Fast and sensitive assay of tobacco specific nitrosamines by UHPLC-MS/MS

Význam tématu

Analýza nitrosaminů specifických pro tabák (TSNA) je klíčová pro hodnocení karcinogenního rizika spojeného s konzumací tabáku a jeho výrobků. Tyto látky vznikají během fermentace, sušení i spalování tabákových alkaloidů a jsou přítomny v tabákových listech i aerosolech cigaretového kouře. Rychlá a citlivá metoda pro spolehlivé stanovení TSNA usnadňuje kontrolu kvality tabáku i regulaci expozice v prostředí.

Cíle a přehled studie

Studie představuje vývoj a validaci ultrarychlé LC-MS/MS metody pro čtyři hlavní TSNA – NNN, NAT, NAB a NNK – v tabákových vzorcích. Cílem bylo dosáhnout vysoké citlivosti, přesnosti a reprodukovatelnosti v krátkém analytickém čase, s minimálním vlivem matrice.

Použitá metodika a instrumentace

Pro extrakci TSNA z tabákového prášku se využilo selektivních molekulárně imprintovaných polymerů (MIP) značky Biotage AFFINILUTE MIP – TSNAs 50 mg/3 mL. Interní standardy značené deuteriem (NNN-D4, NNK-D4, NAT-D4) zajišťují korekci ztrát i ionizačních efektů.
UHPLC podmínky (Nexera MP):

• Kolona Synergi Fusion-RP C18 50×2 mm, 2,5 µm
• Mobilní fáze A: 5 mM HCO3NH4 ve vodě, B: 5 mM HCO3NH4 v methanolu
• Gradient: 30→90 % B během 0,35 min, návrat na 30 % do 0,36 min, celkem 1,5 min
• Průtok 0,4 mL/min, injekce 5 µL
• Teplota kolony 30 °C

MS/MS podmínky (LCMS-8040):

• ESI pozitivní mód, MRM tranzice pro kvantifikaci i kvalifikaci
• DL 250 °C, blok zdroje 400 °C, plyny: nebulizace 2 L/min, sušení 15 L/min
• Doba výběru MRM 0,2 s, pauza 3 ms

Hlavní výsledky a diskuse

Extrahovaná účinnost se pohybovala mezi 70–96 % (NNN 70–75 %, NNK 92–96 %, NAT 90–96 %, NAB 72–77 %) a ionizační zotavení 93–107 %, což dokládá nízký matrikový efekt. Kalibrační křivky v rozmezí 0,1–50 ng/mL (0,004–2 µg/g v tabáku) vykázaly lineární závislost s koeficientem R > 0,999 pro všechny sloučeniny. Meze kvantifikace (LOQ) na úrovni 0,1 ng/mL potvrzují vysokou citlivost metody.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí:

• Rychlou analýzu (< 1,5 min) pro vysokou propustnost vzorků
• Vysokou selektivitu díky MIP extrakci
• Minimální vliv matrice bez nutnosti matrikových kalibrací
• Nízké detekční limity vhodné pro sledování TSNA v tabáku i jeho výparech

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj může směřovat k:

• Rozšíření MIP sorbentů na nové analyty v potravinách či životním prostředí
• Integraci s automatizovanými vzorkovacími systémy a mikro-LC pro úsporu rozpouštědel
• Použití vysokého rozlišení (HRMS) pro neznámé nitrosaminy a degradací produkty
• Adaptaci pro monitoring aerosolů a emisí v reálném čase

Závěr

Vyvinutá UHPLC-MS/MS metoda poskytuje rychlé, citlivé a reprodukovatelné stanovení čtyř hlavních TSNA v tabákových vzorcích. Selektivní MIP extrakce minimalizuje matrikové interference a umožňuje univerzální kalibraci v čistých roztocích. Metoda je vhodná pro rutinní kontrolu kvality tabáku a výzkum nových tabákových produktů.

Reference

• Levi M, Ramero M, Moreau S. Fast and sensitive assay of tobacco specific nitrosamines by UHPLC-MS/MS. ASMS 2013, TP-464.