母乳及奶粉中碘离子及碘酸根离子检测方案(离子色谱仪)

潘炜娟 荆淼赛默飞世尔科技(中国)有限公司 引言 碘是人体必需的一种痕量元素，碘的作用包括：促进能量代谢，维持基本生命活动；维持脑垂体的生理功能；促进身体和大脑发育。人体内碘元素的匮乏或过量将影响婴幼儿的成长发育及成人甲状腺的正常功能。在脑发育的初级阶段(从怀孕到婴儿出生后两岁)，人的神经系统发育必须依赖甲状腺素。如果碘不足，可能导致婴儿的脑发育落后，引起心智反应迟钝，严重的在临床上称为“呆小症”，这个过程是不可逆的，以后即使补充了碘，也不可能恢复正常。而碘元素的过量摄入，也会对人体的健康造成影响，最常见的对甲状腺功能的影响是碘致甲状腺肿和高碘性甲亢。 对于婴幼儿来说，其摄入碘的主要食物之一为母乳或配方食品(包括配方奶粉)。根据美国食品和药品管理局(FDA)的建议，人类每天只须摄取150微克的碘，而国际食品法典委员会要求配方奶粉中每100千卡至少有10微克碘；世卫标准规定婴幼儿每公斤体重每日摄入量为15微克。根据我国国家标准《婴幼儿配方奶粉及婴幼儿补充谷粉通用技术条件》 (GB10767-1997)的规定，每100克配方奶粉中含碘为30~150微克。根据《中国居民膳食营养素参考摄入量》提出的膳食碘可耐受最高摄入量(UL)，7岁以下没做设定，7~18岁为800微克/天，18岁以上为1000微克/天。膳食碘的可耐受最高摄入量是指，般人长期、每天从膳食中摄入该数量的碘，不会对身体产生危害。 实验部分 仪器 iCAP Q ICPMS (Thermo Scientific) ·ICS-1100 离子色谱(Thermo Scientific) ·超纯水机 (Thermo Scientific) 20~100pL、200~1000pL微量移液器(Fisher Scientific) 试剂及标准品 ·硝酸 (Optima Grade， Fisher Scientific) ·30%浓氨水溶液 (Acros Organics) ·乙腈 (HPLC，Fisher Scientific) ·碘酸根、碘离子标准溶液： 1000ug /mL (用去离子水溶解碘酸钾、碘化钾固体后定容) 仪器配置 本文通过有效的提取方式对母乳及奶粉中的碘形态进行提取，然后采用离子色谱与电感耦合等离子体质谱联用技术，建立了一种快速、有效的母乳及配方奶粉中碘形态分析方法。 采用 Thermo Scientific Dionex ICS1100 离子色谱分离，以Thermo Scientific iCAP Qc ICP-MS 作为高灵敏度元素检测器，检测从IC 洗脱的碘形态。选用高效能 AG14A 阴离子柱实现碘酸根离子和碘离子的快速、高效分离。 仪器参数 表 1. iCAPQ 运行参数 仪器参数 设置值 仪器参数 设置值 RF功率(W) 1550 Q Cell气体(mL/min) 4.0(He) 冷却气 (L/min) 14 KED 电压(v) 3 辅助气 (L/min) 0.8 驻留时间(ms) 100 雾化气 (L/min) 1.02 分析质量数 127 柱子 Dionex lonPac AG 14A(4*50mm) 洗脱 等度 流动相 50mmolNH，NO，用氨水溶液调 pH=8.7左右 流速 1.2mL/min 进样体积 25pL 持续时间 120s 样品和标准溶液制备 准确称取 0.25g奶粉或 0.5mL 母乳试样，加入4.5mL去离子水，涡旋混匀后，加入250pL浓氨水溶液，超声10min，加入5mL乙腈，摇10min， 4000rps离心分离，静置沉淀蛋白，取上清液过0.22um过滤膜，滤液稀释5倍后注入离子色谱进行分析。 分别取不同量的碘酸根和碘离子标准溶液，用0.5%V/V浓氨水溶液稀液成0、0.2、0.5、1.0、2.0、5.0、10ug/L混合标准溶液，作工作曲线。 结果与讨论 色谱分离图 如图1所示为5pg/L碘酸根和碘离子校准溶液色谱分离图，I0，和「相对保留时间分别为：25.2s、78.7s，总分离时间约为100s. 图1.5pg/L碘酸根和碘离子混合校准溶液色谱分离图 图2.碘酸根和碘离子的校准曲线 样品提取过程中采用乙腈沉淀奶粉中的蛋白，实验发现受样品基质的影响，碘酸根离子较易转化成碘离子，提取时加入适量氨水溶液能防止碘酸根的转化。图3为不同氨水加入量对碘酸根离子提取的影响，最终选择0.50%V/Ⅴ氨水加入量进行匹配。 氨水加入量对碘酸根提取的影响 图3.氨水加入量对碘酸根离子提取的影响 测试结果 1.碘酸根和碘离子的检出限 逐级稀释混合标准溶液，如图4所示为 0.2ug/L 混合标准溶液色谱图，以各形态峰附近基线处三倍信噪比峰高(N*3=1200counts) 对应浓度作为检出限，溶液中碘酸根和碘离子的检出限分别为：0.15pg/L、0.11ug/L。 图4. 0.2ug/L标准溶液色谱图 2.重复性 分别对某奶粉加标试样重复测试三次，均能得到较好的重复性。如图5所示，给出了三次测试的色谱重叠图及积分值。 3.样品中碘酸根和碘离子测试结果及回收率 以母乳及不同品牌奶粉为样品，测试结果如表3所示，考察发现，母乳及奶粉中碘主要以碘离子的形式存在，碘酸根离子的均低于检出限。为考察方法的准确性，对上述样品进行加标回收率计算，回收率结果为92%~102%，图6为其中一种奶粉加标后的分离图谱。 表3.样品中碘酸根、碘离子测试结果及回收率 (mg/kg 或 mg/L) 样品编号 10， 母乳1# 1# ND 0.380 加标测试值 ND 0.746 回收率(%) / 92 母乳2# 2# ND 0.397 加标测试值 0.374 0.799 回收率(%) 94 101 奶粉1# 1# ND 1.35 加标测试值 1.80 3.40 回收率(%) 90 102 奶粉2# 2# ND 1.27 加标测试值 1.91 3.21 回收率(%) 95 97 备注： ND 为低于方法检出限，未检出 图6.奶粉样品及其加标分离图谱 本文所建立的 IC-ICP-MS方法，采用硝酸铵作为流动相，适合后续 ICP-MS进样， 采用AG14A柱子进行分离，两种碘形态分离效果好，能在100s完成碘酸根及碘离子的快速准确分析，是一种有效可行的母乳及奶粉中碘酸根和碘离子分析方法。 ( 参考文献 ) ( 1 . GB10767-1997《婴幼儿配方奶粉及婴幼儿补充谷粉通用技术条件》. ) ( 2 . 张萍 ， 史亚利，蔡亚歧，牟 世 芬，离子色谱-质谱联用测定牛奶中的高氯酸盐、溴酸盐和碘离子。分析测试 学报，2007，Vol.26， N o .5：690-693. ) ( 3. 奶粉和牛奶中碘、硫氰根的同时测定-电导监测和紫 外检测 ， Th e rmofisher Scientific. ) ( 4. F ernandez-Sanchez L， Szpunar J.，Speciation analysis for iodine in milk by size-exclusion chromatography with inductively c o upledplasma mass s p ectrometric detection ( S EC-ICP MS). J Anal AtomSpectrom 1999；14：1697-702. ) ( 5. Luisa Maria Fernandez-Sanchez， Pilar Be r mejo-Barrera， Jos e Maria F raga-Bermudez， Journal of Trace E l ements in Medicineand Biology， 2007， 21S1： 10-13. ) 赛默飞世尔科技(中国)有限公司 免费服务热线：8008105118400 650 5118(支持手机用户) AN_C_ICPMS-