Analýza stopových prvků ve stolní soli pomocí ICPMS-2050

• Prvky v kuchyňské soli lze přesně analyzovat po dlouhou dobu.
• Snížení provozních nákladů díky mini-torch, který spotřebovává méně argonu.
• Vyhýbá se složitému zkoumání podmínek díky použití analytických podmínek z přednastavených metod.

Úvod

Obecná norma Kodexu pro kontaminující látky a toxiny v potravinách a krmivech (Codex) stanovuje požadavky na obsah toxických kovových prvků v potravinách¹⁾. Systémy hmotnostní spektrometrie s indukčně vázaným plazmatem (ICP-MS) mohou provádět vysoce citlivé kvantitativní stanovení více prvků současně, takže jsou vhodné také pro analýzu stopových množství toxických kovových prvků v potravinách.

Vzorky potravin jsou obvykle vzorky s vysokým obsahem matrice, což může mít často vliv na ucpávání hořáku nebo interface, jako je kužel skimmeru, nespektrální interference a dlouhodobou stabilitu při ICP-MS analýze.

Tato aplikace využívá k analýze kuchyňské soli, potraviny s obzvláště vysokou koncentrací matrice, nejnovější systém Shimadzu ICPMS-2050 (Obr. 1). Tato analýza byla provedena s použitím mini-hořáku, který se vyznačuje nízkou spotřebou argonu. Dlouhodobá stabilita a výtěžnost spiků byly posouzeny na základě Příručky pro analýzu prvků (EAM), oddíl 4.7²⁾ Úřadu pro kontrolu potravin a léčiv (FDA).

Obr. 1 - ICPMS-2050 a AS-20

Příprava vzorků

Robustnost ICPMS-2050 vůči vlivům matrice vzorku byla hodnocena pomocí kuchyňské soli, potraviny s obzvláště vysokou koncentrací matrice.

• Vzorek bez spiků 

  Vzorek bez přídavku byl připraven navážením přibližně 0,2 g kuchyňské soli, přidáním 2,5 ml kyseliny dusičné, 0,25 ml kyseliny chlorovodíkové a doplněním směsi čistou vodou na 50 ml. Konečná koncentrace kuchyňské soli v ne-spikovaném vzorku byla přibližně 0,4 %, koncentrace kyseliny dusičné byla 5 % obj. a koncentrace kyseliny chlorovodíkové byla 0,5 % obj.

• Vzorek se spikem

  Vzorek s přídavkem byl připraven navážením přibližně 0,2 g kuchyňské soli, přidáním 2,5 ml kyseliny dusičné, 0,25 ml kyseliny chlorovodíkové, přidáním komerčně dostupných jednoprvkových standardních roztoků Al, Cr, Mn, Ni, Cu, Zn, As, Se, Mo, Cd, Sn, Hg, Tl a Pb a následným doplněním směsi čistou vodou na 50 ml.

• Slepá metoda

  Slepá zkouška metody byla připravena smícháním 2,5 ml kyseliny dusičné s 0,25 ml kyseliny chlorovodíkové a doplněním směsi čistou vodou na 50 ml.

Standardní vzorky

• Kalibrační standardy

  Kalibrační standardy byly připraveny kombinací komerčně dostupných jednoprvkových standardních roztoků Al, Cr, Mn, Ni, Cu, Zn, As, Se, Mo, Cd, Sn, Hg, Tl a Pb a přidáním kyseliny dusičné a kyseliny chlorovodíkové. Koncentrace cílových prvků v každém kalibračním standardu je uvedena v tabulce 1.

• Roztok vnitřního standardu

  Roztok vnitřního standardu byl připraven kombinací komerčně dostupných roztoků jednoprvkových standardů Sc, Ge, Rh, Ir a Bi a přidáním kyseliny dusičné na 5 % obj. a kyseliny chlorovodíkové na 0,5 % obj. Konečná koncentrace Sc, Ge, Rh, Ir a Bi v roztoku vnitřního standardu byla 2 mg/l.

• Vzorky pro počáteční kalibrační ověření (ICV) a průběžné kalibrační ověření (CCV)

  Vzorky ICV a CCV byly připraveny se stejnými koncentracemi cílových prvků jako STD3 v tabulce 1.

• Vzorek průběžné kalibrace (CCB) 

  Vzorek CCB byl připraven se stejnými koncentracemi cílových prvků jako STD1 v tabulce 1.

Tabulka 1 Koncentrace cílových prvků v kalibračních standardech

Konfigurace ICP-MS systému a analytické podmínky

Konfigurace systému ICP-MS je uvedena v tabulce 2. Za účelem snížení provozních nákladů byla analýza provedena pomocí mini-hořáku, který spotřebuje méně argonu než typický plazmový hořák. Aby se snížila pracnost přípravy vzorku, byl vzorek vnitřního standardu přidáván online pomocí online sady vnitřního standardu. Použité analytické podmínky jsou uvedeny v tabulce 3. Složitému zkoumání podmínek se předešlo použitím analytických podmínek z přednastavené metody v LabSolutions™ ICPMS.

Tabulka 2 Konfigurace ICP-MS systému

Tabulka 3 - Analytické podmínky

Kvantitativní analýza

Kalibrační křivka byla připravena pomocí kalibračních standardů uvedených v tabulce 1. Pomocí této kalibrační křivky byly kvantitativně analyzovány nespikovaný vzorek, spikovaný vzorek, slepý vzorek metody, vzorek ICV, vzorek CCV a vzorek CCB.

Meze detekce (DL)

Limity detekce jsou uvedeny v tabulce 4. Limity detekce byly vypočteny pomocí směrodatné odchylky (σ) kalibračního slepého pokusu (STD1). Detekční limity pro cílové prvky v tabulce soli byly všechny nejméně o jeden řád nižší než referenční úrovně uvedené v Codexu.

Tabulka 4 - Detekční limity

Zkouška výtěžnosti spiků

Pro posouzení vlivu matrice vzorku na analýzu byl proveden test výtěžnosti spiku. Výsledky jsou uvedeny v tabulce 5. U všech prvků bylo dosaženo dobré výtěžnosti mezi 95 a 106 %, což ukazuje, že vliv matrice vzorku na analýzu zůstal přípustně malý. Všechny úrovně výtěžnosti zůstaly v rozmezí 80 až 120 %, jak požaduje oddíl 4.7 EAM.

Tabulka 5 - Spike recovery test

Hodnocení dlouhodobé stability

Dlouhodobá stabilita byla hodnocena analýzou po dobu přibližně 10 hodin. Analytická posloupnost byla následující: kalibrační standardy, následované vzorkem ICV, slepým vzorkem metody a poté zkušebními vzorky. Vzorek CCV a vzorek CCB byly analyzovány každých 10 zkušebních vzorků, aby se potvrdila platnost kalibrační křivky v průběhu hodnocení. Analytická posloupnost je znázorněna na obr. 2.

Obr. 2 - Analytická sekvence

Míra výtěžnosti vzorků ICV a CCV je znázorněna na obr. 3. Výtěžnost všech vzorků ICV a CCV byla v rozmezí 90 % a 110 % (červené přerušované čáry), jak požaduje oddíl 4.7 EAM. Všechny prvky ve vzorku CCV byly rovněž stanoveny pod úrovní kvantifikace analytického roztoku (ASQL, 30σ × sklon kalibrační křivky ³⁾).

Obr. 3 - Obnova vzorků ICV a CCV

Změna intenzity signálu prvků vnitřního standardu v průběhu hodnocení je znázorněna na obr. 4, kde je intenzita signálu prvků vnitřního standardu v STD1 považována za 100 %. Změna intenzity signálu prvků vnitřního standardu během hodnocení trvajícího přibližně 10 hodin zůstala v rozmezí 60 až 120 % (červené přerušované čáry), jak požaduje oddíl 4.7 EAM.

Obr. 4 - Změna signálu prvků vnitřního standardu během přibližně 10 hodin analýzy

Závěr

Tato aplikace popisuje použití ICPMS-2050 s mini-hořákem k měření stopových prvků v kuchyňské soli. Detekční limity byly dostatečné pro měření stopových prvků ve stolní soli. Testování výtěžnosti spiků ukázalo dobré výsledky i u vzorků s vysokou koncentrací matrice, což potvrzuje přesnost analýzy. Stabilita byla rovněž potvrzena v průběhu 10 hodin analýzy.

Shimadzu ICPMS-2050 umožňuje vysoce citlivou, přesnou a stabilní analýzu a může také snížit provozní náklady díky použití mini-hořáku, který spotřebuje méně argonu. Analytické podmínky lze také zadávat z přednastavených metod, což zjednodušuje analýzu tím, že se vyhnete složitému zkoumání podmínek.

Přehled nejnovějších aplikací Shimadzu ICP-MS 2050 v knihovně LabRulezICPMS

• Analysis of Drinking Water by U.S. EPA Method 200.8 Using ICPMS-2050 with Collision/Reaction Cell (Aplikace | 2023)
• Screening Analysis of 24 Elemental Impurity Elements in Drugs Using ICPMS-2040/2050 (Aplikace | 2024)
• Analysis of Heavy Metals in Cosmetics by ICP-MS - ISO 21392 (Aplikace | 2024)
• Analysis of Elemental Impurities in Oral Drug Products Using ICPMS-2040/2050 ―ICH Q3D (Aplikace | 2023)
• Analysis of Metal Elements in Culture Medium Using ICPMS-2050 (Aplikace | 2024)
• Analysis of Trace Elements in Table Salt Using ICPMS-2050 (Aplikace | 2023)
• Determination of Arsenic Species in Apple Juice by LC-ICP-MS Analysis (Aplikace | 2024)
• Multifaceted Evaluation of IgG Glycan Profiles Considering the Components in Glycosyltransferase Reactions (Aplikace | 2024)
• Analysis of Drinking Water by U.S. EPA Method 200.8 Using ICPMS-2040 with Collision Cell (Aplikace | 2023)