Detection and quantification of potential fragrance allergens in complex matrices using GC Orbitrap MS technology

Význam tématu

Fragrance alergeny jsou organické látky syntetického nebo přírodního původu běžně používané v kosmetickém a osobní péči. Některé z nich mohou vyvolat alergické reakce kůže, a proto je jejich přítomnost přísně regulována v Evropské unii. Precizní stanovení a kvantifikace těchto potenciálních alergenů v komplexních matricích, jako jsou parfémy či krémy, je zásadní pro ochranu spotřebitele, splnění legislativních požadavků a podporu práce dermatologů při diagnostice alergií.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo ověřit vhodnost technologie vysokorozlišovací GC Orbitrap MS (Q Exactive GC) pro rutinní screening, identifikaci a kvantifikaci až 57 potenciálních vonných alergenů (60 analytů včetně izomerů) v modelových a reálných vzorcích. Hodnoceny byly parametry chromatografického rozlišení, citlivosti, linearity, přesnosti hmotnostní přesnosti a reprodukovatelnosti kvantifikace.

Použitá instrumentace

• GC systém: Thermo Scientific TRACE 1310
• Autosampler: Thermo Scientific TriPlus RSH
• Kolona: TraceGOLD TG-1MS, 30 m × 0,25 mm ID × 0,25 µm
• MS detektor: Thermo Scientific Q Exactive GC (Orbitrap) v režimu EI, rozlišení 60 000 FWHM (m/z 200)
• Softwarové zpracování: Chromeleon CDS s databází retenčních časů a přesných hmotností

Použitá metodika

Pro kvantifikaci bylo připraveno šestbodové kalibrační rozmezí 2–1000 mg/kg v methylpivalátu s interními standardy 1,4-dibrombenzenem a 4,4’-dibrombifenylem. Testovací vzorky obsahovaly modelovou směs 39 ingrediencí a dva parfémové vzorky se spikovanými alergeny („low“ 0,4–4 mg/kg, „high“ 20–190 mg/kg). Chromatografické podmínky zajišťovaly dobu analýzy ~37 min a rozlišení většiny kritických dvojic izomerů nad 1,5. MS parametry zahrnovaly full scan 50–400 m/z, EI 70 eV a automatické kalibrace pro <0,5 ppm hmotnostní odchylku.

Hlavní výsledky a diskuse

• Citlivost: Detekce všech alergenů již při 2 mg/kg (0,01 ng na kolonu).
• Linearita: Koeficient determinace R² > 0,995 v celém rozsahu 2–1000 mg/kg, konzistence výsledků po týdnu.
• Přesnost a reprodukovatelnost: RSD plochy < 3,5 % (n=16), kvantifikační chyba v „low“ vzorku u 57 % alergenů < 20 %, ve „high“ vzorku u 95 % < 20 %.
• Hmotnostní přesnost: < 1,5 ppm napříč všemi koncentracemi a vzorky, umožňující vysokou selektivitu.
• Rozeznání koelujících látek: Vysoké rozlišení umožnilo dekonstrukci signálů lyralu vs. amylcinnamaldehydu a lilialu vs. BHT v parfémových matricích.

Přínosy a praktické využití metody

Technologie Orbitrap GC-MS nabízí plný sken s vysokým rozlišením a přesnou hmotností, což zjednodušuje nastavení metody oproti SIM nebo MS/MS, minimalizuje počet kalibračních křivek a ředění vzorků. Umožňuje retrospektivní vyhledávání nově regulovaných alergenů a zvyšuje provozní efektivitu laboratoře.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření seznamu sledovaných alergenů až na 57 a více látek.
• Integrace s automatizovanými vzorkovači a rychlejší přípravou vzorků (SPME, mikroextrakce).
• Vyšší propustnost pomocí paralelních analyzátorů nebo multiplexních metod.
• Využití pokročilých datových algoritmů a strojového učení pro dekonvoluci složitých fenoménů.

Závěr

Studie potvrdila, že vysokorozlišovací GC Orbitrap MS je robustní a citlivá platforma pro rutinní analýzu potenciálních vonných alergenů v komplexních kosmetických matricích. Umožňuje spolehlivou identifikaci i kvantifikaci napříč širokým dynamickým rozsahem s minimální náročností na údržbu metody.

Reference

1. Regulation (EC) No 1223/2009 on cosmetic products (Official Journal L 42/59).
2. Annex III of EU Cosmetic Regulation 1223/2009.
3. SCCS Opinion on Fragrance allergens: SCCS/1459/11, 26–27 June 2012.
4. Chaintreau A.; Joulain D.; Marin C.; Schmidt C.O.; Vey M. J. Agric. Food Chem. 2003, 51, 6398–6403.
5. IFRA Analytical guideline November 2016: GC-MS quantification of 57 suspected allergens.