ICP/MS, ICP/MS/MS
ZaměřeníPotraviny a zemědělství, Ostatní
VýrobceAgilent Technologies
Význam tématu
Analýza nanočástic oxidu titaničitého (TiO2) v potravinách a výrobcích osobní péče je klíčová pro hodnocení bezpečnosti expozice člověka.
TiO2 se používá jako bělicí a zesvětlující přísada v potravinách (E171) a kosmetice, přičemž frakce částic menších než 100 nm vyvolává regulační a toxikologické obavy.
Potřeba rychlých, citlivých a selektivních analytických metod roste v důsledku nových požadavků EU na uvádění nanomateriálů a zpřísnění pravidel.
Cíle a přehled studie / článku
Hlavním cílem bylo vyvinout a ověřit metodu spICP-MS na trojitém kvadrupólu Agilent 8900 v režimu MS/MS s kyslíkem a vodíkem pro rozlišení izobarických a polyatomárních interferencí na izotopu 48Ti.
Studie zahrnovala charakterizaci referenčních materiálů a reálných vzorků: ředěného mléka, zubní pasty, salátových dresinků a jedlých dekoračních prvků.
Použitá metodika a instrumentace
Instrumentace: Agilent 8900 ICP-QQQ s MicroMist rozprašovačem, Scott komorou, tenkostěnnou křemennou tryskou a standardními niklovými kužely; režim MS/MS s O2/H2 umožňuje měřit 48Ti jako produktový ion 48Ti16O+.
Standardy a RMs: zlato NIST 8012 pro kalibraci nebulizační účinnosti, iontový standard Ti pro citlivost, TiO2 NPs z JRC (115 nm, anatase) a NIST 1898 (≤ 50 nm, anatase/rutile).
Příprava vzorků: simulovaná 100násobně ředěná mléčná matrice, extrakce zubní pasty a dresinku v SDS, rozpuštění jedlých hvězd ve vodě s ultrazvukem.
Softwarová analýza: MassHunter Single Nanoparticle Application Module s automatickým detekčním prahem a manuálním nastavením pro srovnatelnost.
Hlavní výsledky a diskuse
Režim MS/MS s O2/H2 odstranil interference Ca, S a P na 48Ti, dosažený detekční limit byl cca 0,007 ng/mL a citlivost 400 000 cps per ng/mL, umožňující detekci částic ≥ 30 nm.
Ve spikovaných mléčných vzorcích JRC NPs (204–210 nm) a NIST NPs (60–62 nm) byly obnovy 71–85 % a rozdělení velikostí odpovídalo TEM datům.
Ve vzorcích zubní pasty, salátového dresinku a jedlých dekorací se mediany velikosti pohybovaly mezi 54 a 334 nm, s podílem částic < 100 nm od 3 do 70 % podle produktu.
Režim bez plynu (SQ a MS/MS no gas) prokázal vysoký pozadový signál a omezenou citlivost pro 47Ti a 48Ti, potvrzuje přínos MS/MS s O2/H2.
Přínosy a praktické využití metody
Metoda nabízí rychlé a přesné stanovení velikostní distribuce a počtu TiO2 NPs v komplexních potravinových a kosmetických matricích.
Vyhovuje regulatorním požadavkům EU na oznamování nanomateriálů a umožňuje doplnit informace z elektronové mikroskopie a DLS.
Praktické aplikace: monitorování kvality potravin, bezpečnostní studie, kontrola výrobků osobní péče.
Budoucí trendy a možnosti využití
Rozšiřování metody na další prvky a nanomateriály, automatizace přípravy vzorků a integrace s mikroskopickými technikami.
Vývoj standardů a validace v rámci mezinárodních ring testů pro harmonizaci výsledků.
Sledování vlivu nanočástic na biologické systémy v souladu s novými toxikologickými požadavky EFSA a ANSES.
Závěr
Agilent 8900 ICP-QQQ v režimu MS/MS s O2/H2 představuje robustní nástroj pro stanovení TiO2 NPs v potravinách a výrobcích osobní péče s vynikajícím potlačením interferencí a detekcí částic od 30 nm.
Metoda doplňuje mikroskopii, splňuje regulatorní požadavky a umožňuje rozsáhlé monitorovací studie.
Reference
- Regulation EC No 1333/2008 of the European Parliament and of the Council of 16 December 2008 on food additives Official Journal of the European Union 2008 L354 16–33
- Yang Y Doudrick K Bi X Hristovski P Herckes P Westerhoff R Kaegi R Characterization of food-grade titanium dioxide the presence of nanosized particles Environ Sci Technol 2014 48 6391–6400
- Bettini S Boutet-Robinet E Cartier C Coméra C Gaultier E Dupuy J Naud N Taché S Grysan P Reguer S Thieriet N Réfrégiers M Thiaudière D Cravedi JP Carrière M Audinot JN Pierre FH Guzylack-Piriou L Houdeau E Food-grade TiO2 impairs intestinal and systemic immune homeostasis initiates preneoplastic lesions and promotes aberrant crypt development in the rat colon Sci Rep 2017 7 40373
- Chen Z Wang Y Ba T Li Y Pu J Chen T Song Y Gu Q Qian Q Yang J Jia G Genotoxic evaluation of titanium dioxide nanoparticles in vivo and in vitro Toxicol Letter 2014 314–319
- Liu R Zhang X Pu Y Yin L Li Y Small-sized TiO2 nanoparticles mediate immune toxicity in rat pulmonary alveolar macrophages in vivo J Nanosci Nanotechnol 2010 10 5161–5169
- Re-evaluation of titanium dioxide E 171 as a food additive EFSA Journal 2016 14 4545
- Evaluation of four new studies on the potential toxicity of titanium dioxide used as a food additive E 171 EFSA Journal 2018 16 5366
- France to ban titanium dioxide whitener in food from 2020 Reuters April 2017 accessed November 2019
- Scientific opinion on the proposed amendment of the EU specifications for titanium dioxide E 171 with respect to the inclusion of additional parameters related to its particle size distribution EFSA Journal 2019 17 5760
- Regulation EU No 1169/2011 of the European Parliament and of the Council of 25 October 2011 on the provision of food information to consumers Official Journal of the European Union 2011 L304 16–63
- Commission Recommendation of 18 October 2011 on the definition of nanomaterial Official Journal of the European Union 2011 L275 38–40
- Zamberlin Š Antunac N Havranek J Samaržija D Mineral elements in milk and dairy products Mljekarstvo 2012 62 111–125
- NanoDefine Project FP7 NMP-2013-LARGE-7 no 604347 available online October 2019
- Correia M Uusimäki T Philippe A Löschner K Challenges in Determining the Size Distribution of Nanoparticles in Consumer Products by Asymmetric Flow Field-Flow Fractionation Coupled to Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry Separations 2018 5 56
- Yamanaka M Wilbur S Accurate determination of TiO2 nanoparticles in complex matrices using the Agilent 8900 ICP-QQQ Agilent publication 5991-8358EN 2019
- Frøst MB Dijksterhuis G Martens M Sensory perception of fat in milk Food Quality and Preference 2001 12 327–336
- Dudefoi W Terrisse H Richard-Plouet M Gautron E Popa F Humbert B Ropers MH Criteria to define a more relevant reference sample of titanium dioxide in the context of food a multiscale approach Food Addit Contam Part A 2017 34 653–665
- Rasmussen K et al Titanium dioxide NM-100 NM-101 NM-102 NM-103 NM-104 NM-105 Characterisation and Physico-Chemical properties EUR Scientific and Technical Research Series Publications Office of the European Union 2014
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.