Determination of heterocyclic oxygen compounds in Citrus essential oils by Supercritical fluid chromatography-tandem mass spectrometry
Aplikace | 2023 | ShimadzuInstrumentace
Analýza heterocyklických kyslíkatých sloučenin v nevolatilní části za studena lisovaných citrusových esenciálních olejů je klíčová z hlediska jejich biologických účinků a bezpečnostních aspektů. Coumariny, furokumariny a polymethoxyflavony mimo prospěšné vlastnosti mohou při vyšších dávkách nebo interakcích s UV zářením vyvolat toxické účinky, což vede k přísné regulaci jejich obsahu v kosmetice a potravinách.
Cílem výzkumu bylo vyvinout a validovat ekologickou a citlivou metodiku pro kvalitativní a kvantitativní stanovení 28 cílových kyslíkatých heterocyklů v citrusových esenciálních olejích. Metoda využívá superkritickou fluidní chromatografii spojenou s tandemovou hmotnostní spektrometrií (SFC-MS/MS) a je zaměřena na zkrácení analytického času a snížení spotřeby organických rozpouštědel.
Pro separaci byl vybrán pentafluorfenylový stacionární fázi sloupce o rozměrech 150×2,1 mm s částicemi 2,7 μm. Mobilní fáze sestávala z CO2 a metanolu s gradientem 2 až 10 procent metanolu během 10 minut při průtoku 1,0 mL/min. Detekce probíhala metodou MRM na triplekvadrupólovém hmotnostním spektrometru APCI. Validace metody sledovala linearitu, detekční a kvantifikační limity, přesnost a opakovatelnost v souladu s doporučeními Eurachem.
Použitá instrumentace:
Metoda umožnila baseline separaci 28 sloučenin za méně než 8 minut s použitím méně než 10 procent metanolu. MRM akvizice zajistila selektivitu i při částečné koeluci klíčových párů látek. Všech 28 kalibračních křivek vykázalo výborné linearity s koeficienty R2 v rozmezí 0,995–0,999. LOD a LOQ se pohybovaly v rozsahu 0,0004 až 0,1536 mg/L. Intradenní i mezidení opakovatelnost byla lepší než 8 procent. Aplikace na pět vzorků esenciálních olejů odhalila rozdíly v obsahu OHC podle typu plodu, přičemž limetkový olej měl nejvyšší souhrnný obsah.
Dalším krokem je integrace on-line extrakce superkritickou fluidou (SFE) s SFC-MS/MS pro zefektivnění a automatizaci celého procesu extrakce a analýzy. Lze očekávat rozšíření metody i pro další matrice jako jsou kosmetické přípravky nebo potravinářské produkty s minimální úpravou vzorku.
Validovaná SFC-MS/MS metoda představuje ekologicky šetrný, rychlý a citlivý postup pro stanovení kyslíkatých heterocyklů v citrusových esenciálních olejích. Díky krátkému čase analýzy a nízké spotřebě metanolu je vhodná pro rutinní kontrolu kvality a další rozvoj lze očekávat v oblasti plně integrovaných extrakčních a analytických protokolů.
LC/MS, LC/MS/MS, LC/QQQ, SFC
ZaměřeníPotraviny a zemědělství
VýrobceShimadzu
Souhrn
Význam tématu
Analýza heterocyklických kyslíkatých sloučenin v nevolatilní části za studena lisovaných citrusových esenciálních olejů je klíčová z hlediska jejich biologických účinků a bezpečnostních aspektů. Coumariny, furokumariny a polymethoxyflavony mimo prospěšné vlastnosti mohou při vyšších dávkách nebo interakcích s UV zářením vyvolat toxické účinky, což vede k přísné regulaci jejich obsahu v kosmetice a potravinách.
Cíle a přehled studie
Cílem výzkumu bylo vyvinout a validovat ekologickou a citlivou metodiku pro kvalitativní a kvantitativní stanovení 28 cílových kyslíkatých heterocyklů v citrusových esenciálních olejích. Metoda využívá superkritickou fluidní chromatografii spojenou s tandemovou hmotnostní spektrometrií (SFC-MS/MS) a je zaměřena na zkrácení analytického času a snížení spotřeby organických rozpouštědel.
Použitá metodika a instrumentace
Pro separaci byl vybrán pentafluorfenylový stacionární fázi sloupce o rozměrech 150×2,1 mm s částicemi 2,7 μm. Mobilní fáze sestávala z CO2 a metanolu s gradientem 2 až 10 procent metanolu během 10 minut při průtoku 1,0 mL/min. Detekce probíhala metodou MRM na triplekvadrupólovém hmotnostním spektrometru APCI. Validace metody sledovala linearitu, detekční a kvantifikační limity, přesnost a opakovatelnost v souladu s doporučeními Eurachem.
Použitá instrumentace:
- SFC systém Shimadzu Nexera-UC
- Kolonový termostat CTO-20AC
- Autosampler SIL-30AC
- Backpressure regulator SFC-30A
- Hmotnostní spektrometr Shimadzu LCMS-8050 s APCI
Hlavní výsledky a diskuse
Metoda umožnila baseline separaci 28 sloučenin za méně než 8 minut s použitím méně než 10 procent metanolu. MRM akvizice zajistila selektivitu i při částečné koeluci klíčových párů látek. Všech 28 kalibračních křivek vykázalo výborné linearity s koeficienty R2 v rozmezí 0,995–0,999. LOD a LOQ se pohybovaly v rozsahu 0,0004 až 0,1536 mg/L. Intradenní i mezidení opakovatelnost byla lepší než 8 procent. Aplikace na pět vzorků esenciálních olejů odhalila rozdíly v obsahu OHC podle typu plodu, přičemž limetkový olej měl nejvyšší souhrnný obsah.
Přínosy a praktické využití metody
- Rychlá analýza pod 8 minut
- Vyšší selektivita díky MRM akvizici
- Nižší spotřeba organických rozpouštědel ve srovnání s HPLC
- Možnost rutinní kontroly kvality furokumarinu a coumarinů
- Vysoká citlivost umožňující stanovení stopových koncentrací
Budoucí trendy a možnosti využití
Dalším krokem je integrace on-line extrakce superkritickou fluidou (SFE) s SFC-MS/MS pro zefektivnění a automatizaci celého procesu extrakce a analýzy. Lze očekávat rozšíření metody i pro další matrice jako jsou kosmetické přípravky nebo potravinářské produkty s minimální úpravou vzorku.
Závěr
Validovaná SFC-MS/MS metoda představuje ekologicky šetrný, rychlý a citlivý postup pro stanovení kyslíkatých heterocyklů v citrusových esenciálních olejích. Díky krátkému čase analýzy a nízké spotřebě metanolu je vhodná pro rutinní kontrolu kvality a další rozvoj lze očekávat v oblasti plně integrovaných extrakčních a analytických protokolů.
Reference
- Russo M, Rigano F, Arigò A, Dugo P, Mondello L. Coumariny, psoralens and polymethoxyflavones in cold-pressed Citrus essential oils: a review. J Essent Oil Res. 2020;32(1):10-25.
- Hung WL, Suh JH, Wang Y. Chemistry and health effects of furanocoumarins in grapefruit. J Food Drug Anal. 2017;25(1):101-115.
- Scott BR, Pathak MA, Mohn GR. Molecular and genetic basis of furocoumarin reactions. Mutat Res Genet Toxicol. 1976;38(2):135-150.
- Serrano-Pérez JJ, Olaso-Gonzáles G, Merchan M, Serrano-Andrés L. Singlet oxygen generation in PUVA therapy studied using electronic structure calculations. Chem Phys. 2009;357(1-3):66-75.
- European Parliament and Council. Regulation (EC) No 1223/2009 on cosmetic products. OJ EU. 2009;L342:59-209.
- International Fragrance Association. IFRA Standard Citrus oils and furocoumarin containing essential oils. 2015.
- International Fragrance Association. IFRA analytical method – quantitative determination of furocoumarins by HPLC-DAD. 2013.
- Macmaster AP, Owen N, Brussaux S, et al. Quantification of selected furocoumarins by HPLC and UV-detection. J Chromatogr A. 2012;1264:161-170.
- Zoccali M, Donato P, Mondello L. Recent advances in coupling of CO2-based extraction and separation techniques. Trends Anal Chem. 2019;113:123-134.
- Dugo P, Mondello L, Dugo G, et al. Rapid analysis of polymethoxylated flavones from Citrus oils by SFC. J Agric Food Chem. 1996;44(9):2384-2389.
- Desmortreux C, Rothaupt M, West C, Lesellier E. Improved separation of furocoumarins of essential oils by SFC. J Chromatogr A. 2009;1216(28):4898-4903.
- Ellison SLR, Barwick VJ, Duguid TJ. Practical statistics for the analytical scientist: a bench guide. RSC Publishing;2009.
- Magnusson B, Örnemark U, editors. The fitness for purpose of analytical methods: a laboratory guide to method validation and related topics. 2nd ed. Eurachem;2014.
- Arigò A, Rigano F, Micalizzi G, Dugo P, Mondello L. Oxygen heterocyclic compound screening in Citrus essential oils by LC-PDA. Flavour Fragr J. 2019;34(2):95-104.
- Russo M, Bonaccorsi I, Costa R, Trozzi A, Dugo P, Mondello L. Reduced time HPLC analyses for fast quality control of Citrus essential oils. J Essent Oil Res. 2015;27(6):419-428.
- Dugo P, Favoino O, Luppino R, Dugo G, Mondello L. Comprehensive two-dimensional normal-phase–reversed-phase liquid chromatography. Anal Chem. 2004;76(5):1288-1294.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Oxygen heterocyclic compounds profile evaluation in cold-pressed Citrus essential oils using supercritical fluid chromatography coupled to photodiode array detector
2024|Shimadzu|Aplikace
C190-E321 Technical Report Oxygen heterocyclic compounds profile evaluation in cold-pressed Citrus essential oils using supercritical fluid chromatography coupled to photodiode array detector Antonella Satira1, Marina Russo2, Paola Dugo1,2, Luigi Mondello1,2 Abstract: A large number of analytical techniques to characterize the…
Klíčová slova
citrus, citrusheterocyclic, heterocyclicpressed, pressedeos, eoscold, coldsfc, sfcoxygen, oxygencompounds, compoundsepoxybergamottin, epoxybergamottinoxypeucedanin, oxypeucedaninhydrate, hydratemeranzin, meranzinvolatile, volatilepda, pdalime
Simultaneous Quantification of 16 Furanocoumarins in Essential Oils Using a Robust and Sensitive Triple Quad LC-MS/MS Method
2022|Waters|Aplikace
Application Note Simultaneous Quantification of 16 Furanocoumarins in Essential Oils Using a Robust and Sensitive Triple Quad LC-MS/MS Method Jun Xiang Lee, Wenlin Zhang Waters Corporation Abstract Furanocoumarins are a diverse class of natural products that are commonly found in…
Klíčová slova
furanocoumarins, furanocoumarinsessential, essentialmethod, methodoil, oilfurocoumarins, furocoumarinsorange, orangeeffect, effectmatrix, matrixclass, classcitrus, citrusuplc, uplcspecies, speciesacquity, acquityphototoxicity, phototoxicityphylogeny
Profiling of Citrus Oils and Determination of Furocoumarins in Citrus Oils Using the Agilent 1290 Infinity 2D-LC Solution
2014|Agilent Technologies|Aplikace
Profiling of Citrus Oils and Determination of Furocoumarins in Citrus Oils Using the Agilent 1290 Infinity 2D-LC Solution Application Note Food Testing & Agriculture Authors Abstract Gerd Vanhoenacker, Frank David, and Comprehensive two-dimensional liquid chromatography (LC×LC) using the Agilent Pat…
Klíčová slova
furocoumarins, furocoumarinscitrus, citrusoils, oilsoil, oildimension, dimensionbergamot, bergamotlemon, lemonfurocoumarin, furocoumarinpsoralens, psoralenspsoralen, psoralensecond, secondflavones, flavonesmodulation, modulationnplc, nplcphase
Targeted Screening of Coumarins and Furanocoumarins in Essential Oils Utilizing High-Resolution Quadrupole Time-of-Flight Mass Spectrometry
2019|Shimadzu|Postery
PO-CON1884E Targeted Screening of Coumarins and Furanocoumarins in Essential Oils Utilizing High-Resolution Quadrupole Time-of-Flight Mass Spectrometry ASMS 2019 MP329 Jennifer Davis1, Evelyn H Wang1, Katie Pryor1, Jerry Byrne II1, Helen Hao1, Christopher Gilles1 1 Shimadzu Scientific Instruments, Columbia, MD Targeted…
Klíčová slova
furanocoumarins, furanocoumarinscoumarins, coumarinscitropten, citroptentargeted, targetedscreening, screeningneat, neatoils, oilsutilizing, utilizingflight, flightessential, essentialcoumarin, coumarinbergamot, bergamotcompleted, completedquadrupole, quadrupolemass