A comprehensive workflow for beverage analysis using inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS)

Význam tématu

Analýza stopových prvků v nápojích je klíčová pro zajištění jejich bezpečnosti, kvality a souladu s legislativními limity. Monitorování obsahu toxických kovů (arsen, kadmium, olovo, rtuť) a zároveň esenciálních živin (Ca, Mg, K, Na, P, Fe, Zn) chrání zdraví spotřebitelů a reputaci výrobců.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem aplikace bylo představit plně integrovaný pracovní postup pro stanovení živin a toxic­kých stopových prvků v různých typech nápojů. Vzorky byly připraveny mikrovlnným rozkladem a analyzovány trojkvadrupólovým ICP-MS s plynulým 5násobným ředěním argonem.

Použitá metodika a instrumentace

• Příprava vzorků: vážení 5 g vzorku, automatická dispensace 2 mL HNO₃ a 0,5 mL HCl pomocí EasyFILL, mikrovlnný rozklad v zařízení UltraWAVE (program s 220 °C, 110 bar, 00:20 + 00:10 min).
• Analytika: Thermo Scientific iCAP MTX ICP-MS se SAM iSC-65 autosamplerem.
• Protiinterferenční režimy: SQ-KED s heliem a TQ-O₂ s kyslíkem v triple kvadrupólech.
• Argon Gas Dilution (AGD) s 5× ředěním a online přidáním interních standardů (Sc, Ge, Rh, Ir).
• Kalibrace: vícenásobné standardy pro stopové prvky (0,1–50 μg/L) a živiny (0,02–50 mg/L), QC na nízké (0,2 μg/L, 1 mg/L) a vysoké úrovni (25 μg/L).

Hlavní výsledky a diskuse

• Linearity kalibračních křivek: R² ≥ 0,999 pro většinu prvků, BEC i LOD na úrovni µg/L a mg/L.
• Stabilita interních standardů během 8h analýzy: 75–125 % původní odezvy.
• QC recoveries: 80–120 % pro všechny sledované prvky při nízké i vysoké koncentraci.
• Přesnost: Recovery 85–115 % pro stopové prvky i živiny ověřené NIST 3282 a LGC6027.
• Matricové profily: čerstvé ovocné šťávy se 1 000–2 500 mg/L živin (K 70–80 %), průmyslové nápoje nižší (79–256 mg/L), složení ovlivněné přísadami (Na, S, CO₂).
• Kontaminanty: ve dřevinných vínách Arsen a Olovo mírně nad 5 µg/kg, ostatní nápoje pod limity.

Přínosy a praktické využití metody

Univerzální workflow bez nutnosti opakovaných ředění, automatické dávkování kyselin a 5× ředění argonem zajišťují vysokou produktivitu v QA/QC a regulačním testování. Flexibilita režimů SQ-KED a TQ-O₂ efektivně odstraňuje polyatomické a izobarické interference.

Budoucí trendy a možnosti využití

• D další automatizace přípravy a analýzy vzorků, on-line monitorování ve výrobě.
• Rozšíření workflow na složitější matrice (alkoholické nápoje, mléčné výrobky).
• Implementace pokročilých softwarových nástrojů pro chemometrickou analýzu a prediktivní modelování.
• Integrace s IoT zařízením pro kontinuální dohled nad kvalitou vody a nápojů.

Závěr

Navržený postup spojuje mikrovlnný rozklad a trojkvadrupólové ICP-MS s automatickým ředěním, poskytuje přesné, citlivé a reprodukovatelné stanovení živin i toxických stopových prvků v širokém spektru nápojů. Díky robustnosti a vysoké průchodnosti je postup vhodný pro komerční i regulační laboratoře.

Reference

• V originálním textu žádné externí literární odkazy uvedeny nejsou.