Efficient and Traceable Aflatoxin Immunoaffinity Sample Cleanup with Extraction+™ Connected Device

Význam tématu

Mykotoxiny, zejména aflatoxiny produkované Aspergillus spp., představují významné zdravotní riziko a vyžadují spolehlivé testování v zemědělských komoditách (kukuřice, arašídy aj.). Imunoafinitní (IA) kolonky podle AOAC 991.31 poskytují vysokou selektivitu potřebnou pro nízké hladiny aflatoxinů; moderní automatizované pracovní postupy zvyšují průchodnost, reprodukovatelnost a stopovatelnost výsledků v rutinních laboratorních provozech.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem aplikace bylo ukázat, že automatizovaný vakua­manifold Extraction+ Connected Device ve spojení s AflaTest imunoafinitními cartridgemi, Pipette+ a OneLab softwarem může nahradit manuální/pozitivně řízené postupy při zachování výkonnosti AOAC metody. Studie hodnotila linearitu, návratnost, přesnost a provozní výhody při přípravě vzorků kukuřice obsahujících aflatoxiny B1, B2, G1 a G2 v rozmezí 0,1–100 ng/g.

Použitá metodika a instrumentace

Metodika (shrnutí):

• Vzorek: 25 g mleté kukuřice (referenční materiál) extrahováno s 125 mL 70 % methanolu + 5 g NaCl, homogenizace 2 min, filtrace.
• Čištění: 15 mL filtruovaného extraktu zředěno vodou a aplikováno na 1 cc AflaTest imunoafinitní cartridge; mytí dvakrát 10 mL vody; eluace 1,0 mL methanolu; eluát ředěn 1:1 vodou a injektován do UHPLC-FLR.
• Rozsah a hodnocení: spikované hladiny 0,1–100 ng/g, porovnání s matricovými i neat standardy pro určení návratnosti a přesnosti.

Instrumentace (samostatná sekce podle požadavku):

• Extrakce/automatizace: Extraction+ Connected Device (automatizovaný vakuový manifold), Pipette+ (automatizované pipetování), OneLab Software pro řízení protokolů a integraci s LIMS.
• Chromatografie: ACQUITY UPLC H‑Class PLUS (FTN), kolona ACQUITY UPLC HSS T3 2.1 × 100 mm, 1.8 µm, T kolony 40 °C, mobilní fáze MeOH/H2O 45/55 (v/v), průtok 0,350 mL/min, doba běhu 6 min, objem injekce 5 µL.
• Detekce: ACQUITY UHPLC FLR detektor, ex 360 nm / em 440 nm.
• Software datové zpracování: Empower CDS; integrace OneLab ⇄ LIMS ⇄ Empower pro plnou stopovatelnost.

Hlavní výsledky a diskuse

• Lineární odezva: výborná linearita pro všechny analyty s R² ≥ 0,995 v rozsahu 0,1–100 ng/g.
• Přesnost a návratnost: reprodukovatelnost <10 % RSD; návratnosti 95–110 % a přesnost lepší než 6 % RSD u všech čtyř aflatoxinů.
• Průchodnost: systém umožňuje současné zpracování až 24 vzorků v kompaktním uspořádání; zkrácení doby manuální práce přibližně o 30 minut (typicky ~90 min manuálně vs. ~60 min s asistovaným pipetováním) a až 50% snížení rutinního času v některých pracovních postupech.
• Řízení průtoku: optimalizované vakuové gradienty udržují rychlost eluce ≤ 1 kapka/s, čímž se respektují požadavky AOAC a snižuje riziko vysušení sorbentu nebo nepravidelného průtoku při matricích s vysokým obsahem částic či viskózních vzorcích.
• Robustnost: systém si poradil s náročnými matricemi (např. zelená káva, wash řešení s Tween 2 % v PBS, pšeničné testy DON), přičemž k plnému odvedení vzorku stačilo výrazně méně než maximální vakuová kapacita (pouze ~20 % z 1000 mbar absolutního vakua).
• Kompatibilita výsledků: výsledky byly srovnatelné s předchozími implementacemi AOAC 991.31 využívajícími pozitivní tlak nebo jiné UHPLC konfigurace, takže Extraction+ nabízí praktickou alternativu bez kompromisů ve výkonnosti.

Přínosy a praktické využití metody

• Zvýšená reprodukovatelnost a menší závislost na operátorovi díky automatizovanému řízení vakuových gradientů a pipetování.
• Vyšší propustnost laboratoře — efektivní pro rutinní testování velkých sérií vzorků (potravinářský průmysl, kontrolní laboratoře, QA/QC).
• Plná digitální stopovatelnost pracovního postupu (LIMS ⇄ OneLab ⇄ Empower) s automatickým přenos dat, snížením chyb ručního přepisování a lepší dokumentací auditu.
• Menší přístrojová stopa a variabilita při manipulaci s cartridgemi díky kompaktnímu uspořádání a adaptérům pro současné zpracování 24 vzorků.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření automatizovaného IA či jiných sorpčních postupů na další mykotoxiny nebo multi‑analyty s využitím podobné vakua­manifold platformy.
• Další integrace softwarových platforem a LIMS pro plně bezobslužné pracovní linky, včetně podpory auditu, elektronických záznamů a validace procesů.
• Kompozitní testovací toky, kde se automatizace kombinuje s high‑throughput UHPLC‑MS/MS pro multiplexní screening a potvrzovací analýzu.
• Optimalizace protokolů pro náročné matricové typy (olejnaté, vysoký obsah lipidů) a adaptace vakua/časů na nové cartridge a větší objemy vzorků.

Závěr

Automatizované imunoafinitní čištění pomocí Extraction+ Connected Device v kombinaci s Pipette+ a OneLab softwarem poskytuje robustní a stopovatelnou alternativu tradičnímu manuálnímu nebo pozitivně řízenému postupu AOAC 991.31. Systém dosahuje vynikající linearity, návratností a reprodukovatelnosti pro aflatoxiny B1, B2, G1 a G2 v kukuřici při nízkých ng/g hladinách, zároveň zvyšuje propustnost a snižuje chyby při přenosu dat díky integraci s LIMS a Empower. To jej činí atraktivním řešením pro rutinní kontrolu mykotoxinů v potravinářských a kontrolních laboratořích.

Reference

1. AOAC INTERNATIONAL. Aflatoxins in Corn, Raw Peanuts, and Peanut Butter, Immunoaffinity Column (AflaTest) Method 991.31, 2005.
2. Sun T.; Dreolin N.; Hird S.; Collette N. Analysis of Aflatoxins in Corn and Peanuts Using Immunoaffinity Chromatography and the Arc HPLC System. Waters Application Note, 2023.
3. Benvenuti M.E.; Di Gioia A. Rapid Analysis of Aflatoxins without Derivatization Using Ultra Performance Liquid Chromatography and Fluorescence Detection. Waters Application Note, 2019.