Perfectionarea metodelor si tehnicilor de identificare si determinare la nanoscala a structurilor steroidiene contaminate in produse alimentare de origine animala , CONTALIM

• elaborarea de metode moderne ce utilizeaza tehnici analitice performante, cum sunt: cromatografia de lichide de înalta performanta cuplata cu spectrometria de masa (LC-MS) sau LC-MS/MS, cromatografia de gaze cuplata cu spectrometria de masa (GC-MS) in scopul determinarii contaminantilor cu structuri steroidiene din diferite matrice complexe, la nivel de nanoscala;
• identificarea si determinarea metabolitilor ce se pot forma ca urmare a interactiilor compusilor cu structuri steroidiene cu organismul animal sau uman;
• utilizarea tehnicilor de (micro)extractie in faza solida SP(M)E;
• utilizarea tehnicilor de purificare si concentrare anterior determinarii cromatografice;
• crearea unei baze de date integrate si corelatia cu standardele internationale de calitate.

• cresterea capacitatii de cercetare ICIA;
• facilitarea integrarii cercetarii ICIA din domeniul „controlul calitatii alimentului” in sistemul de colaborare international;
• realizarea schimbului de valori la nivel european;
• cunoasterea si aplicarea unor metode de investigare moderne, cu performante inalte;
• comunicare mai rapida între cei doi parteneri;
• cunoastere aprofundata a rezultatelor în domeniul determinarilor calitative si cantitative a reziduurilor medicamentoase veterinare cu structura steroidica, din produsele alimentare;
• posibilitatea extinderii colaborarii si in alte directii, inclusiv in domeniul asigurarii calitatii analizelor, prin efectuarea de comparari interlaboratoare;
• largirea cunostintelor privind metodele moderne de analiza a structurilor steroidice contaminante din produsele destinate consumului uman.

• Publicatii:
  • in reviste de specialitate interne si externe,
  • in volume (Proceedings) ale conferintelor internationale;
• Rapoarte de monitorizare;
• Baza de date.

Etapa I
Durata etapei: Iun. 2008 – Noi. 2008

I.1 Deplasare la Universitatea de Stiinte Eötvös Loránd, Budapesta

Scop: stabilirea categoriilor de substante chimice contaminante ale produselor alimentare.

Rezultate:

• evaluarea tehnologiei ICIA;
• caracteristicile metodelor;
• identificarea tendintelor pe plan international privind metodele de analiza a contaminatilor din produse alimentare;
• stabilirea tipului de compusi chimici contaminati;
• stabilirea metodelor optime de decelare la nanoscala;
• instruirea personalului ICIA in cadrul ELTE: curs de cromatografie lichida cuplata cu spectrometrie de masa (LC-MS) cu triplu quadrupol si cu timp de zbor, curs efectuat de Grupul EKOL – Budapesta;
• raport tehnico-economic etapa.

I.2 Primire vizita de la Universitatea de Stiinte Eötvös Loránd, Budapesta

Scop: stabilirea metodelor de determinare cantitativa si calitativa a reziduurilor chimice din produse alimentare.

Rezultate:

• vizita oficiala la S.C. Jidvei S.R.L. – Jidvei, jud. Alba;
• recoltarea si transportarea probelor de la S.C. Jidvei S.R.L. – Jidvei, jud. Alba in laboratorul ICIA in vederea analizei.

I.3 Activitati prevazute in programul de cercetare al tanarului cercetator angajat

Scop: elaborare metodologiei de preparare a probelor, anterior determinarii cromatografice: extractii.

Rezultate:

• obtinerea extractelor din probe alimentare (diferite metode de extractie);
• instruirea in cadrul ELTE: instructaj utilizare Twister (agitator magnetic acoperit cu polimer) – Gerstel (Agilent Technologies) (extractii SPDE, SPME).

Etapa II
Durata etapei: Dec. 2008 – Nov. 2009

II.1 Deplasare la Universitatea de Stiinte Eötvös Loránd, Budapesta

Scop: determinarea calitativa a compusilor chimici contaminati

Rezultate:

• determinarea calitativa a compusilor chimici cu structura steroidiana: estrona, β-estradiol, colesterol, in probe cu matrice apoasa prin SPE-GC-MS/MS;
• determinarea calitativa a acizilor colici steroidieni (acid colic, acid litocolic, acid chenodeoxicolic, acid ursodeoxicolic, acid 3–hidroxi,7-ketocolanic, acid dehidrocolic) in matrice apoasa prin derivatizarea in doua etape (oximare si sililare) si detectie prin gaz cromatografie cuplata cu spectrometrie de masa cu trapa ionica (GC-MS/MS);
• determinarea calitativa a pesticidelor organoclorurate (POC) si a bifenililor policlorurati (PCB) prin injectarea etaloanelor pure si a probelor, in aceleasi conditii cromatografice si compararea timpilor de retentie ai etaloanelor pure cu cei ai analitilor probei, separati pe coloana cromatografica;
•  raport tehnico-economic etapa.

II.2 Primire vizita de la Universitatea de Stiinte Eötvös Loránd, Budapesta

Scop: determinarea cantitativa a compusilor chimici contaminati (etaloane, calibrari)
Rezultate:

• determinarea cantitativa a pesticidelor organoclorurate (POC) si bifenililor policlorurati (PCB) din lapte si struguri;
• o vizita oficiala la S.C. Lech Lacto – Lechinta, jud. Bistrita-Nasaud;
• recoltarea si transportarea probelor de la S.C. Lech Lacto – Lechinta, jud. Bistrita-Nasaud in laboratorul ICIA in vederea analizei.

II.3 Activitati prevazute in programul de cercetare al tânarului cercetator angajat

Scop: elaborare metodologii de preparare a probelor, anterior determinarii cromatografice: purificari, concentrari.

Rezultate:

• s-au elaborat metodologii de preparare a probelor, anterior determinarii cromatografice, prin efectuarea de purificari si concentrari cu ajutorul: extractiei pe faza solida (SPE), microextractiei pe faza solida (SPME), extractiei lichid-lichid, precum si aplicarea acestora in diferite analize de determinare a compusilor contaminanti cu structura steroidiana (estrona, estradiol) si a pesticidelor organoclorurate si a bifenililor policlorurati;
• determinarea hormonilor steroidieni in matrice apoase si biologice complexe (ser) prin tehnica GC/MS, dupa microextractii si derivatizare pe fibra.

Raport final

Colaborarea dintre cele doua echipe romano-ungare a dus la realizarea tuturor obiectivelor proiectului la parametrii estimati. Activitatea de cercetare in domeniul analizei contaminatilor cu structura steroidica din produsele alimentare a dus la elaborarea si perfectionarea unor metode de identificare si detectie a contaminatilor steroidieni din matrice apoasa si din matrice biologica. Determinarea contaminantilor in produsele alimentare s-a facut cu ajutorul tehnicilor cromatografice, prin plicarea unor metode de extractie performante, sensibile si precise.

Gradul de realizare a obiectivelor
Prima etapa a proiectului a dus la realizarea tuturor obiectivelor propuse, si anume:

• partenerul roman a fost instruit la Universitatea ELTE, Budapesta, in determinari cromatografice de inalta rezolutie;
• partenerul roman si maghiar au propus metode pentru analiza unor produse alimentare (struguri de diferite soiuri) in vederea identificarii si organoclorurate si PCB în struguri;
• au fost elaborate metode moderne, de ultima ora, prin utilizarea tehnicilor analitice performante;

• a fost angajat un tanar cercetator.

In a doua etapa a proiectului s-a dus la realizarea tuturor obiectivelor propuse, si anume:

• echipa romana impreuna cu membrii echipei partenere au efectuat determinarea calitativa a compusilor chimici cu structura steroidiana: estrona, β-estradiol, colesterol, in probe cu matrice apoasa, prin prezentarea modurilor de fragmentare a speciilor complet derivatizate ale compusilor steroidieni, precum si derivatii lor trimetilsilil eter/ester (oxima) cu ajutorul softului instrumentului GC-MS/MS (cu trapa ionica) Varian 4000;
• a fost efectuata determinarea calitativa a pesticidelor organoclorurate si bifenililor policlorurati prin injectarea etaloanelor pure si a probelor, in aceleasi conditii cromatografice si compararea timpilor de retentie ai etaloanelor pure cu cei ai analitilor probei, separati pe coloana cromatografica;
• s-a efectuat determinarea cantitativa a compusiilor contaminanti din probe de alimente;
• s-au determinat pesticide organoclorurate si a bifenililor policlorurati in probe alimentare (lapte si struguri). Au fost determinate POC si PCB, din probe de soiuri de struguri: Muscat Ottonel (MO), Sauvignon Blanc (SB) si Riesling Italian (RI), recoltate de la podgoria Jidvei, din recolta anului 2009, metoda de analiza este: extractia lichid-lichid, urmata de analiza gaz cromatografica;
• a fost efectuata vizita la Fabrica de produse lactate Lech-Lacto Lechinta;

Programul tanarului cercetator angajat, chim. Lacrimioara Senila, a constat din:

• elaborare metodologii de preparare a probelor, anterior determinarii cromatografice, prin efectuarea de purificari si concentrari cu ajutorul:
• extractiei pe faza solida (SPE);
• microextractiei pe faza solida (SPME);
• metodele au fost aplicate in analiza de determinare a compusilor contaminanti cu structura steroidiana si a pesticidelor organoclorurate (POC) si a bifenililor policlorurati (PCB);
• rezultatele obtinute au fost diseminate prin publicare si comunicare.

Au fost implementate in Laboratorul REZALIM al ICIA urmatoarele metode elaborate in acest proiect:

1. Metoda de extractie in faza solida (SPE) ce permite simultan separarea si concentrarea probelor;
2. Metoda de determinare multireziduala, cantitativa si calitativa a unor contaminanti (pesticide organoclorurate, bifenilipoliclorurati si clorbenzeni) in diferite probe alimentare prin extractie lichid-lichid si detectie GC-ECD;
3. Determinarea calitativa a unor hormoni stroidieni (estrona, β-estradiol, colesterol) in matrice apoasa prin extractie pe faza solida, derivatizarea in doua etape (oximare si sililare) si detectie prin gaz cromatografie cuplata cu spectrometrie de masa cu trapa ionica (SPE-GC-MS/MS);
4. Determinarea calitativa a pesticidelor organoclorurate si a bifenililor policlorurati in probe de lapte si struguri;
5. Determinarea cantitativa a pesticidelor organoclorurate si a bifenililor policlorurati din probe de lapte si struguri, prin extractie lichid-lichid si detectie prin gaz cromatografie cu detector cu captura de electroni (LLE-GC-ECD);
6. Metoda de determinare a hormonilor steroidieni in matrice apoasa, prin GC-MS, dupa microextractii in faza solida (SPME) si derivatizare pe fibra;
7. Metoda de determinare a hormonilor steroidieni in matrice biologica, prin GC-MS, dupa microextractii in faza solida (SPME) si derivatizare pe fibra.

Rezultatele obtinute pot sta la baza realizarii unor propuneri de proiecte (fie in aria nationala sau europeana) in vederea dezvoltarii ulterioare si validarii metodelor.
Metodele propuse pentru determinarea contaminantilor chimici in diferite matrice (apa, alimente) pot servi la monitorizarea calitatii apei potabile, a diferitelor probe alimentare, pe tot parcursul fluxului tehnologic (de la materii prime pana la produse finite, atat pentru producatori, cat si pentru distribuitori).
Metoda de determinare prin analiza multireziduala a hormonilor steroidieni (estrona si beta estradiol, colesterol) din matrice lichide prin SPE-GC-MS/MS cu dubla derivatizare (oximare si sililare) si Metoda de determinare a hormonilor steroidieni (estrona si beta estradiol) in probe cu matrice lichida complexa (ape reziduale si ser sanguin) prin microextractie in faza solida (SPME), cu derivatizare head-space pe fibra cu MSTFA si analiza prin Gaz Cromatografie cuplata cu Spectrometria de Masa pot fi brevetate.

Rezultatele obtinute au fost diseminate, certificand astfel calitatea lor:

1. Lacrimioara Senila, Mirela Miclean, Cecilia Roman, Cornelia Majdik, Gyula Záray, Determination of steroid hormones in Somes River water by Solid Phase Microextraction and Gas Chromatography – Mass Spectrometry, Studia Universitatis Babes-Bolyai, seria CHEMIA, 2009. ISSN 1224-7154 (Categoria A, ISI)
2. Mirela Miclean, Lacrimioara Senila, Adriana Gog, Cecilia Roman, Ioan Groza, Multicomponent determination of organochlorinated compounds in milk by gas chromatography with electron-capture detection after liquid-liquid extraction, Bulletin UASVM 2009. (Categoria B+)
3. Mirela Miclean, Adriana Gog, Anca Naghiu, Cecilia Roman, Multirezidual analysis of organochlorine pesticides, chlorobenzenes and polychlorobiphenyls in different varieties of Romanian grapes, Environment and Progress, vol. 13, 2009. ISSN 1584-6733 (Categoria C, Cod CNCSIS 697/2008)
4. Mirela Miclean, Lacrimioara Senila, Cecilia Roman, Erika Levei, Gyula Zaray, Ioan Groza, Comparison of DI-SPME-GC-MS and SPE-GC-MS with derivatization for analysis of steroid hormones in river water, Revista de Chimie, ISSN 0034-7752. (trimis spre publicare)
5. Senila Lacrimioara, Miclean Mirela, Levei Erika, Roman Marius, Roman Cecilia, Determination of steroid hormones by solid phase microextraction and mass spectrometry in poultry serum, 16th Symposium on Analytical and Environmental Problems, SZAB Szeged, Hungary, 28 September 2009, POSTER + ARTICOL (in proceeding)

6. Lacrimioara Senila, Mirela Miclean, Erika Levei, Cecilia Roman, Cornelia Majdik, Ana Maria Incze, DI-SPME-GC-MS analysis of steroid structures in poultry serum, Conferinta Internationala de Chimie, Editia a XV, 12-15 noiembrie, 2009, Targu-Mures, Romania, (POSTER + ARTICOL)

• s-au propus doua teze de doctorat pe tema proiectului, care se deruleaza in cadrul USAMV Cluj-Napoca (Anca Naghiu – Cercetari privind incidenta si semnificatia igienica a hidrocarburilor policiclice aromate in lantul trofic al produselor alimentare, si Mirela Miclean – Metode la nivel de nanoscala privind disruptorii endocrini ai unor factori de mediu si fluide animale);
• s-a realizat un masterat din tema proiectului (Anca Naghiu – in cadrul USAMV Cluj-Napoca – Analiza cromatografica a calitatii vinurilor rosii din Romania);
• USAMV Cluj-Napoca s-a aratat deosebit de interesata de rezultatele obtinute, deoarece lantul trofic este o realitate iar calitate vietii este indisolubil legata de calitatea alimentatiei.

CS II Dr. Cecilia Roman
Tel. 0264-420.590, 0755038705
Fax. 0264-420.667
Email. icia@icia.ro, mailto:cecilia.roman@icia.ro

 Raport Final