NexIONICPMS分析啤酒花中的有毒和营养元素

简介

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药用途。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

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 1 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（最终溶液中含有200μg/L Au）。

仪器条件

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 2 所示。通过混合三通在线添加内标。仪器进样的最终浓度为 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。

结果与讨论

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。

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。

参考文献

1. Bosnak, C., Pruszkowski, E., “The Determination of Toxic,Essential, and Nutritional Elements in Food Matrices Using theNexION 300/350 ICP-MS”, PerkinElmer Application Note.

相关仪器：NexION® 1000G ICP-MS