¿Miedo al lago?

Las cianotoxinas pueden arruinar su día en el agua, pero, con el HRMS, no su día en el laboratorio

Con la llegada del verano, muchos de nosotros nos dirigimos a lagos y ríos para nadar y realizar diversas actividades acuáticas. Pero antes de zambullirse, fíjese en el color del agua. Si ves un color azul verdoso, podría haber una floración de algas nocivas.

Las algas verde-azules, o cianobacterias, son organismos primitivos, algunos de los cuales pueden producir toxinas. Este tipo de algas se da de forma natural en lagos y ríos, pero el crecimiento excesivo de algas verde-azules es un problema reconocido en las masas de agua de todo el mundo. Las cianotoxinas más extendidas son las toxinas peptídicas de la clase denominada microcistinas. Se conocen al menos 80 microcistinas, incluida la microcistina-LR, que se considera generalmente una de las más tóxicas.

El consumo de grandes cantidades de estas toxinas por parte de animales o seres humanos puede provocar calambres musculares, espasmos, parálisis e insuficiencia cardíaca o respiratoria. Datos recientes muestran que las floraciones de algas nocivas han estado implicadas en enfermedades y muertes de personas y animales en al menos 43 estados de Estados Unidos.

Más de una docena de países han elaborado reglamentos o directrices para las microcistinas en el agua potable y las aguas recreativas. La mayoría de las directrices sobre el agua potable se basan en el valor provisional de la Organización Mundial de la Salud (OMS) para aguas potables de 1,0 μg/L de microcistina-LR.

Y no se puede saber si es segura sólo con mirarla: Determinar si las cianobacterias presentes en una masa de agua están produciendo toxinas requiere pruebas de laboratorio. Sin embargo, la detección de microcistinas es un problema difícil para los laboratorios de análisis del agua. Muchos laboratorios han recurrido a la cromatografía líquida-espectrometría de masas de triple cuadrupolo (LC-MS/MS) para la detección y cuantificación simultánea de una serie de micotoxinas y biotoxinas marinas.

QTof HRMS sin objetivo encuentra lo que QqQ MS no encontró

Waters ha colaborado estrechamente con el Ministerio de Medio Ambiente y Cambio Climático (MOECC) de Toronto (Canadá) en el desarrollo de métodos dirigidos y no dirigidos para identificar y analizar las microcistinas producidas por las floraciones de algas. El ministerio ha publicado recientemente un excelente artículo en el que se utiliza el espectrómetro de masas de alta resolución (HRMS) Xevo G2-XS QTof como alternativa al enfoque habitual de MS en tándem. Al combinar la extracción en fase sólida en línea con la LC-QTof MS, el laboratorio del MOECC logró resultados cuantitativos para 12 variantes conocidas de microcistina -y caracterizó dos desconocidas- en tres horas, en comparación con los métodos tradicionales que requieren varios días de preparación de la muestra debido a la complejidad de la matriz y a los bajos límites de detección exigidos.

Una nota de aplicación relacionada producida por los científicos de Waters y del MOECC detalla una metodología completa desde el análisis LC-MS hasta la interpretación de los datos utilizando los flujos de trabajo del software UNIFI diseñados para el análisis medioambiental. La detección y cuantificación mediante QTof HRMS demostró una excelente sensibilidad a pesar del pequeño volumen de inyección. Confirmamos la presencia de tres microcistinas por encima de los límites legislativos en las muestras de agua del lago analizadas y, construyendo una biblioteca de datos históricos en el software UNIFI, pudimos identificar otro resultado positivo que no se habría encontrado utilizando un instrumento de MS cuadrupolar en tándem.

Esperemos que todos disfrutemos de un verano divertido en el agua. Pero recuerde: si el agua del lago tiene un extraño tono verdoso azulado, consulte a la autoridad local del agua. Si tiene mal aspecto y olor, no te arriesgues.

Como dicen los responsables del agua: "En caso de duda, mantente al margen".

Lectura adicional:

• USGS: La ciencia de las floraciones de algas nocivas
• Informe del USGS: HABs de cianobacterias (CyanoHABs) y capacidades científicas del USGS
• Toxinas cianobacterianas de la OMS: Microcystin-LR in Drinking-water Documento de referencia para la elaboración de las directrices de la OMS sobre la calidad del agua potable. Ginebra, Organización Mundial de la Salud (WHO/SDE/WSH/03.04/57).
• Hoja informativa de la EPA: Cianobacterias y cianotoxinas: información para los sistemas de agua potable
• Centro de Excelencia de la NOAA para los Grandes Lagos y la Salud Humana (2009). Floraciones de Algas Nocivas en los Grandes Lagos: Qué son y cómo pueden afectar a la salud.
• Crayton, M. A. 2004 "Toxic Cyanobacteria Blooms". Una guía de campo/laboratorio. Office of Environmental Health Assessments Washington, Department of Health, Olympia, Washington.

Recursos analíticos:

• Un método dirigido y no dirigido de alto rendimiento para el análisis de microcistinas y anatoxina-A utilizando la extracción en fase sólida en línea acoplada a la cromatografía líquida-espectrometría de masas de alta resolución por tiempo de vuelo cuadrupolar. Ortiz X, Korenkova E, Jobst KJ, MacPherson KA, Reiner EJ. Anal Bioanal Chem. 2017 Jun 20.doi: 10.1007/s00216-017-0437-0. PubMed PMID: 28634756.
• Presentación de la sesión de alimentos y medio ambiente de la reunión de usuarios de Waters ASMS 2017 sobre el uso de los modos de adquisición de QTof MS avanzados para el análisis no dirigido de microcistinas por Xavier Ortiz Almirall, Ministerio de Medio Ambiente y Cambio Climático de Ontario, Canadá. Junio, 2017.
• Análisis de cianotoxinas, incluidas las microcistinas, en aguas potables y superficiales mediante cromatografía líquida-espectrometría de masas en tándem. Degryse J, Van Hulle M, Hird S. Waters Application Note 720005939en. Abril, 2017.
• Análisis de microcistinas RR, LY e YR en agua embotellada, del grifo y de superficie utilizando sistemas ACQUITY UPLC con tecnología 2D-LC. Mallet C. Nota de aplicación de Waters 720005249en. Diciembre, 2014.