Determination of chlorate and perchlorate in milk using ion chromatography-mass spectrometry

Význam tématu

Chlorát a perchlorát ve výrobcích z mléka představují významné kontaminanty vznikající použitím chlórované vody a dezinfekčních prostředků či z přírodních zdrojů. Jejich přítomnost je spojována s narušením příjmu jódu a tvorbou methemoglobinu, přičemž nejvíce ohroženy jsou kojenci a malé děti.

Cíle a přehled studie

Cílem studie bylo vyvinout rychlou a citlivou metodu pro simultánní stanovení chlorátu a perchlorátu v mléčných vzorcích. Použit byl kompaktní vysokotlaký iontový chromatograf (Integrion HPIC) spojený se singulárním kvadrupólovým hmotnostním spektrometrem (ISQ EC), s jednoduchou přípravou vzorků a přímou injekcí ultrafiltrátu.

Použitá metodika a instrumentace

Popis postupu:

• Ředění mléka 1:50 0,02 % NaOH, přídavek izotopově značených interních standardů (chlorát-18O, perchlorát-18O), použití Amicon ultrafiltrační jednotky (3 kDa) pro odstranění makrokomponent.
• Eluce: IonPac AS20 (2×250 mm) s pěnovým hydroxidickým gradientem (5→80 mM KOH), průtok 0,25 mL/min, doba analýzy 58 min.
• Suppressor: dynamicky regenerovaný Dionex ADRS 600 (2 mm) s externím dopravním vodním módním režimem. Detekce: simultánní potlačená vodivost a SIM režim ESI (negativní mód) na m/z 83, 85 (chlorát), 99, 101 (perchlorát) a m/z 89, 107 jako ISTD.
• Spotřební materiály: KOH eluentový kartridž EGC 500, CR-ATC 600, ADRS 600, autosamplerové lahvičky, PEEK smyčky, ultrafiltrační filtry.

Hlavní výsledky a diskuse

• Citlivost: LOQ 0,1 µg/L pro chlorát, 0,05 µg/L pro perchlorát v matici mléka.
• Linearita: kalibrace 0,1–10 µg/L, r2 0,9998 (chlorát), 0,9999 (perchlorát).
• Přesnost: RSD obsahu <3,4 % a retenční doby <0,6 % (n=8).
• Obnova: 88,9–109 % pro chlorát i perchlorát (n=5).
• Stabilita: >900 injekcí bez viditelné degradace separace ani kontaminace MS zdroje.
• Analýza reálných vzorků: chlorát 152–405 µg/L ve všech vzorcích; perchlorát

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nevyžaduje složitou extrakci či SPE čištění, poskytuje vysokou selektivitu díky kombinaci potlačené vodivosti a SIM hmotnostní spektrometrie. Je vhodná pro rutinní kontrolu kvality mléčných produktů v laboratorním i průmyslovém měřítku.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace vysokého rozlišení MS pro ještě přesnější potvrzení struktury.
• Zkrácení gradientních metod pro zvýšení průchodnosti vzorků.
• Automatizace přípravy vzorků a nasazení robotických systémů.
• Využití pokročilé datové analýzy a strojového učení pro rychlé odhalení anomálií.
• Rozšíření metodiky na další oxyanionty v potravinách a matricech životního prostředí.

Závěr

Popsaná IC-MS metoda nabízí účinný a robustní postup pro kvantifikaci chlorátu a perchlorátu v mléčných výrobcích. Prokázala vynikající citlivost, linearitu, přesnost a reprodukovatelnost a napomáhá zajištění bezpečnosti potravin.

Reference

1. Alomirah H.F. et al., Food Addit. Contam. A, 33 (2016) 1016–1025.
2. McCarthy W.P. et al., Compr. Rev. Food Sci. Food Saf., 17 (2018) 1561–1575.
3. Nuclides and Isotopes Chart of the Nuclides, 17th Ed. (2010).
4. Thermo Scientific Application Update 72507. Determination of perchlorate in environmental waters by IC-MS (2020).
5. EU Commission Decision 2002/657/EC, Off. J. Eur. Commun. 221 (2002) 8.
6. EPA Method 332.0, Determination of perchlorate in drinking water by IC-MS (2005).