اندازه گیری فومونیسین‌ها:فوموسل چگونه در اندازه‌گیری کمک می کند؟

مقدمه

فومونیسین‌ها گروهی از مایکوتوکسین‌ها هستند که توسط گونه‌های خاصی از قارچ‌های Fusarium تولید می‌شوند و به‌ ویژه در محصولات کشاورزی مانند ذرت و سایر غلات یافت می‌شوند. این سموم می‌توانند اثرات جدی بر سلامت انسان ها و حیوانات داشته باشند و به همین دلیل، اندازه‌گیری مقادیر بسیار کم آن‌ها در مواد غذایی از اهمیت زیادی برخوردار است. اندازه‌گیری فومونیسین‌ها برای رعایت مقررات ایمنی غذایی، حفظ سلامت عمومی و کنترل کیفیت محصولات ضروری است.

روش‌های اندازه‌گیری فومونیسین

در حال حاضر، روش‌های مختلفی برای اندازه‌گیری فومونیسین‌ها در مواد غذایی وجود دارد که شامل روش‌های کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC)، کروماتوگرافی مایع طیف‌سنجی جرمی (LC-MS) و روش‌های ایمونولوژیک مانند ELISA است. در میان این روش‌ها، HPLC به عنوان یکی از روش‌های مرجع و استاندارد بین‌المللی شناخته می‌شود. این روش با دقت بالا و توانایی در تفکیک انواع مختلف فومونیسین مانند FB1، FB2 و FB3 به عنوان گزینه‌ای قابل اعتماد برای اندازه‌گیری فومونیسین‌ها شناخته می‌شود.

چالش‌ها و مشکلات اندازه‌گیری فومونیسین

پیچیدگی ماتریس‌های غذایی: مواد غذایی مختلف دارای ترکیبات پیچیده‌ای هستند که می‌توانند با فرآیند آنالیز تداخل داشته باشند. این مسئله به‌ویژه در بعضی مواد غذایی مانند ذرت و غلات که حاوی مقادیر زیادی چربی، پروتئین و کربوهیدرات هستند، چالش‌برانگیز است. وجود این ترکیبات می‌تواند باعث تداخل در استخراج آنالیت‌های مورد نظر از بافت ماده غذایی و شناسایی دقیق فومونیسین‌ها شود.

دقت روش‌های آنالیز: یکی از پارامترهای بسیار مهم در بحث صحه گذاری یک روش آزمون جدید، پارامتر دقت (تکرار پذیری) و تجدید پذیری آن روش آزمون است. این پارامترها بیان کننده این اصل است که روش آزمون مورد بحث در زمان ها و مکان های مختلف و با تغییر عوامل موثر در نتیجه آزمون، نتایجی مشابه در محدوده خطایی استاندارد خواهند داشت. عدم تکرارپذیری در روش های آنالیز می تواند مربوط به خطای روش آزمون و یا تجهیزات مورد استفاده باشد، که به ویژه در آنالیز مقادیر بسیار کم غلظتی در آزمون های مختلف مشاهده می گردد.

محدودیت‌های حد تعیین مقدار: حد تعیین مقدار یکی از پارامترهای مهم در هر آنالیز تجزیه ای است و بیان کننده کمترین مقدار از آنالیت مورد نظر است که با روش آزمون مورد بحث به طور صحیح و تکرارپذیر قابل تعیین مقدار است. حد تعیین مقدار به پارامترهایی همچون مزاحمتهای بافتی نمونه، حساسیت دستگاه آنالیز، کیفیت مواد مورد استفاده در آزمون و … وابسته است.

در آزمون هایی همانند اندازه گیری فومونیسین، با توجه به خطرات زیاد وجود این سم قارچی حتی در مقادیر کم غلظتی (ppb) حد مجاز این سم در استاندارد های ملی و بین المللی در غلظتهای بسیار کمی تعیین شده است، لذا برای اندازه گیری این سم در مواد غذایی باید از روش آزمون، تجهیزات مناسب و همچنین مواد شیمیایی معتبر استفاده نمود.

تنوع گونه‌های قارچی و انواع فومونیسین‌ها:  فومونیسین‌ها گروهی از مایکوتوکسین‌ها با انواع مختلفی مانند فومونیسین B1، B2 و B3 هستند. اندازه‌گیری هم‌زمان و تفکیک این انواع نیاز به روش‌های آزمون با گزینش پذیری و تکرارپذیری بالا دارد.

هزینه بالای انجام آزمون: معمولا دستگاه های آنالیز برای اندازه گیری آنالیت ها در مقادیر کم و بسیار کم، بسیار پیشرفته و محصول کمپانی های معتبر در دنیا می باشند که همین مسئله باعث هزینه بالای انجام آزمون می شود. در روش های متدوال تعیین مقدار فومونیسین نیز از تجهیزاتی مانند HPLC و LC-MS/MS استفاده می شود که هرکدام از تجهیزات آزمایشگاهی با قیمت بالا هستند، به علاوه ستون ایمونوافینیتی اختصاصی فومونیسین برای خالص سازی محصول استخراجی و نیز مواد شیمیایی با کیفیت وارداتی، از موارد افزایش دهنده هزینه آزمون در اندازه گیری فومونیسین در مواد غذایی می باشند.

تهیه استاندارد مرجع برای آنالیز تجزیه ای نیز هزینه بالایی دارد، زیرا استاندارد مرجع باید خلوص مناسب، غلظت مشخص با عدم قطعیت پایین و همچنین قابلیت ردیابی داشته باشد. از آنجا که تهیه این نوع ماده با مشخصات مذکور فقط از کمپانی های معتبر امکان پذیر است، بخش عمده ای از هزینه تمام شده آزمون را به خود اختصاص می دهد. با توجه به اینکه این نوع استانداردها معمولا شرایط نگهداری خاص و تاریخ مصرف محدود دارند، ممکن است آزمایشگاه مجبور به تهیه آن ها در توالی های زمانی محدود باشد.

این مشکلات نیازمند بهبود مستمر در روش‌های آنالیز، توسعه استانداردهای جدید و آموزش متخصصان در زمینه کنترل کیفی مواد غذایی است، تا بتوان با دقت و صحت قابل قبول فومونیسین‌ها را در مواد غذایی اندازه‌گیری و کنترل کرد. شیمی دانان ویرا با هدف بهبود صحت و دقت اندازه‌گیری این آنالیت خطرناک اقدام به ارائه دستگاه فوموسل بعنوان مشتق ساز پس از ستون در سنجش فومونیسین ها کرده است.

در زیر توضیح مختصری درباره انواع روش مشتق سازی و همچنین مزیت استفاده از دستگاه فوموسل ارائه می گردد:

انواع روشهای مشتق سازی فومونیسین

تعیین مقدار فومونیسین در روش HPLC با دتکتور فلورسانس انجام میگیرد. در این روش به علت حساسیت پایین دتکتور نسبت به این آنالیت، امکان تشخیص آن به خودی خود وجود ندارد. بنابراین برای افزایش  حساسیت دتکتور فلورسانس نسبت به آن باید مشتق سازی با یک واکنشگر مناسب (اغلب ortho-phthalaldehyde)، انجام شود.

عملیات مشتق سازی به دو روش پیش ستون (Pre-Column) و پس از ستون (Post-Column) انجام می گیرد. در روش مشتق سازی پیش از ستون، نمونه استخراج شده و پس از عبور از ستون ایمونوافینیتی، واکنشگر مناسب به محلول نهایی اضافه و به دستگاه تزریق می شود.

در روش مشتق سازی  پس از ستون، نمونه پس از انجام مراحل استخراج و خالص سازی به دستگاه HPLC تزریق می شود و واکنشگر بوسیله یک پمپ بعد از ستون به محلول فاز متحرک اضافه می شود. در این مرحله آنالیت با واکنشگر ترکیب شده و واکنش در محفظه دمایی دستگاه تکمیل می گردد. نمونه پس از انجام مراحل فوق وارد دتکتور جهت شناسایی می شود.

عواملی چون سرعت جریان واکنشگر، حجم اختلاط، دمای محیط انجام واکنش و مدت زمان انجام واکنش در واکنش فومونیسین با واکنشگر موثر می باشد. با توجه به همین موارد عملاً مشتق سازی پیش از ستون بدون استفاده از دستگاه و توسط کاربر، تکرارپذیری و حساسیت بسیار پایینی دارد.

مشتق سازی پس از ستون با استفاده از دستگاه FumoCell به دلیل پایداری بسیار بالای سرعت جریان واکنشگر و محفظه دمایی انجام واکنش، منجر به افزایش حساسیت وتکرار پذیری نتایج می گردد.. این دستگاه امکان استفاده از سیستم خودکار تزریق را فراهم کرده و نیاز به حضور کاربر برای عملیات مشتق سازی را مرتفع ساخته است.  استفاده از FumoCell، همچنین حد تشخیص روش را بهبود می بخشد.

به طور کلی، مشتق‌سازی فومونیسین‌ها یک فرآیند حیاتی برای بهبود حساسیت و دقت در اندازه‌گیری این سموم است، اما مشکلات و چالش‌های مذکور نیازمند دقت بالا، کنترل دقیق شرایط و تخصص فنی است.

FumoCell توسط مهندسان ایرانی طراحی و با استفاده از قطعات با کیفیت بالا ساخته شده است. عملکرد این دستگاه در یکی از معتبرترین آزمایشگاه های ایران در حوزه مایکوتوکسین ها، مورد تائید قرار گرفته و پس از انجام فرآیند کامل صحه گذاری روش آزمون، مورد استفاده روتین قرار گرفته است.

امکان مشاوره جهت راه اندازی روش آزمون فومونیسین با استفاده از FumoCell در شرکت شیمی دانان ویرا وجود دارد.

نویسنده : آقای مهندس علیزاده