ANSES（食品、環境、職場における安全衛生を担当するフランスの機関）の Laboratory for Food Safety は、COFRAC の認定を受けた、メゾンアルフォールに拠点を置く公的検査ラボで、国の食品安全性のモニタリングとリスク評価を担当しています。このラボでは、大規模な総合食事研究を含む規制監督プログラム用の多元素 ICP-MS メソッドの開発とバリデーションを実行しているため、多様な食品マトリックスにわたり信頼性の高い性能を確保することが不可欠です。
精度プロファイルのバリデーション方法
幅広い濃度範囲と食品マトリックスにわたるメソッド性能のバリデーションには、フランスの基準である NF V03-110 で定められている精度プロファイルの手法を統合戦略として使用しました。この手法では真度と精度を個別に評価するのではなく、両パラメータを組み合わせて β-予測許容差を出すため、将来のほとんどの分析結果が事前に定義した許容範囲（λ）内に収まることを実証できます。これらの限界値により、目的に対するメソッドの適合性を視覚的に評価できます。またこれらのパラメータにより、理論上の条件やブランク測定ではなく、バリデーション済みの分析性能に完全に基づいて運用上の定量下限（LOQ）を測定できます。このグローバルな評価方法は特に、幅広い多様なマトリックスに適用される多元素メソッドに適しています。このような場合は性能にばらつきがあり、従来のバリデーションパラメータでは実際のルーチン条件を十分に反映できないことが多いためです。
35 元素の ICP-MS メソッドに適用される体系的なバリデーションワークフローについて、図 1 にまとめています。
バリデーションは、複数の独立した一連の分析（認定標準物質、技能試験物質、添加サンプルの分析を含む）に基づいて実施しました。この手法により、主要元素、微量元素、新しい元素のルーチン条件下でのバイアスと室内再現精度を、1 つのバリデーションフレームワーク内で確実に評価できます。
多元素 ICP-MS メソッドの運用実装
バリデーション対象の 35 元素メソッドを、マイクロ波分解、外部検量線法、内部標準補正を組み合わせた 1 つの ICP-MS ワークフローとして実装しました。すべての元素を同じ分析シーケンス内で、マトリックス固有の適応なしで測定しました。
ルーチン分析の堅牢性を確保するため、装置条件を慎重に簡素化しました。一部の元素は標準モード（ノーガス）で分析し、（多原子）スペクトル干渉の低減が必要な場合にのみ、特定の同位体に He モードと KED を適用しました。また、元素ごとに 1 つの同位体を選択し、内部標準の数も制限して、メソッドの複雑さを軽減し、長期的な分析安定性を向上させました。
このようなシンプルな構成により、1 つのメソッドフレームワーク内で主要元素と超微量元素の両方を定量できます。
シンプルなメソッド内での新しい元素の統合
ICP-MS メソッドは以前に公開された研究1に基づいていますが、4 種類の元素（Rh、Pd、Pt、Tl）を追加して拡張しました。これらの元素は、特に自動車の触媒コンバータから拡散する環境汚染物質であるため、食品化学において注目が高まっています。これらの元素は通常、超微量レベルで存在するため、運用上の低 LOQ と慎重な干渉評価が必要です。これらの元素を既存メソッドに組み込んで、35 種類の元素を同時に測定できました。追加の取り込みモードを導入したり、装置の操作が複雑化したりすることはありませんでした。
精度プロファイルのバリデーションにより、これらの新しい元素が検証済みの濃度範囲全体において、あらかじめ定義された許容範囲に適合することを確認しました。この評価により、堅牢性と分析の信頼性を維持したまま、拡張されたモニタリング機能を統合型の多元素 ICP-MS ワークフロー内に組み込めることが証明されました。
図 2 に、Rh で取得した代表的な精度プロファイル、バリデーション対象の動作範囲、運用上の LOQ の定義を示します。
メソッド性能の結果
バリデーション対象メソッドは、35 種類の元素と試験対象の食品マトリックスすべてにおいて一貫した性能を示しました。精度プロファイルは、超微量元素、微量元素、主要元素、新しい元素（Pt、Rh、Pd、Tl）のいずれも、バリデーション対象の濃度範囲全体で所定の許容範囲内（± 30～35 %）でした。
運用上の LOQ の範囲は数桁にわたり、Cd、Hg、Pb、Pt などの元素ではサブ µg/L レベル、Na、K、Ca、Mg などの主要元素では一般的に濃度範囲がより高くなりました。注目すべき点は、シンプルなノーガスと He KED の構成で全体的な分析性能が低下せず、ルーチン条件下で干渉を効果的に制御できたことです。
35 元素と関連する ICP-MS 取り込みモードで達成した運用上の LOQ の概要は、図 3 をご覧ください。
参考資料
- Chevallier, E.; Chekri, R.; Zinck, J.; Guérin, T.; Noël, L.『Simultaneous determination of 31 elements in foodstuffs by ICP-MS after closed-vessel microwave digestion: Method validation based on the accuracy profile（食品中の 31 種類の元素を密閉容器でマイクロ波分解した後に ICP-MS で同時測定：精度プロファイルに基づくメソッドバリデーション）』 J. Food Compos. Anal., 2015, 41, 35-41, DOI: 10.1016/j.jfca.2014.12.024
詳細はこちら
Leufroy, A. et al. 『Advanced ICP-MS method for multi-element determination in food: Validation by the accuracy profile approach and application to a wide range of matrices（食品中の多元素測定用の高度な ICP-MS メソッド：精度プロファイル手法によるバリデーションと幅広いマトリックスへの適用）』J. Food Compos.Anal., 149, 2026, 108711, https://doi.org/10.1016/j.jfca.2025.108711
