Analysis of Inorganic Arsenic, Cadmium, Lead, and Mercury in Baby Foods by ICP-MS

Význam tématu

Bezpečnost kojenecké výživy je zásadní pro správný fyzický a neurologický vývoj dětí. Vyšší příjem potravin vztžený na tělesnou hmotnost a omezená pestrost stravy zvyšují riziko expozice toxickým těžkým kovům, jako jsou arsen, kadmium, rtuť a olovo. Nově navrhované limity v rámci Baby Food Safety Act 2021 v USA výrazně snižují přípustné koncentrace těchto prvků a vyžadují spolehlivou analytiku pro ověření souladu.

Cíle a přehled studie / článku

Studie hodnotí výkon Agilent 7850 ICP-MS podle FDA EAM sekce 4.7 pro stanovení 12 prvků (včetně As, Cd, Pb, Hg) v různých typických vzorcích dětských potravin. Doplněně je předvedeno použití HPLC-ICP-MS pro speciační analýzu anorganického arsenu (iAs) v dětských rýžových cereáliích podle EAM sekce 4.11.

Použitá metodika a instrumentace

• Vzorky: 11 komerčních dětských příkrmů (ovocné, zeleninové, masové, cereálie), standardní referenční materiály NIST a kontrolní blanky.
• Příprava: Mikrovlnná uzavřená digesce (MARS 6 iWave) v HNO₃/H₂O₂, následná úprava roztokem HCl a doplnění na definovaný objem.
• ICP-MS: Agilent 7850 s ORS4 (He kolizní režim, KED), UHMI aerosolní ředění, automatické ladění a IntelliQuant pro semikvantitativní přehled 78 prvků.
• HPLC-ICP-MS: Agilent 1260 HPLC napojené na 7850 pro separaci As(III), As(V), MMA, DMA na aniontovém sloupci.

Hlavní výsledky a diskuse

Detekční limity ICP-MS překračují požadavky EAM o 1–2 řády lepšími hodnotami. Recoveries SRM i spike testů oproti referenčním hodnotám byly v rozmezí 80–120 %, internal standards stabilní po 48 h bez selhání. Ze 11 potravin u dvou vzorků překročilo kadmium navrhovaný limit 5 ppb pro ne‐cereální výrobky. Arsen byl detekován zejména v rýžových cereáliích, kde HPLC-ICP-MS ukázala iAs nad 15 ppb u všech testovaných vzorků, čímž by vzorky nesplnily limity Baby Food Safety Act 2021.

Přínosy a praktické využití metody

• Jednotný postup přípravy a analýzy umožňuje rutinní kontrolu obsahu těžkých kovů a speciační analýzu iAs ve finálních výrobcích.
• Vysoká odolnost vůči složitým potravinovým matricím díky UHMI a automatizované korekce interferencí minimalizují opakované měření.
• IntelliQuant poskytuje rychlou orientaci v přítomnosti dalších prvků bez další kalibrace.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Vývoj rychlých screeningových metod pro iAs v cereáliích do 2 minut.
• Rozšíření speciační analýzy na další toxické prvky a organické kontaminanty.
• Integrace pokročilých buněčných iontových pastí (ICP-MS/MS) pro další snížení interferencí.
• Online monitoring kvality surovin a průběžná kontrola výrobních šarží.

Závěr

Agilent 7850 ICP-MS ve spojení s HPLC-ICP-MS a standardizovanou mikro­vlnnou digescí představuje spolehlivý a citlivý analytický přístup pro kontrolu toxických těžkých kovů a speciační stanovení anorganického arsenu v dětské výživě. Metoda splňuje požadavky FDA EAM i navrhované limity Baby Food Safety Act 2021.

Reference

• US House of Representatives Committee on Oversight and Reform, Baby Foods Are Tainted with Dangerous Levels of Arsenic, Lead, Cadmium, and Mercury, Feb 4, 2021.
• The Baby Food Safety Act of 2021, US House of Representatives.
• FDA Guidance for Industry: Inorganic Arsenic in Rice Cereals for Infants, Aug 2020.
• Prabhat K. Rai et al., Env. Int., 125 (2019) 365–385.
• FDA Closer to Zero Action Plan for Baby Foods, Apr 2021.
• FDA Elemental Analysis Manual (EAM) 4.7, Feb 2020.
• FDA EAM 4.11 Draft, Nov 2012.
• Agilent Application Notes 5990-7573EN, 5994-1435EN, 5994-1677EN.
• R. Juskelis et al., J. Agric. Food Chem., 61 (2013) 10670–10676.
• C. K. Tanabe et al., J. Anal. At. Spectrom., 32 (2017) 1031–1034.