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上海斯邁歐分析儀器有限公司
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使用ICP-MS對嬰兒配方奶中的碘和溴進行同步形態(tài)分析
2024-8-23 閱讀(56)
前言嬰兒和幼兒在早期發(fā)育過程中通常依賴嬰兒配方奶來滿足其營養(yǎng)需求，因此監(jiān)管機構(gòu)對這些產(chǎn)品的安全性和營養(yǎng)價值設定了高標準。大多數(shù)國家/地區(qū)規(guī)定了嬰兒配方奶中必需礦物質(zhì)的低含量（包括碘），以滿足嬰兒的營養(yǎng)需求。如果碘攝入過少或過多，嬰幼兒就容易發(fā)生甲狀腺問題[1, 2]。由牛奶或羊奶蛋白質(zhì)或蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物制成的嬰兒配方奶中碘的監(jiān)管值與總碘有關(guān)（表 1）。但碘的生物利用度取決于存在于樣品中的化學形態(tài)。碘化物 (I?) 比碘酸鹽(IO3?) 的生物利用度更高，這一現(xiàn)象會影響食品中碘的營養(yǎng)狀態(tài)。如需了解關(guān)于食品毒性和健康功效的更多信息，就要從碘 (I2) 和碘有機形態(tài)中分離出碘化物和碘酸鹽的元素形態(tài)。
溴的毒性取決于其形態(tài)。溴化物 (Br?) 毒性低于溴酸鹽 (BrO3?)，后者可能對人類有致癌作用[3]。
本研究將 HPLC 與串聯(lián)四極桿 ICP-MS (ICP-MS/MS) 聯(lián)用測定四種市售嬰兒配方奶中的四種形態(tài)：碘化物 (I?)、碘酸鹽(IO3?)、溴化物 (Br?) 和溴酸鹽 (BrO3?)。HPLC-ICP-MS 方法是一種成熟的分析技術(shù)，已應用于各種食品基質(zhì)（包括嬰兒配方奶）中砷的形態(tài)分析[7, 8]。本應用也可以使用單四極桿 ICP-MS（例如 Agilent 7800 或 7900 ICP-MS）作為元素檢測器。
實驗部分試劑和標樣由 1000 ppm 儲備液配制溴化物、溴酸鹽、碘化物和碘酸鹽標樣。溴離子標準溶液購自東京 Kanto Chemical Co., Inc.。將 NaBrO3 (Wako Pure Chemical Corporation, Osaka) 溶于水中，制得 1000 ppm 溴酸鹽儲備液。將 KI 和 KIO3 (Wako PureChemical Corporation, Osaka) 分別溶解，制得 1000 ppm 碘化物和碘酸鹽儲備液。標準參比物質(zhì)和樣品采用標準參比物質(zhì) (SRM) NIST 1849a - 嬰兒/成人營養(yǎng)配方奶 I(Gaithersburg, MD, USA) 驗證測定總碘的分析方法。四種市售嬰兒配方奶中的兩種購自美國加利福尼亞州伯克利，另外兩種購自中國北京。所有四個樣品均為粉末形態(tài)。硝酸（HNO3，≥ 65%，Sigma-Aldrich）用于微波消解和標樣/樣品前處理。所有稀釋均用 18.2 MΩ·cm (Millipore, Bedford,MA, USA) 去離子水 (DIW)。
樣品前處理對于總溴測定，對約 0.2 g NIST 1849a 和每個樣品進行稱重，并按照表 2 中概述的程序通過微波消解 (Mars 6, CEM) 在5 mL HNO3 中消解。然后用 DIW 將消解的樣品稀釋至40 mL。所有樣品和 SRM 平行配制三份。
對于 I 與 Br 形態(tài)和總碘測定，稱量每種樣品 0.2 g 左右于 20 mLDIW 中，然后置于 50 °C 水浴中加熱 1 小時。然后使用針頭過濾器（0.45 µm 孔徑）過濾樣品。將約 1 mL 過濾后的溶液置于1 mL 聚丙烯 HPLC 樣品瓶（安捷倫部件號 5182-0567）中，等待分析。
儀器使用安捷倫液相色譜連接工具包（部件號 G1833-65200）將包含四元泵的 Agilent 1260 Infinity II 液相色譜系統(tǒng)與 Agilent8900 串聯(lián)四極桿 ICP-MS (ICP-MS/MS) 聯(lián)用。用于飲用水的安捷倫鉻形態(tài)分析色譜柱（部件號 G3268-80001）陰離子交換色譜柱（4.6 mm 內(nèi)徑 × 30 mm 聚羥基甲基丙烯酸酯基體樹脂）用于分離不同碘和溴形態(tài)。運行條件和流動相的詳細信息如表 3 所示。Agilent 8900 ICP-MS/MS（高級應用配置，#100）配有標準樣品引入系統(tǒng)，包括玻璃同心霧化器、石英雙通道霧化室、2.5 mm 中心管石英炬管和 Ni 接口錐。ICP-MS/MS 使用氦氣作為反應池氣體，在單四極桿 (SQ) 模式下運行，因此也可以使用 Agilent 7800 或 7900 ICP-MS 進行此應用。
……
結(jié)論將 Agilent 1260 Infinity II 液相色譜系統(tǒng)與 Agilent 8900ICP-MS/MS 聯(lián)用，測定了嬰兒配方奶樣品中的 4 種鹵素形態(tài)。使用陰離子交換色譜柱可在約 6.5 分鐘內(nèi)實現(xiàn)基線分離，I?、IO3?、Br? 和 BrO3? 的檢測限均小于等于 0.67 ppb。嬰兒配方奶的形態(tài)分析提供了關(guān)于碘生物有效性和溴酸鹽潛在風險的有用信息。此外，還采用 8900 ICP-MS/MS 進行了碘和溴的總元素測定。嬰兒配方奶 SRM 中碘的實測值與標準值非常一致，回收率為 103%。127I? 的實測濃度與標準值之間也具有很好的一致性，回收率為 101%。溴 SRM 未提供標準值。本研究中分析的四種市售嬰兒配方奶樣品中未檢出碘酸鹽或溴酸鹽，僅含有碘化物和溴化物。樣品中的總碘含量范圍為25.9–54.5 µg/100 kcal。該范圍符合美國和中國嬰兒配方奶中的碘標準，但超出了 29 µg/100 kcal 的歐盟最高量。為測試該方法對準確測定嬰兒配方奶樣品中四種低濃度形態(tài)的適用性，在 20 和 40 ppb 下進行了加標回收率測試。結(jié)果實現(xiàn)了基線分離，在多次 100 µL 進樣過程中表現(xiàn)出良好的重現(xiàn)性。
