Speciation of selenoamino acids by liquid chromatography-mass spectrometric methods | Selenoaminohappojen määrittäminen nestekromatokrafia-massaspektrometrisin menetelmin

Tutkielman kirjallisuusosuus käsittelee seleenin yleisiä ominaisuuksia ja merkitystä ihmisen ruokavaliossa. Se antaa myös yleiskuvan erilaisista analyysimenetelmistä, joita käytetään selenoaminohappojen määrittämisessä. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli kehittää yksinkertainen ja nopea massaspektrometrinen menetelmä, jolla voitaisiin havaita ja tunnistaa pienimolekyylisiä selenoaminohappoja erilaisista elintarvikkeista ja näin ollen löytää ja määrittää mahdollisia syöpää ehkäiseviä yhdisteitä. Kokonaisseleenipitoisuus määritettiin GFAAS-menetelmällä valkosipulista ja parapähkinästä sekä niiden uutteista. Seleenipitoisuus oli valkosipulissa 0.1 µg/g ja parapähkinässä 4.4 µg/g. Myös uutesakka ja supernatantit (kuumavesi-, laimennettu HCl- ja proteinaasi K-uutoista) analysoitiin. Vain 10% kokonaisseleenistä päätyi näytteiden supernatantteihin, joita käytettiin jatkoanalyyseissä. Näytteet derivatisoitiin AccQ·Tag reagenssilla (AQC) ja analysoitiin UHPLC-ESI-MS menetelmällä. Vaikka menetelmä oli helppo ja nopea käyttää, se soveltui vain selenoaminohappostandardeille (MeSeCys ja SeMet). Varsinaisista näytteistä ei saatu tuloksia. Tämän takia herkempi laite, HPLC-ICP-MS otettiin käyttöön, hyödyntäen Hamilton PRP-X100 -kolonnia ja 5 mmol/l ammoniumsitraattipuskuria (pH 5,2). Kuumalla vedellä ja laimennetulla HCl:llä uutetuissa näytteissä ei näkynyt merkkejä seleenistä. Lopulta proteinaasi K:lla uutetussa parapähkinänäytteessä näkyi pieni SeMet-piikki, joka tunnistettiin standardin retentioajan perusteella. Pitoisuus määritettiin semikvantitatiivisesti standardikäyrältä (0,06 µg SeMet /g parapähkinää). Tutkimus osoitti, että UHPLC-ESI-MS –menetelmä ei ollut riittävän herkkä, jotta sillä olisi voinut havaita näin pieniä selenoaminohappopitoisuuksia valkosipulista ja parapähkinästä. Kaikesta huolimatta, AQC-derivointi yhdistettynä UHPLC-ESI-MS -menetelmään mahdollistaa nopean, lineaarisen ja toistettavan menetelmän tulevaisuuden aminohappoanalyyseihin.

Literature review of the thesis introduces the characteristics of selenium and its importance in human diet. It also gives an overview on different analytical methods used in speciation of selenoamino acids. The aim of this study was to develop a simple and rapid mass spectrometric method which could be used to detect and specify low molecular weight selenoamino acids from different food materials in order to find and quantify probable cancer protective species. Total selenium content was determined by GFAAS from garlic and Brazil nut samples. The selenium concentration in garlic was 0.1 µg/g and 4.4 µg/g in Brazil nuts. Also, the precipitates and supernatants from the sample extractions (hot water, diluted HCl and proteinase K) were analyzed. There were only about 10% of the total selenium in the supernatants (which were further used in analysis). Samples were derivatized by AccQ·Tag reagent (AQC) and analyzed with UHPLC-ESI-MS method. Even though the method was easy and fast to use, it was applicable only for selenoamino acid standards (MeSeCys and SeMet). No results were obtained from the real samples. Therefore, a more sensitive piece of equipment, HPLC-ICP-MS was applied with Hamilton PRP-X100 column and 5 mmol/l ammonium citrate buffer (pH 5.2). Hot water and diluted HCl extracted samples showed no signs of selenium. At last, proteinase K digested Brazil nut sample showed a small peak of SeMet which was identified by retention time matching with the standard and quantified semi quantitatively from standard curve (0,06 µg SeMet /g Brazil nut). This study showed that the sensitivity of the UHPLC-ESI-MS method was not sufficient to detect such low concentrations of selenoamino acids in garlic and Brazil nut samples. However, the AQC derivatization together with UHPLC-ESI-MS offers a fast, linear and repeatable method for future amino acid analysis.