Development and comparison of two validated methods to determine cadmium and arsenic in Colombian rice by ICP-MS and ICP-OES

• Autores: Yeni Rodríguez Giraldo, Estefania Rodriguez Sánchez, Edwin Alfredo Cifuentes Muñoz, Yuri Martínez Hernandez, Maria Pichimata
• Localización: Biotecnología en el Sector Agropecuario y Agroindustrial: BSAA, ISSN-e 1909-9959, ISSN 1692-3561, Vol. 22, Nº. 2, 2024, págs. 72-87
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Desarrollo y comparación de dos métodos validados para determinar cadmio y arsénico en arroz colombiano mediante ICP-MS e ICP-OES
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• Resumen
  • español

    Algunos metales son esenciales para la dieta, como el hierro (Fe), el cobre (Cu), el manganeso (Mn) y el zinc (Zn). Sin embargo, hay metales pesados que no son biodegradables, por lo que no son esenciales para el metabolismo ya que no cumplen un papel fisiológico en los seres humanos ni en las plantas. Por ello, se convierten en un factor adverso para la salud por sus capacidades acumulativas, como el cadmio (Cd), el cromo (Cr), el plomo (Pb), el arsénico (As) y el mercurio (Hg). Este estudio tuvo como objetivo desarrollar y comparar dos métodos para determinar el contenido de Cd y As en granos de arroz (Oryza sativa L.). Las muestras se sometieron a digestión ácida asistida por microondas con HNO3, y H2O2 [2:1] ya que este método es útil para preparar muestras con presencia de materia orgánica puesto que minimiza la pérdida de analitos y la contaminación de la muestra. Posteriormente, se analizaron mediante espectrometría de masas con plasma de acoplamiento inductivo cuadrupolar (ICP-MS) equipada con una célula de colisión/reacción y mediante espectrometría de emisión óptica con plasma de acoplamiento inductivo (ICP-OES). El rendimiento del método propuesto se evaluó según los parámetros de selectividad, sensibilidad, rango lineal, límites de detección y cuantificación, precisión, precisión intermedia y reproducibilidad. Los resultados mostraron que el método de digestión fue satisfactorio para la preparación de la muestra y que la técnica ICP-MS obtuvo límites de cuantificación más bajos en comparación con ICP-OES. Sin embargo, debido a las concentraciones cuantificadas, los resultados indicaron que ambos métodos son adecuados para determinar Cd y As en arroz, considerando los límites máximos permitidos en diferentes tipos de arroz regulados en el Codex Alimentarius y la Unión Europea

  • English

    Some metals are essential for the diet, such as iron (Fe), copper (Cu), manganese (Mn), and zinc (Zn). However, there are heavy metals that are not biodegradable, so they are not essential for metabolism since they do not fulfill a physiological role in humans or plants. Therefore, they become an adverse factor in terms of health due to their cu-mulative capacities, such as cadmium (Cd), chromium (Cr), lead (Pb), arsenic (As), and mercury (Hg). This study aimed to develop and compare two methods to determine the content of Cd and As in rice grains (Oryza sativa L.). The samples were subjected to microwave-assisted acid digestion with HNO3, and H2O2 [2:1] as this method is useful to prepare samples with the presence of organic matter since it minimizes the loss of analytes and sample contamination. Subsequently, these were analyzed by quadru-pole inductively coupled plasma-mass spectrometry (ICP-MS) equipped with a colli-sion/reaction cell and by inductively coupled plasma-optical emission spectrometry (ICP-OES). The performance of the proposed method was evaluated under selectivity, sensitivity, linear range, limits of detection and quantification, precision, intermedia-te precision, and reproducibility parameters. The results showed that the digestion method was satisfactory for sample preparation and the ICP-MS technique obtained lower quantification limits compared to ICP-OES. However, due to the quantified con-centrations, the results indicated that both methods are suitable to determine Cd and As in rice, considering the maximum limits allowed in different types of rice regulated in the Codex Alimentarius and the European Union.