Определение микроцистинов и анатоксина-а методом жидкостной хромато-масс-спектрометрии низкого разрешения

Определение микроцистинов и анатоксина-а методом жидкостной хромато-масс-спектрометрии низкого разрешения

Автор: Чернова Екатерина Николаевна, Русских Я.В., Подольская Е.П., Жаковская З.А.

Журнал: Научное приборостроение @nauchnoe-priborostroenie

Рубрика: Приборостроение физико-химической биологии

Статья в выпуске: 1 т.26, 2016 года.

Бесплатный доступ

Предложен вариант метода детектирования микроцистинов и анатоксина-а, основанный на их специфической фрагментации при тандемном масс-спектрометрическом анализе, с применением масс-спектрометрии низкого разрешения. Приведены значения m/z, структура диагностических ион-продуктов и тандемные спектры для 9 вариантов наиболее распространенных микроцистинов. На основании полученных фрагментных масс-спектров и систематизированных литературных данных предложена новая классификация ион-продуктов микроцистинов, значительно облегчающая процедуру их идентификации и позволяющая по набору диагностических фрагментов установить структуру разных вариантов микроцистинов без использования стандартных соединений. Представленный метод исследования микроцистинов и анатоксина-а с помощью масс-спектрометрии низкого разрешения может быть рекомендован как для качественного, так и количественного определения указанных цианобактериальных метаболитов в биомассе цианобактерий, в природной и питьевой воде в отсутствие полного набора стандартных соединений.

Еще

Микроцистины, анатоксин-а, жидкостная хроматография, тандемная масс-спектрометрия низкого разрешения, диагностические ион-продукты, идентификация

Короткий адрес: https://sciup.org/14265004

IDR: 14265004

Список литературы Определение микроцистинов и анатоксина-а методом жидкостной хромато-масс-спектрометрии низкого разрешения

  • Матишов Г.Г., Ковалева Г.В. Цветение воды в водоемах юга России и сбои в водоснабжении (на примере г. Волгодонска)//Вестник Южного научного центра РАН. 2010. Т. 6, № 1. С. 71-79.
  • Матишов Г.Г., Матишов Д.Г., Фуштей Т.В., Руднев М.И., Сойер В.Г., Зимаков Д.В. Обнаружение токсинов цианопрокариот в планктоне нижнего Дона методом масс-спектрометрии//Вестник Южного научного центра РАН. 2006. Т. 2, № 2. С. 75-78.
  • Ezhova E., Lange E., Russkikh Y., Chernova E., Zhakovskaya Z. Dynamics of toxic HABs in the Curonian Lagoon, Baltic Sea during 2010-2013//Book of abstracts. ICES Annual Science Conference (ASC) 15-19 September 2014, La Coruna, Spain. H26.
  • Корнева Л.Г., Соловьева В.В., Русских Я.В., Чернова Е.Н. Состояние фитопланктона и содержание цианотоксинов в Рыбинском, Горьковском и Чебоксарском водохранилищах в период аномально жаркого лета 2010 г.//Вода: химия и экология. 2014. № 8. С. 24-29.
  • Сиделев С.И., Зубишина А.А., Бабаназарова О.В., Кутузова В.Ю., Мартьянов О.В. Мониторинг содержания цианотоксинов микроцистинов в водоемах Верхней Волги: молекулярно-генетический и аналитический подходы//Вода: химия и экология. 2014. № 8. С. 88-94.
  • Сиделев С.И., Голоколенова Т.Б., Чернова Е.Н., Русских Я.В. Анализ фитопланктона Цимлянского водохранилища (Россия) на наличие генов синтеза цианобактериальных гепато-и нейротоксинов//Микробиология. 2015. Т. 84, № 6. С. 1-11.
  • Чернова Е.Н., Русских Я.В., Воякина Е.Ю., Жаковская З.А. Исследования природных экотоксикантов -метаболитов сине-зеленых водорослей в разнотипных водоемах Cеверо-запада России//Региональная экология. 2014. Т. 35, № 1-2. С. 88-95.
  • Mazur-Marzec H., Spoof L., Kobos J., Pliński M., Meriluoto J. Cyanobacterial hepatotoxins, microcystins and nodularins, in fresh and brackish waters of the Pomeranian Province, northern Poland//Oceanological and Hydrobiological Studies International Journal of Oceanography and Hydrobiology. 2008. Vol. 37, no. 46. P. 3-21. Doi: DOI: 10.2478/v10009-008-0014-0
  • Seafood and Freshwater Toxins. Pharmacology, Physiology and Detection. Ed. L.M. Botana. Second Edition. Boca Raton: CRC Press Taylor & Francis Group, 2008. 941 p.
  • WHO. Guidelines for Drinking Water Quality. 4th ed: World Health Organization. 2011. URL: http://www.who.int/water_sanitation_health/publications/2011/dwq_guidelines/en (дата обращения: 15.11.2015).
  • Sivonen K., Jones G. Cyanobacterial toxins//Toxic cyanobacteria in water: A guide to their Public health Consequences, Monitoring and Management. Eds. I. Chorus, J. Bartram. London: E & FN Spon, 1999. P. 41-111.
  • Pflugmacher S., Jung K., Lundvall L., Neumann S., Peuthert A. Effects of cyanobacterial toxins and cyanobacterial cell-free crude extract on germination of Alfalfa (Medicago sativa) and induction of oxidative stress//Environmental Toxicology and Chemistry. 2006. Vol. 25. P. 2381-2387. Doi: DOI: 10.1897/05-615R.1
  • Fawell J.K., Mitchell R.E., Hill R.E., Everett D.J. The toxicity of cyanobacterial toxins in the mouse: II Anatoxin-a//Hum. Exp. Toxicol. 1999. Vol. 18. P. 168-173. Doi: DOI: 10.1191/096032799678839833
  • Dimitrakopoulos I.K., Kaloudis T.S., Hiskia A.E., Thomaidis N.S., Koupparis M.A. Development of a fast and selective method for the sensitive determination of anatoxin-a in lake waters using liquid chromatography-tandem mass spectrometry and phenylalanine-d5 as internal standard//Anal. Bioanal. Chem. 2010. Vol. 397. P. 2245-2252. Doi: DOI: 10.1007/s00216-010-3727-3
  • Kaya K., Sano T., Inoue H., Takagi H. Selective determinationof total normal microcystin by colorimetry, LC/UV detection and/or LC/MS//Anal. Chim. Acta. 2001. Vol. 450. P. 73-80. Doi: DOI: 10.1016/S0003-2670(01)01391-5
  • Brittain S.M., Wang J., Babcock-Jackson L., Carmichael W.W., Rinehart K.L., Culver D.A. Isolation and characterization of microcystins, cyclic heptapeptidehepatotoxins from a Lake Erie Strain of Microcystis aeruginosa//J. Great Lakes Res. 2000. Vol. 26. P. 241-249. Doi: DOI: 10.1016/S0380-1330(00)70690-3
  • Чернова Е.Н., Русских Я.В., Подольская Е.П., Жаковская З.А. Оптимизация параметров масс-спектрометрического анализа цианотоксинов на гибридном хромато-масс-спектрометре LTQ Orbitrap XL (ThermoFinnigan)//Научное приборостроение. 2013. Т. 23, № 1. С. 20-29. URL: http://213.170.69.26/mag/2013/full1/Art2.pdf.
  • Мильман Б.Л., Русских Я.В., Некрасова Л.В., Жаковская З.А. Подход к масс-спектрометрической идентификации цианобактериальных пептидов. Пример деметилмикроцистина-LR//Масс-спектрометрия. 2011. Т. 8, № 1. С. 51-60.
  • Neffling M.-R., Spoof L., Quilliam M., Meriluoto J. LC-ESI-Q-TOF-MS for faster and accurate determination of microcystins andnodularins in serum//J. Chromatogr. B. 2010. Vol. 878, № 26. P. 2433-2441. Doi: DOI: 10.1016/j.jchromb.2010.07.018
  • Spoof L., Vesterkvist P., Lindholm T., Meriluoto J. Screening for hepatotoxins, microcystins and nodularin in environmental water samples by reversed-phase liquid chromatography-electrospray ionization mass spectrometry//J. Chromatogr. A. 2003. Vol. 1020. P. 105-119. Doi: DOI: 10.1016/S0021-9673(03)00428-X
  • Duncan M.W. Good mass spectrometry and its place in good science//J. Mass Spectrom. 2012. Vol. 47, no. 6. P. 795-809. Doi: DOI: 10.1002/jms.3038
  • Лебедев А.Т. Масс-спектрометрия для анализа объектов окружающей среды. М.: Техносфера, 2013. 632 с.
  • Mayumi T., Kato H., Imanishi S., Kawasaki Y., Hasegawa M., Harada K. Structural Characterization of Microcystins by LC/MS/MS under Ion Trap Conditions//J. Antibiot. 2006. Vol. 59, no. 11. P. 710-719. Doi: DOI: 10.1038/ja.2006.95
  • Zweigenbaum J.A., Henion J.D., Beattie K.A., Codd G.A., Poon G.K. Direct analysis of microcystins by microbore liquid chromatography electrospray ionization ion-trap tandem mass spectrometry//J. Pharm. Biomed. Anal. 2000. Vol. 23, no. 4. P. 723-733. Doi: DOI: 10.1016/S0731-7085(00)00354-X
  • Gosetti F., Mazzucco E., Zampieri D., Gennaro M.C. Signal suppression/enhancement in high-performance liquid chromatography tandem mass spectrometry. Review//J. Chromatogr. A. 2010. Vol. 1217. P. 3929-3937. Doi: DOI: 10.1016/j.chroma.2009.11.060
  • King R., Bonfiglio R., Fernandez-Metzler C., Miller-Stein C., Olah T. Mechanistic investigation of ionization suppression in electrospray ionization//J. Am. Soc. Mass. Spectrom. 2000. Vol. 11, no. 11. P. 942-950. Doi: DOI: 10.1016/S1044-0305(00)00163-X
  • Neffling M.-R., Spoof L., Meriuoto J. Rapid LC-MS detection of cyanobacterial hepatotoxins microcystins and nodularins -comparison of columns//Anal. Chim. Acta. 2009. Vol. 653, no. 2. P. 234-241. Doi: DOI: 10.1016/j.aca.2009.09.015
  • Diehnelt C.W., Dugan N.R., Peterman S.M., Budde W.L. Identification of microcystin toxins from a strain of Microcystis aeruginosa by liquid chromatography introduction into a hybrid linear ion trap-Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometer//Anal. Chem. 2006. Vol. 78. P. 501-512. Doi: DOI: 10.1021/ac051556d
  • TOXIC: Cyanobacterial Monitoring and Cyanotoxin Analysis. Eds. J. Meriluoto, G.A. Codd. ÅboAkademi University Press (Turku), 2005. 149 p.
  • Furey A., Crowley J., Hamilton B., Lehane M., James K.J. Strategies to avoid the mis-identification of anatoxin-a using mass spectrometry in the forensic investigation of acute neurotoxic poisoning//J. Chromatogr. A. 2005. Vol. 1082. P. 91-97. Doi: DOI: 10.1016/j.chroma.2005.05.040
  • Sanchez J.A., Otero P., Alfonso A. et al. Detection of Anatoxin-a and Three Analogs in Anabaena spp. Cultures: New Fluorescence Polarization Assay and Toxin Profile by LC-MS/MS//Toxins. 2014. No. 6. P. 402-415. Doi: DOI: 10.3390/toxins6020402
  • Urban J., Hrouzek P., Štys D., Martens H. Estimation of ion competition via correlated responsivity offset in linear ion trap mass spectrometry analysis: Theory and practical use in the analysis of cyanobacterial hepatotoxin microcystin-LR in extracts of food additives//BioMed Research International. 2013. Vol. 2013. Article ID 414631. 14 pages. Doi: DOI: 10.1155/2013/414631
  • Русских Я.В., Чернова Е.Н., Воякина Е.Ю., Никифоров В.А., Жаковская З.А. Определение цианотоксинов в водной матрице методом высокоэффективной жидкостной хроматографии-масс-спектрометрии высокого разрешения//Известия Санкт-Петербургского государственного технологического института (технического университета). 2012. T. 17, № 43. C. 61-66.
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp