Simultaneous quantitative analysis of 20 amino acids in food samples without derivatization using LC-MS/MS

Význam tématu

Aminokyseliny představují základní stavební kameny bílkovin a ovlivňují nutriční i senzorické vlastnosti potravin. Pro rutinní kontrolu kvality a výzkum v potravinářství je potřeba rychlých a spolehlivých metod, které zvládnou měřit více aminokyselin současně bez časově náročné derivatizace.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo vyvinout citlivou LC-MS/MS metodu pro simultánní kvantifikaci 20 proteinogenních aminokyselin v potravinových vzorcích bez použití derivatizačních činidel či iontově párujících sloučenin. Studie se zaměřila na optimalizaci MRM přechodů, mobilních fází a chromatografických podmínek pomocí směsné kolony s iontovým výměníkem a normální fází.

Použitá metodika a instrumentace

Pro kromatografii byl použit systém Nexera spojený s triple-quadrupolovým hmotnostním spektrometrem LCMS-8050. Kolona Intrada Amino Acid (3,0×50 mm, 3 µm) zajišťovala retenci vysoce polárních látek. Testovány byly dvě mobilní fáze:

• Case1: acetonitril/formická kyselina (100/0,1) vs. 100 mM formiát amonný, gradient 14→100→14 % B
• Case2: acetonitril/tetrahydrofuran/25 mM formiát amonný/formická kyselina (9/75/16/0,3) vs. 100 mM formiát amonný/acetonitril (80/20), delší gradient pro vyšší rozlišení

Podmínky: průtok 0,6 ml/min, objem injekce 2 µl, teplota kolony 40 °C, ESI v pozitivním módu, MRM sběr s rychlým přepínáním polarity.

Hlavní výsledky a diskuse

Optimalizace MRM přechodů a teploty ESI vedla k vysoké citlivosti pro všechny aminokyseliny bez derivatizace. Case2 nabídl lepší chromatografické rozlišení, avšak jednodušší Case1 poskytl dostatečné oddělení a byl zvolen pro kvantitativní analýzu. Kalibrační křivky pokrývaly rozsahy 0,01–500 nmol/ml s koeficientem r2 nad 0,99 a opakovatelností (RSD) obvykle pod 5 % (výjimku tvořily Gly a Ala s vyšší RSD).

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje rychlou, citlivou a reprodukovatelnou analýzu až 20 aminokyselin bez složitých chemických úprav vzorku. Byla úspěšně aplikována na různé potravinové matice včetně sportovního nápoje, saké, piva a sladké rýžové omáčky (mirin), kde odhalila složení deklarovaných aminokyselin.

Budoucí trendy a možnosti využití

Dalším krokem může být rozšíření metody o nepřímé metabolity a peptidy, integrace s automatickým vzorkovačem či mikrofluidickými systémy. Metoda má potenciál pro rutinní monitoring kvality potravin, metabolomické studie a biotechnologickou výrobu.

Závěr

Vyvinutá LC-MS/MS metoda bez derivatizace poskytuje spolehlivou, rychlou a vysoce citlivou kvantifikaci 20 aminokyselin v potravinových vzorcích. Díky jednoduché přípravě vzorku a krátké analýze je vhodná pro aplikace v průmyslových i akademických laboratořích.