Application of the pyrolytic methylation to GC/MS profi ling of short-chain fatty acids in selected pharmaceutical preparations

• Authors: Ewa Chodurek , Sławomir Kurkiewicz , Anna Dzierżęga-Lęcznar , Krystyna Stępień , Zofia Dzierżewicz

Title variants

PL

Zastosowanie pirolitycznej metylacji w oznaczaniu profi lu krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych w wybranych preparatach farmaceutycznych techniką GC/MS

• Languages of publication: EN

Abstracts

EN

Lactic Acid Bacteria (LAB) belong to the normal fl ora of human alimentary tract and vaginal epithelium. The main products of LAB metabolism are short chain fatty acids (SCFA), which are known to have signifi cant infl uence on human health. The aim of this study was to examine the suitability of direct pyrolytic methylation in GC/MS profi ling of SCFA in the selected pharmaceutical preparations of LAB. For method optimization, standard SCFA samples consisting of acetic, propionic, butyric and lactic acids were pyrolyzed under various temperature conditions in the presence of methanolic solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) as a derivatizing reagent. It was demonstrated that pyrolytic derivatization of standard SCFA to methyl esters was the most effi cient with the use 10% TMAH and the pyrolytic fi laments with Curie temperature of 480°C, when the pyrolysis cell was kept at 150°C. It was shown that the method is suitable for GC/MS qualitative analysis of SCFA profi le in the pharmaceutical preparations that contain LAB in lyophilized form.

PL

Bakterie kwasu mlekowego (Lactic Acid Bacteria – LAB) należą do naturalnej flory bakteryjnej zasiedlającej przewód pokarmowy oraz nabłonek pochwy człowieka. Głównym produktem metabolizmu LAB są krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe (short-chain fatty acids – SCFA) wywierające istotny wpływ na zdrowie człowieka. W pracy poddano ocenie przydatność techniki bezpośredniej metylacji pirolitycznej w oznaczaniu profi lu SCFA w wybranych preparatach farmaceutycznych LAB techniką GC/MS. W celu optymalizacji metody, wzorcowe próbki SCFA zawierające kwas octowy, propionowy, masłowy i mlekowy poddano pirolizie w obecności metanolowego roztworu wodorotlenku tetrametyloamoniowego (TMAH) w różnych warunkach temperaturowych. Stwierdzono, że derywatyzacja analizowanych kwasów tłuszczowych do estrów metylowych zachodziła z największą wydajnością pod wpływem 10% TMAH, gdy zastosowano druty pirolityczne o temperaturze Curie 480°C, a komorę pirolizera utrzymywano w temperaturze 150°C. Wykazano, że zoptymalizowana metoda jest przydatna w prowadzonej techniką GC/MS analizie jakościowej profi lu SCFA w wybranych preparatach farmaceutycznych zawierających LAB w formie liofi lizatu.

Keywords

EN

GC/MS; LAB; SCFA; TMAH; TMAH derivatization; bakterie kwasumlekowego; derywatyzacja; krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe; piroliza; pyrolysis

Discipline

• MEDICINE: MEDICINE

• Publisher: Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach
• Journal: Annales Academiae Medicae Silesiensis
• Year: 2011
• Volume: 65
• Issue: 3
• Pages: 16–20

Contributors

author

Ewa Chodurek

• Department of Biopharmacy

author

Sławomir Kurkiewicz

• Department of Instrumental Analysis School of Pharmacy with the Division of Laboratory Medicine Medical University of Silesia in Katowice ul. Narcyzów 1 41-200 Sosnowiec Poland Phone: [phone]

author

Anna Dzierżęga-Lęcznar

• Department of Instrumental Analysis, School of Pharmacy with the Division of Laboratory Medicine, Medical University of Silesia in Katowice

author

Krystyna Stępień

• Department of Instrumental Analysis, School of Pharmacy with the Division of Laboratory Medicine, Medical University of Silesia in Katowice

author

Zofia Dzierżewicz

• Department of Biopharmacy

References

• 1. Dreiucker J., Vetter W. Fatty acids patterns in camel, moose, cow and human milk as determined with GC/MS after silver ion solid phase extraction. Food Chem. 2011; 126(2): 762–771.
• 2. Li T., Dai L., Li L. et al. Typing of unknown microorganisms based on quantitative analysis of fatty acids by mass spectrometry and hierarchical clustering. Anal. Chim. Acta 2011; 684(1–2): 8–16.
• 3. Hallmann C., van Aarssen B.G.K., Grice K. Relative effi ciency of free fatty acid butyl esterifi cation: Choice of catalyst and derivatisation procedure. J. Chromatogr. A 2008; 1198–1199: 14–20.
• 4. van Landeghem A.A.J., Somers-Pijnenburg Y.T.J., Somers W.J.H.M., Stokwielder C., de Bruyn W., van den Berg G.B. Adsorption of small hydroxy acids on glass: A pitfall in quantitative urinary organic acid analysis by GC-MS. Metab. Dis. 1999; 22: 293–296.
• 5. Tomcik K., Ibarra R.A., Sadhukhan S., Han Y., Tochtrop G.P., Zhang G-F. Isotopomer enrichment assay for very short chain fatty acids and its metabolic applications. Anal. Biochem. 2011; 410(1): 110–117.
• 6. Bozoglu T.F., Ray B. Lactic Acid Bacteria: current advances in metabolism, genetics and applications. NATO ASI Series 98, Springer Verlag, Berlin Heidelberg 1996.
• 7. Dworzański J.P., Berwald L., Meuzelaar L.H.C. Pyrolytic methylation-gas chromatography of whole bacterial cells for rapid profi ling of cellular fatty acids. Appl. Environ. Microbiol. 1990, 56: 1717–1724.
• 8. Dworzański J.P., Berwald L., McClennen W.H., Meuzelaar H.L.C. Mechanistic aspects of the pyrolytic methylation and transesterifi cation of bacterial cell wall lipids. J. Anal. Appl. Pyrolysis 1991; 21: 221–232.
• 9. Kurkiewicz S., Dzierżewicz Z., Wilczok T., Dworzański J.P. GC/MS determination of fatty acid picolinyl esters by direct Curie-point pyrolysis of whole bacterial cells. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 2003; 14: 58–62.
• 10. Urakami K., Higashi A., Umemoto K., Godo M., Watanabe C., Hashimoto K. Compositional analysis of copoly (DL-lactic/ glycolic acid) (PLGA) by pyrolysis-gas chromatography/mass spectrometry combined with one-step thermally assisted hydrolysis and methylation in the presence of tetramethylammonium hydroxide. Chem. Pharm. Bull. 2001, 49, 203–205.

• Document Type: article