How Appropriate Clean-Up Can Improve the Robustness of an LC-MS/MS Method for the Determination of Multiple Mycotoxins in a Range of Food Matrices

Význam tématu

Mykotoxiny jsou sekundární metabolity plísní, které se mohou vyskytovat v širokém spektru potravin a krmiv. Jejich přítomnost představuje vážné zdravotní riziko pro spotřebitele i hospodářská zvířata. Schopnost rychle a spolehlivě detekovat více mykotoxinů současně pomocí LC-MS/MS je proto klíčová pro zajištění bezpečnosti potravin, dodržování legislativy a optimalizaci provozních nákladů analytických laboratoří.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem této studie bylo porovnat robustnost dvou multianalytických LC-MS/MS metod pro identifikaci a kvantifikaci 14 vybraných mykotoxinů v pšeničných extraktech. Metody se lišily pouze včetně čistícího kroku typu pass-through SPE versus přímé ředění (dilute & shoot). Robustnost byla hodnocena kontinuálním provozem 35 dnů bez přerušení, monitorováním signálu analytu a statistickou analýzou mezipokusové přesnosti.

Použitá metodika a instrumentace

Pro obě strategie byla připravena standardizovaná extrakce z 5 g homogenizované pšeničné mouky v 20 mL 80:20 MeCN:H₂O s kyselinou octovou a mravenčí. U přístupu SPE byl vzorek čištěn na kartuši Oasis PRiME HLB (3 cc, 150 mg), poté ředěn vodou (1:5). U přístupu D&S byl po odstředění supernatant pouze ředěn (1:5). Analytické stanovení proběhlo na systému ACQUITY UPLC I-Class PLUS spojeném s Xevo TQ-S micro, v módu ESI+ MRM. Chromatografie běžela kontinuálně 24 h/den po dobu 35 dnů, během níž byla prováděna pouze jedna údržba kuželu vzorku.

Hlavní výsledky a diskuse

Analyzované signalizační křivky vykázaly při použití SPE nižší pokles signálu v čase (nižší záporný sklon regresní přímky) a delší odhadovaný čas poklesu o 10 % (t₁₀). Pro SPE byla průměrná doba t₁₀ cca 94 dní, pro D&S asi 25 dní. Matrixové efekty (%ME) byly o 1–325 % nižší u většiny analytů po SPE, nejvýraznější u fumonisinů a enniatinů. SPE odstranila 53–66 % fosfolipidů (problémové rušivé látky) a snížila hmotnost vysrážených reziduí o 6–66 %, což vedlo k menšímu znečištění chromatografického systému a masového spektrometru.

Přínosy a praktické využití metody

Zařazení rychlého pasážního SPE kroku významně prodlužuje intervaly mezi plánovanými údržbami, snižuje poruchovost, zlepšuje přesnost a opakovatelnost analýz. Laboratoře mohou díky tomu zvýšit denní objem vzorků bez nutnosti častých zásahů obsluhy, což vede k úsporám času, nákladů a snížení rizika opakování analýz.

Budoucí trendy a možnosti využití

V budoucnu lze očekávat další rozvoj multifunkčních sorbentů pro širší spektrum kontaminantů, integraci automatizovaných roboronických pracovišť a využití strojového učení pro predikci údržbových intervalů. Kombinace různých čistících technik (např. multimodálních sorbentů) a pokročilých MS detektorů by mohla dále zvýšit citlivost a spolehlivost stanovení vzácných nebo nově se objevujících mykotoxinů.

Závěr

Zařazení účinného pass-through SPE kroku do přípravy vzorků pro LC-MS/MS analýzu mykotoxinů významně zlepšuje robustnost metody. Metoda nabízí nižší útlum signálu, menší matrixové efekty, snížené znečištění systémů a nižší potřebu údržby. To přispívá k vyšší efektivitě a produktivitě v rutinních potravinářských laboratořích.

Reference

1. Kruve A., Rebane R., Kipper K., et al. (2015) Tutorial Review on Validation of Liquid Chromatography–Mass Spectrometry Methods: Part II. Analytica Chimica Acta, 870:8–28.
2. Dreolin N., Stead S., Hird S., Jenkins T. (2021) Determination of Regulated and Emerging Mycotoxins in Cereals, Nuts, Figs, and Animal Feeds Using Pass-Through SPE and UPLC-MS/MS. Waters Corporation Application Note 720007377EN.
3. Levey S., Jennings E.R. (1950) The Use of Control Charts in the Clinical Laboratory. American Journal of Clinical Pathology, 20(11):1059–1066.
4. Westgard J.O., Barry P.L. (1986) Cost-Effective Quality Control: Managing the Quality and Productivity of Analytical Processes. AACC Press.
5. Fabregat-Cabello N., Zomer P., Sancho J.V., Roig-Navarro A.F., Mol H.G.J. (2016) Comparison of Approaches to Deal with Matrix Effects in LC-MS/MS-based Determinations of Mycotoxins in Food and Feed. World Mycotoxin Journal, 9(2):149–161.
6. Murray K.K., Boyd R.K., Eberlin M.N., et al. (2013) Definitions of Terms Relating to Mass Spectrometry (IUPAC Recommendations). Pure Appl. Chem., 85(7):1515–1609.
7. Niessen W.M.A., Manini P., Andreoli R. (2006) Matrix Effects in Quantitative Pesticide Analysis Using Liquid Chromatography-Mass Spectrometry. Mass Spectrometry Reviews, 25:881–899.