Simultaneous Quantification of 16 Furanocoumarins in Essential Oils Using a Robust and Sensitive Triple Quad LC-MS/MS Method

Význam tématu

Furanokumariny jsou přirozené látky vyskytující se v rostlinách a zejména v citrusových plodech. Díky své fototoxicitě představují potenciální riziko v kosmetice, parfémech a dalších spotřebních výrobcích, kde se používají esenciální oleje z citrusů. Regulace EU omezuje obsah tychto sloučenin do 1 mg/kg v konečných přípravcích, což klade nároky na citlivé a spolehlivé analytické metody určené k monitorování jejich koncentrací.

Cíle a přehled studie

Studie měla za cíl vyvinout a validovat rychlou, robustní a citlivou metodu pro simultánní kvantifikaci 16 furanokumarinů v esenciálních olejích s použitím UPLC-MS/MS. Metoda umožňuje zpracování vzorku i analýzu vzorku za pouhých 15 minut na vzorek a splňuje požadavky evropských předpisů.

Použitá metodika a instrumentace

Pro separaci a detekci byly použity tyto přístroje a podmínky:

• UPLC: ACQUITY UPLC I-Class, kolona CSH Fluoro-Phenyl (2,1×100 mm, 1,7 μm), teplota 40 °C, objem injekce 1 μL, průtok 0,4 mL/min.
• Mobilní fáze: A = 0,1 % kyselina mravenčí ve vodě, B = 0,1 % kyselina mravenčí v acetonitrilu, gradient 15 minut.
• MS/MS: Xevo TQ-XS, režim ESI+, desolvační teplota 400 °C, zdroj 130 °C, časově segmentované MRM přechody optimalizované pro každý analyte.
• Příprava kalibračních křivek: osmibodové ředění 0,5–1000 ng/mL (6,7-dihydroxybergamottin 5–1000 ng/mL) ve standardním roztoku či v matrix (oranžový olej).
• Vzorky: esenciální olej grapefruitový ředěný 100× acetonitrilem, matrix-efekt potvrzeno pro koncentrace 10, 100, 1000 ng/mL.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda prokázala:

• Dobrou separaci všech 16 furanokumarinů včetně čtyř izomerických párů, což je klíčové pro přesnou kvantifikaci sloučenin se stejnými MRM přechody.
• Lineárnost kalibrační křivky s R^2 >0,998 a reziduální procenta <22,6 %.
• LOQ 0,5 ng/mL pro 15 sloučenin, LOQ 5 ng/mL pro 6,7-dihydroxybergamottin.
• Minimální matriční efekt (<30 %), což umožňuje použití standardních roztoků pro kvantifikaci.
• Určení koncentrací v grapefruitovém oleji v rozsahu 0,09–196 mg/mL s rozdílem <30 % mezi kalibrací v roztoku a v matrix.

Přínosy a praktické využití metody

Díky krátkému analyzačnímu času, vysoké spolehlivosti a nízkému LOQ je metoda vhodná pro rutinní kontrolu furanokumarinů v kosmetice, potravinářských přípravcích a farmaceutických produktech. Jednoduchá příprava vzorku a možnost použití roztokové kalibrace zkracují dobu a náklady analýzy.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekávané rozšíření metodiky zahrnuje:

• Automatizovaný vysokopropustný screening dalších fototoxických sloučenin v kosmetické a potravinářské analytice.
• Aplikace na komplikovanější matrix, jako jsou emulze nebo tuhý kosmetický přípravek.
• Integraci s informačními systémy pro online monitorování kvality výroby.

Závěr

Vyvinutá UPLC-MS/MS metoda na platformě ACQUITY UPLC I-Class / Xevo TQ-XS poskytuje rychlé, citlivé a přesné stanovení 16 furanokumarinů v esenciálních olejích. Splňuje regulatorní požadavky EU a nabízí jednoduchou přípravu vzorku a nízký matriční efekt.

Reference

1. Dugrand-Judek A. a kol. The Distribution of Coumarins and Furanocoumarins in Citrus Species. PLOS ONE. 2015;10(11).
2. Kreidl M. a kol. Determination of Phytotoxic Furanocoumarins in Natural Cosmetics Using SPE With LC-MS. Analytica Chimica Acta. 2020;1101:211–221.
3. Christensen LP. Fototoxické účinky furanokumarinu. In: Polyphenols in Human Health and Disease. 2014;793–818.
4. Regulation (EC) No 1223/2009 on Cosmetic Products. Official Journal of the European Union. 2009.
5. Li G-J. a kol. Determination of Citrus Juice Coumarins, Furanocoumarins and Methoxylated Flavones. Food Chemistry. 2019;271:29–38.
6. International Fragrance Association. Information Letter 799 Furocoumarins in Finished Cosmetic Products. 2008.