VITATOX: ZDRAVÉ A NEZDRAVÉ VITAMINY

Význam tématu

Analytické metody založené na elektrochemické detekci v kapalné chromatografii umožňují citlivé a selektivní stanovení bioaktivních látek, antioxidantů a biomarkerů v potravinách, přírodních extraktech a biologických vzorcích. Tyto metody nacházejí uplatnění v oblasti QA/QC, výzkumu výživy, doplňků stravy a toxikologických studií hypervitaminóz.

Cíle a přehled studie / článku

Prezentovaný materiál shrnuje výsledky projektu VITATOX 2021, jehož cílem bylo porozumět toxicitě vybraných vitaminů (A, E, B), a demonstrovat aplikaci HPLC s elektrochemickou detekcí (ECD) i hmotnostní spektrometrií (MS/MS) pro analýzu fenolů, flavonoidů, antioxidační kapacity rostlinných extraktů a biomarkerů oxidačního stresu.

Použitá metodika a instrumentace

V práci byly uplatněny následující techniky a přístroje:

• RP-HPLC s coulostatickými a amperometrickými buňkami (Coulochem, CoulArray) pro separaci a detekci fenolických látek při více potenciálech (250–900 mV).
• HPLC-DAD pro kvantifikaci fenolů a flavonoidů podle UV spekter.
• FIA-ECD (Flow Injection Analysis s CoulArray) pro rychlé stanovení celkové antioxidační kapacity.
• ULPC-MS/MS a HPLC-MS/MS pro selektivní stanovení biomarkerů oxidativního poškození (8-OH-2′-deoxyguanosinu).
• Porézní grafitová elektroda a elektrochemické čištění pracovního elektrody pro stabilitu detekce.

Hlavní výsledky a diskuse

1. Elektrochemická detekce byla prokázána jako vysoce selektivní proti klasickým amperometrickým systémům. CoulArray umožnila rozlišení souběžně sečetlých složek, např. více metabolitů 8-OH-2′-deoxyguanosinu.

2. Korelace mezi ORAC testem a součtem ECD signálů fenolických sloučenin vykazovala hodnotu R2≈0,78, což potvrzuje využitelnost HPLC-ECD pro odhad antioxidační kapacity.

3. FIA-ECD prokázala spolehlivou rychlou analýzu obsahu fenolů v bobulovinách. Bílá, červená a černá rybíz vykázaly odlišné antioxidační hodnoty, přičemž ekologické (ECO) versus integrované (IPM) způsoby pěstování ovlivňují celkový signal.

4. Pomocí UPLC-MS/MS byl stanoven 8-OH-deoxyguanosin v moči, s vynikající korelací k FIA-ECD (r>0,9), čímž se potvrdila robustnost a kvantitativní spolehlivost elektrochemické detekce.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlé a nákladově efektivní screeningové stanovení antioxidační kapacity potravin.
• Citlivé sledování toxických úrovní vitaminů A a E v biologických vzorcích.
• Precizní detekce biomarkerů oxidativního stresu u pacientů i v experimentech výživy.
• Možnost automatizovaného provozu (autozero, elektrochemické čištění) pro vyšší reprodukovatelnost.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace elektrochemických detektorů s vysoce průtokovými chromatografickými systémy (UHPLC-ECD).
• Vývoj miniaturizovaných přenosných senzorů pro in-situ monitoring antioxidantů v potravinách a přírodních vodách.
• Pokročilé datové analýzy využívající strojové učení pro dekonvoluci složitých elektrochemických signálů.
• Rozšíření aplikací v medicínských diagnostických testech pro rychlá point-of-care měření oxidativního stresu.

Závěr

Elektrochemická detekce v HPLC poskytuje unikátní kombinaci citlivosti, selektivity a flexibility pro analýzu bioaktivních látek a biomarkerů. Spojení CoulArray, FIA-ECD a MS/MS technik posouvá možnosti kvality a rozsahu stanovení v potravinovém i klinickém výzkumu.

Reference

1. Jandera P., Škeříková V., Řehová L., Hájek T., Baldriánová L., Škopová G., Kellner V., Horna A.: RP-HPLC analysis of phenolic compounds and flavonoids in beverages and plant extracts using a CoulArray detector. Journal of Separation Science, 2005, 28(9-10), 1005-1022.
2. Prior R.L., Wu X., Schaich K.: Standardized methods for the determination of antioxidant capacity and phenolics in foods and dietary supplements. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 1997, 45, 1787-1796.