Ionenmobilitäts-Tandemmassenspektrometer mit Ionenfalle und Micro-HPLC-Kopplung
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Das Tandemmassenspektrometer mit Ionenfalle wurde als hochsensitives Massenspektrometer für verschiedene analytische Fragestellungen eingesetzt, bei denen Substanzen im Spurenbereich quantifiziert werden mussten. Insbesondere die Forschung und Methodenentwicklung im Bereich human biomonitoring wurde durch das LC-MS-System wesentlich vorangebracht. Dies zeigt sich u.a. in der Entwicklung einer ersten dried blood spot-basierten Messmethode für Mykotoxine, die zunächst nur für Ochratoxin A und ein thermisches Abbauprodukt, mittlerweile für 27 verschiedene Mykotoxine und Mykotoxinmetaboliten etabliert wurde. Vergleichbare Methoden wurden auch genutzt um die zelluläre Aufnahme von Ochratoxin A und Analoga in Zellkulturstudien zu untersuchen. Dank der MS3-Fähigkeit des Massenspektrometers durch die Ionenfalle im dritten Quadrupol konnten zudem erstmalig das von den Antragstellern in Lebensmitten nachgewiesene Isomerisierungsprodukt des Mykotoxins Tenuazonsäure, allo-Tenuazonsäure, in humanen Urinproben bestimmt werden. Die hohe Sensitivität des Massenspektrometers wurde ebenfalls für Messungen zur Mykotoxinexposition verschiedener Bevölkerungsgruppen aus Deutschland, Bangladesch und Haiti eingesetzt. Die erhaltenen Daten zeigen dabei erstmalig, dass insbesondere in Bangladesch eine hohe Ochratoxin A, Citrinin und Aflatoxin-Exposition vorliegt. Weiterhin wurde das Gerät für die Analytik von Sekundärmetaboliten und deren Intermediaten in Mutterkornproben sowie zu Untersuchungen von thermischen Abbauprodukten von T2-Toxin eingesetzt. Die hohe Sensitivität und die MS3-Fähigkeit des LC-MS-Systems wurden ebenfalls für die Entwicklung von Methoden zum Nachweis und zur Quantifizierung von Allergenen im Spurenbereich in Lebensmitteln eingesetzt. Hierzu wurden zunächst Markerpeptide für die bekannten Allergene aus Mandeln, Cashew, Haselnüssen, Erdnüssen, Pistazien und Walnüssen identifiziert und diese dann spezifisch mit dem Massenspektrometer fragmentiert. Die zusätzliche Fragmentierung in der Ionenfalle des dritten Quadrupols als MRM3-Experiment führte bei dieser Methode dazu, dass eine um ca. den Faktor 30 höhere Sensitivität im Vergleich zu klassischen MRM-Experimenten erreicht werden konnte. Dies hat zur Folge, dass für die Allergene niedrige Nachweisgrenzen von ca. 1 ng/kg Lebensmittel erzielt wurden. Das LC-MS/MS System wurde zudem eingesetzt, um erstmalig die Modifizierung der Lebensmittelkontaminante Acrylamid durch Bindung an das B-Vitamin Niacin bei der Röstung von Kaffee zu bestimmen. Bei den durchgeführten ersten Studien konnte mittels MRM Experimenten der zeitliche Verlauf dieser möglichen Detoxifizierungsreaktion aufgezeichnet werden.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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A comparative study of the human urinary mycotoxin excretion patterns in Bangladesh, Germany, and Haiti using a rapid and sensitive LC-MS/MS approach. Mycotoxin Research
Gerding, J. et al.
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Detection and Quantitative Analysis of the Non-cytotoxic allo-Tenuazonic Acid in Tomato Products by Stable Isotope Dilution HPLC-MS/MS. Journal of Agricultural and Food Chemistry
Hickert, S. et al.
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Determination of exposure to the alternaria mycotoxin tenuazonic acid and its isomer allo-tenuazonic acid in a German population by stable isotope dilution HPLC- MS3. Journal of Agricultural and Food Chemistry
Hövelmann, Y. et al.
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MRM3-based LC-MS multi-method for the detection and quantification of nut allergens. Analytical and Bioanalytical Chemistry DOI: 10.1007/s00216-016-9888-y
Korte, R. et al.
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Multi-mycotoxin analysis using dried blood spots and dried serum spots. Analytical and Bioanalytical Chemistry
Osteresch, B. et al.
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New High-Performance Liquid Chromatography Coupled Mass Spectrometry Method for the Detection of Lobster and Shrimp Allergens in Food Samples via Multiple Reaction Monitoring and Multiple Reaction Monitoring Cubed. Journal of Agricultural and Food Chemistry
Korte, R. et al.
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Impact of Mechanical and Thermal Energies on the Degradation of T-2 and HT-2 Toxins during Extrusion Cooking of Oat Flour. Journal of Agricultural and Food Chemistry
Schmidt, H.S. et al.
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Biomonitoring using dried blood spots: Detection of ochratoxin A and its degradation product 2'R- ochratoxin A in blood from coffee drinkers. Molecular Nutrition and Food Research
Cramer, B. et al.
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Detection of the tremorgenic mycotoxin paxilline and its desoxy analog in ergot of rye and barley: a new class of mycotoxins added to an old problem. Analytical and Bioanalytical Chemistry
Bauer, J. et al.
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Analysis of ochratoxin A in dried blood spots - Correlation between venous and finger-prick blood, the influence of hematocrit and spotted volume. Journal of Chromatography B
Osteresch B. et al.
