NexION ICP-MS分析啤酒花中的有毒和营养元素

【概述】

       植物是重要的食品营养来源，但从中也可发现有毒元素，主要在其生长过程中从土壤、水和肥料中摄取而来。因此，测定植物材料中的营养元素和有毒元素含量十分重要。植物中的元素分析存在很多挑战。首先，为提高生产效率通常要求同时测定有毒元素和营养元素，因而需要较大的动态范围；而植物是复杂的生物实体，需要样品制备后才能实施检测。通常是先经过样品均质化，然后再消解，从而分解复杂基质并提取元素。植物样品尽管经过上述步骤的处理，但在ICP-MS检测中仍会存在基质诱导光谱干扰，会导致数据偏差甚至错误，尤其是对于含量较低的有毒元素而言。因此，采用碰撞/反应池技术可以更好地消除干扰。

       目前大 麻的种植和使用在美国引起广泛关注。多个州宣布大 麻合法化，可通过吸食和食品摄入两种形式满足娱乐和医YY途。因此，对其有毒和矿物元素含量的关注日渐增多。在美国，大 麻分析的另一项挑战在于合法取得样品，毕竟大 麻在某些州尚未合法。不过，由于啤酒花具有类似的化学和物理特性，所以啤酒花是普遍接受的大 麻替代品。

       本文讨论了采用ICP-MS分析作为大 麻替代品的啤酒花中的有毒元素和营养元素。

【实验/设备条件】

所有分析均在配备标准进样组件的珀金埃尔默NexION®ICP-MS上进行。测定元素和所用分析模式如表1所示。通过混合三通在线添加内标。仪器进样的Z终浓度为10 mg/L Sc、5mg/L Ge以及0.1 mg/L Rh、In、Tb、10%甲醇和1%硝酸。通过标准和碰撞模式相结合，每个样品的分析时间仅为100秒。

表1.元素和分析模式

【实验/操作方法】

样品制备

从某商店购得啤酒花并切碎，使之均匀且表面积增加以提高消解效率。使用配备标准75 mL PTFE（聚四氟乙烯）消解罐的Titan MPS™微波样品制备系统，按照表2中的消解程序进行消解。每个消解罐均含有0.25 g植物材料样品、5.0 mL浓硝酸、5.0 mL去离子水及3.0 mL30%过氧化氢。消解结束后，用去离子水将样品稀释至50 mL，同时加入金（Au）以稳定汞（Z终溶液中含有200μg/L Au）。

表2. Titan MPS微波消解程序

【实验结果/结论】

       表3显示了两次啤酒花样品消解的平均结果。为了检验准确度，针对含量小于50 mg/kg的元素进行消解前加标。所有元素的加标浓度均为20 mg/L，Hg的加标浓度则为2 mg/L。所有加标回收率均在添加量的15%以内，进一步确证了该方法的准确度良好。

表3.啤酒花分析结果

结论

此项工作 证明，NexION ICP-MS结合Titan MPS微波系统能够有效地分析可作为大 麻替代品得啤酒花中的营养元素和有毒元素。分析采用碰撞和标准模式，完成每个样品分析仅需100秒。通过分析各种NIST™标准植物材料验证了所应用方法的准确度。

【仪器/耗材清单】

【参考文献】

1.Bosnak,C.,Pruszkowski,E.,“The Determination of Toxic,Essential,and Nutritional Elements in Food Matrices Using the NexION300/350 ICP-MS”,PerkinElmer Application Note.