Arsenic Speciation Analysis in Apple Juice Using HPLC-ICP-MS

Význam tématu

Arsen je v potravinách monitorován kvůli své dokázané toxicitě. Inorganické formy As(III) a As(V) patří mezi karcinogeny vysokého rizika, zatímco organické sloučeniny MMA, DMA a arsenobetaine vykazují výrazně nižší toxicitu. Stanovení jednotlivých druhů arsenických sloučenin přispívá k přesnému odhadu zdravotních rizik a splnění legislativních limitů.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo vyvinout rychlou metodu pro separaci a kvantifikaci pěti arsenových druhů v jablečném džusu za nízkých koncentrací. Šest komerčně dostupných vzorků jablečného džusu bylo analyzováno jednoduchou filtrační přípravou a 2× ředěním. Metoda využívá HPLC-ICP-MS, konkrétně Agilent 1290 LC spojený s Agilent 8800 ICP-QQQ.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky byly dvoustupňově filtrovány: nejprve přes Millex-LH membránový filtr, poté přes TOYOPAK ODS M pro odstranění nerozpustných a nepolárních interferentů. Následovalo 2× ředění ultrapure vodou. Chromatograficky bylo použito aniontově výměnné kolony Agilent G3154-65002 (guard) a G3288-80000 (speciation). Mobilní fáze obsahovala PBS, EDTA, acetát sodný, dusičnan sodný a ethanolu (pH 11). Pro detekci a kvantifikaci interferenčně odolil ICP-QQQ režim na m/z 75 bez použití plynné buňky.

Hlavní výsledky a diskuse

Detekční limity metodou 3× S/N se pohybovaly mezi 10 a 22 ng/L pro jednotlivé druhy As. Lineární kalibrace v rozsahu 10–500 ng/L vykázala korelační koeficienty blížící se 1.0. Ve všech šesti jablečných džusech bylo zjištěno přítomno všech pět sledovaných forem arseniku. Celkový As se pohyboval od 0,17 do 4,79 μg/L a součet inorganických forem (As(III)+As(V)) byl vždy pod 3 μg/L, tedy výrazně pod limitem USEPA pro pitnou vodu 10 μg/L.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá a zjednodušená příprava vzorku minimalizuje přenos kontaminace a konverzi sloučenin.
• Vysoká citlivost a selektivita ICP-QQQ umožňuje měření pod ppb úrovní.
• Použití jediné chromatografické metody pro pět druhů As zjednodušuje kontrolní analýzy v potravinářských laboratořích.

Budoucí trendy a možnosti využití

Implementace nových matricově specifických přístupů k přípravě vzorků a využití moderních ICP-QQQ nebo ICP-TOF-MS může dále zlepšit rozlišení a citlivost. Rozšíření metody na jiné potravinářské matrice (rýže, džusy, mořské plody) a integrace s vysokorychlostními separačními technikami (UHPLC) představují perspektivní vývojové směry.

Závěr

Vyvinutá metoda HPLC-ICP-QQQ umožňuje spolehlivou separaci a kvantifikaci pěti arsenových druhů v jablečném džusu při detekčních limitech 10–22 ng/L. Všechny vzorky obsahovaly arsen ale výrazně pod zpřísněnými limity pro pitnou vodu, což potvrzuje bezpečnost běžně dostupných produktů. Jednoduchá příprava a přenositelnost na různé modely ICP-MS zajišťují široké uplatnění v potravinářské analýze.

Reference

1. World Health Organization WHO Arsenic Fact Sheet 2022
2. Tanabe CK et al Speciated Arsenic Analysis in Wine Using HPLC-ICP-QQQ Agilent Technologies Application Note 5991-8833EN
3. Yue B et al Rapid determination of five arsenic species in polished rice using HPLC-ICP-MS Agilent Technologies Application Note 5991-5933EN