Determination of chlorate and perchlorate in powdered infant formula using ion chromatography-mass spectrometry

Význam tématu

Kontaminace potravin chlorátem a perchlorátem je spojena s riziky ovlivnění příjmu jódu, zejména u kojenců. Evropský úřad pro bezpečnost potravin (EFSA) upozornil na překračování maximálních reziduálních limitů (MRL) a na potenciální dopady na funkci štítné žlázy. Pro spolehlivý monitoring těchto aniontů v komplexních matricích, jako je práškové kojenecké mléko, je nezbytná vysoce citlivá a selektivní analytická metoda.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem této aplikace bylo vyvinout a ověřit IC-MS postup pro stanovení chlorátu a perchlorátu v práškovém kojeneckém mléce. Metoda využívá gradientní eluci KOH na sloupci Dionex IonPac AS20, potlačenou vodivostní detekci a vysoce selektivní SIM režim na jednokvadrupólovém MS (ISQ EC).

Použitá instrumentace

• Dionex Integrion HPIC systém s eluentním generátorem EGC 500 (KOH)
• Dionex IonPac AG20 (guard) a AS20 analytická kolonna (2 × 250 mm)
• Dionex CR-ATC 600 Continuously Regenerated Anion Trap Column
• Dionex ADRS 600 dynamicky regenerovaný suppressor (2 mm)
• Dionex AS-AP autosampler s 10 mL vialkami
• Dionex AXP auxiliar pump pro dodávku regenerantu a MS
• ISQ EC jednokvadrupólový hmotový spektrometr s ESI v negativním módu

Použitá metodika

Vzorky se extrahují 0,02% roztokem NaOH a čistí ultrafiltrací (Amicon Ultra-15). Eluce probíhá při 0,25 mL/min gradientem KOH (5 → 22 → 80 mM). Potlačená vodivostní detekce doplňuje SIM režim MS, kde se monitorují kvantifikační ionty chlorátu (m/z 83, 85) a perchlorátu (m/z 99, 101) i interní standardy (m/z 89, 107). Chlorát se kvantifikuje metodou standardních přídavků, perchlorát vnější matricovou kalibrací v rozsahu 0,05–2 mg/kg.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda dosahuje LOD/LOQ 0,05 mg/kg (S/N > 10). Linearita je vynikající (r² > 0,9998), přesnost (RSD) < 3,5 %. Recoveries se pohybovaly mezi 99,6 a 105 %. Obsahy chlorátu v analyzovaných vzorcích se pohybují od 0,066 do 2,16 mg/kg, perchlorát nebyl detekován. Naměřené izotopové poměry (RIA) odpovídaly očekávaným hodnotám s odchylkou < 20 %.

Přínosy a praktické využití metody

Navržená IC-MS metoda poskytuje vysokou selektivitu a citlivost v přítomnosti interferujících matic (chlorid, síran, karbonát). Díky automatizovanému eluentnímu generátoru a recirkulujícímu potlačovači je vhodná pro rutinní QA/QC analýzy potravin a kontrolu sanitace v mlékárenském průmyslu.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další směřování vývoje zahrnuje rozšíření na další potravinové a environmentální matrice, integraci on-line přípravy vzorku, použití vysokorozlišovací MS pro potvrzení sumárních vzorců a validaci podle mezinárodních norem.

Závěr

Vyvinutá metoda IC-MS pro stanovení chlorátu a perchlorátu v práškovém kojeneckém mléce prokázala vysokou citlivost, přesnost, linearitu i spolehlivou selektivitu. Splňuje požadavky na rutinní monitoring reziduí chlorovaných kontaminantů v potravinách.

Reference

1. McCarthy W.; O’Callaghan T.; Danahar M.; Gleeson D.; O’Connor C.; Fenelon M.; Tobin J. Chlorate and other oxychlorine contaminants within the dairy supply chain. Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 2018, 17, 1561–1575.
2. European Commission. Chlorate [Online]. 2015.
3. Lange’s Handbook of Chemistry (15th Edition); Dean, J.A., Ed.; McGraw-Hill, New York, 1999.
4. Thermo Scientific Application Update 72507: Determination of perchlorate in environmental waters using IC-MS. 2020.