High Throughput simultaneous analysis of 39 amino acids in various foods without derivatization using LC-MS/MS

Význam tématu

Analýza aminokyselin ve potravinách má klíčový význam pro výživu, chuťové vlastnosti a kontrolu kvality potravinářských produktů. Rychlá a citlivá metoda, která nevyžaduje složité derivatizace ani agresivní iontové párovací činidla, zjednodušuje přípravu vzorků a zkracuje dobu analýzy, což zvyšuje efektivitu laboratorních procesů.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo rozšířit předchozí metodu LC-MS/MS pro současné stanovení 20 aminokyselin na metodu umožňující detekci 39 aminokyselin bez derivatizace. Autoři zaměřili pozornost na optimalizaci chromatografických a hmotnostně spektrometrických podmínek tak, aby bylo dosaženo vysoké citlivosti a selektivity při analýze rozmanitých vzorků potravin.

Použitá metodika a instrumentace

Pro separaci aminokyselin byla použita mix-mode kolona Intrada Amino Acid (3,0 × 50 mm, 3 μm), kombinující normální fázi a iontovou výměnu. Mobilní fáze tvořily:

• A: acetonitril s 0,1 % kyseliny mravenčí
• B: 100 mM ammonium formiátu

Gradientní program zvýšil podíl fáze B z 14 % na 100 % v průběhu 10 minut při průtoku 0,6 mL/min a teplotě kolony 40 °C. Vzorky (2 μL) byly analyzovány na systému Nexera UHPLC spojeném s triple kvadrupólem LCMS-8050 (Shimadzu). ESI ionizace pracovala v režimu Ultra Fast Polarity Switching (5 ms) s MRM monitoringem až 555 kanálů za sekundu.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda prokázala lineární oblasti detekce od 0,01 do 500 nmol/mL s koeficienty determinace r2 > 0,97 pro většinu aminokyselin. Opakovatelnost (RSD) byla většinou nižší než 10 %. Komplet chromatogramy ukázaly dobré rozlišení izomerů (např. alanin vs. sarcosin) bez nutnosti derivatizace či iontových párovacích činidel. Metoda byla úspěšně aplikována na extrakty sušené tuňáka (katsuobushi), vepřového masa a vína, kde byla prokázána schopnost analyzovat aminokyseliny v různých matricích s ředěním vzorku, jednoduchou přípravou (odmasťování, precipitace bílkovin) a dosažením recovery v rozmezí 70–120 %. Výsledky potvrdily vysokou citlivost pro typické aminokyseliny, jako jsou prolin, glutamát, karnozin nebo GABA.

Přínosy a praktické využití metody

• Zjednodušení přípravy vzorku bez derivatizace nebo iontového párování
• Vysoká citlivost a selektivita pro široké spektrum polaritních aminokyselin
• Krátký analytický běh (cca 15 minut) podporující vysokou propustnost vzorků
• Možnost aplikace na různé potravinářské matice (maso, sušené ryby, nápoje)

Budoucí trendy a možnosti využití

Metoda nabízí základ pro další rozšíření kvantifikace dalších polaritních metabolit bez derivatizace a pro vývoj rychlých screeningových protokolů v potravinářské kontrole. Integrace s automatizovanou přípravou vzorků a datovou analýzou umožní vysokoprůchodové studie metabolomiky. Dále je možné využít tzv. HRMS přístroje pro přesnou identifikaci neznámých modifikovaných aminokyselin.

Závěr

Vyvinutá LC-MS/MS metoda umožňuje simultánní analýzu 39 nezbytných a nestandardních aminokyselin bez derivatizace s vynikající citlivostí a selektivitou. Mix-mode kolona a rychlé přepínání polarity zajišťují kompletní separaci a detekci v jednom běhu. Metoda se úspěšně uplatnila na různých potravinářských vzorcích, což potvrzuje její univerzálnost a robustnost pro rutinní analýzy.

Reference

• Imtakt Technical Report T1734E, Imtakt Co., Kyoto.
• Keiko Matsumoto et al., Poster No. TP510, ASMS 2014, Baltimore.