Sensitive and Fast Measurement of Aminoglycoside Antibiotics in Milk, Meat or Eggs by HILIC-MS/MS and Identification using multi-MRM Spectrum Mode

Význam tématu

Aminoglykosidová antibiotika jsou díky svému širokému využití ve veterinární medicíně rizikovým faktorem pro zbytky v potravinách živočišného původu. Konzumace masa, mléka nebo vajec s rezidui těchto látek může ohrozit lidské zdraví a vyvolat rezistenci bakterií. Regulace maximálních zbytkových limitů (MRL) napříč zeměmi a komoditami vytváří potřebu univerzální, citlivé a rychlé analytické metody vhodné pro rutinní testování v potravinářských laboratořích.

Cíle a přehled studie

Tento výzkum představuje vývoj a validaci jediné metody založené na HILIC-MS/MS pro kvantitativní screening i potvrzení přítomnosti více aminoglykosidů v mase, mléce a vejcích. Klíčovým prvkem je využití multi-MRM Spectrum Mode pro jasnou identifikaci látek a dosažení nízkých hladin kvantifikace v souladu s MRL v EU, Japonsku a USA.

Použitá instrumentace

• LC systém Nexera X2 (Shimadzu)
• MS/MS detektor LCMS-8060 s technologií Heated ESI
• Kolona GL Sciences Inertsil Amide 3 µm, 100 × 2,1 mm
• Automat SPE Extrahera (Biotage) se sorbentem WCX Express
• Nástroj pro homogenizaci Grindomix GM200 (Retsch)

Metodika

Příprava vzorků zahrnovala homogenizaci (5 g masa, 10 mL mléka nebo směs vajec), extrakci s trichloroctovou kyselinou, EDTA a octanem amonným, úpravu pH na 6,5 a následnou SPE očistu. Pro screeningové měření se aplikoval rychlý gradient (4,5 min) a dvě MRM přechody na sloučeninu. Pro potvrzení se použil prodloužený gradient (13 min) a 15 MRM přechodů v multi-MRM Spectrum Mode. Mobilní fáze A tvořila voda s 250 mM octanem amonným a 1 % kyselinou mravenčí, fáze B acetonitril.

Hlavní výsledky a diskuse

• Kalibrace pokrývala rozsah od jedné desetiny nejnižšího MRL do MRL zvýšeného o 50 % pro všechny cílové aminoglykosidy.
• Mez kvantifikace (LOQ) byl stanoven pomocí poměru signál-šum >10.
• Průměrné výtěžnosti extrakce přesahovaly 90 % napříč testovanými matricemi, se zanedbatelným maticovým efektem.
• Multi-MRM Spectrum Mode umožnil jednoznačnou identifikaci bez ztráty citlivosti při přechodu z 2 na 15 MRM přechodů.

Přínosy a praktické využití

Navržená metoda eliminuje potřebu iontových párů, zjednodušuje workflow díky jediné koloně a mobilním fázím pro screening i potvrzení a umožňuje vysokou propustnost až desítek vzorků za den. Robustní odezva bez nutnosti matrix-matched kalibrace zvyšuje spolehlivost výsledků pro laboratoře QA/QC a regulatorní testování.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace vysokého rozlišení hmotnostního spektrometru (HRMS) pro širší detekci metabolitů a degradantů.
• Dálší automatizace přípravy vzorků a datové procesy pomocí strojového učení.
• Rozšíření panelu detekovaných aminoglykosidů a adaptace na jiné biologické matrice (např. tamponové pufry, moče).
• Vývoj přenosných zařízení pro on-site screening ve výrobních provozech.

Závěr

Vyvinutá HILIC-MS/MS metoda s multi-MRM Spectrum Mode poskytuje univerzální, citlivý a rychlý postup pro kvantifikaci a jednoznačnou identifikaci aminoglykosidových antibiotik v potravinách živočišného původu. Díky vysokým výtěžnostem, nízkým LOQ a možnosti kombinovat screening a potvrzení v jediném nastavení představuje efektivní nástroj pro laboratorní rutinu i regulační potřeby.

Reference

Levi M., Hirano I., Watanabe J. Sensitive and Fast Measurement of Aminoglycoside Antibiotics in Milk, Meat or Eggs by HILIC-MS/MS and Identification using multi-MRM Spectrum Mode. Shimadzu Corporation, Kyoto, Japan.