Sensitive multi-mycotoxins analysis with a single sample preparation by LC-MS/MS (RAFA)

Význam tématu

Analýza mykotoxinů v potravinách představuje klíčový prvek ochrany veřejného zdraví. Tyto toxiny, vznikající plísněmi na zemědělských produktech, mohou vést ke závažným onemocněním včetně jaterních či ledvinových poškození. Zajištění citlivých a spolehlivých metod pro simultánní detekci více mykotoxinů je proto zásadní pro splnění mezinárodních i národních limitů a zajištění kvality potravin.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo vyvinout robustní LC-MS/MS metodu umožňující kvantitativní screening širokého spektra mykotoxinů v matričních vzorcích (např. rýže) s jedinou jednoduchou přípravou vzorku. Studie zahrnuje:

• pokrytí regulovaných mykotoxinů dle různých světových nařízení,
• minimalizaci carryover prostřednictvím metal-free technologie a optimalizovaného prolévání kapilár,
• zajištění vysoké citlivosti a dobré separace každého analytu.

Použitá metodika

Vzorky mletého rýžového šrotu (50 g) byly extrahovány směsí vody a acetonitrilu (15:85) a protřepány. Po filtraci byla část extraktu okyselena octovou kyselinou a načtena na spinovací kolonu MycoSpinTM400 pro čištění. Následovalo vícevteřinkové promývání a centrifugace, přičemž konečný eluát byl přímo analyzován LC-MS/MS.

Použitá instrumentace

LC systém Nexera X2 spojený s triple quadrupole MS LCMS-8060 (Shimadzu):

• Kolona Mastro PFP2 (2.1×150 mm, 3 µm);
• Mobilní fáze A: 10 mmol/L octan amonný; B: 2 % octová kyselina v metanolu; gradient 20→95 % B během 15 min; průtok 0.4 mL/min; teplota kolony 40 °C; objem injekce 1 µL.
• Ionizace ESI v pozitivním a negativním módu; rozhraní 300 °C; dezolvatace 500 °C; nebulizační plyn 3 L/min; sušící plyn 10 L/min.
• MRM přechody optimalizované pro každou skupinu mykotoxinů pro zajištění maximální specificity a citlivosti.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda dosáhla následujících parametrů:

• LOQ v rozsahu 0.0125–50 µg/kg vybraných mykotoxinů, pod hranicemi mezinárodních limitů (např. Aflatoxin B1 1–35 µg/kg).
• Lineární kalibrace (R2 ≥ 0.998) napříč analyty v rozsahu µg/kg až mg/kg.
• Dobrá separace více než 15 mykotoxinů v jediné chromatografické analýze trvající 15 min.
• Výrazné snížení carryover díky kov-volnému systé­mu a čtyřstupňovému promývacímu režimu (R1–R0–R2–R0 v jehle, R3–R0 v okolí jehly).

Přínosy a praktické využití metody

Navržená postupnost umožňuje:

• rychlý a efektivní screening širokého spektra mykotoxinů v potravinových matricích,
• integrované čištění vzorku a běžnou laboratorní aparatúru bez dodatečných derivatizačních kroků,
• oplňkovou možnost nasazení v QA/QC laboratořích potravinářského průmyslu a státních kontrolních orgánech.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další směřování zahrnuje:

• rozšíření panelu o emergentní mykotoxiny a metabolity plísní,
• automatizaci přípravy pro vysokou propustnost (high-throughput),
• integraci s pokročilou datovou analýzou včetně strojového učení pro prediktivní kvalitu,
• miniaturizaci a přenosné systémy pro in-situ monitoring.

Závěr

Vyvinutá LC-MS/MS metoda přináší citlivé, lineární a rychlé řešení pro simultánní analýzu více mykotoxinů s jedinou přípravou vzorku. Systém splňuje požadavky mezinárodních norem a nabízí robustní nástroj pro rutinní kontrolu kvality potravin.

Reference

• Masayoshi TAMURA, Keiko MATSUMOTO, Jun WATANABE, Naoki MOCHIZUKI et al., Journal of Separation Science, 2014, 37, 1552–1560.