Development and validation of a multirresidue method for the determination of sulfonamides and trimethoprim in tilapia by UPLC-ESI-QToF-MS

A aquicultura é hoje o setor de produção mundial de alimentos que apresenta o maior crescimento. Compreende todas as formas de criação de animais e cultivo de plantas aquáticas em água doce, salobra e marinho. Um grande constrangimento para o setor são os surtos de doenças, com uma estimativa global de perdas da ordem de muitos bilhões de dólares por ano. Este fato ocorre devido a que o ambiente aquático é mais favorável a proliferação de bactérias patogênicas, podendo atingir altas densidades em torno dos animais e ser ingeridas durante a alimentação ou durante as trocas gasosas. Assim, o risco de infecções bacterianas na criação de peixes é alto, podendo ser consequência de fatores estressantes tais como falta de higiene, alta densidade de estocagem, baixa qualidade da água, flutuação da temperatura, nutrição inadequada, más práticas de manejo, inadequados procedimentos e métodos de transporte, adaptação ao novo ambiente e captura. Na tentativa de minimizar perdas, antibióticos são administrados, através dos alimentos, aos peixes com fins terapêuticos (tratamento de doença). Devido ao seu baixo custo e relativa eficiência em combater infecções bacterianas mais comuns, as sulfonamidas pertencem a uma classe de antibióticos largamente usada. Trimetoprim é outro agente antibiótico frequentemente coadministrado com sulfonamidas para aumentar, de forma sinergética, a eficiência do tratamento contra uma variedade de infecções bacterianas. Entretanto, o uso de antimicrobianos como agentes quimioterapêuticos tem criado problemas devido ao seu efeito tóxico, desenvolvimento de resistência microbiana, resíduo acumulativo e consequências à saúde pública e ao meio ambiente. O monitoramento dos resíduos de quimioterapêuticos em alimentos tem se tornado prioritário para o controle de resíduos de contaminantes na cadeia de produção de alimentos de origem animal. Nos últimos anos, ocorreu um rápido desenvolvimento de novos métodos analíticos, para a determinação destes resíduos. Dentre os métodos de análise mais promissores, inclue-se a técnica de preparo de amostras denominada QuEChERS ("QuEChERS - Quick Easy Cheap Effective Rugged Safe"), o qual foi empregado neste estudo. Para a quantificação dos resíduos foi utilizada a técnica UPLC-ESI-QToF MS, por se tratar de um método altamente seletivo na determinação de moléculas orgânicas sendo, atualmente, uma das técnicas mais modernas de quantificação de resíduos em alimentos, permitindo níveis de quantificação na ordem de ng/g de matriz. No presente estudo, para fins de desenvolvimento e validação do método analítico foi considerado o limite máximo de resíduo (LMR) estabelecido na União Europeia (EU) (100 ng g-1). O método desenvolvido foi validado en conformidade aos guias de validação da EU e do Ministério da Agricultura Pecuaria e Abastecimento (MAPA) do Brasil, tendo apresentado seletividade sem efeito matriz para as sulfonamidas estudadas. A precisão (intra e interdias) verificada apresentou coeficiente de variação (CV %) menor do que 20 %. Os limites de deteccção (LOD) e quantificação (LOQ) foram 1 ng g-1 e 5 ng g-1, respectivamente. Para as sulfonamidas o valor de CCa variou entre 102,6 e 120,0, e para CCß entre 111,7e 140,1. Para o trimetoprim o valor de CCa e CCß foi de 70,0 e 89,9, respectivamente. Os resultados obtidos indicam que o método é apropriado para a determinação de sulfonamidas e trimetoprim em filés de tilápiaThe aquaculture is at present one of the food production sectors with the highest expansion. It comprises all forms of animal and vegetal aquatic cultures and plants in the fresh water, brackish and marine environments. A major drawback for the sector is the disease outbreaks, with estimated overall losses of several billion dollars per year. This fact occurs because the aquatic environment is more favorable to pathogenic bacteria, regardless of the animal specie, they could reach high densities around them and be ingested during feeding or when they ingest water. Thus, the risk of bacterial infections in fish farming is high and may be due to stress factors such as poor hygiene, overcrowding, poor water quality, temperature fluctuation, poor nutrition, poor management practices, careless handling, improper procedures and transport methods, adaptation to the new environment and capture. In an attempt to minimize losses, antibiotics are administered, by means of the food, to fish for therapeutic (to treat disease) purposes, in aquaculture facilities throughout the world. Due to its low cost and effectiveness in overcoming the most common bacterial infections, sulfonamides are a class of widely used antibiotics. Trimethoprim is another antibiotic agent frequently emplyed in conjunction with sulphonamides to increase, synergistically, the power of treatment against a variety of bacterial infections. The use of antibiotics or chemotherapeutics has created problems due to its toxic effects, bacterial resistance induction, cumulative and residual effects to public health and to the environment. The monitoring of veterinary drug residues in food has become a main concern for the control of residues of contaminants in the production chain of animal foods. In recent years, there was a fast development of new analytical methods for determination of these residues. Among the most promising methods of analysis it is found the technique of sample preparation called "QuEChERS - Quick Easy Cheap Effective Rugged Safe", which was used in this study. UPLC-ESI-QToF MS technique was used in the quantification of the residues, since it is a highly selective method for the determination of organic molecules, currently, being one of the most modern techniques for quantifying residues in food, enabling the possibility to quantify residues in the order of ng g-1. In the present study, for the purpose of development and validation of the analytical method it was considered the maximum residue limit (MRL) established in Japan (20 ng g-1), which is lower than that established in the European Union (EU) (100 ng g-1). The method was validated according to the validation guidelines of the EU and the Brazilian Ministry of Agriculture Livestock and Supply (MAPA), having presented selectivity and no matrix effect for the sulfonamides studied. The precision (intra-and interday) showed a coefficient of variation (CV %) less than 20 %. The limits for detection (LOD) and quantification (LOQ) were 1 ng g-1 and 5 ng g-1, respectively. The results indicate that the method is suitable for the determination of sulfonamides and trimethoprim in tilapia fillets. For sulfonamides, the value of CCa varied between 102.6 and 120.0, and 111.7 and 140.1 between CCß. For the value of trimethoprim and CCa CCß was 70.0 and 89.9, respectively. The results indicate that the method is suitable for the determination of sulfonamides and trimethoprim in tilapia fillet