Fast and Accurate Speciation of Mercury in Milk and Honey Food Products by HPLC-ICP-MS

Význam tématu

Rtuť je mezi deseti nejkritičtějšími chemikáliemi pro veřejné zdraví. V potravinách se vyskytuje ve formě elementární, anorganické a organické (převážně methylrtuť). Zatímco celková koncentrace rtuťe nepostačuje pro posouzení toxicity, speciační analýza umožňuje rozlišit toxičtější methylrtuť od méně nebezpečné anorganické formy.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo vyvinout a validovat metodu vyhovující předpisům indického FSSAI pro stanovení anorganické rtuťe (Hg2+) a methylrtuti (MeHg) v mléce a medu. Metoda kombinuje tekutou chromatografii (HPLC) s hmotnostní spektrometrií s indukčně vázaným plazmatem (ICP-MS) na přístroji Agilent 7850 spojeném s Agilent 1260 HPLC.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky mléka a medu se ředily mobilní fází (0,1 % L-cystein, pH 2,6) v ředicím faktoru 20×. Po vážení 0,5 g vzorku, zahřívání při 60 °C a filtrace se 50 µl injektovalo na kolonou ZORBAX SB C-18 (4,6×250 mm, 3,5 µm). Chromatografické oddělení proběhlo při průtoku 1,2 ml/min během 7 minut.

Přístrojové podmínky ICP-MS:

• RF výkon 1550 W
• hloubka vzorkovače 8 mm
• plynová chromatografie: bez plynu
• chladicí teplota komory 2 °C; kinetická buňka s He (KED)

Integrované řízení HPLC a ICP-MS v MassHunter software umožnilo automatickou korekci interních standardů, jednoduchou integraci špiček a aktualizaci retenčních časů.

Hlavní výsledky a diskuse

Regresní závislosti pro Hg2+ i MeHg prokázaly lineární oblast 0–10 ppb s korelačním koeficientem R>0,9999 a nízkými ekvivalentními koncentracemi pozadí kolem 0,001 ppb. LOD byly stanoveny na 0,0035 ppb (Hg2+) a 0,0038 ppb (MeHg). Retenční časy byly 2,20 min (Hg2+) a 3,87 min (MeHg) s vynikajícím rozlišením během méně než 4 min.
Spike recovery testy v medu (n=9) vykázaly 99 % ± 2 % a v mléce při třech úrovních spike (0,1; 0,5; 2,0 ppb) 95–100 % se %RSD ≤ 3 %. Během 7hodinové série QC analýz vykázala metoda stabilitu s RSD < 4 % u 0,05 ppb a < 2,5 % u 0,5 ppb.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda umožňuje rychlé (< 7 min) a přesné stanovení klíčových forem rtuťe v potravinách v souladu s mezinárodními i indickými předpisy. Díky jednoduché přípravě vzorku a integrované analytice je metoda vhodná pro rutinní kontroly kvality ve výrobě mléka, medu, dietetických doplňků a dalších potravin s rizikem kontaminace.

Budoucí trendy a možnosti využití

Rozvoj multimodálních hyphenovaných technik (např. HPLC-ICP-MS/MS) a online předúprava vzorku v mikroreaktorech může dále zvýšit citlivost a ochranu proti matričním interferencím. Integrace umělé inteligence do vyhodnocování chromatogramů zajistí automatizované rozpoznání neobvyklých spektrálních jevů.

Závěr

Vyvinutá metoda HPLC-ICP-MS na přístroji Agilent 7850 splňuje požadavky na stanovení anorganické a organické rtuťe v mléce a medu podle FSSAI. Vysoká linearita, nízké detekční meze, přesnost spike recovery a dlouhodobá stabilita potvrzují její vhodnost pro rutinní potravinářskou analýzu.

Reference

1. World Health Organization. Mercury and health. WHO fact sheet, 2017.
2. Bernhoft RA. Mercury Toxicity and Treatment: A Review of the Literature. Journal of Environmental and Public Health, 2012.
3. European Commission. Mercury in food. 2021.
4. Food Safety and Standards Authority of India. Maximum permissible limits for total mercury and methylmercury in foods. August 2020.
5. European Food Safety Authority. Scientific Opinion on the risk for public health of the presence of mercury and methylmercury in food. EFSA Journal, 2012.
6. Food and Agriculture Organization of the United Nations. Gateway to dairy production and products. 2021.
7. Nation Master. Natural Honey Production, 2019.
8. Dong S, Nelson J, Yamanaka M. Routine Analysis of Fortified Foods using Single Quadrupole ICP-MS. Agilent publication.
9. Agilent Technologies. Handbook of Hyphenated ICP-MS Applications. Publication 5990-9473EN.
10. Nelson J, Hasty E, Anderson L, Harris M. Determination of Critical Elements in Foods in Accordance with US FDA EAM 4.7. Agilent publication 5994-2839EN.
11. Cheng J, High SC. US FDA Elemental Analysis Manual: HPLC-ICP-MS Determination of Methylmercury and Total Mercury in Seafood. Version 1, June 2008.