Determination of Multiple Mycotoxins in Grain Using a QuEChERS Sample Preparation Approach and LC-MS/MS Detection

Význam tématu

Mykotoxiny jsou toxické sekundární metabolity plísní, které odolávají tepelné i chemické úpravě. Kontrola jejich obsahu v obilných produktech je nezbytná pro ochranu lidského i zvířecího zdraví a splnění legislativních limitů.

Cíle studie

Studie demonstruje rychlou a ekonomickou metodu pro stanovení 16 reprezentativních mykotoxinů v obilných potravinách. Využívá postup QuEChERS pro extrakci a čistění vzorků a následnou analýzu pomocí LC-MS/MS s použitím kolony Accucore aQ a hmotnostního spektrometru TSQ Vantage.

Použitá instrumentace

• Kolona Thermo Scientific Accucore aQ (100 × 2,1 mm, 2,6 µm)
• Guard kolona Accucore aQ (10 × 2,1 mm, 2,6 µm)
• HPLC systém Thermo Scientific Dionex UltiMate 3000
• MS/MS Thermo Scientific TSQ Vantage s APCI ionizací

Použitá metodika

• Vzorek: 5 g homogenizovaného obilného produktu, hydratace vodou, přidání interní standardní směsi.
• Extrakce: acetonitril s 2 % kyselinou mravenčí, anhydrid MgSO₄ a NaCl (nebufferované QuEChERS soli).
• dSPE čistění: směs PSA a C18 sorbentu pro odstranění organických kyselin, lipidů a dalších matricových interferencí.
• Koncetrace: odpaření extraktu a rekonstrukce v metanol–voda (50:50, v/v).
• LC separace: gradientní program s mobilní fází A (10 mM ammonium formiát ve vodě) a B (metanol), teplota kolony 45 °C, doba běhu 17 min.
• MS detekce: režim SRM, rychlé přepínání polarity, LOQ ≤ 10 µg/kg.

Hlavní výsledky a diskuse

• Lineární kalibrace v rozsahu 10–200 µg/kg (R² > 0,995).
• Obnovení většiny analytů 80–110 %, RSD ≤ 10 % (nivalenol ~70 % z důvodu vysoké polarity).
• Rozlišení α- a β-zearalanolu a dalších analytů do 13 minut.
• Minimalizace matrix efektů odklonem počátečního eluátu do odpadu a efektivním dSPE čistěním.
• Metoda prokázala vysokou selektivitu, citlivost a reprodukovatelnost.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá a cenově dostupná rutinní analýza mykotoxinů v potravinách a krmivech.
• Jednoduchá příprava vzorku kombinuje extrakci a clean-up v jednom kroku.
• Vysoká účinnost detekce i u polárních trichothecenů.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Automatizace QuEChERS postupů pro vyšší propustnost laboratoří.
• Nasazení vysoce výkonných kolon se solidním jádrem pro kratší analýzy.
• Rozšíření multi-residuálních MS metod pro další kontaminanty.
• Optimalizace extrakce silně polárních látek (nivalenol) pomocí speciálních sorbentů.

Závěr

Metoda založená na QuEChERS a LC-MS/MS s APCI ionizací na přístroji TSQ Vantage nabízí robustní a efektivní řešení pro stanovení 16 mykotoxinů v obilných produktech. Kombinuje rychlost analýzy, nízké LOQ a spolehlivé výsledky, což ji činí vhodnou pro rutinní monitoring.

Reference

1. FAO Manual on the Application of the HACCP System in Mycotoxin Prevention and Control.
2. Gremmels J. Veterinary Quarterly, 1999, 21, 115–120.
3. Lattanzio V., Pascale M., Visconti A. Trends in Analytical Chemistry, 2009, 28, 758–768.
4. Pereira V., Fernandes J., Cunha S. Trends Food Science & Technology, 2014, 36, 96–136.
5. Köppen R. et al. Applied Microbiology and Biotechnology, 2010, 86, 1595–1612.
6. Zöllner P., Mayer-Helm B. Journal of Chromatography A, 2006, 1136, 123–169.
7. Hajslova J., Zachariasova M., Cajka T. Mass Spectrometry in Food Safety: Methods and Protocols, 2011, 747, 233–258.
8. Desmarchelier A. et al. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2010, 58, 7510–7519.
9. Rubert J. et al. Talanta, 2012, 99, 712–719.
10. Bolechova M. et al. Food Control, 2015, 47, 108–113.
11. Koesukwiwat U. et al. Food Chemistry, 2014, 153, 44–51.