Easy and fast method development for the mercury speciation in food by HPLC-ICP-MS

Význam tématu

Měření speciačního rozlišení rtuti v potravinách je klíčové pro spolehlivé vyhodnocení rizika expozice člověka. Různé formy rtuti (neorganická, methyl-, ethyl- a fenylrtuť) se liší toxicitou a biokumulací, proto je potřeba je oddělit a kvantifikovat.

Cíle a přehled studie

Cílem práce bylo vyvinout rychlou a citlivou metodu pro rozlišení čtyř hlavních forem rtuti v potravinových vzorcích pomocí spojení vysokotlaké kapalinové chromatografie (HPLC) a hmotnostní spektrometrie s indukčně vázanou plazmou (ICP-MS). Metoda byla validována na certifikovaných referenčních materiálech (CRMs).

Použitá metodika a instrumentace

• HPLC: Agilent 1260 s binárním pumpou a autosamplerem; kolona Zorbax C-18 (4,6×50 mm, 1,8 µm); mobilní fáze A: 0,5 g/L L-cystein v HCl (pH 2,3), fáze B: methanol; gradient 2→90 % methanol za 3 min; průtok 1 mL/min; objem injekce 50 µL.
• ICP-MS: Agilent 7700x; RF výkon 1 600 W; nosný plyn Ar 0,54 L/min doplněný o 20 % O₂; make-up plyn 0,10 L/min; sprayer chamber ‑5 °C; vzorek 8,0 mm hloubka; možnost přídavku O₂ (9 %) pro spalování organické složky.
• Příprava vzorku: extrakce 150 mg CRMs (tuna muscle BCR-464, dogfish liver DOLT-4) v 20 mL mobilní fáze A za mikrovlnného ohřevu (11 min při 140 W); filtrace 0,45 µm.
• Kalibrace: lineární rozsah 80 ng/L–8 µg/L (EtHg⁺, Hg²⁺) a 62 ng/L–6,2 µg/L (MeHg⁺); BEC < 15 ng/L pro všechny formy.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda umožnila separaci čtyř forem rtuti pod tříminutovým gradientem při stabilním plazmatu i při rychlém přechodu mezi 2 % a 90 % methanolu. Vzorky CRMs vykázaly pro MeHg⁺ vynikající soulad s certifikovanými hodnotami (BCR-464: 5,12 ± 0,16 mg/kg; DOLT-4: 1,33 ± 0,12 mg/kg) a pro Hg²⁺ výsledky odpovídaly očekávaným odhadům.

Přínosy a praktické využití metody

Nová HPLC-ICP-MS technika nabízí vysokou propustnost (výsledky pod 3 minuty), nízké mezní koncentrace (ppt úroveň) a robustnost plazmatu i při použití organického gradientu. Metoda je vhodná pro rutinní analýzu v potravinářských a environmentálních laboratořích.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření na další biologické a potravinové matrice, integrace s automatizovanou přípravou vzorků, vývoj miniaturizovaných chromatografických systémů a kombinace s dalšími technikami (GC-ICP-MS, LC-MS/MS) pro zvýšení speciačního pokrytí.

Závěr

Vyvinutá metoda umožňuje rychlou, citlivou a validovanou speciační analýzu rtuti ve formě Hg²⁺, MeHg⁺, EtHg⁺ a PhHg⁺ v potravinách. Díky stabilitě plazmatu při vysokém obsahu organiky a krátkému čase analýzy představuje významný nástroj pro rutinní kontrolu kvality a toxikologické hodnocení.

Reference

• Sannac S., Chen Y.-H., Wahlen R., McCurdy E. Easy and fast method development for the mercury speciation in food by HPLC-ICP-MS.