Aplicação da espectrometria de massas com ionização por paper spray na diferenciação de amostras de ginsengs e quantificação de adulterações usando calibração multivariada

O ginseng é utilizado no mundo inteiro devido às suas propriedades medicinais. Os ginsengs coreano e americano são pertencentes ao gênero Panax, enquanto o ginseng brasileiro ao Pfaffia. Eles podem apresentar efeitos terapêuticos distintos, já que apresentam componentes químicos diferentes. O ginseng coreano (Panax ginseng) e o ginseng Americano (Panax quinquefolius) possuem os ginsenosídeos que são responsáveis pelos efeitos terapêuticos da planta medicinal. Estes estão ausentes no ginseng brasileiro (Pfaffia paniculata), porém suas características fitoquímicas se assemelham às do ginseng coreano. Nesse trabalho, a diferenciação dessas três espécies de ginseng foi conduzida por espectrometria de massas com ionização por paper spray (PS-MS). As análises foram executadas com a aplicação direta de 15 µL de extrato de ginseng sobre papel cromatográfico cortado em formato de um triângulo, seguida da aplicação de um potencial de 4,5 kV na base do papel, que estava posicionado na entrada do espectrômetro a uma distância de 7 mm. A diferenciação foi realizada mediante a comparação dos espectros de massas das diferentes espécies de ginseng. Ou seja, pela análise da ¿impressão digital¿ (chemical fingerprint) das amostras. Os resultados mostraram que na faixa de massas de m/z 100 a 1500, foram observados sinais de íons de m/z 156, 543, 705, 867, 1029 e 1119 somente para as amostras de ginseng brasileiro, o que possibilitou a diferenciação com as amostras pertencentes ao gênero Panax (ginsengs coreano e americano). Para a diferenciação das amostras das duas espécies do gênero Panax outras faixas foram analisadas, observando sinais de m/z referentes aos ginsenosídeos. Alguns ginsenosídeos foram observados em comum para ambas espécies, tais como Rb1 e o Rc/Rb2. Sinais possivelmente referentes aos ginsenosídeos Ra3 (de m/z 1263) e Ra1/Ra2 (de m/z 1249) foram detectados apenas para a espécie P. ginseng. Entretanto, somente nas amostras de ginseng americano, P. quinquefolius, foram observados sinais referentes aos ginsenosídeos Rg1 e Rd. Ainda, nessa última espécie, observou-se que a abundância relativa do íon de m/z 1117 foi bem inferior à do íon de m/z 1147 em todas as amostras, enquanto que para todas as amostras de ginseng coreano essas intensidades de sinais foram mais próximas. Além disso, a quantificação de adulteração de ginseng coreano com ginseng brasileiro foi realizada utilizando a calibração multivariada, método dos quadrados mínimos parciais PLS (Partial Least Squares), aplicada aos dados obtidos por PS-MS. O modelo foi construído com 55 amostras adulteradas (de 7 a 58% m/m), sendo 39 amostras de calibração e 16 amostras de validação. O modelo apresentou a raiz quadrada dos erros médios de previsão e calibração, RMSEP (Root Mean Square errors of prediction) e RMSEC (Root Mean Square errors of calibration) iguais a 3,97 e 2,16% m/m, respectivamente. O método foi submetido à validação e se mostrou linear, sensível, com ausência de erros sistemáticos e com Relação de Desempenho do Desvio (RPD) para calibração e validação iguais a 3,9 e 3,5, respectivamente. Ginseng is worldwide consumed due to its medicinal properties. The Korean and American ginsengs belong to the genus Panax while the Brazilian to the genus Pfaffia. They may have distincts therapeutic effects since they have different chemical components. The Korean ginseng (Panax ginseng) and the American ginseng (Panax quinquefolius) possess chemical compounds called ginsenosides, whose areresponsible for the therapeutic effects of the medicinal plant. These components are absent in the Brazilian ginseng (Pfaffia paniculata), although its phytochemical characteristics are similar to those of Korean ginseng. In this work, the differentiation of these three ginseng species was carried out by paper spray mass spectrometry (PS-MS). The analyzes were performed with the direct application of 15 L of ginseng extract on a chromatography paper cut into a triangle shape, followed by the application of 4.5 kV potencial on the basis of the paper, whichwas positioned at a distance of 7 mm from the MS inlet. The differentiation was performed by comparing the mass spectra of the different ginseng species, by means of a chemical fingerprint analysis. The results showed that in the mass range of m/z 100-1500, with ions of m/z 156, 543, 705, 867, 1029 and 1119 were only observed for Brazilian ginseng samples, which allowed differentiation with the samples of the genus Panax (Korean and American ginsengs). For differentiating samples of the two species of the genus Panax, other ranges were analyzed and MS signals related to ginsenosides were detected. Some ginsenosides were observed in common for bothspecies, such as Rb1 and Rc/Rb2. MS signals ascribed to ginsenosides Ra3 (m/z 1263) and Ra1/Ra2 (m/z 1249) were detected only for P. ginseng species. In contrast, only in American ginseng samples, P. quinquefolius, MS signals ascribed to ginsenosides Rg1and Rd were noticed. In addition, in the American ginseng, the relative abundance of the ion m/z 1117 was lower than that the of ion m/z 1147 in all samples, while all the Korean ginseng samples showed these intensities of signals much closer. Furthermore, quantification of adulteration from Korean ginseng with Brazilian ginseng was carried out using multivariate calibration, Partial Least Squares (PLS), withthe data obtained by PS-MS. The model was built with 55 adulterated samples (7-58% w/w), split in 39 and 16 samples for calibration and validation sets, respectivelly. The model showed root mean square errors of prediticion (RMSEP) and of calibration (RMSEC) of 3.97 and 2.16% w/w, respectively. The method was validated and it was linear, sensitive, unbiased and showed a Residual Prediction Deviation (RPD) forcalibration and validation of 3.9 and 3.5, respectively.