SPECIACE ANORGANICKÉHO ARSENU V MATRICI ŽIVOČIŠNÉHO PŮVODU METODAMI SPE-HG-AAS A HPLC-ICP-MS

Význam tématu

Speciační analýza arsenu je klíčová pro hodnocení rizik spojených s rozdílnou toxicitou jednotlivých chemických forem tohoto prvku v potravinovém řetězci. Zatímco anorganické formy As(III) a As(V) vykazují vysokou toxicitu a karcinogenní účinky, organické a methylované deriváty (MMA, DMA, AsB, AsC) jsou mnohem méně škodlivé. Znalost speciačního složení proto umožňuje přesnější stanovení bezpečných úrovní a nastavení legislativních limitů pro krmiva a potraviny živočišného původu.

Cíle a přehled studie / článku

Článek představuje porovnání dvou analytických metod pro stanovení anorganického arsenu v matrici živočišného původu: SPE-HG-AAS (solid phase extraction s hydridovou technikou AAS), používané v mezinárodní validační studii IMEP-32, a HPLC-ICP-MS (kapalinová chromatografie s detekcí hmotnostním spektrometrem s indukčně vázaným plazmatem), zkoumané jako alternativa s možností souběžné analýzy několika specií arsenu.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky (kompletní krmiva, rybí moučky, filety, kontrolní CRM) byly podrobeny mikrovlnné extrakci v kyselém prostředí s H2O2 a HCl. Anorganický arsen byl izolován na aniontově-fázových SPE kolonkách Strata SAX a eluci prováděna kyselinou chlorovodíkovou.

• SPE-HG-AAS: Přístroj AAAnalyst FIAS 400 (PerkinElmer), detekce na 193,7 nm, generování hydridu pomocí KI a kyseliny askorbové.
• HPLC-ICP-MS: HPLC Series 200 (PerkinElmer) s kolonkou Hamilton PRP-X100 (aniontová výměnná), mobilní fáze NH4NO3/(NH4)2HPO4 pH 8,9, objem injekce 100 µl; detekce ELAN DRC-e (PerkinElmer) v režimu standard, nuklid 75As.

Hlavní výsledky a diskuse

Obě metody prokázaly dobrou shodu s referenčními hodnotami IMEP-32. SPE-HG-AAS vykázala výtěžnost 70–106 % a LoD 0,02–0,01 mg kg−1, HPLC-ICP-MS výtěžnost 95–120 % a LoD 0,01–0,02 mg kg−1. Relativní nesouměrnost píků i rozlišení mezi AsB, DMA, MMA a As(V) bylo u HPLC-ICP-MS vyhovující. Metoda HPLC-ICP-MS umožňuje analýzu čtyř specií najednou, zatímco SPE-HG-AAS detekuje pouze anorganický arsen.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda HPLC-ICP-MS nabízí:

1. Možnost simultánního stanovení organických a anorganických forem arsenu.
2. Nízké detekční limity a široké dynamické rozmezí.
3. Vysokou reprodukovatelnost a validované parametry (linearity, LoD, LoQ, nejistota měření).
4. Rychlejší analýzu bez nutnosti hydridové derivatizace.

Budoucí trendy a možnosti využití

V návaznosti na úsilí CEN/TC 327/WG 4 se očekává schválení oficiální evropské normy pro stanovení anorganického arsenu v krmivech a potravinách. Další rozvoj metodiky směřuje k aplikaci na široké spektrum vzorků (cereálie, rýže, mořské řasy, děti–doplněk stravy) a ke sdílení dat pro legislativní stanovení maximálních limitů jednotlivých specií.

Závěr

Srovnání SPE-HG-AAS a HPLC-ICP-MS potvrdilo spolehlivost a komplementaritu obou technik. HPLC-ICP-MS je z pohledu speciační analýzy arsenu flexibilnější a umožňuje komplexní monitorování několika forem arsenu v jediné analýze. Validace metody a úspěšná účast na mezilaboratorních testech podpoří její širší zavedení v referenčních laboratořích a budoucí legislativní využití.

Reference

• Temelton D. M. et al.: Pure Appl. Chem. 72, 1453 (2000).
• Cornelis R. et al.: Handbook of Elemental Speciation II, Wiley 2005.
• Francesconi K. A., Kuehnelt D.: Analyst 129, 373 (2004).
• U.S. EPA: TEACH Chemical Summary – Inorganic arsenic (2007).
• EFSA: Opinion on arsenic in animal feed N°EFSA-Q-2003-031 (2005).
• Směrnice EU 2002/32/EC o nežádoucích látkách v krmivech (2002).
• Sloth J. J. et al.: IMEP-32 Collaborative Trial Report (2011).
• Ackley K. L. et al.: J. Anal. At. Spectrom. 14, 845 (1999).
• EA-4/16: Směrnice EA o vyjadřování nejistot v kvantitativním zkoušení (2004).