Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Environment

Bepaling van anorganisch arseen in een Hydride generatie - atomaire-absorptiespectrometrie met breed bereik van de Matrices van de levensmiddelen.

doi: 10.3791/55953 Published: September 1, 2017

Summary

Het nut van een analytische methode om te bepalen van anorganisch arseen in een breed scala van voedsel matrices wordt aangetoond. De methode bestaat uit de selectieve extractie van anorganisch arseen in chloroform met een definitieve vaststelling door hydride generatie-atomaire-absorptiespectrometrie.

Abstract

De Europese Autoriteit voor voedselveiligheid (EFSA) onderstreept in haar wetenschappelijke advies over de arseen in voedsel dat ter ondersteuning van een evaluatie van de geluid blootstelling aan anorganisch arseen via de voeding, informatie over de distributie van arseen soorten in verschillende types van voedsel moet zijn gegenereerd. Een eerder in een ringonderzoek, gevalideerde methode is toegepast om te bepalen van anorganisch arseen in een grote verscheidenheid van voedsel matrices, die betrekking hebben op granen, paddestoelen en voedsel van mariene oorsprong (31 monsters in totaal). De methode is gebaseerd op de detectie door stroom injectie-hydride generatie-atomaire-absorptiespectrometrie van de iAs selectief uitgepakt in chloroform na vertering van de eiwitten met geconcentreerd HCl. De methode wordt gekenmerkt door een bepaalbaarheidsgrens van 10 µg/kg drooggewicht, waardoor kwantificering van anorganisch arseen in een grote hoeveelheid voedsel matrices. Informatie wordt verstrekt over prestaties scores gegeven aan de resultaten met deze methode en die werden gemeld door verschillende laboratoria in verscheidene proficiency tests. Het percentage positieve resultaten verkregen met de besproken methode is hoger dan die van de resultaten met andere analytische benaderingen.

Introduction

Sinds januari 2016 maximumgehalten voor anorganisch arseen (iAs) in verschillende rijst grondstoffen zijn opgenomen verordening (EG) 1881/2006 van de Commissie instelling maximumgehalten aan bepaalde verontreinigingen in levensmiddelen1 met 0,10 µg/L voor rijst die bestemd zijn voor de productie van levensmiddelen voor zuigelingen en peuters, 0,20 µg/L voor niet-parboiled volwitte rijst (rijst-, gepolijst of wit), 0,25 µg/L voor parboiled rijst en gedopte rijst en 0,30 µg/L voor rijst wafels, rijst bladen, hosties, rijstcrackers en rijstwafels. Deze update van de Europese wetgeving voor verontreinigingen in levensmiddelen gevolgd het wetenschappelijke advies over de arseen in voedsel voor de Europese Autoriteit voor voedselveiligheid (EFSA)2 in die het is geschat dat de blootstelling via de voeding aan iAs voor gemiddelde en hoge consumenten in Europa is zodanig dat kan een risico inhouden voor sommige consumenten, houdend in mening dat chronische blootstelling aan iAs kanker van de longen, huid en blaas en letsels van de huid veroorzaakt. In het wetenschappelijk rapport van de EFSA op blootstelling via de voeding aan anorganisch arseen in de Europese bevolking3, verschenen in 2014, wordt geconcludeerd dat de grootste bijdragen aan de iAs in de voeding voor de consumenten van alle leeftijden verwerkte producten gemaakt van granen, andere dan zijn rijst en dat ook rijst, melk, zuivelproducten en drinkwater bijdragen tot de inname van de iAs, met melk en zuivel producten wordt de grootste bijdragen voor kleuters en peuters.

In 2010 het EU-referentielaboratorium voor zware metalen in diervoeders en levensmiddelen, EURL-HM, liep een proficiency test, IMEP-107, voor de bepaling van iAs in rijst, aan te tonen dat het mogelijk was om bepalen van iAs in rijst met voldoende nauwkeurigheid, ongeacht de analysemethode4gebruikt.

Verschillende analytische methoden zijn gevalideerd voor de bepaling van iAs in levensmiddelen. China was het eerste land in te voeren in zijn wetgeving een maximumgehalte voor iAs in rijst. De tenuitvoerlegging van wetgeving om mogelijk te maken, werd een standaardmethode die wordt gepubliceerd in 2003 voor de bepaling van wat in de standaard "abio-arseen"5 heet. Het Europees Comité voor normalisatie (CEN), gepubliceerd in 2008 een gestandaardiseerde methode, nl de 15517:2008, voor de bepaling van iAs in zeewier6. De twee methoden zijn gebaseerd op het gebruik van optimale voorwaarden voor het genereren van arsine alleen van iAs. In die manier scheiding van iAs van andere arseen diersoorten die ook arseen hydride kunnen genereren is niet nodig. De definitieve vaststelling wordt gedaan door atomaire fluorescentie5 of door hydride generatie atomaire-absorptiespectrometrie, HG-AAS,6. Echter, het is moeilijk om de exacte voorwaarden voor het genereren van arseen hydride zonder interferentie van andere arseenverbindingen lijden en alle de iAs massa breuken in algen gemeld in IMEP-112 (PT georganiseerd door de EURL-HM) verkregen met deze twee methoden , werden gescoord als onbevredigend7. Organoarseen soorten, zoals monomethylarsonic zuur (MMA), dimethylarsinic zuur (DMA) en arsenosugars aanwezig in algen monsters, vluchtige hydriden ook kunt genereren en kunnen mengen in de bepaling van iAs leidt tot een positieve vertekening in de resultaten8 .

CEN heeft onlangs een nieuwe standaardmethode, nl de 16802:2016, voor de bepaling van iAs in levensmiddelen van marine en plantaardige oorsprong met behulp van HPLC-ICP-MS9. Niet alle laboratoria zijn uitgerust met dat soort instrumentation en niet-dure, rechttoe-rechtaan methoden nodig zijn, met name in landen met minder ontwikkelde laboratorium infrastructuur.

In 2012 CEN gestandaardiseerde methode voor de bepaling van iAs in veevoeder door HG-AAS na extractie van de magnetron en off-line scheiding van iAs door vaste fase extractie (SPE), nl 16278:201210. Deze methode die bewezen geschikt voor het analyseren van iAs in diervoeder kan de gevoeligheid vereist om te bepalen van iAs in levensmiddelen van niet-mariene oorsprong, die volgens de EFSA lijkt te zijn de voornaamste dieet leverden in Europa3ontbreken. Echter de dezelfde groep die ontwikkeld en gevalideerd nl 16278:2012 getest en met succes toegepast en de methode om te bepalen van iAs in zeevruchten en rijst in een gezamenlijke proef11,12gevalideerd.

Een alternatieve methode voor de bepaling van iAs in voedsel matrices na selectieve extractie van iAs in chloroform en verdere kwantificering door HG-AAS, werd onlangs gevalideerd door het gemeenschappelijk centrum voor onderzoek (GCO) in een gezamenlijke proef13. De selectiviteit van de methode is beter dan die van directe HG-AAS en is eenvoudig te implementeren niet vereist het gebruik van verfijnde instrumenten zoals de HPLC-ICP-MS. In dit manuscript, de haalbaarheid van het gebruik van deze methode voor het bepalen van iAs in een breed scala van voedsel matrices: groenten, granen, paddestoelen en voedsel van mariene oorsprong, is geëvalueerd. Bovendien, de prestaties van laboratoria die de methode gebruikt bij proficiency tests georganiseerd door de EURL-HM en het GCO die betrekking hebben op verschillende matrices wordt beschreven.

Protocol

Opmerking: alle van het gebruikte materiaal moet worden ontsmet met 10% (m/v) HNO 3 en gespoeld ten minste tweemaal met gedeïoniseerd water.

1. hydrolyse

  1. nauwkeurig wegen ca. 0,5 à 1 g van gelyofiliseerd monster (of de equivalente hoeveelheid vers gehomogeniseerde monster bv 1 tot en met 4 g) in een tube van 50 mL polypropyleen centrifuge met schroef cap.
  2. Voeg 4.1 mL gedeïoniseerd water.
  3. Schudden met een mechanische schudinrichting gedurende ongeveer 5 minuten totdat het monster volledig nat is.
  4. Voeg 18,4 mL zuiver geconcentreerd zoutzuur (HCl), niet minder dan 37% m / v.
  5. Schudden met een mechanische schudinrichting gedurende 15 minuten
  6. Laten rusten voor 12-15 h (bijvoorbeeld 's nachts).

2. Extractie

  1. Voeg toe 2 mL waterstofbromide (HBr) niet minder dan 48% (m/v): en 1 mL hydrazine sulfaat (N 2 H 6 SO 4) oplossing (15 mg/mL) aan het gehydrolyseerd monster.
  2. Schudden voor 30 s met een mechanisch schudapparaat.
  3. Voeg toe 10 mL chloroform (CHCl 3).
  4. Schudden voor 5 min met een mechanisch schudapparaat.
  5. Centrifugeer gedurende 5 min op 800 x g.
  6. Pipetteer de chloroformfase (lager) in een andere polypropyleen centrifuge-tube van 50 mL.
  7. Opnieuw toevoegen van 10 mL chloroform om de resterende zure fase en de extractie herhalen. Aan het einde moeten ongeveer 20 mL chloroform zijn verzameld. Zorgen om de kruisbesmetting van de zure fase.

3. Clean-up van de chloroformfase

  1. Centrifuge de gepoolde chloroform fasen voor 5 min op 800 x g. De centrifugeertijd of snelheid kan worden verhoogd als die nodig zijn om een duidelijke scheiding van de twee fasen.
  2. Verwijder alle zure fase residuen op de chloroform met een pipet 1 mL blijven. Deze stap is cruciaal. Geen residuen van de zure fase nog in de chloroformfase zal leiden tot overschat iAs resultaten omdat alle andere soorten van arsenicum in de steekproef aanwezig zijn in de zure fase.
  3. Filter door een hydrofobe PTFE-membraan (25 mm diameter) te verwijderen van de resterende vaste of zure fase residuen aanwezig zijn in de chloroformfase en verzamelen de chloroformfase in een tube van 50 mL polypropyleen centrifuge.

4. Terug-winning

  1. Voeg toe 10 mL van de 1 M HCl terug iAs om uit te halen de chloroformfase verzameld na de filtratie stap.
  2. Schudden voor 5 min met een mechanisch schudapparaat.
  3. Centrifugeer gedurende 5 min op 800 x g.
  4. Pipetteer de zure fase (bovenste) en giet het in een glas bekerglas van 250 mL (bijvoorbeeld Pyrex) voor mineralisatie.
  5. Herhaal de terug-winning en combineren de verzamelde HCl fasen.

5. Proeven van mineralisatie

Opmerking: deze stap kunt eliminatie van storingen en pre concentratie in monsters waar de massafractie van iAs dicht bij of onder de grens voor kwantificering, en het wordt vaak weggelaten door laboratoria die dit protocol gebruiken met ICP-MS voor definitieve vaststelling in plaats van HG-AAS.

  1. Schorten 20 g magnesium nitraat-hexahydraat [Mg (3) 2 6 H 2 O] en 2 g magnesiumoxide (MgO) in 100 mL gedeïoniseerd water. 2,5 mL van deze suspensie aan het glas bekerglas toevoegen. Schud de schorsing terwijl toe te voegen om te voorkomen dat neerslag.
  2. Voeg toe 10 mL van geconcentreerde HNO 3 van ten minste 65% m/v en damp deze volledig in een zand bad (of een thermische plaat), het vermijden van uitstekende delen. Om te verifiëren dat de monsters volledig droog zijn, een horlogeglas plaats op de top van het bekerglas glas en controleren dat er geen condensatie ontstaat.
  3. Betrekking hebben op de bekers met horloge glazen en plaats ze in een moffeloven oven op een aanvankelijke temperatuur niet meer dan 150 ºC en geleidelijke verhoging van de temperatuur tot 425 ± 25 ° C in een tempo van 50 ° C/h. behouden bij 425 ° C gedurende 12 h. Deze stap is van cruciaal belang. Om te voorkomen dat uitstekende delen het stijgingspercentage in temperatuur moet strikt ten uitvoer worden gelegd.
  4. Laat de as om af te koelen tot kamertemperatuur.
  5. Voeg 0,5 mL gedeïoniseerd water nat van de as en voeg vervolgens 5 mL 6 M HCL. Zorg voor het herstellen van alle de as van de wanden van het bekerglas glas. Los van de as volledig, schudden zonodig.
  6. Voeg toe 5 mL pre vermindering van de agent, bereid door oplossing 5 g kaliumjodide (KI), en 5 g ascorbinezuur in 100 mL gedeïoniseerd water, en wacht 30 min om een kwantitatieve vermindering van iAs moet As(III).
  7. Filtreer de oplossing door middel van een Whatman nummer 1 papier of een soortgelijke en verzamel het in een tube van 50 mL polypropyleen centrifuge. Spoel het glas bekerglas schoon tweemaal met 6 M HCl. Verzamel de spoeldouche vloeistoffen in een 25 mL tube en maken het tot een eindvolume met 6 M HCl
    Opmerking: wanneer de iAs-concentratie in een monster zit verwachte voor zitten dicht of onder de limiet van de kwantificering van de methode (0,010 mg/kg) , of integendeel, hoog, de mineralisatie stappen 5.5-5.7 moeten worden gewijzigd met behulp van de volumes gegeven in tabel 1, die voor een ondergrens van kwantificering zorgen zou. Opnieuw opgeloste en vooraf gereduceerde monsters zijn stabiel gedurende 24 uur bij 4 ° C. Ten minste twee reagensblanco's moeten worden gebruikt voor het hele analytische proces.

6. Kalibratie

Opmerking: voor kwantificering doeleinden gebruik een externe ijkkromme As(III) in het bereik van 0.5 - 10 µg/L. een 1000 mg/L As(V) verkrijgbare gecertificeerde standaardoplossing gebruiken voor het bouwen van de kalibratie Curve toepassing van latere verdunningen.

  1. Bereiden een 10 mg/L-standaardoplossing As(V) door pipetteren 1 mL van de standaardoplossing van de 1.000 mg/L in een maatkolf van 100 mL en vullen tot de maatstreep met 6 M HCl.
  2. Bereiden een 0.1 mg/L-standaardoplossing As(V) door pipetteren 1 mL van de 10 mg/L-standaardoplossing As(V) in een maatkolf van 100 mL en vullen tot de maatstreep met 6 M HCl.
  3. Bereiden van 25 µg/L As(V) standaardoplossing pipetteren 25 mL van de As(V) standaard oplossing in een maatkolf van 100 mL 0,1 mg/L en vullen tot de maatstreep met 6 M HCl.
  4. Bereiden ijkkromme van As(III) als volgt: Pipetteer uit de 25 µg/L-standaardoplossing As(V) de volumes gegeven in tabel 2 in de maatkolf van 50 mL, voeg toe 10 mL van de vooraf reducerende oplossing in elke maatkolf, 30 min, wachten Vul tot de maatstreep met 6 M HCl. Andere volumes zijn geschikt, mits ze de verhoudingen die hierboven beschreven behouden.
  5. Bereiden een kalibratie leeg als volgt: Pipetteer 10 mL 6 M HCl en 10 mL pre vermindering van de oplossing in een maatkolf van 50 mL. Wachten 30 min en vul vervolgens tot de maatstreep met 6 M.
  6. Gebruiken de normen die zijn gemarkeerd als QC1 en QC2 in tabel 2 als kwaliteitscontrole: QC1 zorgt ervoor dat de kwantificering op het niveau van de lage concentratie klopt en QC2, zorgt ervoor dat de reactie is stabiel bij hoge concentraties, met geen significante drift in tijd.

7. Bepaling

  1. gebruik een atomaire absorptie spectrometer uitgerust met een auto-sampler, een stroom injectie-hydride-generatiesysteem en een electro-thermisch verwarmde kwarts cel voor detectie en kwantificering doeleinden, na de instrumentaal voorwaarden voor de kwantificering van iAs door FI-HG-AAS, zoals vermeld in tabel 3.

8. Kwantificering

  1. berekenen de iAs massafractie in de monsters geanalyseerd (uitgedrukt in mg/kg), met behulp van de volgende vergelijking:
    Equation 1
    waar:
    C x: concentratie in het extract (µg/L), berekend op basis van de kalibratiekromme
    C BI: concentratie in het reagens blancomonster (µg/L), geëxtrapoleerd uit de ijkcurve
    V: eindvolume van het monster mineralisatie stap (5.7), meestal V = 25 mL
    w: gewicht van monster () in gram)

Representative Results

De methode werd toegepast om te bepalen van de massafractie van iAs in diverse alimentaire grondstoffen gekocht van verschillende Spaanse markten. De resultaten van deze methode voor een reeks van verschillende matrices zijn ingedeeld in tabel 4 na de categorieën die worden gebruikt door de EFSA,3 in een rapport waarin blootstelling via de voeding aan anorganisch arseen in de Europese bevolking wordt geëvalueerd op de op basis van gegevens die zijn gerapporteerd door officiële controle laboratoria (OCL). De resultaten in tabel 4 vertegenwoordigen het gemiddelde van drie replicatieonderzoeken ± standaardafwijking van de reproduceerbaarheid (SR) voor de verschillende categorieën, berekend tijdens het ringonderzoek waarin de huidige methode gevalideerde13was. De resultaten die zijn weergegeven in tabel 4 zijn in goede overeenkomst met andere eerder gepubliceerde in gelijksoortige matrices11,12,14.

Van bijzonder belang zijn de resultaten voor iAs in verschillende soorten rijst omdat maximumgehalten opgenomen voor hen in de Europese wetgeving inzake verontreinigingen in levensmiddelen1 zijn. De hoogste waarden voor bruine rijst en de laagste voor witte rijst, in overeenstemming met de bevindingen van de OCLs3wordt verkregen. Op het hoogste niveau zijn gevonden voor het zee-onkruid Hizikia fusiforme, waarvan consumptie heeft ontmoedigd door verschillende instanties zoals aangegeven in het rapport van de EFSA.

De prestaties van laboratoria die aan de PTs deelnamen georganiseerd door de EURL-HM en het GCO en dat gebruikte deze methode voor de bepaling van de iAs, is vergeleken met de prestaties van laboratoria die andere methoden gebruiken. De meeste van de andere methoden zijn gebaseerd op HPLC-ICP-MS (ongeveer 50% van de beoordeelde resultaten) en HG-AAS zonder eerdere scheiding van iAs andere soorten arseen (25% van het totaal), Figuur 1. Andere benaderingen gebruikt (ongeveer 15% van de beoordeelde resultaten), waren gebaseerd op elektrothermische verneveling (ETAAS), fluorescentie detectie en ICP gekoppeld aan atomaire emissie spectroscopie (ICP-AES), met en zonder hydride generatie, en samen worden geëvalueerd onder de naam "Andere installatiemethoden" omdat de individuele nummers zou te weinig van alle statistische significantie.

Sommige van de laboratoria die de geëvalueerde methode sommige variaties op het oorspronkelijke protocol ingevoerd en ICP-MS gebruikt in plaats van FI-HG-AAS. Vaak die laboratoria de droge itsende stap (stap 5 van het protocol) niet van toepassing en de 1 M HCl fase net binnengebracht in de ICP-MS. De PTs geëvalueerd vallen verschillende matrices: rijst15,16, tarwe, spinazie, algen17 en chocolade18.

De prestaties van laboratoria werd uitgedrukt als z-score:
Equation 2
Waar:
xlab is het meetresultaat gemeld door een deelnemer in een PT
X-ref is de toegewezen waarde (gebruikt om te benchmarken laboratoria). In alle PTs behandeld binnen deze paper werd de toegewezen waarde opgericht door een groep van deskundigen laboratoria op het gebied van iAs-analyse met behulp van verschillende analytische methoden.
Σ is de standaarddeviatie voor de beoordeling van de bekwaamheid, vastgesteld door de provider van de PT rekening houdend met de stand van de techniek in een bepaald gebied van analyse. In de PTs beschouwd in deze paper was σ 15% van de toegewezen waarde voor rijst en tarwe, 22% in algen en 25% voor spinazie en chocolade.

De interpretatie van de z-score wordt gedaan volgens ISO 17043:201019:
| score | ≤ 2 bevredigend (S) prestaties
2 < | score | < 3 twijfelachtig (Q) prestaties
| score | ≥ 3 onbevredigend (U) prestaties

Vijfenzeventig procent van de resultaten verkregen met de methode die hierboven beschreven, kreeg een bevredigende z-score. De bepaling van de massafractie van iAs in algen bleek lastig zijn zoals verwacht, rekening houdend met de complexe verdeling van arseen soort(en) in matrices van mariene oorsprong. Twee van de drie waarden zijn gerapporteerd in IMEP-112 voor iAs in algen, met behulp van deze methode, kreeg een onbevredigend z-score. Hetzelfde probleem werd waargenomen bij de resultaten met andere methoden. Met uitzondering van de resultaten gemeld voor iAs in algen, 85% van de met de geëvalueerde methode verkregen resultaten waren bevredigend.

Figure 1
Figuur 1: Vergelijking van prestaties (uitgedrukt als z-scores) van laboratoria nemen deel in PTs (IMEP-107, IMEP-112, EURL-HM-20 en IRMM-PT-43) met de methode beschreven in dit document en andere algemeen toegepaste methoden. S: bevredigend, v: twijfelachtig en U: onbevredigend. Klik hier voor een grotere versie van dit cijfer.

Verwachte iAs massafractie
lager dan 0,010 mg/kg
Verwachte iAs massafractie
hoger dan wat is gedekt
door de ijkcurve
6 mol L-1 HCL volume dat wordt gebruikt om opnieuw het ontbinden van de as (mL) 2 10
Vooraf reducerende agent volume (mL) 2 10
Eindvolume (mL) 10 50

Tabel 1: wijzigingen van het Protocol bij het analyseren van monsters waarbij zeer lage of zeer hoge iAs concentraties worden verwacht.

Concentratie in de
ijkcurve (µg/L)
Monster (mL)
0,5 1
1 2 (QC1)
2.5 5
5 10 (QC2)
7.5 15
10 20
Alle As(III) standaard ijkoplossingen moeten vóór iedere kalibratie vers worden bereid.

Tabel 2: Aliquots moeten worden genomen uit de 25 µg/L-standaardoplossing As(V) om teken de ijkcurve As(III) in een eindvolume van 50 mL.

fo:Keep-together.within-pagina = "1" fo:keep-met-next.within-pagina "always" = > Stroom injectie
Hydride generatie
·         Lus monster: 0,5 mL (aan te passen wanneer het volume van de reconstructie van de uiteindelijke pre reducerende oplossing van 25 mL verschilt). ·         Reductor: 0,2% (m/v) NaBH4 in 0.05% (m/v) NaOH; 5 mL/min debiet. ·         Zoutzuur 10% (v/v), 10 mL/min debiet. ·         Draaggas: Argon, 100 mL/min debiet. Atomaire absorptie
spectrometer
·         Golflengte: 193.7 nm ·         Spectrale band-pass: 0,7 nm ·         Geleidbaarheidsensor ontladingslamp systeem 2 ·         Huidige instelling van de lamp: 400 mA ·         Cel temperatuur: 900 ° C

Tabel 3: Instrumentaal voorwaarden gebruikt voor iAs kwantificering door HG-AAS.

Voedsel ik-als (µg/kg vers gewicht)
Graan en producten op basis van graan
Rijst Wit 113 ± 18
73 ± 12
56 ± 9
Brown 197 ± 32
125 min of meer 20
275 ± 44
Voorgekookte 134 ± 21
159 ± 25
Wafels 162 ± 26
127 min of meer 20
Plantaardige en plantaardige producten
Gedroogde paddestoelen Boletus edulis 174 ± 10
Galocybe gambosa 74 ± 4
Marasmius oreades 104 ± 6
Cantharellus lutescens 16 ± 1
Lentinula edodes 96 ± 6
Zee onkruid Hizikia fusiforme 97000 ± 14550
44943 ± 6742
Fucus vesiculosus 288 ± 43
433 ± 65
Vis en andere zeevruchten
Visvlees Flathead grey mullet 53 ± 12
21 ± 5
Europese aal 72 ± 16
42 ± 9
Rivierkreeft 33 ± 7
20 ± 4
Tonijn 11 ± 2
5 ± 1
Weekdieren Clam 243 ± 54
133 ± 29
Mossel 32 ± 32
139 ± 31

Tabel 4: Resultaten voor een scala van verschillende Matrices de beschreven methode toe te passen.

Discussion

Een cruciale stap in het protocol beschreven is de clean-up van de chloroformfase (stap 3.2) omdat elke zure fase residuen in de chloroformfase resterende tot overschat iAs resultaten leiden zal aangezien alle andere soorten van arsenicum in de steekproef aanwezig in het zuur zijn fase. Dit is van bijzonder belang zijn bij het analyseren van mariene monsters als gevolg van de aanwezigheid van een overvloed van biologische soorten, die zou goed zijn voor de meeste van de arseen massafractie aanwezig in het monster. Het gebruik van een hydrofobe PTFE (3.3) membraan is van het allergrootste belang. Als een emulsie bij de winning van iAs in chloroform ontstaat, kan de snelheid van centrifugeren (3.1) worden verhoogd. Andere traditionele benaderingen te elimineren emulsies kunnen ook worden toegepast. Een andere belangrijke stap is de mineralisatie (stap 5.3). Het tempo van de stijging van de temperatuur moet strikt worden uitgevoerd om te voorkomen dat alle projecties die afbreuk doen aan het herstel van de iAs leidt tot een ongecontroleerde negatief vooroordeel en gevaarlijk kunnen zijn voor de analist.

Zoals hierboven enkele laboratoria hebben de geëvalueerde methode met behulp van ICP-MS in plaats van FI-HG-AAS gebruikt. In een dergelijk geval de droge itsende stap (stap 5 van het protocol) is niet nodig en de fase 1 M HCl kan worden ingevoerd in de ICP-MS. In het geval van HG-AAS, is als gevolg van de hogere detectiegrens, een pre-concentratie-stap die elimineert ook mogelijke storingen, nodig.

Het percentage positieve resultaten verkregen met de methode beschreven in dit document, zowel met als zonder de resultaten gemeld voor algen, is vergelijkbaar met die van HPLC-ICP-MS en hoger dan die van HG-AAS. De laatste techniek (HG-AAS) is algemeen beschikbaar maar gevoelig voor storingen van organische arseen soorten, met name in alimentaire grondstoffen met een complexe arseen patroon voor de distributie van de soorten. Het laagste percentage van bevredigende resultaten kenmerkt die verkregen met "Andere installatiemethoden" maar het moet worden gehouden in het achterhoofd dat het betrekking heeft op verschillende analytische benaderingen, elke één van hen vertegenwoordigd door een kleine hoeveelheid resultaten, Figuur 1. De methode die in dit document gepresenteerd is een alternatief voor de meer verfijnde/dure HPLC-ICP-MS, nog steeds wordt gekenmerkt door een vergelijkbare prestaties zelfs in complexe matrices. Vaak vereist het gebruik van afgebroken technieken, zoals de HPLC-ICP-MS, hooggekwalificeerde exploitanten en dure infra-structuren. De methode die in dit document gepresenteerd kan worden geïmplementeerd door elke analist die opgeleid in de fundamentele analytische chemie.

Er zijn enkele belangrijke nadelen verbonden aan de methode. Het is tijdrovend, omdat verschillende stappen moeten worden gevolgd om iAs te scheiden van andere diersoorten arseen en pre concentraat IAS tot zelfs sub-ppm niveau. Het impliceert het gebruik van chloroform. Er is een tendens om te voorkomen dat het gebruik van gechloreerde verbindingen in de laboratoria, als gevolg van de negatieve gezondheidseffecten die zij zouden kunnen hebben. Niettemin, als goede laboratoriumpraktijken zijn gehouden en monsters fume hoods zijn behandeld, die negatieve gevolgen kunnen voorkomen worden. MMA zal mengen in de bepaling van iAs. Dit moet in gedachten worden gehouden bij het analyseren van monsters waarin MMA aanwezig, zoals algen, vis en andere zeevruchten kon zijn. MMA is echter normaal aanwezig zijn in kleine hoeveelheden die zouden worden gedekt door de onzekerheid verbonden aan de resultaten voor iAs.

Disclosures

De auteurs hebben niets te onthullen.

Acknowledgments

De auteurs bedanken Dr. F. Cordeiro van het GCO voor de nuttige discussies over statistische verwerking van gegevens. Deskundige laboratoria in de analyse van iAs in biologische matrices die resultaten te worden gebruikt als toegewezen waarde in PTs en laboratoria die aan de bestudeerde PTs deelnamen zijn erkend.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Deionised water Any available 18.2 MΩ cm
Concentrated hydrochloric acid (HCl). Any available Not less than 37 % m/v,
c(HCl) = 12 mol/L, with a
density of
approx. ρ (HCl) 1.15 g/L
Concentrated nitric acid (HNO3) Any available Not less that 65 % m/v,
c(HNO3) = 14 mol/L, with a
densitiy of approx.
ρ 1.38 g/L
Chloroform Any available Harmful by inhalation and if swallowed. Irritating to skin.
Wear suitable protective clothing and gloves.
Hydrogen bromide (HBr) Any available Not less than 48 % m/v
Hydrazine sulphate (N2H6SO4) Any available Harmful if swallowed.
Causes burns.
May cause cancer.
Magnesium nitrate hexahydrate [Mg(NO3)6H2O] Any available
Magnesium oxide (MgO) Any available
Potassium iodide (KI) Any available
Ascorbic acid (C6H8O6) Any available
Sodium hydroxide (NaOH) Any available
Sodium borohydride (NaBH4) Any available
Arsenic (V) standard solution Any available 1,000 mg/L
Use certified standard
solutions commercially available
Centrifuge Any available
Mechanical shaker Any available
Sand bath Any available
Muffle furnace Any available
Polypropylene centrifuge (PC) tubes Any available 50 mL with screw cap
Syringe filters with hydrophobic PTFE membrane Any available 25 mm diameter
Pyrex glass beaker Any available Tall form 250 mL,
capable of withstanding 500 °C
Watch glasses Any available
Volumetric flasks Any available 10, 25, 100 or 200,
Class A.
Plastic funnels Any available
Whatman n° 1 paper or equivalent Any available
Atomic absorption spectrometer equipped with a flow injection system (FI-AAS) Any available

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. European Commission. Commission Regulation (EC) 1881/2006 setting maximum levels for certain contaminants in foodstuffs. OJ, L364/5 (2006).
  2. EFSA Panel on Contaminants in the Food Chain (CONTAM). Scientific Opinion on Arsenic in Food. EFSA J. 7, (10), 1351 (2009).
  3. European Food Safety Authority. Dietary exposure to inorganic arsenic in the European population. EFSA J. 12, (3), 3597 (2014).
  4. de la Calle, M. B., et al. Does the determination of inorganic arsenic in rice depend on the method? TrAC. 30, (4), 641-651 (2011).
  5. GB/T5009.11-2003. Determination of total arsenic and abio-arsenic in foods. (2003).
  6. European Committee for Standardisation. EN 15517:2008 "Determination of trace elements-Determination of inorganic As in seaweed by hydride generation atomic absorption spectrometry (HG-AAS) after digestion". (2008).
  7. de la Calle, M. B., et al. Is it possible to agree on a value for inorganic arsenic in food? The outcome of IMEP-112. Anal Bioanal Chem. 404, (8), 2475-2488 (2012).
  8. Schmeisser, E., Goessler, W., Kienzl, N., Francesconi, K. Volatile analytes formed from arsenosugars: determination by HPLC-HG-ICPMS and implications for arsenic speciation analyses. Anal. Chem. 76, (2), 418-423 (2004).
  9. EN 16802:2016. Foodstuffs. Determination elements and their chemical species. Determination of inorganic arsenic in foodstuffs of marine and plant origin by anion-exchange HPLC-ICP-MS. BSI Standards Publication. (2016).
  10. European Committee for Standardisation. Animal feeding stuffs – Determination of inorganic arsenic by hydride generation atomic absorption spectrometry (HG-AAS) after microwave extraction and separation by solid phase extraction (SPE). (2012).
  11. Rasmussen, R. R., Qian, Y., Sloth, J. J. SPE HG-AAS method for the determination of inorganic arsenic in rice. Results from method validation studies an a survey on rice products. Anal Bioanal Chem. 405, (24), 7851-7857 (2013).
  12. Rasmussen, R. R., Hedegaard, R. V., Larsen, E. H., Sloth, J. J. Development and validation of a method for the determination of inorganic arsenic in rice. Results from method validation studies and a survey on rice products. Anal Bioanal Chem. 403, 2825-2834 (2012).
  13. Fiamegkos, I. Accuracy of a method based on atomic absorption spectrometry to determine inorganic arsenic in food: Outcome of the collaborative trial IMEP-41. Food Chem. 213, 169-179 (2016).
  14. Llorente-Mirandes, T., Barbero, M., Rubio, R., López-Sánchez, J. F. Occurrence of inorganic arsenic in edible Shiitake (Lentinula edodes) Products. Food Chem. 158, 207-215 (2014).
  15. de la Calle, M. B., Linsinger, T., Emteborg, H., Charoud-Got, J., Verbist, I. Report of the seventh interlaboratory comparison organised by the European Union-Reference Laboratory for Heavy Metals in Feed and Food. IMEP-107: Total and inorganic As in rice. EUR 24314 EN (2010).
  16. Cordeiro, F., Cizek-Stroh, A., de la Calle, B. Determination of total and inorganic arsenic in rice. IRMM-PT-43 Proficiency Test Report. EUR 28100 EN (2016).
  17. de la Calle, M. B., et al. IMEP-112: Total and inorganic arsenic in wheat, vegetable food and algae. EUR 24937 EN (2011).
  18. Fiamegkos, I. Determination of total As, Cd, Pb, Hg and inorganic arsenic in chocolate. EURL-HM-20 Proficiency test Report. JRC 98502 (2015).
  19. ISO-Geneva (CH), International Organization for Standardization. ISO 17043: Conformity assessment - General requirements for proficiency testing. (2010).
Bepaling van anorganisch arseen in een Hydride generatie - atomaire-absorptiespectrometrie met breed bereik van de Matrices van de levensmiddelen.
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

de la Calle, M. B., Devesa, V., Fiamegos, Y., Vélez, D. Determination of Inorganic Arsenic in a Wide Range of Food Matrices using Hydride Generation - Atomic Absorption Spectrometry.. J. Vis. Exp. (127), e55953, doi:10.3791/55953 (2017).More

de la Calle, M. B., Devesa, V., Fiamegos, Y., Vélez, D. Determination of Inorganic Arsenic in a Wide Range of Food Matrices using Hydride Generation - Atomic Absorption Spectrometry.. J. Vis. Exp. (127), e55953, doi:10.3791/55953 (2017).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter