Determination of the Metabolites of Nitrofuran Antibiotics in Animal Tissues and Food Products by UPLC-MS/MS

Význam tématu

Nitrofurany představují skupinu širokospektrých antibiotik zakázaných ve veterinární medicíně pro potravinová zvířata v EU i dalších jurisdikcích. Přetrvávající rezidua v mase, včelích produktech či akvakulturních organismech ohrožují bezpečnost potravin a vyžadují spolehlivé analytické metody s vysokou citlivostí a selektivitou.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo demonstrovat výkonovou schopnost UPLC H-Class spojené s Xevo TQ-S micro MS pro stanovení hlavních proteinově vázaných metabolitů nitrofuranových antibiotik (AOZ, SCA, AMOZ, AHD) v různých biologických matricích. Metoda má sloužit jak pro oficiální kontrolu, tak pro předvývozní a předsklizňové testování.

Použitá metodika a instrumentace

Metodická schéma:

• Příprava vzorku: odstranění nechtěných komponent (šupiny, skořápky, glazura, strouhanka), vyprání vzorku
• Acidická hydrolýza: uvolnění vázaných metabolitů a štěpení postranních řetězců
• Derivatizace: reakce polar-ní metabolity s 2-nitrobenzaldehydem pro zlepšení extrakční a ionizační účinnosti
• SPE na C18 kazetách pro odstranění interferencí
• Přidání stabilních izotopových interních standardů pro každou analytu
• Filtrace a injekce do UPLC-MS/MS

Instrumentace:

• UPLC systém ACQUITY UPLC H-Class se sloupcem BEH C18 (1,7 µm, 2,1×100 mm)
• Mobilní fáze: 0,5 mM formiát amonný / methanol, gradient 11 minut
• MS detektor Xevo TQ-S micro v režimu ESI+ s optimalizovanými MRM přechody
• Softwarové řízení a zpracování dat MassLynx a TargetLynx XS

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda dosahuje limity stanovení na úrovni Screening Target Concentration 0,5 µg/kg a pro potvrzení až od 0,25 µg/kg do 5 µg/kg. Ve studovaných matricích (krevety, vejce, drůbeží sval, med, ryba, ledviny) nebyly na retenčních časech detekovány interferující látky. RSD opakovatelnosti injekcí ve standardech činilo 1,7–3,5 %, celková opakovatelnost v incurred vzorcích 2,8–13 %. Kalibrace v matrici vykázala lineární závislost s r2>0,99. Proficiency test v medu (FAPAS) potvrdil přesnost metody (měřená 1,41 µg/kg vs. deklarovaná 1,50 µg/kg). Požadavky EU (Decision 2002/657/EC i 2003/181/EC) na identifikaci (iontové poměry, retenční časy) byly splněny s dostatečnou rezervou.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje spolehlivý screening i kvantifikaci reziduí nitrofuranů pod legislativními limity MRPL (1 µg/kg). Využitelná je pro oficiální kontrolní laboratoře, potravinářský průmysl i pro importéry vyžadující přísnější předvývozní testy. Díky robustní separaci a MRM detekci nabízí vysokou specifitu a dostatečnou propustnost pro rutinní provoz.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření využití vysoce paralelních UPLC-MS/MS platforem, další zlepšení citlivosti díky zdokonaleným ionizačním zdrojům a detektorům, nasazení nových izotopových standardů či multiplexních metod pro simultánní stanovení širší škály veterinárních reziduí. Integrace pokročilých softwarových nástrojů a umělé inteligence pro automatizovanou identifikaci a kvantifikaci umožní další zvýšení efektivity laboratorních workflow.

Závěr

Kombinace ACQUITY UPLC H-Class a Xevo TQ-S micro poskytuje citlivou, selektivní a robustní analytickou metodu pro stanovení nitrofuranových metabolitů v potravinářských matricích. Metoda splňuje požadavky na oficiální kontrolu i komerční testování a poskytuje spolehlivá data pro rozhodovací procesy v oblasti bezpečnosti potravin.

Reference

1. Vass M, Hruska K, Franek M. Nitrofuran antibiotics: A review on the application, prohibition and residual analysis. Veterinarni Medicina. 2008;53(9):469–500.
2. Points J, Thorburn Burns D, Walker MJ. Forensic issues in the analysis of trace nitrofuran veterinary residues in food of animal origin. Food Control. 2015;50:92–103.
3. EU Commission Decision 2002/657/EC of 12 August 2002 implementing Council Directive 96/23/EC. Official Journal L221;2002:8–36.
4. EU Commission Decision 2003/181/EC of 13 March 2003 amending Decision 2002/657/EC regarding MRPLs. Official Journal L71;2003:17–18.
5. Cooper KM et al. Depletion of four nitrofuran antibiotics and their tissue-bound metabolites in porcine tissues using LC-MS/MS and HPLC-UV. Food Additives & Contaminants A. 2005;25:406–414.
6. Morphet J, Hancock P. Application of ACQUITY TQD for the Analysis of Nitrofuran Veterinary Drug Residues in Shrimp. Waters Application Note no. 720002299en. 2007.