Разработка жидких калибровочных стандартов для анализа микотоксинов: за кадром

Многие аккредитованные лаборатории используют эталонные материалы, чтобы продемонстрировать прослеживаемость и надежность результатов своих анализов. Гораздо менее известно о том, как производят эти эталонные материалы.

Эталонными материалами или калибрантами называют соединения или объекты с одной или несколькими определенными величинами свойств, используемых в качестве критерия или эталона сравнениядля методов измерения. Принимая во внимание важность безопасности потребителей пищевой икормовой промышленности, анализ микотоксинов подразумевает использование эталонных материалов с целью получения точных и надежных результатов.

Постоянно присутствующая опасность

Микотоксины – это природные вторичные метаболиты плесневых грибов, токсичные для животных и людей. Плесневые грибы вырастают на поле и во время хранения. Более 380 микотоксинов уже было идентифицировано почти во всех сельскохозяйственных товарах по всему миру, и токсичность каждого вещества существенно отличаетсяот других. Наличие предварительно установленных максимально разрешенных концентраций различных микотоксинов в растительном сырье, например, в злаковых, пшенице или кукурузе, принуждает производителей товаров тщательно исследовать свои образцы в аналитической лаборатории, чтобыубедиться в качестве своей продукции.

Гравиметрическая подготовка

Часто плесневой гриб, растущий в оптимальных условиях – достаточно высокая температура, высокая влажность и подходящий субстрат, – может вырабатывать микотоксины. История эталонных материалов в лаборатории начинается с попытки адаптации условий искусственного роста таким образом, чтобы получить оптимальный выход микотоксинов. Это подразумевает использование подходящего рода плесневых грибов, поскольку каждый вид плесневых грибов вырабатывает свой особенный тип метаболитов, число которых может достигать нескольких сотен. Чрезвычайно важно поддерживать жизнедеятельность штамма плесневых грибов для производства. Поскольку жизнеспособность и функциональность штамма плесневых грибов являются основой всех видов деятельности, с вязанныхс процессами производства эталонных материалов, над ними устанавливают постоянный мониторинг.
Плесневые грибы – это живые организмы, которые современем могут мутировать или даже дегенерировать, что приведет к снижению выхода микотоксинов. После определенного периода хранения могут образоваться новые метаболиты, что также окажет существенное влияние на процесс выделения. Необходимо регулярно обновлять штаммы для того, чтобы противодействовать мутациям, примесям или другимнежелательным характеристикам.
Первый этап, ферментация, напрямую зависит от создания наиболее вкусных, в буквальном смысле, лабораторных условий, содействующих росту плесневого гриба. Оптимальные условия могут быть разными для разных штаммов, поэтому такиекомпоненты, как соли и минералы, предоставляют в качестве источника питательных веществ. Плесневому грибу позволяют расти в течение какого-то времени– от нескольких дней до нескольких недель – и за этовремя он метаболизирует свою среду.
После завершения ферментации и тщательного контроля за процессом микотоксин извлекают из материала среды c помощью соответствующего органического разбавителя. В зависимости от молекулярной структуры, это может быть полярный или неполярный органический разбавитель. Во время ферментации плесневые грибы, в основном, помимо целевого токсина, вырабатывают примеси, например, другие метаболиты, красители, масла и т.д.
В результате полученный неочищенный экстракт часто содержит много примесей. Во время выделения или очищения микотоксин поэтапно доводят до целевой чистоты в >98%, используя различные хроматографические и подготовительные приложения разной селективности.
У некоторых токсинов удобная молекулярная структура, их можно кристаллизовать из перенасыщенного раствора полярных или неполярных растворителей. Такого результата достигают, например, путем охлаждения раствора, выпаривания кристаллизующего растворителя или смешивания нескольких растворителей разной полярности. Возможно получение других токсинов в кристаллической или порошкообразной форме путем лиофилизации. Таким образом, с помощью кристаллизации уровень чистоты токсина снова повышают до тех пор, пока не будет получена целевая чистота.

Контроль качества

Для определения/подтверждения чистоты полученного сырья используют ВЭЖХ, УФ-фотометри ВЭЖХ-МС. В зависимости от токсина это можетбыть, например, высокоэффективная жидкостнаяхроматография в сочетании с детекцией надиодной матрице, флуоресцентная детекция илиподобные методы с исппользованием УФ фотометра(качественный и количественный анализ соединения)или высокоэффективная жидкостная хроматографияв сочетании с масс-спектрометрией. МС особеннонеобходима для вышеуказанного определенияизотопной чистоты (например, > 98% 13C атомов) микотоксинов, меченых изотопом 13C. Эталонныематериалы для анализа микотоксинов имеют своюнишу на рынке. Таким образом, иногда трудно найтисоединения для сравнения, которые доступны нарынке и могут быть использованы для промышленногоконтроля и для контроля качества.

Таблице 1 представлено большое количество проблем, которые могут возникнуть на этапах производства и контроля качества, а также их решения, осуществляемые в Romer Labs.

Поставка

После прохождения последнего контроля качества твердый микотоксин растворяют для дальнейшего использования в качестве жидкого эталонного материала для анализа микотоксинов. Затем жидкий калибровочный раствор разливают во флаконы и составляют сертификат анализа, указывая в нем величину свойства и ее неопределенность, котора ясопровождает каждый калибрант.