Complete compilation of applications for food analysis

Význam tématu

Globální potravinový řetězec vyžaduje spolehlivé analytické metody pro detekci reziduí antibiotik, pesticidů, dioxinů a alergenů v potravinách a krmivech. Vysoká citlivost, přesnost a rychlost analýz zajišťuje ochranu zdraví spotřebitelů a plnění legislativních požadavků.

Cíle a přehled studie / článku

Poskytnout přehled moderních přístupů a instrumentace pro potravinářskou analytiku:

• Kompendium aplikací Shimadzu Food Safety Booklet
• HILIC-MS/MS metoda pro stanovení aminoglykosidových antibiotik v mase, mléce a vejcích
• GC-MS/MS (Smart MRM) kvantifikace dioxinů (PCDD/F) v potravinách a krmivech
• Porovnání GC-MS/MS a HRGC/HRMS pro měření TEQ dioxinů
• UHPLC-MS/MS metoda pro stanovení fipronilu v vejcích (QuEChERS + LCMS-8060)
• Microchip elektroforéza (MCE-202 MultiNA) pro detekci potravinových alergenů (PCR produkty)

Použitá metodika a instrumentace

Instrumentace a klíčové postupy:

• Chromatografie: HILIC a UHPLC (Nexera X2), GC (split/splitless, Rxi-5Sil MS)
• Detekce: Triple kvadrupólové MS/MS (LCMS-8060, GCMS-TQ8040, GCMS-TQ8050) s MRM a Smart MRM
• Příprava vzorků: QuEChERS, ASE, SPE (mód WCX), UFMS technologie
• PCR a microchip elektroforéza pro stanovení alergenů (MCE-202 MultiNA)
• Metodické balíčky: Shimadzu Food Safety, Residual Pesticides V.2, EU-compliant dioxiny

Hlavní výsledky a diskuse

• Aminoglykosidy: LOQ na femtogramové úrovni, recoverie 80–109 % v mase, mléce i vejcích, potvrzení pomocí MRM Spectrum Mode
• Dioxiny: Separace 17 PCDD/F kongenerů za 60 min, detekce až 20 fg na kolonu, vynikající linearita (R² > 0,999), porovnání TEQ GC-MS/MS vs. HRGC/HRMS – shoda v 98 % pro TEQ ≥ 0,060 pg/µL
• Fipronil: Kvantifikace v vejcích na úrovni 0,025 mg/kg, linearita 0,025–2 mg/kg (R² = 0,994), zjednodušená QuEChERS extrakce
• Allergeny (PCR): Jednoznačná detekce pšeničné, pohankové, arašídové, krevetové a krabí DNA, MultiNA poskytuje vysokou reprodukovatelnost, citlivost a rychlost (80 s/ vzorek)

Přínosy a praktické využití metody

Uplatnění v rutinních potravinářských laboratořích a kontrolních institucích:

• Vysoká průchodnost a automatizace (Smart MRM, AART, multi-line MS)
• Komplexní balíčky metod pro regulatorní shodu (EU, FDA, JSA)
• Snížení nákladů na vývoj metod a údržbu
• Možnost simultánní analýzy stovek analytů
• Rychlé potvrzovací testy alergenů i reziduí

Budoucí trendy a možnosti využití

• Dálší zrychlení metod (ultrafast UHPLC, paralelní MS události)
• Integrace AI pro optimalizaci MRM přechodů a predikci matricových efektů
• Rozšíření microfluidních systémů pro multiplexní PCR a immunoassay on-chip
• Online monitorování dat a centralizovaná správa dat (LIMS, LabSolutions DB/CS)
• Green chemistry přístupy: snížení spotřeby organic solventů a energií

Závěr

Shrnuté aplikace demonstrují, že špičková chromatografie v kombinaci s kvadrupólovým MS/MS a microchip elektroforézou umožňuje ultracitlivé, rychlé a robustní analýzy potravinových reziduí a alergenů. Tyto technologie nabízí řešení splňující mezinárodní regulační standardy a významně zlepšují bezpečnost potravin.

Reference

• Shimadzu Food Safety Booklet, Shimadzu Corporation
• Levi et al. Sensitive and Fast Measurement of Aminoglycoside Antibiotics… ASMS 2017
• P. Wang et al. Determination of PCDD/Fs using GCMS-TQ8040, Shimadzu Tech. Rep. C146-E376
• M. Takakura et al. Analysis of Dioxins using GC-MS/MS, Shimadzu Tech. Rep. C146-E299
• SCA_210_038: Sensitive Method for Fipronil in Egg, Shimadzu Europa GmbH
• Application Note No.4: Food Allergen Test – Application of MultiNA