Advancing the Characterization and Quality Control of Botanical Extracts with Mass Spectrometry

Význam tématu

Analýza a kontrola kvality botanických extraktů je zásadní pro kosmetický, farmaceutický a potravinářský průmysl. Vzhledem k vysoké komplexitě těchto vzorků je nezbytné spolehlivě identifikovat a kvantifikovat jednotlivé složky v jejich přirozených poměrech tak, aby výsledný produkt splňoval deklarované vlastnosti a bezpečnostní normy.

Cíle a přehled studie

Cílem implementace techniky UPLC-MS/MS ve společnosti Bio-Botanica bylo rozšířit stávající možnosti HPLC-UV analýzy o citlivou a selektivní detekci stopových sloučenin. Projekt kladl důraz na zrychlení analýz, konsolidaci metod a zvýšení spolehlivosti kvality konečných extraktů.

Použitá instrumentace

• Waters ACQUITY UPLC H-Class System
• Xevo TQD tandemový kvadrupólový hmotnostní spektrometr
• MassLynx Software pro řízení akvizice dat, zpracování a reportování

Použitá metodika

Analytický postup kombinuje quaternární HPLC s technologií UPLC, která umožňuje přechod stávajících HPLC metod na rychlejší UPLC separace pomocí přednastavených kolonových sad. Xevo TQD pracuje v režimu MS/MS s výběrem vícenásobných reakcí (MRM), což zajišťuje vysokou citlivost a selektivitu pro různé typy analytů, včetně vitaminů, pesticidů a sekundárních metabolitů.

Hlavní výsledky a diskuse

• Zkrácení doby analýzy o přibližně 75 % při přechodu z tradiční HPLC na UPLC.
• Konsolidace více samostatných HPLC metod pro tuk- a vodou rozpustné vitaminy do dvou rychlých UPLC-MS/MS metod s délkou běhu pod 3 minuty.
• Spolehlivé potvrzení deklarovaných látek ve finálních produktech (label claim confirmation) na úrovni stopových koncentrací.
• Vývoj interních metod pro detekci pesticidů ve vzorcích rostlinných extraktů s dosažením stopových detekčních limitů.
• Identifikace nových bioaktivních látek podporujících výzkum a vývoj inovativních kosmetických a farmaceutických aplikací.
• Průběžný monitoring procesu zajišťuje, že mezioperační produkty splňují požadované specifikace.

Přínosy a praktické využití metody

• Vysoká laboratorní produktivita díky zkráceným pořadovým časům a konsolidaci metod.
• Posílení konkurenční pozice Bio-Botanica díky unikátní technologii a kvalitním datům o složení extraktů.
• Zvýšení spokojenosti zákazníků díky rychlejší expedici a transparentnosti kvality produktů.
• Komplexní zajištění bezpečnosti výrobků prostřednictvím stopové analýzy kontaminantů.

Budoucí trendy a možnosti využití

Předpokládá se další integrace vysokorozlišovací hmotnostní spektrometrie pro neznámé metabolity, rozvoj chemometrických přístupů pro složité vzorky a automatizovaná datová analýza s podporou umělé inteligence. Online monitorování procesů a rozšíření na metabolomiku a dereplikaci přírodních produktů nabídne nové příležitosti v R&D i v průmyslové výrobě.

Závěr

Implementace systému UPLC-MS/MS významně zlepšila schopnost Bio-Botanica charakterizovat komplexní botanické extrakty, zrychlila metody QC, umožnila detekci stopových kontaminantů a podpořila vývoj nových bioaktivních sloučenin. Tato technologie přináší jak provozní efektivitu, tak strategickou konkurenční výhodu.