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Analyse LC-MS/MS de mycotoxines dans la poudre de cacahuète en moins de 6 minutes

Application phare : Les mycotoxines dans la poudre de cacahuète sur Raptor Biphenyl

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  • Analyse rapide : meilleure productivité du laboratoire. 
  • L’excellente séparation des 12 mycotoxines réglementées permet une quantification précise.
  • Préparation rapide et simple des échantillons (dilution filtration-injection).
 

Certains champignons susceptibles de se développer sur des produits agricoles produisent des métabolites toxiques appelés mycotoxines. Les procédés modernes de traitement des aliments ne permettent pas d’éliminer complètement ces composés. Des protocoles de surveillance stricts ont donc été mis en place. Idéalement, une méthode universelle d’analyse des mycotoxines permettrait un « screening » très efficace. Une telle méthode est cependant très compliquée à développer, en raison des différences entre les propriétés physico-chimiques des mycotoxines, de l’efficacité de l’extraction et des effets de matrice. Zhang et al. a ont publié une étude impliquant plusieurs laboratoires [1] dans le but de proposer aux laboratoires une méthode d’analyse qui pourrait être largement appliquée à l’analyse de diverses mycotoxines dans un grand nombre de matrices. Nous nous sommes inspirés de ces travaux pour développer la méthode LC-MS/MS ci-après qui permet de séparer 12 mycotoxines réglementées par la FDA dans les limites de pression des instruments HPLC classiques.

Dans cet exemple, les mycotoxines ont été analysées dans une matrice de poudre de cacahuète. L’utilisation d’une colonne relativement courte, la sélectivité de la phase Biphenyl stationnaire et l’efficacité des particules de 2,7 μm à surface poreuse des colonnes Raptor ont permis d’excellentes séparations dans le cadre d’une analyse rapide de 5 minutes 30 (durée totale du cycle : 7 minutes). La mycotoxine HT-2 coéluant avec un composé de matrice partageant la même transition MRM (447.3-285.3) la plus abondante, une transition moins abondante (447.3-345.3) a été choisie pour l’analyse quantitative. Un tampon ammonium a été utilisé afin de favoriser l’ionisation des mycotoxines et augmenter ainsi la sensibilité. La colonne Raptor Biphenyl a donné d’excellents résultats pour les 12 mycotoxines étudiées dans les travaux cités, mais pour des listes plus longues de composés contenant des mycotoxines isobariques de structure similaire, la phase Raptor FluoroPhenyl peut constituer un meilleur choix. La sélectivité de la colonne Raptor Fluorophenyl est mise en évidence dans notre analyse de 20 mycotoxines.

La méthode décrite ici s’est révélée extrêmement précise pour les 12 mycotoxines réglementées par la FDA qui ont été évaluées lors d’une étude de validation couvrant un certain nombre de matrices (y compris plusieurs sources de semoule de maïs et de farine de riz brun, en plus de l’exemple de la poudre de cacahuète présenté ici). Restek tient à remercier le Dr Zhang pour son assistance technique au cours de ce projet.

cgarm-img
GC_AR1166
PeakstR (min)
1.Ethanol2.68
2.Isopropyl alcohol3.45
ColumnRtx-VMS, 30 m, 0.25 mm ID, 1.40 µm (cat.# 19915)
with MXT low-dead-volume connector kit (cat.# 20536)
Standard/Sample
TO-14A internal standard/tuning mix (cat.# 34408)
75 comp TO15 + NJ mix (cat.# 34396)
Diluent:Nitrogen
Conc.:10.0 ppbv 250 mL injection
Injectionon-column
Oven
Oven Temp.:32 °C (hold 5 min) to 150 °C at 8 °C/min to 230 °C at 33 °C/min
Carrier GasHe, constant flow
Flow Rate:2.0 mL/min
Linear Velocity:51.15 cm/sec @ 35 °C
DetectorMS
Mode:Scan
Scan Program:
GroupStart Time
(min)
Scan Range
(amu)
Scan Rate
(scans/sec)
10.0035.0 - 226.003.8
Transfer Line Temp.:250 °C
Analyzer Type:Quadrupole
Source Type:Extractor
Extractor Lens:6 mm ID
Source Temp.:230 °C
Quad Temp.:150 °C
Electron Energy:70.0 eV
Tune Type:BFB
Ionization Mode:EI
PreconcentratorMarkes CIA Advantage
InstrumentAgilent 7890B GC & 5977A MSD
cgarm-img
LC_FS0526
PeakstR (min)Conc.
(ng/g)
Precursor IonProduct Ion 1Product Ion 2
1.Deoxynivalenol0.6250297.3249.3231.2
2.Fumonisin B12.4550722.5352.4334.5
3.HT-22.6050447.3345.3285.3
4.Fumonisin B32.8550706.5336.4318.4
5.Fumonisin B23.2350706.5336.3141.2
6.T23.3150489.3245.2387.4
PeakstR (min)Conc.
(ng/g)
Precursor IonProduct Ion 1Product Ion 2
7.Aflatoxin G23.745331.2313.3189.3
8.Zearalenone3.9650319.3283.3187.2
9.Aflatoxin G14.225329.2243.2200.2
10.Aflatoxin B24.435315.3287.3259.2
11.Aflatoxin B14.995313.3285.2241.2
12.Ochratoxin A5.195404.2239.3358.3
Matrix interference was observed for HT-2 transition 447.3-285.3 in peanut powder. Therefore, 447.3-345.3 was chose for quantification.
ColumnRaptor Biphenyl (cat.# 9309A52)
Dimensions:50 mm x 2.1 mm ID
Particle Size:2.7 µm
Pore Size:90 Å
Guard Column:Raptor Biphenyl EXP guard column cartridge 5 mm, 2.1 mm ID, 2.7 µm (cat.# 9309A0252)
Temp.:40 °C
Standard/Sample
Inj. Vol.:5 µL
Mobile Phase
A:Water, 2 mM ammonium formate, 0.1% formic acid
B:Methanol, 2 mM ammonium formate, 0.1% formic acid
Time (min)Flow (mL/min)%A%B%C
0.000.57030
0.60.57030
0.70.55050
3.00.52570
4.50.52575
5.00.51090
5.20.51090
5.210.52575
6.000.52575
6.010.57030
7.000.57030
DetectorMS/MS
Ion Mode:ESI+
Mode:MRM
InstrumentUHPLC
Sample PreparationWeighed 1.00 gram of peanut powder in a 50 mL centrifuge tube and added 2.00 mL of water. Vortexed at 3000 rpm for 5 min followed by the addition of 4.0 mL of extraction solvent (50:50 water:acetonitrile, v/v). The tube was then vortexed at 3000 rpm for 5 min followed by centrifugation for 15 min at 4200 rpm. 475 μL of the supernatant was filtered through a Thomson SINGLE StEP Nano filter vial (0.2 μm, cat.# 25882). The sample was then fortified with 25 μL of a standard solution prepared in water at 1000 ng/mL (100 ng/mL for aflatoxins and ochratoxin A) as part of the matrix-matched calibration curve. Vortexed at 3000 rpm for 1 min prior to analysis.
NotesWant even better performance when analyzing metal-sensitive compounds? Check out Inert LC columns at www.restek.com/inert.

References

  1. K. Zhang, M.R. Schaab, G. Southwood, E.R. Tor, L.S. Aston, W. Song, B. Eitzer, S. Majumdar, T. Lapainis, H. Mai, K. Tran, A. El-Demerdash, V. Vega, Y. Cai, J.W. Wong, A.J. Krynitsky, T.H. Begley, A collaborative study: determination of mycotoxins in corn, peanut butter, and wheat flour using stable isotope dilution assay (SIDA) and liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS/MS), Journal of Agricultural and Food Chemistry, 65 (33) (2017) 7138-7152. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27983809.
FFSS2971-FR