HBF₄を用いた菓子中のTiO₂(ナノ)粒子の 安全かつ効率的な分解に向けて
二酸化チタン(ナノ)粒子(TiO₂ NPs)を含む菓子類は、分析上の課題を抱えています。このアプリケーションレポートでは、HF を直接取り扱うことなく、HBF₄からの in situ HF 生成を利用した最適化された分解プロトコルを示します。アントンパール製 Multiwave 7000 システムとそれに続く ICP-MS/MS 分析を用いて実施されたこの方法は、HF および HBF₄ を用いた菓子類マトリックスの分解において、チタン(Ti)の正確かつ均一な定量化を保証します。
健康への懸念から、欧州食品安全機関(EFSA)は2021年に二酸化チタン(TiO₂)の食品添加物としての使用を禁止しました (Younes et al. 2021)。TiO₂は食品添加物(E171と呼ばれる)として広く使用されており、特に菓子類の光沢剤や着色剤として用いられています (Weir et al. 2012)。E171は主にアナターゼ型で構成され、ルチル型が2番目に多く、そのかなりの割合がナノ粒子です(Bischoff et al. 2020)。今回の規制決定(E171の禁止)は、食品中のTiO₂の存在量と含有量を評価するための信頼性の高い分析方法の必要性を強調するものであり、これは規制遵守を支援するとともに、さらなる毒性学的評価を促進するためにも重要です。全チタン含有量の測定は、サンプルにTiO₂が含まれているかどうかを評価する初期スクリーニング方法として使用され、その後、穏やかな抽出法を用いたサイズ分解分析(例えば、sp-ICP-MS)の回収率を決定し、TiO₂ナノ粒子の質量濃度と同様に、サイズ分布と個数を決定するために用いられます。TiO₂ 分析における分析ワークフローにおいて、分解プロセスは非常に重要な要素です。サンプルの分解が不完全だと、結果に大きなばらつきが生じ、過小評価される可能性があるからです。HNO3 のみを用いた従来の分解法は、TiO₂ の化学的安定性が高いため不十分な場合が多く、そのためフッ化水素酸(HF)(Weir et al. 2012)や硫酸(H₂SO₄)(Mudunkotuwa et al. 2016)が完全な溶解を確実にするために頻繁に用いられます。したがって、このような分析が困難な対象物を対象とするラボにとって、安全かつ効率的な分解プロトコルの開発は最優先事項です。このアプリケーションレポートでは、テトラフルオロホウ酸(HBF₄)を用いた in situ HF生成を利用する分解プロトコルの開発と最適化について述べます。提案された方法は、直接 HF を扱うよりも安全で実用的な代替手段を提供すると同時に、TiO₂ ナノ粒子に対する同様の分解能力を確保します。
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