Розробка методу ВЕРХ-МС/МС для кількісного визначення хлорамфеніколу в меді з Казахстану

Фаріда Бактибаєва, Асія Серікбаєва, Максат Тойшиманов, Максат Серіков, Улжан Нуралієва
Отримано: 10.10.2024 Доопрацьовано: 19.03.2025 Прийнято: 30.04.2025
Взято з Том 28, № 5, 2025 Сторінки: 54-64
Завантажити статтю Читати статтю

Анотація

Проблема наявності антибіотиків, зокрема хлорамфеніколу, у продуктах бджільництва є актуальною у зв’язку з ризиками для здоров’я людини та впливом на торгівлю цими продуктами. Важливим завданням є розробка високочутливих методів для виявлення залишкових кількостей антибіотиків. Метою цього дослідження було створення аналітичного методу із застосуванням ВЕРХ-МС/МС (високоефективна рідинна хроматографія  – тандемна мас-спектрометрія) для ідентифікації та кількісного визначення залишків хлорамфеніколу в зразках меду з Казахстану. Запропонований метод передбачав ультразвукову екстракцію з подальшим аналізом за допомогою ВЕРХ-МС/МС з електроспрейною іонізацією в негативному режимі. Параметри тандемного мас-спектрометричного детектора налаштовано з використанням режиму множинного моніторингу реакцій. Запропонована методика мала значні переваги, зокрема простоту та швидкість екстракції, а також високу чутливість і точність виявлення. Межа виявлення становила 0.09 мкг/кг, а калібрувальна крива була лінійною в діапазоні концентрацій 0.1-1.0 мкг/кг з коефіцієнтом кореляції 0.9985. Вихід екстракції становив від 97 % до 101 %. Важливо зазначити, що цей метод визначення хлорамфеніколу за допомогою ВЕРХ-МС/МС перевищував вимоги до граничного рівня залишків (0.3 мкг/кг) за чутливістю, водночас зберігаючи високу точність та ефективність екстракції. Метод відповідав вимогам, викладеним у Рішенні Комісії 2002/657/EC. Метод було апробовано на 14 зразках меду з Казахстану, в жодному з яких не було виявлено хлорамфеніколу вище межі виявлення. Водночас у двох із семи зразків імпортного меду концентрація хлорамфеніколу перевищувала межу виявлення. Розроблений метод ВЕРХ-МС/МС може бути ефективним інструментом для рутинного лабораторного аналізу та перевірки підозрілих або сумнівних зразків меду

Ключові слова

рідинна хроматографія; мас-спектрометрія; аналіз; антибіотик; мед

  1. Abera, S., Yaya, E.E., & Chandravanshi, B.S. (2025). Development of HPLC-DAD method for the separation and simultaneous determination of ten antibiotic residues in food and environmental samples using surface floating organic droplet-based air-assisted liquid-liquid micro-extraction. Journal of Chromatography A, 1748, article number 465817. doi: 10.1016/j.chroma.2025.465817.
  2. Akter Mou, S., Islam, R., Shoeb, M., & Nahar, N. (2021). Determination of chloramphenicol in meat samples using liquid chromatography–tandem mass spectrometry. Food Science & Nutrition, 9(10), 5670-5675. doi: 10.1002/ fsn3.2530.
  3. Bonerba, E., Panseri, S., Arioli, F., Nobile, M., Terio, V., Di Cesare, F., Tantillo, G., & Chiesa, L.M. (2021). Determination of antibiotic residues in honey in relation to different potential sources and relevance for food inspection. Food Chemistry, 334, article number 127575. doi: 10.1016/j.foodchem.2020.127575.
  4. Cilia, G., Fratini, F., Marchi, M., Sagona, S., Turchi, B., Adamchuk, L., Felicioli, A., & Kačániová, M. (2020). Antibacterial activity of honey samples from Ukraine. Veterinary Sciences, 7(4), article number 181. doi: 10.3390/ vetsci7040181.
  5. Commission decision 2002/657/EC implementing council directive 96/23/EC concerning the performance of analytical methods and the interpretation of results. (2002). Retrieved from https://cutt.ly/tJzMpi4.
  6. Dar, S.A., Bin Farook, U., Rasool, K., & Ahad, S. (2024). Honey: Classification, composition, safety, quality issues and health benefits. In G.A. Nayik, J. Uddin & V. Nanda (Eds.), Advanced techniques of honey analysis: Characterization, authentication, and adulteration, (pp. 1-37). Cambridge: Academic Press. doi: 10.1016/B978-0443-13175-2.00012-X.
  7. Dvykaliuk, R., Adamchuk, L., Antoniv, A., & Bal-Prylypko, L. (2023). Development of safety and quality of propolis as a food raw material. Animal Science and Food Technology, 14(1), 26-48. doi: 10.31548/ animal.1.2023.26.
  8. European Council. (2022). Retrieved from https://www.consilium.europa.eu/en/.
  9. Garibli, A.S., Suleymanov, T.A., Ollivier, E., & Herbette, G. (2021). Flavonoids from Medicago falcata from the flora of Azerbaijan. Chemistry of Natural Compounds, 57(1), 150-151. doi: 10.1007/s10600-02103302-4.
  10. Honey in Kazakhstan. (2020). Retrieved from https://oec.world/en/profile/bilateral-product/honey/ reporter/kaz.
  11. Hutchings, M., Truman, A., & Wilkinson, B. (2019). Antibiotics: Past, present and future. Current Opinion in Microbiology, 51, 72-80. doi: 10.1016/j.mib.2019.10.008.
  12. Ilderbayeva, G., Rakhyzhanova, S., Utegenova, A., Salkhozhayeva, G., & Ilderbayev, O. (2024). Combined effect of gamma radiation and heavy metals on some living organisms. Biological Trace Element Research, 203, 1764-1775. doi: 10.1007/s12011-024-04272-8.
  13. Jung, H.-N., Park, D.-H., Choi, Y.-J., Kang, S.-H., Cho, H.-J., Choi, J.-M., Shim, J.-H., Zaky, A.A, Abd El-Aty, A.M., & Shin, H.-C. (2022). Simultaneous quantification of chloramphenicol, thiamphenicol, florfenicol, and florfenicol amine in animal and aquaculture products using liquid chromatography-tandem mass spectrometry. Frontiers in Nutrition, 8, article number 812803. doi: 10.3389/fnut.2021.812803.
  14. Khalifa, H.O., Shikoray, L., Mohamed, M.-Y.I., Habib, I., & Matsumoto, T. (2024). Veterinary drug residues in the food chain as an emerging public health threat: Sources, analytical methods, health impacts, and preventive measures. Foods, 13(11), article number 1629. doi: 10.3390/foods13111629.
  15. Kivrak, Ş., & Kivrak, I. (2021). Ultrasonic-assisted extraction method of phenolic compounds in Extra-Virgin Olive Oils (EVOOs) by Ultra Performance Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry (UPLC–MS/MS). Separation Science and Technology, 56(2), 322-329. doi: 10.1080/01496395.2020.1713811.
  16. Kobysh, A., Taran, T., Yakubchak, O., Omelchun, Y., & Romanko, M. (2025). Study of the botanical origin of bee honey of Ukraine. One Health Journal, 3(I), 46-59. doi: 10.31073/onehealthjournal2025-I-05.
  17. Kołacz, R., Iakubchak, O., Taran, T., & Hryb, J. (2023). Safety and quality indicators of rapeseed and sunflower honey from different regions of Ukraine. Ukrainian Journal of Veterinary Sciences, 14(1), 39-56. doi: 10.31548/ veterinary1.2023.39.
  18. Li, Y., Li, J., Huang, H., Jian, D., Shan, Y., Wang, S., & Liu, F. (2021). Rapid quantitative detection for multiple antibiotics in honey using a quantum dot microsphere immunochromatographic strip. Food control, 130, article number 108256. doi: 10.1016/j.foodcont.2021.108256.
  19. Lima, C.M.G., Nora, F.M.D., Seraglio, S.K.T., Silva, J.M.D., Marzoque, H.J., Santana, R.F., Verruck, S., & Scussel, V.M. (2020). Antibiotic residues in honey: A public health issue. Research, Society and Development, 9(11), article number e1739119604. doi: 10.33448/rsd-v9i11.9604.
  20. Manimekalai, M., Sheshadri, A., Kumar, K.S., & Rawson, A. (2019). Ultrasound assisted method development for the determination of selected sulfonamides in honey using liquid chromatography-tandem mass spectrometry. Biosciences Biotechnology Research Asia, 16(2), 289-295. doi: 10.13005/bbra/2745.
  21. Phipps, R. (2025). International honey market report. Retrieved from https://apiculture.com/files/17/InternationalHoney-Market/1354/International-Honey-Market-report-March-2025.pdf.
  22. Pratiwi, R., Ramadhanti, S.P., Amatulloh, A., Megantara, S., & Subra, L. (2023). Recent advances in the determination of veterinary drug residues in food. Foods, 12(18), article number 3422. doi: 10.3390/foods12183422.
  23. Rimkus, G.G., Huth, T., & Harms, D. (2020). Screening of stereoisomeric chloramphenicol residues in honey by ELISA and CHARM ® II test – the potential risk of systematically false-compliant (false negative) results. Food Additives and Contaminants: Part A, 37(1), 94-103. doi: 10.1080/19440049.2019.1682685.
  24. Rivera-Mondragón, A., Broeckx, G., Bijttebier, S., Naessens, T., Fransen, E., Kiekens, F., Caballero-George, C., Heyden, Y.V., Apers, S., Pieters, L., & Foubert, K. (2019). Ultrasound-assisted extraction optimization and validation of an HPLC-DAD method for the quantification of polyphenols in leaf extracts of Cecropia species. Science Reports, 9, article number 2028. doi: 10.1038/s41598-018-37607-2.
  25. Rizzo, S., Russo, M., Labra, M., Campone, L., & Rastrelli, L. (2020). Determination of chloramphenicol in honey using salting-out assisted liquid-liquid extraction coupled with liquid chromatography-tandem mass spectrometry and validation according to 2002/657 European commission decision. Molecules, 25(15), article number 3481. doi: 10.3390/molecules25153481.
  26. Rydchuk, M., Plotycya, S., Yanovych, D., Zasadna, Z., Zayarnyuk, A., & Pazderska, O. (2019). The application of new UPLC-MS/MS multimethod of antimicrobials residues determination for the control of honey safety. Scientific and Technical Bulletin оf State Scientific Research Control Institute of Veterinary Medical Products and Fodder Additives аnd Institute of Animal Biology, 20(2), 375-389. doi: 10.36359/scivp.2019-20-2.49.
  27. Saad, S., Fatthalla, M., Abd-Ellah, H., Hagag, E.S., Taha, S.M., Mahrous, A., & Shahba, M.A. (2024). Antibiotics, pesticides, and heavy metals contaminants of honey as affected by antibiotics usage and agricultural practices in different Egyptian environments. Egyptian Pharmaceutical Journal, 23(3), 555-564. doi: 10.4103/ epj.epj_5_24.
  28. Sniegocki, T., Sell, B., Giergiel, M., & Posyniak, A. (2019). QuEChERS and HPLC-MS/MS combination for the determination of chloramphenicol in twenty-two different matrices. Molecules, 24(3), article number 384. doi: 10.3390/molecules24030384.
  29. Streit, B., Czabany, T., Weingart, G., Marchetti-Deschmann, M., & Prasad, S. (2022). Toolbox for the extraction and quantification of Ochratoxin A and Ochratoxin Alpha applicable for different pig and poultry matrices. Toxins, 14(7), article number 432. doi: 10.3390/toxins14070432.
  30. Sukor, N., Jusoh, R., Rahim, S.A., & Kamarudin, N. (2018). Ultrasound assisted methods for enhanced extraction of phenolic acids from Quercus Infectoria galls. Materials Today: Proceedings, 5(10), 21990-21999. doi: 10.1016/j. matpr.2018.07.060.
  31. Veiga-del-Baño, J.M., Andreo-Martínez, P., Pérez-Lucas, G., & Navarro, S. (2024). Overview of the evolution and trends of the QuEChERS sample preparation procedure. Reviews of Environmental Contamination and Toxicology, 262, article number 22. doi: 10.1007/s44169-024-00073-1.
  32. Vuran, B., Ulusoy, H.I., Sarp, G., Yilmaz, E., Morgül, U., Kabir, A., Tartaglia, A., Locatelli, M., & Soylak, M. (2021). Determination of chloramphenicol and tetracycline residues in milk samples by means of nanofiber coated magnetic particles prior to high-performance liquid chromatography-diode array detection. Talanta, 230, article number 122307. doi: 10.1016/j.talanta.2021.122307.
  33. Yakubchak, O.M., Laposha, O.A., Midyk, S.V., Taran, T.V., & Zabarna, I.V. (2018). Assessment of the conformity of the methods for aflatoxin B1 and deoxynivalenol determination in grain and feeds by method of highperformance liquid chromatography. Methods and Objects of Chemical Analysis, 13(3), 121-130. doi: 10.17721/ moca.2018.121-130.
  34. Yang, Y., Lin, G., Liu, L., & Lin, T. (2022). Rapid determination of multi-antibiotic residues in honey based on modified QuEChERS method coupled with UPLC–MS/MS. Food Chemistry, 374, article number 131733. doi: 10.1016/j.foodchem.2021.131733.
  35. Yanovych, D., Berendsen, B., Zasadna, Z., Rydchuk, M., & Czymai, T. (2018). A study of the origin of chloramphenicol isomers in honey. Drug Testing and Analysis, 10(2), 416-422. doi: 10.1002/dta.2234.
  36. Ye, H., Li, S., Xi, Y., Shi, Y., Shang, X., & Huang, D. (2022). Highly sensitive determination of antibiotic residues in aquatic products by high-performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry. Antibiotics, 11(10), article number 1427. doi: 10.3390/antibiotics11101427.
  37. Zhang, Y., Li, X.Q., Li, H.M., Zhang, Q.H., Gao, Y., & Li, X.J. (2019). Antibiotic residues in honey: A review on analytical methods by liquid chromatography tandem mass spectrometry. TrAC Trends in Analytical Chemistry, 110, 344-356. doi: 10.1016/j.trac.2018.11.015.
Baktybayeva, F., Serikbayeva, A., Toishimanov, M., Serikov, M., & Nuraliyeva, U. (2025). Development of an HPLC-MS/MS method for the quantitative determination of chloramphenicol in honey from Kazakhstan. Scientific Horizons, 28(5), 54-64. https://doi.org/10.48077/scihor5.2025.54