摘要 一種經(jīng)驗(yàn)證的嬰兒配方奶粉和成人營養(yǎng)品中鉻 (cr)、硒 (se) 和鉬 (mo) 的 icp-ms 快速測 定方法分別實(shí)現(xiàn)了由 agilent 7500cx icp-ms 至 agilent 7700x icp-ms 以及由實(shí)驗(yàn)室 1 至實(shí)驗(yàn)室 2 的成功轉(zhuǎn)移。該方法的關(guān)鍵優(yōu)勢在于可使用單一池氣體模式（氦氣模式）有 效去除 cr、mo 和 se 的多原子干擾，從而可對所有樣品進(jìn)行分析。這樣可顯著提高分析 效率。方法通過向樣品中加入內(nèi)標(biāo)后將其在密閉容器微波爐中進(jìn)行消解，隨后使用icp-ms電感耦合等離子體質(zhì)譜儀進(jìn)行檢測。該方法被認(rèn)為可作為全局參比方法的合適候選方案，并已被 aoac 認(rèn)定為測定營養(yǎng)品中痕量 cr、mo 和 se 的方法。
前言：在食品中加入必需元素是一種廣泛使用的簡單營養(yǎng)改善方法，尤其適用于面臨營養(yǎng)不良 風(fēng)險(xiǎn)的人群和群體。示例包括添加 se 的嬰兒配方奶粉以及添加 se、cr 和 mo 的兒童與 成人醫(yī)學(xué)營養(yǎng)品 [1,2]。使用電感耦合等離子體發(fā)射光譜 (icp-aes) 等傳統(tǒng)技術(shù)難以分析 食品中通常存在的痕量元素。因此，此類分析技術(shù)可能需要使用非標(biāo)準(zhǔn)樣品引入技術(shù) （如超聲霧化使 cr 和 mo 的測定，或氫化物發(fā)生法使 se 的測定）獲得足夠高的靈敏度 [3,4,5]。如果使用石墨爐-原子吸收光譜 (gf-aas)，則可能需要采用復(fù)雜的提取過程才可 獲得測定這些元素所需的靈敏度。
該方法是用于分析嬰兒配方奶粉中 cr、mo 和 se 的唯yi方法 （aoac 方法 2011.19）。氫化物發(fā)生-aas 法適用于測定寵 物食品 (aoac 986.15, 1988)、飼料 (aoac 996.17, 1997) 和食品 （歐洲標(biāo)準(zhǔn) en 14627）中的 se。icp-aes 可用于根據(jù) aoac 2006.03 測定肥料中的 se、cr 和 mo，此外 gf-aas 可用于測定 食品中經(jīng)干灰化 (en 14082) 或高壓消解 (en 14083; 8) 后的 cr 和 mo。本文引用的所有 en 方法均處于 iv 類狀態(tài)，意味著這些方 法*但尚未獲得國際食品法典委員會(huì) (codex) 批準(zhǔn)。 icp-ms 是一種快速的多元素分析技術(shù)，通過外標(biāo)校準(zhǔn)測定營養(yǎng) 品中的 cr、se 和 mo（及許多其他元素）時(shí)具有所需的靈敏度和 選擇性 [1,6,7]。icp-ms 實(shí)現(xiàn)了 ng/l（萬億分之一，ppt）級別 的極低定量限。最新一代儀器配有碰撞反應(yīng)池 (crc)，能夠減小 或消除由等離子體氣體、基質(zhì)組分和溶劑酸引起的譜圖干擾 [8,9]。 例如，如今可使用 cr 的主同位素 (m/z 52) 在存在來自基體的多 原子干擾（例如具有相同質(zhì)量數(shù)的 40ar 12c 和 35cl 16o1h）時(shí)準(zhǔn)確 測定低濃度 cr。可使用 se 的同位素 78se 對其進(jìn)行測定，而 該同位素以前由于存在 40ar 38ar 多原子疊加而不適用于痕量分析 [10,11]。icp-ms 中 cr、mo 和 se 的其他可能多原子干擾的示例 如表 1 所示。
采用的agilent 7500cx icp-ms的嬰兒配方奶粉和成人營養(yǎng)品中 cr、se 和 mo 的測定方法在 pacquette 等人的文章 (2011) 中進(jìn) 行了詳細(xì)闡述。該方法已被成功轉(zhuǎn)移至采用僅使用氦氣模式的 crc 方法的 agilent 7700x icp-ms 中。本文介紹了方法轉(zhuǎn)移驗(yàn)證 規(guī)程的詳細(xì)信息。
實(shí)驗(yàn)部分：儀器與試劑 整個(gè)研究均采用配備八極桿反應(yīng)池系統(tǒng) (ors3) crc 的 agilent 7700x icp-ms。該儀器配有標(biāo)準(zhǔn)樣品引入系統(tǒng)（micromist 玻璃 同心霧化器、石英 scott 型霧化室、帶有內(nèi)徑 2.5 mm 中心管的石 英炬管）和接口（ni 采樣錐和截取錐）。測定 cr、mo 和 se 時(shí)， ors3 在氦氣碰撞模式下運(yùn)行。agilent asx-520 自動(dòng)進(jìn)樣器用于 簡化進(jìn)樣。儀器設(shè)置和參數(shù)見表 2。
定制實(shí)驗(yàn)室對照樣品 直到最近，才使用含有所有必需營養(yǎng)元素的均勻粉末作為內(nèi)部定 制實(shí)驗(yàn)室對照樣品以對該方法進(jìn)行驗(yàn)證。目前我們使用美國國家 標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院 (nist) 1849a 嬰兒/成人營養(yǎng)配方奶粉標(biāo)準(zhǔn)參 比物質(zhì) (gaithersburg, md)。
樣品前處理 使用 mars 5 (cem corp., matthews, nc) 溫控密閉容器微波爐 對營養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室對照樣品進(jìn)行消解。在樣品消解前添加內(nèi)標(biāo)以校正 損失，且無需使用經(jīng)校準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)室定容器皿進(jìn)行樣品稀釋。在兩 步程序中進(jìn)行消解以分解盡可能多的有機(jī)物，所使用的微波參數(shù) 見表 3。
大量報(bào)道中稱樣品溶液中存在的碳有助于增強(qiáng)某些難電離元素 （包括 se）的 icp-ms 信號 [10,11,12]。一種理論認(rèn)為，等離子體 中 c+ 含量的增加促進(jìn)了電子從 se（電離能 9.75 ev）向 c+（電 離能 11.26 ev）的轉(zhuǎn)移，從而提高了 se 的電離程度 [10]。通常， 這一信號增強(qiáng)效應(yīng)可通過確保所有樣品中的碳含量一致而加以克 服，例如向標(biāo)準(zhǔn)品和樣品中均加入甲醇。在本文中，樣品在密閉 容器中進(jìn)行微波消解后向其中加入甲醇 [13,14,6]。耗時(shí)約 1.5 小 時(shí)（包括冷卻）的消解過程自動(dòng)完成，在無需使用高氯酸的情況 下即可實(shí)現(xiàn)樣品的*消解 [15]。
校準(zhǔn) 使用 0、0.8、4 和 20 µg/l (ppb) 標(biāo)準(zhǔn)溶液繪制 cr 和 mo 的校準(zhǔn) 曲線，并使用 0、0.4、2 和 10 µg/l 標(biāo)準(zhǔn)溶液繪制 se 的校準(zhǔn)曲線。 全部三種分析物校準(zhǔn)曲線的 r 值為 0.9995 或更高（圖 1 至 3）。 應(yīng)當(dāng)注意的是，每種分析物的校準(zhǔn)標(biāo)樣（工作標(biāo)準(zhǔn)溶液）采用各 自的 1 ppm 儲備溶液進(jìn)行配制。校準(zhǔn)標(biāo)樣根據(jù)重量比進(jìn)行配制。 或者，使用包含所有分析物的多元素儲備溶液配制校準(zhǔn)標(biāo)樣，并 采用 a 級定容移液器進(jìn)行移取。
方法轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)：在實(shí)驗(yàn)室 2 中，由三位不同分析人員分別在 12 天中根據(jù)典型方法 對實(shí)驗(yàn)室對照樣品的四次重復(fù)消解液進(jìn)行分析，以評估方法耐用 性。此外還對實(shí)驗(yàn)室 1 和實(shí)驗(yàn)室 2 的結(jié)果進(jìn)行了比較。 表 4 顯示所有三位分析人員（分別在 12 天中）分析定制實(shí)驗(yàn)室對 照樣品 10 clc10_b 中的 cr 所得到的 12 次獨(dú)立測量結(jié)果。每天 分析的四個(gè)重復(fù)對照樣品均獲得了優(yōu)異的精密度（rsd 為 0.48% - 2.87%）。此外，每天重復(fù)分析的兩個(gè)樣品濃度（樣品 1和 2 或樣品 3 和 4）的精密度均小于 2% rsd（方案要求 rsd 小 于 7%）。所有三位分析人員獲得的 12 個(gè)獨(dú)立數(shù)據(jù)點(diǎn)的總體平均 濃度和精密度分別為 1059.36 ng/g cr 和 2.33% rsd。表 4 顯示 每天 (n = 4) 和總體 (n = 12) 獲得的 cr 平均濃度處于實(shí)驗(yàn)室 1 生 成的控制圖平均值 (1053.00 ng/g cr) 的 ± 10% 和 3 倍標(biāo)準(zhǔn)偏差 以內(nèi)，如圖 4 所示。實(shí)驗(yàn)室 1 結(jié)果表明三位分析人員在 30 天內(nèi)獲 得的精密度值為 1.6% rsd（表 4）。實(shí)驗(yàn)室 1 控制圖平均值 (1053.00 ng/g cr) 與實(shí)驗(yàn)室 2 平均值 (1059.36 ng/g cr) 之差為 0.6%。
5 顯示所有三位分析人員（分別在 12 天中）分析 clc-10 中的 se 所得到的 12 次獨(dú)立測量結(jié)果。每天分析的四個(gè)重復(fù)對照樣品均 獲得了優(yōu)異的精密度（rsd 為 0.33% - 2.53%）。此外，每天連續(xù) 重復(fù)分析的兩個(gè)樣品濃度（樣品 1 和 2 或樣品 3 和 4）的精密度均 小于 5% rsd（方案要求 rsd 小于 7%）。所有三位分析人員獲得 的 12 個(gè)獨(dú)立數(shù)據(jù)點(diǎn)的總體平均濃度和精密度分別為 814.72 ng/g se 和 2.95% rsd。表 5 同樣顯示每天 (n = 4) 和總體 (n = 12) 獲得 的 se 平均濃度處于實(shí)驗(yàn)室 1 生成的控制圖平均值 (1053.00 ng/g se) 的 ± 10% 和 3 倍標(biāo)準(zhǔn)偏差以內(nèi)，如圖 5 所示。表 5 表明實(shí) 驗(yàn)室 1 中三位分析人員在 30 天內(nèi)獲得的精密度值為 1.8% rsd。 實(shí)驗(yàn)室 1 控制圖平均值 (813.80 ng/g se) 與實(shí)驗(yàn)室 2 平均值 (814.72 ng/g se) 之差為 0.11%。
表 6 顯示所有三位分析人員（分別在 12 天中）分析 clc10_b 中 的 mo 所得到的 12 次獨(dú)立測量結(jié)果。每天分析的四個(gè)重復(fù)對照樣 品均獲得了優(yōu)異的精密度（rsd 為 0.28% - 5.44%）。此外，對 于所有重復(fù)樣品，每天連續(xù)重復(fù)分析的兩個(gè)樣品濃度（樣品 1 和 2 或樣品 3 和 4）的精密度均小于 5% rsd（方案要求 rsd 小于 7%）。其中一個(gè)例外是分析人員 2 在第 2 天獲得的 8% rsd （1462.98 ng/g mo 和 1641.52 ng/g mo）。這一結(jié)果突出顯示于
表 6 中。所有三位分析人員獲得的 12 個(gè)獨(dú)立數(shù)據(jù)點(diǎn)的總體平均濃 度和精密度分別為 1641.51 ng/g mo 和 1.94% rsd。表 6 同樣顯 示每天 (n = 4) 和總體 (n = 12) 獲得的 mo 平均濃度處于實(shí)驗(yàn)室 1 生成的控制圖平均值 (1696.00 ng/g mo) 的 ± 10% 和 3 倍標(biāo)準(zhǔn) 偏差以內(nèi)。表 6 表明實(shí)驗(yàn)室 1 中三位分析人員在 30 天內(nèi)獲得的精 密度值為 1.59% rsd。實(shí)驗(yàn)室 1 控制圖平均值 (1696.00 ng/g mo) 與實(shí)驗(yàn)室 2 平均值 (1641.51 ng/g mo) 之差為 3.0%。
實(shí)際定量限 通過測量加標(biāo)溶液來測定 cr、se 和 mo 的實(shí)際定量限 (ploq) 值。 這些溶液的濃度約為低濃度校準(zhǔn)標(biāo)樣濃度的一半，即 cr 和 mo 為 0.39 ng/ml，而 se 為 0.195 ng/ml。表 7 顯示三位分析人員 分別在 6 天內(nèi)獲得的回收率。 cr（除第一天為 94.1% 以外）和 mo 的回收率均處于 96% - 103% 之間。6 天的總體平均回收率為 cr 98.2% 和 mo 100.5%。表 7 還顯示了 se 的回收率。第一天獲得的 se 回收率處于 95% - 105% 之間。然而，由于 se 的總體平均回收率為 93.2%，因此確定 se 的 ploq 應(yīng)等于濃度低的校準(zhǔn)標(biāo)樣，即 0.4 ng/ml?？偠灾?， 使用 7700x icp-ms 在氦氣模式下得到的 cr、se 和 mo 的 ploq 均 為 0.4 ng/ml。應(yīng)當(dāng)注意的是，在實(shí)驗(yàn)室 1 中利用安捷倫 icp-ms 儀器（7500cx 和 7700x）在氫氣模式下獲得的 se ploq 值為 0.2 ng/ml 且回收率處于 95% - 105% 之間。
結(jié)論：一種嬰兒配方奶粉和成人營養(yǎng)品中 cr、se 和 mo 的快速測定 icp-ms 方法已成功轉(zhuǎn)移至新一代 icp-ms 中。新方法的關(guān)鍵優(yōu) 勢在于可使用單一池氣體模式（氦氣模式）分析所有樣品。該模 式能夠有效去除 cr、se 和 mo 的多原子干擾，從而大大提高分 析效率。使用便利的密閉容器微波對樣品與加入的內(nèi)標(biāo)進(jìn)行消解， 隨后采用 icp-ms 實(shí)現(xiàn)高靈敏度和高特異性檢測。本研究表明此 方法適合作為測定營養(yǎng)品中痕量 cr、mo 和 se 的全局參比方法 （即 aoac 方法與國際配方奶協(xié)會(huì)方法）。
關(guān)鍵詞：質(zhì)譜儀 移液器