Occupational and environmental toxicology specialists find catecholamine fluctuations in brain tissue relevant for research of neurotoxicity, such as that induced by manganese or zinc, pesticides, industrial solvents, plastic, air pollution, or irradiation. Considering that catecholamine tissue concentrations are generally very low, their extraction requires a reliable and optimal method that will achieve maximum recovery and minimise other interferences. This study aimed to evaluate whether the aluminium (III) oxide (Al2O3, alumina) based cartridges designed for catecholamine isolation from plasma could be used for solid-phase extraction (SPE) of catecholamine from the brain tissue. To do that, we homogenised Wistar rat brain tissue with perchloric acid and compared three extraction techniques: SPE, the routine filtration through a 0.22 µm membrane filter, and their combination. In the extracts, we compared relative chromatographic catecholamine mobility measured with high performance liquid chromatography with electrochemical detection. Chromatographic patterns for norepinephrine and epinephrine were similar regardless of the extraction technique, which indicates that the alumina cartridge is good enough to isolate them from brain tissue. However, the dopamine pattern was unsatisfactory, and further experiments are needed to identify the issue and optimise the protocol.
Promjene razine katekolamina (KAT) u moždanom tkivu značajne su za brojna područja profesionalne toksikologije odnosno ekotoksikologije u kojima se istražuje neurotoksičnost izazvana različitim agensima poput mangana ili cinka, pesticida, industrijskih otapala, plastike, aerozagađenja ili zračenja. Niske koncentracije KAT-a u tkivu zahtijevaju pouzdanu i učinkovitu tehniku ekstrakcije kojom se postiže maksimalni „prinos“ katekolamina i minimalni sadržaj interferirajućih spojeva. Cilj istraživanja bio je procijeniti mogu li se kolone na bazi aluminijeva (III) oksida (Al2O3), dizajnirane za izolaciju KAT-a iz plazme, koristiti za ekstrakciju čvrstom fazom (eng. solid-phase extraction – SPE) KAT-a iz moždanoga tkiva. Nakon homogenizacije tkiva Sprague Dawley štakora upotrebom perklorne kiseline, primijenjene su tri tehnike ekstrakcije: SPE, filtracija kroz 0,22 µm membranski filtar, koji je zapravo rutinska tehnika za izolaciju KAT-a iz mozga, i kombinacija tih dviju tehnika. U ekstraktima je relativna kromatografska pokretljivost KAT-a analizirana HPLC metodom s elektrokemijskom detekcijom. Ponašanje norepinefrina i epinefrina tijekom kromatografije bilo je slično, bez obzira na tehniku ekstrakcije, što upućuje na to da aluminijev oksid ima zadovoljavajuća svojstva izolirati ta dva KAT-a iz moždanoga tkiva. Međutim, uočeni su problemi s ekstrakcijom dopamina, koji zahtijevaju dodatne eksperimente kako bi se otkrio njihov uzrok i osmislio protokol optimizacije.
Keywords: aluminijev oksid; aluminium oxide; brain; catecholamines; ekstrakcija čvrste faze; katekolamini; mozak; solid phase extraction; tissue; tkivo.
© 2023 Duško Mirković et al., published by Sciendo.