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Research Article
Alfonso Narváez1,2, Laura Gámiz-Gracia1, Ana M. García-Campaña1, Maykel Hernández-Mesa1
1Department of Analytical Chemistry, Faculty of Sciences,University of Granada, 2Department of Preventive Medicine and Public Health, Food Science, Toxicology and Forensic Medicine, Faculty of Pharmacy and Food Science,University of Valencia
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Erratum Notice
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Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
Dieses Protokoll stellt eine validierte Massenspektrometrie mit Flüssigchromatographie, Ionenmobilität und hoher Auflösung vor, um das Vorhandensein von Mutterkornalkaloiden in Lebensmitteln in Übereinstimmung mit der kürzlich veröffentlichten Verordnung (EU) 2023/915 der Kommission zu bestimmen.
Die Ionenmobilitäts-Massenspektrometrie (IMS) fungiert als zusätzliche Trenndimension, wenn sie in Arbeitsabläufe der Flüssigchromatographie-Massenspektrometrie (LC-MS) integriert wird. LC-IMS-MS-Methoden bieten im Vergleich zu herkömmlichen LC-MS-Methoden eine höhere Peakauflösung, eine verbesserte Trennung von isobaren und isomeren Verbindungen und ein verbessertes Signal-Rausch-Verhältnis (S/N). IMS bietet eine weitere molekulare Eigenschaft für die Identifizierung von Analyten, nämlich den Kollisionsquerschnittsparameter (CCS), der falsch positive Ergebnisse reduziert. Daher adressieren LC-IMS-MS-Methoden wichtige analytische Herausforderungen im Bereich der Lebensmittelsicherheit (d.h. Nachweis von Verbindungen in Spurenmengen in komplexen Lebensmittelmatrizen und eindeutige Identifizierung von isobaren und isomeren Molekülen).
Mutterkornalkaloide (EAs) sind eine Familie von Mykotoxinen, die von Pilzen produziert werden und eine Vielzahl von Grasarten befallen, darunter kleine Getreidesorten wie Roggen, Triticale, Weizen, Gerste, Hirse und Hafer. In mehreren Lebensmitteln wurden Höchstgehalte (ML) dieser Mykotoxine festgelegt, wie in der Verordnung (EG) 2023/915 der Kommission festgelegt. Diese neue Gesetzgebung umfasst sechs Haupt-EAs und ihre entsprechenden Epimere, so dass eine effiziente Methodik erforderlich ist, um diese isomeren Moleküle unter Berücksichtigung ihres gemeinsamen Auftretens richtig zu unterscheiden.
Daher ist es das Ziel dieses Protokolls zu zeigen, wie die Integration von IMS in LC-MS-Arbeitsabläufe zur Trennung isomerer EAs beiträgt und die Selektivität der Analysemethode erhöht. Darüber hinaus wird veranschaulicht, wie die Generierung von CCS-Bibliotheken durch die Charakterisierung analytischer Standards eine höhere Zuverlässigkeit bei der Identifizierung von Mykotoxinen bietet. Mit diesem Protokoll sollen die Vorteile der Umsetzung von IMS im Bereich der Lebensmittelsicherheit am Beispiel der Bestimmung von EA in Getreide klar erläutert werden. Eine QuEChERS-basierte Extraktion, gefolgt von einer LC-gefangenen Ionenmobilitätsspektrometrie (TIMS)-MS-Analyse, ergab Bestimmungsgrenzen von 0,65 bis 2,6 ng/g mit akzeptabler Genauigkeit (wenn auch geringe Wiederfindung für Ergotaminin) bei 1,5x, 1x und 0,5x der ML und zeigte einen vernachlässigbaren Matrixeffekt.
Die Ionenmobilitäts-Massenspektrometrie (IMS) wird zu einer zunehmend eingesetzten Analysetechnik, die oft als zusätzliche Trenndimension in die traditionelle Flüssigkeits-/Gaschromatographie (LC/GC) integriert und an MS-Arbeitsabläufe gekoppelt ist. IMS besteht aus der Trennung von Molekülen entlang einer Mobilitätszelle, die mit einem Puffergas gefüllt ist, unter einem elektrischen Feld und bei Atmosphärendruck1. Abhängig vom Masse-Ladungs-Verhältnis (m/z) und der geometrischen Konformation interagiert ein ionisiertes Molekül mit dem Puffergas, während es sich durch die Mobilitätszelle bewegt, was sich im Ionenmobilitätsparameter (K)2 widerspiegelt und durch die folgende Gleichung berechnet wird:

Dabei steht D für die Gesamtdriftlänge, td für die Gesamtdriftzeit und E für das elektrische Feld. Daher wird K in m2 V−1 s−1 gemessen, obwohl es aus praktischen Gründen oft als cm2 V−1 s−1 ausgedrückt wird. Die intrinsische Fähigkeit, sich durch die Mobilitätszelle zu bewegen, kann anhand der Driftzeit gemessen und später in den sogenannten Kollisionsquerschnitt (CCS)-Wert umgerechnet werden, der für jedes Molekül unabhängig vom IMS-Instrument3 ein hochgradig reproduzierbarer Parameter ist. Die CCS kann aus der Mobilität nach folgender Gleichung abgeleitet werden:

q ist die Ladung des Ions; N die Dichte der Puffergaszahl; μ die reduzierte Masse der Kollisionspartner puffert Gas-Ionen; kB die Boltzmann-Konstante; und T die Temperatur des Puffergases. Daher bietet IMS zusätzliche Informationen, die die analytischen Daten aus der Chromatographie und MS-Analyse ergänzen.
Es hat sich gezeigt, dass die Implementierung von IMS in LC-MS-Plattformen die Zuverlässigkeit analytischer Bestimmungen erhöht, insbesondere bei der Arbeit mit Verbindungen, die in Spurenkonzentrationen vorliegen. Mehrere Studien haben berichtet, dass LC-IMS-MS-Methoden die Qualität der Massenspektren verbessern, indem sie das Hintergrundrauschen reduzieren, was sich letztendlich auf die Empfindlichkeit der Methode auswirkt, und die Rate falsch positiver und negativer Ergebnisse durch LC-MS-Methoden mit mehreren Resten reduziert 4,5,6. Darüber hinaus ermöglicht die Reproduzierbarkeit der CCS-Werte den Vergleich nicht nur zwischen verschiedenen Instrumenten, die dieselbe Technologie verwenden, sondern auch zwischen verschiedenen Ionenmobilitätstechnologien, nämlich der Wanderwellen-Ionenmobilitätsspektrometrie (TWIMS), der Mobilitätsspektrometrie gefangener Ionen (TIMS) und der Driftröhren-Ionenmobilitätsspektrometrie (DTIMS)2,7, die die am häufigsten verwendeten Systeme sind 1. Eine bemerkenswerte Konsequenz des Potenzials von CCS als Identifikationsparameter liegt daher in der Möglichkeit, CCS-Bibliotheken aufzubauen, was sich in seiner Anwendbarkeit in Metabolomik-Studien widerspiegelt8. Nichtsdestotrotz ist eine der leistungsfähigsten Eigenschaften von IMS die Fähigkeit, isomere und isobare Verbindungen zu trennen, die mit LC-MS-Methoden möglicherweise nicht ausreichend aufgelöst werden können. Dies kann der Fall sein, wenn mit großen Mengen von Analyten von Interesse in komplexen Matrices gearbeitet wird, was in der Umwelt- und Lebensmittelanalytik häufig der Fall ist. In diesem Zusammenhang wurden LC-IMS-MS-Methoden für die Überwachung von Pestiziden und in geringerem Maße von Tierarzneimitteln und Mykotoxinen in Lebensmitteln vorgeschlagen9.
Aufgrund ihres hohen Auflösungsvermögens und ihrer Selektivität erweisen sich LC/GC-IMS-MS-Plattformen als die nützlichsten Werkzeuge, um einige der aktuellen Herausforderungen in der Lebensmittelsicherheit zu bewältigen, insbesondere im Zusammenhang mit isomeren Gemischen. Die gesundheitlichen Bedenken in Bezug auf isomere Gemische als Lebensmittelkontaminanten spiegeln sich in den geltenden europäischen Rechtsvorschriften wider, die beispielsweise die Höchstkonzentration von sechs Hauptmutterkornalkaloiden (EA) und den entsprechenden sechs Epimeren in mehreren Lebensmitteln begrenzen10.
EAs stellen eine Familie toxischer Sekundärmetaboliten dar, die von einer Vielzahl von Pilzen produziert werden, hauptsächlich aus der Familie der Clavicipitaceae (z. B. Claviceps purpurea, der aufgrund seines breiten Wirtsspektrums der wichtigste EA-Produzent ist), aber auch von Trichocomaceae, die den Samenkopf lebender Pflanzen (wie Roggen, Gerste, Weizen und Hafer) zum Zeitpunkt der Blüte parasitieren können11. 12. Schadenfreude Unter bestimmten Bedingungen, insbesondere bei Temperatur und Wasseraktivität, können Clavizeps-Pilze EAs produzieren, die sich in Fruchtkörpern, den sogenannten Sklerotien oder Mutterkorn, in der Wirtskultur anreichern. Bis zu einem gewissen Grad können EAs der Verarbeitung des Rohstoffs bis zum Erreichen des Endprodukts standhalten; daher in die Nahrungskette einzubrechen. Die Einnahme kontaminierter Lebensmittel kann zu einer EA-Vergiftung führen, die als Ergotismus bekannt ist und sich mit akuten Symptomen wie Bauchschmerzen, Erbrechen, Brennen der Haut, Schlaflosigkeit und Halluzinationen äußert13. Um die Auswirkungen von EA auf die menschliche Gesundheit zu verringern, hat die Europäische Kommission in mehreren Lebensmitteln Höchstgehalte für die Summe der wichtigsten EA festgelegt: die R-Epimere Ergometrin (Em), Ergotamin (Et), Ergosin (Es), Ergocristin (Ecr), Ergokryptin (Ekr) und Ergocornin (Eco) und die entsprechenden S-Epimere: Ergometrinin (Emn), Ergosinin (Esn), Ergotaminin (Etn), Ergocorninin (Econ), Ergokryptinin (Ekrn), und Ergocristinin (Ecrn). Diese Verbindungen können von R- in S-Formen und umgekehrt epimerisieren, insbesondere bei starker Lichteinwirkung, längerer Lagerung oder Kontakt mit einigen Lösungsmitteln bei hohem oder niedrigem pH-Wert von 12. Obwohl der Anteil der R- und S-Formen unter verschiedenen Bedingungen variieren kann, stellte das CONTAM-Gremium der EFSA nach Überprüfung der verfügbaren Literatur zu EA in Lebensmitteln ein höheres Vorkommen von R-Formen als von S-Formen fest 14. Daher variieren die MLs in Abhängigkeit von mehreren Faktoren, wie z. B. der Anfälligkeit der Pflanze, dem Verarbeitungsgrad oder der Häufigkeit des Verbrauchs. Im EU-Rahmen wurden die Mindestwertmengen für gemahlene Erzeugnisse aus Gerste, Weizen, Dinkel und Hafer auf 50 bzw. 150 μg/kg (je nach Aschegehalt von weniger oder mehr als 900 mg/100 g) festgesetzt, während für Getreide, das direkt für den menschlichen Verzehr bestimmt ist, ein Mindestwert von 150 μg/kg erhoben wird, mit Ausnahme von Säuglingsnahrung auf Getreidebasis. in denen das ML auf 20 μg/kgreduziert wird 10.
Diese strenge Gesetzgebung erfordert Analysemethoden, die empfindlich genug sind, um die Spurenkonzentration (μg/kg) zu bestimmen und gleichzeitig regulierte EAs und ihre entsprechenden Epimere ordnungsgemäß zu identifizieren, da beide Formen, R- und S-Isomere, zusammen in kontaminierten Proben gefunden werden können. Diese Aufgabe stellt eine große Herausforderung dar, da jedes Toxin-Epimer-Paar genau die gleiche Masse und das gleiche Fragmentierungsmuster aufweist. Darüber hinaus kann eine ordnungsgemäße chromatographische Trennung zwischen beiden Verbindungen komplex sein. Daher sind gut optimierte LC-Gradienten erforderlich, um Fehlquantifizierungen zu vermeiden, wenn EA-Epimere in Lebensmittelproben gleichzeitig auftreten. Obwohl mehrere Studien über LC-MS-Methoden zur eindeutigen Bestimmung von EAs berichtet haben 15,16,17,18, muss die chromatographische Methode umfassend untersucht werden, um eine angemessene Trennung der chromatographischen Peaks zu erreichen und EAs eindeutig zu identifizieren. Dies ist jedoch bei Mehrklassenmethoden, bei denen Kontaminanten, die zu verschiedenen chemischen Familien gehören, gleichzeitig bestimmt werden, in der Regel nicht realisierbar. In diesem Zusammenhang berichtete eine kürzlich von Carbonell-Rozas, Hernández-Mesa et al.19 durchgeführte Studie über eine LC-IMS-MS-Methode zur Quantifizierung von EAs in Weizen- und Gerstenproben, bei der zwei verschiedene TWIMS-Instrumente verwendet wurden, die reproduzierbare CCS-Werte und niedrige Bestimmungsgrenzen (LOQs) lieferten, um eine Nichteinhaltung in Übereinstimmung mit den geltenden Rechtsvorschriften zu erkennen. Daher ist es das Ziel dieses Protokolls zu zeigen, wie die Integration von IMS in LC-MS-Arbeitsabläufe zur Trennung isomerer EAs beiträgt und die Selektivität der Analysemethode erhöht. Darüber hinaus wird veranschaulicht, wie die Generierung von CCS-Bibliotheken durch die Charakterisierung analytischer Standards eine höhere Zuverlässigkeit bei der Identifizierung von Mykotoxinen bietet. Mit diesem Protokoll sollen die Vorteile der Implementierung von IMS in der Lebensmittelsicherheitsanalyse am Beispiel der Bestimmung von EA in Getreide klar erläutert werden. Dieses Protokoll befasst sich mit der Probenbehandlung auf der Grundlage eines QuEChERS-Verfahrens, der Probenanalyse mittels LC-TIMS-MS und der IMS-Datenextraktion und -interpretation.
1. Vorbereitung von Lager-, Zwischen- und Arbeitsstandardlösungen
HINWEIS: Verwenden Sie Nitrilhandschuhe, einen Laborkittel und eine Schutzbrille.
2. Vorbereitung der Reagenzien und Lösungen
HINWEIS: Verwenden Sie Nitrilhandschuhe, einen Laborkittel und eine Schutzbrille.
3. Einstellen von instrumentellen Parametern
HINWEIS: Das Instrument, das zur Durchführung dieser LC-IMS-MS-Studie verwendet wurde, war ein UHPLC-Gerät, das mit einem IM-HRMS gekoppelt war und mit einer vakuumisolierten sonde mit beheizter Elektrospray-Ionisation (VIP-HESI) ausgestattet war. Das Gerät wurde im positiven Modus betrieben.
4. Datenerfassung aus analytischen Standards der Umweltverträglichkeitsprüfungen
HINWEIS: Verwenden Sie Nitrilhandschuhe, Laborkittel und Schutzbrille nur für Schritt 4.1.
5. Datenaufbereitung zur Erstellung einer Quantifizierungsmethode
6. Erstellung eines Datenverarbeitungsverfahrens zur routinemäßigen Bestimmung von Mutterkornalkaloiden
7. Probenahme
8. Vorbereitung der Probe
9. Quantitative Datenaufbereitung
Zunächst wurden funktionierende Standardlösungen in das LC-IMS-MS-Instrument injiziert, um alle Identifikationsmerkmale (d.h. Retentionszeit, CCS und Massenspektren) jedes hier analysierten EA zu erhalten. Da die Identifikationsparameter, mit Ausnahme der genauen Masse, zunächst unbekannt waren, basierte die Erfassungsmethode auf einem Two-Scan-Ereignis, beginnend mit einem vollständigen Scan des gesamten Massenspektrums, gefolgt von einer bbCID. Die retrospektive Herangehensweise an diese Studie wird durch das hochauflösende Massenspektrometer Q-TOF ermöglicht, das Daten ohne Eingabe oder vorherige Information über die Analyten erfasst und generiert. Die exakte Masse jedes EA-Epimerpaares wurde in den erfassten Daten durchsucht, um auch ihre anderen Identifikationsmerkmale (d.h. Retentionszeiten und CCS-Werte) zu erhalten, die zur Erstellung einer quantitativen Methode für die Probendatenverarbeitung verwendet werden. Die experimentellen Parameter, die nach der Analyse erhalten wurden, sind in Tabelle 1 aufgeführt.
Die chromatographische Trennung lieferte klare und gut aufgelöste Peaks für jedes Haupt-EA-Epimer-Paar mit Ausnahme von Et und Etn (Abbildung 3). Die Ähnlichkeiten zwischen den Retentionszeiten der chromatographischen Peaks von Et (6,85 min) und Etn (6,98 min) führten zu einer unzureichenden Auflösung zwischen ihnen, was eine leichte Überlappung aufweist und folglich zu einer Fehlquantifizierung führen kann, da die Retentionszeiten über die Läufe hinweg driften können. Nichtsdestotrotz wird in den Ionenmobilitätsspektren eine Basislinientrennung desselben Molekülpaares beobachtet (Abbildung 4), wodurch für jeden Analyten unterscheidbare CCS-Werte erhalten werden; Dies zeigt die Vorteile der Implementierung von IMS bei der Arbeit mit einer Reihe strukturell ähnlicher Verbindungen.
Nachdem die Identifizierungsparameter für jede EA festgelegt waren, wurde der Probensatz in Übereinstimmung mit den geltenden europäischen Rechtsvorschriften für die Validierung von Analysemethoden20 erstellt. Basierend auf dem von den europäischen Behörden festgelegten ML wurden drei Kalibrierstufen ausgewählt: der Grenzwert selbst (150 μg/kg), das 1,5-fache des ML (225 μg/kg) und das 0,5-fache des ML (75 μg/kg). Es ist sehr wichtig zu bedenken, dass dieses ML der Gesamtsumme der 12 EAs entspricht. Zu Validierungszwecken wurde ein gleicher Beitrag für die ML in Betracht gezogen; somit korrelierten die getesteten Konzentrationen mit 12,50, 18,75 bzw. 6,25 μg/kg für jeden EA. Darüber hinaus wurde ein Satz von acht Blindproben und zwei Kalibrierkurven in sauberem Lösungsmittel (Standard-Kalibrierkurve) zusammen mit einer matrixangepassten Kalibrierkurve hergestellt und innerhalb derselben analytischen Charge analysiert. Der lineare Bereich wurde über sieben Punkte im Konzentrationsbereich von 0,08 bis 41,6 ng/L ausgewertet (instrumentelle Konzentrationsniveaus für jeden EA). Die Leistung der Methode ist in Tabelle 2 dargestellt.
Zunächst wurden die Kalibrierungskurven für jede Verbindung in der quantitativen Software erstellt und der lineare Bereich anhand der Peakfläche in Abhängigkeit von der Analytkonzentration bewertet. Es ist wichtig, eine gute lineare Anpassung (R2 > 0,99) zu erreichen und gleichzeitig eine relative Standardabweichung von weniger als 20 % in Bezug auf die Genauigkeit für jedes Konzentrationsniveau zu gewährleisten. Dazu kann die Gewichtung der Kurve auf "1/x" umgeschaltet werden. Eine gute Linearität wurde für alle Analyten im linearen Bereich von 2,6-41,3 ng/ml (1,95-31,2 g/kg in Proben) beobachtet; Bei einigen Analyten war der lineare Bereich mit einer unteren Grenze bei 0,65 ng/mL sogar noch breiter, während ein Signal-Rausch-Verhältnis von über 10 beibehalten wurde. Abbildung 5 zeigt ein Beispiel für die (a) Standard- und (b) matrixangepasste Kalibrierkurve für Econ.
Der Vergleich zwischen den Steigungen von Standard- und matrixangepassten Kalibrierkurven gibt Aufschluss darüber, wie sich die potentiellen Ko-Elutanten aus der Matrix auf die Analyse auswirken können. Diese Störung wird als Signalunterdrückungs-/Verstärkungseffekt (SSE) bezeichnet und kann durch Vergleichen der Steigungen beider Kalibrierkurven und Anwendung der folgenden Gleichung beurteilt werden:

Wie in Tabelle 2 gezeigt, lag der SSE zwischen -23 und 18 %, was darauf hindeutet, dass das Vorhandensein der Matrix fast keinen Einfluss auf die Ionisation der Analyten hat; Daher kann ihre Quantifizierung anhand der Standardkalibrierkurve erfolgen.
Da der Einfluss der Matrix bekannt ist, besteht der nächste Schritt in der Quantifizierung der dotierten Proben auf den drei zuvor genannten Konzentrationsniveaus unter Verwendung der Kalibrierungskurven, um zu bewerten, wie viel des anfänglichen EA nach dem Extraktionsprozess wiedergewonnen wird. Aufgrund des gezeigten niedrigen SSE wurden die in Lösungsmittel erstellten Kalibrierkurven in der quantitativen Software verwendet, um die Konzentration der dotierten Proben automatisch zu bestimmen. Zur Berechnung der Wiederfindung wurde dann die gemessene Konzentration mit der theoretischen Konzentration nach dieser Gleichung verglichen:

Alle Analyten zeigten Wiederfindungswerte im Bereich von 72-117% für alle Konzentrationsniveaus. Dies bedeutet, dass die Methode Messungen der Konzentration in den dotierten Proben lieferte, die nahe genug an den theoretischen Werten lagen, und somit eine korrekte Richtigkeit zeigte. Nichtsdestotrotz zeigte die Methode eine begrenzte Genauigkeit für Etn, dessen Konzentrationswerte zwischen 43 % und 45 % lagen, bezogen auf die theoretischen Anreicherungswerte. Die Genauigkeit der Messungen wurde durch Berechnung der relativen Standardabweichung (RSD) der Wiederfindungsraten für jeden Anreicherungsgrad überprüft, der innerhalb desselben Tages (RSDr, n = 3) und während der gesamten Studie (RSDWR, n = 9) erzielt wurde. Es wurde eine akzeptable Genauigkeit beobachtet, wenn man bedenkt, dass alle Werte unter 20 % schwankten.
Um die Sensitivität der vorgeschlagenen Methode zu bewerten, wurden schließlich LOQs auf der Grundlage der matrixangepassten Kalibrierungskurve geschätzt. In diesem Protokoll wurden diese Werte als die niedrigste Konzentration innerhalb des linearen Bereichs der Kurve bestimmt, die eine Abweichung von unter 20 % vom theoretischen Wert und ein Signal-Rausch-Verhältnis von über 10 aufwies. Wie in Tabelle 2 gezeigt, lagen die LOQs zwischen 0,65 und 2,60 ng/ml (0,49 bis 1,95 μg/kg in Proben).

Abbildung 1: Schematischer Arbeitsablauf für die Erstellung von Zwischen- und Arbeitsstandardlösungen. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Abbildung 2: Arbeitsliste für die LC-IMS-MS-Analyse in der Validierungsstudie von gepoolten Getreideproben. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Abbildung 3: Überlappende extrahierte Ionenchromatogramme der analysierten EAs. Abkürzungen: EAs = Mutterkornalkaloide; Öko = Ergocornin; Econ = Ergocorninin; Ecr = Ergokristin; Ecrn = Ergokristinin; Ekr = Ergokryptin; Ekrn = Ergokryptinin; Emn = Ergometrinin; Es = Ergosine; Esn = Erosiinin; Et = Ergotamin; Etn = Ergotaminin. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Abbildung 4: Extrahiertes Ionenchromatogramm (oben) und Ionenmobilitätsspektren (unten) von Et und Etn. Abkürzungen: Et = Ergotamin; Etn = Ergotaminin. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.

Abbildung 5: Kalibrierkurven von Econ. (A) Reines Lösungsmittel und (B) matrixangepasst. Abkürzung: Econ = Ergocorninin. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
| Analyten | Rt (min) | CCS (Å2) | [M+H]+ (m/z) |
| Öko | 6.95 | 231.67 | 562.3029 |
| Econ | 8.21 | 229.96 | 562.3029 |
| Ecr | 8.61 | 237.74 | 610.3029 |
| Ercn | 9.85 | 235.56 | 610.3029 |
| Ekr | 8.15 | 233.61 | 576.3185 |
| Ekrn | 9.38 | 229.93 | 576.3185 |
| Em | 3.57 | 179.35 | 326.1668 |
| Emn | 4.48 | 179.01 | 326.1668 |
| Es | 6.41 | 229.29 | 548.2872 |
| Esn | 6.54 | 226.65 | 548.2872 |
| Et | 6.85 | 230.33 | 582.2716 |
| Etn | 6.98 | 228.3 | 582.2716 |
Tabelle 1: Charakterisierte LC-IMS-MS-Parameter zur eindeutigen Identifizierung von Mutterkornalkaloiden unter Anwendung des in diesem Protokoll beschriebenen Verfahrens. Abkürzungen: Rt = Retentionszeit; CCS = Kollisionsquerschnitt; LC-IMS-MS = Flüssigkeitschromatographie-Ionenmobilitäts-Massenspektrometrie.
| Rückgewinnung (%) | Genauigkeit (%) [RSDr, (RSDWR)] | ||||||||
| Analyten | Linearität (R2) | SSE (%) | 0,5 ML | ML | 1,5 ML | 0,5 ML | ML | 1,5 ML | LOQ in der Probe (μg/kg) |
| Öko | 0.9937 | -23 | 114 | 111 | 100 | 6 (15) | 4 (19) | 13 (17) | 0.49 |
| Econ | 0.9915 | -12 | 105 | 117 | 124 | 6 (10) | 7 (18) | 8 (14) | 0.49 |
| Ecr | 0.9965 | 18 | 79 | 107 | 110 | 13 (19) | 13 (18) | 6 (18) | 0.49 |
| Ercn | 0.9906 | -20 | 99 | 110 | 104 | 10 (15) | 11 (10) | 12 (10) | 0.49 |
| Ekr | 0.992 | -10 | 106 | 101 | 93 | 6 (9) | 7 (7) | 10 (9) | 0.49 |
| Ekrn | 0.9925 | -16 | 97 | 118 | 114 | 5 (11) | 7 (4) | 9 (9) | 0.98 |
| Em | 0.9947 | -9 | 72 | 79 | 74 | 7 (8) | 6 (5) | 9 (9) | 0.98 |
| Emn | 0.9909 | -32 | 83 | 87 | 84 | 6 (5) | 11 (10) | 7 (9) | 1.95 |
| Es | 0.9953 | -16 | 89 | 112 | 111 | 5 (7) | 8 (5) | 15 (8) | 0.98 |
| Esn | 0.9971 | -13 | 86 | 90 | 81 | 3 (6) | 14 (12) | 10 (10) | 0.49 |
| Et | 0.9953 | -16 | 79 | 88 | 81 | 12 (15) | 19 (18) | 11 (20) | 0.98 |
| Etn | 0.9997 | -1 | 45 | 43 | 44 | 9 (12) | 5 (13) | 12 (17) | 0.98 |
Tabelle 2: Methodenleistung von EAs in Bezug auf Linearität, Matrixeffekt, Wiederfindung, Präzision und Quantifizierungsgrenzen. Abkürzungen: Eco = Ergocornine; Econ = Ergocorninin; Ecr = Ergokristin; Ecrn = Ergokristinin; Ergokryptin = Ekr; Ergokryptinin = Ekrn; Emn = Ergometrinin; Es = Ergosine; Esn = Erosiinin; Et = Ergotamin; Etn = Ergotaminin; LOQ = Bestimmungsgrenze; ML = Maximaler Pegel; RSDr = relative Standardabweichung der Wiederholbarkeit; RSDWR = innerhalb der relativen Standardabweichung des Labors; SEE = Unterdrückungs-/Verstärkungseffekt.
Die Autoren haben keine Interessenkonflikte offenzulegen.
Dieses Protokoll stellt eine validierte Massenspektrometrie mit Flüssigchromatographie, Ionenmobilität und hoher Auflösung vor, um das Vorhandensein von Mutterkornalkaloiden in Lebensmitteln in Übereinstimmung mit der kürzlich veröffentlichten Verordnung (EU) 2023/915 der Kommission zu bestimmen.
Diese Forschung wurde von der Consejería de Universidad, Investigación e Innovación - Junta de Andalucía (PROYEXCEL_00195) und dem Postdoktorandenstipendium der Generalitat Valenciana und des Europäischen Sozialfonds+ (CIAPOS/2022/049) finanziert. Die Autoren danken dem "Centro de Instrumentación Científica (CIC)" an der Universität Granada für den Zugang zu den in diesem Protokoll verwendeten analytischen Instrumenten.
| Acetonitril | VWR | 83640.32 | |
| Braunglasröhrchen 4 mL | VWR | 548-0052 | |
| Braunglasröhrchen 12 mL | VWR | 548-0903 | |
| Braune Fläschchen 1,5 mL | Agilent | 5190-9063 | |
| Ammoniumcarbonat | Fluka | 9716 | |
| Analysenwaage BAS 31 | Boeco | 4400519 | |
| Waage CP 323 S | Sartorius | 23-84182 | |
| C18 | Supelco | 52604-U | |
| Zentrifugenröhrchen, 15 mL | VWR | 525-1082 | |
| Zentrifugenröhrchen, 50 mL | VWR | 525-0155 | |
| Zentrifuge Universal 320 R | Hettich | 1406 | |
| Kompass HyStar | Bruker | Erfassungssoftware | |
| Datenanalyse | Bruker | Qualitative Software | |
| Elue PLUS UHPLC | Bruker | ||
| EVA EC-S Verdampfer | VLM | V830.012.12 | |
| Ameisensäure GR für die Analyse ACS, Reag. Ph Eur | Merck | 100264 | |
| Grinder TitanMill300 | Cecotec | 1559 | |
| Methanol | VWR | 83638.32 | |
| Milli-Q Wasseraufbereitungssystem (18,2 MΩ cm) | Millipore | ZD5211584 | |
| Pipettenspitzen 1- 5 mL | Labortecnic | 162005 | |
| Pipettenspitzen 100 - 1000 & Mikro; L | Labortecnic | 1622222 | |
| Pipettenspitzen 5 - 200 µ L | Labortecnic | 162001 | |
| Pippette Transferpette S variabel, DE-M 10 - 100 & micro; L | MARKE | 704774 | |
| Pippette Transferpette S variabel, DE-M 100 - 1000 & micro; | L MARKE | 704780 | |
| Pippette Transferpette S variabel, DE-M 500 - 5000 & micro; L | MARKE | 704782 | |
| Spritze 2 mL | VWR | 613-2003 | |
| Spritzenfilter 13 mm, 0,22 Mikro; m | Phenomenex | AF-8-7707-12 | |
| TASQ | Bruker | Quantitative Software | |
| timsTOFPro2 IM-HRMS | Bruker | ||
| Vortex Genie 2 | Scientific Industries | 15547335 | |
| Zorbax Eclipse Plus RRHD C18 Säule (50 x 2,1 mm, 1,8 & Mikro; m Partikelgröße) | Agilent | 959757-902 | |
| Z-Sep+ | Supelco | 55299-U | Sorptionsmittel auf Zirkonoxidbasis |
| Mutterkornalkaloide< | strong>CAS Register Sorptionsmittel | ||
| Ergocornine (Eco) | Techno Spec | E178 | 564-36-3 |
| Ergocorninin (Econ) | Techno Spec | E130 | 564-37-4 |
| Ergocristin (Ecr) | Techno Spec | E180 | 511-08-0 |
| Ergocristinin (Ecrn) | Techno Spec | E188 | 511-07-9 |
| Ergokryptin (Ekr) | Techno Spec | E198 | 511-09-1 |
| Ergopkryptinin (Ekrn) | Techno Spec | E190 | 511-10-4 |
| Ergometrin (Em) | Romer Labs | "002067" | 60-79-7 |
| Ergometrinine (Emn) | Romer Labs | LMY-090-5ML | 479-00-5 |
| Ergosin (Es) | Techno Spec | E184 | 561-94-4 |
| Ergosinin (Esn) | Techno Spec | E194 | 596-88-3 |
| Ergotamin (Et) | Romer Labs | "002069" | 113-15-5 |
| Ergotaminin (Etn) | Romer Labs | "002075" | 639-81-6 |