Determination of Histamine in Silages Using Nanomaghemite Core (-Fe2O3)-Titanium Dioxide Shell Nanoparticles Off-Line Coupled with Ion Exchange Chromatography

The presence of biogenic amines is a hallmark of degraded food and its products. Herein, we focused on the utilization of magnetic nanoparticles off-line coupled with ion exchange chromatography with post-column ninhydrin derivatization and Vis detection for histamine (Him) separation and detection. Primarily, we described the synthesis of magnetic nanoparticles with nanomaghemite core (-Fe2O3) functionalized with titanium dioxide and, then, applied these particles to specific isolation of Him. To obtain further insight into interactions between paramagnetic particles’ (PMP) surface and Him, a scanning electron microscope was employed. It was shown that binding of histamine causes an increase of relative current response of deprotonated PMPs, which confirmed formation of Him-PMPs clusters. The recovery of the isolation showed that titanium dioxide-based particles were able to bind and preconcentrate Him with recovery exceeding 90%. Finally, we successfully carried out the analyses of real samples obtained from silage. We can conclude that our modified particles are suitable for Him isolation, and thus may serve as the first isolation step of Him from biological samples, as it is demonstrated on alfalfa seed variety Tereza silage.
Přítomnost biogenních aminů je charakteristickým znakem znehodnocených potravin a jejich produktů. Zde jsme se zaměřili na využití magnetických nanočástic off-line spojených s iontoměničovou chromatografií s postkolonovou derivatizací ninhydrinem a Vis detekcí pro separaci a detekci histaminu (Him). V první řadě jsme popsali syntézu magnetických nanočástic s nanomaghemitovým jádrem (-Fe2O3) funkcionalizovaných s oxidem titaničitým, poté jsme aplikovali tyto částice na specifickou izolaci Him. K získání dalšího vhledu do interakce mezi povrchem paramagnetických částic (PMP) a Him byl použit skenovací elektronový mikroskop. Bylo ukázáno, že vazba histaminu způsobuje zvýšení relativní aktuální odezvy deprotonovaných PMPs, což potvrdilo tvorbu Him-PMPs clusterů. Využití izolace ukázalo, že částice na bázi oxidu titaničitého byly schopny vázat a prekoncentrovat Him s celkovým výtěžkem vyšším než 90%. Nakonec jsme úspěšně provedli analýzy reálných vzorků získaných ze siláže. Můžeme usuzovat, že naše modifikované částice jsou vhodné pro izolaci Him a tak mohou sloužit jako první krok pro izolaci Him z biologických vzorků, jak je demonstrováno na siláži semen vojtěšky odrůdy Tereza.

Keywords

aminokyseliny, biogenní aminy, separace využívající magnetické částice, rostlina, specifická izolace, aminoacids, biogenic amines, magnetic-particles-based separation, plant, specific isolation

Citation

International Journal of Environmental Research and Public Health. 2016, vol. 13, issue 9, p. 904-1-904-11.
http://www.mdpi.com/1660-4601/13/9/904

Document type

Peer-reviewed

Document version

Published version

Language of document

en

Document licence

Creative Commons Attribution 4.0 International
http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/