GC-EAD σύστημα αέριας χρωματογραφίας – ηλεκτροαντενογραφίας

Πρόκειται για μια αναλυτική διαδικασία που επιτρέπει την ταχεία αναγνώριση των ενώσεων σε σύνθετα μείγματα που διεγείρουν τα οσφρητικά αισθητήρια ενός εντόμου Αυτό σημαίνει ότι η τεχνική αυτή μας επιτρέπει να αναγνωρίσουμε ποια χημικά ερεθίσματα γίνονται αντιληπτά από τα έντομα και σε κάποιο βαθμό αυτά που δεν γίνονται. Αυτή η πληροφορία είναι χρήσιμη προκειμένου να μπορέσουμε να ανιχνεύσουμε δυνητικά χρήσιμες ενώσεις, όπως είναι οι φερομόνες των εντόμων. Η εφαρμογή και η επιτυχία της μεθόδου αυτής βασίζεται στο γεγονός ότι η τάση μεταξύ της άκρης και της βάσης της κεραίας ενός εντόμου μπορεί να μετρηθεί όταν η κεραία ήταν εκτεθειμένη σε οσμές βιολογικής σημασίας για το έντομο. Η τάση αυτή αντιπροσωπεύει το σύνολο των αντιδράσεων των οσφρητικών νευρώνων εντός της κεραίας, και το πλάτος της τάσης αντιστοιχεί χονδρικά με την ευαισθησία ενός εντόμου σε μια συγκεκριμένη ένωση. Η αλλαγή τάσης δεν παρέχει την πληροφία κατά πόσον μια ένωση θα επηρεάσει τη συμπεριφορά ενός εντόμου ή ποια είναι η συμπεριφορά που θα μπορούσε να επηρεάσει. Η παρουσία ισχυρών αποκρίσεων της κεραίας ή αποκρίσεις σε πολύ χαμηλές συγκεντρώσεις, υποδεικνύουν μεγαλύτερη πιθανότητα ότι μία ένωση μπορεί να επηρεάζει τη συμπεριφορά ενός εντόμου. Ως εκ τούτου, τα ηλεκτροαντενογραφήμματα μπορούν να βοηθήσουν στη διαλογή μέσω εκατοντάδων πτητικών ενώσεων που βρίσκονται στο περιβάλλον ενός εντόμου και επιτρέπουν τον εντοπισμό όσων είναι πιθανότερο να έχουν επίδραση στη συμπεριφορά του. Αυτό μπορεί να βοηθήσει στην ιεράρχηση των ενώσεων για τις βιοδοκιμές συμπεριφοράς και μπορεί να επιταχύνει σε μεγάλο βαθμό την ταυτοποίηση των ενώσεων που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τροποπίηση της συμπεριφοράς των εντόμων.

Οι διάφορες ενώσεις μπορούν να εκτεθούν στην κεραία ενός εντόμου αφού πρώτα καθαρίσθουν ή συντεθούν σε μια χωριστή διαδικασία.  Αυτή η διαδικασία της μη ταυτόχρονης έκθεσης της κεραίας του εντόμου σε διάφορες πτητικές ενώσεις είναι γνωστή ως ηλεκτροαντενογράφημμα (EAG), και έχει λάβει ευρεία χρήση σε εντομολογικές μελέτες από τα τέλη της δεκαετίας του 1960. Το GC-EAD παίρνει το EAG σε ένα υψηλότερο επίπεδο πολυπλοκότητας και χρησιμότητας χρησιμοποιώντας ουσιαστικά την κεραία ενός εντόμου ως ανιχνευτή σε έναν αέριο χρωματογράφο τριχοειδούς στήλης.

Ο αέριος χρωματογράφος (GC) είναι μια συσκευή που χρησιμοποιείται για το διαχωρισμό και τον προσδιορισμό της ταυτότητας και της σχετικής αφθονίας των ενώσεων που υπάρχουν σε πολύπλοκα μίγματα πτητικών και/ή ημι-πτητικές ενώσεις. Τα μείγματα εξατμίζονται σε ένα ρεύμα αδρανούς αερίου που διακινούνται μέσα από μια μακρά (τυπικά 10-100 m), στενή (τυπικά <1mm) στήλη επενδεδυμένη με ένα ημι-στερεό κηρό ή πολυμερές.

Στο Σχήμα  απεικονίζεται ένα σύστημα αέριου χρωματογράφου (GC) με  ανιχνευτή ιονισμού φλόγας(FID)και ηλεκτροαντενογράφου (EAD). (Α) Το υπό εξέταση μείγμα ενώσεων εγχέεται σε ένα θερμαινόμενο θάλαμο (ενεισητής), όπου οι ατμοί του δείγματος αναμιγνύονται με ένα ρεύμα αδρανούς αερίου και εισέρχονται εντός της στήλης. (Β) Δεδομένου ότι οι ατμοί κινούνται κατά μήκος της ροής του αδρανούς αερίου, οι ενώσεις με μεγαλύτερη συγγένεια, ως προς την χρησιμοποιούμενη στήλη, θα μεταφερθούν πιο αργά σε σχέση με εκείνες όπου έχουν μικρότερη συγγένεια. (Γ) Η στήλη εκροής είναι χωρισμένη στα δύο, με το ήμισυ της να διαβιβάζει στον ανιχνευτή ιονισμού φλόγας και το άλλο μισό προς την κεραία του εντόμου (Δ1). Ο FID παράγει μια τάση ανάλογη με την ποσότητα των οργανικών ουσιών που προωθούνται παράλληλα προς το έντομο (Δ2). Η στήλη αυτή επιτρέπει την ανάμειξη με καθαρό αέρα και διοχετεύεται στη συνέχεια προς την κεραία του εντόμου και η οποία επισυνάπτεται σε έναν ενισχυτή. (Ε) Το ενισχυμένο ηλεκτρικό αποτελέσματα, τόσο του FID όσο και της κεραίας απεικονίζονται ταυτόχρονα σε σχέση με το χρόνο. Με τη μέθοδο αυτή πραγματοποιείται μια διαλογή των ενώσεων που εξετάζονται και οι οποίες ταυτόχρονα έχουν κάποια πιθανότητα να προσδίδουν πληροφορίες για τα έντομα.

Σύστημα αέριου χρωματογράφου (GC) με ανιχνευτή ιονισμού φλόγας(FID) και ηλεκτροαντενογράφου (EAD)