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Collection de fractions dirigées en masse de produits naturels : exemples de curcuma et d'extrait de thé vert

Introduction

Les produits naturels ont été une source d'inspiration pour la découverte préclinique de médicaments à la fois en explorant les médecines traditionnelles et en découvrant de nouveaux espaces en pharmacologie. L'isolement et la caractérisation des produits naturels restent un obstacle majeur à la découverte de médicaments. L'isolement est généralement effectué à une échelle analytique, puis les composés sont entièrement caractérisés avant toute tentative de purification à plus grande échelle. La capacité de purifier des composés dans des mélanges de produits naturels complexes par des données MS hautement spécifiques permet de simplifier les étapes de purification et de caractérisation du processus. Ici, la chromatographie flash et préparatoire est couplée à la détection MS pour purifier les produits naturels dans les extraits de thé vert et de curcuma. 

Méthodologie

L'isolement des principales catéchines du thé vert et des principaux curcuminoïdes du curcuma a été réalisé via des extractions. Les feuilles de thé vert ont été extraites et le matériau brut a été analysé à l'aide d'UPLC-MS et de normes analytiques pour identifier les catéchines d'intérêt et développer une méthode de préparation-LC appropriée pour l'isolement. La poudre de curcuma a été extraite puis analysée par TLC-MS à l'aide d'Advion's Plate Express™ pour identifier les composés d'intérêt et développer une méthode de chromatographie flash appropriée pour l'isolement. Les deux extraits ont été purifiés à l'aide de la collecte de fractions dirigées vers la masse à l'aide du système de chromatographie flash/prep puriFlash 5.250 d'Interchim connecté à l'ex d'Advion.Pression® spectromètre de masse quadripolaire unique. Les composés cibles ont été détectés à l'aide des canaux XIC MS. La pureté des composés isolés a ensuite été déterminée par HPLC-MS.

Données préliminaires

Nous avons pu isoler avec succès les 3 principaux curcuminoïdes (curcumine, déméthoxycurcumine et bisdéméthoxycurcumine) du curcuma et les 5 principales catéchines du thé vert ((-)-épigallocatéchine (EGC), (-)-épicatéchine (EC), (-) -épigallocatéchine-3-gallate (EGCG), (-)-épicatéchine-3-gallate (ECG) et (-)-gallocatéchine gallate (GCG) de haute pureté (≥95%).   

Une méthode de chromatographie flash isocratique (97:3 DCM:MeOH) a été développée en utilisant la CCM (97:3 DCM:MeOH) pour purifier les curcuminoïdes. La plaque TLC a été analysée par APCI- SM à l'aide du Plate Express qui extrait les taches directement de la plaque sans avoir besoin de préparer l'échantillon. Les fractions ont été collectées à l'aide de canaux de chromatogramme ionique extrait (XIC) avec APCI- MME. Les fractions ont ensuite été caractérisées par ASAP- La MS et la pureté de chaque fraction ont été déterminées par HPLC-MS. 

Une méthode LC préparative a été développée pour les catéchines dans le thé vert en utilisant HPLC-MS et des normes de référence pour identifier chaque composé d'intérêt. Utilisation d'un gradient d'eau méthanol et collecte de fractions à l'aide de canaux XIC définis pour les composés d'intérêt. Les fractions ont été caractérisées et leur pureté déterminée par HPLC-MS. Les fractions EGC, EGCG, GCG et ECG ont été déterminées comme ayant des puretés de 100 %, 99.8 %, 98.8 et 100 % respectivement.

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Présentation de l'ICP-MS Advion Interchim Scientific SOLATION®

Introduction

Le SOLAT® Le spectromètre de masse à plasma à couplage inductif (ICP-MS) met la puissance de l'analyse multi-élémentaire entre vos mains en simplifiant et en optimisant le flux de travail ICP-MS typique, à l'intérieur comme à l'extérieur. Le système offre une analyse multi-élémentaire haute performance, idéale pour les applications environnementales, cliniques, biomédicales, alimentaires, agricoles et géologiques.   

Le SOLAT® offre un déflecteur quadripolaire de pointe qui garantit que l'analyseur et le détecteur restent propres et améliore le S/N en empêchant les neutres et les particules de pénétrer dans l'analyseur. Le système est également conçu pour réduire la consommation d'argon. 

L'infrastructure système clé comprend :

  • Cônes d'extraction d'ions : Extraction d'ions à triple cône, suivie d'une lentille Einzel, qui sont contrôlées électriquement pour maximiser la transmission des ions dans le système de vide. 
  • Bobine RF : génération de plasma avec bobine RF refroidie à l'eau utilisant un générateur de fréquence variable standard de 27 MHz pour une adaptation d'impédance rapide et des performances optimales avec des matrices difficiles. 
  • Torche : Torche monobloc démontable avec connexion rapide en une seule étape de l'argon et de l'allumeur. Bouclier facultatif pour empêcher la décharge secondaire. 
  • Nébuliseur : Nébuliseur concentrique à haute efficacité disponible en verre ou en quartz pour une compatibilité avec la plus large gamme de débits et de composition d'échantillon. 
  • Chambre de nébulisation : La chambre de nébulisation cyclonique avec contrôle de température en option réduit davantage la taille des gouttelettes et la charge de solvant pour garantir un plasma stable et efficace. 
  • Pompe péristaltique : Pompe intégrée à 4 canaux et 12 rouleaux pour une flexibilité maximale et une pulsation ultra-faible. Débit contrôlé par logiciel de 1 μL/min à >1 mL/min. 
  • Vanne à opercule : permet une maintenance et un remplacement rapides et faciles des cônes tout en maintenant l'intégrité du vide. 
  • Déflecteur quadripolaire à 90° : garantit que l'analyseur et le détecteur ne sont pas alignés avec le faisceau de plasma, empêchant les neutres et les particules de pénétrer dans l'analyseur, améliorant le S/B et empêchant la contamination. 
  • Cellule de collision octupôle : Agit comme un guide d'ions et une cellule de collision avec du gaz He pour fournir une discrimination d'énergie cinétique (KED) afin d'éliminer les interférences. 
  • Analyseur quadripolaire : conception de filtre de masse haute fréquence avec la plus grande stabilité pour maximiser simultanément la transmission, la résolution et la sensibilité à l'abondance. 
  • Détecteurs à double fonction : mesure en mode analogique et en mode de détection d'impulsions avec une transmission transparente entre les deux, pour permettre la mesure des niveaux haut et bas en une seule analyse avec plus de 9 ordres de grandeur de plage dynamique linéaire. 
  • Détection d'impulsion : capture les ions générant des impulsions inférieures à 20 ns ; précis et linéaire avec un temps de séjour minimum inférieur à 100 μs 
  • Détection analogique : utilisé pour les signaux ioniques plus élevés tandis que la détection des impulsions est désactivée pour prolonger la durée de vie du détecteur. 
  • Contrôle logiciel dépendant de la masse : logiciel conçu pour optimiser indépendamment des plages de masse spécifiques afin de permettre une optimisation du réglage spécifique à la masse.  

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Analyse des métaux lourds dans le cannabis à l'aide du SOLATION® ICP-MS

Instrumentation : SOLATION® ICP-MS

INTRODUCTION

Avec l'acceptation et la légalisation croissantes du chanvre et du cannabis aux États-Unis, au Canada et dans plusieurs autres pays, les produits à base de cannabis sont plus largement disponibles que jamais. Désormais approuvée pour les utilisations médicales, récréatives et de suppléments de santé, l'augmentation de la production et de la consommation a mis en évidence la nécessité de tests de routine et d'élaboration de normes de test pour les produits chimiques toxiques, y compris les métaux lourds, dans le matériel végétal de cannabis et tous les sous-produits qui en sont issus, afin de garantir produits sûrs pour le consommateur.  Avec l'adoption des chapitres <232> et <233>, la pharmacopée américaine (USP) précise une liste d'éléments et de limites d'exposition maximales en fonction de la toxicité et des voies d'administration des produits pharmaceutiques.  

De nombreux États qui ont légalisé le cannabis médical et récréatif fondent leurs limites d'exposition sur les valeurs USP.  La Californie, le Colorado et le Massachusetts sont des exemples de limites d'exposition quotidienne admissible (PDE) par inhalation pour l'As, le Cd, le Hg et le Pb. Ces valeurs sont résumées dans le tableau 1. 

Tableau 1: Limites de PDE pour les États qui utilisent les directives de l'USP pour l'exposition aux métaux lourds par inhalation. USP<233> définit également la précision, la répétabilité et la robustesse requises pour l'analyse de ces éléments toxiques :

Critères de validation

Exactitude: La matrice et les matériaux à l'étude doivent être enrichis d'éléments cibles à des concentrations de 50 %, 100 % et 150 % de l'exposition quotidienne maximale autorisée (PDE). Les récupérations de pointe moyennes pour chaque élément cible doivent être comprises entre 70 % et 150 % de la valeur réelle.

Répétabilité: Six échantillons indépendants du matériau à l'étude doivent être dopés à 100 % des limites cibles définies et analysées. Le pourcentage d'écart type relatif mesuré (%RSD) ne doit pas dépasser 20 % pour chaque élément cible.

Rugosité: Effectuer la procédure de test de mesure de répétabilité en analysant les six solutions de test de répétabilité soit à des jours différents, soit avec un instrument différent, soit par un analyste différent. Le %RSD des 12 réplicats doit être inférieur à 25 % pour chaque élément cible.

Dans cette étude, nous avons utilisé le Advion SOLATION® ICP-MS et un système de digestion par micro-ondes pour digérer et analyser des échantillons de chanvre à l'aide des méthodes de validation décrites dans le chapitre général de l'USP <233>.  La sensibilité, la capacité à gérer des matrices complexes et la capacité à éliminer les interférences avec une cellule de collision à l'hélium en font le système idéal pour l'analyse des métaux lourds dans l'industrie du cannabis.

EXPÉRIENCE

La préparation des échantillons

Un échantillon de fleur de chanvre médicinal a été acheté localement.  Environ 14 grammes ont été finement broyés et homogénéisés, puis 0.5 g +/- 0.005 g ont été pesés dans des récipients de digestion et la quantité appropriée d'une solution de pointe ajoutée.  Neuf ml de HNO3 concentré et 1 ml de HCl concentré ont été ajoutés à chaque récipient et les échantillons ont été laissés réagir pendant 15 minutes avant de sceller et de placer les récipients sur le plateau tournant du système de digestion par micro-ondes à récipient fermé.  Le programme contrôle l'énergie des micro-ondes de manière à ce que les échantillons atteignent la température de digestion optimale de 200 °C en 20 minutes, maintiennent 200 °C pendant 10 minutes, puis refroidissent à température ambiante.  

Cette méthode a abouti à la digestion complète de tous les échantillons résultant en une solution claire et sans particules une fois portée au volume avec de l'eau 18 MΩ dans une fiole jaugée de 50 ml.

Les normes d'étalonnage et les pointes étaient basées sur les niveaux d'action du tableau 1.  L'ensemble d'échantillons comprenait un échantillon de chanvre, un duplicata, les pointes à 50 %, 100 % et 150 % et des aiguilles de pin NIST 1575 pour valider davantage les résultats, qui ont été exécutés en double.  Pour la spécification de « rugosité » de l'USP<233>, il y avait 6 échantillons de chanvre dopé à 100 %.  Les valeurs de pointe sont résumées dans le tableau 2.

Tableau 2: Valeurs de pointe basées sur les limites d'action définies dans l'USP<233>

Une seconde dilution 1:4 a été effectuée après la digestion pour amener la concentration finale en acide à 5 % pour un facteur de dilution global de 400x.  Le blanc d'étalonnage et les standards ont été préparés en utilisant la même concentration d'acide, 5% de 9:1 HNO3/HCl, pour l'appariement matriciel.  Pour stabiliser le mercure et aider au lessivage, de l'or a été ajouté à 20 fois la concentration de mercure.  Les standards internes ont été ajoutés à tous les échantillons, standards et blancs pour une concentration finale de 10 ng/g (ppb).  Les concentrations étalons et les étalons internes sont résumés dans le tableau 3.

Tableau 3: Masses d'analytes, étalons d'étalonnage et étalons internes.

Instrumentation

L'Advion SOLATION® ICP-MS intègre un générateur à semi-conducteurs robuste, une optique ionique orthogonale pour garder les composants les plus sensibles de MS propres et un logiciel de contrôle et de traitement des données facile à utiliser. 

Comme HCl a été utilisé dans la digestion de l'échantillon, il y a une quantité importante de chlore présent qui crée une interférence isobare sur 75À partir 40Ar35Cl+.  La cellule de collision élimine efficacement la contribution que ArCl+ apporte au signal à m/z 75 en tirant parti de la discrimination d'énergie cinétique (KED) pour séparer les interférences polyatomiques des ions analytes, ce qui permet une quantification précise des faibles niveaux d'arsenic.  L'arsenic est le seul analyte de la suite avec ce type d'interférence, donc la cellule de collision n'est pas utilisée pour le Cd, le Hg ou le Pb.  

Un nébuliseur concentrique en verre monté sur une chambre de nébulisation cyclonique, connecté à la torche standard avec un diamètre d'injecteur de 2 mm, a été utilisé pour l'introduction de l'échantillon.  Les paramètres de fonctionnement de l'instrument sont résumés dans le tableau 4.

Tableau 4: Paramètres ICP-MS

RÉSULTATS ET VALIDATION

Exemples de résultats

Les concentrations de mercure et de plomb dans le chanvre étaient inférieures à la norme la plus basse et toutes les valeurs étaient inférieures aux limites d'action. Les échantillons ont été préparés et analysés en double, et la moyenne de ces doubles est indiquée dans le tableau 5. Conformément à l'exigence de robustesse, les échantillons ont été analysés à des jours différents par deux analystes différents.

Tableau 5: Résultats de l'échantillon de chanvre (moyenne de l'échantillon et duplicata)

Exactitude: Les échantillons ont été enrichis à 50 %, 100 % et
150 % du niveau d'intervention (tableau 2 ci-dessus) et le pourcentage de récupération calculé. Les récupérations de pointes étaient toutes comprises entre 92.5% et 114.1%, bien dans la plage de 70 à 150 % définie par la méthode USP.

Tableau 6: Précision - récupérations de pointes

Répétabilité: Six échantillons de chanvre ont été dopés à 100 % du niveau d'action et digérés. Les résultats qui sont résumés dans le tableau 7 montrent que le %RSD des concentrations mesurées se situe entre 1.3 % et 3.7 %, démontrant une répétabilité bien inférieure à la limite de 20 %.

Tableau 7: USP<233> Résultats de répétabilité

Rugosité: L'ensemble d'échantillons de répétabilité a été préparé et exécuté un autre jour par un autre analyste. Les résultats de cette exécution sont combinés avec l'exécution précédente pour déterminer la robustesse. Les valeurs de robustesse sont similaires aux valeurs de répétabilité et le %RSD mesuré (2.4 à 4.0 %) se situe confortablement sous la limite de 25 % définie par la méthode USP. Les résultats sont résumés dans le tableau 8.

Tableau 8: USP<233> Résultats de robustesse

Résultats NIST 1575a

Les résultats du NIST SRM sont résumés dans le tableau 9. Les valeurs pour As et Hg étaient inférieures à
l'étalon bas en solution mais il y a un bon accord entre les valeurs expérimentales et les valeurs certifiées.

Tableau 9: NIST 1575a Aiguilles de pin SRM

CONCLUSION

Cette étude démontre que l'Advion SOLATION® ICP-MS, couplé à un système de digestion par micro-ondes, est adapté à l'analyse précise, robuste et reproductible des métaux lourds dans le matériel végétal de chanvre, dépassant largement les exigences du protocole USP <233>.

La validation de la méthode de digestion par micro-ondes a été renforcée par les excellents résultats de récupération obtenus pour le pin NIST SRM 1575.

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Analyse directe d'échantillons de boissons gazeuses sans préparation d'échantillons sur un spectromètre de masse compact

Spéc. de masse : exPression® CMS
Échantillonnage : dès que possible

INTRODUCTION

Les chimistes sont chargés d'identifier rapidement les composés créés, de garantir la qualité des produits ou d'évaluer la sécurité. Les techniques actuelles sont adéquates, mais toutes n'offrent pas la vitesse, la qualité des données ou la facilité d'utilisation fournies par Advion exPression® CMS. Le CMS avec Advion ASAP offre aux chimistes la possibilité d'analyser rapidement les solides, les liquides et les poudres sans préparation d'échantillon fastidieuse et longue.

MÉTHODE

Le capillaire en verre étendu de l'ASAP a été plongé dans chaque échantillon de boisson gazeuse. L'excès a été essuyé et la sonde a été insérée directement dans la source d'ions APCI compatible ASAP du CMS, produisant des résultats en quelques secondes.

Figure 1: L'ASAP contenant l'échantillon directement inséré dans la source APCI compatible ASAP du CMS pour analyse.

Figure 2: Schéma de la sonde de prélèvement ASAP pour l'analyse APCI-CMS.

RÉSULTATS

RÉSUMÉ

L'analyse ASAP/CMS a fourni des données en < 1 min sans préparation d'échantillon ni chromatographie, ce qui la rend idéale pour la surveillance des réactions, l'identification des composés, la sécurité alimentaire et l'analyse des produits naturels.

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Classement des fromages par spectrométrie de masse compacte APCI volatile (vAPCI)

Spéc. de masse : exPression® CMS
Échantillonnage : vAPCI

INTRODUCTION

Le fromage est l'un des types d'aliments les plus populaires au monde, avec une grande variété disponible pour les consommateurs. Nous mangeons couramment des fromages de vache, de chèvre et de mouton. Les parfums et les saveurs des fromages, si caractéristiques de chaque type de fromage, proviennent d'un mélange complexe de produits chimiques, dont des acides gras libres. Bien que ce mélange soit affecté par une grande variété de facteurs, nous pouvons utiliser les spectres de masse pour caractériser les profils volatils de différents types de fromages.

Figure 1: (A) Fromage de chèvre, (B) Blue Stilton, (C) Red Leicester, (D) Wensleydale.
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Figure 2: Schéma du système d'entrée de la source vAPCI.

Dans cette note d'application, nous démontrer la capacité de l'Advion exPression® CMS pour analyser les acides gras volatils de divers types de fromages à l'aide de notre source d'ions volatils APCI (vAPCI). En chauffant les échantillons de fromage, nous avons libéré divers composés volatils, principalement des acides gras, et analysé l'espace libre sans aucune préparation ni dérivatisation des échantillons. Nous avons ensuite effectué staanalyse technique pour regrouper les échantillons de fromages selon leurs différents profils volatils.

 

MÉTHODES

Plusieurs fromages de différents types ont été réchauffés dans des récipients à 70°C pendant 2 heures, et les espaces de tête des récipients ont été analysés à l'aide du CMS avec une source d'ions vAPCI, en utilisant un flux de solvant (10 mM4NH4OAc dans 1:1 MeOH:H2O) pour aider en ionisation.

Alors que les échantillons de fromage contenaient bon nombre des mêmes acides gras, des ions invisibles à l'œil nu fourniront les informations nécessaires pour séparer les profils de chaque fromage. Pour rechercher ces différences, nous avons effectué une analyse en composantes principales (ACP) sur les spectres de masse.

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Figure 3: Une sélection d'acides gras que l'on trouve couramment dans différents fromages.

RÉSULTATS ET DISCUSSION

Les spectres de masse montrent qu'une grande variété d'acides gras se dégagent de chacun des échantillons de fromage lorsqu'ils sont réchauffés (Figure 3). Chaque échantillon de fromage contenait bon nombre des mêmes acides gras (tableau 1).

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Figure 4: Spectres de masse d'échantillons représentatifs de quatre types de fromage : (A) Fromage de chèvre, (B) Blue Stilton, (C) Red Leicester et (D) Wensleydale.

Tableau 1: Acides gras observés à l'aide de l'analyse vAPCI d'échantillons de fromage.

L'ACP est un outil statistique utilisé pour rechercher des modèles dans les données. Le graphique résultant (Figure 6) montre un regroupement basé sur la façon dont les échantillons sont similaires ou différents les uns des autres. En effectuant une PCA sur les données de plusieurs échantillons de chaque type de fromage, nous avons constaté que les différents fromages peuvent en effet chacun être regroupés en fonction de leurs spectres de masse permettant une identification rapide à l'aide de l'analyse vAPCI. Par exemple, les différents fromages de chèvre ont des spectres statistiquement similaires et sont donc regroupés sur le graphique PCA. Ceci est généralement vrai pour chaque type de fromage.

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Figure 6: PCA des profils volatils des fromages.

Les spectres de masse de chaque type de fromage étaient caractéristiques ; non seulement les spectres des échantillons de fromage étaient similaires dans chaque type de fromage, mais ils étaient également sensiblement différents entre les différents types de fromages analysés.

CONCLUSIONS

Nous avons utilisé Advion exPression® CMS avec une source d'ions vAPCI pour analyser les acides gras en vapeur dégagés par des échantillons de fromage réchauffés sans aucune préparation ou dérivatisation supplémentaire de l'échantillon. De plus, nous avons utilisé l'ACP pour montrer que le spectre de chaque type de fromage est caractéristique de ce type de fromage, ce qui nous permet de classer les différents échantillons de fromage selon leur type. Cela nous permettrait en outre d'identifier les fromages par leur type à l'aide d'une simple mise en place de spectrométrie de masse volatile.

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Analyse des composés volatils dans la fermentation de la bière

Spéc. de masse : exPression® CMS
Échantillonnage : vAPCI

INTRODUCTION

L'analyse chimique des boissons alcoolisées est une étape importante dans le contrôle de la qualité, étant utilisée pour surveiller les profils de saveur à travers les lots, étudier les changements chimiques dans le produit au fil du temps et identifier la source de tout problème (par exemple, les saveurs anormales).

La saveur complexe de la bière est principalement le résultat des ingrédients utilisés, de la méthode de brassage et des conditions de fermentation, et l'analyse de la bière tout au long de ce processus peut être inestimable pour surveiller la fermentation et déterminer le point auquel les problèmes surviennent. Étant l'une des boissons les plus consommées dans le monde, des techniques analytiques rapides et fiables sont essentielles pour répondre à la demande et à la production.

La chromatographie en phase gazeuse ou liquide-spectrométrie de masse (GC/MS ou LC/MS, respectivement) est traditionnellement utilisée pour le contrôle qualité dans l'industrie des spiritueux et des boissons ; cependant, ces techniques peuvent être relativement longues et pas nécessairement idéales pour une analyse rapide à haut débit.

MÉTHODE

Figure 1: Advion exPression® CMS avec ligne de transfert de chaleur vAPCI.page2image34676944

Figure 2: Schéma de vAPCI/CMS.

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Des aliquotes de l'homebrew (1 ml) ont été collectées et analysées 12 heures, 4 jours et 14 jours dans le processus de fermentation, en plus des feuilles de houblon mosaïque (1 g). L'homebrew contenait également des houblons simcoe et citra, qui n'ont pas été analysés.

Chaque aliquote a été scellée dans un flacon en verre et chauffée à 70 °C pendant 10 minutes. L'espace libre a été tiré directement dans le CMS par l'effet Venturi de la source vAPCI pour analyse. Les échantillons ont été analysés en mode ion positif sur une plage de 30 à 300 m/z, avec un temps de balayage de 400 ms.

RÉSULTATS ET DISCUSSION

Figure 3: Spectres de masse de l'espace de tête homebrew à (A) 12 heures, (B) 4 jours et (C) 14 jours) dans la fermentation.

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Il y a eu des changements distincts dans le profil volatil global, notamment l'augmentation progressive de l'ion m/z 93, probablement le dimère d'éthanol protoné (figure 3). La concentration de cet ion atteint un plateau au point de temps de 4 jours, démontrant que la fermentation s'est produite principalement au cours des premiers jours.

Figure 4: Spectre de masse du houblon mosaïque, ajouté 4 jours après la fermentation.

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L'espace libre du houblon mosaïque utilisé dans cet homebrew a également été analysé. Le spectre de masse du houblon (figure 4) était dominé par des ions à m/z 81, 137 et 273, qui sont tous des ions communs associés aux terpènes, une classe de composés responsables de nombreux arômes et saveurs du houblon. Beaucoup de ces composés ont les mêmes poids moléculaires et donc une analyse plus approfondie serait nécessaire pour différencier et identifier ces composants. Les composants dérivés du houblon sont facilement détectés dans les aliquotes de bière, en particulier après le point de temps de 4 jours, lorsque du houblon supplémentaire a été ajouté.

CONCLUSIONS

Cette étude démontre l'utilisation de l'Advion exPression® CMS avec vAPCI pour l'analyse des composés volatils de l'espace libre de la bière artisanale et du houblon. L'interface assistée par Venturi de l'instrument a permis un échantillonnage rapide des substances volatiles, permettant d'observer le profil volatil changeant de l'homebrew tout au long du processus de fermentation. Cette méthode simple conviendrait à un contrôle qualité rapide lors de la production de boissons alcoolisées.

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Gui : baiser d'amour ou de mort ? Utilisation de la chromatographie sur couche mince avec la spectrométrie de masse compacte

Gui

Spéc. de masse : exPression® CMS
Échantillonnage : Plate Express™ 

 Dans l'esprit de la saison des fêtes et pour s'assurer que les baisers de gui sont appréciés et sont "non toxiques", nous avons employé l'ex Advion Interchim ScientificPression® Le spectromètre de masse compact (CMS) et le lecteur de plaques TLC Plate Express™ pour analyser une teinture commerciale d'extrait éthanolique de gui afin de déterminer si de la tyramine est présente dans l'extrait de gui. 

INTRODUCTION 

Un brin de gui symbolise une tradition de romance (Figure 1) et a un héritage folklorique prétendant que les extraits de gui peuvent guérir le cancer ainsi qu'une longue liste d'autres bienfaits pour la santé signalés. Cependant, le gui est également considéré comme mortel. Réputé pour être le "baiser de la mort", le gui est dit par certains comme étant si toxique que les humains peuvent être tués s'ils ingèrent les feuilles ou les baies. 

Figure 1: La tradition du gui.
Gui

La toxicité signalée nous a amenés à nous demander pourquoi ou comment les vendeurs peuvent vendre des extraits de gui à des fins de consommation humaine ciblée ? Une espèce de gui, Viscum, contiendrait un alcaloïde toxique, la tyramine, qui peut provoquer une vision floue, des nausées, des douleurs abdominales, de la diarrhée, des changements de tension artérielle et même la mort. Une recherche dans la littérature scientifique évaluée par des pairs révèle un manque de soutien analytique crédible pour la présence de tyramine dans le gui. 

Dans l'esprit de la période des Fêtes et pour garantir que les baisers de gui soient appréciés et qu'ils soient « non toxiques », nous avons utilisé le système Advion Interchim Scientific TLC/CMS (Figure 2) pour analyser une teinture commerciale d'extrait éthanolique de gui afin de déterminer si la tyramine est présent dans l'extrait de gui.

Figure 2: Installation expérimentale de l'ex Advion Interchim ScientificPression® CMS avec le lecteur de plaques Plate Express™ TLC.
CMS et Plate Express
Figure 3: Herbes expérimentales utilisées.
Herbe de gui

EXPERIMENTAL 

Une teinture de gui a été achetée chez Indigo Herbs. Une petite aliquote de cet échantillon de teinture a été dérivée avec du chlorure de dansyle à 50 ºC pendant 30 min selon des procédures bien connues . De même, un échantillon authentique de tyramine a été dérivé de la même manière pour former son dérivé dansyle. 

Une petite aliquote (10 ml) du dérivé de tyramine dansyle standard a été appliquée sur les voies extérieures (voies 1 et 4) d'une plaque de CCM au gel de silice G Merck. Une aliquote de la teinture dérivée de gui a été appliquée à la piste 2 et une teinture dérivée de gui enrichie de dérivé de tyramine dansyle a été appliquée à la piste 3 (figure 4). 

Figure 4: Plaque TLC après développement et visualisation sous lumière UV de grande longueur d'onde. Pistes 1 et 4 : Dérivé dansyle de la tyramine standard. Piste 2 : mélange réactionnel de dérivé dansyle d'un échantillon de teinture de gui. Piste 3 : Teinture d'extrait de dérivé dansyle avec un dérivé de tyramine dansyle standard ajouté dedans. (A) Rf = 0.3 pour le dérivé de tyramine dansyle. (B) Rf = 0.6 pour le chlorure de dansyle.
Résultats du gui

La plaque de CCM séchée à l'air a été développée dans un réservoir de solvant équilibré contenant du chloroforme/acétate d'éthyle (8/2, v/v). La plaque TLC développée a ensuite été visualisée sous une lumière UV à longue longueur d'onde pour révéler les composants séparés (Figure 3). La plaque TLC a été positionnée sur le lecteur de plaques TLC Plate Express™, après quoi chaque « spot » TLC a pu être analysé individuellement par TLC/CMS. 

En référence à la figure 4, l'analyse TLC/CMS a facilement montré que les spots Rf 0.3 dans les deux voies extérieures (voies 1 et 4) produisaient un spectre de masse avec un abondant m / z 371 en accord avec la molécule protonée attendue du dérivé de tyramine dansyle (figure 5A). Les spectres de masse TLC/CMS obtenus à partir des spots avec un Rf = 0.6 observés dans les pistes 1 et 4 étaient cohérents avec le chlorure de dansyle n'ayant pas réagi avec une molécule protonée à m / z 270 (données non présentées). L'analyse TLC/CMS de la tache dans la piste 2 à Rf = 0.3 n'a montré aucune preuve de la présence de dérivé de tyramine dansyle (figure 5B). 

Figure 5: (A) Spectre de masse TLC/CMS du dérivé de tyramine dansyle standard observé à Rf = 0.3 sur la figure 4 piste 1. (B) Spectre de masse LC/CMS de la teinture dérivée de gui observé à Rf = 0.3 sur la figure 4 piste 2. 

Spectres de gui

En l'absence d'analyse TLC/CMS, il serait logique de conclure que la tache à Rf = 0.3 dans la piste 2 était due à la présence de tyramine dans l'échantillon de teinture de gui. Le spot Rf = 0.3 observé pour l'extrait de teinture fortifié dans la piste 3 de la figure 4 montrait facilement le même spectre de masse pour le dérivé de tyramine dansyle que celui montré sur la figure 5A. Les mêmes résultats négatifs pour la tyramine ont été obtenus à partir de l'extrait alcoolique du produit de feuille de gui. 

CONCLUSIONS 

Les résultats de cette brève étude suggèrent soit que le niveau de tyramine dans l'échantillon de teinture est très faible et inférieur à nos limites de détection, soit que la tyramine n'est pas présente dans l'échantillon. Il est courant que les chimistes synthétiques et médico-légaux utilisent des techniques de CCM comme un criblage rapide et facile d'un échantillon pour déterminer la présence d'un produit chimique attendu. La comparaison avec un échantillon connu, qui montre la même valeur Rf, fournira souvent une certaine confiance pour signaler la présence du composé attendu. Cependant, comme cet exemple le suggère, une valeur Rf similaire ne garantit pas la confirmation de l'identité du spot lorsqu'elle a la même valeur Rf. Comme montré ici, l'accès à l'analyse directe de la tache avec l'ex Advion Interchim ScientificPression® CMS peut soit corroborer l'identification attendue, soit, comme dans ce cas, suggérer que la tache avec la même valeur Rf n'est PAS le composé attendu. Ces résultats peuvent expliquer pourquoi les échantillons commerciaux de teinture de gui ne sont pas nocifs à des fins médicinales. Alors, que devrais-tu faire? Le gui n'est pas mortel. Mais cela peut être dangereux, alors ne le mangez pas. Juste 'vole un baiser en dessous'! 

RÉFÉRENCES ET REMERCIEMENTS 

Mullins, Donald E. et Eaton, John L. Chromatographie quantitative à haute performance sur couche mince de dérivés dansyls d'amines biogéniques, Anal. Biochem., 1988, 172, (484-487). 

Merci au chef Elf, Nigel Sousou, Ph.D., pour avoir dirigé le processus d'analyse des échantillons. 

Publié le

Isolement ciblé puriFlash-MS des produits naturels dans des conditions de phase normales

Introduction

L'amélioration des techniques analytiques et des outils méthodologiques joue un rôle important dans la caractérisation et l'isolement des métabolites secondaires bioactifs dans la recherche sur les produits naturels. La chromatographie liquide en phase inverse-spectrométrie de masse (RP-LC-MS) est largement utilisée pour le profilage des métabolites d'extraits naturels complexes au niveau analytique et est de plus en plus utilisée pour l'isolement ciblé de biomarqueurs par MS. La chromatographie en phase normale (NP-LC) est bien adaptée à la purification des métabolites secondaires polaires offrant également certains avantages par rapport à la RP, tels que les faibles pressions de fonctionnement et les phases stationnaires les moins chères.

Cependant, NP-LC n'est généralement pas bien adapté au couplage MS. Le potentiel de NP-LC-APCI-MS pour la purification de métabolites à l'échelle préparative en utilisant des méthodes de séparation génériques a été étudié sur un Advion X Interchim PuriFlash® - Système CMS compte tenu de son application pour l'isolement ciblé par la SEP d'un métabolite secondaire lipophile. Un mélange de trois produits naturels apolaires représentatifs a été utilisé pour optimiser la séparation, la division et l'ionisation MS dans des conditions imitant des cas d'isolement réels. Enfin, une isolation réussie des constituants apolaires de l'extrait de racines de dichlorométhane d'Angelica archangelica a été réalisée.

Isolement rapide d'un mélange de produits naturels apolaires représentatifs par Flash-CMS en phase normale

Purification d'un mélange de produits naturels sur des colonnes flash en phase normale de 12 g et 25 g

Trois normes disponibles dans le commerce (oxyde de caryophyllène, khelline et alpha-santonine) ont été utilisées pour évaluer l'applicabilité du système puriFlash-CMS en tant qu'outil de purification rapide des composés lipophiles à partir d'extraits de plantes brutes.

Les quatre chromatogrammes montrent le profil du mélange à l'échelle préparative avec des gradients rapides sur deux tailles de colonnes avec un bon chevauchement des signaux UV et MS.

Tous les paramètres ont été soigneusement optimisés pour la séparation et la détection. Un soin particulier a été pris pour trouver des conditions d'ionisation et de division qui permettraient une bonne détection et

Purification guidée par Flash-MS d'un composé donné

Schéma de la dilution de la pompe de maquillage post-colonne

Système puriFlash-CMS

Les solvants de la phase normale sont hautement inflammables pour la source APCI et doivent être évités en raison du processus de chauffage.

Une dilution post-colonne optimisée était obligatoire afin d'avoir une ionisation efficace et sûre. Le mélange de solvants lorsqu'il a atteint le détecteur MS était à> 99% soit ACN soit MeOH.

La détection APCI-MS avec des conditions de division optimisées et une élution post-colonne du solvant approprié s'est avérée robuste et bien adaptée à ce type de purification.

PuriFlash-CMS en phase normale de purification d'extrait de racines d'Angelica archangelica

HPLC-UV analytique

Échelle analytique:

Échelle préparative:

Flash préparatif UV-ELSD-MS

Les racines d'Angelica archangelica sont riches en dérivés de la coumarine. La détection MS-ELSD en plus de la détection UV a permis la surveillance des métabolites secondaires sans chromophores ou faibles et la sélectivité de la MS a été d'une grande aide pour une collection précise de composés partiellement coéluants.

Conclusion

La purification flash en phase normale représente une stratégie efficace pour un isolement rationnel de biomarqueurs lipophiles spécifiques ou de composés bioactifs sur la base des résultats du profilage des métabolites. Le fractionnement déclenché par MS et la surveillance ELSD en plus de la détection UV standard est un outil puissant pour une collecte précise et pour estimer la quantité de composés séparés. MS est particulièrement utile pour la collecte spécifique de tout m / z en cas de coélution qui se produit souvent dans les extraits bruts en utilisant des méthodologies chromatographiques à charge élevée et à faible capacité de crête.

Cette approche rapide et rationnelle peut être largement utilisée pour les purifications en une seule étape et l'isolement de mélanges synthétiques et naturels. Il est également compatible pour la détection de composés apolaires dépourvus de chromophores, ce qui est très courant dans la recherche sur les produits naturels. La séparation effectuée à l'échelle préparative permet de purifier des dizaines à des centaines de mg de composés pour une identification structurelle plus poussée et une évaluation de leurs bioactivités.

Bibliographie

David Rigi1, Antonio Azzollini1Et Emerson Ferreira Queiroz1, Jean-Luc Wolfender1
Ecole des sciences pharmaceutiques, Université de Genève, Université de Lausanne, 30 Quai Ernest-Ansermet, 1211 Genève 4, Suisse
[1] Davy Guillarme, Dao TT Nguyen, Serge Rudaz, Jean-Luc Veuthey, Eur. J. Pharma. Biopharma. 2008, 68, 430

Publié le

Purification des peptides: Couplage Flash-MS à l'aide du puriFlash 5.250P et de l'expression CMS

Afin de s'adapter, Interchim a mis en place un laboratoire pour pouvoir réaliser des démonstrations en ligne. Ces démonstrations peuvent s'articuler autour de purifications de produits «standards» afin de démontrer le potentiel de nos instruments. Cet exemple montre les capacités d'un système flash-ms avec Interchim puriFlash 5.250 et Advion exPression Spectromètre de masse compact (CMS) pour la purification d'un peptide.

Installation

Pour la purification d'un peptide issu de la synthèse chimique, nous avons utilisé le puriFlash 5.250P. Pour suivre cette purification, nous avons utilisé un détecteur UV et Advion exPression CMS.

La détection des peptides par spectrométrie de masse se fait avec une source ESI, idéale pour la détection de grosses molécules comme les peptides. Une petite quantité de produit est «détournée» par l'interface MS pour la détection.

Analyse d'injection de flux (FIA)

Injection directe d'échantillon brut sur l'exPression CMS.

Voici les spectres de masse résultants:

On observe un pic à m / z 643, qui correspond à la molécule de l'intérêt chargé 3 fois (M + 3H)3+, ainsi qu'un pic à m / z 964.3, qui correspond à la molécule d'intérêt chargée 2 fois (M + 2H)2+.

Conditions HPLC


Voici les résultats:

Transposition et purification

Une colonne peptidique avec une colonne préparative a été utilisée: PFB5C18T-150/212.

Tout d'abord, la méthode HPLC analytique a été transposée à une méthode HPLC préparative.

Ensuite, la concentration de l'échantillon injecté a été augmentée pour pouvoir purifier la quantité maximale du produit en un seul passage.

Grâce au système puriFlash 5.250P couplé à l'exPression CMS, le produit d'intérêt a été purifié et collecté en fonction de sa masse.

Publié le

Meilleure chimie grâce à la purification intelligente du flash

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Nous avons tous été là: vous voulez faire une simple purification Flash.

Facile, non?

Vous commencez alors à préparer votre mélange réactionnel, pensez à suivre la réaction, à valider le produit, à développer la méthode Flash…

Cet article met en évidence certaines façons de rendre la purification Flash plus facile que jamais. Lisez la suite pour obtenir des conseils sur la surveillance de la réaction, la purification et l'identification de la fraction.

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Exécution pré-flash: exécution (et surveillance) votre réaction
Au départ, vous êtes confronté à plusieurs décisions à prendre - des décisions qui peuvent transformer le simple processus de purification en une aventure d'une demi-journée dans la préparation d'échantillons et le défilement des médias sociaux en attendant les résultats de votre LC / MS.

La première décision à prendre est de savoir comment fabriquer rapidement et facilement votre composé et transférer ce composé vers le système Flash. Pronto!

Conseil n ° 1: réduisez les temps d'attente.
Si vous pensez que "LC / MS est le meilleur!" vous voudrez peut-être reconsidérer. La surveillance des réactions peut être effectuée beaucoup plus rapidement et plus facilement en utilisant des technologies alternatives comme TLC. Réfléchissez à ce dont vous avez vraiment besoin - une réponse rapide à «Ai-je fabriqué mon composé?» Cherchez à trouver cette réponse de la manière la plus simple possible, en utilisant la technologie la plus simple (même de base) dont vous disposez dans votre laboratoire.

Conseil n ° 2: réduisez la préparation de vos échantillons.
Si vous choisissez d'utiliser la route TLC sur LC / MS (Bravo!) Pour surveiller la réaction, vous aurez encore quelques étapes entre vous et l'exécution de Flash. À savoir, la gêne du grattage des taches, en les préparant dans un solvant pour une injection directe dans le spectromètre de masse. Cela peut être l'occasion d'explorer d'autres technologies disponibles sur le marché, comme un lecteur de plaques TLC. Cette nouvelle technologie vous offre une analyse par bouton-poussoir des plaques TLC. Pas de grattage. Pas de préparation d'échantillon. Pas de nettoyage. Résultats en quelques secondes.

Imaginez - votre réaction est terminée et votre composé d'intérêt identifié en appuyant simplement sur un bouton!

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Pendant le Flash Run: utilisez les outils disponibles
La bonne chose est que (généralement) la technologie est de notre côté. Grâce à l'IA et aux exécutions automatiques et à la mentalité de `` régler et oublier '' de plusieurs processus chimiques fastidieux, nous avons heureusement évolué vers une époque où de nombreux experts de premier plan ont fait le travail pour vous.

Astuce n ° 3: Simplifiez le développement de méthodes Flash.
Plusieurs questions se posent lors du développement de méthodes dans Flash que, sauf si vous êtes un expert, vous ne savez peut-être pas définitivement. Quelles sont vos valeurs Rf? Quelle colonne devriez-vous choisir? Si votre système Flash offre la possibilité de simplifier le développement de méthodes avec des détails suggérés, c'est un bon point de départ et peut aider votre purification de routine à se dérouler sans heurts.

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Après le Flash Run: Identifier les Fractions
Vous avez réussi votre purification et avez confiance en le travail que vous avez accompli jusqu'à présent. J'espère que vous n'avez pas du tout passé de temps à surveiller votre réaction et à préparer votre méthode, et que vous êtes convaincu que vous laissez le système Flash vous aider à développer la méthode. Mais quoi maintenant? Est-il enfin temps de dépoussiérer l'ancien LC / MS?

Conseil n ° 4: simplifiez l'ID de fraction
Il n'y a pas une seule façon d'identifier un composé. Comme nous l'avons appris auparavant, la TLC est une alternative idéale à la LC / MS pour la surveillance de la réaction. Maintenant, nous le regardons sous un angle différent - comment identifier rapidement les fractions dans vos tubes sans perdre votre temps précieux?

Des outils comme la sonde pour liquides et solides Advion ASAP sont idéaux pour cela. La sonde simple est plongée dans l'un des tubes, puis insérée dans la source d'ions APCI de la spécification de masse. Cela permet un échantillonnage sans préparation - et une autre façon de sauter le LC / MS.

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Avez-vous des conseils (ou des maux de tête) à ajouter à cette liste? Envoyez-nous un email, info@advion.com et faites-vous connaître! Nous sommes heureux de vous mettre en contact avec un expert Flash de notre équipe.

Intéressé par un système de flux de travail simplifié TLC to Flash to ASAP? Advion x Interchim propose actuellement un système Flash gratuit à l'achat d'un spectromètre de masse. Cliquez ici pour en savoir plus sur les dernières offres spéciales.

Vidéo plus votre style? Regardez un flux de travail Flash complet, de la réaction à la fraction dans notre dernier clip: