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使用Agilent 7800 ICP-MS對(duì)強(qiáng)化食品進(jìn)行常規(guī)分析
閱讀：813 發(fā)布時(shí)間：2020-12-1前言：每年，強(qiáng)化食品的銷(xiāo)售額達(dá)數(shù)十億美元。嬰兒配方食品市場(chǎng)不斷增長(zhǎng)，在亞太地區(qū)尤其如此[1]。利潤(rùn)豐厚的餐飲業(yè)中，一些相關(guān)產(chǎn)品（如代餐飲料）仍然很受歡迎[2]。為保護(hù)消費(fèi)者權(quán)益，必須在必需營(yíng)養(yǎng)成分含量以及有害物質(zhì)含量方面對(duì)強(qiáng)化食品進(jìn)行監(jiān)管。有關(guān)嬰兒配方食品的法規(guī)包括中國(guó) GB 10765、美國(guó) 21 CFR 107 和歐盟委員會(huì)指令 2016/127/EC[3–5]。通常，這些法規(guī)中規(guī)定了礦物質(zhì)（包括 Na、K、 Cu、Mg、Fe、Zn、Mn、Ca、P、I、Cl、Se）的低和高含量。中國(guó)的食品國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定嬰兒配方食品中鉛的高含量為 0.15 mg/kg[3]。根據(jù)食品類(lèi)型的不同，生產(chǎn)商必須遵守相應(yīng)法規(guī)中對(duì)可能有害的微量元素（包括 As、Cd、Hg、Pb、Ni、 Sn、Cr）高濃度的規(guī)定[6–8]。
由于污染物元素可能僅以低濃度存在于食品樣品中，因此該應(yīng)用需要能夠獲得低檢測(cè)限的分析技術(shù)。ICP-MS 是一種快速的多元素分析技術(shù)，具有測(cè)定強(qiáng)化食品中營(yíng)養(yǎng)成分和污染物元素所需的靈敏度和動(dòng)態(tài)范圍。隨著其可用性和穩(wěn)定性的不斷提升，ICP-MS 越來(lái)越多地用于食品的高通量常規(guī)分析。為確保獲得準(zhǔn)確的結(jié)果，Agilent 7800 ICP-MS 使用單氦氣碰撞池模式來(lái)控制常見(jiàn)的多原子干擾。該儀器還具有涵蓋 10 個(gè)數(shù)量級(jí)的線性動(dòng)態(tài)范圍，可簡(jiǎn)化方法設(shè)置，因?yàn)槟軌蛟趩未芜\(yùn)行中同時(shí)測(cè)量常量和痕量分析物，意味著可減少由超范圍結(jié)果引起的重新運(yùn)行次數(shù)。對(duì)于總?cè)芙夤腆w (TDS) 含量在 0.5%–3% 之間的樣品，7800 ICP-MS 采用了安捷倫的高基質(zhì)進(jìn)樣 (HMI) 技術(shù)，該技術(shù)使用氣溶膠稀釋來(lái)處理高基質(zhì)樣品。強(qiáng)化食品中的多元素測(cè)定方法可由標(biāo)準(zhǔn)方法修改得到[9–11]。本研究介紹了使用 Agilent 7800 ICP-MS 和 SPS 4 自動(dòng)進(jìn)樣器對(duì)微波消解的強(qiáng)化食品樣品中常量元素和微量元素的分析。通過(guò)測(cè)定嬰兒/成人營(yíng)養(yǎng)配方食品標(biāo)準(zhǔn)參比物質(zhì) (SRM) 來(lái)評(píng)估數(shù)據(jù)的質(zhì)量。
實(shí)驗(yàn)部分：樣品和試劑所有樣品均為購(gòu)自美國(guó)和中國(guó)超市的商品，其中包括購(gòu)自美國(guó)西部的兩種代餐飲料和三種嬰兒配方食品，以及購(gòu)自中國(guó)北方的四種嬰兒配方食品。利用乳制品類(lèi) SRM NIST 1849a 嬰兒/ 成人營(yíng)養(yǎng)配方食品 I 對(duì)分析方法進(jìn)行驗(yàn)證。用硝酸 (≥ 65%, Sigma-Aldrich) 進(jìn)行微波消解和標(biāo)準(zhǔn)品/樣品前處理。使用 18.2 MΩ·cm (Millipore, Bedford, MA, USA) 去離子水 (DIW) 進(jìn)行所有稀釋。標(biāo)樣使用 5% (v/v) 硝酸溶液或 DIW 稀釋多元素標(biāo)準(zhǔn)品，制得含 28 種元素的校準(zhǔn)標(biāo)樣。使用安捷倫標(biāo)準(zhǔn)品，其中包括多元素校準(zhǔn)標(biāo)樣-2A（部件號(hào)：8500-6940）、多元素校準(zhǔn)標(biāo)樣-3（部件號(hào)：8500-6948）、環(huán)境校準(zhǔn)標(biāo)樣（部件號(hào)：5183-4688）、多元素校準(zhǔn)標(biāo)樣-4B（部件號(hào)：8500-6942）和單元素校準(zhǔn)標(biāo)樣-磷（部件號(hào)：5190-8428）。用 DIW 稀釋購(gòu)自中國(guó)有色金屬研究總院的碘 (I) 標(biāo)準(zhǔn)溶液（GSB 04-2834-2011，1000 ppm 水溶液）[12]。每組校準(zhǔn)標(biāo)樣單獨(dú)配制。使用 5% (v/v) 硝酸溶液由安捷倫混合內(nèi)標(biāo)（部件號(hào)： 5188-6525）制得含 Sc、Ge、Rh、In、Tb、Bi 的內(nèi)標(biāo) (ISTD) 溶液。
樣品前處理使用表 1 所述的微波消解 (CEM, Mars 6) 程序，在 5 mL HNO3 中對(duì)約 0.2 g 的各種樣品和 NIST 1849a SRM 進(jìn)行消解。然后用 DIW 將*消解的樣品稀釋至 50 mL。所有樣品和 NIST SRM 均重復(fù)配制三份。
儀器使用標(biāo)準(zhǔn)： Agilent 7800 ICP-MS 進(jìn)行分析，該儀器包括第四代 ORS4 反應(yīng)池系統(tǒng)，使用氦氣碰撞模式（He 模式）有效控制多原子干擾。ORS4 使用 He 控制多原子干擾，以減少所有常見(jiàn)基質(zhì)型多原子干擾物質(zhì)的傳輸。使用動(dòng)能歧視 (KED) 將較小較快的分析物離子與較大較慢的干擾離子分離。除 Se 以外的所有元素均在 He 模式下進(jìn)行測(cè)量，所用流速為 5 mL/min。在高能氦氣 (HEHe) 模式下，使用 10 mL/min 的反應(yīng)池氣體流速測(cè)量 Se。7800 ICP-MS 配備標(biāo)準(zhǔn)樣品引入系統(tǒng)，該系統(tǒng)由 Micromist 玻璃同心霧化器、石英霧化室、帶 2.5 mm 內(nèi)徑中心管的石英炬管以及鎳接口錐組成。本研究中所使用的樣品前處理方法得到 TDS 含量低于 0.5% 的終溶液，因此可以在 7800 ICP-MS 上直接測(cè)量這些樣品。對(duì)于含更高濃度溶解態(tài)固體的樣品，HMI 系統(tǒng)通常允許測(cè)量高含 3% TDS 的樣品。使用 ICP-MS MassHunter 軟件內(nèi)的自動(dòng)調(diào)諧功能對(duì) ICP-MS 進(jìn)行優(yōu)化。利用 Agilent SPS 4 自動(dòng)進(jìn)樣器作為樣品引入系統(tǒng)。所用儀器運(yùn)行條件如表 2 所示。
ISTD 回收率測(cè)試在六小時(shí)的整個(gè) ISTD 回收率測(cè)試中，分析了 140 份溶液。如圖 2 所示，所有六種內(nèi)標(biāo)的所有 ISTD 回收率測(cè)量結(jié)果均處于 ±20% 限值范圍內(nèi)（如紅色虛線所示）。結(jié)果表明 7800 ICP-MS 具有優(yōu)異的穩(wěn)定性和基質(zhì)耐受性。分析序列中不存在顯著的信號(hào)漂移，且低質(zhì)量數(shù)和高質(zhì)量數(shù) ISTD 元素的信號(hào)不存在發(fā)散?；厥章蕼y(cè)試表明等離子體能夠有效分解各不相同的樣品基質(zhì)。另外，分析序列中未出現(xiàn)大量基質(zhì)沉積在接口上的現(xiàn)象。
結(jié)論：利用 Agilent 7800 ICP-MS 對(duì)通過(guò)微波消解制得的九種強(qiáng)化食品樣品中的 28 種元素進(jìn)行分析。使用儀器的標(biāo)準(zhǔn)化氦氣碰撞模式和自動(dòng)調(diào)諧功能，可簡(jiǎn)化方法開(kāi)發(fā)。7800 系統(tǒng)的高靈敏度和高達(dá) 10 個(gè)數(shù)量級(jí)的分析動(dòng)態(tài)范圍使常量礦物元素（如 Na、K、Ca、Mg）和痕量元素（包括 Cr、As、Cd、Pb、 Hg）能夠在同一次分析運(yùn)行中得到測(cè)定。通過(guò)分析營(yíng)養(yǎng)配方食品 SRM 中的 13 種營(yíng)養(yǎng)元素，并對(duì)三種嬰兒配方食品樣品中的 7 種污染物元素進(jìn)行加標(biāo)回收率測(cè)試，對(duì)該方法的準(zhǔn)確度進(jìn)行評(píng)估。在所有情況下均獲得了優(yōu)異的回收率。7800 ICP-MS 在六小時(shí)運(yùn)行過(guò)程中表現(xiàn)出優(yōu)異的穩(wěn)定性，并超出了中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)方法中規(guī)定的檢測(cè)限要求。 7800 ICP-MS 方法適用于對(duì)食品中的痕量元素和高濃度礦物元素進(jìn)行常規(guī)的多元素篩查，確保實(shí)現(xiàn)對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素以及污染物的質(zhì)量控制。