Benefits of HPLC-ICP-MS coupling for mercury speciation in food

Význam tématu

Různé formy rtuti se liší svým toxickým potenciálem a jejich koncentrace v potravinách může být vzhledem k biomagnifikaci vyšší než v okolním prostředí. Pro spolehlivé posouzení rizika je proto nezbytné nejen měřit celkový obsah rtuti, ale rozlišovat jednotlivé chemické formy (rtuť anorganická, methylrtuť, ethylrtuť, fenylrtuť).

Cíle a přehled studie

Tato studie se zaměřila na hodnocení hyphenované techniky HPLC-ICP-MS pro rychlou a citlivou analýzu forem rtuti v potravinách. Hlavní cíle byly:

• Ověřit možnost rozlišení čtyř hlavních rtutiových forem během chromatografické separace.
• Validovat metodu pomocí certifikovaných referenčních materiálů (CRMs): tuňákové svaloviny (BCR-464) a žraločí játra (Dolt-4).
• Prokázat vysokou citlivost, linearitu kalibrace a stabilitu plazmatu při gradientním přechodu z vodných do organických fází.

Použitá metodika a instrumentace

Pro chromatografii byla využita kapalinová chromatografie Agilent 1260 s kolonkou Zorbax C18 (4,6×50 mm, 1,8 µm). Mobilní fáze A byla založena na pufru L-cystein/HCl (pH 2,3), fáze B čistý methanol. Separace probíhala gradientem z 2 % na 90 % methanolu během 1 minuty.
Extrahovány byly 150 mg vzorku v 20 mL pufru metodou mikrovlnné asistované extrakce (11 min při 140 W) a filtrovány přes 0,45 µm.

Použitá instrumentace

• HPLC: Agilent 1260, tlak až 600 bar
• Kolonka: Zorbax C18, 4,6×50 mm, 1,8 µm
• ICP-MS: Agilent 7700x s rychlofrekvenčním RF generátorem pro stabilní přechod vodných/organických fází
• Přídavný pátý průtokový regulátor pro směs Ar/O₂ (20 % O₂) zlepšující oxidaci zbytkových organik
• Detekce rtuti na izotopu ²⁰¹Hg

Hlavní výsledky a diskuse

Gradientní separace umožnila kompletní rozlišení čtyř forem rtuti během méně než 3 minut, přičemž fenylrtuť byla za isokratických podmínek zadržena na koloně. Při návratu do 2 % methanolu nedocházelo k nestabilitě plazmatu. Kalibrace v rozsahu 0,1–10 µg/L vykazovala lineární charakter a pozadí (BEC) nepřesahovalo 20 ng/L. Analýza CRM prokázala:

• BCR-464 (tuňák): methylrtuť 4,93 mg/kg (96 % recov.), anorganická rtuť 1,17 mg/kg (94 % recov.)
• Dolt-4 (žraločí játra): methylrtuť 1,34 mg/kg (101 % recov.)

Výsledky potvrzují vysokou přesnost metody i při nízkých podílech methylrtuti v celkové rtuťové dávce.

Přínosy a praktické využití metody

• Zjednodušená příprava bez derivatizace a přímé injekce extraktu.
• Rychlá analýza (< 3 min na vzorek) podporující vysokou průchodnost laboratoře.
• Vysoká citlivost a nízké limity detekce díky ICP-MS.
• Možnost snadné integrace do kontrolních postupů v potravinářství a environmentálních laboratořích.

Budoucí trendy a možnosti využití

S rozvojem rychlých RF generátorů a sloučením HPLC s vysoce citlivým ICP-MS lze očekávat:

• Rozšíření aplikací i na jiné toxické kovy a organometalické komplexy.
• Masové screeningové programy pro bezpečnost potravin.
• Integraci s automatizovanými přípravami vzorků a robotizovanými systémy.

Závěr

Navržená hyphenovaná metoda HPLC-ICP-MS nabízí rychlou, přesnou a robustní analýzu čtyř forem rtuti v potravinách bez nutnosti derivatizace. Validace na certifikovaných materiálech potvrdila vynikající shodu s deklarovanými hodnotami. Díky snadné obsluze a vysoké průchodnosti se metoda hodí jak pro výzkum, tak pro rutinní kontrolu kvality.

Reference

1. Hight SC, Cheng J. Optimisation of mercury speciation by HPLC-ICP-MS. Anal Chim Acta. 2006;567:160–172.
2. Sannac S, Labarraque G, Fiscaro P, Pannier F, Potin Gautier M. Accredited method for mercury speciation in food by HPLC-ICP-MS. Accred Qual Assur. 2009;14:263–267.