PowerPoint-Präsentation

Jod und andere Spurenelemente
in Hühnereiern
C. Laguna Paredes, M. Sager
Jod
Essentiell; Mitteleuropa ein Mangelgebiet;
empfohlene Tagesaufnahme (Mensch); 0,15 mg
(mindestens 0,06 mg)
Supplementierung in Salz und Futtermitteln
höchstzulässig im Alleinfutter: 40 mg/kg
Schöniger – Verbrennung  Absorption in alkalischer Lösung
Nassveraschung mit Chlorsäure/ Perchlorsäure/ Salpetersäure – explosiv !
Hochdruckveraschung mit HNO3/HClO4
Extraktion mit Wasser oder mit Aminen
Alkalischer Extrakt muss membranfiltriert werden ?
im Serum nur 3% freies Jodid !
ICP-MS: 127-J nur 30% Ionisationseffizienz, aber 100 % Vorkommen
entweder als Jodid oder als Jodat, nicht als Jod- Element !
neutrales Jodat und saures Jodat gleich empfindlich
Aufschlussverfahren:
Jodat und Jodid nicht flüchtig, Element/HJ / Organo-Jod flüchtig
Muffelofen mit ZnO (VDLUFA)
Muffelofen mit MgO/KMnO4 oder Mg (NO3)2 + Destillation von der Asche als J2
Druckaufschluss mit HNO3 ?
Selektive Extraktion: Phosphatpuffer (Hoover 1971)
Verd. NH3 (VDLUFA)
1% Tetramethylammoniumhydroxid (Druckbombe)
Salpetersaure Kaliumchloratlösung
20g KClO3 + 200 ml H2O + 80 ml HNO3 supr., alles Kunststoff
=200 mVal Oxidationsäquivalent zum CO2
1g C6H12O6 ≙ 133 mVal
⇒ 1 g Pflanze; bei fettreichen Proben weniger (Fettflocken!)
bzw. 1 g Eidotter oder 0,5g Eiklar
H2O verhindert Überdruck
Beim Öffnen der Druckbomben noch + 1 ml KClO3/HNO3 Lsg., sonst Gasentwicklung,
und ICP geht mit purer Lösung aus !
Für Bor, Schwefel, Spurenelemente (IPE Ringanalysen; bes. Ba, Al, Cr; As)
Druckaufschluss mit salpetersaurer Kaliumchloratlösung für die
Spurenanalyse in pflanzlichem Material
Analyse von Nichtmetallen in biologischem Material:
Oxidativ saurer Aufschluss
Verflüchtigung
Schmelzaufschluss
hohe Salzmengen
Alkalische Extraktion
hochmolekulare Substanzen
P und S unvollständig
Ziel:
Oxidation der organischen Substanz
Wiedererhalt der Nichtmetalle Jod, Bor, Germanium, Silizium, Schwefel, Phosphor
Verwendbar für andere Haupt- und Spurenelemente
Generell: nur ca. 2% des Aerosols gehen in das Plasma
(gelöstes Jodid, Jodat, Organo-Jod)
aber Gase zu 100 % (J2 und HJ)
⇨ Signal spezies-abhängig !
KJO3 ist Urtitersubstanz !
Nachweisgrenzen in 5g KClO3 + 15 ml HNO3 in 250 ml= 2% KClO3/ 1M HNO3
Neb
Δ/ppm
NWG 2s
1,20 ml/min 0,4
0,7
36,7
15,6 ng/ml
1,50
0,4
0,7
42,0
15,0
1,60
0,4
0,7
38,8
17,0
1,50
0,5
0,8
29,4
81,7
1,50
0,4
0,8
32,1
79,0
Pumpe
J-178
Aux
Problem: Überlappung mit Linie P-178
nichtlineare Korrektur mit 20-40-100 mg/L, aber reale Proben zumeist zu hoch
Matrixeffekt: wenn 0,25% KClO3 = 100% (= Aufschlusslsg 1+10),
dann ist 1,25% KClO3 = 85 % (=Aufschlusslsg. 1+1)
⇨ 2 Kalibrationsreihen für B-Ge-Si-J-P-S !
Nachweisgrenze
mg/kg *
1g/25ml
Matrixeffekt
0,25%  1,25 %
KClO3
B- 208
0,49
83,9 %
B- 249
0,40
87,1 %
Ge-209
0,41
83,7 %
Ge-265
0,14
83,5%
J- 178
0,52
85,2 %
S- 180
0,51
88,8 %
Si-251
0,55
86,7 %
Si-212
0,77
87,2%
* Leerwertmethode, Programm VALIDATA
ICP-OES: (Nichtlineare) Korrektur von J- 178 mit 10/ 40 / 100 mg/L PO4 erforderlich
Überlagerung J-178 mit P-178
1600
178,225
1400
Emissionsintensität
1200
1000
50 mg/L Phosphor
2 mg/L Jod
800
600
400
178,220
200
0
178,185
Wellenlänge
178,258
Versuche zur Trennung Jodat – Phosphat:
1)
Ausschütteln als J2, rückschütteln als J-
im Zentrifugenröhrchen; schlechte Phasentrennung; schlechter Erhalt von zugesetztem Jodat
wie stellt man mit der Aufschlusslösung pH und Redoxpotential richtig ein ?
Reduktion HBr
CHCl3
NH2OH
HBr
CCl4
(NH4)2SO3
NH4Ox
CCl4
(NH4)2SO3
1-6%
[PO4]= 6-31 mg/L
?
[PO4]= 23 ppm
24% aus reiner Aufschlusslsg.
? aus realer Probe
NH2OH
CCl4
(NH4)2SO3
Trotz [PO4] < 40 mg/L: Korrektur zu ungenau, weil nichtlinear und mögl. matrixabhängig
2) Adsorption des Phosphats an ungarischem Zeolith ("Derolin"): schütteln, filtrieren
5 ml Aufschluss + 1ml 5% KClO3
keine PO4-Adsorption; pH ?
ICP-MS:
Speziesabhängigkeit der Zerstäubung bleibt
Optimierung: Zerstäuber 0,84 – 0,90 – 0,96 ml/min
0,96 – 1,00 ml/min
Plasma 1260 – 1360 – 1550 W
⇒ 0,96
Signal sinkt während einer Serie
⇒ 1260 W max. Int. (reine Lösung)
1550W minimaler Matrixeffekt (Aufschluss Schweineleber)
Kompromiss schließlich: Zerstäuber 0,98 ml/min // 1450 W
Verdünnung 1/20 und Te-125 oder Br-79 als interner Std.:
Signal sinkt durch Stdadd. (auf 63-84%), starkes Memory
5-fache Menge erhalten mit saurem Modifier
Neutrales KClO3/KBrO3/Te ... IAG Futtermittel stimmt etwa
Fertigmenüs und IPE: Modifier 3,7 ml 5% KClO3
0,3 ml 1000 ppm Br (als KBrO3)
20 µl 2000 ppm Te
Verdünnt mit H2O
1/20; Werte höher in Pflanzen; beim Mineralfutter IAG tiefer.
Wie wirkt die Fütterung auf die Zusammensetzung des Eies ?
Vorgangsweise:
Ei trennen in Eidotter und Eiklar
Gefriertrocknen und Wassergehalt notierem
Druckaufschluss mit Kaliumchlorat- Salpetersäure
Extraktion mit Tetramethylammoniumhydroxid (Druckbombe)
Messung mit ICP-OES:
Hauptelemente Ca, Mg, Na, P
Spurenelemente Ba, Be, Cu, Fe, Mn, Sr, Zn
Unter der NWG: Al, As, Cd, Co, Cr, Mo, Ni, Sn, Sb, V
Neu: Jod – ein essentielles Element !!
Messung mit ICP-MS, Standardaddition
Gesamt-Jod  alkalisch extrahierbares Jodid
Hauptelemente im Legehennenfutter 2002- 2005, mg/kg
%
Alleinfutter
Ergänzungsfutter
Mineralfutter
Prämixe
Median
Bereich
Zahl
Median
Bereich
Zahl
Median
Bereich
Zahl
Median
Bereich
Zahl
Ca
3,64
3,05-5,87
21
8,78
3,80-12,0
41
14,9
10,7-19,8
6
29,9
15,7-35,9
6
Mg
0,246
0,178-0,330
21
0,352
0,358-0,685
41
1,88
0,644-2,48
6
0,902
0,413-2,82
6
Na
0,147
0,121-0,21
21
0,328
0,210-0,633
41
7,12
6,07-8,65
6
0,141
0,059-0,46
5
K
0,746
0,61-0,93
19
1,27
0,88-1,64
40
0,216
0,19-0,28
4
0,172
0,106-0,52
6
P
0,662
0,58-0,79
21
1,20
0,85-1,89
41
12,7
7,47-16,2
7
0,284
0,015-0,59
6
Spuren im Legehennenfutter 2002- 2005, mg/kg
Ppm
Alleinfutter
Ergänzungsfutter
Mineralfutter
Prämixe
Median
Bereich
Zahl
Median
Bereich
Zahl
Median
Bereich
Zahl
Median
Bereich
Zahl
Al
128
61-328
20
331
76-790
40
796
657-1059
5
1383
451-2621
6
As
<0,4
< 0,4
17
< 0,4
<0,4-0,58
33
1,65
<0,4-2,3
4
1,58
1,08-2,10
4
Ba
3,55
1,6-6,6
20
5,2
1,3-13,0
40
10,9
5,2-16,1
5
55
22-100
6
Be
0,041
0,028-0,081
20
0,084
0,038-0,192
40
0,81
0,58-1,09
5
0,44
0,30-0,65
6
Cd
0,13
0,08-0,19
21
0,20
0,059-0,46
39
2,36
1,57-3,85
7
0,53
0,23-2,29
6
Co
0,65
0,35-1,43
20
1,12
0,39-3,55
41
12,6
7,7-42,2
6
17,2
9,9-40,4
6
Cr
2,61
< 0,8-4,5
20
5,5
1,4 - 11,0
40
66
42 - 99
6
3,8
3,2 - 10,7
6
Cu
18,1
13,1-28,6
21
35,2
16,6-73,0
41
520
274-599
7
1684
454-2124
6
Fe
280
148-430
20
624
230-1010
41
3017
2199-3684
7
6117
3464-11304
6
Li
1,05
0,27-3,27
20
1,95
0,67-4,37
39
3,29
1,58-6,99
5
3,34
1,75-5,07
6
Mn
105
73-160
21
231
119-414
41
5193
1939-6102
7
15364
7614-18791
6
Mo
1,33
0,82-2,37
20
2,11
0,89-4,04
40
1,46
1,36-5,65
5
< 0,4
<0,4-0,73
6
Ni
2,05
1,34-4,15
20
3,42
2,00-10,1
40
28,9
15,7-62
5
18,0
7,5-37,2
12
Pb
0,42
< 0,3-1,08
19
0,68
0,32-3,43
38
2,5
1,6-4,1
6
7,7
4,0-19,3
5
Sr
21,3
14,0-38,5
20
46,7
22,586,0
40
328
225-402
5
117
77-174
6
V
1,57
0,17-2,6
20
4,14
0,86-6,5
40
73
53-101
5
3,7
2,0-8,4
6
Zn
92
65-149
21
189
103-384
41
2770
2080-4110
5
10800
7300-19300
5
Jod in Futtermittelproben
3,00
2,50
Jod, mg/kg
2,00
TMAH Extrakt
1,50
KClO3-Aufschluss
1,00
0,50
0,00
0
1
2
3
4
5
6
7
Jod in Eiern
8,00
7,00
Jod, mg/kg
6,00
5,00
KClO3-Klar
TMAH-Klar
4,00
KClO3-Dotter
3,00
TMAH-Dotter
2,00
1,00
0,00
0
1
2
3
4
5
6
7
Futtermittel KClO3 Auschluss
NWG
Al
Ba
Be
Ca
Cd
Co
Cr
Cu
Fe
Mg
Mn
Mo
Na
Ni
P
Pb
S
Sb
Sn
Sr
V
Zn
2,4
0,06
0,003
0,01
0,05
0,15
0,15
1,0
0,3
0,3
0,8
1,0
1,0
1,0
0,06
1,0
0,2
Median
Min
Max
206,6
9,4
0,027
39081
0,09
0,63
3,08
19,5
208
3398
123,8
1,7
2035
2,2
6372
<1,0
2892
<1,0
<1,0
22,8
<1,0
110,6
67,9
4,0
<0,003
14775
0,06
0,45
1,49
13,9
161
2396
89,6
0,0
1537
1,6
5301
<1,0
2886
<1,0
<1,0
12,0
<1,0
81,3
400,2
18,1
0,046
61376
0,17
1,14
4,06
31,8
446
87079
158,1
2,6
2962
2,5
8039
<1,0
2897
<1,0
<1,0
52,5
1,6
158,2
Futtermittel- TMAH Extrakte
NWG
Al
Ba
Be
Ca
Cd
Co
Cr
Cu
Fe
Mg
Mn
Mo
Na
Ni
P
Pb
S
Sb
Sn
Sr
V
Zn
Median
Min
Max
0,6
11,20
2,05
0,01
2634
<0,07
0,24
0,17
6,88
28,12
1834
27,99
0,92
1466
0,83
2941
<0,6
2,99
0,03
-0,01
1031
<0,07
0,07
<0,1
0,33
10,88
1094
4,03
<0,2
1418
<0,5
1174
<0,6
48,52
5,57
0,07
13915
0,09
0,95
1,77
18,29
70,68
2574
125,23
1,60
1515
2,05
7440
1,33
0,7
0,7
0,04
0,6
0,9
<0,7
<0,7
3,10
<0,6
22,95
<0,7
<0,7
1,42
<0,6
4,34
1,97
<0,7
9,87
0,81
89,39
1,5
0,04
0,002
0,07
0,03
0,1
0,1
0,5
0,2
0,2
0,5
Verhältnisse Futtermittel - Eier
KClO3/NHO3 Aufschluss
2,00
1,80
1,60
mg/g Jod im Ei
1,40
1,20
ppm Dotter
ppm Klar
Linear (ppm Dotter)
Exponentiell (ppm Klar)
1,00
0,80
0,60
0,40
0,20
0,00
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
mg/kg Jod im Futtermittel
2,50
3,00
Verhältnisse Futtermittel-Eier
TMAH Extrakte
2,00
1,80
1,60
mg/g Jod im Ei
1,40
1,20
ppm Dotter
ppm Klar
Linear (ppm Dotter)
Linear (ppm Klar)
1,00
0,80
0,60
0,40
0,20
0,00
0,00
0,20
0,40
0,60
0,80
1,00
1,20
mg/kg Jod im Futtermittel
1,40
1,60
1,80
2,00