Screening and Verifying Mycotoxins in Food with Q-TOF LC/MS and an Accurate Mass Library

Význam tématu

Mykotoxiny představují závažné riziko pro bezpečnost potravin a zdraví spotřebitelů. Jedná se o sekundární metabolity hub, které se mohou vyskytovat v obilninách, oříškách, ovoci či víně. Regulace pouze několika málo činidel a omezený přehled o výskytu dalších mykotoxinů v různých matricích vyžadují rozšířené analytické metody pro simultánní screening více sloučenin.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo sestavit přesnou hmotnostní knihovnu (PCDL) pokrývající více než 300 mykotoxinů a souvisejících metabolitů a ověřit její použití pro screening a verifikaci 44 indikátorových mykotoxinů v matricích kukuřice, lískových oříšků a červeného vína. Prozkoumány byly dva přístupy: cílené MS/MS (target MS/MS) a režim All Ions MS/MS.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky se extrahovaly jednoduchou extrakcí acetonitrilu s vodou a formiovou kyselinou. Chromatografii zajišťoval UHPLC systém Agilent 1290 Infinity s kolonkou Poroshell 120 EC-C18 (2.1×100 mm, 2.7 µm) a gradientem v mobile phase A (5 mM NH4 formiát + 0.1 % HCOOH) a B (téhož v methanolu). Detekci prováděl Agilent 6550 iFunnel Q-TOF LC/MS s dvojitou Agilent Jet Stream ESI v pozitivním i negativním módu a referenčními ionty pro korekci přesnosti. Pro akvizici dat byly nastaveny dva režimy: target MS/MS s jednou hodnotou kolizní energie a All Ions MS/MS se dvěma energiemi (10 a 40 eV). Data se zpracovávala v Agilent MassHunter Qualitative a Quantitative Analysis s vyhledáváním algoritmem Find by Formula a verifikací spektra pomocí PCDL Mycotoxins and Related Metabolites.

Hlavní výsledky a diskuse

Library spektra byla úspěšně získána pro více než 300 látek. Při testech se 44 mykotoxiny ve spikovaných matricích (30 ng/mL) dosáhla většina sloučenin chyby m/z pod 1 ppm a coelution skoru nad 80. Vzorky vína vykázaly výraznější potlačení signálu. Cílený MS/MS poskytl větší jistotu pro nízkomolekulární analyty, zatímco All Ions MS/MS umožnil rychlý screening, rozlišení izomerů a retrospektivní analýzu dat.

Přínosy a praktické využití metody

Navržený přístup umožňuje efektivní multi-target screening, verifikaci i kvantifikaci regulovaných mykotoxinů v různorodých potravinářských matricích. Metoda je vhodná pro rutinní QA/QC laboratoře, výzkumné skupiny i potravinářské kontrolní orgány.

Budoucí trendy a možnosti využití

Dalším krokem je rozšíření knihoven o emerging mykotoxiny, integrace iontové mobility, automatizace datové analýzy s podporou umělé inteligence a vývoj on-line extrakcí pro vyšší propustnost. Vylepšení rozlišení a senzitivity přístrojů rozšíří možnosti komplexního screeningu kontaminantů.

Závěr

Vytvoření přesné hmotnostní knihovny pro mykotoxiny a optimalizované workflow kombinující cílené MS/MS a All Ions MS/MS prokázalo vysokou účinnost screeningu a verifikace mykotoxinů v potravinách. Metoda zvyšuje spolehlivost identifikace i monitorování nových toxinů.

Reference

• Zöllner P.; Mayer-Helm B. Trace mycotoxin analysis in complex matrices by LC-APCI-MS. J. Chromatogr. A. 2006
• Commission Regulation (EC) No. 1881/2006 setting maximum levels for contaminants in food
• Commission Recommendation 2013/165/EU on T-2 and HT-2 toxins in cereals
• Varga E. et al. Screening of 191 mycotoxins in nuts by UHPLC/MS/MS. Application Note. 2014
• Varga E. et al. Validation of Stable Isotope Dilution assay for mycotoxins in maize by UHPLC/MS/MS. Application Note. 2013
• Kempe G.; Spitzbarth F.; Glauner T. Development of exact mass LC/MS/MS library for pesticides. Application Note. 2013
• Wüst B.; Glauner T.; Madden S. Rapid pesticide screening using All Ions MS/MS. Application Note. 2013