Development of a Multi-Toxin UPLC-MS/MS Method for 50 Mycotoxins and Tropane Alkaloids in Cereal Commodities

Význam tématu

Metody simultánní detekce více mykotoxinů a tropanových alkaloidů v cereáliích jsou klíčové pro zajištění bezpečnosti potravin a krmiv. S rostoucími regulačními požadavky a výskytem nově objevených a modifikovaných mykotoxinů je nezbytné vyvinout citlivé a spolehlivé analytické postupy umožňující kontrolu nízkých hladin těchto toxinů.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem uvedené studie je prezentovat vývoj a výkon UPLC-MS/MS metody schopné kvantifikovat 50 regulovaných a nově sledovaných mykotoxinů spolu s atropinem a skopolaminem v cereálních produktech. Metoda využívá vysokocitlivý tandemový kvadrupólový hmotnostní spektrometr Xevo TQ-XS spojený s ACQUITY UPLC systémem.

Použitá metodika a instrumentace

• Extraktivní postup: jednoduchá „dilute-and-shoot“ extrakce 5 g směsi obilných mouk 80:20 MeCN:H₂O s kyselinami, následná centrifugace a 1:10 ředění extraktu.
• UPLC podmínky: ACQUITY UPLC I-Class PLUS, kolona BEH C18 (2,1×100 mm, 1,7 µm), gradient metanol–ammonium acetát voda s organickými kyselinami, teplota kolony 40 °C, objem injekce 5 µl, průtok 0,4 ml/min.
• Hmotnostní spektrometrie: Xevo TQ-XS, ionizace ESI v obou polaritách, režim MRM s optimalizovanými přechody, kapilární napětí +0,75/-0,30 kV, desolvace 600 °C, vysoce výkonný proud dusíku.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda dosáhla instrumentálních LOD až 0,0003 ng/ml pro aflatoxiny a m-LOQ od 0,1 µg/kg pro aflatoxiny do maximálně 10 µg/kg pro většinu ostatních toxinů. Kalibrační křivky ve třech řádech koncentračního rozsahu vykazovaly koeficient determinace R² ≥ 0,99. Významné matrické efekty (-100 až +83 %) vyžadovaly použití kalibrace v matici. Opakovatelnost (RSDr) byla pod 10 % a splnila kritéria SANTE pro dobu retence i poměr iontů.

Přínosy a praktické využití metody

• Simultánní stanovení více než 50 mykotoxinů a tropanových alkaloidů v jednom běhu.
• Běžná diluční příprava bez náročného čištění a bez interních standardů.
• Vysoká citlivost a lineárnost umožňují kontrolu dle regulačních norem a sledování nových toxinů.
• Softwarové zpracování waters_connect v aplikaci MS Quan zefektivňuje vyhodnocení dat.

Budoucí trendy a možnosti využití

Rozšíření metody o další mykotoxiny a metabolity je možné díky vysoké selektivitě a citlivosti Xevo TQ-XS. Uplatnění lze nalézt v rutinním monitoringu kvality potravin a krmiv, v rámci due diligence potravinářských i krmivářských provozů. Integrace pokročilých čistících kroků (SPE Oasis PRiME HLB) či využití označených interních standardů dále zvýší robustnost analýzy.

Závěr

Vyvinutá UPLC-MS/MS metoda poskytuje rychlé, spolehlivé a citlivé řešení pro kvantifikaci regulovaných, modifikovaných i nových mykotoxinů a tropanových alkaloidů v cereáliích. Kombinace jednoduché přípravy, nízkých m-LOQ a moderního softwaru usnadňuje plnění přísných bezpečnostních standardů potravin a krmiv.

Reference

1. Eskola K. et al. Worldwide Contamination of Food-Crops With Mycotoxins: Validity of the Widely Cited ‘FAO Estimate’ of 25%. Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 60(16):2773–2789. 2020.
2. Gruber-Dorninger C. et al. Emerging Mycotoxins: Beyond Traditionally Determined Food Contaminants. J. Agric. Food Chem. 65(33):7052–7070. 2017.
3. Freire L. Sant’Ana A.S. Modified Mycotoxins: An Updated Review on Their Formation, Detection, Occurrence, and Toxic Effects. Food Chem. Toxicol. 111:189–205. 2018.
4. de Nijs M. et al. Short Inventory of EU Legislation on Plant Toxins in Food. World Mycotoxin J. 9:129–139. 2017.
5. Dreolin N., Stead S. LC-MS/MS Method Development and Validation for the Quantitative Determination of Regulated Mycotoxins in Cereal Grain Flours Using Simplified Sample Preparation Conditions on Xevo TQ-XS. Application Note 720006685EN. 2021.
6. Dreolin N. et al. Evaluation of the Performance of a Simple Method for Regulated Mycotoxins in Cereals by LC-MS/MS Using an Interlaboratory Study. Application Note 720007165EN. 2021.
7. SANTE 12089/2016. Guidance Document on Identification of Mycotoxins in Food and Feed.
8. Dreolin N. et al. Determination of Regulated and Emerging Mycotoxins in Cereals, Nuts, Figs, and Animal Feeds Using Pass-through SPE and UPLC-MS/MS. Application Note 720007377EN. 2021.