食物中含有豐富的營(yíng)養(yǎng)元素，如鈣、鉀和磷，它們對(duì)身體的正常功能和生長(zhǎng)至關(guān)重要。除此之外，食物還可能含有砷、汞和鉛等重金屬污染物。這些有毒元素可能是自然產(chǎn)生的（因?yàn)樗鼈兪菑姆N植食品的土壤中吸收的），也可能是在生產(chǎn)過(guò)程中通過(guò)污染引入的，并且可能對(duì)人類健康造成負(fù)面影響。由于體重低且免疫系統(tǒng)不發(fā)達(dá)，兒童特別容易受到這些毒素的影響。一項(xiàng)研究表明，即使每天接觸少量的有毒元素，也會(huì)導(dǎo)致兒童的大腦功能下降和其他負(fù)面的長(zhǎng)期影響。

基于這些健康問(wèn)題，必須能夠準(zhǔn)確確定嬰幼兒食品中不同元素的含量，以確保它們可以安全食用。在本文中，我們概述了當(dāng)前有關(guān)重金屬污染的法規(guī)，以及三重四極桿電感耦合等離子體質(zhì)譜 (ICP-MS) 如何幫助量化營(yíng)養(yǎng)素和毒素以滿足這些法規(guī)并支持人類健康。

準(zhǔn)確和靈敏測(cè)定的重要性

為了保護(hù)消費(fèi)者，食品中有毒元素的含量有嚴(yán)格的限制。這些限制因國(guó)家/地區(qū)而異，并且存在一些法規(guī)來(lái)定義這些限制：例如美國(guó)的聯(lián)邦食品、藥品和化妝品法案 (FDCA)，以及中國(guó)的GB-2762-2017。由于嬰兒的脆弱性，具體的歐洲法規(guī)EC 609/2013和EC 1881/2006對(duì)嬰幼兒食品中的砷、鉛和鎘設(shè)定了非常低的限值。預(yù)計(jì)這些更嚴(yán)格的法規(guī)將在全球范圍內(nèi)采用，如2021 年《嬰兒食品安全法》所示，該法案提出鉛和汞等元素的含量極低。

在全球范圍內(nèi)，上述法規(guī)中規(guī)定的有毒元素的最低現(xiàn)行限值是砷為 10 μg kg -1 ，鎘和鉛為 5 μg kg -1，汞為 2 μg kg -1。由于限制如此之低（可能會(huì)進(jìn)一步降低），因此需要高度敏感的技術(shù)來(lái)確保樣品符合法規(guī)并保護(hù)消費(fèi)者。此外，食物是一個(gè)非常復(fù)雜的基質(zhì)，具有許多不同的成分。因此，分析方法必須能夠檢測(cè)和糾正由該樣品基質(zhì)引起的任何干擾，才能真正量化嬰兒食品中毒素的準(zhǔn)確水平。

誤報(bào)問(wèn)題

單四極桿 ICP-MS 是一種公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)，用于分析食品中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和有毒元素。這種方法通常在廣泛的樣品中提供元素分析，并通過(guò)快速樣品掃描促進(jìn)高樣品通量。但是，使用這種技術(shù)可能會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)中的誤報(bào)，從而降低結(jié)果的可信度。例如，樣品中的鉬和鎢會(huì)在 ICP 中形成95 Mo 16 O +和186 W 16 O +干擾，從而導(dǎo)致111 Cd 和202的假陽(yáng)性結(jié)果汞。雖然通常可以使用動(dòng)能鑒別方法來(lái)減少多原子干擾的影響，但這種方法對(duì)于質(zhì)量大于 100 amu 的干擾效率較低。此外，使用單四極桿 ICP-MS 獲得準(zhǔn)確結(jié)果可能非常耗時(shí)，因?yàn)樾枰褂枚喾N操作模式來(lái)測(cè)量所有元素。因此，提高靈敏度和準(zhǔn)確性的技術(shù)對(duì)于滿足監(jiān)管性能要求至關(guān)重要。

使用三重四極桿 ICP-MS 改進(jìn)分析

三重四極桿 ICP-MS 是一種很有前途的方法，它可以克服單四極桿 ICP-MS 的缺點(diǎn)，在用于嬰兒食品檢測(cè)時(shí)具有許多優(yōu)勢(shì)。最值得注意的是，與單四極桿 ICP-MS 相比，該技術(shù)具有更高的靈敏度和準(zhǔn)確度，因?yàn)樗哂懈鼜?qiáng)的干擾去除能力。這是因?yàn)樗梢允褂醚鯕馀鲎?反應(yīng)池氣體進(jìn)行操作，從而消除了前面提到的 MoO +和 WO +對(duì) Cd 和 Hg 的干擾（以及消除了40 Ar 35 Cl +對(duì)75 As 的干擾），從而消除了假陽(yáng)性結(jié)果. 該技術(shù)具有與單四極桿 ICP-MS 相似的線性動(dòng)態(tài)范圍，能夠測(cè)量 0.005 μg kg-1到 100,000 μg kg -1的主要元素，這意味著可以在一次運(yùn)行中分析所有目標(biāo)元素，而無(wú)需任何額外的稀釋或校準(zhǔn)步驟。然而，使用單一操作模式意味著該方法可以在更短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)高精度。

準(zhǔn)確和靈敏的結(jié)果

最近開(kāi)發(fā)了一種使用三重四極桿 ICP-MS分析嬰兒食品中存在的 30 種元素（有毒和營(yíng)養(yǎng)元素）的單一方法（表 1）。用這種方法分析了十種不同的市售嬰兒食品樣品，包括奶粉、果泥和谷物。

29 種分析元素的檢測(cè)限低于 1 μg L -1 ，鈣的檢測(cè)限低于 1.5 μg L -1。實(shí)際樣品中 As、Cd、Hg 和 Pb 的最低定量限 (MLOQ) 至少比全球監(jiān)管限低 70%，這表明該方法具有出色的靈敏度和對(duì)未來(lái)嚴(yán)格監(jiān)管的適用性。確定了方法的有效性和準(zhǔn)確性，得出的結(jié)果在認(rèn)證濃度的 85-120% 之間。最后，每個(gè)樣品的運(yùn)行時(shí)間達(dá)到 1 分 19 秒，樣品通量與單四極桿 ICP-MS 方法相當(dāng)。

改善嬰兒食品安全

三重四極桿 ICP-MS 是一種有價(jià)值的工具，可在一次分析中分析嬰兒食品中的大量必需營(yíng)養(yǎng)素和有害重金屬。該方法準(zhǔn)確、靈敏、快速，非常適合高通量檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室。這種方法將支持實(shí)驗(yàn)室量化這些元素，以滿足現(xiàn)在和未來(lái)日益嚴(yán)格的要求，并確保后代兒童和嬰兒的食品安全。