Подготовка образцов пищевых продуктов с использованием гомогенизации и влажного кислотного разложения с помощью микроволновой печи для многоэлементного определения с помощью ИСП-МС
22 декабря 2023 г.
Представленный протокол описывает гомогенизацию образцов с помощью лабораторного миксера, кислотное разложение образцов пищевых продуктов с использованием смеси 68 мас.% HNO3 и 30 мас.% H2O2 путем влажного кислотного разложения с помощью микроволновой печи, а также многоэлементное определение, выполненное с помощью масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой.
Наше исследование направлено на определение элементного состава различных образцов пищевых продуктов с помощью различных спектроскопических приборов, например, для контроля качества образцов пищевых продуктов. Помимо ИСП-МС, наша лаборатория также может проводить элементный анализ образцов переваренных пищевых продуктов с помощью ИСП-ОЭС, атомно-абсорбционной спектроскопии и ионной хроматографии. Однако мы также можем проводить элементный анализ с помощью рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии и времяпролетной масс-спектрометрии вторичных ионов.
Текущие экспериментальные проблемы, с которыми мы сталкиваемся, в основном связаны с процессом пробоподготовки. Наша цель состоит в том, чтобы повысить пропускную способность образца и оптимизировать процедуру очистки, чтобы свести к минимуму перенос пробы. Информация в статье посвящена гомогенизации проб, кислотному разложению и элементному анализу, чтобы лучше понять важнейшие процедуры пробоподготовки и последующего анализа, поскольку мы выделяем важные этапы, предложения и ограничения всего процесса.
Мы сосредоточимся на оптимизации всех процессов для таких образцов, как овощи, вино, мороженое, жидкости для электронных сигарет, а в будущем даже для неорганических образцов, для которых требуются различные методы пробоподготовки.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
В данной статье представлен протокол определения элементного состава образцов пищевых продуктов путем гомогенизации образцов и кислотного разложения. Обсуждаемые методы включают мокрое кислотное разложение с использованием микроволнового излучения и многоэлементный анализ с помощью масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ИСП-МС).
Основные компоненты исследования
Область науки
- Пищевая наука
- Аналитическая химия
- Элементный анализ
Теоретические сведения
- Элементный анализ имеет решающее значение для контроля качества пищевых продуктов.
- Для анализа могут быть использованы различные спектроскопические приборы.
- Подготовка проб является серьезной проблемой в процессе анализа.
- Оптимизация процедур очистки необходима для снижения переноса проб.
Цель исследования
- Для повышения пропускной способности проб при элементном анализе.
- Для оптимизации методов подготовки проб для различных типов пищевых продуктов.
- Для выделения важных этапов и ограничений в процессе подготовки проб.
Используемые методы
- Гомогенизация образцов с помощью лабораторного миксера.
- Кислотное разложение с использованием смеси HNO3 и H2O2.
- Мокрое кислотное разложение с помощью микроволнового излучения.
- Мультиэлементный анализ методом ИСП-МС.
Основные результаты
- Успешный элементный анализ различных образцов пищевых продуктов.
- Определение критических процедур подготовки образцов.
- Рекомендации по оптимизации процесса анализа.
- Дальнейшие планы по анализу неорганических образцов с использованием различных методов.
Выводы
- Эффективная пробоподготовка имеет решающее значение для точного элементного анализа.
- Стратегии оптимизации позволяют увеличить пропускную способность и снизить уровень загрязнения.
- Необходимы дальнейшие исследования для совершенствования методов анализа различных типов образцов.
Часто задаваемые вопросы
Практическая значимость для промышленности
Надежная гомогенизация образцов и кислотное разложение с помощью микроволнового излучения являются основой для высокоточного многоэлементного количественного анализа пищевых матриц с использованием ИСП-МС. Эти процедуры напрямую влияют на качество данных, воспроизводимость и пропускную способность аналитических циклов, обеспечивающих безопасность пищевых продуктов, контроль качества и соответствие нормативным требованиям. Стандартизированные рабочие процессы подготовки проб снижают риск загрязнения и потерь аналитов, обеспечивая надежное сравнение результатов между различными исследованиями и лабораториями.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Первичный поиск и валидация мишени
- Обеспечивает точный количественный анализ микроэлементов, имеющих решающее значение для нутрициологических и токсикологических исследований.
- Способствует снижению механических рисков путем обеспечения целостности аналита и минимизации матричных эффектов.
- Облегчает проверку гипотез относительно состава пищевых продуктов и путей проникновения загрязняющих веществ.
Скрининг и разработка анализа
- Обеспечивает получение однородных, воспроизводимых матриц образцов для последующего многоэлементного анализа.
- Стандартизирует рабочие процессы для высокопроизводительного скрининга различных типов пищевых продуктов.
- Гарантирует получение количественных результатов, подходящих для валидации метода и межлабораторного сравнительного анализа.
Трансляционные и доклинические исследования
- Приводит подготовку проб в соответствие с нормативными стандартами и стандартами качества для исследований безопасности пищевых продуктов.
- Обеспечивает непрерывность процесса от этапа обнаружения до доклинической оценки пищевых добавок или загрязняющих веществ.
- Поддерживает развитие аналитических методов с учетом рисков для их более широкого применения.
Интеграция в конвейеры и рабочие процессы
Гомогенизация и минерализация с помощью микроволнового излучения определяют этап подготовки проб на критическом стыке между приемом сырья и высокочувствительным элементным анализом, обеспечивая рабочий процесс от первичных исследований до контроля качества.
- Открывающая биология: обеспечивает надежные матрицы для проверки гипотез и изучения механизмов состава пищевых продуктов.
- Скрининг: гарантирует готовность и воспроизводимость анализа для платформ многоэлементного детектирования.
- Аналитика: предоставляет количественные данные с минимальным уровнем загрязнения для надежного статистического сравнения.
- Трансляционные исследования: связывает аналитические рабочие процессы с требованиями регуляторного и доклинического подтверждения.
- Корпоративное повторное использование: создает масштабируемый стандартизированный протокол, адаптируемый к различным пищевым и экологическим матрицам.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: повышает точность прогнозирования и снижает аналитическую неоднозначность при определении элементного профиля.
- Операционная ценность: увеличивает пропускную способность, воспроизводимость и контроль загрязнения для различных типов образцов.
- Стратегическая ценность: обеспечивает обоснованное принятие решений о целесообразности дальнейших действий и эффективное распределение ресурсов при разработке аналитических методов.
- Влияние на портфель: позволяет проводить приоритезацию аналитических методов и типов образцов для дальнейшего изучения с учетом рисков.
Особенности реализации
- Требуется опыт работы с образцами, контроль загрязнений и знания в области аналитической химии.
- Необходим доступ к оборудованию для гомогенизации, системам микроволнового разложения и приборам ИСП-МС.
- Требуются строгие протоколы очистки и стандартизации для минимизации эффекта переноса и вариабельности.
- Метод применим к различным пищевым матрицам, однако для неорганических или сильно неоднородных образцов может потребоваться корректировка протокола.
- Пропускная способность и точность зависят от тщательной оптимизации этапов разложения и фильтрации.
