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La gravidanza porta a cambiamenti significativi alla composizione in acidi grassi dei tessuti materni. Profili lipidici possono essere ottenuti tramite gascromatografia per consentire l'identificazione e la quantificazione degli acidi grassi nelle singole classi di lipidi tra i ratti alimentati con varie diete ad alto e basso contenuto di grassi durante la gravidanza.
Gas cromatografia (GC) è un metodo altamente sensibile utilizzato per identificare e quantificare il contenuto di acidi grassi dei lipidi dai tessuti, cellule e plasma / siero, ottenendo risultati con elevata precisione e alta riproducibilità. Negli studi metabolici e della nutrizione GC permette la valutazione delle variazioni nelle concentrazioni di acidi grassi seguenti interventi o durante cambiamenti di stato fisiologico come la gravidanza. Estrazione in fase solida (SPE) utilizzando amminopropil cartucce di silice permette la separazione delle principali classi di lipidi, tra cui trigliceridi, diversi fosfolipidi e esteri del colesterolo (CE). GC combinato con SPE è stato utilizzato per analizzare i cambiamenti nella composizione in acidi grassi della frazione CE nel fegato dei ratti vergini e gravide che erano stati alimentati con varie diete ad alto e basso contenuto di grassi. Ci sono significativi effetti di interazione di dieta / gravidanza al momento il contenuto di acido omega-3 e omega-6 acidi grassi del fegato CE, che indica che le donne incinte hanno una risposta diversa a manipulat alimentareione che si vede tra le femmine vergini.
Gas cromatografia (GC) è una tecnica ben consolidata utilizzato per identificare e quantificare l'incorporazione degli acidi grassi in pool di lipidi e le membrane cellulari 1,2 durante la supplementazione o fisiologiche condizioni come l'obesità (e le malattie correlate come il diabete) o la gravidanza 3 - 5. E 'adatto per analizzare i tipi e le quantità di grassi negli alimenti anche. Questo è utile quando caratterizzare diete sperimentali, nonché di assicurare che l'industria alimentare è conforme alle normative. Ad esempio, GC può essere utilizzata per confermare l'identità e la quantità di acidi grassi di un prodotto come integratore alimentare per garantire che l'etichettatura è corretta e disposizioni sono rispettate 6,7. Analisi di acidi grassi in grado di fornire preziose intuizioni metabolismo dei lipidi nella salute e nella malattia, l'impatto del cambiamento di dieta, e l'effetto delle variazioni di stato fisiologico 8. Uso di GC per studiare campioni durante la gravidanza ha fornito importanteinformazioni sui cambiamenti in acidi grassi e complesso lipidico omeostasi 3.
Prima della separazione cromatografica, lipidi sono generalmente estratti dal campione usando la solubilità dei lipidi in miscele di solventi di cloroformio e metanolo. Viene aggiunto cloruro di sodio per facilitare la separazione della miscela in lipidi acquosa e organica contenente 9,10 fasi. Classi di lipidi complessi di interesse possono essere separati dall'estratto totale di lipidi mediante estrazione in fase solida (SPE). Questa tecnica di separazione eluisce classi di lipidi in base alla loro polarità o di affinità di legame. Triacyglycerols (TAG) ed esteri del colesterolo (CE) vengono eluiti prima come frazione combinata, altre classi, fosfatidilcolina (PC), Fosfatidiletanolamina (PE), e acidi grassi non esterificati (NEFA) sono eluiti aumentando la polarità del solvente di eluizione . La separazione di TAG da CE sfrutta il legame di TAG solo ad una SPE cartri frescodge, permettendo CE da eluito. TAG può essere eluito aumentando la polarità del solvente eluizione 9,10. Questo metodo consente a più campioni da separare simultaneamente con una resa superiore è realizzato con cromatografia su strato sottile, il che significa che i campioni di dimensioni relativamente piccole (per esempio <100 microlitri di plasma o siero, <100 mg di tessuto) possono essere analizzati 11,12.
GC è una tecnica ben consolidata prima descritto nel 1950, è stato suggerito che la fase mobile nei sistemi liquido-liquido poi potrebbe essere sostituito con il vapore. Inizialmente è stato utilizzato per l'analisi del petrolio, ma rapidamente esteso anche ad altri settori quali l'analisi degli aminoacidi e biochimica dei lipidi, che è ancora di grande interesse. Progressi nelle apparecchiature GC e tecnologie come lo sviluppo di colonne capillari dalle colonne impaccate utilizzati in precedenza ha portato alle nostre attuali tecniche in cui gli acidi grassi sono in grado di essereseparati più efficiente a temperature più basse con conseguente GC essendo ordinariamente usato per identificare e quantificare gli acidi grassi in una vasta gamma di indagini 13.
GC richiede acidi grassi per essere derivatizzati in modo che essi possono diventare sufficientemente volatile per essere eluito a temperature ragionevoli senza decomposizione termica. Questo di solito comporta la sostituzione di un gruppo funzionale contenente idrogeno per formare esteri, tioesteri o ammidi per analisi. Esteri metilici vengono comunemente studiate derivati, che sono prodotti da metilazione. In questo metodo i legami estere in lipidi complessi vengono idrolizzati a rilasciare gli acidi grassi liberi, che sono transmethylated a formare esteri metilici degli acidi grassi (FAME). Il profilo risultante di FAME, determinato mediante GC, viene indicato come la composizione in acidi grassi e può essere facilmente confrontata tra diversi gruppi sperimentali 9,10. La tecnica consente entrambe le proporzioni di indiviacidi grassi goli e della loro concentrazione da misurare.
Oltre all'uso di GC per l'analisi di acidi grassi in studi nutrizionali e all'interno del settore alimentare, la tecnica può essere utilizzata in un'ampia gamma di settori analitici. Ad esempio, analisi ambientali mediante GC includono la misurazione della contaminazione delle acque da insetticidi e analisi del suolo misurare il contenuto di clorobenzene. In tossicologia, GC è stato utilizzato anche per identificare le sostanze illegali in campioni di sangue di individui urine e, una tale stimolatori sport 12 e la capacità di separare miscele complesse di idrocarburi rende questa tecnica popolare nell'industria petrolifera per l'analisi petrolchimica 12.
La gravidanza è associata a cambiamenti significativi nella composizione in acidi grassi dei tessuti materni in particolare, nel contenuto di omega-3 (n-3) e omega-6 (n-6) polinsaturi aci grassids (PUFA) 3. In questo studio, abbiamo esemplificare l'uso di GC nella misura di acidi grassi descrivendo il suo uso nell'analisi della composizione in acidi grassi del tessuto epatico prelevato da ratti vergini e gravidanza alimentati diete a basso ed alto contenuto di grassi con differenti fonti di petrolio. Le diete sperimentali forniti qui sono stati un olio a base di dieta a basso contenuto di grassi di soia, una dieta ricca di grassi a base di olio di soia (130,9 g di grassi totali / kg di grasso totale) o una dieta a base di olio di lino alto contenuto di grassi (130.9 g di grassi totali / kg dieta), disponibile per 20 giorni. La composizione in acidi pieno di nutrienti e grassi di queste diete sono state descritte in precedenza 14. Le diete olio di soia sono ricchi di acido linoleico (18:02 n-6) e contengono alcuni acido α-linolenico (18:03 n-3) mentre la dieta olio di lino è ricco di acido α-linolenico. Queste diete ad alto contenuto di grassi rappresentano diverse razioni di linoleico di α-linolenico acidi (razioni di 08:01 e 01:01, rispettivamente). Il metodo per l'isolamento delle singole classi di lipidi e analisi mediante GC siamo noill stabilito e convalidato, ed è stato pubblicato in precedenza 10, ma senza la descrizione tecnica dettagliata trovata qui.
1. Procedure di animali
2. Preparazione di un estratto lipidico totale 9
3. Separazione delle classi di lipidi mediante estrazione in fase solida (SPE) 10
4. Preparazione di FAME da CE 10
5. La rimozione del colesterolo libero contaminazione da CE FAME 14
(Colesterolo libero può contaminare il campione, si veda la Figura 1 per tracce esempio cromatografo con e senza rimozione del colesterolo libero).
6. Trasferimento di FAME in GC Auto Sampler Vial
7. Analisi di Utilizzo del gascromatografo 14
Il successo di questo metodo dipende seguendo il protocollo preciso e sull'utilizzo di solventi puliti e reagenti per ridurre 'rumore' e contaminazione che può apparire su un cromatogramma. Campioni contaminati sono più difficili da analizzare, abbassando la precisione dell'area sotto i calcoli della curva. Se il protocollo è seguito con successo un cromatogramma con chiare simmetriche, picchi ben definiti e con il minimo rumore di fondo dovrebbe essere ottenuto come illustrato nella Figura 3. Se si è verificata una contaminazione cromatogramma mostra picchi addizionali ed esporre non simmetriche (oblique) picchi come illustrato nella Figura 4. Contaminazione da colesterolo libero si verificherà quando esegue FAME derivata da CE (vedi Figura 1, a meno che il colesterolo viene rimosso (come descritto nel protocollo 5).
L'uso di una miscela di calibrazione preparata consente l'identificazione del FAME in the campione. La miscela di calibrazione viene eseguita utilizzando le stesse impostazioni dello strumento come i campioni in modo che il cromatogramma può essere paragonato al campione e picchi correttamente identificati sulla base dei loro tempi di ritenzione come illustrato nella Figura 2.
Area del picco viene utilizzato per calcolare la percentuale di acidi grassi specifici all'interno del totale. Una volta che i dati sono stati raccolti, è utile controllare loro per valori anomali, come mostrato in Figura 5. Campioni outlier possono poi essere ulteriormente indagati e l'estrazione e / o l'analisi ripetute, se necessario.
Aggiunta di uno standard interno per campioni (come descritto nel protocollo punto 2.3) consente la quantificazione di acidi grassi all'interno del campione da calcoli utilizzando l'area di quantità nota di standard interno picco relativo all'area del picco di interesse, e regolato per la volume del campione originale o peso. In Tabella 1, FAME entro fegato di ratto CE sono descritti comecento degli acidi grassi totali (g/100 g di acidi grassi totali) all'interno fegato CE. Questi dati descrivono gli acidi grassi CE nel fegato di ratti vergini incinte o alimentati per 20 giorni su uno dei tre differenti diete. L'analisi statistica utilizzando due fattori ANOVA (fattori: dieta, incinta vs vergine) rivela effetti significativi della dieta e la gravidanza al momento la percentuale di vari acidi grassi, così come significative interazioni dieta gravidanza x (Tabella 1). A titolo di esempio, la figura 6 mostra che l'acido arachidonico (AA; 20:04 n-6) Opere di CE fegato in ratti in gravidanza è più influenzato dalla dieta rispetto a quello delle femmine vergini.
Figura 1. Gascromatogrammi comparative dei campioni identici che illustrano l'importanza della rimozione di colesterolo libero nel tessuto del fegato di ratto. Il campione non trattato mostra tracce di contaminazione colesterolo libero con l'aggiunta picchi indesiderati come cerchiato. Questi possono verificarsi ovunque in tutto il campione potenzialmente interrompere picchi di interesse e pregiudicando l'accuratezza delle area sotto la curva di calcolo e la quantificazione risultante di tali acidi grassi. Il cromatogramma prodotta dal campione in cui colesterolo libero è stato rimosso spettacoli ben definiti, picchi distinguibili senza interferenze di fondo, che produrrebbe risultati con elevata precisione. Clicca qui per vedere l'immagine ingrandita.
Figura 2. Esempio del metodo utilizzato per identificare campione CE FAME da tessuto di fegato di ratto utilizzando una miscela di calibrazione preparata. A prmiscela di calibrazione epared viene eseguito utilizzando le stesse impostazioni dello strumento come i campioni in modo che i cromatogrammi possono essere confrontati per identificare acidi grassi all'interno del campione. Il cromatogramma di accompagnamento per il mix di calibrazione permette la FAME nel mix da etichettare. Questa traccia marcata può poi essere confrontato con il cromatogramma del campione in cui grandi picchi facilmente identificabili possano essere confrontati dal loro tempo di ritenzione a quelli della miscela di calibrazione poi opportunamente etichettati. Ad esempio evidenziato sulla traccia. è 16:00 per illustrare il confronto dei tempi di ritenzione dal mix di taratura di cui sopra per gli acidi grassi nella traccia di esempio consentendo la corretta etichettatura degli acidi grassi. Clicca qui per vedere l'immagine ingrandita.
Figura 3. Buon esempio di un gascromatogramma raffigurante acidi grassi esteri del colesterolo (come esteri metilici) dal tessuto epatico di ratto. Cime di interesse sono facilmente distinguibili in quanto sono simmetrici, ben definito e c'è molto rumore di fondo. Tutti i picchi sono ininterrotta e non ci sono picchi di pendenza che permettono una facile integrazione e l'area precisa sotto il calcolo della curva. Clicca qui per vedere l'immagine ingrandita.
Figura 4. Esempio di cromatogramma contaminato gas NEFA ottenuto da plasma umano. Esistono molti picchi inaspettati, come evidenziato all'inizio del campione, che possono influenzare l'integrazione dei picchi originali. I picchi sono interrotte e indefinito come si è visto towar ds la fine del campione e sono diventati inclinato come cerchiata. Questo influenzerà la precisione della zona sotto i calcoli della curva e la quantificazione di questi acidi grassi. Clicca qui per vedere l'immagine ingrandita.
Figura 5. Identificazione di dati di valori anomali tra composizione di acidi grassi CE fegato in ratti alimentati con una dieta vergine olio di soia ad alto contenuto di grassi (n = 6). Ciò illustra come i dati percentuali di acidi grassi analizzati possono essere usate per determinare i risultati ambigui. Questi dati indicano che il campione 125 può essere un outlier, e richiede ulteriori indagini. I cinque acidi grassi importanti all'interno CE (16:00, 18:00, 18:01 n-9, 18:02 n-6, 20:04 n-6) non vengono visualizzati.. Jpg "target =" _blank "> Clicca qui per vedere l'immagine ingrandita.
Figura 6. Contenuto di acido arachidonico di fegato CE tra ratti vergini e gravide alimentati con diete sperimentali. Valori sono media ± SD, n = 6. Significa senza una lettera comune differiscono, P <0.05. * Diverso da femmine vergini all'interno del gruppo alimentare abbinato, P <0.05. Questa è una rappresentazione visiva dei risultati della tabella 1 mostra le differenze di fegato contenuto CE di ratti alimentati vergini varie diete, rispetto a ratte gravide nutriti quelle stesse diete. Le differenze possono essere visti in ogni gruppo alimentare tra i ratti vergini e gravide. Clicca qui per vedere l'immagine ingrandita.
Tabella 1. Composizione in acidi grassi del fegato di ratto esteri del colesterolo di ratti vergini e gravide alimentati con diete sperimentali. Valori sono mezzi (SD), n = 6. ND indica non rilevato (media <0,1%). Significa senza una lettera comune ai femmine vergini o in stato di gravidanza differiscono, P <0.05. * Diverso da femmine vergini all'interno del gruppo alimentare abbinato, P <0.05. Questa tabella mostra i valori medi degli acidi grassi n-3 e n-6 presenti nel tessuto del fegato di ratti vergini e gravide diete quando alimentati a bassa e variabile alto contenuto di grassi. I risultati sono stati analizzati statisticamente mediante analisi della varianza (ANOVA) con un livello di significatività di p <0,05 per le differenze tra i ratti vergini e gravide, il tipo di dieta e la dieta interazione gravidanza x. Risultati ANOVA indicano che ci sono differenze significative nei livelli di acido arachidonico (20:04 n-6) tra vergine e ratto gravide entro mgruppi alimentari atched.
Gascromatografia è una tecnica accurata da utilizzare per l'analisi degli acidi grassi, e la sua elevata riproducibilità ritenga tecnica adatta per analisi cliniche. Colonne GC appropriate devono essere utilizzati per consentire l'identificazione di acidi grassi di interesse, con colonne disponibili avere variazioni nella polarità della fase stazionaria, lunghezza della colonna e il diametro interno. L'uso di una colonna capillare di silice fusa in questo metodo di analisi fornisce una buona stabilità termica ed elevata riproducibilità dei tempi di ritenzione grazie alla sua elevata inerzia superficiale e buona risoluzione 8.
Passaggi critici all'interno di questo protocollo sono inferiori e gradini in fase di raccolta superiore (protocollo passi 2.7 e 4.8). È importante che la maggior quantità di fase corretta viene raccolto possibile senza contaminazione con qualsiasi fase indesiderato. La presenza di contaminanti in un campione comporterà un'uscita cromatografica indesiderabile, Come illustrato nella Figura 2. Quando si raccolgono CE durante la SPE è imperativo che le colonne della cartuccia sono tenuti satura di solvente (punto 3.15) seguendo i lavaggi con esano per garantire il campione penetra colonna per consentire il successo separazione della CE da TAG. L'ulteriore separazione di CE per rimuovere il colesterolo libero è importante per evitare la contaminazione appaiono sul cromatografo tracce come illustrato nella Figura 1. E 'inoltre importante garantire passi che richiedono la rimozione di liquido sotto vuoto sono seguite con precisione in modo che tutto il liquido viene completamente rimosso dalla colonna di garantire una buona resa.
Il principale limite di GC è che i lipidi complessi come fosfolipidi e triacyglycerols devono essere saponificato prima della derivatizzazione per formare FAME prima dell'analisi, così informazioni sulle strutture specifiche di questi lipidi e combinazioni tipiche degli acidi grassi è perduto 10. Tutte le fasi diquesto protocollo deve essere effettuata in una cappa aspirante dovute all'uso di solventi, che limita l'idoneità di frazioni questo metodo può essere eseguito in Questo metodo può richiedere molto tempo per analizzare un piccolo numero di campioni, tipicamente prendendo due giorni lavorativi per ottenere da campione di interesse per l'uscita dei dati, a meno che non siano utilizzate le procedure completamente automatizzate. Tuttavia, durante l'elaborazione di un maggior numero di campioni, ciascuna fase può essere realizzata in lotti per massimizzare l'efficacia di questa tecnica tempo e la disponibilità di apparecchiature ad altri utenti. Alcune tecniche nell'ambito del protocollo richiedono pratica e la destrezza manuale, come estrazioni di fase superiore e inferiore (punti 2.7 e 4.8), che potrebbe essere un problema per le persone con giunti problematici o che sono inclini a effetti negativi di movimenti ripetitivi.
I passaggi all'interno di questo metodo può essere facilmente aggiunti o rimossi per facilitare la raccolta delle diverse frazioni per una vasta gamma di campiones, ad esempio, la raccolta PE potrebbe non essere necessaria quando si analizzano plasma, ma è di interesse in cellule e tessuti campioni 10. Questo metodo può anche essere modificato per l'analisi di cellule di estratti di lipidi totali, ove i passi SPE può essere omesso se lo desideri. Una tale variazione è quello descritto per i globuli rossi, che omette la fase totale estrazione dei lipidi nonché SPE passi 15. In contrasto con l'attuale protocollo, il metodo utilizzato in questo studio utilizza 250 pl di un reagente metilante (14% trifluoruro di boro), che viene aggiunto direttamente alle cellule rosse con 250 ml di esano e riscaldata per 10 minuti a 100 ˚ C. La fase di neutralizzazione viene omesso e vengono aggiunti invece acqua ed esano, il campione viene poi centrifugata e la fase superiore esano raccolto e trasferito direttamente in un GC autocampionatore fiala senza seccare sotto azoto e ri-dissoluzione in esano.
GC è un metodo versatile e fornisce relrisultati iable con una serie di modifiche disponibili 15 e possono essere utilizzati per analizzare una vasta gamma di campioni. Ha vantaggi rispetto spettrometria di massa (MS) nell'analisi metabolismo dell'acido n-6 e n-3 acidi grassi in quanto è in grado di distinguere tra acidi grassi strutturalmente simili in quanto utilizza tempo di ritenzione per l'etichettatura a differenza della massa atomica. MS è in grado di identificare acidi grassi all'interno di un campione, ma in grado di distinguere le posizioni doppio legame stereoisomeri e quindi in grado di dire alcuni acidi grassi a parte. Se necessario, entrambi i metodi possono essere utilizzati in tandem mediante GC-MS 16. Questa tecnica è utilizzata durante indagini metabolismo e la funzione nel campo della lipidomica lipidi. L'uso di GC in tandem con SM ha portato a grandi progressi in quanto consente la manipolazione di identificazione degli acidi grassi mediante l'uso di diverse fasi stazionarie in GC per discriminare tra acidi grassi che solo MS non può. GC può essere utilizzato anche in combinazione con la spettrometria di massa ad impatto elettronico(EI-MS), che consente l'identificazione di acidi grassi quando sono combinati con derivati chimici alternativi come esteri picolinyl. Questo allarga l'uso della tecnica e continua a migliorare profiling lipidico come metodo di ricerca in una serie di settori quali la fisiologia, biomarker clinica e patologia, così come lipidi biochimica 17.
Gli autori dichiarano interessi finanziari concorrenti.
Gli autori vorrebbero riconoscere il contributo di Meritxell Romeu-Nadal allo studio sui ratti.
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 |
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