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嘉峪檢測網 2024-08-30 18:03
砷元素廣泛地分布于自然界，是一種毒性物質。砷的毒性不僅與其總量有關，還與砷存在的形態密切相關。其中三價砷 [As(Ⅲ)] 和五價砷 [As(Ⅴ)]這兩種無機砷的毒性高于二甲基砷 (DMA)、一甲基砷 (MMA)、砷甜菜堿 (AsB) 等有機砷的毒性，而且 As(Ⅲ) 的毒性約為 As(Ⅴ) 的60倍，國際癌癥研究機構已將無機砷列為第Ⅰ類致癌性物質。
隨著經濟的發展和生活水平日益提高，人們對品質生活的追求越來越高，肉類的需求也急劇增加。在飼料中添加有機砷制劑具有刺激動物生長、提高飼料轉化率、改善肉質等功效。但是，有機砷制劑在動物體內代謝的過程中，可能產生殘留或轉化為其他砷形態的化合物，在肌肉、肝臟和腎臟等器官長期殘留，進而隨食物鏈對人們的身體健康產生危害。因此，開發一種可同時測定多種砷形態化合物的分析方法具有重要的現實意義。
目前，常用的砷形態檢測方法主要有高效液相色譜法 (HPLC)、高效液相色譜-原子熒光光譜法 (HPLC-AFS)和高效液相色譜-電感耦合等離子體質譜法 (HPLC-ICP-MS)等。HPLC-ICP-MS因檢出限低、靈敏度高、準確度好、線性范圍寬等優點，已成為砷形態分析檢測最常用、最可靠的技術之一。因此，本工作采用色譜法HPLC分離，ICP-MS測定，提出了 HPLC-ICP-MS測定畜禽肉中5種砷形態含量的方法，旨在為相關畜禽肉的檢測提供依據。
1、試驗方法
稱取樣品置于離心管中，加入含1%硝酸的10%甲醇溶液，搖勻，水浴超聲。提取完畢，冷卻后離心。分取少量上清液，置于離心管中，加入正己烷，振搖后離心，棄去上層正己烷相，再加入正己烷重復上述步驟。吸取下層清液，過濾膜，濾液按照儀器工作條件進行測定。同時進行空白試驗。
2、結果與討論
2.1 色譜柱的選擇
為了選擇出分離效果好、快速、方便的色譜柱，分別采用Hamilton PRP-X100、Dionex AS16和Agilent ZORBAX SB-Aq 等3種色譜柱進行試驗。結果表明：3種色譜柱均可對5種砷形態進行良好分離，但Hamilton PRP-X100色譜柱的洗脫時間需10min，Dionex AS16和 Agilent ZORBAX SB-Aq 兩種色譜柱均可在5min內完成洗脫；使用Dionex AS16色譜柱時的流動相為300mmol·L-1碳酸銨溶液，濃度水平較高，容易造成ICP-MS錐口大量積鹽，使錐的使用壽命大大降低；而使用Agilent ZORBAX SB-Aq色譜柱時的流動相為含5mmol·L-1己烷磺酸鈉的20mmol·L-1檸檬酸溶液，鹽分較低，可延長錐的使用壽命，降低成本。因此，試驗選用Agilent ZORBAX SB-Aq色譜柱進行試驗。5μg·L-1混合標準溶液的色譜圖見圖1。
2.2 提取條件的選擇
2.2.1 提取劑
以加標豬肝樣品 ( 加標量10μg·L-1) 為待測對象，分別以水、1%硝酸溶液、10%甲醇溶液、含1%硝酸的10%甲醇溶液作為提取劑，于60℃超聲提取2.0h，考察了不同提取劑對5種砷形態回收率的影響，結果見表1。
表1 提取劑對5種砷形態回收率的影響
由表1可知：以水為提取劑時，5種砷形態的回收率均較低，無法滿足檢測需求；As(Ⅴ)、As(Ⅲ)、DMA在1%硝酸溶液作為提取劑時的回收率高于10%甲醇溶液作為提取劑時的，而MMA和AsB在10%甲醇溶液作為提取劑時的回收率高于1%硝酸溶液作為提取劑時的；當采用含1%硝酸的10%甲醇溶液作為提取劑時，5種砷形態的回收率均較高，可滿足檢測需求。因此，試驗選擇含1%硝酸的10%甲醇溶液為提取劑。
2.2.2 提取溫度
以含1%硝酸的10%甲醇溶液為提取劑，提取時間為2.0h，考察了提取溫度分別為40，50，60，70，80℃時對5種砷形態回收率的影響，結果見表2。
表2 提取溫度對5種砷形態回收率的影響
由表2可見：提取溫度為40~60℃ 時，隨著提取溫度的升高，5種砷形態的回收率逐漸上升，60℃時回收率達到最大；當提取溫度高于60℃時，除As(Ⅲ) 外其他 4種砷形態的回收率明顯降低。可能是提取溫度高于60℃時，樣品性質發生改變，將不同砷形態的化合物包裹緊密，使其不易被提取，而As(Ⅲ) 的回收率變化不大則可能是部分As(Ⅴ) 轉化為 As(Ⅲ)。因此，試驗選擇的提取溫度為60℃。
2.2.3 提取時間
以含1%硝酸的10%甲醇溶液為提取劑，提取溫度為60℃，考察了提取時間分別為0.5，1.0，1.5，2.0，2.5，3.0h時對5種砷形態回收率的影響，結果見表3。
表3 提取時間對5種砷形態回收率的影響
由表3可知：提取時間在2.0h以內時，5種砷形態的回收率隨提取時間的延長而升高，提取2.0h時回收率達到最大；提取時間大于2.0h后，MMA、DMA和AsB的回收率變化不大，但 As(Ⅴ) 的回收率下降，As(Ⅲ) 的回收率升高。可能是提取時間過長，造成部分砷形態發生轉變，As(Ⅴ) 被還原成As(Ⅲ)，但總無機砷含量變化不大。因此，試驗選擇的提取時間為 2.0h。
2.3 標準曲線和檢出限
以水為溶劑，逐級稀釋混合標準儲備溶液，配制成質量濃度為0，2，5，10，30，50μg·L-1的混合標準溶液系列。按照儀器工作條件測定上述溶液，以5種砷形態的質量濃度為橫坐標，對應的色譜峰面積為縱坐標繪制標準曲線。結果表明：5種砷形態標準曲線的線性范圍為2~50μg·L-1，線性回歸方程和相關系數見表4。
表4 線性回歸方程、相關系數和檢出限
以3倍信噪比(S/N) 計算檢出限 (3S/N)，結果見表4。
2.4 精密度和回收試驗
選取陰性豬肝樣品，進行3個不同濃度水平的加標回收試驗，計算回收率和測定值的相對標準偏差(RSD)，結果見表5。
表5 精密度和回收試驗結果（n=6）
由表5可知，5種砷形態的回收率為 81.5%~101%，測定值的RSD為1.3%~3.6%，滿足日常檢測要求。
2.5 樣品分析
按照試驗方法對購自于商超、市場的雞肉、雞肝、雞腎、豬肉、豬肝、豬腎等 10 份實際樣品進行測定，結果見表6。
表6 樣品分析結果
結果表明：樣品中 As(Ⅲ)、DMA和 AsB的檢出率較高，肝臟、腎臟中的砷形態檢出量高于肌肉中的，但均遠低于 GB 2762— 2017《食品安全國家標準 食品中污染物限量》對肉及肉制品中總砷的限量(0.5mg·kg-1)要求。
3、試驗結論
本文提出了HPLC-ICP-MS同時測定畜禽肉中As(Ⅲ)、As(Ⅴ)、DMA、MMA和AsB等5種砷形態含量的方法，該方法方便快速、實用性強、精密度及準確度均可滿足檢測要求，適用于畜禽肉中砷形態的分析檢測。
作者：何兵兵，喬晴，李辰，王向軍
單位：鄭州海關技術中心
來源：《理化檢驗-化學分冊》2024年第6期
來源：理化檢驗化學分冊
