Étoiles montantes de La science de la séparation : Jessica Pandohee

Q. Quand avez-vous rencontré la chromatographie pour la première fois et qu’est-ce qui vous a attiré vers elle ?

UN: J’ai été initié à la chromatographie, ou plus précisément à la chromatographie sur papier, lors d’un cours de sciences en première année de lycée. J’étais fasciné en observant la séparation des couleurs qui composent les encres. Cette simple expérience m’a inspiré à en apprendre davantage sur la chimie et à comprendre la composition des choses qui nous entourent. La chimie analytique du premier cycle de deuxième année était certainement l’un de mes cours préférés parce que j’ai été exposé à différents types de technologies de chromatographie et de détection et j’ai appris comment elles fonctionnent. Le laboratoire de Neil Barnett et Xavier Conlan à l’Université Deakin a mené des recherches sur la chromatographie liquide bidimensionnelle (2D‑LC) et la chimiluminescence. Mon expérience dans la réalisation d’un projet de recherche de premier cycle et d’un projet spécialisé dans leur laboratoire dans le cadre de mes études de médecine légale de premier cycle m’a inspiré à poursuivre des recherches dans le domaine de la chromatographie multidimensionnelle.

S. Ph.D. vous pouvez donner des informations détaillées sur. thèse?

UN: Ma thèse de doctorat portait sur le développement et l’application de techniques chromatographiques multidimensionnelles pour des analyses métabolomiques ciblées et non ciblées, sous la direction d’Oliver Jones. Il s’agissait d’un projet conjoint entre l’Université RMIT, l’Université Deakin et la police de Victoria et a été soutenu par une subvention supplémentaire de l’Organisation de recherche scientifique et industrielle du Commonwealth (CSIRO). Quelques Les outils que j’ai développés pendant cette période comprennent une procédure de dérivatisation en colonne utilisant des colonnes d’extraction en phase micro-solide (μ-SPE), la 2D-LC couplée à la spectroscopie UV et à la chimiluminescence pour le profilage des métabolites, et un nouveau chromophore pour l’analyse des acides gras. . Ces méthodes sont principalement optimisées pour répondre à des questions biotechnologiques et industrielles dans un large éventail de domaines de recherche. Les exemples incluent l’utilisation de 2D-LC pour étudier les effets du rayonnement UV sur le métabolome fongique ou l’utilisation de la chromatographie en phase gazeuse bidimensionnelle complète (GC × GC) pour profiler les produits pétrochimiques pour les cas de combustion. Les recherches effectuées pendant mon doctorat ont reçu le prix d’excellence en recherche du vice-chancelier du RMIT.

Q. Avec quelles techniques chromatographiques avez-vous travaillé ?

UN: Tout au long de ma carrière, j’ai travaillé avec une grande variété de types d’échantillons nécessitant des connaissances et de l’expérience en matière de conception expérimentale, d’extraction d’échantillons, d’analyses chromatographiques et de détection, et en choisissant la meilleure approche pour effectuer des analyses de données. Techniques de chromatographie à trait d’union telles que la chromatographie liquide bidimensionnelle complète (LC × LC) – UV, LC × LC – UV-chimiluminescence, GC × GC – détection par ionisation de flamme (FID) ou GC × GC – spectrométrie de masse quadripolaire (QMS), où j’ai un doctorat était la partie principale des outils avec lesquels j’ai travaillé. En tant que chercheur invité à l’Université d’Essen-Duisburg, en Allemagne, j’ai travaillé sur la lipidomique des graines de plantes à l’aide d’un système LC×LC–UV–quadripôle temps de vol (QTOF)–mobilité ionique (IMS). De nos jours, la métabolomique basée sur la SEP occupe la majeure partie de mon temps. Pour les expériences non ciblées, j’ai travaillé en LC–MS (ion trap, orbital trap, ion mobility, time-of-flight) et GC–MS (ion trap et orbital trap). Pour des analyses ciblées, j’ai travaillé en LC–MS (triple quadruple et piège orbital) et GC–MS (triple quadruple et piège orbital) avec ionisation électronique et chimique. J’ai également suivi une formation d’analyste sensoriel et travaillé sur la chromatographie en phase gazeuse–olfactométrie (GC–O) pour l’analyse des odeurs et odeurs de produits alimentaires. Parmi les autres instruments que j’utilise pour les analyses de routine et l’enseignement, citons LC-UV, LC-détecteur d’indice de réfraction (RID), LC-MS, GC-FID, GC-MS, plasma à couplage inductif (ICP)-MS et laser assisté par matrice. désorption-ionisation (MALDI).

Q. Votre domaine de recherche actuel est l’analyse des aliments – qu’est-ce qui vous a spécifiquement attiré dans ce domaine de recherche ?

UN: Pendant notre enfance, la nourriture a joué un rôle important pour rassembler notre famille lors de fêtes, d’anniversaires et de célébrations. Mes grands-parents me disaient souvent “ce que nous mangeons”. Mon doctorat en chimie alimentaire bioanalytique a été un excellent moyen de combiner mon intérêt pour l’alimentation et ma passion pour les méthodologies analytiques. J’ai travaillé sur des projets liés à l’alimentation sous de nombreux angles différents. Par exemple, étudier les maladies des plantes à l’aide de la métabolomique, augmenter la teneur en triglycérides des graines à l’aide de la lipidomique, étudier les profils d’acides gras des huiles et étudier les effets des suppléments sur la santé, etc. Je m’intéresse particulièrement aux nutriments et aux aliments qui favorisent les bienfaits pour la santé chez les humains. L’analyse des aliments a été une compétence clé dans mes recherches pour améliorer la qualité et la sécurité des aliments, étudier les effets du stress biotique et abiotique sur les céréales et comprendre comment les aliments peuvent être utilisés pour améliorer notre santé et notre microbiome.

Q. Vous avez récemment publié un article sur le rôle du fudomica dans la recherche prébiotique pour la santé intestinale (1). Quelle est l’importance de la foodomique dans ce domaine ?

UN: Foodomics est une approche globale de l’analyse des aliments et de la nutrition. Cela pourrait en fait révolutionner la recherche dans la compréhension du rôle de l’alimentation et de ses composants dans notre santé. La foodomique est une approche de la biologie des systèmes qui intègre des techniques bien établies telles que la génomique, la transcriptomique, la protéomique et la métabolomique ainsi que la bioinformatique. D’autre part, les prébiotiques sont des composants non digestibles des aliments. Ces dernières années, de plus en plus de composés tels que les polyphénols et les acides gras se sont révélés avoir des propriétés prébiotiques. De nombreuses recherches sont encore nécessaires dans ce domaine pour découvrir de nouveaux composés à effets prébiotiques et leur mécanisme d’action. L’utilisation de la foodomique est importante dans plusieurs domaines rechercher. Par exemple, il peut être utilisé pour identifier de nouveaux composés prébiotiques dans les aliments, pour déterminer le rôle des prébiotiques chez l’homme ou pour comprendre les effets sur la santé de la consommation de mélanges de prébiotiques. De plus, la foodomique pourrait révolutionner notre façon de manger, ouvrir la voie à une nutrition personnalisée et potentiellement guérir les problèmes de santé et prévenir les maladies grâce à la consommation de certains groupes d’aliments.

Q. À quels défis les scientifiques de l’alimentation sont-ils confrontés d’un point de vue analytique ?

UN: L’un des défis auxquels sont confrontés les scientifiques travaillant dans le domaine de la foodomique est le flot de données complexes. Dans une étude foodomique typique, il n’est pas rare que les scientifiques dressent le profil d’échantillons biologiques alimentaires et humains à différents niveaux omiques. Il est essentiel que les outils bioinformatiques avancés puissent combiner de manière impartiale des ensembles de données pour obtenir des résultats fiables. De plus, le manque de méthodes standardisées en foodomique rend difficile la comparaison des études précliniques et cliniques. Un autre défi est la caractérisation et l’identification de nouveaux composés bioactifs (inconnues inconnues). Malgré les progrès technologiques et informatiques rapides, il existe plusieurs possibilités d’améliorer les normes actuelles de la recherche dans l’industrie alimentaire.

Q. Voyez-vous que la fudomique est davantage utilisée dans la pratique ?

UN: Le terme “foodomics” a été inventé en 2009, alors que peu d’omiques en étaient encore à leurs balbutiements. Au cours des 15 dernières années, nous avons assisté au développement de technologies de chromatographie, de spectrométrie de masse et de séquençage qui permettent des analyses à grande échelle et à haut débit. De nombreux scripts et packages open source ont été publiés pour diverses analyses de données omiques. L’établissement de bases de données internationales et leur curation continue facilitent la caractérisation des biomolécules importantes dans la recherche de l’industrie alimentaire. Par conséquent, je crois fermement que la foodomique a le potentiel d’être largement utilisée dans divers domaines de recherche, l’analyse industrielle quotidienne et la nutrition personnalisée.

Q. Un autre de vos articles récents présente une méthode de détermination des acides gras à chaîne courte dans le sérum humain par LC-MS (2). Que propose cette méthode par rapport à celles existantes ?

UN: Les acides gras à chaîne courte sont généralement mesurés par GC-MS ou GC-FID en raison de leur nature volatile. Les taux sanguins d’acides gras à chaîne courte peuvent être aussi bas que la limite de détection. De plus, l’interférence de la matrice ou d’autres espèces chimiques rend la quantification précise erronée. Dans cet article, nous avons comparé les performances de trois instruments – GC – piège orbital MS haute résolution (HR), LC – piège orbital HRMS et triple quadripôle (TQ) – LC – MS utilisant le mode de surveillance de réactions multiples (MRM). — déterminer l’instrument le plus approprié pour la détermination de routine des acides gras à chaîne courte dans le sérum. La LC-MS a permis d’améliorer la limite de détection (1–7 ng/mL) et la limite de quantification (3–19 ng/mL) des acides gras à chaîne courte dérivés. L’article traite également de la résolution des acides acétique, butyrique et isovalérique des interférences à l’aide d’une colonne C18.

Q. L’arôme des aliments et des boissons est évidemment important. Vous avez récemment étudié l’évolution des arômes dans le lait aromatisé au café à l’aide de GC – O (3). Dans quelle mesure la GC–O était-elle simple à appliquer dans cette analyse ? À quels défis avez-vous été confronté ?

UN: La GC-O est une technique remarquable pour l’analyse des saveurs et des odeurs présentes dans les aliments. Cela donne aux scientifiques une dimension supplémentaire pour analyser les données biochimiques à travers l’odorat et le goût. Les instruments pour GC-O sont assez simples. Cela implique de connecter le chromatographe en phase gazeuse à un port de détection olfactométrie parallèle et à un détecteur à ionisation de flamme. En tant qu’analyste sensoriel, mon rôle était de m’asseoir à l’extrémité du port de détection olfactométrie et d’enregistrer le descripteur et l’intensité perçue de chaque arôme ou odeur pendant que je sentais l’éluat de la colonne. Bien qu’il s’agisse d’un projet très intéressant, l’un des défis auxquels nous avons été confrontés était le faible débit, car un analyste devait toujours sentir et enregistrer les parfums. L’analyse a donc nécessité un long engagement pour une évaluation sensorielle appropriée. Travailler sur ce projet a été pour moi une excellente occasion de me former en tant qu’analyste sensoriel et d’évaluer les saveurs et les arômes de produits alimentaires qui changent avec le temps. J’attends avec impatience d’autres applications de GC-O dans le domaine du métabolome alimentaire volatil.

Références

  1. LFF Lee Nen That, B. Xu et J. Pandohee, Opinion actuelle en science alimentaire 48100920 (2022).
  2. A. Shafaei, V. Vamathevan, J. Pandohee, NG Lawler, D. Broadhurst et MC Boyce, Chimie Analytique et Bioanalytique 4136333–6342 (2021).
  3. J. Pandohee, M. Thornton et R. Keast, Journal international de la technologie laitière 75329–337 (2022).

Jessica Pandohee Baccalauréat (avec distinction) en sciences médico-légales de l’Université Deakin, Australie et doctorat. en chimie appliquée de l’Université RMIT en Australie. Ses recherches en chimie analytique sont motivées par la résolution des défis mondiaux résultant de l’augmentation de l’insécurité alimentaire, hydrique et environnementale, ainsi que de la santé et de la sécurité publiques. La science de la séparation, la spectrométrie de masse et la bioinformatique permettent ses recherches en criminalistique, alimentation, agriculture, métabolomique et microbiome. Jess est l’auteur de plus de 30 publications évaluées par des pairs. Le succès de son travail a été reconnu par la réception du prix Agilent Technologies Award for Separation Science (2015) et le placement de l’élément “Lawrencium” dans le tableau périodique des jeunes chimistes en 2019. Jess a également été sélectionnée pour assister à la 67e remise des prix Nobel à Lindau, en Allemagne, ce qui l’a inspirée à explorer davantage des problèmes complexes, à favoriser la collaboration et à résoudre des défis mondiaux.

Étoiles montantes de la science de la séparation

Colonne En 2023, la relève mènera une série d’entretiens avec des scientifiques éminents. Si vous souhaitez proposer la candidature d’une “étoile montante”, veuillez envoyer le nom du candidat et pourquoi il mérite d’être reconnu au rédacteur en chef Alasdair Matheson. LCGC Europe et Colonne à amatheson@mjhlifesciences.com

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