ИДЕНТИФИКАЦИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОКСИКАНТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СТАНДАРТНОЙ ДОБАВКИ В ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТАХ, ПРОДОВОЛЬСТВЕННОМ СЫРЬЕ И КОРМАХ МЕТОДОМ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНОЙ ЖИДКОСТНОЙ ХРОМАТОГРАФИИ / ВРЕМЯПРОЛЕТНОЙ МАСС-СПЕКТРОМЕТРИИ ВЫСОКОГО РАЗРЕШЕНИЯ

V. G. Amelin, A. М. Andoralov, N. M. Volkova, A. I. Korotkov, T. B. Nikeshina, I. I. Sidorov, A. A. Timofeev

Аннотация


Предложена методология идентификации и определения из одной навески 300 токсикантов различных классов в пищевых продуктах и продовольственном сырье методом времяпролетной масс-спектрометрии высокого разрешения в сочетании с высокоэффективной жидкостной хроматографией  и простой, экспрессной пробоподготовкой. Аналиты – пестициды, микотоксины, антибиотики, красители в пищевых продуктах и кормах. Предложены простые варианты пробоподготовки молока, мяса, жира, яиц, печени, почек, кормов и зерна. Пробоподготовка включает экстракцию токсикантов ацетонитрилом и удаление жиров экстракцией гексаном. В условиях электрораспылительной ионизации большинство аналитов образуют протонированные и депротонированные формы, и редко встречаются аддукты с аммонием, натрием и калием. Идентификация аналитов проведена с использованием программы «TargetAnalysis-1.3». Идентификационными параметрами служили время удерживания, точность измеренных масс ионов и соответствие изотопному распределению (mSigma). Показаны низкие пределы обнаружения аналитов  (0.0005 - 50 нг/мл). Установлено, что с учетом столь низких пределов определения возможно разбавление экстракта водой до устранения матричного эффекта. Нижняя граница определяемых содержаний с учетом пробоподготовки и разбавления составила 1(500) мкг/кг. Степень извлечения аналитов из анализируемых проб колеблется от 78 до 110 % в зависимости от матрицы и природы аналита. Предложена схема идентификации и определения токсикантов методом стандартной добавки. Показаны преимущества метода стандартной добавки перед методом градуировочного графика при определении токсикантов в реальных пробах. Относительное стандартное отклонение результатов анализа не превышает 0.11. Продолжительность идентификации 40-60 мин и определения обнаруженных токсикантов – 2-3 ч.

Ключевые слова: высокоэффективная жидкостная хроматография, тандемная квадруполь-времяпролетная масс-спектрометрия, пищевые продукты, корма, пестициды, микотоксины, ветеринарные препараты, пищевые и непищевые красители

DOI: http://dx.doi.org/10.15826/analitika.2015.19.2.010


Полный текст:

PDF (Russian)

Литература


Amelin V.G., Karaseva N.M., Tretyakov A.V. Simultaneous determination of trichothecene mycotoxins, ochratoxin A and zearalenone in grain and products of its processing, feed premixes, and meat by gas chromatography. J. Anal. Chem., 2013, vol. 68, no. 1, pp. 61-67. DOI: 10.7868/S0044450213060029.

Pamel E.V., Verbeken A., Vlaemynck G., De Boever J., Daeseleire E. Ultrahigh-perfomance liquid chromatographic – tandem mass spectrometric multimycotoxin method for quantitating 26 mycotoxins in maize silage. Agric. Food Chem., 2011, vol. 59, pp. 9747-9755. DOI: 10.1021/jf 202614h.

Tanaka H., Takino M., Sugita-Konishi Y., Tanaka T. Development of a liquid chromatography/time-of-flight mass spectrometric method for the simultaneous determination of trichothecenec, zearalenone and aflatoxins in foodstuffs. Rapid Commun. Mass Spectrom., 2006, vol. 20, pp. 1422-1433. DOI: 10.1002/rcm.2460.

Sulyok M., Berthiller F., Krska R., Schuhmacher R. Development and validation of a liquid chromatography/tandem mass bspectrometric method for the determination of 39 mycotoxins in wheat and maize. Rapid Commun. Mass Spectrom., 2006, vol. 20, pp. 2649-2659. DOI: 10.1002/rcm.2640.

Ferrer I., Thurman E.M. Multi-residue method for the analysis of 101 pesticides and their degradates in food and water samples by liquid chromatography/time-of-flight mass spectrometry. J. Chromatogr. A, 2007, vol. 1175, pp. 24-37. DOI: 10.1016/j.chroma.2007.09.092.

Lesueur C., Knittl P., Gartner M., Mentler A., Fuerhacker M. Analysis of 140 pesticides from conventional farming foodstuff samples after extraction with the modified QuEChERS method. Food Contr., 2008, vol. 19, pp. 906-914. DOI: 10.1016/j.foodcont.2007.09.002.

Nguyen T.D., Yu J.E., Lee D.M., Lee G-H. A multiresidue method for the determination of 107 pesticides in cabbage and radish using QuEChERS sample preparation method and gas chromatography mass spectrometry. Food Chem., 2008, vol. 110, pp. 207-213. DOI: 10.1016/j.foodchem.2008.01.036.

Wang J., Chow W., Leung D. Application of LC/ESI-MS/MS and UHPLC QqTOF MS for determination of 148 pesticides in fruits and vegetables. Anal. Bioanal. Chem., 2010, vol. 396, pp. 1513-1538. DOI: 10.1007/s00216-009-3331-6.

Mastovska K., Dorweiler K.J., Lehotay S.J., Wegscheid J.S., Szpylka K.A. Pesticide multiresidue analysis in cereal grains using modified QuEChERS method combined with automated direct sample introduction GC-TOFMS and UPLC-MS/MS techniques. J. Agric. Food Chem., 2010, vol.58, pp. 5959-5972. DOI: 10.1021/jf9029892.

Walorczyk S., Drozdzynski D.,Gnusowski B. Multiresidue determination of 160 pesticides in wines employing mixed-mode dispersive-solid phase extraction and gas chromatography-tandem mass spectrometry. Talanta. 2011, vol. 85. pp. 1856-1870. DOI: 10.1016/j.talanta.2011.07.029.

Camino-Sanchez F.J., Zafra-Gomez A., Ruiz-Garcia J., Bermudez-Peinado R., Ballesteros O., Navalon A., Vilchez J. L. UNE-EN ISO/IEC 17025:2005 accredited method for the determination of 121 pesticide residues in fruits and vegetables by gas chromatography-tandem mass spectrometry. J. Food Comp. Anal., 2010, vol. 24, pp. 427-440. DOI: 10.1016/j.jfca.2010.11.009.

Madureira F.D., Oliveira F.A.S., Souza W. R., Pontelo A.P., Oliveira M. L. G., Silva G. A multi-residue method for determination of 90 pesticides in matrices a high water content by LC-MS/MS without clean-up. Food Add. Contam., 2012, vol. 29, no. 4, pp. 665-678. DOI: 10.1080/19440049.2011.623837.

Wang J., Chow W., Leung D., Chang J. Application of UPLC and electrospray ionization quadrupole orbitrap high-resolution mass spectrometry for determination of 166 pesticides in fruits and vegetables. J. Agric. Food Chem., 2010, vol. 60, pp. 12088-12104. DOI: 10.1021/jf303939s.

Nunez O., Gallat-Ayala H., Ferrer I., Moyano E., Galceran M.T. Strategies for the multi-residue analysis of 100 pesticides by liquid chromatography-triple quadrupole mass spectrometry. J. Chromatogr. A, 2012, vol. 1249, pp. 164-180. DOI: 10.1016/j.chroma.2012.06.028.

Schneider M.J., Lehotay S.J., Lightfield A.R. Evaluation of a multi-class, multi-residue liquid chromatography-tandem mass spectrometry method for analysis of 120 veterenary drugs in bovine kidney. Drug Test. Analysis, 2012, no. 4. P. 91-102. DOI: 10.1002/dta.1359.

Zhang J., Yu X-j., Zhong Y-y., Zhang Z-t., Cui X-m., Peng J-f., Feng R., Liu X-t., Zhu Y. Generic and rapid determination of veterinary drug residues and other contaminants in raw milk by ultra-performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry. J. Chromatogr. B, 2012, vol. 906, pp. 48-57. DOI: 10.1016/j.jchromb.2012.08.018.

Ortelli D., Cognard E., Jan Ph., Edder P. Comprehensive fast multiresidue screening of 150 veterinary drugs in milk by ultra-performance liquid chromatography couplid to time of flight mass spectrometry. J. Chromatogr. B, 2009, vol. 877, pp. 2363-2374. DOI: 10.1016/j.jchromb.2009.03.006.

Peters R.J.B., Bolck Y.J.C., Rutgers P., Stolker A.A.M., Nielen M.W.F. Multi-residue screening of veterinary drugs in egg, fish, and meat using high-resolution liquid chromatography accurate mass time-of-flight mass spectrometry. J. Chromatogr. A, 2009, vol. 1216, pp. 8206-8216. DOI: 10.1016/j.chroma.2009.04.027.

Perez-Ortega P., Gilbert-Lopez B., Garcia-Reyes J.F., Ramos-Martos N., Molina-Diaz A. Generic sample treatment method for simultaneous determination of multiclass pesticides and mycotoxins in wines by liquid chromatography-mass spectrometry. J. Chromatogr. A, 2012, vol. 1249, pp. 32-40. DOI: 10.1016/j.chroma.2012.06.020.

Ferrer Amate C., Unterluggauer H., Fischer R.J., Fernandez-Alba A.R., Masselter S. Development and validation of a LC-MS/MS method for the simultaneous determination of aflatoxins, dyes and pesticides in spices. Anal. Bioanal. Chem., 2010, vol. 397, pp. 93-107. DOI: 10.1007/s00216-010-3526-x.

Lacina O., Zachariasova M., Urbanova J., Vaclavikova M., Cajka N., Hajslova J. Critical assessment of extraction methods for the simultaneous determination of pesticide residues and mycotoxins in fruits, cereals, spices and oil seeds employing ultra-high performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry. J. Chromatogr. A, 2012, vol. 1262, pp. 8-18. . DOI: 10.1016/j.chroma.2012.08.097.

Aguilera-Luiz M.M., Plaza-Bolanos P., Romero-Gonzalez R., Martinez Vidal J.L., Garrido Frenich A. Comparison of the efficiency of different extraction methods for the simultaneous determination of mycotoxins and pesticides in milk samples by ultra high-perfomance liquid chromatography-tandem mass spectrometry. Anal. Bioanal. Chem., 2011, vol. 399, pp. 2863-2875. DOI: 10.1007/s00216-011-4670-7.

Filigenzi M.S., Ehrke N., Aston L.S., Poppenga R.H. Evaluation of a rapid screening method for chemical contaminants of concern in four food-related matrices using QuEChERS extraction, UHPLC and high resolution mass spectrometry. Food Add. Contam., 2011,vol. 28, no. 10, pp. 1324-1339. DOI: 10.1080/19440049.2011.604796.

Mol H.G.J., Plaza-Bolanos P., Zomer P., Rijk T.C., Stolker A. A.M., Mulder P.P.J. Toward a generic extraction method for simultaneous determination of pesticides, mycotoxins, plant toxins, and veterinary drugs in feed and food matrixes. Anal. Chem., 2008, vol.80, pp. 9450-9459. DOI: 10.1021/ac801557f.

Anastassiades M., Lehotay S.J., Stajnbaher D., Schenck F.J. Fast and easy multiresidue method employing acetonitrile extraction/partitioning and “dispersive solid-phase extraction” for the determination of pesticide residues in produce. J. AOAC Int., 2003, vol. 86, no. 2, pp. 412-420.

Zenkevich I.G., Klimova I.O. Use of the standard addition method in quantitative chromatographic analysis. J. Anal. Chem., 2006, vol.61, no. 10, pp. 967-972. DOI: 10.1134/S1061934806100042.

Ostroukhova O.K., Zenkevich I.G. A comparison of the external standard and standard addition methods for the quantitative chromatographic determination of pesticide concentration in plant samples. J. Anal. Chem., 2006, vol. 61, no. 5, pp. 442-451. DOI: 10.1134/S10611934806050030.

Yaroshenko D.V., Kartsova L.A. [Matrix effects and ways to eliminate it in bioanalytical methods using gas chromatography-mass spectrometry]. Zhurnal analiticheskoi khimii [J. Anal. Chem], 2014, vol. 69, no. 4, pp. 351-358.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.