Межгосударственный стандарт ГОСТ ISO 20649-2018 "Смеси адаптированные для искусственного вскармливания детей раннего возраста и смеси для энтерального питания взрослых. Определение содержания хрома, селена и молибдена. Масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой (ICP-MS)" (введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 августа 2018 г. N 515-ст)

Infant formula and adult nutritionals. Determination of chromium, selenium and molybdenum. Inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS)

МКС 67.050
IDT
67.120

Дата введения - 1 сентября 2019 г.
Введен впервые

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2015 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 Подготовлен Федеральным государственным бюджетным научным учреждением "Федеральный исследовательский центр питания и биотехнологии" (ФГБНУ "ФИЦ питания и биотехнологии") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии международного стандарта, указанного в пункте 5

2 Внесен Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии

3 Принят Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 30 мая 2018 г. N 109-П)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97	Код страны по МК (ИСО 3166) 004-97	Сокращенное наименование национального органа по стандартизации
Беларусь	BY	Госстандарт Республики Беларусь
Киргизия	KG	Кыргызстандарт
Молдова	MD	Институт стандартизации Молдовы
Россия	RU	Росстандарт
Узбекистан	UZ	Узстандарт

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 августа 2018 г. N 515-ст межгосударственный стандарт ГОСТ ISO 20649-2018 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 сентября 2019 г.

5 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ISO 20649/IDF 235:2015 "Смеси адаптированные для искусственного вскармливания детей раннего возраста и смеси для энтерального питания взрослых. Определение содержания хрома, селена и молибдена. Масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой (ICP-MS)" ["lnfant formula and adult nutritionals - Determination of chromium, selenium and molybdenum - Inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS)", IDT].

Международный стандарт разработан Техническим комитетом по стандартизации ISO/TC 34 "Пищевые продукты", подкомитетом SC 5 "Молоко и молочные продукты" и Международной молочной федерацией (IDF) в сотрудничестве с AOAC INTERNATIONAL

6 Введен впервые

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ - Применение настоящего стандарта может включать использование веществ, оборудования и осуществление манипуляций, опасных для жизни. Настоящий стандарт не предусматривает рассмотрения всех проблем безопасности, связанных с его применением. Ответственность за соблюдение техники безопасности и охраны здоровья, а также установление соответствующих ограничений по применению настоящего стандарта несет пользователь.

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает метод количественного определения хрома, селена и молибдена в смесях для детского питания и взрослых с применением масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ICP-MS).

2 Сущность метода

Анализируемую пробу нагревают с азотной кислотой в микроволновой системе для минерализации пробы в закрытом контейнере при 200 °С. Анализируемый раствор, содержащий минерализованную пробу, или его соответствующее разведение вносят в масс-спектрометр с индуктивно связанной плазмой (ИСП-МС), предварительно откалиброванный подкисленными стандартными калибровочными растворами. Ионизирующий буфер (калийный) применяется для минимизации эффектов легко ионизируемых элементов (EIEs), метанол добавляется для нормализации содержания углерода, а германий и теллур используются в качестве внутренних стандартов. Допускается совместное проведение анализов Cr/Mo/Se с одновременным определением любого или всех следующих элементов: Na, K, Р, Mg, Са, Fe, Zn, Cu, Mn. Ионизирующий буфер не добавляется, если калибровочные стандарты уже содержат Na, K, Mg и/или Са [1].

3 Реактивы и материалы

Во время проведения анализа, если не указано иное, используются только реагенты признанной степени чистоты и дистиллированная или деионизированная вода или вода эквивалентной чистоты.

3.1 Вода очищенная, 18 МОм/см.

3.2 Кислота азотная концентрированная (HNO₃), 65-70 %, для анализа следов металлов.

3.3 Перекись водорода (Н₂O₂), 30 %, х. ч.

3.4 Метанол, чистота  99,99 %, особо чистый для подбора матрицы.

3.5 Раствор калия в азотной кислоте, с массовой концентрацией  = 10 000 мг/дм³ для подбора матрицы.

Раствор калия может быть заменен многоэлементными стандартами, которые содержат калий, при условии, что одновременно определяются также другие основные элементы.

3.6 Стандартные образцы

3.6.1 Многоэлементный стандартный раствор*, содержащий Cr, Mo, Se, в азотной кислоте,  = 2 мг/дм³,  = 2 мг/дм³ и  = 1 мг/дм³ или эквивалентный.

3.6.2 Многоэлементный стандартный раствор*, содержащий Ge, Те, в азотной кислоте,  = 5 мг/дм³ и  = 5 мг/дм³ или эквивалентный.

3.6.3 Стандартный эталонный образец** или другой подходящий стандартный эталонный образец, служащий в качестве контроля для этого анализа.

------------------------------

* Например High-Purity_ Standards - подходящий стандарт, доступный на коммерческой основе. Информация предоставляется для удобства пользователей настоящего стандарта и не является рекламой названного продукта. Могут быть использованы стандарты эквивалентного качества, если можно показать, что они приводят к таким же результатам.

** Стандартный эталонный образец SRM 1849а из Национального института стандартов и технологий (NIST).

3.7 Приготовление стандартных растворов

Готовят промежуточные рабочие растворы из стандартных растворов с концентрацией 40 нг/см³ для Cr и Мо и 20 нг/см³ для Se с использованием мерных пипеток для приготовления стандартов (см. 6.6). Возможно использование базового стандартного раствора смеси элементов в азотной кислоте. Готовят три многоэлементных рабочих стандартных раствора, содержащих 0,8; 4,0 и 20 нг/см³ Cr и Мо и 0,4; 2,0 и 10 нг/см³ Se, а также раствор сравнения, с внутренними стандартами Ge и Те с концентрацией 50 нг/см³, в HNO₃. Раствор Ge используется в качестве внутреннего стандарта для Cr и Мо, а раствор Те используется для Se.

4 Оборудование и лабораторная посуда

4.1 Система пробоподготовки микроволновая. Используют готовую микроволновую систему пробоподготовки, предназначенную для лабораторного использования при температуре от 0 до 300 °С с герметично закрывающимися контейнерами и регулируемой температурой. Подбирают контейнеры для разложения проб, которые будут выдерживать максимально возможное давление, так как пробы, а также карбонаты, могут способствовать значительному увеличению давления во время минерализации. Систему подключают к вытяжной вентиляции в соответствии с рекомендациями производителя.

ПРЕДОСТЕРЕЖЕНИЕ - Во время работы микроволновой системы пробоподготовки горячий раствор кислоты находится под давлением. Используйте соответствующую защиту для лица и лабораторную одежду.

4.2 ИСП-МС. Масс-спектрометр с индуктивно связанной плазмой (ИСП масс-спектрометр) с ячейками соударения и источником водорода и гелия.

4.3 Различная пластиковая лабораторная посуда и пипетки. Одноразовые пластиковые пробирки/пробирки для автосемплера для хранения растворов проб, мерные пипетки класса А для приготовления стандартов, дозатор переменного объема на 1000 мм³ или фиксированного объема на 500 мм³ для добавления внутренних стандартов, откалиброванные на используемый объем.

4.4 Весы лабораторные. Цена деления 0,0001 г.

5 Проведение испытания

5.1 Подготовка пробы

Готовят образцы смесей разведением около 25 г образца в 200 см³ теплой очищенной воды (60 °С). Навеску 1,8 г восстановленного испытуемого раствора переносят в контейнер для разложения проб. Такая навеска представляет собой 0,2 г исходного образца смеси. 0,2 г эталонного образца SRM 1849а отвешивают непосредственно в контейнер для разложения проб. Жидкие пробы могут быть приготовлены путем взятия точной навески приблизительно 1 г анализируемого образца непосредственно в контейнер для разложения проб после перемешивания. Для проведения рекомендуемого одностадийного разложения проб (две стадии по программе микроволновой печи) добавляют 0,5 см³ 5000 нг/см³ раствора внутреннего стандарта Ge и Те при помощи дозатора, откалиброванного на используемый объем, для обеспечения по меньшей мере 0,8 % точности. Чтобы максимально использовать преимущество внутреннего стандарта и тем самым повысить надежность этого метода, не следует добавлять внутренние стандарты в режиме онлайн в ходе анализа. В контейнер для разложения проб добавляют 5 см³ HNO₃ для анализа следов металлов, а затем 2 см³ Н₂O₂. Контейнеры для разложения проб запечатывают в соответствии с инструкциями производителя и помещают их в микроволновую систему пробоподготовки. Температуру повышают линейно - от температуры окружающей среды до 180 °С в течение 20 мин и поддерживают ее в течение 20 мин на этапе 1. На этапе 2 микроволновая система пробоподготовки автоматически переходит в температурный режим 200 °С через 20 мин и поддерживает его в течение 20 мин (см. таблицу 1).

Таблица 1 - Параметры работы микроволновой системы пробоподготовки

N п/п	Наименование этапа	Условия
Этап 1 - Разложение пробы
1	Мощность	100 % (1600 Вт)
2	Линейный нагрев	20 мин
3	Время удерживания	20 мин
4	Температура	180 °С
5	Охлаждение	20 мин
Этап 2 - Разложение пробы
1	Мощность	100 % (1600 Вт)
2	Линейный нагрев	20 мин
3	Время удерживания	20 мин
4	Температура	200 °С
5	Охлаждение	20 мин

Для микроволновых систем пробоподготовки без двухступенчатой программы и там, где это более удобно, используют двухступенчатое разложение проб. Добавляют 0,5 см³ 5000 нг/см³ раствора внутреннего стандарта Ge и Те (при помощи откалиброванного дозатора, как указано выше) и 5 см³ HNO₃ для анализа следов металлов. Внутренние стандарты в ходе анализа в режиме онлайн не добавляют. Температуру повышают от комнатной до 200 °С в течение 20 мин с соответствующими модели микроволновой печи настройками мощности и числом контейнеров. Охлаждают контейнеры в соответствии с инструкциями производителя, приблизительно 20 мин. Медленно открывают контейнеры, выпуская коричневые газы двуокиси азота.

ПРЕДОСТЕРЕЖЕНИЕ - Вентиляция должна проводиться в вытяжном шкафу, так как NO₂ очень токсичен.

Добавляют 1 см³ Н₂O₂ и повторно минерализуют пробу путем изменения температуры от комнатной до 180 °С в течение 15 мин. Температуру устанавливают на уровне 180 °С и выдерживают в течение 15 мин, затем охлаждают в течение 20 мин до комнатной (25 °С).

5.2 Приготовление испытуемого раствора

Добавляют приблизительно 20 см³ очищенной воды к содержимому контейнера с подготовленными пробами и переносят в пробирку для образцов вместимостью 50 см³. Ополаскивают контейнер и переносят промывные воды в пробирку. 0,5 см³ метанола добавляют в пробирку для образцов и разбавляют до 50 см³ очищенной водой. Метанол может быть добавлен непосредственно в пробу в количестве 1 % по объему.

5.3 Проведение измерений

В таблице 2 приведены параметры работы прибора в ходе анализа. Проводят анализ тестовых растворов с использованием ИСП МС-спектрометра, стандартизованного с применением указанных стандартных растворов. Ge используется как внутренний стандарт для Cr и Мо (плазмообразующий газ - гелий), а Те используется для Se (плазмообразующий газ - водород).

Режим работы с применением водорода в качестве плазмообразующего газа рекомендуется для определения низких уровней Se в смесях для детского питания, и в зависимости от модели прибора может оказаться невозможным легко переключаться между режимами гелия и водорода. В этом случае следуют инструкциям производителя прибора для перехода от гелиевого режима к водородному и анализируют Se отдельно от Cr и Мо. Следует проверить в отдельных экспериментах, что предел количественного определения (ПКО) для Se находится на уровне или ниже 10 нг/г при использовании альтернативного газа соударения/реакционного газа. Проводят анализ рабочих стандартных растворов Cr и Мо с концентрацией 4 нг/см³ и Se с концентрацией 2 нг/см³ или другого подходящего раствора для контроля качества с интервалом через 10 каждых проанализированных проб для контроля за изменением показаний прибора и линейностью. Результат должен быть в пределах 4 % от номинальной концентрации стандарта. Обязательно проводят: анализ пробы без образца (проводят анализ, как и в случае обычного образца, и его измеренная концентрация должна быть менее половины наименьшей концентрации калибровочного стандартного раствора), повторный анализ одного и того же образца [относительная процентная разница (RPD) в пределах 10 % для Cr, 7 % для Se и 5 % для Мо], анализ известных стандартных образцов, служащих в качестве контрольных образцов (проверка на извлекаемость в рамках контрольных пределов). Если какие-либо из этих проверок контроля качества не выполняются, результаты должны считаться недействительными. Порядок анализа должен быть следующим: анализ стандартных калибровочных растворов, затем следуют промывка, анализ пробы без образца, анализ стандартного образца, контрольного образца, анализируемой пробы, повторный анализ пробы (до 10 проб) и в заключение анализ стандартного образца.

Таблица 2 - Параметры работы ИСП масс-спектрометра

Типичные условия работы прибора
ВЧ-мощность, Вт	1600
ВЧ-напряжение, В	1,8
Глубина образца, мм	9
Напряжение первой линзы (экстрактора), В	0
Расход газа-носителя, дм3/мин	0,9
Расход вспомогательного газа, дм3/мин	0,2
Распылитель	Стеклянный концентрическийa
Температура распылительной камеры, °С	2
Интерфейсные конусы	Ni
Расход Не в ячейке, см3/мин	4,5
Расход Н2 в ячейке, см3/мин	4,2
Скорость работы насоса-распылителя, с-1	0,1 (= 0,5 см3/мин)
Аналит/внутренний стандарт/режим газа	52Cr, 95Mo/72Ge в режиме Не 78Se/130Te в режиме Н2
а Например, "MicroMist". Это пример подходящего продукта, доступного на коммерческой основе. Информация предоставляется для удобства пользователей настоящего стандарта и не является рекламой названного продукта. Могут использоваться эквивалентные продукты, если они позволяют получать сходные результаты.

6 Расчеты

Коэффициенты отклика аналита по отношению к внутреннему стандарту измеряют при анализе многоэлементных рабочих стандартных растворов (см. 3.7), а наклон калибровочной кривой и пересечение автоматически вычисляют программным обеспечением с использованием невзвешенного линейного регрессионного анализа методом наименьших квадратов, чтобы получить наиболее подходящую линию. Затем в растворах образцов измеряют отношения отклика аналита к внутреннему стандарту, и расчетную концентрацию аналитического раствора умножают на соответствующий коэффициент разбавления, чтобы получить конечную концентрацию аналита в продукте.

7 Контроль качества результатов измерений

7.1 Линейность

Все калибровочные кривые строят с использованием невзвешенного линейного регрессионного анализа по методу наименьших квадратов и для каждой калибровочной кривой рассчитывают значения коэффициента корреляции (r). Каждую калибровочную кривую строят с использованием четырех многоэлементных стандартных растворов, включая контрольный стандартный раствор. Следует отметить, что все концентрации аналита в пробах находятся в линейном диапазоне калибровочной кривой и выше установленного нижнего предела линейности.

7.2 Предел количественного определения (ПКО)

ПКО - это наименьшая концентрация аналита в пробе, которая может быть надежно определена прибором. Значение ПКО обычно определяется путем умножения среднего стандартного отклонения (СО) результатов анализов 10 минерализованных пустых образцов на коэффициент 10, а инструментальный ПКО рассчитывается путем умножения инструментального ПО (предела обнаружения) на 3 (см. ссылку [2]). Однако в этом методе полезный или практический ПКО определяют как нижнее линейное предельное значение калибровочной кривой, поскольку точность и прецизионность измерений образцов ниже этого значения были бы неопределенными. Почти все обогащенные минералами пищевые продукты могут быть приготовлены с коэффициентом разбавления, так что Cr, Se и Мо будут присутствовать в аналитическом растворе с концентрацией выше ПКО.

7.3 Подбор матрицы с метанолом

Наличие углерода (органических соединений) в аналитических растворах вызывает усиление сигнала Se при анализе с помощью ИСП-МС (см. ссылки [3], [4], [5]). Для определения оптимальной концентрации метанола (источника углерода), необходимого для компенсации усиления сигнала Se, различные концентрации метанола добавляют как к калибровочным стандартным растворам, так и к минерализованным образцам.

7.4 Эффекты легко ионизируемых элементов (EIEs)

Многие пищевые продукты содержат значительные уровни ElEs, таких как Са, Na, K и Mg. Поэтому для определения каких-либо изменений концентраций аналитов были проанализированы контрольные растворы и растворы, содержащие 4 нг/см³ Cr и Мо и 2 нг/см³ Se, как с ElEs, так и без них.

7.5 Специфичность

Специфичность метода заключается в его способности точно измерять аналит в присутствии других компонентов в матрице образца, которые могут вызывать спектральные помехи. Чтобы продемонстрировать специфичность метода, контрольные растворы без предварительной минерализации были дополнены многоэлементными растворами с концентрациями в пробах, которые являются репрезентативными для пищевых продуктов в случае ICP-MS анализа. Используют стандартный режим с применением в качестве плазмообразующего газа Н₂ - для Se и Не - для Cr и Мо.

7.6 Точность

Точность демонстрируют путем анализа трех стандартных эталонных материалов (SRM), полученных из NIST, в течение двух разных дней, измерения степени извлечения в 10 продуктах питания в течение трех разных дней и сравнения результатов для 10 продуктов питания, полученных этим методом, с результатами, полученными другими валидированными методами - атомной эмиссионной спектроскопией с индуктивно связанной плазмой (ИСП-АЭС) (ICP-AES) и атомно-флуоресцентной спектрометрии (АФС) (AFS). Добавку аналитов проводят на уровне от 50 до 200 % от концентрации аналита в каждом продукте.

7.7 Прецизионность

Значения относительного стандартного отклонения (RSD) в течение дня и в разные дни определяют путем анализа нескольких пищевых продуктов и двух внутрилабораторных контрольных образцов. Прецизионность в течение дня определяют путем анализа образцов в двух повторностях в каждый день, а прецизионность в разные дни измеряют с использованием средних результатов повторных образцов, анализируемых каждый день в течение 10 разных дней.

7.8 Устойчивость и робастность

Для определения устойчивости метода лабораторные контрольные образцы анализировали два аналитика в течение 10 дней. Кроме того, образец SRM 1849, полученный из NIST, был проанализирован в трех повторностях с различной массой навески образца и с различными внутренними стандартами.

7.9 Воспроизводимость

Восемь лабораторий предоставили межлабораторный протокол испытания данного метода на семи пробах, представленных как слепые повторности (всего 14 образцов и контроль SRM 1849а, который был известен). Были представлены четыре страны и пять моделей ICP-MS от трех основных поставщиков. Результаты показали среднее RSDR 9,3 % для Cr, 5,3 % для Мо и 6,5 % для Se, со средним значением коэффициента Хорвитца 0,35 между всеми тремя аналитами и образцами.

Библиография

[1]	AOAC INTERNATIONAL Official Method 2011.19 Determination of Chromium, Selenium, and Molybdenum in Infant Formula and Adult Nutritional Products by Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry (ICP-MS) First Action 2011 (Официальный метод AOXA 2011.19 Определение хрома, селена и молибдена в детском питании и пищевых продуктах для взрослых с помощью индуктивно связанной плазмы в масс-спектрометрии (ICP-MS). Первая редакция, 2011)
[2]	IUPAC. Pesticides report 36. Glossary of terms relating to pesticides (IUPAC Recommendations 1996). Pure Appl. Chem. 1996, 68 pp. 1167-1193 [ИЮПАК. Отчет о пестицидах 36. Глоссарий терминов, касающихся пестицидов (Рекомендации ИЮПАК 1996). Теоретическая и прикладная химия 1996, 68 стр., 1167-1193]
[3]	Kralj P., Verber М. Investigations into Nonspectroscopic Effects of Organic Compounds in Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry. Acta Chim. Slov. 2003, 50 pp. 633-644
[4]	Gammelgaard В., Jons O. Determination of selenium in urine by inductively coupled plasma mass spectrometry: interferences and optimization. J. Anal. At. Spectrom. 1999, 14 pp. 867-874
[5]	Feldmann I., Jakubowski N., Thomas C., Stuewer D. (1999) Fresenius' J. Anal. Chem. 365, 415-421 J. AOAC Int. 95, 588(2012), AOAC SMPR 2011.009, J. AOAC Int. 95, 297(2012)
[6]	ОМА 2011.19, Determination of Chromium, Selenium, and Molybdenum in Infant Formula and Adult Nutritional Products - Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry: Collaborative Study (OMA 2011.19. Определение содержания хрома, селена и молибдена в детском питании и продуктах питания для взрослых. Масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой: совместное исследование)
[7]	ISO 5725-2:1994,	Accuracy (trueness and precision) of measurement methods and results - Part 2: Basic method for the determination of repeatability and reproducibility of a standard measurement method [Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 2. Основной метод определения повторяемости и воспроизводимости стандартного метода измерений]*
[8]	AOAC INTERNATIONAL. AOAC Official Methods Program, Associate Referee's Manual on development Study, Review, an Approval Process. Part IV AOAC Guidelines for Collaborative Studies, 1995, pp. 23-51 (AOXA. Программа официальных методов AOXA. Руководство по разработке, оценке, процессу утверждения. Часть IV. Рекомендации АОХА по совместным исследованиям, 1995. С. 23-51)

------------------------------

* Официальный перевод стандарта находится в Федеральном информационном фонде стандартов.