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碰撞反應(yīng)池ICP-MS測定膳食補充劑中的多種
閱讀：570 發(fā)布時間：2022-11-14引言：重金屬是地殼的天然組分，被廣泛用于農(nóng)業(yè)、建筑、制造業(yè)、食品/原料加工業(yè)。痕量重金屬元素是人體新陳代謝所必需的，而濃度過高則變得有毒性。靠近污染源的環(huán)境空氣和飲用水的污染、或通過食物鏈的攝入都可能引起重金屬中毒。
另一方面，我們的生活越來越繁忙，缺少時間準(zhǔn)備或吃一些營養(yǎng)平衡的食物，我們的日常飲食正面臨著營養(yǎng)缺乏的危險。而膠囊、片劑或液體的膳食補充品，簡單便利，為我們的飲食提供了很好的補充，降低了營養(yǎng)缺乏的危險。在英國，大多數(shù)膳食補充品納入按食品管理，需遵守《食品安全法規(guī) 1990》總則，同時遵守安全和標(biāo)簽的從屬立法（食品標(biāo)簽法 1996（修正案）以及食品補充劑標(biāo)準(zhǔn) 2002/46/EC）。過去的研究表明，有些食品補充劑含有高濃度的金屬和其它元素。有些金屬，比如硒、鐵、銅、鉻和鋅在低濃度時是有益元素[1]，而有些元素，比如砷、鎘、鉛和汞則是有毒元素[2]。在英國，砷是食品中允許的元素，但對其有要求。砷的含量遵守《食品砷（修正案）法規(guī)1959》，該法規(guī)規(guī)定了在“普通”食品中 As 的限定值為 1 mg/kg[3]。特定食品中鎘、鉛、汞和錫遵守《法規(guī)委員會 1881/ 2006》[4]。現(xiàn)已獲得的在英國消費的食品補充劑中金屬和其它元素含量的新信息, 為評價膳食補充品中所含元素對消費者是否安全有重要的作用。本研究的目的是為食品標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會（FSA）提供有關(guān)英國消費的食品補充劑中所含的金屬元素濃度可靠的新的信息。
本實驗中，樣品制備采用微波消解的方法，然后用碰撞反應(yīng)池電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（CRC-ICP-MS）測定多種元素，利用氦模式和氫氣模式消除質(zhì)譜干擾。測定的元素包括砷（As），鉻（Cr），鐵（Fe)，銅（Cu），鎳（Ni），鋅（Zn），硒（Se），鉛（Pb），汞（Hg），鎘（Cd大多數(shù)元素是用標(biāo)準(zhǔn)模式（無氣體模式）測定的，因為對于食品樣品，可以獲得無顯著多原子干擾的多同位素 ICP-MS 數(shù)據(jù)。但是，有三個元素的檢出限受到多原子離子的嚴(yán)重干擾，其中兩個是必需元素（鐵和硒），一個是有毒元素（砷）。本研究工作的目的是證明安捷倫 7500ce 的八極桿反應(yīng)池系統(tǒng)（ORS）消除這些干擾（表 1）的能力，為食品補充劑中這三個元素提供準(zhǔn)確的測定方法。
實驗樣品本實驗共測定了英國的兩百個食品補充劑（片劑、膠囊、液體或粉末）。用電子天平稱量每片/膠囊的平均重量。樣品制備片劑用研缽壓碎。將壓碎的片劑，液體或粉末充分混勻后再取樣。油劑膠囊整個消解。準(zhǔn)確稱取大約 0.7g樣品，分別加入 7 + 3 + 0.2 mL 的硝酸 + 過氧化氫+ 氫氟酸，用微波消解法消解樣品。微波消解程序：樣品在不少于 20min 時間加熱到 180 °C，保持10 min。樣品冷卻后，將消解液用去離子水稀釋到100g，即可用 ICP-MS 進(jìn)行元素測定。抽取 10% 的樣品作平行樣消解。每次最多消解 12 個樣品，包括一個空白和一個質(zhì)控（QC）標(biāo)準(zhǔn)。質(zhì)控（QC）標(biāo)準(zhǔn)測定了兩個標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)來評價方法的準(zhǔn)確度。一個是牛肝 SRM 1577b（NIST, Gaithersburg,USA），Se 含量為 0.73 ± 0.06 mg/kg，F(xiàn)e 含量為 184±15 mg/kg ；另一個是蟹醬 LGC7160 (LGC,Teddington, UK)，As 含量為 11 ± 1 mg/kg。
儀器采用 Mars 5 微波消解儀（CEM, Buckingham, UK）消解樣品，Agilent 7500ce CRC-ICP-MS 測定元素，Se 和 Fe 用氫氣模式，As 用氦氣模式消除質(zhì)譜干擾（表 1）。其它所有元素在同一個方法內(nèi)用標(biāo)準(zhǔn)模式（無氣體模式）測定。表 1 列舉的是典型操作條件。為了減少接口的基體沉積、優(yōu)化樣品通量，本實驗采用智能進(jìn)樣系統(tǒng)（ISIS），并將分析和清洗期間的泵速設(shè)為 0.1 rps。
測量采用美國國家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)所（NIST, Gaithersburg, USA）的標(biāo)樣，用 5 點外標(biāo)校準(zhǔn)法定量消解液中的元素。銠（Rh）為內(nèi)標(biāo)并在線加入（和樣品 1:1 比例）。內(nèi)標(biāo)溶液含有 4% 的丙醇以提高 As 和 Se 的信號，補償樣品中殘留的碳對 As 和 Se 的影響。每次運行 ICP-MS 期間，采用水質(zhì)研究委員會 (WRC)提供的已知濃度的（660.3 ng/g Fe, 12.6 ng/g As, 13.27 ng/g Se）測試溶液（用于能力測試項目）來檢查準(zhǔn)確度和精密度。
結(jié)果和討論全部樣品測量結(jié)果和法定限值和/或 FSA 限定范圍進(jìn)行了比較。砷、鉛和鎘的限值是 1 mg/kg，汞是0.5 mg/kg。超過限值的樣品重新分析加以確認(rèn)。如表 2 所示，有 5 個樣品中的砷含量已超過 1959 修正案[3]所推薦的食品中砷的允許限 1 mg/kg。還有兩個樣品中的砷濃度在 0.75 mg/kg 和 1 mg/kg 之間。需指出的是，有些食品補充劑源自海洋動物，其所含的砷的形態(tài)很可能是無毒的砷甜菜堿。大多數(shù)食品補充劑（> 75%）的砷含量 < 0.1 mg/kg，F(xiàn)e > 20 mg/kg。
沒有 Cd 濃度超出法定限值的樣品，只有一個樣品中的汞接近法定限值。有 10 個樣品中 Pb 的濃度超過1 mg/kg。為了便于比較，將 mg/kg 表示的結(jié)果換算為 mg/片。發(fā)現(xiàn)部分補充劑中 Se, Fe, Zn, Cu, Cr, 或 Ni 的測定結(jié)果和標(biāo)簽上標(biāo)示值是有差別的。這說明 FSA 僅依靠這類補充品的標(biāo)示值很難準(zhǔn)確評價這些元素的膳食攝入量，這也證明了本項調(diào)查測量的必要性。
本文的方法檢出限（LOD）和定量限（LOQ）是依據(jù)理論和應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會（IUPAC）指南[6]計算的，結(jié)果列于表 3。所檢測的食品補充劑中，25% 的樣品中 Se 濃度小于 LOD。
結(jié)論本工作表明，微波消解 ICP-ORS- MS 是分析營養(yǎng)補充品和食品中痕量元素的一個簡單、可靠的多元素測定方法。分析結(jié)果表明，有些膳食補充品中 Se, Fe,Zn, Cu, Cr, 和 Ni 的含量和標(biāo)示值有差別。其中，5 個樣品中的砷、10 個樣品中的鉛含量超出推薦值1 mg/kg。本調(diào)查資料為食品標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會（FSA）提供了部分食品補充劑中金屬濃度的新結(jié)果。這些結(jié)果有助于評價食品補充劑中金屬的毒性，并發(fā)表于食品標(biāo)準(zhǔn)局的《食品監(jiān)測信息》 [7]。