NexION ICP-MS 分析啤酒花中的有毒和營養元素

簡介

植物是重要的食品營養來源，但從中也可發現有毒元素，主要在其生長過程中從土壤、水和肥料中攝取而來。因此，測定植物材料中的營養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戰。首先，為提高生產效率通常要求同時測定有毒元素和營養元素，因而需要較大的動態范圍；而植物是復雜的生物實體，需要樣品制備后才能實施檢測。通常是先經過樣品均質化，然后再消解，從而分解復雜基質并提取元素。植物樣品盡管經過上述步驟的處理，但在 ICP-MS 檢測中仍會存在基質誘導光譜干擾，會導致數據偏差甚至錯誤，尤其是對于含量較低的有毒元素而言。因此，采用碰撞 / 反應池技術可以更好地消除干擾。

目前大麻的種植和使用在美國引起廣泛關注。多個州宣布大麻合法化，可通過吸食和食品攝入兩種形式滿足娛樂和醫藥用途。因此，對其有毒和礦物元素含量的關注日漸增多。

在美國，大麻分析的另一項挑戰在于合法取得樣品，畢竟大麻在某些州尚未合法。不過，由于啤酒花具有類似的化學和物理特性，所以啤酒花是普遍接受的大麻替代品。

本文討論了采用 ICP-MS 分析作為大麻替代品的啤酒花中的有毒元素和營養元素。

實驗

樣品制備

從某商店購得啤酒花并切碎，使之均勻且表面積增加以提高消解效率。使用配備標準 75 mL PTFE（聚四氟乙烯）消解罐的 Titan MPS™ 微波樣品制備系統，按照表 1 中的消解程序進行消解。每個消解罐均含有 0.25 g 植物材料樣品、 5.0 mL 濃硝酸、 5.0 mL 去離子水及 3.0 mL30% 過氧化氫。消解結束后，用去離子水將樣品稀釋至
50 mL，同時加入金（Au）以穩定汞（最終溶液中含有200μg/L Au）。

儀器條件

所有分析均在配備標準進樣組件的珀金埃爾默 NexION®ICP-MS 上進行。
測定元素和所用分析模式如表 2 所示。通過混合三通在線添加內標。儀器進樣的最終濃度為 10 mg/L Sc、 5mg/L Ge以及 0.1 mg/L Rh、In、Tb、10%甲醇和 1%硝酸。通過標準和碰撞模式相結合，每個樣品的分析時間僅為100 秒。

結果與討論

表 3 顯示了兩次啤酒花樣品消解的平均結果。為了檢驗準確度，針對含量小于 50 mg/kg 的元素進行消解前加標。所有元素的加標濃度均為 20 mg/L， Hg 的加標濃度則為 2 mg/L。所有加標回收率均在添加量的 15% 以內，進一步確證了該方法的準確度良好。

結論

此項工作證明， NexION ICP-MS 結合 Titan MPS 微波系統能夠有效地分析可作為大麻替代品得啤酒花中的營養元素和有毒元素。分析采用碰撞和標準模式，完成每個樣品分析僅需 100 秒。通過分析各種 NIST™ 標準植物材料驗證了所應用方法的準確度。

參考文獻

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.

相關儀器：NexION® 1000G ICP-MS