Determination of titanium dioxide nanoparticles in milk samples by single particle ICP-QQQ

Význam tématu

Titanium dioxide (TiO2) je běžně používané potravinářské aditivum E171 díky bělícím a zjasňujícím vlastnostem. Přítomnost nanofrakce TiO2 vyvolává obavy o možné zdravotní dopady. Regulace nanomateriálů vyžaduje znalost velikostního rozdělení a počtu částic, čehož může spolehlivě dosáhnout single particle ICP-MS.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo demonstrovat schopnost triple quad ICP-QQQ s MS/MS režimem a reakcí s plyny O2/H2 odstranění izobarických a polyatomárních interferencí 48Ti v mléčných vzorcích s vysokým obsahem Ca, S a P. Studie porovnává detekci částic TiO2 v čisté vodě a v ředěném mléce, zkoumá limit detekce a velikostní distribuci.

Použitá metodika

Analýza probíhala v režimu single particle ICP-MS, kde detekce jednotlivých částic TiO2 umožňuje stanovení jejich velikosti (ekvivalentní průměr) a koncentrace. Vzorky byly nejprve sonikací dispergovány a ředěny čistou vodou. Pro kvantifikaci byl použit polokvantitativní přístup s kalibrací na AuNP a iontovými standardy Au a Ti.

Použitá instrumentace

• ICP-QQQ Agilent 8900 v pokročilé konfiguraci
• Autosampler SPS 4 a MicroMist koncentriční nebuizér
• Scottova dvoucestná komora a křemenná tryska (1,0 mm)
• Režim MS/MS s reaktivní buňkou plněnou směsí O2/H2
• Software MassHunter Nanoparticle Application Module

Hlavní výsledky a diskuse

Použití reakčního plynu O2/H2 výrazně snížilo pozadí interferencí a umožnilo sledování 48Ti bez rušení. Velikostní distribuce částic v mléku odpovídala měřením ve vodě s mediánem kolem 220 nm, minimální detekovatelný průměr poklesl pod 40 nm. Bez reakčního plynu nebyly malé částice v matrici mléka zjištěny kvůli vysokému pozadí.

Přínosy a praktické využití metody

• Spolehlivé stanovení 48Ti udržuje nízký limit detekce částic
• MS/MS režim s reaktivní buňkou umožňuje analýzu složitých matric s vysokými koncentracemi interferentů
• Rychlá a přímá metoda pro kvantifikaci a charakterizaci nanomateriálů v potravinářských vzorcích

Budoucí trendy a možnosti využití

S rozvojem pokročilých ICP-MS technologií lze očekávat širší využití sp-ICP-MS pro sledování různých druhů nanomateriálů v potravinách i životním prostředí. Automatizace vzorkování a vývoj speciálního softwaru dále zrychlí a zpřesní analýzy. Metoda může sloužit jako klíčový nástroj regulatorních kontrol a výzkumu toxikologie.

Závěr

Triple quad ICP-QQQ s MS/MS v kombinaci s reaktivní buňkou O2/H2 prokazuje vysokou účinnost při odstraňování interferencí a dosažení nízkých detekčních limitů pro TiO2 nančástice v mléčné matrici. Tím poskytuje robustní a rychlý analytický přístup pro regulaci a výzkum nanomateriálů.