Mykotoxine: Zwischen Acker, EU-Recht und Endverbraucher

Welche Rolle spielt die Probenvorbereitung?Dr. Marc von Essen - Dezember 2017

Was macht LCTech?

LCTech GmbH

• Wir unterstützen Kunden mit innovativen Produkten und Lösungen für die Probenvorbereitung zur Analytik in den Bereichen Lebensmittel-, Futtermittel- und Umweltanalytik.

• Wir unterstützen darüber hinaus SPE-Anwendungen in pharmazeutischen und forensischen Laboratorien.

Unsere Mission

LCTech GmbH

JE REINER DER EXTRAKT

–

UMSO BESSER DAS ERGEBNIS

Schimmelpilze = Mykotoxineein ubiquitäres Problem!?

Nicht gänzlich zu verhindern, aber einzudämmen.

EU-Recht

Endverbraucher„Acker“ / Erzeuger

Verordnungen z.B. 1881/2006Empfehlungen z.B. 2012/154/EU…(z.B. Oeohlinger et al.)

Intramatrix-Variation(z.B. Stadler et al.)

“Die Dosismacht das Gift”

Mykotoxin-Matrices

Grundlagen der Mykotoxinanalytik

• Aflatoxine: Nüsse, Getreide, Feigen, Gewürze, Trockenfrüchte, Futtermittel

• Deoxynivalenol: Getreide• Fumonisine: Getreide, Mais • Ochratoxin A: Getreide, Trauben,

Rosinen, Kaffee, Wein, Bier, Süßholz, Gewürze, Futtermittel

• Patulin: Apfelsaft, Apfelmus, -püree, Obst • Zearalenon: Getreide, Mais• T-2/HT-2: Getreide, Hafer• Ergotalkaloide: Getreide, Gräser

Geregelte Mykotoxine (EU)

Grundlagen der Mykotoxinanalytik

• Aflatoxine B1, B2, G1, G2 und M1(Σ / E)• Deoxynivalenol (DON) (E)• Fumonisine B1und B2 (Σ) • Ochratoxin A (E)• Patulin (E)• Zearalenon (E)

Σ = SummenparameterE = Einzelparameter

100% Sicherheit

Wunschtraum zwischen Verbraucherschutz/Juristerei

und chemischer Analytik

Probenahme und Hintergrund der Untersuchung

• Eigenkontrolle der Wirtschaft

• Amtliche Lebensmittelkontrolle

• Kontrollen bei akuten Problemen

Hürden im Laboralltag

Kreuzfahrtschiffskapitänstaschenuhrenstellknopf

• Kreuzfahrtschiff 100.000 t

• 1 ppm Kapitän an Bord? 100 kg

• 1 ppb mit Taschenuhr? 100 g• Mykotoxine und Pestizide

• 1 ppt mit Stellknopf? 100 mg• Dioxin-Anwendungen

• Mykotoxine in Babynahrung

• 1 ppq mit Verchromung? 100 µg• Dioxin- und teilweise Mykotoxin-Anwendungen

Grundlagen der Mykotoxinanalytik

AIDAsol – 71.100 t

Regelungen entsprechend der MHmV (EU 1881/2006)

Grundlagen der Mykotoxinanalytik

• Art und Weise, Menge der Probennahme

• Analytik (Homogenisierung Messung)

• Ergebnisbewertung nach• Zulässiger Höchstmenge (µg/kg,

mg/kg, ppb oder ppm)

• Art des Lebens- bzw. Futtermittels

• Diätverordnung

100% repräsentative Probe?

Es können nur (qualifizierte) Stichproben analysiert werden –

Ein Spiel der Wahrscheinlichkeiten!

Analytik von Mykotoxinen

Grundlagen der Mykotoxinanalytik

Folgende Teilbereiche werden durchlaufen:

• Probennahme• Homogenisierung• Extraktion• Aufreinigung• Derivatisierung • Detektion• Auswertung mit Bewertung

Fehlerp

oten

tial

Extraktion

Grundlagen der Mykotoxinanalytik

• Typischerweise fest-flüssig

• Organische Lösungsmittel + Wasser• Methanol / Wasser (80 - 70 / 20 - 30)• Acetonitril / Wasser (80 - 70 / 20 - 30)• Ethylacetat

Alle Angaben v / v

• Matrixspezifisch Salze, Puffer, Tenside

Aufreinigung

Grundlagen der Mykotoxinanalytik

• Normalerweise Chromatographie über Immunoaffinitätsäulen (IAC), z. B. LCTech, VICAM, r-biopharm,RomerLabs

•Anmerkung: Immunoaffinitätssäulen sind Einweg-Säulen

„Dilute and shoot“ vs. OTAclean

IAC ergibt Sinn

0,0 2,5 5,0 7,5 10,0 12,5 15,0 17,5 20,0-5

50

100

150

200

250

300

Roggen (halbe einwaage) 10ppb nachher (AO)Emission

2 - 171128-FW-ROGGEN_BUTTERKEKS VK UND BUCHWEIZEN AO #100EmissionmV

min21

1 - Ota - 4,586

EM:465 nm

-5,0

10,0

20,0 Roggen (halbe einwaage) 10ppb nachher (AO)EmissionmV

1

1 - Ota - 4,586

EM:465 nm

0,0 2,5 5,0 7,5 10,0 12,5 15,0 17,5 20,0-5,0

10,0

20,0 2 - 171128-FW-ROGGEN_BUTTERKEKS VK UND BUCHWEIZEN AO #100EmissionmV

min

2

EM:465 nm

Derivatisierung

• Eine Derivatisierung vor der Messung ist abhängig von der Detektion und der gewünschten Empfindlichkeit.

• Typischerweise wird sie vor einer Fluoreszenz-Detektion verwendet.• Aflatoxine B1, B2, G1, G2, M1 (Pickering / Iod; UVE / Wasser; Cobra-Zelle / Brom)

• Ochratoxin A (NaOH oder NH3)

• Fumonisine B1, B2, B3 (OPA, Thiof.) (Pickering)

• Deoxynivalenol (NaOH, Hantzsch‘-R.)

Grundlagen der Mykotoxinanalytik

Detektion

• Fluoreszenz-Detektion (FLD)• Empfindlich• Derzeit meistverwendet

• Gesetzl. Verfahren basieren auf HPLC mit UV-Detektion• Einfach, aber relativ unempfindlich

• LC-MS/MS• Kostspielig• Sehr empfindlich• Vielseitig

Grundlagen der Mykotoxinanalytik

FREESTYLE ThermELUTE™ - ppt statt ppb

• Vom Rohextrakt zum Chromatogramm ohne manuellen Zwischenschritt:• Probenbearbeitung Tag, Nacht und sogar am Wochenende

• Bemerkenswerte Sensitivität im unteren ppt-Bereich

• Sehr gute Wiederfindungsraten

• Reproduzierbare Ergebnisse

• Kombination mit den SMART Immunoaffinitätssäulen• Miniaturisierung des Prozesses

• Hoher Probendurchsatz von bis zu 500 Proben/Woche

• Reduzierung der Proben- und Lösungsmittelmenge

Vollautomatisierte Mykotoxinanalytik

FREESTYLE ThermELUTE™ - ppt statt ppb

• Robotiksystem FREESTYLE• Ausgestattet mit SPE- und ThermELUTE™ Modul

• Kombiniert mit HPLC-System

• Funktionsweise ThermELUTE™ Modul• Thermische Denaturierung bricht Toxin-Antikörper-Bindung

• Großvolumige wässrige Elution mit quantitativer Überführung direkt in die HPLC-Probenschleife

• Analyse der Probe in HPLC-System

Vollautomatisierte Mykotoxinanalytik

Zusammenfassung

• Global weiter ansteigender Analysenbedarf für Mykotoxine im Bereich der Lebens- und Futtermittelanalytik

• Probenahme birgt höchstes Fehlerpotential, lässt sich jedoch nicht mittelfristig nicht global verbessern

• Analytik muss zuverlässig, möglichst schnell und kostengünstig durchführbar sein

• Automatisierte Probenaufbereitung mit SMART-Säulen bietet kostengünstig hohen Durchsatz bei höchster Zuverlässigkeit

Grundlagen der Mykotoxinanalytik

Danke für Ihre Aufmerksamkeit

LCTech GmbHDaimlerstr. 484419 ObertaufkirchenDeutschland

Tel: +49 8082 2717-0Fax: +49 8082 2717-100

info@LCTech.dewww.LCTech.de