Detection of Plant-Derived Natural Toxins by Probe Electrospray Ionization Kit and LC-MS

Význam tématu

Přirozené toxiny obsažené v některých rostlinách představují riziko pro lidské zdraví a potravinovou bezpečnost. Rychlé a účinné screeningové metody proto hrají klíčovou roli v prevenci otrav a v kontrole kvality potravin.

Cíle a přehled studie / článku

Studie si klade za cíl demonstrovat využití přímé ionizační techniky Probe Electrospray Ionization (PESI) v kombinaci s kvadrupólovým časem letu LCMS-9050 pro okamžitou detekci a identifikaci přírodních toxinů v rostlinných vzorcích bez nutnosti chromatografické separace.

Použitá instrumentace

• Probe Electrospray Ionization Kit DPiMS QT (Shimadzu)
• LCMS-9050: kvadrupólový čas letu (Q-TOF) kapalinový chromatograf–hmotový spektrometr

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky cibulek Colchicum autumnale a Narcissus tazetta byly nakrájeny na kousky (1–2 mm) a položeny na biologickou destičku. Pro lepší vodivost se naneslo 35 µl 50% ethanolu. Sonda DPiMS QT opakovaně odebírá vzorek a současně je na ni aplikováno napětí 3,5 kV, čímž se molekuly ionizují a vstupují do LCMS-9050. Podmínky: pozitivní režim, teplota dl 250 °C, topný blok 50 °C, rozsah m/z 50–2000 pro MS i MS/MS, doba měření 0,5 minuty.

Hlavní výsledky a diskuse

• U C. autumnale byly zachyceny běžné metabolity (cholin, arginin, hexosy) i primární toxiny demecolcin a kolchicin s motností přesností <1 mDa.
• Softwarové prostředí LabSolutions Insight Explore umožnilo spolehlivé určení sumárního vzorce (C22H25NO6) a přiřazení fragmentů pomocí MS/MS, což potvrdilo strukturu kolchicinu.
• V případech N. tazetta se identifikovaly tazettin, lycorin a galantamin; jejich MS/MS spektra korespondovala se standardy.
• Celková doba analýzy (příprava + měření) byla zkrácena na přibližně 5,5 minuty, což výrazně převyšuje rychlost tradičních LC/MS postupů.

Přínosy a praktické využití metody

• Odstranění časově náročné separace a minimální předúprava vzorku.
• Vysoká hmotnostní přesnost umožňuje analogickou identifikaci i u stopových a neznámých látek.
• Metoda vhodná pro QA/QC v potravinářství, toxikologii, farmaceutickém výzkumu a environmentálním monitoringu.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Adaptace na další biologické matrice (listy, semena, potravinové vzorky).
• Automatizace pomocí destičkových robotů pro vysokoprodukční screening.
• Rozšíření databází fragmentačních vzorců pro rychlejší prohledávání neznámých látek.
• Integrace přenosných PESI-LC/MS modulů pro terénní analýzy.

Závěr

Kombinace techniky PESI a Q-TOF LCMS-9050 nabízí rychlý, citlivý a přesný postup pro detekci přírodních toxinů v rostlinách. Metoda výrazně šetří čas a je snadno adaptovatelná pro široké spektrum aplikací v analytické chemii.

Reference