本文档属于类型a,即报告了一项原创性研究的科学论文。以下是针对该研究的学术报告:
本研究由Pankajini Bal、Geetgovind Sinam、Chandrasekharan Yahavi、Sheelendra Pratap Singh、Satyanarayan Jena、Aditya Bhushan Pant和Saroj Kanta Barik等作者共同完成,分别来自印度的CSIR-National Botanical Research Institute、CSIR-Indian Institute of Toxicology Research以及North-Eastern Hill University。该研究于2023年12月25日在线发表在期刊《Toxicon》上,题为“A UPLC-MS/MS method for quantification of β-N-methylamino-L-alanine (BMAA) in Cycas sphaerica Roxb. and its use in validating efficacy of a traditional BMAA removal method”。
研究的主要科学领域为植物毒理学和环境化学,旨在开发一种高效、灵敏的超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)方法,用于定量检测印度东部高止山脉特有的苏铁植物Cycas sphaerica中的神经毒素β-N-甲基氨基-L-丙氨酸(BMAA)。BMAA是一种非蛋白质氨基酸,已被证实与人类神经退行性疾病(如肌萎缩侧索硬化症/帕金森痴呆复合症,ALS/PDC)相关。该研究还评估了当地社区用于去除BMAA的传统冷水处理方法的有效性,并提出了改进建议。
研究分为以下几个主要步骤:
样品采集与制备
从印度奥里萨邦的三个森林区域(Angul、Dhenkanal和Kandhamal)采集了Cycas sphaerica的成熟种子、嫩叶和髓部。样品经过清洗、干燥和研磨后,分别储存于密封容器中,用于后续分析。
BMAA提取与衍生化
采用0.1M三氯乙酸(TCA)和乙腈(ACN)的混合溶液(4:1,v/v)提取样品中的BMAA。提取液经过涡旋、超声和离心处理后,收集上清液作为提取物。随后,提取物与丹磺酰氯(Dansyl Chloride)进行衍生化反应,以提高检测灵敏度并区分BMAA与其结构异构体2,4-二氨基丁酸(DAB)。
UPLC-MS/MS分析
使用超高效液相色谱-串联质谱(UPLC-MS/MS)对衍生化后的样品进行分析。色谱柱为Kinetex C18柱,流动相为乙腈和含0.1%甲酸的MilliQ水。质谱检测采用正离子模式,选择BMAA的特定离子对(m/z 585/71)进行定量分析。方法的线性范围为15.6–1000 ng/mL,定量限(LOQ)为16.42 ng/g。
传统BMAA去除方法的验证
评估了两种冷水处理(24小时和48小时)和一种热水处理对BMAA去除的效果。结果表明,48小时冷水处理可去除86%的BMAA,效果显著优于热水处理。
BMAA在Cycas sphaerica中的分布
BMAA仅在种子的胚乳中检测到,含量范围为3.68–17.50 μg/g干重,中位值为12.15 μg/g。叶和髓部中未检测到BMAA。
传统去除方法的有效性
48小时冷水处理可将BMAA含量从17.50 ± 0.14 μg/g降至2.46 ± 0.55 μg/g,去除率达85.94%。而24小时冷水处理和热水处理的去除率分别为78.23%和59.54%。
本研究首次报道了Cycas sphaerica中存在BMAA,并开发了一种高灵敏度、高选择性的UPLC-MS/MS检测方法。该方法通过丹磺酰氯衍生化,成功区分了BMAA与其异构体DAB,具有较高的回收率(>95%)和低定量限(16.42 ng/g)。研究还验证了当地社区使用的冷水处理方法的有效性,并建议将处理时间延长至48小时以上,以进一步提高BMAA的去除率。
该研究不仅为Cycas sphaerica的毒性评估提供了重要数据,还为食品安全和公共卫生提供了科学依据。此外,研究结果对理解BMAA在生态系统中的积累及其对人类健康的影响具有重要意义。
研究还指出,BMAA可能通过食物链在生态系统中积累,进一步研究BMAA在动物组织中的分布及其对人类健康的影响具有重要意义。此外,研究团队建议未来应分离量化BMAA的蛋白质结合形式和游离形式,以更全面地评估其毒性。
以上是对该研究的详细报告,涵盖了研究背景、方法、结果、结论及其科学和实际意义。