Development and validation of a new method for determining nitrofuran metabolites in bovine urine using liquid chromatography - tandem mass spectrometry

• Autorzy: Rodziewicz L. , Zawadzka I.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Background. The use of nitrofurans as veterinary drugs in food-producing animals is banned throughout the European Union. Nevertheless, nitrofuran metabolites have been detected not only in animal products, but also in bovine urine. At present there are no methods yet published for the simultaneous detection of nitrofuran metabolites in bovine urine. Objectives. To develop and validate a method for determination of four key nitrofuran metabolites in bovine urine. Material and methods. The four nitrofuran metabolites (nitrofurantoin, furazolidone, nitrofurazone and furaltadone), were determined in bovine urine using LC-ESI-MS/MS. The procedure required an acid-catalysed release of protein-bound metabolites, followed by their in situ conversion into 2-nitrobenzaldehyde (NBA) derivatives. The sample clean-up was performed using a polymer extraction cartridge before hydrolysis. Nitrofuran metabolites were then determined using electrospray ionization in the positive mode, that had previously been separated on a Phenomenex Luna C-18 column. Results. The method was validated in accordance with the procedure outlined in the Commission Decision No. 2002/657/ EC. Urine samples were spiked with nitrofuran metabolite solutions at levels of 0.5, 1.0, 1.5 and 2.0 pg/kg. Recoveries ranged between 90 - 108% (inter standard-corrected), with a repeatability precision (RSD) of less than 19% for all four analytes. The decision limit (CC) and detection capability (DC) were obtained from a calibration curve and lay respectively within the following ranges: 0.11- 0.34 pg/kg and 0.13- 0.43 pg/kg. Conclusions. The developed and validated LC-ESI-MS/MS method allows four nitrofuran metabolites to be identified and quantitated in bovine urine. This analytical procedure meets the criteria defined in the Commission Decision No. 2002/657/EC.

PL

Wprowadzenie. Unia Europejska zabroniła stosowania nitrofuranów jako leków weterynaryjnych u zwierząt, których tkanki przeznaczone są do spożycia. Metabolity nitrofuranów są wykrywane zarówno w produktach pochodzenia zwierzęcego jak i moczu. Brak opublikowanej metody pozwalającej na jednoczesne oznaczanie metabolitów nitrofuranów w moczu bydlęcym. Cel. Celem badań było opracowanie i zwalidowanie metody analitycznej pozwalającej na oznaczanie czterech metabolitów nitrofuranów w moczu bydlęcym. Materiał i metoda. Metatabolity nitrofuranów (nitrafurantoiny, furazolidonu, nitrofurazonu i furaltadonu) były oznaczane w moczu bydlęcym metodą LC-ESI-MS/MS. Procedura wymaga stosowania hydrolizy w środowisku kwaśnym w celu rozerwania wiązania białko-metabolit, a następnie przeprowadzenia metabolitów w pochodne z 2-nitrobenzaldehydem. Oczyszczanie próbek prowadzono przed hydrolizą na kolumienkach ze złożem polimerycznym. Metabolity nitrofuranów oznaczane były przy zastosowaniujonizacji poprzez elektrorozpraszanie w polaryzacji dodatniej, po wcześniejszym rozdzielaniu na kolumnie Phenomenex Luna C-18. Wyniki. Metoda została zwalidowana zgodnie z decyzją Komisji nr 2002/657/WE. Próbki moczu były wzbogacone roztworem metabolitów nitrofuranów na poziomach odpowiadających 0,5, 1,0, 1,5, i 2,0 pg/kg. Odzysk mieścił się w zakresie 90 - 108%, współczynnik powtarzalności (RSD) był mniejszy niż 19% dla wszystkich czterech związków. Decyzyjną wartość graniczną (CCa) oraz zdolność wykrycia (CCP) wyznaczono przy użyciu krzywej wzorcowej. Mieszczą się one w zakresie 0,11 - 0,34 pg/kg oraz 0,13 - 0,43 pg/kg. Wnioski. Opracowana i zwalidowana metoda LC-ESI-MS/MS daje możliwość jakościowego i ilościowego oznaczania czterech metabolitów nitrofuranów w moczu bydlęcym. Procedura analityczna spełnia wymagania decyzji Komisji nr 2002/657/WE.

Słowa kluczowe

EN

development; validation; new method; determination; nitrofuran metabolite; residue; bovine urine; urine; liquid chromatography-tandem mass spectrometry

• Wydawca: -
• Czasopismo: Roczniki Państwowego Zakładu Higieny
• Rocznik: 2013
• Tom: 64
• Numer: 4
• Opis fizyczny: p.285-291,fig.,ref.

Twórcy

autor

Rodziewicz L.

• Laboratory of Chemical Examination in Foodstuffs, Department of Hygiene Veterinary, Voivodship Veterinary Inspectorate, Zwyciestwa Street 26a, 15-959 Bialystok, Poland

autor

Zawadzka I.

• Laboratory of Chemical Examination in Foodstuffs, Department of Hygiene Veterinary, Voivodship Veterinary Inspectorate, Zwyciestwa Street 26a, 15-959 Bialystok, Poland

Bibliografia

• 1. Arancibia V., Valderrama M., Madariaga A., Carolina M.: Extraction of nitrofurantoin and its toxic metabolite from urine by supercritical fluids. Quantitation by high performance liquid chromatography with UV detection. Talanta 2003;61:377-383.
• 2. Bock C., Stachel C., Gowik P.: Validation of a confirmatory method for the determination of residues of four nitrofurans in egg by liquid chromatography- tandem mass spectrometry with the software InterVal. Anal Chim Acta 2007;586:348-358.
• 3. Commission Decision 2003/181/EC of 13 March 2003 amending Decision No 2002/657/EC as regards the setting of minimum required performance limits (MRPLs) for certain residues in food of animal origin. Off J Eur Commun 2003;L71:17-18.
• 4. Commission Decision 2002/657/EC of 12 August 2002 implementing Council Directive 96/23/EC concerning the performance of analytical methods and interpretation of results. Off J Eur Commun 2002;L221:8-36.
• 5. ISO 11843-2: Capability to Detection (Part I); Terms definitions (Part 2), Methodology in the linear calibration case. 2003.
• 6. Leitner A., Zöllner P., Lindner W.: Determination of metabolites of nitrofuran antibiotic in animal tissue by high-performance liquid chromatography – tandem mass spectrometry. J Chromatogr A 2001;939:49-58.
• 7. Liu Y., Huang L., Wang Y., Yang B.: Tissue depletion and concentration correlations between edible tissues and biological fluids of 3-amino-2-oxazolidinone in pigs fed with a furazolidone-medicated feed. J Agric Food 2010;58:6774-678 .
• 8. Radovnikovic A., Moloney M., Byrne P., Danaher M.: Detection of banned nitrofuran metabolites in animal plasma using UHPLC-MS/MS. J Chromatogr B 2011;879:159-166.
• 9. Rodziewicz L., Zawadzka I.: Determination of nitrofuran metabolites residues in animal tissues by LC-MS/MS method. Rocz Panstw Zakl Hig 2007;58(4):625-632 (in Polish).
• 10. Rodziewicz L.: Determination of nitrofuran metabolites in milk by liquid chromatograph –electrospray ionization tandem mass spectrometry. J Chromatogr B 2008;864:156-160.
• 11. Tribalat L., Paisse O., Dessalces G.: Advantages of LC-MS-MS compared to LC-MS for determination on ntrofuran residues in honey. Anal Bioanal Chem 2006;386:2161-2168.
• 12. Verdon E., Couedor P., Sanders P.: Multi-residue monitoring for the simultaneous determination of five nitrofurans (furazolidone, furaltadone, nitrofurazone, nitrofurantoine, nifursol) in poultry muscle tissue through the detection of their five major metabolites (AOZ, AMOZ, SEM, AHD, DNSAH) by liquid chromatography coupled to electrospray tandem mass spectrometry – In- -house validation in line with Commission Decision No 657/2002/EC. Anal Chim Acta 2007;586:336-347.
• 13. Yi Ping X., Li Qiang L., Qiu Shen L., Chi Fang P.: Development of an immunochromatographic assay for rapid detection of 1-aminohydantion in urine specimens. Biomedical Chromatogr 2009;23:308-314.