Login processing...

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

Environment

Bestimmung von anorganischem Arsen in einer breiten Palette Essen Matrizen mit Metallhydrid-Generation - Atomic Absorption Spectrometry.

doi: 10.3791/55953 Published: September 1, 2017

Summary

Die Nützlichkeit einer analytischen Methode zu anorganisches Arsen in einer Vielzahl von Lebensmitteln Matrizen bestimmen wird demonstriert. Die Methode besteht darin, selektive Extraktion von anorganischem Arsen in Chloroform mit einer endgültigen Festlegung durch Hydrid Generation-Atomabsorptionsspektrometrie.

Abstract

Die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) unterstrich in seinem wissenschaftlichen Gutachten auf Arsen in Lebensmitteln, um eine solide Expositionsabschätzung gegenüber anorganischem Arsen durch die Ernährung zu unterstützen, Informationen über die Verteilung der Arsenspezies in verschiedenen Arten von Lebensmitteln werden muss generiert. Eine Methode, die zuvor in einer kollaborativen Studie validiert wurde angewendet, um festzustellen, anorganisches Arsen in einer Vielzahl von Lebensmitteln Matrizen, für Getreide, Pilze und Nahrung der marinen Ursprungs (31 Proben insgesamt). Die Methode basiert auf Erkennung von Flow Injektion-Hydrid Generation-Atomabsorptionsspektrometrie des iAs selektiv nach Verdauung der Proteine mit konzentrierter HCl in Chloroform extrahiert. Die Methode zeichnet sich durch eine Begrenzung der Quantifizierung von 10 µg/kg Trockengewicht, die Quantifizierung von anorganischem Arsen in eine große Menge an Nahrung Matrizen erlaubt. Informationen erfolgt über Leistungswerte gegeben auf Ergebnisse, die mit dieser Methode und die von verschiedenen Labors in mehrere Eignungsprüfungen gemeldet wurden. Der Anteil der zufrieden stellende Ergebnisse mit der besprochenen Methode ist höher als die von den Ergebnissen mit anderen analytischen Ansätzen.

Introduction

Seit Januar 2016 Höchstgehalte für anorganisches Arsen (iAs) in mehreren Reis Rohstoffe in aufgenommen wurden, Verordnung (EG) 1881/2006 Einstellung maximale Ebenen für bestimmte Kontaminanten in Lebensmitteln1 mit 0,10 µg/L für Reis für bestimmt die Herstellung von Lebensmitteln für Säuglinge und Kleinkinder, 0,20 µg/L für nicht parboiled geschliffenem Reis (poliert oder weißen Reis), 0,25 µg/L für parboiled-Reis und geschältem Reis und 0,30 µg/L für Reiswaffeln, Reis Waffeln, Reis-Cracker und Reiskuchen. Dieses Update der europäischen Gesetzgebung für Kontaminanten in Lebensmitteln auf Arsen in Lebensmitteln von der Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA)2 in das wissenschaftliche Gutachten gefolgt ist es geschätzt, dass die Exposition über die Nahrung zu iAs für mittlere und hohe Verbraucher in Europa ist eine solche, die eine Gefahr für einige Verbraucher, in Anbetracht, dass chronischer Exposition gegenüber iAs Krebs der Lunge, Haut und Blase und Hautläsionen verursacht darstellen können. Im wissenschaftlichen Bericht der EFSA zur Exposition gegenüber anorganischem Arsen in der europäischen Bevölkerung3, veröffentlicht im Jahr 2014 wird der Schluss gezogen, dass die Hauptursachen für iAs in der Ernährung für die Verbraucher aller Altersgruppen verarbeitete Produkte aus Getreide anders als sind Reis und dass auch Reis, Milch, Milchprodukte und Trinkwasser tragen wesentlich zur iAs Einnahme mit Milch und Molkerei Produkte, die Hauptverursacher für Kleinkinder und Säuglinge.

Im Jahr 2010 lief das EU-Referenzlabor für Schwermetalle in Nahrungs- und Futtermitteln, EURL-HM, ein Proficiency test, IMEP-107, für die Bestimmung von iAs in Reis, was zeigt, dass es möglich war, unabhängig von iAs in Reis mit ausreichender Genauigkeit zu bestimmen die analytische Methode4.

Für die Ermittlung der iAs in Lebensmitteln wurden verschiedene analytische Methoden validiert. China war das erste Land, in seinen Rechtsvorschriften ein Höchstgehalt für iAs in Reis einzuführen. Um die Umsetzung der Rechtsvorschriften zu ermöglichen, wurde eine Standardmethode veröffentlicht im Jahr 2003 für die Bestimmung dessen, was in der Norm "Abio-Arsen"5genannt wird. Das Europäische Komitee für Normung (CEN), veröffentlicht im Jahr 2008 eine standardisierte Methode, EN 15517:2008, für die Bestimmung von iAs in Algen6. Die beiden Methoden basieren auf den Einsatz von optimierten Bedingungen Arsenwasserstoff nur aus iAs zu generieren. In diesem Weg Trennung von iAs artfremder Arsen, die auch Arsen Hydrid erzeugen kann nicht benötigt wird. Die endgültige Festlegung erfolgt durch atomare Fluoreszenz5 oder durch Hydrid Generation Atomabsorptionsspektrometrie, HG-AAS6. Allerdings ist es schwierig, die genauen Bedingungen, Arsen Hydrid zu generieren, ohne Einmischung der andere Arsenverbindungen leiden festgelegt und alle die iAs Masseanteilen in Algen in IMEP-112 (PT, organisiert von der EU-Referenzlabor-HM) berichtet mit diesen beiden Methoden erhalten , als unbefriedigend7erzielt wurden. Organoarsenic Arten, wie Monomethylarsonic Säure (MMA), Dimethylarsinic Säure (DMA) und Arsenosugars in Algen Proben anwesend zu flüchtigen Hydride erzeugen können und bei der Ermittlung des iAs führt zu positiven Verzerrungen in den Ergebnissen8 beeinträchtigen könnte .

Vor kurzem veröffentlichte CEN eine neue Standardmethode, EN 16802:2016, für die Bestimmung der iAs in Lebensmitteln Marine und pflanzlichen Ursprungs mit HPLC-ICP-MS-9. Nicht alle Labors sind mit dieser Art von Instrumenten ausgestattet und nicht teuer, geradlinig Methoden erforderlich sind, insbesondere in Ländern mit weniger entwickelten Labor Infrastrukturen.

Im Jahr 2012 standardisiert CEN eine Methode für die Bestimmung der iAs in tierischen Futtermitteln von HG-AAS nach Mikrowelle Extraktion und off-line Trennung von iAs durch Festphasenextraktion (SPE), EN 16278:201210. Diese Methode die erwies sich als fit zu sein für die Analyse von iAs in Futtermitteln könnte fehlen die Empfindlichkeit erforderlich, um iAs in Lebensmitteln-Marine Ursprungs, bestimmen, was laut EFSA diätetische Hauptverursacher in Europa3zu sein scheint. Jedoch die gleichen Gruppe, die entwickelt und validiert EN 16278:2012, getestet und erfolgreich angewendet und validiert die Methode zum bestimmen, iAs Meeresfrüchte und Reis in einem kollaborativen Studie11,-12.

Eine alternative Methode für die Bestimmung der iAs in Essen Matrizen nach selektiven Abbau der iAs in Chloroform und weitere Quantifizierung von HG-AAS, wurde vor kurzem von der gemeinsamen Forschungsstelle (GFS) in kollaborativen Studie13validiert. Die Selektivität der Methode ist besser als die direkte HG-AAS und ist einfach zu implementieren, die raffinierte Instrumentierung wie HPLC-ICP-MS nicht benötigen. In dieser Handschrift, die Machbarkeit der Anwendung dieser Methode auf iAs in einer Vielzahl von Lebensmitteln Matrizen bestimmen: Gemüse, Getreide, Pilze und Nahrung der marinen Ursprungs, wurde ausgewertet. Darüber hinaus wird die Leistung des Labors, die die Methode an Eignungsprüfungen, organisiert von der EU-Referenzlabor-HM und der GFS für mehrere Matrizen beschrieben.

Protocol

Hinweis: das verwendete Material muss mit 10 % (m/V) Druckaufschluss 3 dekontaminiert und mindestens zweimal mit entionisiertem Wasser gespült werden.

1. Hydrolyse

  1. genau wiegen ca. 0,5 bis 1 g gefriergetrockneten Probe (oder die entsprechende Menge frisch homogenisierten Probe z.B. 1 bis 4 g) in einem 50 mL Polypropylen Zentrifugenröhrchen mit Schraube Cap
  2. 4,1 mL deionisiertes Wasser hinzugeben.
  3. Rühren mit einer mechanischen Shaker für ca. 5 Minuten, bis die Probe völlig durchnässt ist.
  4. Fügen Sie 18,4 mL konzentrierte Salzsäure (HCl), nicht weniger als 37 % m / v
  5. Rühren mit einem mechanischen Schüttler für 15 min.
  6. 12-15 h ruhen lassen (z.B. über Nacht).

2. Extraktion

  1. 2 mL Wasserstoff Bromid (HBr) nicht weniger als 48 % m/V und 1 mL Hydrazinsulfat hinzufügen (N 2 H 6 SO 4) Lösung (15 mg/mL) zur Probe hydrolysiert.
  2. Schütteln für 30 s mit einem mechanischen Schüttler.
  3. Fügen Sie 10 mL Chloroform (KCHL 3).
  4. Mit einem mechanischen Schüttler für 5 min schütteln.
  5. Zentrifuge für 5 min bei 800 X g.
  6. Der Chloroform-Phase (untere Phase) in eine andere Polypropylen Zentrifugenröhrchen 50 mL pipette.
  7. Der restlichen sauren Phase wieder 10 mL Chloroform hinzu, und wiederholen Sie die Extraktion. Am Ende sollte etwa 20 mL Chloroform gesammelt haben. Achten Sie darauf, Cross-Kontamination aus der sauren Phase.

3. Sanierung von Chloroform Phase

  1. Zentrifuge die gepoolten Chloroform Phasen für 5 min bei 800 X g. Die Zentrifugation Zeit oder Geschwindigkeit kann erhöht werden, wenn erforderlich, um eine klare Trennung der beiden Phasen zu erreichen.
  2. Entfernen Sie alle Rückstände auf dem Chloroform mit einer 1-mL-Pipette Acid Phase. Dieser Schritt ist entscheidend. Sauren Phase Rückstände in der Chloroform-Phase zu überschätzt iAs Ergebnissen führen werden, da alle anderen Arten von Arsen in der Probe in die saure Phase vorhanden sind.
  3. Filter durch eine hydrophobe PTFE-Membran (25 mm Durchmesser), entfernen die verbleibenden festen oder saure Phase Rückstände in Chloroform Phase vorhanden und sammeln die Chloroform-Phase in einem Polypropylen Zentrifugenröhrchen 50 mL.

4. Rücken-Extraktion

  1. fügen Sie 10 mL 1 M HCl zurück iAs aus der Phase Chloroform extrahiert gesammelt nach der Filtrationsschritt.
  2. Mit einem mechanischen Schüttler für 5 min schütteln.
  3. Zentrifuge für 5 min bei 800 X g.
  4. Pipette die saure Phase (obere Phase) und gießen Sie sie in einem 250 mL Becherglas (z. B. Pyrex) für die Mineralisierung.
  5. Wiederholen Sie die Rücken-Extraktion und kombinieren die gesammelten HCl Phasen.

5. Probieren Sie Mineralisierung

Hinweis: in diesem Schritt können die Beseitigung von Störungen und Vorkonzentrierung in Proben, in denen die iAs-Massenanteil ist nah an oder unterhalb der Bestimmungsgrenze, und es entfällt häufig von Laboratorien die Verwendung dieses Protokolls mit ICP-MS zur abschliessenden Beurteilung anstelle von HG-AAS.

  1. Auszusetzen, 20 g Magnesium Nitrat Hexahydrat [Mg (Nr. 3) 2 6 H 2 O] und 2 g Magnesiumoxid (MgO) in 100 mL entionisiertem Wasser. Das Glasgefäß 2,5 mL dieser Suspension hinzufügen. Schütteln Sie die Suspension beim Hinzufügen es Niederschlag zu vermeiden.
  2. Fügen Sie 10 mL konzentrierter Druckaufschluss 3 von mindestens 65 % m/V und verdunsten, Trockenheit in ein Sandbad (oder eine Thermoplatte), alle Projektionen zu vermeiden. Stellen Sie sicher, dass die Proben völlig trocken sind, legen einem Uhrglas auf das Glasgefäß und kontrollieren, dass keine Kondensation entsteht.
  3. Decken die Bechergläser mit Uhrengläser und legen Sie sie in einem Muffelofen bei einer anfänglichen Temperatur nicht mehr als 150 º c und schrittweise erhöhen die Temperatur 425 ± 25 ° C mit einer Rate von 50 ° C/h pflegen bei 425 ° C für 12 h. Dieser Schritt ist wichtig. Alle Projektionen zu vermeiden, die Rate der Anstieg der Temperatur muss strikt umgesetzt.
  4. Ermöglichen die Asche auf Raumtemperatur abkühlen lassen.
  5. 0,5 mL entionisiertem Wasser nass die Asche und dann 5 mL 6 M HCL zugeben. Achten Sie darauf, um die Asche von den Wänden das Glasgefäß zu erholen. Lösen sich die Asche vollständig, ggf. schütteln.
  6. 5 mL Pre-Agent, vorbereitet durch das Auflösen von 5 g Kaliumiodid (KI) und 5 g Ascorbinsäure in 100 mL entionisiertem Wasser zu reduzieren und warten 30 min um eine quantitative Verringerung der iAs zu As(III) zu erreichen.
  7. Filtern die Lösung durch ein Papier Whatman Nr. 1 oder gleichwertig und in ein 50 mL Polypropylen Zentrifugenröhrchen zu sammeln. Spülen Sie das Becherglas zweimal mit 6 M HCl. sammeln die Spülung Flüssigkeiten in ein 25 mL tube und machen es bis zu einem Endvolumen mit 6 M HCl
    Hinweis: Wenn der iAs-Konzentration in einer Probe wird voraussichtlich in der Nähe oder unterhalb der Bestimmungsgrenze der Methode (0,010 mg/kg) , oder vielmehr hoch, die Mineralisierung Schritte 5.5-5.7 geändert werden sollten, mit den Bänden gegeben in der Tabelle 1, die eine untere Bestimmungsgrenze bieten würde. Wieder aufgelöst und bereits reduzierte Proben sind für 24 Stunden bei 4 ° c stabil Mindestens zwei Reagenz Rohlinge sollten für die gesamte analytische Prozess verwendet werden.

6. Kalibrierung

Hinweis: für Quantifizierung Zwecke verwenden eine externe Kalibrierkurve des As(III) im Bereich von 0,5 - 10 µg/L. verwenden eine 1000 mg/L As(V) handelsüblichen zertifizierte standard-Lösung, um die Kalibrierung zu konstruieren Kurve Anwendung spätere Verdünnungen.

  1. Bereiten eine 10 mg/L As(V) Standardlösung von 1 mL der Standardlösung 1.000 mg/L in einem 100 mL volumetrischen Kolben pipettieren und Abfüllung bis zur Markierung mit 6 M HCl.
  2. Bereiten ein 0,1 mg/L As(V) Standardlösung von 1 mL 10 mg/L As(V) standard-Lösung in ein 100 mL volumetrischen Kolben pipettieren und Abfüllung bis zur Markierung mit 6 M HCl.
  3. Bereiten die 25 µg/L As(V) standard Lösung 25 mL von 0,1 mg/L As(V) standard-Lösung in ein 100 mL volumetrischen Kolben pipettieren und Abfüllung bis zur Markierung mit 6 M HCl.
  4. Bereiten die Kalibrierkurve des As(III) wie folgt: pipette von 25 µg/L As(V) Standardlösung die Volumes, die in Tabelle 2 in 50 mL volumetrischen Kolben gegeben, fügen Sie 10 mL der Pre-reduzierenden Lösung in jedem volumetrischen Kolben, 30 min, warten Füllen Sie dann bis zur Markierung mit 6 M HCl. Anderen Volumes sind geeignet, sofern sie die oben beschriebenen Proportionen beibehalten.
  5. Eine leere Kalibrierung wie folgt vorbereiten: pipette 10 mL 6 M HCl und 10 mL Pre-Lösung in einem 50 mL volumetrischen Kolben reduziert. Warten Sie 30 Minuten und füllen dann bis zur Markierung mit 6 M.
  6. Verwenden die Standards gekennzeichnet als QC1 und DC2 in Tabelle 2 als Qualitätskontrolle: QC1 sorgt dafür, dass die Quantifizierung bei niedrigen Konzentration korrekt ist und DC2, sorgt dafür, dass die Reaktion bei hohen Konzentrationen, mit keinen signifikanten Drift in stabil ist Zeit.

7. Bestimmung

  1. Verwendung eine atomare Absorption Spektrometer mit einem Auto-Sampler, ein Flow-Injektion-Hydrid-Generation-System und eine Elektro-thermisch beheizte Quarz-Zelle zwecks Erkennung und Quantifizierung, nach dem instrumentalen ausgestattet Bedingungen für die Quantifizierung der iAs durch FI-HG-AAS, wie in Tabelle 3 aufgeführt.

8. Quantifizierung

  1. berechnen die iAs Massenanteil in der analysierten Proben (ausgedrückt in mg/kg), unter Verwendung der folgenden Gleichung:
    Equation 1
    wo:
    C X: Konzentration im Extrakt (µg/L) berechnet aus der Eichkurve
    C BI: Konzentration in der Reagenz leer Probe (µg/L), extrapoliert aus der Eichkurve
    V: Endvolumen von der Probe Mineralisierung Schritt (5.7), in der Regel V = 25 mL
    Gewicht der Probe (w: in Gramm)

Representative Results

Die Methode wurde angewendet, um festzustellen, der iAs-Massenanteil in mehreren Lebensmittelprodukte aus verschiedenen spanischen Märkten gekauft. Die erzielten Ergebnisse mit dieser Methode für eine Reihe von verschiedenen Matrizen sind in Tabelle 4 nach den Kategorien von EFSA-3 in einem Bericht in der Exposition gegenüber anorganischem Arsen in der europäischen Bevölkerung auf ausgewertet wird verwendet klassifiziert die Grundlage der Angaben von offiziellen Kontrolle Laboratorien (OCL). Die Ergebnisse in Tabelle 4 repräsentieren den Mittelwert der drei Wiederholungen ± Standardabweichung der Reproduzierbarkeit (S-R) für die verschiedenen Lebensmittelkategorien, während des kollaborativen Prozesses das vorliegende Verfahren validiert13 wurdeberechnet. Die in Tabelle 4 dargestellten Ergebnisse sind in guter Übereinstimmung mit anderen zuvor veröffentlichten in ähnlichen Matrizen11,12,14.

Von besonderer Bedeutung sind die Ergebnisse für iAs in verschiedene Arten von Reis, da Höchstgrenzen für sie in der europäischen Gesetzgebung für Kontaminanten in Lebensmitteln1enthalten sind. Die höchsten Werte für braunen Reis und die niedrigste für weißen Reis, im Einvernehmen mit den Erkenntnissen der OCL3bezogen werden. Auf höchstem Niveau fanden sich für das Seegras Hizikia beziehen, deren Verbrauch von mehreren Behörden gemäß dem Bericht von der EFSA entmutigt worden hat.

Die Leistung des Labors, die PTs teilgenommen von EURL-HM und die GFS organisiert und das diese Methode für die Bestimmung der iAs verwendet, hat die Leistungsfähigkeit der Laboratorien, die mit anderen Methoden verglichen worden. Die meisten anderen Methoden basieren auf HPLC-ICP-MS (etwa 50 % der ausgewerteten Ergebnisse) und HG-AAS ohne vorherige Trennung von iAs artfremder Arsen (25 % des Gesamtbetrags), Abbildung 1. Andere Ansätze verwendet (etwa 15 % der ausgewerteten Ergebnisse), basierten auf elektrothermische Zerstäubung (ETAAS), Fluoreszenz-Detektion und ICP atomic Emission-Spektroskopie (ICP-AES), mit und ohne Hydrid Generation gekoppelt und werden gemeinsam ausgewertet unter dem Namen "Andere Methoden" weil die einzelnen Zahlen zu wenig wäre, zu der statistische Signifikanz.

Einige der Laboratorien, die die evaluierte Methode verwendet haben einige Variationen des ursprünglichen Protokolls eingeführt und ICP-MS statt FI-HG-AAS. Häufig diese Laboratorien gilt nicht den trockenen Veraschungen Schritt (Schritt 5 des Protokolls) und nur 1 M HCl Phase in der ICP-MS eingebracht. Die PTs ausgewertet behandelt verschiedene Matrizen: Reis, Weizen, Spinat, Algen17 ,15,16und Schokolade18.

Die Leistung des Labors wurde als Z-Wert ausgedrückt:
Equation 2
Wo:
XLab ist das Messergebnis berichtet von einem Teilnehmer in einem PT
X-Ref ist der zugewiesene Wert (zum benchmark-Labors). Alle Punkte innerhalb dieses Papier behandelt wurde der zugewiesene Wert von einer Gruppe von erfahrenen Laboratorien auf dem Gebiet der iAs Analyse mit unterschiedlichen analytischen Methoden gegründet.
Σ ist die Standardabweichung für Kompetenz Bewertung, fixiert durch den PT-Anbieter unter Berücksichtigung der Stand der Technik in einem bestimmten Bereich der Analyse. In der PTs in diesem Papier betrachtet war σ 15 % von der zugewiesene Wert für Reis und Weizen, 22 % in Algen und 25 % für Spinat und Schokolade.

Die Interpretation der Z-Score erfolgt nach ISO 17043:201019:
| Ergebnis | ≤ 2 zufriedenstellend (S) Leistung
2 < | Partitur | < 3 fraglich (Q) Leistung
| Ergebnis | ≥ 3 unbefriedigende Leistung (U)

Fünfundsiebzig Prozent der Ergebnisse mit dem oben beschriebenen Verfahren bekam einen zufriedenstellenden Z-Score. Die Bestimmung der iAs-Massenanteil in Algen erwies sich wie erwartet unter Berücksichtigung der komplexen Verteilung der Arsenspezies in Matrizen marinen Ursprungs, eine Herausforderung sein. Zwei von drei Werten in IMEP-112 für iAs in Algen, mit dieser Methode, bekam eine unbefriedigende Z-Score. Die gleiche Schwierigkeit wurde bei den Ergebnissen mit anderen Methoden beobachtet. Außer die Ergebnissen berichtet für iAs in Algen, 85 % der Ergebnisse mit der evaluierten Methode zufriedenstellend waren.

Figure 1
Abbildung 1: Vergleich von Leistungen (ausgedrückt als Z-Scores) des Labors Teilnahme an PTs (IMEP-107, IMEP-112, EURL-HM-20 und IRMM-PT-43) mit den in diesem Dokument beschriebenen Methode und andere häufig angewandte Methoden. S: zufriedenstellend, f: fragwürdig und o: unbefriedigend. Bitte klicken Sie hier für eine größere Version dieser Figur.

Erwarteten iAs Massenanteil
niedriger als 0,010 mg/kg
Erwarteten iAs Massenanteil
höher als das, was abgedeckt ist
durch die Kalibrierkurve
6 Mol l-1 HCL Volumen verwendet, um die Asche (mL) wieder auflösen 2 10
Pre-Verringerung der Agent Volumen (mL) 2 10
Volumen (mL) 10 50

Tabelle 1: Änderungen des Protokolls bei der Analyse von Proben in dem sehr niedrigen oder sehr hohen iAs Konzentrationen zu erwarten, sind.

Konzentration in der
Eichkurve (µg/L)
Teilprobe (mL)
0,5 1
1 2 (QC1)
2.5 5
5 10 (DC2)
7.5 15
10 20
Alle As(III) Kalibrierung Standardlösungen werden vor jeder Kalibrierung frisch zubereitet.

Tabelle 2: Aliquote entnommen werden 25 µg/L As(V) Standardlösung, die As(III) Kalibrierkurve in einem 50 mL Endvolumen zu konstruieren.

FO:Keep-together.within-Seite = "1" Fo:keep-mit-next.within-Seite "immer" = > Flow-Injektion
Hydrid-generation
·         Loop-Probe: 0,5 mL (bis angepasst werden, wenn die Rekonstitution Volumen der Endlösung Pre-Reduzierung von 25 mL unterscheidet). ·         Reduktionsmittel: 0,2 % (w/V) NaBH4 in 0,05 % (w/V) NaOH; 5 mL/min Durchfluss. ·         HCl-Lösung 10 % (V/V), 10 mL/min Durchfluss. ·         Trägergas: Argon, 100 mL/min Durchfluss. Atomabsorption
Spektrometer
·         Wellenlänge: 193,7 nm ·         Spektrale Bandpass: 0,7 nm ·         Elektrodenlose Entladungslampe System 2 ·         Aktuelle Einstellung der Lampe: 400 mA ·         Zelle Temperatur: 900 ° C

Tabelle 3: Instrumentale Bedingungen für iAs verwendet Quantifizierung von HG-AAS.

Essen ich-als (µg/kg Frischgewicht)
Getreide und Korn-basierte Produkte
Reis Weiß 113 ± 18
73 ± 12
56 ± 9
Braun 197 ± 32
125 ± 20
275 ± 44
Parboiled 134 ± 21
159 ± 25
Wafer 162 ± 26
127 ± 20
Gemüse und pflanzliche Produkte
Getrocknete Pilze Boletus edulis 174 ± 10
Galocybe gambosa 74 ± 4
Marasmius oreades 104 ± 6
Eierschwämmen lutescens 16 ± 1
Lentinula edodes 96 ± 6
Seegras Hizikia beziehen 97000 ± 14550
44943 ± 6742
Fucus vesiculosus 288 ± 43
433 ± 65
Fisch und andere Meeresfrüchte
Fischfleisch Flathead graue Meeräsche 53 ± 12
21 ± 5
Europäischer Aal 72 ± 16
42 ± 9
Krebse 33 ± 7
20 ± 4
Thunfisch 11 ± 2
5 ± 1
Weichtiere Muschel 243 ± 54
133 ± 29
Muschel ± 32 32
139 ± 31

Tabelle 4: Ergebnisse für eine Reihe von verschiedenen Matrizen, die Anwendung der beschriebenen Methode.

Discussion

Ein entscheidender Schritt in der beschriebenen Protokoll ist die Bereinigung der Chloroform-Phase (Schritt 3.2), weil sauren Phase Rückstände in der Chloroform-Phase zu überschätzt iAs Ergebnissen führen werden, da alle anderen Arten von Arsen in der Probe in die Säure vorhanden sind Phase. Dies ist von besonderer Bedeutung bei der Analyse der marine Proben aufgrund des Vorhandenseins einer Vielzahl von biologischen Arten, die für den Großteil der Arsen-Massenanteil in der Probe vorhandenen ausmachen könnte. Die Verwendung einer hydrophoben Membran PTFE (3.3) ist von größter Bedeutung. Wenn bei der Extraktion von iAs in Chloroform eine Emulsion gebildet hat, kann die Geschwindigkeit der Zentrifugation (3.1) erhöht werden. Andere traditionelle Ansätze zur Beseitigung von Emulsionen können auch angewendet werden. Ein weiterer wichtiger Schritt ist die Mineralisierung (Schritt 5.3). Der Anstieg der Temperatur muss strikt umgesetzt werden, um alle Projektionen zu vermeiden, die die iAs Erholung führt zu einer unkontrollierten negative Vorspannung verringern würde und möglicherweise gefährlich für den Analytiker.

Wie bereits erwähnt, einige Labore haben die evaluierte Methode mit ICP-MS statt FI-HG-AAS genutzt. In einem solchen Fall die trockenen Veraschungen Schritt (Schritt 5 des Protokolls) ist nicht erforderlich und die 1 M HCl-Phase in der ICP-MS eingeführt werden kann. Im Falle von HG-AAS aufgrund seiner höheren Nachweisgrenze ein Vorkonzentrierung Schritt, der auch mögliche Störungen beseitigt ist erforderlich.

Der Anteil der zufrieden stellende Ergebnisse mit dem in diesem Artikel beschriebenen Verfahren sowohl mit als auch ohne die Ergebnisse berichtet für Algen, ist vergleichbar mit der HPLC-ICP-MS und höher als die der HG-AAS. Das letztere Verfahren (HG-AAS) ist weithin verfügbar, aber anfällig für Interferenzen von organischen Arsen Arten, vor allem Lebensmittel mit einem komplexen Arsen Arten Verteilungsmuster. Der niedrigste Prozentsatz der zufrieden stellende Ergebnisse charakterisiert, denen, die mit "Andere Methoden" aber es muss im Auge, die es mehrere analytische Ansätze, jeden einzelnen von ihnen vertreten durch eine kleine Menge von Ergebnissen, Abbildung 1 umfasstgehalten werden. In diesem Whitepaper vorgestellte Methode ist eine Alternative zu den mehr anspruchsvolle/teuren HPLC-ICP-MS, noch eine ähnliche Leistung auch bei komplexen Matrizen charakterisiert. Häufig erfordert die Verwendung von Bindestrich Techniken, wie HPLC-ICP-MS, hoch qualifiziertem Personal und teuren infra-Strukturen. In diesem Artikel vorgestellte Methode kann von jeder Analyst, ausgebildet in grundlegende analytische Chemie implementiert werden.

Es gibt einige wesentliche Nachteile der Methode zugeordnet. Es ist zeitaufwendig, da mehrere Schritte befolgt werden müssen, um iAs artfremder Arsen und Pre-Konzentrat iAs bis sogar Sub-ppm-Bereich zu trennen. Es bedeutet die Verwendung von Chloroform. Es gibt eine Tendenz, den Einsatz von chlorierten Verbindungen in den Labors, aufgrund der negativen gesundheitlichen Auswirkungen zu vermeiden, die sie haben könnten. Dennoch könnte wenn gute Laborpraxis gehalten und Proben werden Abzüge behandelt, diese negative Auswirkungen vermieden werden. MMA wird bei der Ermittlung des iAs stören. Dies muss im Auge behalten werden, beim Proben analysieren, in denen MMA vorhanden, wie z. B. Algen, Fisch und andere Meeresfrüchte sein könnte. MMA ist jedoch normalerweise vorhanden, in kleinen Mengen, die durch die Unsicherheit um die Ergebnisse für iAs abgedeckt werden würde.

Disclosures

Die Autoren haben nichts preisgeben.

Acknowledgments

Die Autoren danken Dr. F. Cordeiro der GFS für die nützlichen Diskussionen über statistische Behandlung der Daten. Expert Labors bei der Analyse von iAs in biologischen Matrizen, die Ergebnisse als verwendet werden zugewiesen Wert in PTs und Laboratorien, die an das Studium PTs teilgenommen werden anerkannt.

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).
Bestimmung von anorganischem Arsen in einer breiten Palette Essen Matrizen mit Metallhydrid-Generation - Atomic Absorption Spectrometry.
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