An Overview of Testing for Mycotoxins and Plant Toxins in Food Using LC-MS/MS

Význam tématu

Mykotoxiny i rostlinné toxiny představují závažné riziko pro potravinářský a krmivářský průmysl. Jejich přítomnost v plodinách v důsledku plísňových infekcí či kontaminace plevely může vést k akutním i chronickým zdravotním potížím a značným ekonomickým ztrátám. S narůstajícím vlivem změn klimatu a globalizací dodavatelských řetězců roste i potřeba citlivých, specifi ckých a efektivních analytických metod pro kvantitativní a kvalitativní stanovení těchto látek.

Cíle a přehled studie

Studie shrnuje výhody použití kapalinové chromatografi e v kombinaci s tandemovou hmotnostní spektrometrií (LC-MS/MS) pro multi-toxin analýzu regulovaných, modifi kovaných i emerging mykotoxinů a rostlinných toxinů ve potravinách a krmivech. Cílem je představit komplexní pracovní postup od odběru vzorku po zpracování dat, zdůraznit klíčové nástroje a optimalizační kroky pro rutinní monitoring a prokázat spolehlivost a citlivost navržených protokolů.

Použitá metodika

Odběr vzorků je strategicky navržen tak, aby minimalizoval významné chybové faktory vznikající nerovnoměrným rozmístěním toxinů. Hmotnostní vzorek se homogenizuje mletím na prášek, následně se extrahuje v kyselém vodno-acetonitrilovém prostředí (typicky 79:20:1 MeCN:H2O:HAc) či pomocí modifi kovaného protokolu QuEChERS.

Použitá instrumentace

• Kapalinová chromatografi e UPLC ACQUITY Premier s kolonkou BEH C8 (sub-2 µm částice) pro vysoké rozlišení a krátké doby analýzy
• Tandemová hmotnostní spektrometrie Xevo TQ-S micro v režimu MRM s rychlým přepínáním polarity
• Antikorozní souprava MaxPeak HPS pro potlačení povrchových interakcí a minimalizaci carryover
• Imunochromatografi cké kolony VICAM pro selektivní izolaci vybraných mykotoxinů
• SPE sorbenty Oasis MCX a Oasis HLB PRiME pro „trap-and-elute“ a pass-through protokoly
• DSPE sorbenty (PSA, GCB, C18) pro rychlé odstranění pigmentů, tuků a fosfolipidů

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda pro multi-toxin analýzu umožnila současné stanovení více než 40 mykotoxinů a rostlinných alkaloidů s detekčními limity v jednotkách µg/kg. Dosáhlo se baseline separace většiny isomerů pyrrolizidinových alkaloidů, přičemž čtyři páry izomerů byly kvantifi kovány souhrnně. Vysoká stabilita retence (±0,1 min) a nízké carryover (<0,5 %) potvrdily robustnost protokolu. Vyhodnocení matrix efektů pomocí matrix-matched kalibrace a izotopově značených interních standardů zajistilo přesnost ±15 %.

Přínosy a praktické využití metody

• Široké analyzované spektrum v jediném běhu, zkrácení pracovní doby a snížení nákladů
• Vysoká citlivost a selektivita splňující přísné legislativní limity
• Flexibilita čistících kroků podle náročnosti matrice (dilute & shoot, SPE, IAC, dSPE)
• Možnost automatizované výměny metodiky díky ucelené platformě a softwaru s Exception Focused Review

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekávané rozšíření regulací na emerging a modifi kované mykotoxiny zvýší poptávku po multi-toxin metodách s ještě širším rozsahem analýzy. Dalšími směry jsou plná automatizace vzorkování, nasazení vysokopropustných UPLC systémů a pokročilé softwarové nástroje pro rychlou validaci a reportování výsledků. Integrace databází o výskytu toxinů a umělé inteligence podpoří rizikovou analýzu a prevenci kontaminací.

Závěr

LC-MS/MS představuje robustní, citlivou a univerzální platformu pro monitoring mykotoxinů a rostlinných toxinů ve všech fázích potravinářského a krmivářského řetězce. Kombinace optimalizované přípravy vzorku, selektivních clean-up postupů a vysoce výkonné UPLC-MS/MS instrumentace umožňuje spolehlivou kontrolu kvality i při narůstající komplexitě matrice a regulací.

Reference

• Boutrif E. a Canet C. Rev. Med. Vet. 149:681–694 (1998).
• Eskola M. et al. Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 60(16):2773–2789 (2019).
• Eskola M. et al. Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 60:1890–1911 (2020).
• Pigłowski M. Qual. Assur. Saf. 11(8):725–735 (2019).
• EC Regulation (EU) 2023/915 OJ L 119:103–157 (2023).
• Malachova A. et al. J. Chromatogr. A 1362:145–156 (2014).
• Sun J. et al. Toxins 8(12):375 (2016).
• SANTE/12089/2016 Guidance on mycotoxin identification.