Simultaneous Extraction of Melamine and Cyanuric Acid from Food Products Using Strata® Melamine SPE and Ultra-fast LC/MS/MS Analysis Using Kinetex™ HILIC, Rapid LC/MS/MS Analysis on Luna® HILIC, or Rapid GC/MS Analysis on Zebron™ ZB-XLB HT

Význam tématu

Melamin a kyselina cyanhydrinsírová představují významné analytické cíle v potravinářské a farmaceutické praxi vzhledem k jejich toxickým účinkům při kontaminaci potravinových produktů. Jejich schopnost tvořit nerozpustný komplex melamincyanurát ve stechiometrickém poměru 1:1 zvyšuje nároky na efektivní extrakci a následnou rychlou a spolehlivou analýzu.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo vyvinout jednotný postup pro simultánní extrakci melaminu a kyseliny cyanhydrinsírové z potravinových vzorků (zejména dětská výživa a tkáňové vzorky) pomocí nové SPE sorbentové fáze Strata Melamine a nabídnout tři rychlé analytické platformy pro jejich detekci:

• ultra-fast LC/MS/MS na Kinetex HILIC (< 1 min),
• rychlé LC/MS/MS na Luna HILIC (< 3,5 min),
• rychlé GC/MS na kolóně Zebron ZB-XLB HT (< 9 min).

Použitá metodika a instrumentace

Metodický postup zahrnoval:

• Proteinovou precipitaci vzorku dětské výživy pomocí ACN a úpravu pH přidáním HCl.
• Simultánní extrakci obou analytů na SPE kazetě Strata Melamine (200 mg/3 mL): kondicionování methanolem, vyvážení 50/50 ACN/voda, nanesení objemu supernatantu, promytí a eluci v methanolu s 5 % NH4OH.
• Rekonstrukci eluátu v mobilní fázi.

Instrumentace:

• LC/MS/MS: Agilent 1100, Applied Biosystems API 3000 s TurboIonSpray.
• Kolony HILIC: Kinetex core–shell 2,6 µm (50 × 2,1 mm), Luna 3 µm (100 × 2,0 mm).
• GC/MS: kolona Zebron ZB-XLB HT Inferno (15 m × 0,25 mm × 0,25 µm), detektor MSD.

Hlavní výsledky a diskuse

Výsledky ukázaly:

• Relativní recovery melaminu 67 % (CV 3,10 %), kyseliny cyanhydrinsírové 94,5 % (CV 4,10 %).
• Lineární rozsah 20–2 000 ng/g s R2 0,9998 pro melamin a 0,9991 pro kyselinu cyanhydrinsírovou.
• LLOQ 200 ng/g (CV < 20 %, S/N > 5) a LOD 20 ng/g pro oba analytické cíle.
• Kompletní oddělení a kvantifikace v LC/MS/MS: na Kinetex HILIC za < 0,4 min a na Luna HILIC za < 3 min.
• GC/MS analýza derivatizovaných vzorků v < 9 min na kolóně Zebron ZB-XLB HT.

Přínosy a praktické využití metody

Navržený postup umožňuje:

• Výrazné zkrácení doby analýzy a eliminaci dvojího extrakčního kroku díky Strata Melamine SPE.
• Flexibilní výběr analytické techniky podle dostupnosti přístrojového vybavení a požadavků laboratoře.
• Dosahování limitů stanovených regulačními orgány (WHO, FDA) pod hodnotou 1 mg/kg až o řád nižší.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekávané směry dalšího rozvoje:

• Adaptace na další matricové třídy (mořské plody, maso) s minimální úpravou předehřívacích kroků.
• Integrace do plně automatizovaných pracovních postupů SPE–LC/MS/MS pro vysokoprůtokové screeningové laboratoře.
• Rozšíření o další komplementární kontaminanty (např. cyanmethrin) pro komplexní potravinový monitoring.

Závěr

Vyvinutá metoda pro simultánní extrakci melaminu a kyseliny cyanhydrinsírové pomocí Strata Melamine SPE a ultra-rychlé analýzy LC/MS/MS či GC/MS splňuje požadavky na citlivost, přesnost a rychlost. Umožňuje robustní monitoring obou látek v potravinách i tkáňových vzorcích a nabízí laboratořím flexibilitu volby analytické platformy.

Reference

1. Litzau J., Mercer G., Mulligan K. Simultaneous Analysis of Melamine and Cyanuric Acid by GC/MS. U.S. FDA CVM, online, 2007.
2. Tosoh Bioscience. TSK-GEL Amide-80 HILIC Columns for the Analysis of Melamine and Cyanuric Acid in Milk by LC-MS/MS. Application Note AN191108.
3. Guidance for Industry Bioanalytical Method Validation. U.S. Department of Health and Human Services, FDA, CDER, CVM, 2001.
4. Toxicological and Health Aspects of Melamine and Cyanuric Acid: Report of a WHO Expert Meeting in Collaboration with FAO, Supported by Health Canada. WHO, Geneva 2009.