Development and application of an exact mass LC-MS/MS library for the screening of mycotoxins and fungal metabolites in food and feed

Význam tématu

Mykotoxiny představují sekundární metabolity plísní s významným dopadem na bezpečnost potravin a krmiv. Díky různorodým chemickým vlastnostem vyžaduje jejich spolehlivá detekce vysoce selektivní a citlivé analytické metody. Přesná hmotnostní spektrometrie v kombinaci s chromatografií umožňuje rychlý průřez škálou známých i potenciálně nových mykotoxinů a tím zajišťuje ochranu spotřebitelů i zvířat.

Cíle a přehled studie

Cílem práce bylo vytvořit a aplikovat rozsáhlou knihovnu vysokorozlišovací MS/MS spekter mykotoxinů a dalších houbových metabolitů pro screening a potvrzování kontaminace v potravinách a krmivech. Autoři navrhli dvě strategie analýzy: klasický cílený screening s výběrem prekurzorových iontů a nekonvenční All-Ions MS/MS přístup bez selekce prekurzorů, umožňující post-acquisition hodnocení.

Použitá metodika

Vzorky byly homogenizovány a extrahovány acetonitrilem s vodou a octanem kyseliny octové bez následného čištění, aby se neupřednostnily některé mykotoxiny. Analýzu prováděli v pozitivním i negativním režimu:

• klasický HR-MS full scan s následným cíleným MS/MS
• All-Ions MS/MS, kdy se ve dvou energetických kanálech (nízká a vysoká energie) simultánně zaznamenávají fragmentační spektra bez selekce prekurzorů

Databáze byla vytvořena injekcemi jednotlivých standardů při různých kolizních energiích (typicky 10, 20, 40 eV) a spektra byla kalibrována a kódována pomocí softwaru pro korelaci struktury a fragmentace.

Použitá instrumentace

• UHPLC Agilent 1290 Infinity
• QTOF detektor Agilent 6550 iFunnel
• Kolona Zorbax SB-C18 RRHD (150 × 2,1 mm, 1,8 μm)
• Eluenty: voda a methanol s 0,1 % kyseliny mravenčí, gradient 10–100 % methanolu za 19,5 min
• Kompenzace hmotnostní osy pomocí referenčních hmot

Hlavní výsledky a diskuse

Bylo získáno přes 400 záznamů v databázi a přibližně 150 kvalitních HR-MS/MS spekter mykotoxinů a houbových metabolitů. Validace ve třech maticích (kukuřice, lískový ořech, víno) prokázala vysoké skóre shody a eliminaci falešných pozitiv při spikování v rozmezí od jednotek do stovek µg/kg. Metoda umožnila identifikaci většiny sloučenin při hladinách 100 µg/kg, avšak u silně regulovaných aflatoxinů byla citlivost mírně nižší než požadavky některých legislativ.

Přínosy a praktické využití metody

Platforma nabízí robustní rutinní screening:

• jedna injekce pro full scan i fragmentaci
• post-acquisition evaluace fragmentačních dat
• minimalizace falešných pozitiv díky All-Ions přístupu
• možnost rozšíření knihovny o nové nebo modulované mykotoxiny

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další rozšíření knihovny o emerging a maskované mykotoxiny, integrace AI pro automatizovanou identifikaci a zrychlení analýz. Vývoj stabilních izotopových standardů a zdokonalení ionizačních technik dále zvýší citlivost a kvantitativní spolehlivost.

Závěr

Přesná hmotnostní LC-QTOF metoda s vlastní MS/MS knihovnou prokázala schopnost spolehlivého screeningu a potvrzení širokého spektra mykotoxinů v potravinách a krmivech. All-Ions přístup usnadňuje rutinní provoz a eliminuje falešné pozitivní výsledky, což zvyšuje důvěryhodnost analýz.

Reference

1. Bennett JW, Klich M (2003) Clin Microbiol Rev 16:497–516
2. Zöllner P, Mayer-Helm B (2006) J Chromatogr A 1136:123–169
3. Van Egmond HP, Schothorst RC, Jonker MA (2007) Anal Bioanal Chem 389:147–157
4. Sulyok M et al. (2006) Rapid Commun Mass Spectrom 20:2649–2659