C O D A - C E R V A Centrum voor Onderzoek in Diergeneeskunde en Agrochemie Centre d Etude et de Recherches Vétérinaires et Agrochimiques

Transcriptie

1 SOP/TRA/ANA/0z Vnr : 01 Datum/Date : 6/6/13 Pg 1/15 Titel/Titre : Extractie en isolatie van anorganisch arseen uit voeding van plantaardige oorsprong (landplanten) d.m.v. vaste fase extractiepatronen (Solid Phase Extraction-SPE cartridges) Extraction et isolation de l arsenic inorganique dans les denrées alimentaires d origine végétale (plantes terrestres) avec des cartouches d extraction phase solide (Solid Phase Extraction-SPE Doel / Objet : Dit werkvoorschrift beschrijft hoe anorganisch arseen kan geëxtraheerd en geïsoleerd worden uit voeding van plantaardige oorsprong (landplanten) via het gebruik van vaste fase anionuitwisselingspatronen (Solid Phase Extraction- SPE Van de gekende arseen species zijn de anorganische vormen het meest schadelijk voor de gezondheid. Cette instruction décrit l extraction et l isolation d arsenic dans des denrées alimentaires d origine végétale (plantes terrestres) par l usage des cartouches d extraction phase solide avec une anion-échangeur fort. Parmi ces composés d As connus, les formes inorganiques sont les plus dangereuses pour la santé. Toepassingsgebied / Domaine d application : Dit werkvoorschrift wordt toegepast op voeding van plantaardige oorsprong (landplanten). Cette instruction s applique aux denrées alimentaires d'origine végétale (plantes terrestres). Bestemmelingen / Destinataires : zie distributielijst / Voir liste de distribution Aantal copies in omloop / Copies en circulation : 3 Vnr 0x Datum vrijgave Date d application Historiek / Historique Reden(en) wijziging / Motif(s) de changement Eerste editie / Première édition Naam / Nom Auteur Kwaliteitsverantwoordelijke Technisch verantwoordelijke Responsable Qualité Responsable technique Cheyns K. Knapen K. Ruttens A. Handtekening of paraaf Signature ou paraphe Datum / Date

2 SOP/TRA/ANA/0z Vnr : 01 Datum/Date : 6/6/13 Pg 2/15 1.Doel Dit werkvoorschrift heeft tot doel arseen te extraheren uit voedingsmatrices van plantaardige oorsprong (landplanten) en vervolgens anorganisch arseen te scheiden van organische arseen species in het extract. Van de gekende arseen species zijn de anorganische vormen het meest schadelijk voor de gezondheid. 2.Toepassingsgebied Deze methode wordt toegepast op plantaardige voedingsmatrices (landplanten). 3.Definities, afkortingen, referenties en normen 3.1. Afkortingen As arseen As III arseniet As V arsenaat As i anorganisch arseen bidi water home made bigedestilleerd water CRM gecertifieerd referentiemateriaal g gram kg kilogram ICP-MS massaspectrometer gekoppeld aan een inductief plasma HG-AAS hydride generation atomic absorption spectrometry SPE solid phase extraction vaste fase extractie L liter ml mililiter RBS 25 professioneel detergent µg microgram µl microliter M mol/liter mm millimol/liter kpa kilopascal 3.2. Referenties Directive 2002/657/EC of 12/08/2002 (publication date : 17/08/2002), concerning the performance of analytical methods and the interpretation of results, and implementing Council Directive 96/23/EC. Official Journal of the European Communities L221/8 (2002) 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). EN 16278:2012 SOP/TRA/PRE/01 : Voorbereiding van de stalen voor het bepalen van spoorelementen PRO/5.5/01 : Interne controles PRO/5.1/04 : afvalverwijdering 4.Principe 4.1. Voorbereiding en extractie De voorbereiding en de homogenisering van de stalen is beschreven in de SOP/TRA/PRE/01. Na homogenisatie worden de stalen overgebracht in extractiebuizen en wordt de extractieoplossing -die bestaat uit een mengels van een zuur en een oxidant (0,1 M HNO 3 in 3% H 2 O 2 ) - en een magnetisch roerstaafje toegevoegd. Vervolgens worden de extractiebuizen hermetisch afgesloten, 10 seconden op de vortex gemengd en in de houder van de microgolfoven geplaatst.

3 SOP/TRA/ANA/0z Vnr : 01 Datum/Date : 6/6/13 Pg 4/15 Het gebruik van een doeltreffend opwarmingsprogramma en het roeren van de stalen m.b.v. een magnetische roerstaaf, verzekert vervolgens de extractie van As uit het staal. De oxiderende omgeving zorgt ervoor dat het aanwezige As III omgezet wordt in As V, zodat al het anorganisch As in het extract aanwezig is als As V Isolatie van anorganisch As Na de staalvoorbereiding en extractie (4.1) wordt het anorganisch As in de extracten gescheiden van de organische As species via gebruik van vaste fase anionuitwisselingspatronen (Solid Phase Extraction cartridge, SPE-cartridge; wegwerppatronen).. De verschillende pka-waarden van de anorganische As species in vergelijking met de organische As species zorgen ervoor dat deze species onder andere condities elueren. Specifiek in dit geval gebeurt de elutie van anorganisch As m.b.v. een 0.5M HCl oplossing. Het eluens wordt opgevangen en vervolgens kan de totale As-concentratie in dit eluens (die door de specifieke elutiecondiites enkel het anorganisch As bevat), bepaald worden aan de hand van de gangbare analytische technieken (vb. ICP-MS, HG-AAS). 5.Goederen 5.1 Klein Laboratoriummateriaal Maatkolven Pipetpunten Extractiebuizen van de microgolfoven Handschoenen Spatel Vortex Conische buizen van 50 ml (aangepast voor centrifugatie op t/min) Conische buizen van 15 ml met schroefdop Vaste fase extractie patronen met sterke anionuitwisselingsfase (vb.: Strata SAX (Phenomenex) mg/6 ml) Testtubes om in de vacuum manifold te plaatsen ph indicator papier (ph range 4-7) 5.2. Specifieke reactieven Alle reactieven worden bewaard bij omgevingstemperatuur (20±5 C) tenzij anders is aangeduid. Ammoniumcarbonaat poeder CH 6 N 2 O 2 * CH 5 NO 3 (1:1), p.a. Ammoniumcarbonaatbuffer van 40mM. Om deze oplossing te bereiden moet 628 mg ammoniumcarbonaat opgelost worden in 100 ml bidi-water. Dagvers. Waterstof peroxide oplossing (30%), p.a RBS 25 aceton Salpeterzuur HNO 3 conc (68%), kwaliteit extra pur. Salpeterzuur oplossing 3,8 M HNO 3 : 250 ml HNO 3 conc aanlengen tot 1L met bidi-water) Salpeterzuur oplossing 0,11 M HNO 3 : 7,26 ml HNO 3 conc aanlengen tot 1L met bidi-water) Salpeterzuur oplossing 0,1 M HNO 3 in 3% H 2 O 2 : 0,650 ml HNO 3 conc en 10 ml H 2 O 2 30% aanlengen tot 100 ml met bidi-water = extractie-oplossing Waterstofchloride HCl conc, 30% (massa fractie) met dichtheid (HCl) 1,15 g/ml, p.a. Waterstofchloride 0,5 M HCl: 4,7 ml HCl conc aanlengen tot 100 ml met bidi-water. Azijnzuur CH 3 COOH conc, 100% Azijnzuuroplossing 0,5 M CH 3 COOH: 2,9 ml CH 3 COOH conc aanlengen tot 100 ml met bidi-water. Natriumhydroxide pellets, w(naoh) 98 % Natriumhydroxide oplossing 0,1 M NaOH: los 0,4 g NaOH op in 100 ml bidi-water. Methanol (CH 3 OH), 100% Equilibratie-oplossing: mengsel van equivalente hoeveelheden ammoniumcarbonaatbuffer (40 mm)en extractieoplossing (0,1 M HNO 3 in 3% H 2 O 2 )

4 SOP/TRA/ANA/0z Vnr : 01 Datum/Date : 6/6/13 Pg 6/ Referentiematerialen CRM: NMIJ 7503 a, Rice flour of analoge CRM. NMIJ 7503 a: gecertificeerd totaal As gehalte: 98 ± 7 µg/kg; gecertificeerde concentratie As III : 71,1 ± 2,9 µg/kg; gecertificeerde concentratie As V : 13,0 ± 0,9 µg/kg. Som anorganisch arseen = A siii +As V = 84,1 ± 3.0 µg/kg. Wordt bewaard bij <28 C. As V standaard: 1000 µg/ml arsenic5+ in H 2 O startmateriaal: arsenic (V) oxide hydrate (As 2 O 5.H 2 O), wordt bewaard bij kamertemperatuur. 6.Uitrustingen Analytische balans Microgolfoven voor de extractie Pipetten met regelbaar volume ph meter Koelkast (5±3 C) Centrifuge (met rotor voor 50 ml) Vacuum manifold met regelbaar drukdebiet Vacuumpomp Destillatie systeem voor aanmaak van dubbel gedestilleerd water 7.Werkwijze 7.1. Reiniging Extractiebuizen: 15 ml HNO 3 (3,8 M) in de buizen brengen, ze sluiten en in de carrousel van de microgolfoven plaatsen. Het verwarmingsprogramma Wash 180C toepassen. Na afkoelen, de mineralisatiebuizen en de stoppen 2 maal spoelen met bidi-water. De buizen zijn dan na drogen klaar voor de extractie. In het geval er vet achterblijft in de buizen na de extractie van bepaalde stalen, de binnenkant van de buizen reinigen met RBS 25 en/of aceton vooraleer over te gaan tot de hogerbeschreven reiniging. Magnetische roerstaafjes: minstens 12 uur in HNO 3 (3,8 M) laten weken, daarna 3 maal spoelen met bidi-water en laten drogen. Pipetpunten: de punten van 5 en 10 ml moeten gespoeld worden met de oplossing die moet gepipetteerd worden vooraleer ze te gebruiken voor het bereiden van de oplossingen. Houders en kraantjes vacuum manifold: minstens 12 uur in HNO 3 (3,8 M) laten weken, daarna 3 maal spoelen met bidi-water en laten drogen.

5 SOP/TRA/ANA/0z Vnr : 01 Datum/Date : 6/6/13 Pg 8/ Voorbereiding van de stalen extractie 1. Een deel van het gehomogeniseerde staal (zie SOP/TRA/PRE/01) afwegen in een extractiebuis (in tweevoud). Dit gewicht is ± 2 g voor verse stalen en ± 0,5 g voor droge stalen. Het juiste afgewogen gewicht wordt genoteerd op het document SOP/TRA/ANA/0z/DOC01 : Formulier voor de registratie van de technische parameters (in bijlage 1) ten einde de verdunningsfactor te kunnen berekenen. Na toevoegen van 9mL HNO 3 0,11 M en 1 ml H %, waarbij zoveel mogelijk materiaal dat op de wanden plakt naar beneden wordt gespoeld, wordt een magnetische roerstaaf toegevoegd, wordt de buis gevortext (om materiaal te bevochtigen) en worden de extractiebuizen gesloten en in de carrousel geplaatst. De procedureblanco s en de CRM(s) (ook in 2 herhalingen) worden op dezelfde manier behandeld als de stalen. 2. De extractiebuizen worden per 16 of per 24 buizen in de carrousel van de microgolfoven geplaatst en dit zo symmetrisch mogelijk om een zo gelijkmatig mogelijke temperatuurverdeling, die gemeten wordt met IR cellen, te verkrijgen. De carrousel wordt in de microgolfoven geplaatst, de deur wordt gesloten en het verwarmingsprogramma met roerfunctie wordt opgestart. Het programma is MAE As met temperatuurstijging tot 90 C gedurende 7 minuten waarna de temperatuur op 90 C gehouden wordt gedurende 20 minuten (roersnelheid op 3). 3. Na afkoelen worden de extractiebuizen geopend en wordt de oplossing in een conisch buisje (voor centrifugatie) van 50 ml gebracht. De oplossing wordt zo gecentrifugeerd gedurende 10 minuten bij een snelheid van g (10000 rpm op Juan centrifuge). Nadien wordt 3 ml van het supernatans overgebracht in een buisje van 15 ml, dat afgesloten kan worden met een stop. Deze stalen kunnen bewaard worden in de koelkast (5±3 C) tot de analyse aanvangt (max 3 weken) Buffering van het extract Alvorens de isolatie van het anorganisch As te starten moet het extract gebufferd worden op ph 6,5. Dit gebeurt door aan 3 ml van het extract 3 ml ammoniumcarbonaatbuffer (40mMtoe te voegen. Met een ph stick wordt nagegaan of deze ph gelijk is aan 6,5 ± 1. Indien nodig wordt de ph aangepast met azijnzuur (0,5 M CH 3 COOH) of natriumhydroxide (0,1 M NaOH). Indien zuur of base toegevoegd wordt, wordt het toegevoegde volume genoteerd op het document SOP/TRA/ANA/0z/DOC01 : Formulier voor de registratie van de technische parameters (in bijlage 1) Scheiding anorganisch As De scheiding van anorganisch As van de organische As species in het extract gebeurt op een vaste fase anionuitwisselingspatroon (Solid Phase Extraction cartridge, SPE-cartridge). Deze scheiding gebeurt in patronen geplaats op een vacuum manifold met manometer. Per staal is 1 patroon nodig. Elk patroon kan verbonden worden met het vacuum door middel van een kraantje.

6 SOP/TRA/ANA/0z Vnr : 01 Datum/Date : 6/6/13 Pg 10/15 Wanneer de patronen op de vacuum manifold zijn geplaatst dienen achtereenvolgens devolgende stappen te worden doorlopen : 1. CONDITIONERING Aan elk patroon wordt 2 ml methanol toegevoegd. 2. EQUILIBRATIE Aan elk patroon wordt 2 ml equilibratie oplossing toegevoegd. 3. LADEN (alle aanwezige arseen species binden op het patroon) Aan elk patroon wordt 4 ml gebufferd extract toegevoegd. 4. WASSEN (de organische As species worden uitgeloogd) Aan elk patroon wordt 1 ml azijnzuuroplossing (0,5 M) toegevoegd. Herhaal dit 2 keer (totaal 3 ml azijnzuur). Het vacuum wordt verhoogd tot kpa en de patronen drogen nog 5 minuten. 5. UITLOGEN (arsenaat wordt uitgeloogd) In de manifold worden vials geplaats om de oplossing op te vangen per patroon. Aan elk patroon wordt 1,25 ml 0,5 M HCl toegevoegd. Het vacuum wordt verhoogd tot kpa en de patronen drogen nog 5 minuten Positieve controle en procedureblanco s Een positieve controle wordt in tweevoud meegenomen bij de scheiding van de As-species op de vaste fase. Aan de hand van de resultaten van deze positieve controle kan de recovery nagegaan worden. Deze positieve controle is een staal van 10 µg/l As V in de extractie-oplossing. Om dit aan te maken wordt eerst uit de geconcentreerde standaardoplossing van 1000 mg/l As V een oplossing van 250 µg/l As V aangemaakt (62.5 µl van 1000 mg/l As V aanlengen tot 250 ml met bidi-water), deze 250 ppb oplossing mag maximaal gedurende 35 dagen gebruikt worden en dient gestockeerd te worden in de koelkast (5±3 C). Vervolgens kan een controlestaal van 10 µg/l As V aangemaakt worden in een maatkalf van 25 ml door de oplossing van 250 µg/l te verdunnen (1 ml van 250 µg/l As V µl HNO 3 conc + 2,5 ml H 2 O 2 30% aanlengen tot 25 ml met bidi-water). Elke dag wanneer analyses uitgevoerd worden moet de positieve controle vers bereid worden. De procedureblanco s bevatten alle gebruikte reactieven en doorlopen mee alle stappen van de procedure. De positieve controle en de procedureblanc s zorgen voor een controle van het geheel van de voorbereidingsstappen van het staal Meting Na het doorlopen van de stappen 7.1 tot 7.3 zijn de resulterende oplossingen van de stalen, de procedureblanco s, de positieve controles en de CRM s klaar voor analyse. In deze oplossingen dient de totale As concentratie vervolgens bepaald te worden door gebruik van de gangbare analytische technieken. In het geval van meting via ICP-MS moet rekening gehouden wordt met de mogelijke interferentie van 40 Ar 35 Cl op 75 As.

7 SOP/TRA/ANA/0z Vnr : 01 Datum/Date : 6/6/13 Pg 12/15 8.Specifieke veiligheidsvoorschriften Bij de verschillende stappen in de voorbereiding van de stalen moeten de operatoren handschoenen dragen (bescherming tegen zuren en vermijden van contaminaties). Bij het gebruik van de microgolfoven moet de afzuiging van de trekkast in werking zijn (eventuele toxische dampen). Voor het bereiden van de bufferoplossing, moeten een beschermingsmasker, een veiligheidsbril en handschoenen gedragen worden. De samenstelling is irriterend bij contact, ingestie en inademing. Geconcentreerd salpeterzuur kan ernstige brandwonden veroorzaken. Voorkom huidcontact en inademing van dampen. Hoge concentraties anorganisch As kunnen toxisch zijn en potentieel kankerverwekkend. Draag handschoenen bij de prepartie en manipulatie van geconcentreerde standaarden ( 1000mg/L) of poeders. 9.Interne controle Een CRM die representatief is voor de te meten stalen (plantaardige voedingsmatrices) en een positieve controle worden in duplo toegevoegd in elke analysereeks. De resultaten van deze stalen kunnen informatie geven over de juistheid van de meetmethode. De procedureblanco s doorlopen alle stappen en geven informatie over eventuele contaminaties. 10.Bijlagen Bijlage 1: SOP/TRA/ANA/0x/DOC01/V01 : Formulier voor de registratie van de technische parameters

8 Œ r u v w x y z Œ Œ Y T Bijlage 1/ Annexe 1: SOP/TRA/ANA/0z/DOC01/V01 : Formulier voor de registratie van de technische parameters/ Formulaire pour l enregistrement des paramètres techniques & ' ( ) * +, -. * ) / ) : ; < = >? : A B C D E F J Q O N R G U V W H L J X E K K L E F J M G F K N G O J P Z [ G H I J S L S V \ L L P T ] ^ _ ` a b c ^ d d e f e a f g h b c h i j a a k l m c n h k n h o n j f p i q n { ] t ] ] ] r ] u ] v ] w ] x ] y ] z ] { r t r ] r r r u r v } ~ ~ ƒ ˆ ˆ ˆ Š Š Ž Ž š œ Œ Ž Ÿ " " ž Œ! " " ˆ } } ˆ } ª ~ ˆ } ~ ª

9 ± ² ³ ² µ ¹ º» ¼ ½ ¾ À Á Â Ã Ä ¾ Á Å Æ Â Ç È É É Ê Ã Ë «Ì Í Ä Î Ç Í È È Ã Æ ¾ Å Æ Á Á Ä Ç Ï Ð Ñ Ò Ó Ô Õ Ö Õ Ø Œ Ž Ù Ú Û Ü Ý Þ ß àá â ß ã ã ä å æ æ ç à â å æ æ Ü è é à ê à ë ì Þ í î ä ï Ì Â È É ð Ê Ã Ê Ä ï Ä Ç Ï Ë Ç Ì Â Ã Ä È É ñ ò ï Ã Æ ó Ä ï Ê Æ ¾ Å Æ Á Á Ä Ç Ï Ð Ñ ô Ó Ô õ Ì Ø æ Ú ö ø Þ ù ú û ü à â å æ æ Ü è é à ê à ë ì Þ í î ä ï Ì Â È É ð Ê Ã Ê Ä ï Ä Ç Ï Ë Ì Â Ê Ã Á Â Æ ñ ò ï Ã Æ ñ Å Æ Ã Ä ï Ê Æ ¾ Å Æ Á Á Ä Ç Ï Ð Ñ Ò Ó Ô Õ Å Ø ö Ú ý Ü Ý ú þ Ý ÿ û â ÿ à â å æ æ Ü è é à ê à ë ì Þ í î ä ï Ì Â È É ð Ê Ã Ê Ä ï Ä Ç Ï Ë Ê Ç Â Ã Ä È Ï Ê Ã Ê Ç Ë ¹»» ¼ ½ Ÿ É É Æ Ç Ä È É Ì Ã ð Æ Ç Ì Ì Â ¾ Æ Ê ï Ê Ã Ô Õ õ 2 2 Õ Ò õ Ô ô Ë ô Ø Ø ž Ð É Ó Ë Å Æ Á 2 É Ï Æ ¾ Ä Ç ô Ð Ð É ð Ä ï Ä À Ì Â Ê Ã ï Ì Â È É ð Ê Ã Ê Ä ï Ä Ç Ï Ê Ç Â Ã Ä È Ï Ê Ë õ Ö Ð Ñ ô Ó Ä Ç š š Ë Å Æ Á Ò Ð œ Å õ Ö Æ Ç Ê Ç ô Ð É š š Ð Æ ¾ Ä Ç ô Ð Ð É ð Ä ï Ä À Ì Â Ê Ã ï Ì Â È É ð Ê Ã Ê Ä ï Ä Ç Ï É Ê Ç Ï Ê Ê Ç Ï Ê Å Ä Î Ê ñ Æ Ê ; Ê Ê Å ñ Ê Ä ï ð È Ê Ã Ô ž Ð É Ó Ÿ É É Æ Ç Ä È É Ì Ã ð Æ Ç Ì Ì Â Æ ¾ Å Æ Á Á Ä Ç Ï Ø É Ê Â ï Ê Ê ó Â Ã Ì Â Ä Ê À Æ ¾ Å Æ Á Á Ä Ç Ï Ô õ Ö Ð Ñ ô Ó Ä Ç š š Ø ï Ì Â È É ð Ê Ã Ê Ä ï Ä Ç Ï Ì Ã Â Ã Ä ï Ï Ê Á Å Æ Â Ç È É É Ê Ã Ë É Ì ó ï Ã È Â Ä Î ï Ê Ç Á Å Ì ï Ê Ç É Ì ó ï Ã È Â Ä Î ï Ê Ç Á Ì Á Á Ê Ç É Ì ó ï Ã È Â Ä Î ï Ê Ç Á Ê Å È Ê Ã Ê Ç Ì Ì Ì! " # $ # % & % '! ( $ )! * % +, " -. / ï Ì Â È É ð Ê Ã Ê Ä ï Ä Ç Ï 2 Ò Ð ¾ ¾ ð Ë Á Â Æ 2 Ò Ð ¾ ¾ ð Å Æ Â Ç Ã Ñ Ë : 8 ï Ì Â È É ; ð Ê Ã Ê Ä ï Ä Ç Ï Ë < = > A B C D E F G = = H I J K L < M N O P Q R K S T U V W V X Y Z [ \ ] ^ ` a b ` c b ` d e d f g a h i j k i l m m n o p q q q p r s t u q q t u p q v w x y z { i } ~ v ~ k j m } w x j ƒ ˆ Š j m } w x j