这篇文档属于类型a,即报告了一项原创研究的科学论文。以下是基于文档内容的学术报告:
作者与机构
本研究的主要作者包括Svetlana A. Kalinina、Annika Jagels、Sebastian Hickert、Lucas M. Mauriz Marques、Benedikt Cramer和Hans-Ulrich Humpf。研究团队来自德国明斯特大学的食品化学研究所(Institute of Food Chemistry, Westfälische Wilhelms-Universität Münster)和巴西圣保罗大学里贝朗普雷图药学院的物理与化学系(Department of Physics and Chemistry, Faculty of Pharmaceutical Sciences of Ribeirão Preto, University of São Paulo)。研究于2018年1月16日发表在《Journal of Agricultural and Food Chemistry》期刊上。
学术背景
Penitrems(青霉震颤毒素)是一类由青霉菌(Penicillium spp.)产生的真菌次生代谢产物,具有震颤原性和细胞毒性。过去的研究表明,Penitrems在动物和人类中引起中毒的案例屡见不鲜,主要表现为肌肉震颤、共济失调、抽搐甚至死亡。尽管Penitrem A(青霉震颤毒素A)在食品中的存在已被广泛报道,但其他Penitrems(如B、C、D、E和F)在食品中的定量检测方法尚未建立。因此,本研究旨在开发一种高效液相色谱-串联质谱(HPLC-MS/MS)方法,用于定量检测欧洲单一市场(EU)奶酪中的Penitrems A-F,并评估这些毒素的细胞毒性。
研究流程
1. Penitrems的分离与标准品制备
研究团队从Penicillium crustosum中分离出Penitrems A-F,并作为分析参考标准。这些标准品通过光谱学方法进行表征,确保其纯度≥96%。
HPLC-MS/MS方法的开发与验证
开发了一种基于HPLC-MS/MS的定量分析方法。该方法使用C18色谱柱,采用乙腈(MeCN)和水(H2O)的二元梯度进行分离。质谱检测采用电喷雾电离(ESI)正离子模式。方法验证包括检测限(LOD)、定量限(LOQ)、回收率和基质效应(matrix effect)的评估。LOD和LOQ基于信噪比(S/N)分别为3和10确定。
奶酪样品的采集与处理
从欧洲多个国家(德国、英国、荷兰和比利时)购买了60种不同类型的奶酪样品,包括硬奶酪、软奶酪、加工奶酪以及添加坚果、水果和真菌培养物的奶酪。样品经过均质化后,用MeCN/H2O(80:20, v/v)提取,提取液通过离心和过滤处理后进行HPLC-MS/MS分析。
Penitrems的定量检测
使用开发的HPLC-MS/MS方法对奶酪样品中的Penitrems A-F进行定量检测。通过基质匹配校准(matrix-matched calibration)进行定量分析,计算每种Penitrem的浓度。
细胞毒性实验
评估Penitrems A-F对人肝癌细胞(HepG2)和人胶质瘤细胞(CCF-STTG1)的细胞毒性。使用CCK-8试剂盒检测细胞活力,计算IC50值(半数抑制浓度)。
主要结果
1. 方法性能
开发的HPLC-MS/MS方法具有高灵敏度和准确性。Penitrems A-F的LOD范围为0.34-0.60 ng/mL,LOQ范围为1.1-3.9 ng/mL。回收率在57%-103%之间,表明方法具有良好的准确性。
奶酪样品中的Penitrems
在60个奶酪样品中,10%的样品检测到Penitrem A,平均浓度为28.4 μg/kg,最高浓度达429 μg/kg。此外,首次在食品样品中定量检测到Penitrems B、C、D、E和F,尽管它们的浓度和检出率较低。
细胞毒性
Penitrems A、B、C、E和F对HepG2和CCF-STTG1细胞均表现出显著的细胞毒性,IC50值范围为11.1-42.9 μM。Penitrem D未显示出明显的细胞毒性,可能与其结构差异(缺乏卤素原子和环氧基团)有关。
结论
本研究成功开发了一种简单、快速的HPLC-MS/MS方法,用于定量检测奶酪中的Penitrems A-F,并首次报道了这些毒素在食品中的存在及其细胞毒性。研究结果表明,Penitrems在奶酪中的污染可能对人类健康构成潜在威胁,特别是在添加坚果或其他易受霉菌污染的奶酪中。此外,研究为Penitrems的毒性机制提供了新的见解,强调了进一步研究这些毒素在食品中的分布和暴露风险的重要性。
研究亮点
1. 方法创新:首次开发了一种同时定量检测Penitrems A-F的HPLC-MS/MS方法,填补了该领域的技术空白。
2. 重要发现:首次在食品样品中定量检测到Penitrems B-F,揭示了这些毒素在食品中的潜在污染风险。
3. 毒性研究:系统评估了Penitrems的细胞毒性,为理解其毒性机制提供了实验依据。
4. 应用价值:研究结果为食品中Penitrems的监测和风险评估提供了技术支持,有助于保障食品安全。
其他有价值的内容
研究还探讨了Penitrems污染的来源,指出奶酪中的Penitrems可能来自直接污染(如霉菌生长)或间接污染(如动物摄入受污染的饲料)。此外,研究提出了未来研究的方向,包括扩大食品样本的检测范围、深入研究Penitrems的毒性机制以及制定相关的食品安全标准。
以上是对该研究的全面报告,涵盖了研究的背景、方法、结果、结论及其科学意义。