Schnell quantifizieren

Rückstandsanalyse von Tierarzneimitteln in Hühnerfleisch

Die gekoppelte Methode QSight™ triple quad LC/MS/MS kann für das schnelle Screening und die Analyse von über 70 Tierarzneimitteln in Hühnerfleisch mit niedrigen LOQ-Werten eingesetzt werden.

Entnahme einer Fleischprobe im Labor © iStock/ didesign021

Tierarzneimittel werden in der Tierhaltung verwendet, um Krankheiten zu behandeln, Infektionen zu verhindern und das Wachstum von Tieren zu schützen, und um damit letztendlich qualitativ hochwertige Lebensmittelprodukte zu erzeugen. Der unsachgemäße Einsatz von Medikamenten in der Tierhaltung kann jedoch zu Verstößen betreffend der Rückstände in Lebensmitteln und zu möglichen Gesundheitsrisiken führen, insbesondere zu einer potenziellen Antibiotikaresistenz bei Tier und Mensch. Regulierungsbehörden haben weltweit Rückstandshöchstgehalte (Maximum Residue Levels, kurz MRL) oder Toleranzen von Tierarzneimitteln in Lebensmitteln festgelegt (so legen die Vereinten Nationen und die Europäische Union beispielsweise fest: „Rückstandshöchstmengen von Arzneimittelrückständen in Lebensmitteln“).1, 2 Im Folgenden beschreiben die Autoren die Analyse von Tierarzneimitteln in Hühnerfleisch mit dem QSight Triple Quad.

Einzelmethode mit über 70 Tierarzneimitteln
In einer Studie haben die Autoren eine Methode zur Analyse von über 70 Medikamenten (für 13 verschiedene chemische Klassen von Sulfonamiden, Tetracyclinen bis hin zu β-Lactamen / Cephalosporinen) in Hühnerfleisch mittels UHPLC/MS/MS entwickelt. Aufgrund der hohen Empfindlichkeit des QSight Massenspektrometers und seiner StayClean™-Technologie (Hot-Surface Induced Desolvation Interface, kurz HSID™)3 und Laminar Flow Ion Guide™ können vier Probenextrakte direkt analysiert werden, ohne zeitaufwändige Verdampfung des Lösungsmittels und Schritte für die Analytkonzentration.

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Bild 1: Matrixeffekte von Hühnerfleischproben auf die Wirkstoffanalyten vs. Retentionszeit. © PerkinElmer

Die Probenvorbereitung erfolgte unter Verwendung von zertifizierten Bio-Hühnerproben als unbelastete Matrix für die Validierung der Methode. 2 g einer Probe wurden in ein Zentrifugenröhrchen eingewogen, mit internen Standards versetzt, mit den gewünschten Analyten angereichert und mit 10 ml Extraktionslösung (Acetonitril/Wasser: 4/1 in V / V) extrahiert. Nach der Zentrifugation wurde der Extrakt direkt durch LC/MS/MS oder im Vergleich nach Reinigungsverfahren – durch dispersive Festphasenextraktion (d-SPE) mit verschiedenen Sorbenzien durchgeführt – analysiert.

Starke Matrixeffekte sind einige der Hürden, mit denen man sich bei der Arbeit mit „verunreinigten“ Proben wie Lebensmitteln konfrontiert sieht. Diese Effekte stellen insbesondere bei der Lebensmittelanalyse aufgrund der Vielfalt und Komplexität ihrer Probenmatrizes eines der Hauptprobleme bei der Entwicklung von LC/MS/MS-Methoden dar (Bild 1).

Bild 2: Kalibrierungskurven für Hydroxyl-Dimetridazol (A), 5-Hydroxy-thiabendazol (B), Nafcillin (C) und Dicloxacillin (D), erhalten aus Standards, die in einer Hühner-Probenmatrix hergestellt wurden. © PerkinElmer

Linearität, Präzision und Bestimmungsgrenze
Die Kalibrierung wurde, abhängig von der Verbindung, sowohl in Matrix-angepassten als auch reinen Reagenzien-Standards im Bereich von 1 bis 1 600 ng/g durchgeführt. Die Bestimmungsgrenze der Methode wurde für Konzentrationen mit einem Signal/Rausch (S/N)-Verhältnis von > 10 bestimmt. Alle Kalibrierungskurven, basierend sowohl auf Reagenzien allein als auch der Hühnerfleisch-Probenmatrix, zeigten eine gute Linearität mit einem Korrelationskoeffizienten (R²) > 0,99 (typische Beispiele für Kalibrierungskurven sind in Bild 2 zu sehen). Für die meisten der untersuchten Arzneimittel zeigte die Methode auch eine gute Genauigkeit mit einer RSD von weniger als 20 %. Die Ergebnisse zeigten, dass die entwickelte Methode für das umfassende, schnelle Screening und die Quantifizierung von Tierarzneimittelrückständen in Hühnerfleischproben eingesetzt werden kann.

Fazit
In dieser Studie wurde ein kostengünstiges Verfahren zur umfassenden Rückstandsanalyse von Tierarzneimitteln in Hühnerfleisch entwickelt, indem ein UHPLC-System an ein QSight 220-Triple-Quad-Massenspektrometer gekoppelt wurde. Die Methode kann für das schnelle Screening und die Analyse von über 70 Tierarzneimitteln in Hühnerfleisch mit niedrigen LOQ-Werten angewendet werden. Die Ergebnisse verschiedener Probenvorbereitungsverfahren zeigten, dass die einfache Direktinjektionsmethode ohne Probenreinigung die insgesamt beste Regeneration aller untersuchten Verbindungen ergab, obwohl Probenmatrizes die Lebensdauer der analytischen Säule beeinflussen können. Mit der StayClean-Ionenquelle und der kommerziellen Verfügbarkeit eines fortschrittlicheren und empfindlicheren Massenspektrometers wie der QSight 400-Serie ist es möglich, Matrixeffekte weiter zu reduzieren und die Robustheit der Methode durch mehr Probenverdünnungen oder geringere Probeninjektion zu verbessern, ohne dass dies Auswirkungen auf das Nachweisvermögen der Probe hat.

Referenzen:
1. Maximum Residue Limits (MRLs) and Risk Management Recommendations (RMRs) for Residues of Veterinary Drugs in Foods. CX/MRL 2-2018. 2018. http://www.fao.org/fao-who-codexalimentarius/codex-texts/maximum-residue-limits/en/
2. VERORDNUNG (EU) Nr. 37/2010 DER KOMMISSION vom 22. Dezember 2009 über pharmakologisch wirksame Stoffe und ihre Einstufung hinsichtlich der Rückstandshöchstmengen in Lebensmitteln tierischen Ursprungs. 2010. https://eur-lex.europa.eu/eli/reg/2010/37(1)/oj
3. PerkinElmer Technical Note (013093-01): QSight StayClean HSID Technology. http://www.perkinelmer.com/lab-solutions/resources/docs/TCH_QSight_StayClean_HSID_Technology(013093_01).pdf
4. PerkinElmer Technical Note (012893A_01): Flow Characteristics of a Laminar Flow Interface for LC/MS/MS. http://www.perkinelmer.com.cn/lab-solutions/resources/docs/TCH-Flow-Characteristics-Laminar-Flow-Interface-LC-MS-012893A_01.pdf

AUTOREN
Jingcun Wu; Josh Ye; Erasmus Cudjoe; Feng Qin
PerkinElmer Inc., Woodbridge, Kanada

Detaillierte Informationen zu Methoden und Daten in der Anwendungsschrift zu Tierarzneimitteln in Hühnerfleisch:
www.perkinelmer.com/lab-solutions/resources/docs/APP_Analysis_of_Veterinary_Drugs_Chicken_014317_01.pdf

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