Quantitation of Mycotoxins in Four Food Matrices Comparing Stable Isotope Dilution Assay (SIDA) with Matrix Matched Calibration Methods by LC-MS/MS

Význam tématu

Mykotoxiny představují vážné riziko pro lidské zdraví i kvalitu krmiv a potravin díky své toxicitě a častému výskytu v zemědělských plodinách. Rychlá, spolehlivá a přesná kvantifikace více mykotoxinů zároveň je klíčová pro dodržování bezpečnostních limitů, minimalizaci ekonomických ztrát a zajištění kvality potravinového řetězce.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo vyvinout a ověřit 7minutovou LC-MS/MS metodu pro simultánní analýzu 12 mykotoxinů ve čtyřech potravinových matricích (kukuřice, arašídové máslo, hnědá rýže, směs kukuřice/pšenice) a porovnat dvě kalibrační strategie: stabilní izotopová diluce (SIDA) versus kalibrace v matici.

Použitá metodika a instrumentace

Pro přípravu vzorků byla použita jednoduchá „dilute-filter-shoot“ technika: homogenizovaný vzorek (1 g) extrahovaný vodou/acetonitrilem (50:50), centrifugovaný a filtrovaný přes 0,2 µm PTFE filtr.

Použitá instrumentace

• UHPLC: Shimadzu Nexera X2
• Analytický sloupec: Raptor Biphenyl 2.7 µm, 50 mm × 2.1 mm
• Detektor: Shimadzu LCMS-8060 v režimu ESI+
• Mobilní fáze A: 2 mM ammonium format + 0,1 % kyseliny formiové ve vodě
• Mobilní fáze B: 2 mM ammonium format + 0,1 % kyseliny formiové v methanolu
• Gradient: lineární nárůst %B od 30 % do 90 % v průběhu 5 min, následné vymytí a reekvilibrace do 7 min
• Injekční objem: 5 µL, teplota kolony: 40 °C

Kalibrace SIDA byla prováděna pomocí 9bodové křivky se 13C značenými interními standardy, matrix matched kalibrace využívala extrakty nezatížené matice spiked standardy.

Hlavní výsledky a diskuse

• Veškeré mykotoxiny (včetně izobarických fumonisinů B2 a B3) byly rozděleny do 5,5 min chromatograficky vynikající separací.
• SIDA kalibrace prokázala vynikající linearitu (r2 ≥ 0,9996) a široký dynamický rozsah (1000násobný).
• Průměrné přesnosti SIDA metody se pohybovaly mezi 91 % a 99 % s RSD < 7 %.
• Matrix matched kalibrace vykázala širší variabilitu recoveries (27,7 %–204 %) a RSD < 11 %, částečně ovlivněnou ireverzibilními maticovými interferencemi a nehomogenní přítomností inkurred mykotoxinů.
• Pro HT-2 toxin v arašídové matrici byla detekována interferenční šumová přechodová interference, vyřešená výběrem alternativního MRM přechodu.
• Analýza referenčních materiálů (Fapas) pomocí SIDA kalibrace potvrdila přesnosti 91–99 % u tří mykotoxinů se stabilně značenými interními standardy.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje rychlé simultánní stanovení více mykotoxinů v různých potravinářských matricích s vysokou robustností a reprodukovatelností výsledků. Díky stabilně značeným interním standardům SIDA technika efektivně koriguje různé maticové efekty a zajišťuje spolehlivou kvantifikaci i v komplexních vzorcích.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření panelu stabilně značených interních standardů pro další mykotoxiny.
• Automatizace přípravy vzorků a integrace on-line extrakce s UHPLC-MS/MS.
• Miniaturizace metody a nasazení v terénních mobilních laboratořích.
• Využití datově řízené analýzy a umělé inteligence pro predikci maticových efektů a optimalizaci chromatografických podmínek.

Závěr

Vyvinutá metoda LC-MS/MS společně se SIDA kalibrací poskytuje rychlou, přesnou a robustní platformu pro monitorování mykotoxinů v potravinových a krmivářských matricích. SIDA je preferovaná pro vysokou korekci maticových vlivů, zatímco matrix matched kalibrace je akceptovatelnou alternativou pro laboratoře bez možnosti použití stabilně značených interních standardů.

Reference

1. Dan Li, Justin Steimling, Joseph Konschnik, Ty Kahler: Quantitation of Mycotoxins in Four Food Matrices Comparing Stable Isotope Dilution Assay (SIDA) with Matrix Matched Calibration Methods by LC-MS/MS, Restek Corporation.