A Modified Orbitrap Exploris MS used for Multi-class Veterinary Drug Screening and Quantitation by High Resolution Mass Spectrometry (HRMS)

Význam tématu

Detekce a kvantifikace reziduí veterinárních léčiv v živočišných potravinách je zásadní pro ochranu veřejného zdraví a splnění regulačních norem. Metody založené na vysokém rozlišení hmotnostní spektrometrie (HRMS) umožňují širokospektrální screening a přesné měření ve složitých matricích, jako je hovězí svalovina.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem práce bylo demonstrovat HRMS postup pro simultánní screening a kvantitaci panelu 170 různých veterinárních látek v homogenním extraktu z hovězího masa dle požadavků AOAC SMPR 2018.010. Studie porovnává dva datové režimy (DIA a DDA) a ověřuje shodu s požadavky na pravděpodobnost detekce (POD) a kvantitativní přesnost vůči certifikovanému referenčnímu materiálu BOTS-1.

Použitá metodika a instrumentace

Extrakce vzorku proběhla podle upravené QuEChERS procedury:

• 5 g homogenizovaného hovězího masa extrahováno acetonitrilem s přídavkem oxalátu amonného a EDTA
• čištění sufračním síranem sodným, sorpce na CEC18, odpaření a rekonstituce ve formě mobilní fáze

Separační část tvořil UHPLC systém Thermo Scientific Vanquish Flex s kolonkou Accucore VDX (100×2,1 mm, 2,6 µm). Hmotnostní spektrometrie byla realizována modifikovanou Orbitrap Exploris s režimy Data Independent Acquisition (DIA) a Data Dependent Acquisition (DDA). Software: TraceFinder pro plnoskenové vyhodnocení a mzVault pro knihovní shody.

Hlavní výsledky a diskuse

• Instrumentální limity detekce (IDL) pro 170 sloučenin spadají do rozsahu 0,02–8 ppb, kalibrační křivky jsou lineární v rozsahu 0,7–350 ppb s koeficienty r2 > 0,995.
• Vynikající tvar chromatografických píků potvrzený zevnějším zobrazením, POD ≥ 0,8 pro většinu látek již při polovině nejnižších celosvětových MRL.
• Porovnání režimů DIA a DDA ukazuje obdobnou citlivost i spolehlivost při potvrzení molekulových iontů a fragmentů s přesností ≤ 5 ppm.
• Kvantitativní hodnocení s CRM BOTS-1 (skořádané reziduum ve hovězí svalovině) ukázalo velmi dobrou shodu mezi experimentálními a referenčními hodnotami (chyby běžně < 15 %).

Přínosy a praktické využití metody

• Jeden analytický protokol pokrývá široké spektrum veterinárních léčiv různých chemických tříd.
• Rychlá a robustní příprava vzorku pomocí QuEChERS šetří čas a náklady laboratoře.
• HRMS přináší vysokou selektivitu a možnost archivace dat pro pozdější rozšířené vyhledávání.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace strojového učení pro automatizovanou identifikaci a kvantifikaci neznámých reziduí.
• Rozšíření databází spekter o nové veterinární látky a jejich metabolity.
• Využití HRMS k monitoringu environmentálních kontaminantů ve složitých maticích.

Závěr

Upravený Orbitrap Exploris ve spojení s UHPLC nabízí robustní a vysoce citlivý přístup ke screeningové detekci a kvantifikaci multi-třídových veterinárních látek v hovězí svalovině. Postup splňuje požadavky AOAC SMPR i evropské směrnice pro pravděpodobnost detekce a dosahuje výborné korelace s referenčními hodnotami.

Reference

1. AOAC SMPR 2018.010
2. SANTE/12682/2019