NexION ICP-MS 分析啤酒花中的有毒和營養(yǎng)元素

簡介

植物是重要的食品營養(yǎng)來源，但從中也可發(fā)現(xiàn)有毒元素，主要在其生長過程中從土壤、水和肥料中攝取而來。因此，測定植物材料中的營養(yǎng)元素和有毒元素含量十分重要。植物中的元素分析存在很多挑戰(zhàn)。首先，為提高生產(chǎn)效率通常要求同時測定有毒元素和營養(yǎng)元素，因而需要較大的動態(tài)范圍；而植物是復(fù)雜的生物實(shí)體，需要樣品制備后才能實(shí)施檢測。通常是先經(jīng)過樣品均質(zhì)化，然后再消解，從而分解復(fù)雜基質(zhì)并提取元素。植物樣品盡管經(jīng)過上述步驟的處理，但在 ICP-MS 檢測中仍會存在基質(zhì)誘導(dǎo)光譜干擾，會導(dǎo)致數(shù)據(jù)偏差甚至錯誤，尤其是對于含量較低的有毒元素而言。因此，采用碰撞 / 反應(yīng)池技術(shù)可以更好地消除干擾。

目前大麻的種植和使用在美國引起廣泛關(guān)注。多個州宣布大麻合法化，可通過吸食和食品攝入兩種形式滿足娛樂和醫(yī)藥用途。因此，對其有毒和礦物元素含量的關(guān)注日漸增多。

在美國，大麻分析的另一項挑戰(zhàn)在于合法取得樣品，畢竟大麻在某些州尚未合法。不過，由于啤酒花具有類似的化學(xué)和物理特性，所以啤酒花是普遍接受的大麻替代品。

本文討論了采用 ICP-MS 分析作為大麻替代品的啤酒花中的有毒元素和營養(yǎng)元素。

實(shí)驗

樣品制備

從某商店購得啤酒花并切碎，使之均勻且表面積增加以提高消解效率。使用配備標(biāo)準(zhǔn) 75 mL PTFE（聚四氟乙烯）消解罐的 Titan MPS™ 微波樣品制備系統(tǒng)，按照表 1 中的消解程序進(jìn)行消解。每個消解罐均含有 0.25 g 植物材料樣品、 5.0 mL 濃硝酸、 5.0 mL 去離子水及 3.0 mL30% 過氧化氫。消解結(jié)束后，用去離子水將樣品稀釋至
50 mL，同時加入金（Au）以穩(wěn)定汞（最終溶液中含有200μg/L Au）。

儀器條件

所有分析均在配備標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)樣組件的珀金埃爾默 NexION®ICP-MS 上進(jìn)行。
測定元素和所用分析模式如表 2 所示。通過混合三通在線添加內(nèi)標(biāo)。儀器進(jìn)樣的最終濃度為 10 mg/L Sc、 5mg/L Ge以及 0.1 mg/L Rh、In、Tb、10%甲醇和 1%硝酸。通過標(biāo)準(zhǔn)和碰撞模式相結(jié)合，每個樣品的分析時間僅為100 秒。

結(jié)果與討論

表 3 顯示了兩次啤酒花樣品消解的平均結(jié)果。為了檢驗準(zhǔn)確度，針對含量小于 50 mg/kg 的元素進(jìn)行消解前加標(biāo)。所有元素的加標(biāo)濃度均為 20 mg/L， Hg 的加標(biāo)濃度則為 2 mg/L。所有加標(biāo)回收率均在添加量的 15% 以內(nèi)，進(jìn)一步確證了該方法的準(zhǔn)確度良好。

結(jié)論

此項工作證明， NexION ICP-MS 結(jié)合 Titan MPS 微波系統(tǒng)能夠有效地分析可作為大麻替代品得啤酒花中的營養(yǎng)元素和有毒元素。分析采用碰撞和標(biāo)準(zhǔn)模式，完成每個樣品分析僅需 100 秒。通過分析各種 NIST™ 標(biāo)準(zhǔn)植物材料驗證了所應(yīng)用方法的準(zhǔn)確度。

參考文獻(xiàn)

1. Bosnak, C., Pruszkowski, E., “The Determination of Toxic,Essential, and Nutritional Elements in Food Matrices Using theNexION 300/350 ICP-MS”, PerkinElmer Application Note.

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