Trace metals analysis in baby food using triple quadrupole inductively coupled plasma mass spectrometry (TQ-ICP-MS)

Význam tématu

Bezpečnost kojenecké výživy je klíčová pro ochranu zdraví dětí, protože toxické prvky jako arsen, kadmium, olovo a rtuť mohou mít dlouhodobé negativní účinky. Regulace stanovené zákonem Baby Food Safety Act 2021 a nařízeními EU vymezují maximální povolené koncentrace těchto kovů, což vyžaduje spolehlivé a citlivé analytické metody pro rutinní testování finálních výrobků.

Cíle a přehled studie / článku

Studie představuje plně integrovaný postup kvantifikace stopových kovů a živin v dětské výživě zahrnující:

• automatickou kyselou digesci vzorků pro různé matrice
• analýzu pomocí triple kvadrupólového ICP-MS (iCAP MTX)
• ověření výkonu metody na reálných i referenčních vzorcích

Použitá instrumentace

• ultraWAVE mikrovlnný digestoř (Milestone Srl.)
• iCAP MTX ICP-MS s iSC-65 autosamplerem (Thermo Scientific)
• Qtegra ISDS software v režimech SQ-KED a TQ-O2

Materiály a metodika

Šest komerčních výrobků různých typů (suché prášky, tekuté šťávy, kaše) bylo homogenizováno a digesováno v kyselině. Suché matrice (0,5 g) a mokré vzorky (1,0 g) byly dokončeny na 50 mL ultračistou vodou. Interní standardy (Sc, Ge, Rh, Ir) byly automaticky přidávány před nebulizací. Měření probíhalo při pětinásobném ředění argonem pro potlačení maticových vlivů a eliminaci interferencí.

Hlavní výsledky a diskuse

Analytické parametry dosáhly vynikající linearity (R2 > 0,999) pro všechny prvky. Metody kvantifikace (MLOQ) jsou nejméně dvakrát nižší než legislativní limity. Robustnost byla potvrzena stabilní odpovědí interních standardů během osmihodinových i vícedenních sekvencí. Obnova v CRM byla 90–120 % pro toxické prvky i esenciální živiny. Ve skutečných vzorcích bylo zjištěno:

• celkový arsen > 23 µg/kg v rybí kaši (nad povolenou mez 10 µg/kg)
• rtuť lehce nad 2 µg/kg v rybích výrobcích
• kadmium > 5 µg/kg ve 3 vzorcích
• olovo > 5 µg/kg v mrkvové kaši

Přínosy a praktické využití metody

• univerzální příprava vzorků pro různé matrice
• vysoká citlivost a selektivita díky TQ-O2 i KED režimu
• automatizovaná kontrola kvality kalibrací a interních standardů
• optimalizace stability a produktivity v rutinních laboratořích

Budoucí trendy a možnosti využití

Řešení speciační analýzy arsenických a rtuťových forem pomocí IC-ICP-MS nabídne detailnější hodnocení toxicity. Dále se očekává rozšíření automatizace, integrace umělé inteligence pro detekci a korekci interferencí, prediktivní údržba přístrojů a napojení na LIMS pro digitalizaci datového toku.

Závěr

Popsaný workflow kombinující mikrovlnnou digesci a triple kvadrupólové ICP-MS splňuje přísné požadavky regulací, nabízí vynikající citlivost, přesnost a stabilitu a efektivně zvládá analýzu toxických i esenciálních prvků v dětské výživě.

Reference

1. Nóbrega J.A., Carnaroglio D. et al. Best practices in sample preparation of baby food for trace metal determination, Milestone Srl., 2022.
2. Sengupta S., Surekar B., Kutscher D. Thermo Fisher Scientific, Application Note 000209 – Using triple quadrupole ICP-MS to improve the speed, sensitivity, and accuracy of the analysis of toxic and nutritional elements in baby foods, 2021.
3. Raab A., McSheehy Ducos S. Thermo Fisher Scientific, Application Note 43255 – Determination of inorganic arsenic in rice using IC-ICP-MS, 2018.