苹果汁是一种健康的替代人工的香味,碳酸饮料,使它的优先选择许多家长给孩子和冒充维生素的重要来源,矿物质和纤维。1
然而,一些有人担忧的存在砷在苹果果汁2由于自然高水平和历史使用砷杀虫剂,在土壤中砷从这样的应用程序可以保持几十年来后使用。
这是特别关注的曝光涉及儿童,因为儿童比成年人更极端的剂量反应。3
而从砷的完整分析获得的信息可能有用,也可能产生偏见看法毒性由于各种化学形式的砷有不同程度的毒性。
相对而言,物种形成的研究关于毒性的能力提供了丰富的信息,因为这是相对于化学物种现在和每个相关物种的丰度。
最有毒的砷,表单是无机形式(亚砷酸(III)和砷酸[V]),而甲基化形式的砷(dimethylarsinic酸(DMA)、monomethylarsonic酸(MMA),等等)的毒性更小。
因此,无机的行动限制在苹果汁由FDA是10µg / L,4当浓度大于这个发现儿童引起毒性反应。1、2、3、5
色谱技术,如高效液相色谱法通常用于分离各种化学物种,在icp是许多分析实验室的首选探测器。
这是因为它具有线性动态范围宽,检测低限制,并有能力解决复杂的干扰。
对分析物以外,icp的额外能力解决各种同位素的元素允许用户使用同位素稀释方法,可大大提高分析精度。
HPLC-ICP-MS用户面临挑战是大多数应用程序利用在强酸性盐缓冲6、7或强碱性9移动阶段建立的基线解决各种元素的化学物种的利益。
在钢基系统中,过度的条件可能会导致腐蚀的硬件在长期使用包括泵和autosampler穿;这个效果将更加明显在组件与流动相接触。虽然这些系统可以被冲洗相当钝化HNO为20%3,仍然有潜在的腐蚀。10
任何铁锈积累可能会脱落,有时阻塞和不可逆损坏昂贵的列。
然而,这可以有效地防止当使用一个高效液相色谱系统,有惰性,不含金属的流动路径,消除锈形成的问题。此外,使用这种设计将保证背景较低的其他分析物在跟踪物种形成应用程序通常感兴趣的分析,如铬和铁。
为用户额外的障碍要克服,尽管好的泵实践包括冲洗泵弱有机溶液每天结束时,盐晶体仍然可以建立在泵密封。这可能导致密封损坏,影响分析结果,从而增加维护成本和仪器停机时间。
这个问题可以通过使用一个高效液相色谱泵松了一口气,密封后洗功能,积极意义背后的洗涤泵密封,以减少密封磨损。
在整个研究中,描述四个砷物种在商业苹果汁使用高效液相色谱法进行开发完成的快速和可再生的分离和分析低浓度的物种。
由Ernstberger验证和有信誉的方法等。7、8采用量化不同砷物种通常发现在苹果汁(III, V, DMA, MMA),从而评估其潜在的毒性。
这个分析是使用PerkinElmer NexSAR™HPLC-ICP-MS解决方案,这是由一个惰性NexSAR物种形成分析高效液相色谱系统搭配了一个NexION做好准备®icp,洗脱控制恒温利用NexSAR的柱温箱。
实验
样品制备
准备的校准标准浓度为0.1,0.5,1、5、10、20μg / L进行移动阶段使用以下试剂:(3)从999±5 mg / L亚砷酸(无机企业有限公司,Christiansburg,弗吉尼亚州,美国),(V)从1003±6 mg / L砷酸(无机Ventures), DMA从卡可基酸(≥99.0%,西格玛奥德里奇,圣路易斯,密苏里州,美国),和MMA 1000 mg / L MMA (Chemservice西切斯特,宾夕法尼亚州,美国)。
这些物种选择评价时显示出现在以前的过去的研究涉及的分析苹果果汁。6、7浓度选择反映FDA规定的浓度范围的无机砷的动作电流水平。4
分析了使用酸性流动相(pH值4.0)此前已被证明是最适当的方法,恰当地反映了苹果果汁的pH值,同时保持各种砷物种的完整性。7四个受欢迎,商业化生产苹果汁从当地杂货店购买。
没有关注这些果汁的保质期。这是由于它被了解,各种化学物种保持平衡,并稳定的商用级苹果汁在长时间的存储时间。6、7
果汁都摇动了大力抽样前确保同质性,和50毫升苹果汁通过0.45µm聚四氟乙烯过滤器(亲水、Millex西格玛奥德里奇),以消除任何多余的颗粒物。
分析是进行稀释样品。在整个研究中,校准标准不断进行,四个苹果汁样本反复分析后涌入许多不同的塑料高效液相色谱瓶。
一个空白样品后评估每一个苹果汁样品来检查样品之间的结转。没有认证的参考材料,精度被飙升的样品2µg / L和10µg / L的每个物种(III, V, DMA, MMA)。
仪表
所有的分析评估进行使用NexSAR物种形成分析高效液相色谱系统做好准备(美国康涅狄格州谢尔顿PerkinElmer Inc .)含有200 NexSAR惰性高效液相色谱泵、NexSAR惰性Autosampler冷却,与脱气器NexSAR溶剂托盘,NexSAR柱温箱(PerkinElmer Inc .)。
系统是搭配NexION icp (PerkinElmer Inc .)。与高效液相色谱法和icp条件细节展示在表1和2,分别按照以前的工作。7
在开发的方法,m / z 75年和77年被监控留意的存在75年ArCl+上的干扰75年作为+。因为没有ArCl+样本检测,分析了研究的其余部分的标准模式。所有的分析和数据采集进行了使用清晰™软件8.1版。
表1。NexSAR惰性高效液相色谱系统的条件。来源:PerkinElmer食品安全和质量
| 参数 |
价值 |
| 色谱法 |
反相离子对色谱法 |
| 流动相 |
离子对试剂 |
| pH值 |
4.0 |
| 分离方案 |
权力平等主义的 |
| 注入量 |
20μL |
| LC瓶 |
高效液相色谱法检测PP瓶,1.5毫升 |
表2。NexION icp仪器条件。来源:PerkinElmer食品安全和质量
| 参数 |
价值 |
| 喷雾器 |
梅哈德斯坦®C +玻璃类型 |
| 喷淋室 |
玻璃气旋 |
| 射频功率 |
1600 W |
| 注射器 |
2.0毫米ID石英 |
| 喷雾器流 |
优化了氧化物< 2% |
| 模式 |
标准 |
| 保压时间 |
100毫秒 |
| 采样率 |
10点/秒 |
结果与讨论
标准的相关系数(0.1 - 20µg / L)的V, MMA, III, DMA分别为0.99990,0.99999,0.99999,和0.99998(图1),分别与图2中显示的交叉校准标准。
后者(图2)突显出可靠的和一致的流量由泵提供和说明有特殊的保留时间的重复性,不管浓度。
由于的无生命的流体路径NexSAR高效液相色谱系统,色谱基线是微不足道的,信噪比(S / N)比率为十亿分之0.1标准从12和7不同的化学物种的。
图1所示。线性回归的校准标准浓度从0.1 -20μg / L (a), V, (b) MMA,三世(c), (d) DMA的流动相(pH值4.0)和各自的相关系数。图片来源:PerkinElmer食品安全和质量
图2。色谱图显示覆盖的校准标准(0.1 - 20μg / L)的流动相(pH值4.0)。图片来源:PerkinElmer食品安全和质量
这有助于检测的浓度低于FDA行动限制,也保证了化学物种,而在低水平——比如MMA——很容易被量化。这是至关重要的,因为检测化学物种,它们存在于低浓度,提供一个更全面的观点的毒性。
在质量平衡方程利用的研究,分析物的量化跟踪能力水平将显著提高分析物复苏,从而提高整体质量的结果。
图3。色谱显示四个注射(20μL)的未稀释的从不同的样品瓶苹果汁样品。图片来源:PerkinElmer食品安全和质量
未稀释的样本实现可重复的结果有时会挑战由于苹果汁是一个复杂的矩阵。在这项研究中,注入相同的样本来自不同样本瓶被认为表现出异常重现性(图3)和百分比相对标准偏差(%相对标准偏差)的所有分析物的不到2%。
低色谱基线与脉动认为无关紧要的样品和校准标准显示技术在不同的强度矩阵和HPLC-tested塑胶瓶对于这个应用程序的有效性。
覆盖还披露,注入成交量异常可重复的,有一个接近精确反应在每个注入。应该注意的是,更好的质量溶剂和化学物质可以减少色谱基线(S / N)。
无论如何,图3显示low-ppt可以精确量化分析物的浓度,V, MMA,第三,和直接存储器存取是0.94,0.09,0.77,和0.20µg / L分别在这个特定的示例中,和最低的S / N浓度分析物(MMA) 6。
图3也说明了四个最常用和有关砷的化学物种中发现苹果果汁、完全分离和精确量化可以发生在不到三分钟。
洗脱时间快五倍比传统技术,如阴离子交换色谱法,应用于砷形态的研究。
这项工作是没有内部标准和表明不需要显示的再现性;然而,如果一个内部标准是必要的先前的研究已经证明arsenobetaine (AsB)可以应用一个适当的内部标准洗脱后三分钟。7
后一个空白的分析每一个苹果汁样品表明,注射之间没有延滞。
图4。色谱图显示一个未稀释的苹果汁样品以及低端(2μg / L)和高端(10μg / L)这个示例的峰值。图片来源:PerkinElmer食品安全和质量
没有延滞是非常有用的,特别是在商业实验室,在限制清洗样品之间减少了溶剂的使用,产生更高的效率和更低的管理费用。
苹果汁的影响评价矩阵分析的准确性,低端(2µg / L)和高端(10µg / L)飙升的砷物种被介绍给一个未稀释的样本。图4说明了色谱2µg / L和10µg / L与样品相比峰值。
图5。平均浓度的三世,V, MMA,相比,四个商业生产苹果汁和DMA的行动限制10μg / L,在误差棒显示了标准偏差(SD)复制分析。图片来源:PerkinElmer食品安全和质量
是决定飙升样本具有相似的纯样品的保留时间,并演示了良好的复苏,包括各种砷物种在99 - 111%之间(2μg / L飙升:103、111、100,99%恢复和10μg / L飙升:106年,103年,111年和101%复苏是V, MMA, III, DMA,分别)。
这个证词的准确性的方法在一个更大的线性动态范围和表明,样品可以准备一个直截了当的方式。
图5展示了示例结果收集。决定在先前的研究中,无机砷的形式是主要形式(作为III和V), DMA是第三个最普遍和MMA出现在几个样品。6、7
很明显,每个苹果果汁都有各种不同的化学物种的浓度的砷,然而,所有样本范围16 - 34%的行动之间的无机砷水平5因此,低于FDA的毒理学问题阈值。4
结论
这项研究表明,使用反相离子对的方法促进完整的分离和精确量化的主要砷物种在商用的苹果汁,包括主要的有毒(作为III和V)形式,在不到三分钟。
这项工作进行使用NexSAR HPLC-ICP-MS物种形成分析解决方案做好准备,集中居住在µg / L和ng / L。
无机的浓度在这项研究中的所有苹果汁样品评估低于FDA推荐10μg / L的行动限制。4
建议方法的力量结合硬件的可靠性和力量通过重复性展出,结转,回收率研究。
的惰性流体路径NexSAR泵和Autosampler和泵的密封后洗,提供心灵的平静,样品有可能经常运行在低pH值在本研究(pH值4.0)。这是咸的缓冲区和没有风险的腐蚀损坏密封。
引用
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耗材使用
表3。来源:PerkinElmer食品安全和质量
| 组件 |
描述 |
零件号 |
反相
列 |
我4.6毫米。D x 250毫米,5μm |
N8145326 |
| 高效液相色谱瓶 |
高效液相色谱法检测塑胶瓶,1.5毫升PP |
N9301736 |
| PEEK油管 |
黄色,0.007”ID, 1/16“OD(5英尺) |
N9302678 |
| PEEK配件 |
Fingertight 1/16”OD PEEK油管 |
09920513 |
喷雾器
连接器 |
Column-to-Glass同心喷雾器连接器 |
N8152484 |
这些信息已经采购,审核并改编自PerkinElmer食品安全和质量提供的材料。亚博网站下载
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