Untargeted screening and identification of substances in plastic food contact materials using an Orbitrap Exploris GC 240 mass spectrometer

Aplikace | 2022 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
GC/MSD, GC/MS/MS, GC/HRMS, GC/Orbitrap
Zaměření
Potraviny a zemědělství
Výrobce
Thermo Fisher Scientific

Význam tématu


Identifikace neúmyslně přidaných látek (NIAS) v plastových materiálech pro styk s potravinami je klíčová pro ochranu zdraví spotřebitele. NIAS mohou vznikat při výrobních procesech, degradaci polymerů nebo reakcích přísad, a jejich přítomnost musí být před uvedením materiálu na trh vyhodnocena.

Cíle a přehled studie


Cílem této studie bylo ukázat využití plynné chromatografie spojené s Orbitrap Exploris GC 240 vysokorozlišující hmotnostní spektrometrií a softwaru Thermo Scientific Compound Discoverer pro netargetovaný screening a identifikaci NIAS v post-consumer recyklované LDPE fólii.

Použitá metodika a instrumentace


Vzorek post-consumer LDPE fólie byl extrahován acetonem při 40 °C, koncentrován na 0,5 mL a analyzován ve třech replikách. Pro GC-MS byl použit systém TRACE 1610 GC s kolonkou TG-5SilMS (30 m × 0,25 mm × 0,25 µm) a Orbitrap Exploris GC 240.
  • Režimy: electron ionization (EI) full scan m/z 40–500, rozlišení 120 000; positive chemical ionization (PCI) methane, full scan/ddMS² m/z 100–700, rozlišení 120 000/15 000.
  • Softwarová analýza: Compound Discoverer – workflow pro EI zahrnuje dekonvoluci, vyhledání v NIST knihovně a označení pozadí (Mark Background), pro PCI ověření molekulárního iontu, predikci vzorců, hledání v ChemSpider, mzCloud a mass list.

Hlavní výsledky a diskuse


Z celkem 260 detekovaných feature po vyloučení pozadí bylo 186 identifikováno v NIST knihovně, z toho 150 s total score > 90 % a 112 po filtru ΔRI < 50. Jako modelový příklad byla ukázána methyl palmitát:
  • EI: Total Score 95,4 %, ΔRI 4;
  • PCI: detekce aduktů [M+H]+, [M–H]–, [M+ethyl]+; potvrzení molekulární iontové formy a izotopického rozložení;
  • MS²: porovnání s mzCloud (match 85,9 %) a in silico fragmentace FISh (76,9 % vysvětlených fragmentů).

Pro sloučeniny bez knihovní shody (např. methyl dehydroabietate) poskytla FISh analýza dostatečnou úroveň potvrzení díky vysvětlení vysoce selektivních fragmentů.

Přínosy a praktické využití metody


Metoda nabízí vysokou selektivitu, přesnost a citlivost pro netargetovaný screening NIAS v plastikách. Integrace EI a PCI režimů podporuje komplexní charakterizaci molekulární iontové formy i fragmentů. Softwarové workflow usnadňuje odstranění pozadí, automatické vyhledání v databázích a strukturu­rální potvrzení.

Budoucí trendy a možnosti využití


  • Rozšiřování a zpřesnění HRAM spektrálních knihoven pro GC-MS (mzCloud, mzVault).
  • Pokročilá in silico fragmentace a strojové učení pro lepší predikci NIAS.
  • Automatizace od extrakce až po výsledkový report pro rutinní QA/QC laboratoře.
  • Využití dalších metod chemické ionizace a multidimenzionální GC pro širší profil metabolitů.

Závěr


Studie ukazuje, že spojení GC-Orbitrap Exploris GC 240 a Compound Discoverer umožňuje efektivní a spolehlivý netargetovaný screening NIAS v plastových potravinářských obalech. Kombinace EI a PCI režimů se spektrem­ překračujícím 10 milionů záznamů a in silico nástrojů jako FISh zvyšuje jistotu identifikace i u dosud nekatalogizovaných substancí.

Reference


  1. Regulation (EU) No 10/2011 of 14 January 2011 on Plastic Materials and Articles Intended to Come into Contact with Food (aktualizováno na No 10/2022).
  2. ILSI Europe. Guidance on Best Practices on the Risk Assessment of Non-Intentionally Added Substances (NIAS) in Food Contact Materials and Articles; 2015.
  3. Miralles P. et al. Toxics 2021, 9(11), 283. doi:10.3390/toxics9110283

Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.

PDF verze ke stažení a čtení
 

Podobná PDF

Differential analysis of soil using the Orbitrap Exploris GC 240 mass spectrometer and Compound Discoverer software
Workflow for differential analysis of whisky using an Orbitrap Exploris GC 240 mass spectrometer
Improved identification of extractable and leachable substances with the Orbitrap Exploris GC 240 MS
How can the Orbitrap Exploris GC 240 mass spectrometer and Compound Discoverer software lead discovery in metabolomics studies?