HPLC, Speciační analýza, ICP/MS
ZaměřeníPotraviny a zemědělství
VýrobceShimadzu
Význam tématu
Arzen se v přírodním prostředí vyskytuje v různých formách, jejichž toxicita se výrazně liší. Zatímco neorganický arzenit (As III) je vysoce toxický, organické formy, jako arsenobetaine nebo dimethylarsinová kyselina, jsou méně škodlivé. Analýza speciation arzenových forem v potravinách, zejména v ovocných šťávách, je klíčová pro hodnocení bezpečnosti a splnění regulačních požadavků, například akčních hladin FDA pro neorganický arzen v jablečném džusu.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem aplikace bylo demonstrovat, jak pomocí online propojení kapalinové chromatografie (LC) a hmotnostního spektrometru s indukčně vázaným plazmatem (ICP-MS) lze separovat a kvantifikovat šesti klíčových forem arzenových sloučenin v komerčně dostupném jablečném džusu. Studie hodnotila citlivost, přesnost a reprodukovatelnost metody při monitorování akčních hladin stanovených FDA.
Použitá metodika a instrumentace
Pro separaci a detekci arzenových forem byla použita tato soustava:
- Kapalinová chromatografie: Nexera™ HPLC (Shimadzu)
- Kolona: Sigma-Aldrich Discovery HS F5 (250 mm × 4,6 mm, 5 µm) s ochrannou kolonkou Shim-pack™ GIST (G), metal-free
- Mobilní fáze: 0,1 % kyselina mravenčí s 1 % methanolu a 0,025 % tetramethylamoniakhydroxidu, průtok 0,75 mL/min, teplota kolony 40 °C, objem injekce 10 µL, doba analýzy 6 min
- Stabilizátor kolony: vodný roztok 0,085 % kyseliny fosforečné a 0,085 % kyseliny mravenčí, kolona propláchnuta minimálně 2 h před měřením
- Hmotnostní spektrometrie: ICPMS-2040/2050 Series (Shimadzu), RF výkon 1,2 kW, plyny – plasma 9 L/min, pomocný 1,1 L/min, nosný 0,85 L/min, kolizní plyn helium, mikrotorch, cyklonová komora
- Software: LabSolutions™ ICPMS TRM pro řízení LC i ICP-MS a zpracování dat
- Příprava vzorku: 2 mL jablečného džusu, přidáno 0,1 mL 100 mmol/L kyseliny fosforečné, doplněno na 10 mL 0,15 mol/L HNO₃
- Kalibrační roztoky: 0,2–1 µg/L forem As III, As V, MMA, DMA, AsB, AsC v 0,15 mol/L HNO₃
Hlavní výsledky a diskuse
Detekční limity metody (3σ) se pohybovaly v rozmezí 0,02–0,04 µg/L, což potvrzuje vynikající citlivost pro stopové koncentrace arzenových forem. Ve vzorcích jablečného džusu byly zjištěny koncentrace 0,08 µg/L As V a 0,18 µg/L As III, organické formy MMA a DMA na hranici detekce, AsB a AsC nedetekovatelné. Výkonnost metody byla ověřena pomocí spike-recovery testů, s výtěžností 101–106 % pro všechny analyty.
Přínosy a praktické využití metody
- Vysoce selektivní separace šesti arzenových forem v jediné analýze
- Citlivost pod 0,1 µg/L splňuje požadavky na monitorování potravinových kontaminantů
- Kompletní automatizace analýzy a zpracování dat díky integrovanému softwaru
- Rychlý analytický cyklus (6 min na vzorek) vhodný pro rutinní kontroly kvality
Budoucí trendy a možnosti využití
V dalším vývoji lze očekávat širší rozšíření LC-ICP-MS pro speciataci dalších toxických prvků v různých matricích (voda, půda, potraviny). Potenciál má miniaturizace separačních kolon a využití pokročilých procesů datové analýzy pro rychlou identifikaci a kvantifikaci. Integrace s on-line vzorkovači nebo automatickými přípravami vzorků zvýší propustnost a snižuje lidský zásah.
Závěr
Studie potvrdila schopnost systému LC-ICP-MS ICPMS-2040/2050 spolehlivě separovat a kvantifikovat jak neorganické, tak organické formy arzenových sloučenin v jablečném džusu s vysokou citlivostí a přesností. Naměřené koncentrace neorganického arzen pod 0,3 µg/L jsou výrazně pod akční hladinou FDA 10 µg/kg, což potvrzuje bezpečnost analyzovaného vzorku.
Reference
- FDA Issues Final Guidance to Industry on Action Level for Inorganic Arsenic in Apple Juice. U.S. Food and Drug Administration, June 8, 2023.
- Guidance for Industry: Action Level for Inorganic Arsenic in Apple Juice. U.S. Food and Drug Administration, June 8, 2023.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.