Comprehensive screening and quantification of veterinary drugs in milk using UPLC–ToF-MS

Ultra-performance liquid chromatography combined with time-of-flight mass spectrometry (UPLC–ToF-MS) has been used for screening and quantification of more than 100 veterinary drugs in milk. The veterinary drugs represent different classes including benzimidazoles, macrolides, penicillins, quinolones, sulphonamides, pyrimidines, tetracylines, nitroimidazoles, tranquillizers, ionophores, amphenicols and non-steroidal anti-inflammatory agents (NSAIDs). After protein precipitation, centrifugation and solid-phase extraction (SPE), the extracts were analysed by UPLC–ToF-MS. From the acquired full scan data the drug-specific ions were extracted for construction of the chromatograms and evaluation of the results. The analytical method was validated according to the EU guidelines (2002/657/EC) for a quantitative screening method. At the concentration level of interest (MRL level) the results for repeatability (%RSD < 20% for 86% of the compounds), reproducibility (%RSD < 40% for 96% of the compounds) and the accuracy (80–120% for 88% of the compounds) were satisfactory. Evaluation of the CCβ values and the linearity results demonstrates that the developed method shows adequate sensitivity and linearity to provide quantitative results. Furthermore, the method is accurate enough to differentiate between suspected and negative samples or drug concentrations below or above the MRL. A set of 100 samples of raw milk were screened for residues. No suspected (positive) results were obtained except for the included blind reference sample containing sulphamethazine (88 μg/l) that tested positive for this compound. UPLC–ToF-MS combines high resolution for both LC and MS with high mass accuracy which is very powerful for the multi-compound analysis of veterinary drugs. The technique seems to be powerful enough for the analysis of not only veterinary drugs but also organic contaminants like pesticides, mycotoxins and plant toxins in one single method

Fully automated screening of veterinary drugs in milk by turbulent flow chromatography and tandem mass spectrometry

There is an increasing interest in screening methods for quick and sensitive analysis of various classes of veterinary drugs with limited sample pre-treatment. Turbulent flow chromatography in combination with tandem mass spectrometry has been applied for the first time as an efficient screening method in routine analysis of milk samples. Eight veterinary drugs, belonging to seven different classes were selected for this study. After developing and optimising the method, parameters such as linearity, repeatability, matrix effects and carry-over were studied. The screening method was then tested in the routine analysis of 12 raw milk samples. Even without internal standards, the linearity of the method was found to be good in the concentration range of 50 to 500 µg/L. Regarding repeatability, RSDs below 12% were obtained for all analytes, with only a few exceptions. The limits of detection were between 0.1 and 5.2 µg/L, far below the maximum residue levels for milk set by the EU regulations. While matrix effects—ion suppression or enhancement—are obtained for all the analytes the method has proved to be useful for screening purposes because of its sensitivity, linearity and repeatability. Furthermore, when performing the routine analysis of the raw milk samples, no false positive or negative results were obtained

Qualitative aspects and validation of a screening method for pesticides in vegetables and fruits based on liquid chromatography coupled to full scan high resolution (Orbitrap) mass spectrometry

The analytical capabilities of liquid chromatography with single-stage high-resolution mass spectrometry have been investigated with emphasis on qualitative aspects related to selective detection during screening and to identification. The study involved 21 different vegetable and fruit commodities, a screening database of 556 pesticides for evaluation of false positives, and a test set of 130 pesticides spiked to the commodities at 0.01, 0.05, and 0.20 mg/kg for evaluation of false negatives. The final method involved a QuEChERS-based sample preparation (without dSPE clean up) and full scan acquisition using alternating scan events without/with fragmentation, at a resolving power of 50,000. Analyte detection was based on extraction of the exact mass (±5 ppm) of the major adduct ion at the database retention time ±30 s and the presence of a second diagnostic ion. Various options for the additional ion were investigated and compared (other adduct ions, M + 1 or M + 2 isotopes, fragments). The two-ion approach for selective detection of the pesticides in the full scan data was compared with two alternative approaches based on response thresholds. Using the two-ion approach, the number of false positives out of 11,676 pesticide/commodity combinations targeted was 36 (0.3 %). The percentage of false negatives, assessed for 2,730 pesticide/commodity combinations, was 13 %, 3 %, and 1 % at the 0.01-, 0.05-, and 0.20-mg/kg level, respectively (slightly higher with fully automated detection). Following the SANCO/12495/2011 protocol for validation of screening methods, the screening detection limit was determined for 130 pesticides and found to be 0.01, 0.05, and ≥0.20 mg/kg for 86, 30, and 14 pesticides, respectively. For the detected pesticides in the spiked samples, the ability for unambiguous identification according to EU criteria was evaluated. A proposal for adaption of the criteria was made

Superkritische vloeistof extractie ; toegepast voor de extractie van anabole steroiden uit biologische materialen

Het gebruik van superkritische vloeistof extractie (SFE) als alternatief voor de conventionle, op organische oplosmiddelen gebaseerde, extractie technieken begint langzamerhand steeds belangrijker te worden. Het probleem van het gebruik van superkritsche vloeistoffen voor de extractie van residuen van veterinaire behandelings- en geneesmiddelen uit biologische materialen is dat naast de analyten, de in die materialen aanwezige minder polaire componenten mee-extraheren (o.a. vet). Dit maakt dat de post-SFE stap vaak nog erg bewerkelijk is. Om aan de wensen van deze toepassing tegemoet te komen heeft het 'Eastern Regional Research Center' (Philadelphia ; USA) een SFE instrument ontwikkeld waarmee analyten en mee-geextraheerde componenten op een 'solid-phase kolom' (SPE) kunnen worden opgevangen ; dit vereenvoudigt de post-SFE procedure.Supercritical fluid extraction (SFE) is slowly being recognized as a potential alternative to the classical solvent-based extraction and clean-up methods. Extraction of residues of veterinary drugs from biological matrices by conventional SFE is complicated by co-extraction of fat and other nonpolar compounds along with the target analytes, necessitating extensive post-SFE clean-up. To meet the needs of this application, an SFE instrument was designed at the 'Eastern Regional Research Center' (Philadelphia ; USA) that enables to deposite the analytes and coextracted compounds directly onto sorbents in standard solid phase extraction (SPE) columns thus simplifying post SFE operations.RIV

[Fully automated determination of desmethyldiazepam in rat serum by robotized solid-phase extraction and high-performance liquid chromatography with UV-detection.]

Abstract niet beschikbaarIn this report a study is described on the fully automated determination of desmethyldiazepam in rat serum. Isolation of desmethyldiazepam from rat serum is with robotized solid-phase extraction with a High-Hydrophobic Octadecylsilane sorbent by using the ASPEC (Automatic Sample Preparation with Extraction Columns.) The solid-phase purified extract is, after dilution, injected on a chromatographic system. Subsequent clean-up of the extract is by column-switching. A "heart-cut" of the precolumn eluate containing the relevant part of the extract (desmethyldiazepam and the internal standard prazepam) is directed to the analytical column. Detection is by UV-absorbance detection at 226 nm. The data are collected, stored and processed on an analytical workstation. The extraction recovery (+- standard deviation) is 83,3 +- 1,0)%. The precision is 5,3% at 1,1 mg/l. The method is adapted to a concentration range from 0.05 to 5,0 mg/l starting with 150 mul serum. The resulting method is completed by the introduction of a quality control to assure the quality and the reliability of the results.HIG CB

Validation of the analysis of bovine, porcine and turkey meat and fish for a number of steroids

Het rapport beschrijft de validatie van een analysemethode voor monsters vlees, geschikt voor humane consumptie, op de aanwezigheid van een aantal groeibevorderende stoffen (steroiden). De validatie is uitgevoerd conform de meest recente richtlijnen van de Europese Commissie en toont aan dat de methode geschikt is voor het aantonen en bevestigen van zeer lage gehalten van deze stoffen. De methode kan worden toegepast ten behoeve van de controle van (import)vlees en het vaststellen van de daadwerkelijke belasting van de consument met hormonaal actieve stoffen.The validation of the quantification and identification of residues of growth-promoting compounds in meat of different species, according to the most recent EC-criteria for analytical methods, is described here. The method is suitable for the detection and identification of traces of these substances and can be used for import control and assessing consumer exposure.VWS Kv

Validation of the analysis of bovine, porcine and turkey meat and fish for a number of steroids

The validation of the quantification and identification of residues of growth-promoting compounds in meat of different species, according to the most recent EC-criteria for analytical methods, is described here. The method is suitable for the detection and identification of traces of these substances and can be used for import control and assessing consumer exposure.Het rapport beschrijft de validatie van een analysemethode voor monsters vlees, geschikt voor humane consumptie, op de aanwezigheid van een aantal groeibevorderende stoffen (steroiden). De validatie is uitgevoerd conform de meest recente richtlijnen van de Europese Commissie en toont aan dat de methode geschikt is voor het aantonen en bevestigen van zeer lage gehalten van deze stoffen. De methode kan worden toegepast ten behoeve van de controle van (import)vlees en het vaststellen van de daadwerkelijke belasting van de consument met hormonaal actieve stoffen

Pharmaceuticals in drinking water and sources for drinking water

Hundreds of active substances are used in human and veterinary drug formulas. Because pharmaceuticals are broadly applied, their residues can reach the environment via several pathways. Since pharmaceutical compounds are not completely eliminated in the sewage treatment plants, variable amounts reach surface water and groundwater. The last few years has seen a growing interest in the assessment of the presence of pharmaceuticals in the environment.This report records results of the analysis to gain information on the occurrence of pharmaceuticals in surface water, groundwater, drinking water and waste water in the Netherlands. The aim is to use this information for risk assessment and risk management. All 13 pharmaceuticals in this study were analysed using a single method (LC-MS/MS). Pharmaceuticals such as acetylsalicylic acid (analgesic), carbamazepine (anti-epileptic), clofibric acid (cardiovascular agent) and sulphamethoxazol (antibiotic) are found incidentally in very low concentrations (several tens of nanograms) in drinking water. Concentrations come to a factor of 1000 lower than the (provisional) toxicological limit values. Based on the results of the survey and the current toxicological information, the risk for the drinking-water consumer is negligible. The results of samples taken after different treatment steps during drinking-water production indicate that ozonisation in combination with activated carbon filtration promotes better removal of the pharmaceuticals than chlorination followed by activated carbon filtration. To realise the aim of risk management pharmaceuticals should not be present in drinking water. Therefore taking measures to prevent the discharge of persistent pharmaceuticals into the environment is recommended.Het RIVM heeft in het jaar 2002 een meetprogramma geneesmiddelen in drinkwater en drinkwaterbronnen uitgevoerd. De aanleiding hiervoor was het toenemend aantal publicaties waarin melding werd gemaakt van het voorkomen van geneesmiddelen in drinkwater en drinkwaterbronnen. Het doel van het onderzoek was een inventarisatie van een selectie van humane geneesmiddelen in drinkwater en drinkwaterbronnen. Het meetprogramma omvatte 13 stoffen uit verschillende categorieen geneesmiddelen (antibiotica, pijnstillers, fibraten, B-blokkers en anti-epileptica). In totaal zijn er 21 drinkwaterproductielocaties bemonsterd, inclusief de ruwwaterbronnen en enkele zuiveringsstappen. Het bemonsteringsprogramma is tweemaal uitgevoerd in het voor- en najaar. Het RIVM-onderzoek toont aan dat geneesmiddelen incidenteel in zeer lage concentraties (tot enkele tientallen nanogrammen) aanwezig zijn in drinkwater. De concentraties liggen een factor 1000 lager dan de afgeleide (voorlopige) drinkwaterlimieten. Hieruit volgt dat het risico voor de consument op basis van dit onderzoek en de beschikbare toxicologische informatie verwaarloosbaar is. Het betreft de stoffen (acetyl)salicylzuur (pijnstiller), carbamazepine (anti-epilepticum), clofibrinezuur (hart- en vaatmiddel) en sulphamethoxazol (antibioticum). De zuiveringstappen ozonisatie en actief koolfiltratie lijken op basis van dit onderzoek een beter resultaat op te leveren bij de verwijdering van de onderzochte geneesmiddelen dan de combinatie chloor en actief koolfiltratie. In het effluent van de rioolwaterzuivering (een monster) zijn negen stoffen aangetroffen in tientallen tot honderden nanogrammen per liter. De VROM-Inspectie wordt aanbevolen resultaten van de meetprogramma's geneesmiddelen in het milieu onder de aandacht te brengen van de stakeholders in de gezondheidszorg (College ter Beoordeling van Geneesmiddelen; Ministerie VWS). Indien er overwogen wordt normen voor geneesmiddelen in drinkwater op te stellen kan er worden gekozen voor normen per individuele stof gebaseerd op toxicologische gegevens of voor het voorzorgsprincipe. Aanbevolen wordt geneesmiddelen als groep onder het voorzorgsprincipe te brengen. De stoffen horen niet in drinkwater thuis. Voorgesteld wordt om in de meetprogramma's voor kwaliteitsbewaking van de drinkwaterinnamepunten de stoffen die in de drinkwaterbronnen zijn aangetroffen op te nemen

Pharmaceuticals in drinking water and sources for drinking water

Het RIVM heeft in het jaar 2002 een meetprogramma geneesmiddelen in drinkwater en drinkwaterbronnen uitgevoerd. De aanleiding hiervoor was het toenemend aantal publicaties waarin melding werd gemaakt van het voorkomen van geneesmiddelen in drinkwater en drinkwaterbronnen. Het doel van het onderzoek was een inventarisatie van een selectie van humane geneesmiddelen in drinkwater en drinkwaterbronnen. Het meetprogramma omvatte 13 stoffen uit verschillende categorieen geneesmiddelen (antibiotica, pijnstillers, fibraten, B-blokkers en anti-epileptica). In totaal zijn er 21 drinkwaterproductielocaties bemonsterd, inclusief de ruwwaterbronnen en enkele zuiveringsstappen. Het bemonsteringsprogramma is tweemaal uitgevoerd in het voor- en najaar. Het RIVM-onderzoek toont aan dat geneesmiddelen incidenteel in zeer lage concentraties (tot enkele tientallen nanogrammen) aanwezig zijn in drinkwater. De concentraties liggen een factor 1000 lager dan de afgeleide (voorlopige) drinkwaterlimieten. Hieruit volgt dat het risico voor de consument op basis van dit onderzoek en de beschikbare toxicologische informatie verwaarloosbaar is. Het betreft de stoffen (acetyl)salicylzuur (pijnstiller), carbamazepine (anti-epilepticum), clofibrinezuur (hart- en vaatmiddel) en sulphamethoxazol (antibioticum). De zuiveringstappen ozonisatie en actief koolfiltratie lijken op basis van dit onderzoek een beter resultaat op te leveren bij de verwijdering van de onderzochte geneesmiddelen dan de combinatie chloor en actief koolfiltratie. In het effluent van de rioolwaterzuivering (een monster) zijn negen stoffen aangetroffen in tientallen tot honderden nanogrammen per liter. De VROM-Inspectie wordt aanbevolen resultaten van de meetprogramma's geneesmiddelen in het milieu onder de aandacht te brengen van de stakeholders in de gezondheidszorg (College ter Beoordeling van Geneesmiddelen; Ministerie VWS). Indien er overwogen wordt normen voor geneesmiddelen in drinkwater op te stellen kan er worden gekozen voor normen per individuele stof gebaseerd op toxicologische gegevens of voor het voorzorgsprincipe. Aanbevolen wordt geneesmiddelen als groep onder het voorzorgsprincipe te brengen. De stoffen horen niet in drinkwater thuis. Voorgesteld wordt om in de meetprogramma's voor kwaliteitsbewaking van de drinkwaterinnamepunten de stoffen die in de drinkwaterbronnen zijn aangetroffen op te nemen. Hundreds of active substances are used in human and veterinary drug formulas. Because pharmaceuticals are broadly applied, their residues can reach the environment via several pathways. Since pharmaceutical compounds are not completely eliminated in the sewage treatment plants, variable amounts reach surface water and groundwater. The last few years has seen a growing interest in the assessment of the presence of pharmaceuticals in the environment.This report records results of the analysis to gain information on the occurrence of pharmaceuticals in surface water, groundwater, drinking water and waste water in the Netherlands. The aim is to use this information for risk assessment and risk management. All 13 pharmaceuticals in this study were analysed using a single method (LC-MS/MS). Pharmaceuticals such as acetylsalicylic acid (analgesic), carbamazepine (anti-epileptic), clofibric acid (cardiovascular agent) and sulphamethoxazol (antibiotic) are found incidentally in very low concentrations (several tens of nanograms) in drinking water. Concentrations come to a factor of 1000 lower than the (provisional) toxicological limit values. Based on the results of the survey and the current toxicological information, the risk for the drinking-water consumer is negligible. The results of samples taken after different treatment steps during drinking-water production indicate that ozonisation in combination with activated carbon filtration promotes better removal of the pharmaceuticals than chlorination followed by activated carbon filtration. To realise the aim of risk management pharmaceuticals should not be present in drinking water. Therefore taking measures to prevent the discharge of persistent pharmaceuticals into the environment is recommended.VROM Inspecti

Studies on the use of medroxyprogesterone-, chloromadinone-, megestrol- and melengestrol-acetate in slaughter animals ; Method validation and surveillance

Ten behoeve van bewakingsonderzoek werd onderzoek verricht naar de aanwezigheid van residuen van deze stoffen met groeibevorderende werking in monsters niervet. Daar het gebruik van genoemde stoffen voor dit doel niet is toegestaan geldt geen Maximale Residue Limiet (MRL). Vanwege het feit dat bestaande analysemethode arbeids- en tijdsintensief is, werd een nieuwe methode op basis van vaste fase extractie, gas chromatografische scheiding en massaspectrometrische detectie ontwikkeld. De binnen- laboratorium reproduceerbaarheid op het concentratie niveau van 2mug/kg (geaddeerd) bedroeg voor medroxyprogesteron-acetaat, megestrol-acetaat en melengestrol-acetaat respectievelijk 19%, 14% en 18%. Voor chloormadinon-acetaat is vanwege het ontbreken van een interne standaard alleen semi-kwantitatief onderzoek verricht. 197 monsters niervet werden met behulp van de ontwikkelde methode geanalyseerd, een monster (0.5%) werd positief bevonden op medroxyprogestron-acetaat. De aanwezigheid werd bevestigd op basis van de vier karakteristieke ionen. De concentratie aan medroxyprogesteron-acetaat bedroeg ca 2mug/kg.The results obtained during the investigation of 197 samples of kidney fat for the presence of illegal anabolic compounds are presented. The method used until now was laborious and the sample throughput was low. For this reason a new method was developed. For the compounds mentioned above there is no Maximum Residue Limit (MRL) since their use is prohibited. The limit of determination for the new method is 2.0 mug/kg at which level the within-laboratory reproducibility was 19% for Medroxyprogesterone-acetate, 14% for Megestrol-acetate and 18% for Melengestrol-acetate. For Chloormadinone-acetate only semi quantitative analyses was possible since a suitable isotope enriched internal standard was not yet available. One sample was found positive (0.5%). The identity of medroxyprogesterone-acetate was confirmed by the detection of four diagnostic ions. The concentration, however, was approximately 2mug/kg.V