Method Article
Grossesse conduit à d'importants changements à la composition en acides gras des tissus maternels. profils lipidiques peuvent être obtenus par chromatographie en phase gazeuse pour permettre l'identification et la quantification des acides gras dans les classes de lipides individuels entre les rats nourris avec des régimes différents de graisse haute et basse pendant la grossesse.
chromatographie en phase gazeuse (GC) est une méthode très sensible utilisée pour identifier et quantifier la teneur en acides gras des lipides des tissus, de cellules et de plasma / sérum, donnant des résultats avec une grande précision et une reproductibilité élevée. Dans les études métaboliques et nutrition GC permet l'évaluation des changements dans les concentrations d'acides gras suivants interventions ou lors des changements de l'état physiologique comme la grossesse. Extraction en phase solide (SPE) à l'aide aminopropyliques cartouches de silice permet la séparation des principales classes de lipides, y compris les triglycérides, différents phospholipides et esters de cholestérol (CE). GC combinés avec SPE a été utilisé pour analyser les variations de la composition en acides gras de la fraction CE dans le foie des rats gravides vierges et qui avaient été nourris avec des régimes différents de haute et basse en matières grasses. Il ya des effets d'interaction alimentation / grossesse importantes sur la teneur en acides gras oméga-3 et oméga-6 gras de foie CE, indiquant que les femmes enceintes ont une réponse différente à manipula alimentaireion de s'observe chez les femelles vierges.
chromatographie en phase gazeuse (GC) est une technique bien établie utilisée pour identifier et quantifier l'incorporation des acides gras dans les piscines de lipides et les membranes cellulaires 1,2 dans des conditions de supplémentation ou physiologiques tels que l'obésité (et maladies apparentées telles que le diabète) ou la grossesse 3 - 5. Il est également adapté pour analyser les types et les quantités de matières grasses dans les aliments. Ceci est utile lors de la caractérisation des régimes expérimentaux, ainsi que veiller à ce que l'industrie alimentaire conforme à la réglementation. Par exemple, GC peut être utilisée pour confirmer l'identité et la quantité des acides gras dans un produit comme un complément alimentaire pour garantir que le marquage est correct et réglementations sont respectées à 6,7. Analyse des acides gras peut fournir des indications précieuses sur le métabolisme des lipides dans la santé et la maladie, l'impact de la modification du régime alimentaire, et l'effet des changements dans l'état physiologique 8. L'utilisation de GC à étudier des échantillons durant la grossesse a fourni importantedes informations sur les changements dans l'acide gras et l'homéostasie lipidique complexe 3.
Avant la séparation chromatographique, les lipides sont généralement extraits de l'échantillon en utilisant la solubilité des lipides dans des mélanges de solvants de chloroforme et de méthanol. Le chlorure de sodium est ajouté pour faciliter la séparation du mélange en lipides aqueuse et organique contenant 9,10 phases. Classes de lipides complexes d'intérêt peuvent être séparées de l'extrait lipidique total d'une extraction en phase solide (SPE). Cette technique de séparation élue classes de lipides en fonction de leur polarité ou affinité de liaison. Triacylglycérols (TAG) et des esters de cholestérol (CE) sont éluées en premier en tant que fraction combinée, d'autres catégories, la phosphatidylcholine (PC), la phosphatidyléthanolamine (PE), et les acides gras non estérifiés (AGNE) sont éluées en augmentant la polarité du solvant d'élution . La séparation des TAG de CE exploite la liaison de TAG seulement à une SPE cartri fraisdge, permettant CE pour être élue. TAG peut ensuite être éluée en augmentant la polarité du solvant d'élution 9,10. Cette méthode permet à plusieurs échantillons à séparer simultanément avec un rendement plus élevé que ce qui est réalisé par chromatographie sur couche mince, ce qui signifie que la taille des échantillons relativement petits (par exemple <100 ul de plasma ou de sérum, <100 mg de tissus) peuvent être analysées 11,12.
GC est une technique bien établie décrite dans la première des années 1950, il a été suggéré que la phase mobile dans les systèmes ensuite liquide-liquide peut être remplacé par de la vapeur. Il a d'abord été utilisée pour l'analyse de pétrole mais s'est rapidement développée dans d'autres domaines tels que l'analyse des acides aminés et la biochimie des lipides, qui est toujours d'un grand intérêt. Les progrès de l'équipement et de la technologie GC tels que le développement de colonnes capillaires des colonnes garnies utilisés précédemment a conduit à nos techniques actuelles dans laquelle les acides gras sont en mesure d'êtreséparés de manière plus efficace à des températures inférieures résultant en GC est couramment utilisé pour identifier et quantifier les acides gras dans un large éventail d'enquêtes 13.
GC nécessite des acides gras pour être dérivé afin qu'ils puissent devenir suffisamment volatil pour être élue à des températures raisonnables sans décomposition thermique. Cela implique généralement la substitution d'un groupe fonctionnel contenant de l'hydrogène pour former des esters, des thioesters ou amides d'analyse. Les esters méthyliques sont couramment étudiés dérivés, qui sont produites par méthylation. Dans ce procédé, les liaisons ester dans les lipides complexes sont hydrolysés pour libérer les acides gras libres, qui sont transmethylated pour former des esters gras méthyliques d'acide (EMAG). Le profil résultant de FAME, déterminé par CPG, est désigné comme la composition en acides gras et peut être aisément comparé entre les différents groupes expérimentaux 9,10. La technique permet à la fois les proportions des indiLes acides gras UAL et leurs concentrations à mesurer.
En plus de l'utilisation de CG pour la détermination des acides gras dans les études de nutrition et de l'industrie alimentaire, la technique peut être utilisée dans une large gamme de domaines d'analyse. Par exemple, les analyses environnementales par GC comprennent la mesure de la contamination des eaux par les insecticides et les analyses de sol mesurer la teneur en chlorobenzène. En toxicologie, GC a également été utilisé pour identifier les substances illicites dans l'urine et des échantillons de sang de personnes; une telle performance sportive amplificateurs 12 et la capacité à séparer des mélanges complexes d'hydrocarbures rend cette technique populaire dans l'industrie pétrolière pour l'analyse de la pétrochimie 12.
La grossesse est associée à des modifications importantes à la composition en acides gras des tissus maternels, en particulier dans la teneur en acides gras oméga-3 (n-3) et les acides gras oméga-6 (n-6) aci gras polyinsaturéds (AGPI) 3. Dans la présente étude, nous illustrons l'utilisation de GC dans la mesure des acides gras en décrivant leur utilisation dans l'analyse de la composition en acides gras des tissus du foie prélevé sur des rats vierges et enceintes recevant une ration faible et élevée de graisse avec différentes sources de pétrole. Les rations expérimentales fournies ici sont une base d'huile bas régime de soja gras, un régime riche en graisses de soja à base d'huile (130,9 g Lipides totaux / kg de matière grasse totale) ou un régime à base d'huile de lin riche en graisses (130,9 g Lipides totaux / kg régime), prévue à 20 jours. La composition de ces régimes acide gras complet nutritif et ont été décrites précédemment 14. Les régimes alimentaires d'huile de soja sont riches en acide linoléique (18:2 n-6) et contiennent un peu d'acide α-linolénique (18:3 n-3) tandis que l'alimentation de l'huile de lin est riche en acide α-linolénique. Ces régimes riches en gras représentent les différentes rations de linoléiques à α-linolénique (rations de 08h01 et 01h01, respectivement). La méthode d'isolement des classes de lipides individuels et l'analyse par GC est nousll établi et validé, et a été publié antérieurement 10 mais sans la description technique détaillée trouvé ici.
Une. Procédures animales
2. Préparation d'un lipide extrait total 9
3. La séparation des classes de lipides par extraction en phase solide (SPE) 10
4. Préparation de FAME de CE 10
5. Retrait du cholestérol libre contamination de FAME CE 14
(Sans cholestérol peut contaminer l'échantillon; voir la figure 1 pour les traces exemple de chromatographie avec et sans enlèvement de cholestérol).
6. Transfert de FAME en GC Auto Sampler Vial
7. Analyse utilisant la chromatographie en phase gazeuse 14
Le succès de ce procédé dépend de la suite du protocole de précision et de nettoyage utilisant des solvants et des réactifs de façon à réduire le «bruit» et la contamination qui peut apparaître sur un chromatogramme. Les échantillons contaminés sont plus difficiles à analyser, ce qui réduit la précision de l'aire sous la courbe de calculs. Si le protocole est suivi avec succès un chromatogramme avec des pics symétriques, claires et bien définies, avec un bruit de fond minimal doit être obtenue, comme illustré sur la figure 3. Si la contamination a eu lieu le chromatogramme indique pics supplémentaires et présentent non symétriques pics (asymétriques) comme illustré à la figure 4. Contamination de cholestérol libre aura lieu lors de l'exécution FAME dérivé de CE (voir la figure 1, à moins que le cholestérol est éliminé (comme décrit dans le protocole 5).
L'utilisation d'un mélange préparé étalonnage permet l'identification du FAME dans les ee échantillon. La composition de l'étalonnage est exécuté en utilisant les mêmes réglages de l'instrument que les échantillons de telle sorte que le chromatogramme peut être comparé à l'échantillon et des pics identifiés correctement sur la base de leurs temps de rétention comme illustré sur la figure 2.
La surface du pic est utilisé pour calculer le pourcentage d'acides gras spécifiques dans le total. Une fois les données ont été collectées, il est utile de les inspecter pour les valeurs aberrantes comme le montre la Figure 5. Échantillons aberrants peuvent ensuite être étudiés et l'extraction et / ou l'analyse répétée si nécessaire.
L'ajout d'un étalon interne à échantillons (comme décrit dans le protocole étape 2.3) permet la quantification des acides gras dans l'échantillon par des calculs à l'aide de la zone de quantité connue de l'étalon interne pic par rapport à la surface du pic d'intérêt, et on ajuste pour le volume de l'échantillon original ou du poids. Dans le tableau 1, dans FAME foie de rat CE sont décrites comme unpour cent des acides gras totaux (g/100 g d'acides gras de foie total) dans les CE. Ces données décrivent les acides gras de la CE dans le foie des rats vierges ou enceintes nourris pendant 20 jours sur l'un des trois régimes différents. Une analyse statistique par ANOVA à deux facteurs (facteurs: l'alimentation, les femmes enceintes contre vierge) révèle des effets significatifs de l'alimentation et de la grossesse sur la proportion de plusieurs acides gras, ainsi que les interactions régime de grossesse x significatives (tableau 1). A titre d'illustration, la figure 6 montre que l'acide arachidonique (AA; 20:4 n-6) contenu du CE du foie chez les rats enceintes est plus influencée par l'alimentation que celle des femelles vierges.
Figure 1. Des chromatogrammes en phase gazeuse comparatifs des échantillons identiques, illustrant l'importance de l'élimination du cholestérol libre dans le tissu hépatique de rat. L'échantillon non traité montre des signes de contamination de cholestérol par l'ajout des pics indésirables comme des cercles. Ceux-ci peuvent se produire n'importe où dans l'ensemble de l'échantillon potentiellement perturber les pics d'intérêt et qui affecte la précision de l'aire sous les courbes et le calcul de la quantification résultant de ces acides gras. Le chromatogramme produite à partir de l'échantillon où cholestérol a été éliminé montre bien définies, crêtes distinctes, sans aucune ingérence de fond, qui produirait des résultats avec une grande précision. Cliquez ici pour agrandir l'image.
Figure 2. L'exemple de la méthode utilisée pour identifier l'échantillon FAME de la CE à partir de tissu de foie de rat en utilisant un mélange d'étalonnage préparée. Un prepared mélange étalonnage est exécuté en utilisant les mêmes réglages de l'instrument que les échantillons de telle sorte que les chromatogrammes peuvent être comparés pour identifier les acides gras dans l'échantillon. Le chromatogramme d'accompagnement pour le mélange d'étalonnage permet de FAME dans le mélange soit étiqueté. Cette trace marquée peut ensuite être comparée au chromatogramme de l'échantillon où les grands pics facilement identifiables peuvent être comparés par leurs temps de rétention à ceux de la composition de l'étalonnage puis marquée de manière appropriée. Par exemple mis en évidence sur la trace. est 16h00 pour illustrer la comparaison des temps de rétention du mélange d'étalonnage ci-dessus pour les acides gras dans l'échantillon ci-dessous trace permettant un étiquetage correct des acides gras. Cliquez ici pour agrandir l'image.
Figure 3. Bon exemple d'une chromatographie en phase gazeuse représentant acides gras des esters de cholestérol (comme les esters méthyliques) à partir de tissus de foie de rat. Peaks d'intérêt sont facilement distingués car ils sont symétriques, bien défini et il ya très peu de bruit de fond. Tous les pics sont ininterrompue et il n'y a pas de pics de pente permettant l'intégration facile et zone précise dans le calcul de la courbe. Cliquez ici pour agrandir l'image.
Figure 4. Exemple d'un AGNE chromatogramme de gaz contaminé obtenu à partir de plasma humain. Il ya beaucoup de pics inattendus, comme encerclé au début de l'échantillon, ce qui peut affecter l'intégration des pics authentiques. Les pics sont interrompus et défini comme vu towar ds l'extrémité de l'échantillon et sont devenus inclinée comme des cercles. Cela va affecter l'exactitude de l'aire sous la courbe des calculs et la quantification de ces acides gras. Cliquez ici pour agrandir l'image.
Figure 5. Identification des données aberrantes parmi composition en acides gras de CE du foie chez les rats vierges nourris avec un régime alimentaire de l'huile de soja riche en matières grasses (n = 6). Ceci illustre la manière dont les données de pourcentage d'acides gras analysés peuvent être utilisés pour déterminer des résultats ambigus. Ces données indiquent que l'échantillon 125 peut être une donnée aberrante, et nécessite une enquête plus approfondie. Les cinq principaux acides gras dans CE (16h00, 18h00, 18h01 n-9, 18:2 n-6, 20:4 n-6) ne sont pas représentés.Jpg "target =". _blank "> Cliquez ici pour agrandir l'image.
Figure 6. Teneur en acide arachidonique de foie CE parmi les rats vierges et enceintes alimenté régimes expérimentaux. Valeurs sont des moyennes ± SD, n = 6. Moyens sans une lettre commune diffèrent, P <0,05. * Différente de femelles vierges au sein du groupe alimentaire adapté, P <0,05. Il s'agit d'une représentation visuelle des résultats du tableau 1 montrent les différences dans le foie contenu de la CE de rats nourris vierges différents régimes par rapport aux rats enceintes alimenté ces mêmes régimes. Différences peuvent être observées dans chaque groupe alimentaire entre les rats vierges et les femmes enceintes. Cliquez ici pour agrandir l'image.
Tableau 1. Composition en acides gras de foie de rat esters de cholestérol de rats vierges et enceintes alimenté régimes expérimentaux. Valeurs sont des moyennes (SD), n = 6. ND indique pas détecté (moyenne <0,1%). Moyens sans une lettre commune au sein de femelles vierges ou enceintes diffèrent, P <0,05. * Différente de femelles vierges au sein du groupe alimentaire adapté, P <0,05. Ce tableau montre les valeurs moyennes de n-3 et n-6 acides gras présents dans le tissu hépatique de rats vierges et enceintes régimes faibles et variables riches en matières grasses dans l'alimentation. Les résultats ont été analysés statistiquement en utilisant une analyse de variance (ANOVA) avec un niveau de signification de p <0,05 pour les différences entre les rats enceintes et vierges, le type de régime alimentaire et de l'alimentation x interaction de la grossesse. Résultats de l'ANOVA suggèrent qu'il existe des différences importantes dans les niveaux de l'acide arachidonique (20:4 n-6) entre vierge et rats gravides dans les mgroupes alimentaires atched.
Chromatographie en phase gazeuse est une technique exacte à utiliser pour l'analyse d'acide gras, et sa reproductibilité élevée juge cette technique convient pour les analyses cliniques. Colonnes de CPG appropriées doivent être utilisées pour permettre l'identification d'acides gras d'intérêt, avec des colonnes disponibles présentant des variations de la polarité de la phase stationnaire, la longueur de la colonne et le diamètre intérieur. L'utilisation d'une colonne capillaire en silice fondue dans ce procédé d'analyse fournit une bonne stabilité thermique et une grande reproductibilité des temps de rétention en raison de son inertie de surface élevée et une bonne résolution 8.
Les étapes critiques de ce protocole comprennent inférieure et étapes de la collecte de la phase supérieure (protocole étapes 2.7 et 4.8). Il est important que la plus grande de la phase correcte est recueilli que possible, sans contamination par l'une des phases non désirées. La présence de contaminants dans un échantillon se traduira par une sortie de chromatographie indésirable, Comme illustré sur la figure 2. Lors de la collecte CE pendant SPE il est impératif que les colonnes de cartouches sont maintenues saturé de solvant (étape 3.15) à la suite des lavages avec de l'hexane pour s'assurer que l'échantillon pénètre dans la colonne pour permettre une séparation réussie des CE de TAG. La poursuite de la séparation de la CE à éliminer le cholestérol libre est important pour éviter la contamination apparaissant sur les traces de chromatographie comme illustré sur la figure 1. Il est également important de s'assurer étapes nécessitant une évacuation de liquide sous vide sont suivies avec précision de sorte que tout le liquide est complètement éliminée de la colonne afin d'assurer un bon rendement.
La principale limitation de la CG est que les lipides complexes tels que des phospholipides et des triacylglycérols ont besoin d'être saponifié avant la dérivatisation pour former FAME avant l'analyse, de sorte que des informations sur les structures spécifiques des lipides et des combinaisons de ces types d'acides gras est perdu 10. Toutes les étapes deCe protocole doit être réalisée dans une hotte de laboratoire en raison de l'utilisation de solvants, ce qui limite l'aptitude des environs de cette méthode peut être effectuée po Cette méthode peut aussi prendre beaucoup de temps pour analyser un petit nombre d'échantillons, prend habituellement deux jours ouvrables pour obtenir de l'échantillon d'intérêt pour la production de données, à moins que des procédures entièrement automatisées sont utilisées. Cependant, lors du traitement de grandes quantités d'échantillons, chaque étape peut être effectuée par lots afin de maximiser l'efficacité de cette technique de temps et de la disponibilité de l'équipement pour d'autres utilisateurs. Certaines techniques au sein du protocole requièrent de la pratique et de la dextérité tels que les extractions de la phase supérieure et inférieure (étapes 2,7 et 4,8), ce qui pourrait être un problème pour les personnes atteintes des articulations problématiques ou qui sont sujettes à des effets négatifs de mouvements répétitifs.
Étapes de ce procédé peuvent être facilement ajoutés ou enlevés pour faciliter la collecte des différentes fractions pour une large gamme d'échantillons, par exemple, la collecte PE ne peut être exigé lors de l'analyse du plasma, mais est d'un intérêt dans des échantillons cellulaires et tissulaires 10. Cette méthode peut également être modifiée pour l'analyse des cellules des extraits de lipides totaux, où les étapes de SPE peut être omis si on le souhaite. Une telle variation est celui décrit pour les globules rouges, qui omet l'étape d'extraction totale de lipides ainsi que SPE étapes 15. Contrairement au protocole courant, la méthode utilisée dans cette étude, on utilise 250 ul d'un réactif de méthylation (14% de trifluorure de bore), qui est ajouté directement aux cellules rouges avec 250 ul d'hexane et on chauffe pendant 10 minutes à 100 ˚ C. L'étape de neutralisation est omise et à la place de l'eau et de l'hexane sont ajoutés, puis l'échantillon est centrifugé et la phase supérieure d'hexane collectées et transférées directement dans un GC flacon auto-échantillonneur sans séchage sous atmosphère d'azote et re-dissolution dans de l'hexane.
GC est une méthode souple et fournit reliable résultats avec un intervalle de 15 modifications disponibles et peuvent être utilisés pour analyser un grand nombre d'échantillons. Il présente des avantages sur la spectrométrie de masse (MS) lors de l'analyse du métabolisme des acides n-6 et n-3 gras car il est capable de distinguer entre les acides gras de structure similaire car il utilise un temps de rétention pour le marquage par opposition à la masse atomique. MS est capable d'identifier les acides gras dans un échantillon, mais incapable de distinguer les positions de double liaison en stéréo et donc incapable de dire de certains acides gras à part. Si nécessaire, les deux procédés peuvent être utilisés en tandem par GC-MS 16. Cette technique est employée lors de l'enquête sur le métabolisme et la fonction dans le domaine de lipidomique lipides. L'utilisation de GC en tandem avec MS a donné lieu à de grands progrès, car elle permet la manipulation de l'identification d'acide gras par l'utilisation de différentes phases stationnaires en GC de discriminer entre les acides gras que seul MS ne peut pas. GC peut également être utilisé en combinaison avec la spectrométrie de masse par impact d'électrons(EI-MS), qui permet l'identification d'acides gras quand ils sont combinés avec des dérivés chimiques de substitution tels que les esters de picolinyle. Cela élargit l'utilisation de la technique et continue d'améliorer lipides profilage comme une méthode de recherche dans de nombreux domaines comme la physiologie, la détection de biomarqueurs cliniques et la pathologie, ainsi que la biochimie des lipides 17.
Les auteurs déclarent aucun intérêt financier concurrents.
Les auteurs tiennent à souligner la contribution de Meritxell Romeu-Nadal à l'étude chez le rat.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Methanol | Fisher Scientific | M/4056/17 | 'CAUTION' Fumes - HPLC Grade |
Chloroform | Fisher Scientific | C/4966/17 | 'CAUTION' Fumes - HPLC Grade |
BHT | Sigma- Aldrich | W218405 | 'CAUTION' Dust fumes - Anhydrous |
NaCl | Sigma- Aldrich | S9888 | Anhydrous |
Hexane | Fisher Scientific | H/0406/17 | 'CAUTION' Fumes - HPLC Grade |
Glacial acetic acid | Sigma- Aldrich | 695084 | 'CAUTION' Burns - 99.85% |
Sulfuric acid | Sigma- Aldrich | 339741 | 'CAUTION' Burns - 99.999% |
Potassium carbonate | Sigma- Aldrich | 209619 | 99% ACS Reagent grade |
Potassium bicarbonate | Sigma- Aldrich | 237205 | 99.7% ACS Reasgent grade |
Ethyl acetate | Fisher Scientific | 10204340 | 'CAUTION' Fumes - 99+% GLC SpeciFied |
Toluene | Fisher Scientific | T/2300/15 | 'CAUTION' Fumes |
Diethyl ether | Sigma- Aldrich | 309966 | 'CAUTION' Fumes |
Nitrogen (oxygen free) cylinder | BOC | 44-w | 'CAUTION' Compressed gas - explosion risk |
Aminopropyl silica SPE cartridges | Agilent | 12102014 | Cartridge - Bead mass 100 mg |
Silica gel SPE cartidges | Agilent | 14102010 | Cartridge - Bead mass 100 mg |
Molecular seives | Sigma- Aldrich | 334324 | Pellets, AW-300, 1.6 mm |
Glass Pasteur pipettes | Fisher Scientific | FB50251 |
Demande d’autorisation pour utiliser le texte ou les figures de cet article JoVE
Demande d’autorisationThis article has been published
Video Coming Soon