Détermination de la Rhodamine B dans la poudre de piment par le système LCMS/MS WAYEAL LCMS-TQ9200

La rhodamine B (également appelée Rose Rouge B ou Violet de Base 10) est un colorant fluorescent basique synthétique appartenant à la classe chimique des xanthènes. Cette substance elle-même présente une couleur rouge rosé vif et est facilement soluble dans les solvants polaires tels que l'eau et l'éthanol. Initialement, elle était largement utilisée dans les domaines industriels, notamment le textile, l'imprimerie et le marquage fluorescent. En raison de son faible coût et de sa forte capacité de coloration, certains commerçants peu scrupuleux l'ont illégalement ajoutée à des produits alimentaires à des fins de teinture, tels que la poudre de piment, les grains de poivre du Sichuan, les produits carnés et les assaisonnements, ce qui en fait un contaminant important qui met en danger la sécurité alimentaire.
La rhodamine B est clairement toxique pour le corps humain. Elle peut pénétrer dans l'organisme par le tube digestif ou la peau, interférant avec le métabolisme physiologique normal. De plus, elle présente des risques potentiels de cancérogénicité et de mutagénicité. Par conséquent, elle a été classée comme substance non comestible interdite dans les aliments par plusieurs pays. Elle constitue une cible clé de la surveillance de la sécurité alimentaire, et son taux de détection reste constamment élevé dans divers assaisonnements et aliments transformés.

Dans cette note d'application, une méthode de chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse en tandem (LC-MS/MS) pour la détermination de la rhodamine B dans les aliments a été établie en utilisant le système de chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse en tandem WAYEAL LCMS-TQ9200. Cette méthode permet une extraction efficace, une séparation précise et une quantification sensible de l'analyte cible tout en éliminant efficacement les interférences de la matrice alimentaire. Elle offre un support technique fiable pour le dépistage rapide et la quantification précise de la rhodamine B dans les aliments, facilitant ainsi une surveillance efficace de la sécurité alimentaire.

Mots-clés : Sécurité alimentaire, Rhodamine B, LCMS/MS

1. Instruments et réactifs

1.1 Configuration de l'instrument

Tableau 1 Liste de configuration des instruments

1.2 Liste des réactifs et des étalons

Tableau 2 Liste des réactifs et des étalons

1.3 Matériel expérimental et équipement auxiliaire

Vortex

Centrifugeuse à grande vitesse

Balance analytique

Système d'extraction en phase solide (SPE) (avec pompe à vide)

Évaporateur à azote

Agitateur orbital

2. Méthode expérimentale

2.1 Préparation des solutions

2.1.1 Acide formique à 0,1 % dans l'eau : Transférer 1 mL d'acide formique dans 500 mL d'eau, mélanger soigneusement et compléter à un volume final de 1000 mL avec de l'eau.

2.1.2 Acide formique à 0,1 % dans l'acétonitrile : Transférer 1 mL d'acide formique dans 500 mL d'acétonitrile, mélanger soigneusement et ajuster à un volume de 1000 mL avec de l'acétonitrile.

2.1.3 Méthanol à 50 % dans l'eau : Transférer précisément 500 mL de méthanol dans une fiole jaugée de 1 L, puis compléter à volume avec de l'eau.

2.1.4 Méthanol à 50 % dans l'eau avec acide formique à 0,1 % : Transférer 1 mL d'acide formique dans 500 mL de méthanol à 50 % dans l'eau, mélanger soigneusement et diluer à un volume de 1000 mL avec du méthanol à 50 % dans l'eau.

2.1.5 Ammoniac à 5 % dans le méthanol : Transférer 5 mL de solution d'ammoniac dans une fiole jaugée de 100 mL, diluer à volume avec du méthanol et mélanger soigneusement.

2.2 Prétraitement de l'échantillon

2.2.1 Extraction de l'échantillon

Peser précisément 1 g d'échantillon de poudre de piment dans un tube à centrifuger en plastique de 50 mL. Ajouter précisément 10,0 mL d'une solution aqueuse de méthanol à 50 % contenant 0,1 % d'acide formique et bien mélanger. Ajouter deux billes d'homogénéisation en céramique, puis vortexer pendant 15 minutes sur un agitateur vortex. Centrifuger à 8000 tr/min pendant 10 minutes. Transférer 3 mL du surnageant (couche d'extrait) et filtrer à travers une membrane de filtration en phase organique de 0,45 µm avant la purification.

2.2.2 Purification de l'échantillon

Conditionnement de la cartouche d'extraction en phase solide (SPE) NovaPre MCX : Avant utilisation, activer séquentiellement la cartouche avec 3 mL de méthanol et 3 mL d'eau.

Transférer précisément 1,0 mL de l'extrait sur la cartouche d'extraction en phase solide (SPE) NovaPre MCX. Laver séquentiellement la cartouche avec 3 mL d'acide formique à 0,1 % dans l'eau, 3 mL d'eau et 3 mL de méthanol. Éluer l'analyte cible avec 6 mL d'une solution d'ammoniac dans le méthanol, et collecter l'éluat. Évaporer l'éluat à sec sous un courant d'azote à 45 °C. Dissoudre le résidu dans 0,5 mL de la phase mobile initiale, filtrer à travers une membrane de filtration en phase organique de 0,22 µm, puis injecter le filtrat pour l'analyse instrumentale.

2.3 Conditions expérimentales

2.3.1 Conditions HPLC

Colonne chromatographique : C18, 1,7 µm, 2,1*50 mm ;
Phase mobile : Phase A : acide formique à 0,1 % dans l'eau ; Phase B : acide formique à 0,1 % dans l'acétonitrile ;
Débit : 0,4 mL/min ;
Température de la colonne : 40 °C ;
Volume d'injection : 1 µL.

2.3.2 Conditions de spectrométrie de masse

Tableau 3 Paramètres de spectrométrie de masse des composés

Note : * ion quantificateur.

3. Résultats expérimentaux

3.1 Chromatogramme des étalons

La détection de la rhodamine B a été réalisée en moins de 7 minutes. Comme le montre la figure 1, le pic du composé présentait une bonne forme de pic et une réponse satisfaisante, répondant aux exigences de la détermination expérimentale.

Fig 1 Chromatogramme de la rhodamine B

3.2 Plage de linéarité

Une quantité appropriée de solution de travail étalon de rhodamine B a été transférée avec précision et diluée avec la phase mobile initiale pour préparer la courbe d'étalonnage. La plage de linéarité était de 0,1 à 10 ng/mL. L'écart entre les résultats linéaires et les concentrations connues était inférieur à l'écart maximal autorisé. Le coefficient de détermination (R²) était supérieur à 0,999, indiquant une bonne linéarité.

Fig 2 Courbe d'étalonnage de la rhodamine B

3.3 Limite de quantification et limite de détection

Dans cette méthode, la limite de détection (LOD) et la limite de quantification (LOQ) pour la rhodamine B ont été établies respectivement à 0,1 ng/mL et 0,5 ng/mL. Les rapports signal/bruit (S/N) correspondants sont résumés dans le tableau ci-dessous. Les rapports S/N à la LOD dépassaient 3, tandis que ceux à la LOQ dépassaient 10.

Tableau 4 Limite de quantification et limite de détection

Fig 3 Rapport signal/bruit à la LOD pour la rhodamine B (0,1 ng/mL)

Fig 4 Rapport signal/bruit à la LOQ pour la rhodamine B (0,5 ng/mL)

3.4 Répétabilité

Des solutions étalons à trois concentrations (0,5, 2 et 5 ng/mL) ont été injectées six fois consécutivement. Les résultats sont présentés dans le tableau ci-dessous. Les écarts types relatifs (RSD) du temps de rétention et de l'aire du pic pour la rhodamine B à des concentrations faible, moyenne et élevée étaient tous inférieurs à 5 %, répondant aux exigences expérimentales.

Tableau 5. Test de répétabilité pour la rhodamine B à des concentrations faible, moyenne et élevée

Fig 5 Chromatogrammes de 6 injections consécutives de rhodamine B à 0,5 ng/mL

Fig 6 Chromatogrammes de 6 injections consécutives de rhodamine B à 2 ng/mL

Fig 7 Chromatogrammes de 6 injections consécutives de rhodamine B à 5 ng/mL

3.5 Récupération par spiking

L'échantillon A a été dopé avec une solution étalon pour augmenter la concentration de rhodamine B de 2 ng/mL. Six injections répétées ont ensuite été analysées. La récupération obtenue était de 105,7 % avec un RSD de 1,473 %, satisfaisant les critères d'acceptation de la méthode.

3.6 Entraînement

Après injection de la solution étalon à 10 ng/mL, un solvant vierge a été injecté pour évaluer l'entraînement. Les résultats sont présentés dans la figure ci-dessous. L'entraînement dans le blanc était inférieur à 10 % de l'étalon de calibration le plus bas (0,1 ng/mL), répondant aux exigences expérimentales.

Fig 8 Chromatogramme du blanc du composé

3.7 Test d'échantillon

La concentration de rhodamine B dans l'échantillon A était inférieure à la limite de détection de la méthode (MDL).

Fig 9 Chromatogramme de la rhodamine B dans l'échantillon A

4. Conclusion

Dans cette étude, une méthode de chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse en tandem (LC-MS/MS) pour la détermination de la rhodamine B a été établie en utilisant le système WAYEAL LCMS-TQ9200. Les données obtenues ont démontré que la méthode produisait des pics chromatographiques avec une bonne symétrie et sans traînage, et que la sensibilité répondait aux exigences expérimentales. Le coefficient de détermination (R²) était supérieur à 0,999, satisfaisant les critères de linéarité. La répétabilité (RSD) à des concentrations faible, moyenne et élevée était inférieure à 5 %, et l'entraînement dans le blanc était inférieur à 10 % de l'étalon de calibration le plus bas. Ces résultats indiquent que la méthode, lorsqu'elle est couplée au système WAYEAL LC-MS/MS, est capable de répondre aux exigences de détection qualitative et quantitative de routine pour les analytes cibles.