A Routine Separation Approach to Enhance Specificity and Identification in Authentication Profiling of Natural Food Products Using UPLC-IM-MS
Aplikace | 2015 | WatersInstrumentace
Autentifikace přírodních potravin a fytomedicín založených na flavonoidech je klíčová pro zajištění kvality, bezpečnosti a konzistence účinných látek. Flavonoidy, zejména C-glykozylflavony, se vyskytují často jako izomery, jejichž spolehlivá identifikace je náročná kvůli chromatografické koeluční a stejným fragmentům v hromadové analýze. Kombinace UPLC, iontové mobility a měření kolizních průřezů (TW CCS N2) přináší nový rozměr specificity.
Cílem práce bylo vyvinout rutinní netargetované screeningové schéma pro jednoznačnou identifikaci izomerických C-glykozylflavonidů (vitexin/isovitexin a orientin/isoorientin) v komplexních extraktech čtyř druhů Passiflora. Studie demonstrovala využití uhlazené separace UPLC spolu s iontovou mobilitou a TW CCS N2 jako dalšího identifikačního parametru.
Vzorky listových extraktů Passiflora incarnata, edulis, caerulea a alata byly připraveny extrakcí etanol–voda a následným SPE. Analýza probíhala na systému ACQUITY UPLC I-Class se sloupcem BEH C18 (100×2,1 mm, 1,7 µm) za gradientu formováno voda–acetonitril. Mass spektrometrie s iontovou mobilitou byla prováděna na SYNAPT G2-Si v módu ESI negativní ionizace. HDMSE umožnilo získat vysokorysovou separaci fragmentů.
Studie potvrdila, že TW CCS N2 hodnoty rozlišují izomery s chybou menší než 0,5 %, a to i při chromatografické koeluční. Kombinovaná špičková kapacita UPLC a iontové mobility umožnila extrakci čistých produktových iontových spekter pro koeluční izomery. Fragmentační iontové poměry (m/z 284–285 a 297–299 u orientinů, 281–284 u vitexinů) spolu s TW CCS N2 poskytují jednoznačné charakterizační parametry. Reprodukovatelnost měření potvrzují opakované analýzy po deseti měsících s RSD do 0,35 %.
Očekává se rozšíření databází kolizních průřezů pro další třídy přírodních látek, automatizovaná integrace s umělou inteligencí pro rychlejší interpretaci a využití v metabolomice a environmentální analýze. Další zlepšení propustnosti a kombinace s dalšími separačními technikami posílí analytický výkon.
Vyvinuté rutinní UPLC-IM-MS workflow s TW CCS N2 umožňuje spolehlivou a vysoce specifickou identifikaci izomerických flavonoidů v komplexních matricích. Kombinace vysokého rozlišení UPLC a iontové mobility představuje nový standard pro autentifikační profilování fytomateriálů.
Iontová mobilita, LC/TOF, LC/HRMS, LC/MS, LC/MS/MS
ZaměřeníPotraviny a zemědělství
VýrobceWaters
Souhrn
Význam tématu
Autentifikace přírodních potravin a fytomedicín založených na flavonoidech je klíčová pro zajištění kvality, bezpečnosti a konzistence účinných látek. Flavonoidy, zejména C-glykozylflavony, se vyskytují často jako izomery, jejichž spolehlivá identifikace je náročná kvůli chromatografické koeluční a stejným fragmentům v hromadové analýze. Kombinace UPLC, iontové mobility a měření kolizních průřezů (TW CCS N2) přináší nový rozměr specificity.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem práce bylo vyvinout rutinní netargetované screeningové schéma pro jednoznačnou identifikaci izomerických C-glykozylflavonidů (vitexin/isovitexin a orientin/isoorientin) v komplexních extraktech čtyř druhů Passiflora. Studie demonstrovala využití uhlazené separace UPLC spolu s iontovou mobilitou a TW CCS N2 jako dalšího identifikačního parametru.
Použitá metodika a instrumentace
Vzorky listových extraktů Passiflora incarnata, edulis, caerulea a alata byly připraveny extrakcí etanol–voda a následným SPE. Analýza probíhala na systému ACQUITY UPLC I-Class se sloupcem BEH C18 (100×2,1 mm, 1,7 µm) za gradientu formováno voda–acetonitril. Mass spektrometrie s iontovou mobilitou byla prováděna na SYNAPT G2-Si v módu ESI negativní ionizace. HDMSE umožnilo získat vysokorysovou separaci fragmentů.
Hlavní výsledky a diskuse
Studie potvrdila, že TW CCS N2 hodnoty rozlišují izomery s chybou menší než 0,5 %, a to i při chromatografické koeluční. Kombinovaná špičková kapacita UPLC a iontové mobility umožnila extrakci čistých produktových iontových spekter pro koeluční izomery. Fragmentační iontové poměry (m/z 284–285 a 297–299 u orientinů, 281–284 u vitexinů) spolu s TW CCS N2 poskytují jednoznačné charakterizační parametry. Reprodukovatelnost měření potvrzují opakované analýzy po deseti měsících s RSD do 0,35 %.
Přínosy a praktické využití metody
- Netargetovaný screening a autentifikace flavonoidových markerů v potravinách a doplňcích
- Zvýšená specifita identifikace izomerů při změnách chromatografie nebo matrice
- Schopnost zpracovat více než 10000 analytů v jediném náběru
- Vysoká robustnost a reprodukovatelnost kolizních průřezů pro rutinní QA/QC
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se rozšíření databází kolizních průřezů pro další třídy přírodních látek, automatizovaná integrace s umělou inteligencí pro rychlejší interpretaci a využití v metabolomice a environmentální analýze. Další zlepšení propustnosti a kombinace s dalšími separačními technikami posílí analytický výkon.
Závěr
Vyvinuté rutinní UPLC-IM-MS workflow s TW CCS N2 umožňuje spolehlivou a vysoce specifickou identifikaci izomerických flavonoidů v komplexních matricích. Kombinace vysokého rozlišení UPLC a iontové mobility představuje nový standard pro autentifikační profilování fytomateriálů.
Použitá instrumentace
- ACQUITY UPLC I-Class System
- ACQUITY UPLC BEH C18 Column 100×2,1 mm, 1,7 µm
- SYNAPT G2-Si Iontová mobilita – hmotnostní spektrometrie
- UNIFI Scientific Information System
Reference
- Zeraik ML, Yariwake JH Quantification of isoorientin and total flavonoids in Passiflora edulis fruit pulp by HPLC-UV/DAD Microchemical Journal 96(1) 86–91 2010
- Ferreres F et al New C-deoxyhexosyl flavones and antioxidant properties of Passiflora edulis leaf extract J Agric Food Chem 55 10187–10193 2007
- Noriega P et al Passiflora alata Curtis A Brazilian medicinal plant Boletín Latinoamericano y del Caribe de Plantas Medicinales y Aromáticas 10(5) 398–413 2011
- Zucolotto SM et al Analysis of C-glycosyl Flavonoids from South American Passiflora Species by HPLC-DAD and HPLC-MS Phytochem Anal 23 232–239 2012
- Pereira CAM, Yariwake JH, McCullagh M Distinction of the C-glycosylflavone isomer pairs orientin/isoorientin and vitexin/isovitexin using HPLC-MS exact mass measurement and in-source CID Phytochem Anal 16 295–301 2005
- McCullagh M et al Profiling and quantitation of c-glycosidic marker flavonoids in natural products using UPLC-TOF MS RAFA 2011 5th Int. Symp. Recent Advances In Food Analysis 2011
- McCullagh M, Pereira CAM, Yariwake JH High throughput characterization of C-glycosidic flavonoids from Brazilian Passiflora species using LC-MS exact mass measurement and in-source CID Montreux Symp. 19 6–8 Nov 2002
- March RE et al A comparison of flavonoid glycosides by electrospray tandem mass spectrometry Int J Mass Spectrom 248 61–85 2006
- Waters Technical Note Use of collision cross section measurements CCS in food and environmental analysis 720005374en April 2015
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Using the Routine Separation Dimension and Identification Criteria of ionKey/MS Ion Mobility to Enhance Specificity in Screening Complex Samples
2016|Waters|Aplikace
Using the Routine Separation Dimension and Identification Criteria of ionKey/MS Ion Mobility to Enhance Specificity in Screening Complex Samples M. McCullagh, 3C. A. M. Pereira, 2J. H. Yariwake, and 1D Douce Waters Corporation, Wilmslow, UK 2 Universidade de São Paulo,…
Klíčová slova
ionkey, ionkeymobility, mobilityvitexin, vitexinikey, ikeyion, iondimension, dimensionseparation, separationflavonoid, flavonoidcriteria, criteriaorientin, orientinroutine, routineidentification, identificationdevice, devicesystem, systemusing
APPLICATION NOTEBOOK - STRUCTURAL ELUCIDATION
2015|Waters|Příručky
[ APPLICATION NOTEBOOK ] STRUCTURAL ELUCIDATION 1 This notebook is an excerpt from the larger Waters’ Application Notebook on Metabolomics and Lipidomics #720005245EN TABLE OF CONTENTS 3 Introduction 4 Traditional Herbal Medicine Structural Elucidation using SYNAPT HDMS with Time-Aligned Parallel…
Klíčová slova
mobility, mobilityorientin, orientinhdms, hdmsccs, ccswave, waveims, imsflavonoids, flavonoidsion, ionstructural, structuralelucidation, elucidationherbal, herbalsynapt, synaptisoorientin, isoorientinions, ionstof
Small Molecule Ion Mobility Investigations into Cross-platform and Long-term Robustness of a CCS Metric
2020|Waters|Technické články
[ APPLICATION NOTE ] Small Molecule Ion Mobility Investigations into Cross-platform and Long-term Robustness of a CCS Metric Mike McCullagh, 1 Michelle Wood, 2 Nayan Mistry, 2 Severine Goscinny, 3 Petur Dalsgaard4 Waters Corporation, Wilmslow, UK; 2 Sciensano, Brussels, Belgium;…
Klíčová slova
ccs, ccsmobility, mobilitymetric, metricion, ioncross, crossrebaudioside, rebaudiosideplatform, platformterm, termsynapt, synaptcim, cimlong, longvion, viontravelling, travellinginvestigations, investigationscyclic
Unparalleled Multi-Factor Authentication Mass Spectrometry of Complex Natural Products Utilizing UPLC and Ion Mobility
2020|Waters|Aplikace
[ APPLICATION NOTE ] Unparalleled Multi-Factor Authentication Mass Spectrometry of Complex Natural Products Utilizing UPLC and Ion Mobility Michael McCullagh, Russell Mortishire-Smith, and Jeff Goshawk Waters Corporation, Wilmslow, UK APPLICATION BENEFITS ■ ■ Unique multi-factor authentication The application of LC-MS-based…
Klíčová slova
mobility, mobilityauthentication, authenticationnatural, naturaluplc, uplcion, ionspecificity, specificityunparalleled, unparalleledmass, massmulti, multispectrometry, spectrometryfactor, factorproducts, productsccs, ccscomplex, complexproduct