Simultaneous Iodine and Bromine Speciation Analysis of Infant Formula by HPLC-ICP-MS

Význam tématu

Speciace halogenů, zejména jodu a bromu, v kojeneckých formulích je klíčová pro posouzení biologické dostupnosti živin a rizika toxických forem. Rozlišení mezi I⁻ a IO₃⁻ nebo Br⁻ a BrO₃⁻ umožňuje přesněji sledovat nutriční a zdravotní parametry těchto klíčových složek potravy pro kojence.

Cíle a přehled studie

Cílem bylo vyvinout a validovat rychlou metodu pro simultánní analýzu čtyř halogenových forem (I⁻, IO₃⁻, Br⁻, BrO₃⁻) v práškových kojeneckých formulích. Studie zahrnovala kalibraci, testování na referenčním standardu NIST 1849a a analýzu čtyř komerčních vzorků ze Spojených států a Číny.

Použitá metodika a instrumentace

• Příprava vzorku: extrakce vodou při 50 °C nebo mikrovlnná mineralizace HNO₃ pro stanovení celkového Br.
• Separace: Agilent 1260 Infinity II s aniontovým výměnným sloupcem (Cr Speciation Column, G3268-80001).
• Detekce: Agilent 8900 Triple Quadrupole ICP-MS v režimu jedné kvadrupoly s He v bunkru, skenovací m/z 79 (Br) a 127 (I).
• Podmínky: mobilní fáze 5 mM NaH₂PO₄ / 15 mM Na₂SO₄ / 5 mM EDTA (pH 7.0), 1,0 mL/min, injekční objem 100 μL, doba běhu 8 min, oddělení do 6,5 min.

Hlavní výsledky a diskuse

• Lineárnost kalibrace (0–100 ppb) R² ≥ 0,9999 pro všechny čtyři formy.
• Mez detekce (S/N = 3) v rozmezí 0,072–0,667 ppb.
• Referenční materiál NIST 1849a: shoda měřené hodnoty celkového I s certifikátem (103 %), I⁻ (101 %), Br bez certifikátu.
• Čtyři komerční vzorky: žádný vzorek neobsahoval IO₃⁻ ani BrO₃⁻, pouze I⁻ (87–102 % oproti celkovému I) a Br⁻ (85–100 % oproti celkovému Br).
• Celkové obsahy I v rozmezí 25,9–54,5 μg/100 kcal (v souladu s regulacemi USA a Číny, některé nad EU maximem 29 μg/100 kcal).
• Testy recovérie při navážce 20 a 40 ppb vykázaly 96–100% návratnost.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá simultánní speciační analýza ve stejné chromatografické injekci pod 6,5 min.
• Vysoká citlivost a přesnost i na stopové úrovni.
• Možnost použití běžných ICP-MS jedné kvadrupoly (7800/7900) nebo QQQ pro rozšíření aplikace v QC laboratořích výrobních podniků i výzkumu.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Automatizace přípravy vzorků a online konektivita LC-MS pro zvýšení propustnosti analýz.
• Rozšíření spektra speciačních studií na další živiny a kontaminanty v potravinách.
• Integrace s vysoce rozlišenou hmotnostní spektrometrií (HRMS) pro objasnění organických forem halogenů.
• Vývoj miniaturizovaných chromatografických systémů pro terénní a klinické aplikace.

Závěr

Metoda kombinující HPLC a ICP-QQQ umožňuje rychlé, citlivé a přesné stanovení čtyř halogenových forem v kojeneckých formulích. Validace na SRM i komerčních vzorcích prokázala vysokou shodu a reprodukovatelnost. Metoda splňuje požadavky regulatorních norem a nabízí perspektivu rozšíření do průmyslové praxe.

Reference

1. A. Milanesi, G. A. Brent, Molecular, Genetic, and Nutritional Aspects of Major and Trace Minerals, Elsevier, London, UK, 2017, 143–150.
2. P. Ghirri, S. Lunardi, A. Boldrini, Iodine Supplementation in the Newborn, Nutrients, 2014, 6(1), 382–390.
3. World Health Organization, IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans, 2018.
4. CFR Title 21, Part 107, Infant Formula, U.S. FDA.
5. Commission Delegated Regulation No. 2016/127/EU, Off. J. Eur. Union L25, 2015.
6. GB 10765-2010, National Food Safety Standard Infant Formula, Ministry of Health of China.
7. AOAC SMPRs for Arsenic Species in Foods, Method 2015.006, 2015.
8. B. P. Jackson et al., Arsenic concentration and speciation in infant formulas, Pure Appl. Chem., 2012, 84, 215–223.