A Routine Separation Approach to Enhance Specificity and Identification in Authentication Profiling of Natural Food Products Using UPLC-IM-MS

Význam tématu

Autentifikace přírodních potravin a fytomedicín založených na flavonoidech je klíčová pro zajištění kvality, bezpečnosti a konzistence účinných látek. Flavonoidy, zejména C-glykozylflavony, se vyskytují často jako izomery, jejichž spolehlivá identifikace je náročná kvůli chromatografické koeluční a stejným fragmentům v hromadové analýze. Kombinace UPLC, iontové mobility a měření kolizních průřezů (TW CCS N2) přináší nový rozměr specificity.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem práce bylo vyvinout rutinní netargetované screeningové schéma pro jednoznačnou identifikaci izomerických C-glykozylflavonidů (vitexin/isovitexin a orientin/isoorientin) v komplexních extraktech čtyř druhů Passiflora. Studie demonstrovala využití uhlazené separace UPLC spolu s iontovou mobilitou a TW CCS N2 jako dalšího identifikačního parametru.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky listových extraktů Passiflora incarnata, edulis, caerulea a alata byly připraveny extrakcí etanol–voda a následným SPE. Analýza probíhala na systému ACQUITY UPLC I-Class se sloupcem BEH C18 (100×2,1 mm, 1,7 µm) za gradientu formováno voda–acetonitril. Mass spektrometrie s iontovou mobilitou byla prováděna na SYNAPT G2-Si v módu ESI negativní ionizace. HDMSE umožnilo získat vysokorysovou separaci fragmentů.

Hlavní výsledky a diskuse

Studie potvrdila, že TW CCS N2 hodnoty rozlišují izomery s chybou menší než 0,5 %, a to i při chromatografické koeluční. Kombinovaná špičková kapacita UPLC a iontové mobility umožnila extrakci čistých produktových iontových spekter pro koeluční izomery. Fragmentační iontové poměry (m/z 284–285 a 297–299 u orientinů, 281–284 u vitexinů) spolu s TW CCS N2 poskytují jednoznačné charakterizační parametry. Reprodukovatelnost měření potvrzují opakované analýzy po deseti měsících s RSD do 0,35 %.

Přínosy a praktické využití metody

• Netargetovaný screening a autentifikace flavonoidových markerů v potravinách a doplňcích
• Zvýšená specifita identifikace izomerů při změnách chromatografie nebo matrice
• Schopnost zpracovat více než 10000 analytů v jediném náběru
• Vysoká robustnost a reprodukovatelnost kolizních průřezů pro rutinní QA/QC

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření databází kolizních průřezů pro další třídy přírodních látek, automatizovaná integrace s umělou inteligencí pro rychlejší interpretaci a využití v metabolomice a environmentální analýze. Další zlepšení propustnosti a kombinace s dalšími separačními technikami posílí analytický výkon.

Závěr

Vyvinuté rutinní UPLC-IM-MS workflow s TW CCS N2 umožňuje spolehlivou a vysoce specifickou identifikaci izomerických flavonoidů v komplexních matricích. Kombinace vysokého rozlišení UPLC a iontové mobility představuje nový standard pro autentifikační profilování fytomateriálů.

Použitá instrumentace

• ACQUITY UPLC I-Class System
• ACQUITY UPLC BEH C18 Column 100×2,1 mm, 1,7 µm
• SYNAPT G2-Si Iontová mobilita – hmotnostní spektrometrie
• UNIFI Scientific Information System

Reference

1. Zeraik ML, Yariwake JH Quantification of isoorientin and total flavonoids in Passiflora edulis fruit pulp by HPLC-UV/DAD Microchemical Journal 96(1) 86–91 2010
2. Ferreres F et al New C-deoxyhexosyl flavones and antioxidant properties of Passiflora edulis leaf extract J Agric Food Chem 55 10187–10193 2007
3. Noriega P et al Passiflora alata Curtis A Brazilian medicinal plant Boletín Latinoamericano y del Caribe de Plantas Medicinales y Aromáticas 10(5) 398–413 2011
4. Zucolotto SM et al Analysis of C-glycosyl Flavonoids from South American Passiflora Species by HPLC-DAD and HPLC-MS Phytochem Anal 23 232–239 2012
5. Pereira CAM, Yariwake JH, McCullagh M Distinction of the C-glycosylflavone isomer pairs orientin/isoorientin and vitexin/isovitexin using HPLC-MS exact mass measurement and in-source CID Phytochem Anal 16 295–301 2005
6. McCullagh M et al Profiling and quantitation of c-glycosidic marker flavonoids in natural products using UPLC-TOF MS RAFA 2011 5th Int. Symp. Recent Advances In Food Analysis 2011
7. McCullagh M, Pereira CAM, Yariwake JH High throughput characterization of C-glycosidic flavonoids from Brazilian Passiflora species using LC-MS exact mass measurement and in-source CID Montreux Symp. 19 6–8 Nov 2002
8. March RE et al A comparison of flavonoid glycosides by electrospray tandem mass spectrometry Int J Mass Spectrom 248 61–85 2006
9. Waters Technical Note Use of collision cross section measurements CCS in food and environmental analysis 720005374en April 2015