначально разработаны, чтобы содержать запахи, связанные со взрывчатыми веществами и быть использованы в качестве запаха имитирует7. Как определено Macias et al., запах имитирует материал, представляющий интерес, такой как взрывчатка, обеспечивая доминирующие летучие соединения, или одоранты, найденные в области головы этого материала без присутствия самого родительского материала8. Чтобы создать запах имитировать, активные запахи родительского материала должны быть определены. Активный одорант, в этом сценарии, описывается как летучих соединений, что обученные обнаружения взрывчатых веществ собак обнаруживает, полагая, что есть фактические взрывчатых веществ настоящее время. Выявив доминирующие летучие соединения в головной пространстве нескольких взрывчатых веществ, COMPS были готовы выпустить эти отдельные одоранты с контролируемой скоростью в течение всего периода полевых испытаний собак обонятельного обнаружения и определить активный запах, связанный с несколькими взрывчатыми веществами. COMPS были успешно использованы для этой цели7,9 ис тех пор были использованы в качестве запаха имитирует для дальнейшей подготовки обнаружения взрывчатых веществ.
Macias et al. использовали COMPS, содержащий пиперонал, чисто химическое вещество при комнатной температуре, которое в фазе пара было показано, что является активным одорантом для МДМА (3,4-метилендиоксиметамфетамин), психоактивного препарата, известного как экстази. Исследователя использовали меняя толщины и поверхностные зоны мешков полиэтилена низкой плотности для того чтобы отрегулировать тариф пронизывания пиперонального пара. Эта серия COMPS затем была использована для оценки порога обнаружения пиперонов для обученных собак обнаружения наркотиков8. И наоборот, в отдельном исследовании, COMPS мешок толщины были скорректированы, чтобы свести к минимуму отклонение темпов пронизывания между каждым соединением в гомологичной серии, хотя они обладали резко меняющихся давления пара. Если бы толщина одного мешка была использована в этом исследовании, эти соединения с более высоким давлением пара дали бы гораздо более высокие показатели пронизывания. Путем увеличивать толщину мешка для более высоких соединений волатильности, тарифы пронизывания были отрегулированы так, что они были подобны для всех соединений4. Оба исследования демонстрируют полезность и адаптивность COMPS для контроля выброса пара. Аналогичные исследования оптимизации толщины полимерных пакетов, а также абсорбционного материала были проведены в создании запаха имитирует для синтетических катиноны (т.е. соли дляванн) 10, другие наркотики (в том числегероина и марихуаны 11), и человеческийзапах соединений 12,13. В последнем примере, Симон и др. исследовали активные одоранты, связанные с инвазивным видом грибов14. Целые кусочки зараженной коры дерева, вместо извлеченных одорантов, были помещены непосредственно в полимерный мешок для контроля выпуска во время тестирования собак olfaction14. COMPS может быть использован для различных сценариев, и протоколы, обсуждаемые в настоящем варианте, были выбраны, чтобы продемонстрировать разнообразие этого инструмента.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Сборка COMPS(рисунок 1)
- Для аккуратного (жидкого) соединения на субстрате(рисунок 1A)
- Чтобы оплодотворить субстрат одорантом, используйте откалиброванную пипетку, чтобы добавить 5 МКЛ аккуратного соединения к 2 х 2 дюйма ватной марли площадку или другой субстрат выбора (см. Таблица материалов).
- Сложите марлевую площадку пополам и поместите этот (или альтернативный субстратный материал) в 2 х 3 дюйма полиэтилен проницаемый мешок. Предлагаемые толщины мешка между 1 MIL, для самой быстрой скорости пронизывания, до 8 MIL, для более медленной скорости пронизывания.
ПРИМЕЧАНИЕ: Вариации абсорбирующих материалов, проницаемый размер мешка, химия полимера и толщина могут быть использованы, но эти изменения влияют на скорость пронизывания запахов (см. дальнейшее обсуждение в разделе Результаты). - Немедленно запечатайте полимерный мешок, закрытый тепловым уплотнием, устраняя как можно больше воздуха из мешков.
- Храните сумку во внешней необубежкуемой сумке, или если она будет использоваться немедленно, поместите ее в чистую лодку взвешивания в капоте дыма(рисунок 1B).
- Для твердого материала, нет субстрата необходимо (Рисунок 1C)
- Взвесить нужное количество твердого материала, который может быть чистым соединением или фактическим целевым материалом, и поместить в 2 х 3 дюйма полиэтилен низкой плотности (LDPE) проницаемый мешок. Опять же, предложенная толщина сумки колеблется от 1 MIL до 8 MIL.
- Сразу же тепло-печать полимерный мешок закрыт, устраняя как можно больше воздуха из мешка, как это возможно, и хранить или откладывать в вес лодке.
2. Гравиметрический анализ для определения скорости пронизывания COMPS
ПРИМЕЧАНИЕ: Постоянная температура окружающей среды имеет важное значение для точных и воспроизводимых измерений, как гравиметрических, так и головного пространства. Постоянная температура должна поддерживаться во время всех испытаний. Рекомендуется проводить все аналитические измерения при желаемых температурах во время тестирования.
- Чтобы определить скорость пронизывания одорантов через проницаемый мешок, поместите недавно сделанный COMPS в взвешенную лодку внутри дымового капота.
- Поместите чистую, отдельную взвешенную лодку на аналитический баланс и обнулите баланс.
- Удалите COMPS из капота дыма и поместите на баланс. Завехай массу и немедленно вернитесь к дымовому капоту.
- Продолжайте записывать массу COMPS в течение обычного времени шагом до тех пор, пока масса COMPS больше не изменится (±5%). На данный момент запах от COMPS истощается.
- В качестве отрицательного контроля создайте пустую COMPS, состоящую только из субстратного материала без одорантов, запечатанных в проницаемую сумку. Относитесь к этому негативному контролю так же, как COMPS с одорантом, чтобы обеспечить минимальные колебания массы с течением времени.
- Рассчитайте скорость пронизывания из COMPS.
- Участок массы COMPS по сравнению со временем на X-Y участок в соответствующем программном обеспечении статистического анализа.
- Подготовь линейную линию тренда только к линейной части графика и отобразить уравнение на графике. Линия тренда НЕ должна быть установлена, чтобы включить происхождение. Склон линии (т.е. м в й й мз б) является скорость пронизывания в массе на единицу времени.
3. Анализ головного пространства путем микроэкстракции твердой фазы с газовой хроматографией/масс-спектрометрией (SPME-GC/MS) (по желанию)
- Подготовьте свежий COMPS в соответствии с инструкциями выше, и позволить ему уравновесить в открытом взвешивании лодки внутри капота дыма в течение 30 минут.
- Удалите COMPS из взвешивания лодки, поместите его в 1 пинту эпоксидной подкладкой металлический образец контейнера без крышки, и положил его в 1 галлон эпоксидной подкладкой металлический контейнер. Контейнеры должны храниться в дымовой капоте в течение всего эксперимента.
- Разрешить не менее 30 минут для эквилибрации в контейнере до отбора проб.
- Для отбора проб после эквилибрации поместите крышку с предварительно просверленным отверстием 1 см поверх внешнего контейнера. Вставьте соответствующее волокно SPME через отверстие на крышке, чтобы извлечь аналитику интереса. Когда волокно SPME не используется, покройте отверстие парафиновой пленкой или тому подобное. Время и оптоволоконные покрытия будут зависеть от типа и количества аналитного пара, а также размера сосуда для отбора проб и условийокружающей среды 15.
- Удалите волокно SPME после отведенного времени и поместите в нагретый вход GC/MS для термического desorption и анализа.
- Запустите метод GC/MS, подходящий для соединения, используемого в COMPS16.
- Для количественной оценки сравните полученную пиковую область с внешней кривойкалибровки 16 и/или внутреннимстандартом 17, как это уместно для метода и экспериментального проектирования.
ПРИМЕЧАНИЕ: 1) В этом примере были использованы контейнеры для образца металла, облицованные эпоксидной смолой, но были бы пригодны и другие типы контейнеров. Для прямого сравнения наличия запаха с полевыми обонятельными оценками было бы лучше использовать один и тот же контейнер, очищенный между каждым тестом, для обоих экспериментов; 2) Для воспроизводимых результатов все аспекты процедуры отбора проб должны поддерживаться во всех экспериментах репликации, включая, но не ограничиваясь временем равноденствия, временем извлечения SPME, типом и размером контейнера, а также условиями окружающей среды (т.е. температурой и влажностью).
4. Хранение COMPS
- Поместите один COMPS в металлический барьер мешок (3,5 х 4,5 дюйма) и тепло-печать, чтобы закрыть, удаляя как можно больше воздуха из мешка до уплотнения (Рисунок 1B).
- Хранить в прохладных условиях окружающей среды или в холодильнике, но не ниже или близко к замораживанию, чтобы избежать образования конденсата, как COMPS оттаивает.
- При тестировании нескольких одорантов или показателей доставки запаха в одном эксперименте рекомендуется вторичное сдерживание для устранения любого возможного перекрестного загрязнения во время транспортировки и хранения.
- Поместите реплицировать несколько барьерных мешков каждый, содержащий отдельные COMPS одного и того же аналита и скорости пронизывания во внешней, больше металлизированной сумке или стеклянной банке для хранения и транспортировки.
5. Полевое обонятельное тестирование
ПРИМЕЧАНИЕ: Обонятельные испытания могут проводиться различными способами в зависимости от тестируемого животного, цели эксперимента и условий окружающей среды. В приведеном ниже протоколе описывается один из таких способов тестирования. Все испытания на животных должны быть сначала рассмотрены и одобрены Институциональным комитетом по уходу за животными и использованию (IACUC).
- Во-первых, создать пустой или отрицательный контроль COMPS, как описано выше. Сделать достаточно, чтобы каждый контейнер в сценарии тестирования будет содержать запасные COMPS (2-3 в зависимости от количества животных, участвующих в эксперименте). Пакет все пустые COMPS вместе во вторичном сдерживании (т.е. больше металлизированный мешок или стеклянная банка с уплотнительной крышкой).
- Создание новых COMPS по мере необходимости для предполагаемого протокола полевых испытаний. Устраните все возможные источники загрязнения между COMPS и металлизированным мешком. Это может быть достигнуто путем регулярной смены перчаток и очистки лабораторной рабочей поверхности.
- Храните COMPS в течение по крайней мере 1 дня до использования, чтобы обеспечить равновесие. Храните любые репликации в одном и том же вторичном контейнере. Тем не менее, различные COMPS должны быть в отдельных вторичных контейнерах.
- Для настройки базового обонятельного теста собак выложить несколько линий по крайней мере из пяти одинаковых контейнеров (например, металлические коробки, коробки), при этом количество линий зависит от количества исследуемых переменных.
- Настройка пробной версии таким образом, чтобы каждая строка содержит один контейнер с целевым COMPS и четыре с пустым COMPS. Положительные линии управления, подготовленные таким же образом, но с известным запахом цели, могут быть использованы по мере необходимости для сценария эксперимента, обучения или тестирования. Дополнительный отрицательный контроль или пустая линия должна содержать пять пустых COMPS и никаких целей. Закажите эту отрицательную линию управления, положительную линию управления (при использовании) и тестовые линии наугад, и измените порядок с помощью генератора случайных чисел для каждого обонятельного теста собак в качестве практического для сценария тестирования.
- Включите один отвлекающий запах / материал на линию, а также.
- Рандомизировать порядок и местоположение цели и отвлекающих запахов в каждой строке для каждого собак тестируется с помощью генератора случайных чисел.
- Настройка пробной версии таким образом, чтобы каждая строка содержит один контейнер с целевым COMPS и четыре с пустым COMPS. Положительные линии управления, подготовленные таким же образом, но с известным запахом цели, могут быть использованы по мере необходимости для сценария эксперимента, обучения или тестирования. Дополнительный отрицательный контроль или пустая линия должна содержать пять пустых COMPS и никаких целей. Закажите эту отрицательную линию управления, положительную линию управления (при использовании) и тестовые линии наугад, и измените порядок с помощью генератора случайных чисел для каждого обонятельного теста собак в качестве практического для сценария тестирования.
- Для подготовки контейнеров удалите COMPS из вторичных и внешних контейнеров, поместив в пробный контейнер только проницаемую сумку.
- Разрешить COMPS уравночные в контейнере в течение как минимум 30 минут до тестирования.
- Повторите шаги для каждого COMPS используется в тесте, начиная с пробелов, а затем положительный контроль (при использовании), а затем тестирование пахантов, изменение перчатки каждый раз.
ПРИМЕЧАНИЕ: Подробные примеры сценариев тестирования собак можно найти в Simon et al.4 или Macias et al.8.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Основная цель использования COMPS в обонятельном тестировании/ обучении заключается в контроле выпуска выбранных одорантов и доставке контролируемого количества одоранта в течение всего срока проведения теста или тренировки. Выброс одоранта измеряется гравиметрическим анализом с точки зрения массовой потери за единицу времени. На рисунке 2 приводится пример гравиметрических результатов пронизывания трех одинаковых COMPS, подготовленных из 5 л пентановой кислоты на хлопчатобумажной марле через 3 MIL LDPE мешок. К графику была добавлена линия регрессии, и наклон линии представляет собой скорость пронизывания 37 мкг/мин для этого набора COMPS.
Часто желательно, чтобы иметь возможность настроить количество одоранта выпущен для данного теста. Это может быть сделано несколькими способами, в том числе корректировка количества материала в сумке, площадь поверхности проницаемого материала мешок, или толщина мешка. На рисунке 3 показано, как все три из этих факторов были использованы для контроля выпуска пиперонала. Рисунок 3A указывает на логаритмическую связь между массой в пиперональной в проницаемой сумке (3 х 3 дюйма, 2 MIL LDPE), где скорость пронизывания быстро увеличивается в нижних массах, а затем замедляется после 500 мг из-за физического ограничения количества запаха, который может быть выпущен из данной сумки в то время. Данные на рисунке 3B изображают линейную связь между скоростью пронизывания и площадью поверхности проницаемого мешка для 2 г пиперонала в 2-х mil LDPE мешок. Наконец, скорость пронизывания снизилась линейно с увеличением толщины мешка (2 г пиперонала в 3 х 3 дюйма мешок), как показано на рисунке 3C, потому что толще мешок ограничивает и замедляет выбросы.
В другом примере полезности контроля темпов пронизывания, Simon et al.4 использовали толщину мешка для стандартизации показателей пронизывания соединений различного давления пара, чтобы представить собак с аналогичной доступностью запаха для каждого анализуемого во время полевых испытаний. Объем 5 хл каждого аккуратного аналита был трубчатый на отдельные ватные марлевые колодки и помещены в 2 х 3 дюйма LDPE проницаемые мешки. Показатели пронизывания измерялись гравиметрическим анализом. Рисунок 4 показывает изменение давления пара(рисунок 4A) между группами аналитиков (RSD 138%) по сравнению с изменением скорости пронизывания послекорректировки толщины мешка (рисунок 4B),чтобы контролировать скорость и сделать их как можно более похожими (RSD 31,8%). Кроме того, корректировка толщины мешка позволила пронизанию ставки варьироваться на три порядка величины(таблица 1).
Измерения пространства головы могут быть использованы для лучшего измерения количества одоранта, доступного во время данного сценария тестирования или обучения. Macias18 измерил количество пиперонала в области головы трех COMPS с показателями пронизывания 1000, 100 и 10 нг/мин(рисунок 5). COMPS были помещены в 1 кварту выборки может, и головное пространство было извлечено в течение 30 минут с помощью SPME. Полученный хроматограф на рисунке 5 показывает пиперональные пиковые области, увеличиваемые с увеличением скорости пронизывания18.
Macias затем использовали эти три набора piperonal COMPS в собак испытаний. Обученные клыки обнаружения наркотиков были протестированы на 0 (пустой), 10, 100, и 1000 нг / с piperonal COMPS в клетке запах (Таблица 2). Результаты показали, что, как скорость пронизывания, и, следовательно, наличие запаха, увеличилось число собак оповещения о соответствующих COMPS увеличилось18.
Рисунок 1: Примеры COMPS. (A)COMPS, построенный из хлопчатобумажной марлевой площадки в проницаемом полимерном пакете. Воспроизводится из Simon et al.4 (B) COMPS, вставленный во внешнюю непроницаемую сумку. (C)COMPS, содержащий зараженную древесину в качестве источника запаха в полимерном пакете. Рисунки B и C были воспроизведены с разрешения Simon et al.19. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.
Рисунок 2: Пример измерения скорости пронизывания с помощью гравиметрического анализа. Массовая потеря аналита (т.е. пентановой кислоты) на марле через 3 MIL LDPE мешок измеряется с течением времени. A, Bи C указывают репликации одного и того же материала, в то время как "Средний" является усредным значением трех в каждой точке времени. Данное уравнение описывает линейное значение средних данных. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.
Рисунок 3: Примеры факторов, регулирующих скорость пронизывания. Графики пиперонального рассеивания указывают экспериментально измеренные темпыпронизыванияпри изменении ( A ) масса пиперональной (3 х 3 дюйма, 2 MIL LDPE мешок), (B) площадь поверхности проницаемой мешок (2 г пиперонала, 2 MIL LDPE), и (C) толщина мешка (2 г пиперонала, 3 х 3 дюйма мешок). Все бары ошибок представляют собой одно стандартное отклонение среднего (некоторые бары находятся в пределах размера маркера). Эти цифры были воспроизведены с разрешения Macias et al.18. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.
Рисунок 4: Сравнение изменения давления пара между группой соединений по сравнению с изменением скорости пронизывания. (A)Давление пара для выбора 12 соединений (RSD и 138%) по сравнениюс (B) показателями пронизывания для тех же соединений с выбранной толщиной COMPS (RSD 31,8%). Номера в скобках представляют толщину мешка LDPE в MIL. Эти цифры были воспроизведены с разрешения Симона и др.4. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.
Рисунок 5: Головной анализ пиперональных COMPS с тремя темпами пронизывания. Наложенные хроматограммы компонентов головного пространства пиперональных COMPS скорректированы на скорость пронизывания 1000, 100 и 10 нг/с. Воспроизводится с разрешения Macias et al.18. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть большую версию этой цифры.
| Толщина сумки | Скорость пермяния (мг/мин) | R-квадрат |
| 1 МИЛ | 0.108 | 0.974 |
| 4 МИЛ | 0.042 | 0.991 |
| 8 МИЛ | 0.00499 | 0.99 |
| 4 MIL в металлическом мешке ж / 1/8 " отверстие | 0.000179 | 0.972 |
Таблица 1: Скорость пермяка по сравнению с толщиной мешка. Скорость пронизывания метил бензоата на хлопчатобумажной марле в COMPS различной толщины мешка. Обратите внимание, что самая низкая скорость пронизывания была достигнута путем размещения 4 MIL COMPS внутри металлизированного мешка с отверстием 1/8. Значение R2 указывает на пригонку линии к гравиметрическому участку.
| Скорость пронизывания Piperonal COMPS | Количество оповещений | % оповещение |
| 0 нг/с (пустой) | 0 | 0% |
| 10 нг/с | 4 | 25% |
| 100 нг/с | 7 | 44% |
| 1000 нг/с | 12 | 75% |
Таблица 2: Пример результатов полевых испытаний собак. Собак ответы на piperonal COMPS с пронизывания ставки в диапазоне от 0 до 1000 нг/ с. Воспроизводится с разрешения Macias et al.18.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Контролируемые системы пермяки Odor Mimic (COMPS) легко создаются путем уплотнения запаха интереса в проницаемую сумку. Это может быть сделано путем трубопроводов аккуратные жидкие соединения на абсорбент материала, а затем размещение абсорбаторного материала в мешок; путем размещения чистого, твердого соединения непосредственно вмешок 4, как это было сделано в случае piperonal8; или путем размещения целевого материала, содержащего несколько или неизвестных одорантов в проницаемый мешок, как это было сделано с грибом зараженныхдревесины 14. Проницаемый мешок контролирует выпуск одоранта, так что известное и воспроизводимое количество может быть доставлено в течение данного периода обучения или тестирования. Скорость пермяки обычно измеряется гравиметрическим анализом, сопостраивания потери массы с течением времени, и может быть скорректирована путем изменения ряда параметров, в том числе абсорбляция материала, массы / объема одоранта, или параметры пронизывания мешок (т.е. толщина, площадь поверхности, или полимер типа). COMPS хранятся во внешнем необубежимом конверте, что позволяет COMPS уравночные перед использованием, обеспечивая тем самым известное количество одоранта сразу после использования.
Чем выше скорость пронизывания COMPS, тем большая концентрация одоранта доступна во время обучения или тестирования сценария. Для количественной оценки или сравнения концентрации запаха, испускаемой COMPS, должен быть завершен анализ пространства COMPS в контейнере для тестирования/обучения. Чаще всего это делается путем извлечения запаха с помощью SPME с анализом GC/MS. Для целей количественной оценки или сравнения рекомендуется использовать внутренний стандарт и/или внешнюю кривую калибровки.
COMPS служат недорогими, полевыми устройствами для контроля выпуска одоранта для обонятельных тренировок или испытаний, например, с детекторами собак. COMPS можно использовать повторно до истощения, каждый раз обеспечивая тот же уровень выбросов запаха, хотя продолжительность времени выбросов постоянна будет меняться для каждого анализатора и должны быть проверены в лаборатории до использования. Это преодолевает широко признанное ограничение контроля доставки запаха для использования на местах и продвигает исследования и обучение животных ольфакции.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Нет конфликта интересов, чтобы сообщить.
Acknowledgments
Эта работа частично финансировалась Управлением военно-морских исследований и Национальным институтом юстиции (2006-DN-BX-K027). Авторы хотели бы поблагодарить многих студентов «Furton Group», которые участвовали в этом проекте, а также сотрудников из Научно-исследовательской лаборатории ВМС США и Военно-морского центра поверхностных войн (Индийский головной технологический отдел EOD). Наконец, авторы благодарят Питер Нуньес из США K-9 академии, Тони Гузман из Metro-Dade K9 Services, и Майами-Дейд области правоохранительных собак групп.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 16 oz economy jars (70-450 finish) | Fillmore container | A16-08C-Case 12 | |
| 7890A gas chromatograph / 5975 mass selective detector | Agilent | ||
| Analytical balance | Mettler Toledo | 01-911-005 | |
| Ball regualr bands and dome lids | Fillmore container | J30000 | |
| Cotton gauze (2" x 2") | Dukal | ||
| Disposable weighing boats | VWR | 10803-148 | |
| Epoxy-lined sample containers, 1 gallon | TriTech Forensics | CANG-E | |
| Epoxy-lined sample containers, 1 pint | TriTech Forensics | CANPT-E | |
| Low density polyetheylene bag | Uline | S-5373 | |
| Rtx-Volatiles (30 m x 0.32 mmID) column | Restek | 10901 | |
| Silver metalized mylar barrier bag (3.5" x 4.5") | ESP Packaging | 95509993779 | |
| Silver metalized mylar barrier bag (5" x 8.5" x 3") | ESP Packaging | 95509993793 | |
| Solid phase microextration fiber assembly (PDMS/DVB/CAR) | Sigma-Aldrich | 57328-U | |
| Solid phase microextration holder | Sigma-Aldrich | 57330-U | |
| Tabletop Impulse Sealer | Uline | H-190 | Heat sealer |
References
- Buck, L., Axel, R. A novel multigene family may encode odorant receptors: A molecular basis for odor recognition. Cell. 65, 175-187 (1991).
- Furton, K. G., Myers, L. J. Scientific foundation and efficacy of the use of canines as chemical detectors for explosives. Talanta. 54, 487-500 (2001).
- Leitch, O., Anderson, A., Kirkbride, K., Lennard, C. Biological organisms as volatile compound detectors: A review. Forensic Science International. 232, 92-103 (2013).
- Simon, A. G., et al. Method for controlled odor delivery in canine olfactory testing. Chemical Senses. 44 (6), 399-408 (2019).
- Hallowell, L. R., et al. Detection of hidden explosives: New challenges and progress (1998-2009). Forensic Investigation of Explosives. 2nd Ed. , CRC Press. Boca Raton, FL. 53-77 (2012).
- Papet, L. Narcotic and explosive odors: Volatile organic compounds as training aids for olfactory detection. Canine Olfaction Science and Law. , CRC Press. Boca Raton, FL. 265-278 (2016).
- Controlled Odor Mimic Permeation System. US Patent. Furton, K., Harper, R. , 20080295783 (2017).
- Macias, M. S., Guerra-Diaz, P., Almirall, J. R., Furton, K. G. Detection of piperonal emitted from polymer controlled odor mimic permeation systems utilizing canis familiaris and solid phase microextract-ion mobility spectrometry. Forensic Science International. 195, 132-138 (2010).
- Harper, R., Almirall, J., Furton, K. Identification of dominant odor chemicals emanating from explosives for use in developing optimal training aid combinations and mimics for canine detection. Talanta. 67, 313-327 (2005).
- Francis, V. S. The identification of volatile organic compounds from synthetic cathinone derivatives for the development of odor mimic training aids. Florida International University. , Miami, FL. (2017).
- Huertas-Rivera, A. M. Identification of the active odors from illicit substances for the development of optimal canine training aids. Florida International University. , Miami, FL. (2016).
- DeGreeff, L. E., Furton, K. G. Collection and identification of human remains volatiles by non-contact, dynamic airflow sampling and SPME-GC/MS using various sorbent materials. Analytical and Bioanalytical Chemistry. 401, 1295-1307 (2011).
- DeGreeff, L. E., Curran, A. M., Furton, K. G. Evaluation of selected sorbent materials for the collection of volatile organic compounds related to human scent using non-contact sampling mode. Forensic Science International. 209 (1-3), 133-142 (2011).
- Simon, A. G., Mills, D. K., Furton, K. G. Chemical and canine analysis as complimentary techniques for the identification of active odors of the invasive fungs, Raffaelea lauicola. Talanta. 168, 320-328 (2017).
- Penton, Z. Method development with solid phase microextraction. Solid Phase Microextraction: A Practical Guide. , Marcel Dekker, Inc. New York, NY. 27-58 (1999).
- Robards, K., Haddad, P. R., Jackson, P. E. Principles and Practice of Modern Chromatographic Methods. , Elsevier Ltd. San Diego, CA. (2004).
- MacCrehan, W., Moore, S., Schantz, M. Evaluating headspace component vapor-time profiles by solid-phase microextraction with external sampling of an internal standard. Analytical Chemistry. 83, 8560-8565 (2011).
- Macias, M. S. The Development of an Optimized System of Narcotic and Explosive Contraband Mimics for Calibration and Training of Biological Detectors. , Florida International Unversity. Miami, FL. Dissertation (2009).
- Simon, A. G. The Detection of an Invasive Pathogen through Chemical and Biological Means for the Protection of Commercial Crops. , Florida International Unversity. Miami, FL. Dissertation (2017).
