Accurate and Sensitive Analysis of Arsenic and Selenium in Foods

Význam tématu

Správné stanovení stopových prvků arzen a selenu v potravinách je klíčové pro ochranu veřejného zdraví i zpětnou vazbu k legislativním limitům. Zatímco anorganický arzen je karcinogenní a jeho příjem potravou musí být omezen, selen je esenciální mikroprvek s výživovým významem. Vysoce citlivé a selektivní metody přispívají k přesnému hodnocení expozice či nedostatku těchto prvků.

Cíle a přehled studie

Hlavním cílem bylo ověřit schopnost spektrometrie ICP-QQQ (triple quadrupole) v MS/MS režimu odstranit rušivé interference dvojnásobně nabitých iontů vzácných zemin při stanovení As a Se v komplexních matricích. Studie porovnávala tradiční QA/QC přístupy na Agilent 7700x ICP-MS s reakcí H2 nebo He a novou metodiku na Agilent 8800 ICP-QQQ s reakcí O2/H2.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky (NIST SRM 1547 meruňkové listy, SRM 1515 jabloňové listy) byly mikrovlnně kyselinově diges­továny za 200 °C. Celkem tři replikáty každého SRM se přidaly do roztoku HNO3/HCl a zředily se na stanovený objem. K analýze byly použity:

• Agilent 7700x ICP-MS se srážkovou kolizní cely v režimu He a H2
• Agilent 8800 ICP-QQQ s oktopolovou reakční celou v MS/MS režimu s 35 % O2 a 65 % H2

Hlavní výsledky a diskuse

Analýza bez korekcí v režimech He i H2 na 7700x vykazovala významné pozitivní odchylky díky dvojnásobným iontům Sm, Nd a Gd. Aplikace matematických korekčních rovnic částečně korigovala výsledky, avšak při nízkých koncentracích analyzujícího prvku a vysokém rušení inter­ference vedly k vysoké nejistotě. Režim MS/MS na 8800 ICP-QQQ odstranil veškeré interferující ionty před reakční celou, přičemž AsO+ (m/z 91) a SeO+ (m/z 94) byly měřeny bez potřeby korekcí. Dokonce přidání vysokého množství Zr a Mo (1 000 ppm) nepříznivý efekt neovlivnilo.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda ICP-QQQ v MS/MS masově-posunové reakci nabízí:

• Eliminaci rušivých polyatomických a dvojnásobně nabitých iontů
• Detekční limity až o řád lepší než u konvenčního ICP-MS
• Spolehlivé stanovení As a Se v matricích s vysokým obsahem REE

Budoucí trendy a možnosti využití

Rozvoj zařízení s více než jednou kvadrupólovou fází a optimalizace reakčních plynů povede k dalšímu snižování interferencí. Dále se očekává širší využití MS/MS režimů v rutinních laboratořích pro analýzu komplexních potravinových a environmentálních vzorků. Monitorování vzácných zemin v zemědělských produktech může upozornit na potenciál falešných pozitiv.

Závěr

Triple quadrupole ICP-QQQ v MS/MS masově-posunovém režimu s O2/H2 prokázal schopnost přesně stanovit stopové množství arzen a selen v přítomnosti vysokých koncentrací rušivých iontů vzácných zemin. Metoda nepotřebuje dodatečné matematické korekce a dosahuje vyšší přesnosti i citlivosti než tradiční ICP-MS.

Reference

1. Toxicological Profile for Arsenic, Agency for Toxic Substances and Disease Registry, US DHHS, 2007
2. Guidance for Industry Arsenic in apple juice Action level, US FDA, 2013
3. FDA sets limit for arsenic in apple juice, Chemical & Engineering News 2013, 91, 21
4. Report of the Eighth Session of the Codex Committee on Contaminants in Foods, FAO/WHO, 2014
5. Sucharova J Optimisation of DRC ICP-MS for determining selenium in plants, J Anal Atom Spectrom 2011, 26, 1756–1762
6. Wang RY et al Speciation analysis of arsenic and selenium compounds, Anal Chim Acta 2007, 590, 239–254
7. FDA Elemental Analysis Manual ICP-MS Multi-element in Food, US FDA, 2013
8. Harrington CF et al Removal of gadolinium interference for selenium determination, Ann Clin Biochem 2014, 51(3), 386–391
9. Sugiyama N Accurate measurement of selenium using isotope dilution 8800 Triple Quadrupole ICP-MS, Agilent Technologies Application Note 2012