Overcoming Challenges of Protein Sample Preparation for Food Allergen Analysis

Význam tématu

Rychlá a reprodukovatelná příprava proteinových vzorků je klíčová pro analýzu potravinových alergenů. Automatizace enzymatické digesce, odsolení a chromatografické separace umožňuje vysokopropustné stanovení nízkých hladin alergenů, což přispívá k bezpečnosti potravin a dodržování regulačních požadavků.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem bylo demonstrovat využití online workstation Perfinity iDP pro automatizovanou digesci a LC–MS analýzu alergenů v potravinách, konkrétně proteinu Ara h 1 z arašídů, a ověřit kvalitu, rychlost a reprodukovatelnost metody v různých potravinových matricích.

Použitá metodika a instrumentace

Metoda kombinuje:

• Online enzymatickou digesci pomocí IMER kolony s trypsinem (Perfinity iDP)
• Online odsolení a peptide trap na C18 guard kolonu
• Reverzní fázovou chromatografii na kolonu Phenomenex Aeris PEPTIDE (3,6 µm × 2,1 × 100 mm)
• Detekci LC-MS pomocí Shimadzu IT-TOF
• Pro kvantitativní testy též použití LCMS-8030 Triple Quad

Klíčové parametry optimalizace:

• Teplota digesce 40–70 °C
• Doba digesce 2–8 min
• Gradient eluce 5–50 % organické fáze za 15 min

Hlavní výsledky a diskuse

Kompletní a konzistentní digesce Ara h 1 byla provedena za méně než 8 minut s procesním CV < 10 %. Byly identifikovány charakteristické tryptické peptidy (např. SFNLDEGHALR, m/z 629,8) s bohatou sadou b a y iontů. Analýza čtyř různých baby food matric (hovězí extrakt, džus, batáty, banán) prokázala odlišný profil peptidů, nejkomplexnější byl hovězí extrakt. Kvantitativní kalibrační křivky ve spikovaných vzorcích vykázaly lineární odezvu (r² > 0,98).

Přínosy a praktické využití metody

Automatizovaný přístup zkracuje přípravu vzorků z 24 h na méně než 1 h a zajišťuje vysokou reprodukovatelnost. Metoda je vhodná pro rutinní screening a kvantifikaci potravinových alergenů ve farmaceutickém, potravinářském i regulačním sektoru.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další rozšíření multiplexingu pro stovky vzorků za den
• Integrace s vysoce výkonnými MS platformami pro vyšší citlivost
• Automatizace sofistikovaných pre-procesních kroků (extrakce, obohacení)
• Adaptace na široké spektrum potravinových matric a dalších proteinových biomarkerů

Závěr

Platforma Perfinity iDP spojená s LC-MS nabízí efektivní a vysoce reprodukovatelnou přípravu vzorků pro potravinářskou analýzu alergenů. Rychlá digesce, online odsolení a vysokoprofilní chromatografie v kombinaci s citlivou hmotnostní spektrometrií umožňují přesnou identifikaci a kvantifikaci alergenů ve složitých matricích.

Reference

Lieberman R., Feild B., Meyer K., Herold N., Kuzdzal S.: Overcoming Challenges of Protein Sample Preparation for Food Allergen Analysis. Shimadzu Application Note TP-756, ASMS 2013, First Edition June 2013.