Fast Analysis of Arsenic Species in Wines using LC-ICP-QQQ

Význam tématu

Arzen je přirozeně se vyskytující prvek s významnou toxicitou neorganických forem. Vzhledem k jeho perzistenci v životním prostředí a schopnosti vstupovat do potravin a nápojů je speciation As klíčová pro ochranu zdraví. Rychlá a spolehlivá metoda umožní efektivní monitoring iAs v laboratořích QA/QC a podpoří regulatorní požadavky.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem studie bylo navrhnout a ověřit rychlou metodu pro stanovení jednotlivých forem arzenu ve víně pomocí HPLC-ICP-QQQ. Metoda využívá oxidaci AsIII na AsV před chromatografií, čímž se zkracuje doba analýzy na méně než dvě minuty a zároveň zajišťuje vysokou citlivost a přesnost. Výsledky byly porovnány s referenční metodou FDA EAM §4.10.

Použitá metodika a instrumentace

Vzorky vína byly ošetřeny peroxidem vodíku (1:1) k oxidaci AsIII na AsV, naředěny (celkový ředící faktor 5–6) a filtrovány na 0,45 μm. Chromatograficky byla použita Agilent 1260 HPLC s iontovým výměnícím kolonem Hamilton PRP-X100 (50 × 2,1 mm) a mobilní fáze 40 mM amonného uhličitanu s 3 % methanolem pH 9,0. Detekce probíhala na Agilent 8800 Triple Quadrupole ICP-MS, kde byl v reakční buňce použit kyslík k potlačení spektrálních interferencí 75As. Interní standard arsenobetaine byl aplikován postkolonicky.

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda dosáhla separace všech sledovaných forem As do dvou minut. LOD a LOQ v čisté matrici byly stanoveny: DMA 0,018/0,175 μg/kg (1,1 μg/kg ve víně); MMA 0,026/0,258 μg/kg (1,5 μg/kg); iAs 0,022/0,221 μg/kg (1,3 μg/kg). Recoveries spike testů se pohybovaly kolem 100 ± 3 %. Analýza deseti vzorků vín ukázala iAs v rozsahu 1,7 až 32,9 μg/kg, DMA většinou pod LOQ, pouze jeden vzorek výrazně nad LOQ. Porovnání s FDA metodou ukázalo shodu v rámci ± 10 %.

Přínosy a praktické využití

Navržená metoda poskytuje desetkrát rychlejší analýzy než stávající FDA procedura při zachování nebo zlepšení citlivosti a přesnosti. Je vhodná pro rutinní screening a podporu regulatorních kontrol iAs ve vínech i dalších potravinových matricích v QA/QC laboratořích.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření metody na jiné matricové typy, například rýži nebo ovocné šťávy
• Vývoj online oxidace AsIII a automatizace přípravy vzorků
• Miniaturizace chromatografických systémů a integrace s kapilárními technologiemi
• Vylepšení separace méně běžných arsenových metabolitů
• Aplikace v environmentálních a epidemiologických studiích

Závěr

Popisovaná HPLC-ICP-QQQ metoda umožňuje rychlou, citlivou a robustní detekci a kvantifikaci anorganických i organických forem arzenu ve víně. Díky oxidaci AsIII na AsV je doba analýzy zkrácena na méně než dvě minuty, přičemž výsledky vykazují dobrou přesnost a shodu s referenční FDA metodou. Metoda je plně vhodná pro kontrolu kvality potravin a podporu regulatorních požadavků.

Použitá instrumentace

• Agilent 1260 HPLC, kolona Hamilton PRP-X100 (50 × 2,1 mm)
• Agilent 8800 Triple Quadrupole ICP-MS s kyslíkovou reakční buňkou
• Peroxid vodíku k oxidaci AsIII
• Syringe filtry 0,45 μm

Reference

• H. Garelick et al., Arsenic pollution sources, Rev Environ Contam Toxicol 2008, 197, 17–60
• FDA, Guidance for Industry Arsenic in Apple Juice: Action Limit, 2013
• VQA Ontario Wine Standards, 1999
• OIV Compendium of International Methods of Analysis, 2011
• B. Sadee et al., J. Anal. At. Spectrom. 2015, 30, 102–118
• B. P. Jackson, J. Anal. At. Spectrom. 2015, 30, 1405–1407
• S. Musil et al., Anal. Chem. 2014, 86, 993–999
• H. R. Hansen et al., J. Environ. Monit. 2011, 13, 32–34
• K. M. Kubachka et al., FDA EAM §4.10, 2017
• C. K. Tanabe et al., J. Agric. Food Chem. 2017, 65, 4193–4199