Qualitative Analysis of the Components in Foods Using DART and the Quadrupole Time- of-flight Mass Spectrometer

Význam tématu

V oblasti potravinářského vývoje a kontroly kvality je rychlá a přesná identifikace složek klíčová pro udržení konzistence a optimalizaci chuti produktů. Metoda Direct Analysis in Real Time (DART) ve spojení s vysoce výkonnou kvadrupólovou časově-of-flight hmotnostní spektrometrií (Q-TOF) umožňuje analýzu vzorků bez nutnosti předchozích úprav a poskytuje vysokou hmotnostní přesnost.

Cíle a přehled studie / článku

Studie prezentuje aplikaci DART-OS ionizačního zdroje spolu s LCMS-9050 Q-TOF spektrometrem pro kvalitativní analýzu klíčových složek komerční čokolády. Cílem bylo demonstrovat rychlost, jednoduchost a spolehlivost workflow od přímé ionizace až po strukturální přiřazení prostřednictvím MS/MS.

Použitá metodika a instrumentace

• Ionizační zdroj DART (IonSense) s heliem jako nosným plynem při 350 °C.
• Spectrometr LCMS-9050 (Shimadzu) Q-TOF: rozsah m/z 100–1500 v režimech pozitivní i negativní ionizace, MS/MS scan 10–1500 m/z, kolizní energie 35 V ±17 V.
• Software LabSolutions Insight Explore pro odhad hraničních vzorců, fragmentaci a přiřazení přes ChemSpider.

Hlavní výsledky a diskuse

Analýza čokolády detekovala pět hlavních složek: teobromin (m/z 181,0720), kofein (195,0876), vanilin (151,0396), palmitová kyselina (255,2326) a olejová kyselina (281,2482). Všechny složky vykázaly odchylku hmotnosti menší než 1 mDa. Workflow umožnilo:

• Rychlý nárůst signálu při umístění vzorku nad DART zdroj (graf čas vs. intenzita).
• Odhad exaktních sumárních vzorců s jedinou kandidátní možností pro vanilin (C8H8O3).
• Automatické přiřazení struktury pomocí Assign funkce a online vyhledávání v databázi ChemSpider s vysokým skóre shody.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí bezpřístrojovou analýzu pevných, kapalných i plynných vzorků bez extrakce nebo chromatografického dělení. Díky vysoké hmotnostní přesnosti a polaritnímu přepínání lze rychle identifikovat široké spektrum látek, což je přínosné pro kontrolu kvality potravin, druhotné metabolity a screening v průmyslové analytice.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření do farmaceutického průmyslu a chemických produktů pro rychlý screening impurit.
• Integrace AI a pokročilých databází pro automatizované přiřazování neznámých látek.
• Vývoj přenosných DART-QTOF systémů pro terénní analýzy.

Závěr

Komplexní workflow založené na DART a LCMS-9050 Q-TOF poskytuje rychlou, jednoduchou a vysoce přesnou metodu pro kvalitativní analýzu potravinových komponent bez potřeby předúprav. Spolehlivá identifikace a strukturální přiřazení otevírá nové možnosti pro QC/QA v potravinářství i dalších průmyslových odvětvích.

Reference

Junna Nakazono, Tetsuo Iida. Qualitative Analysis of the Components in Foods Using DART and the Quadrupole Time-of-flight Mass Spectrometer. Shimadzu Application News 01-00393-EN, First Edition, June 2022.