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HPLC-ICP-MS法測定畜禽肉中5種砷形態(tài)的含量

嘉峪檢測網(wǎng) 2024-08-30 18:03

砷元素廣泛地分布于自然界，是一種毒性物質(zhì)。砷的毒性不僅與其總量有關(guān)，還與砷存在的形態(tài)密切相關(guān)。其中三價(jià)砷 [As(Ⅲ)] 和五價(jià)砷 [As(Ⅴ)]這兩種無機(jī)砷的毒性高于二甲基砷 (DMA)、一甲基砷 (MMA)、砷甜菜堿 (AsB) 等有機(jī)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(jī)構(gòu)已將無機(jī)砷列為第Ⅰ類致癌性物質(zhì)。

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生活水平日益提高，人們對品質(zhì)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(jī)砷制劑具有刺激動(dòng)物生長、提高飼料轉(zhuǎn)化率、改善肉質(zhì)等功效。但是，有機(jī)砷制劑在動(dòng)物體內(nèi)代謝的過程中，可能產(chǎn)生殘留或轉(zhuǎn)化為其他砷形態(tài)的化合物，在肌肉、肝臟和腎臟等器官長期殘留，進(jìn)而隨食物鏈對人們的身體健康產(chǎn)生危害。因此，開發(fā)一種可同時(shí)測定多種砷形態(tài)化合物的分析方法具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

目前，常用的砷形態(tài)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(zhì)譜法 (HPLC-ICP-MS)等。HPLC-ICP-MS因檢出限低、靈敏度高、準(zhǔn)確度好、線性范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，已成為砷形態(tài)分析檢測最常用、最可靠的技術(shù)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(tài)含量的方法，旨在為相關(guān)畜禽肉的檢測提供依據(jù)。

1、試驗(yàn)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(fù)上述步驟。吸取下層清液，過濾膜，濾液按照儀器工作條件進(jìn)行測定。同時(shí)進(jìn)行空白試驗(yàn)。

2、結(jié)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(jìn)行試驗(yàn)。結(jié)果表明：3種色譜柱均可對5種砷形態(tài)進(jìn)行良好分離，但Hamilton PRP-X100色譜柱的洗脫時(shí)間需10min，Dionex AS16和 Agilent ZORBAX SB-Aq 兩種色譜柱均可在5min內(nèi)完成洗脫；使用Dionex AS16色譜柱時(shí)的流動(dòng)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(shí)的流動(dòng)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(yàn)選用Agilent ZORBAX SB-Aq色譜柱進(jìn)行試驗(yàn)。5μg·L-1混合標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)豬肝樣品 ( 加標(biāo)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(tài)回收率的影響，結(jié)果見表1。

表1 提取劑對5種砷形態(tài)回收率的影響

由表1可知：以水為提取劑時(shí)，5種砷形態(tài)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(shí)的回收率高于10%甲醇溶液作為提取劑時(shí)的，而MMA和AsB在10%甲醇溶液作為提取劑時(shí)的回收率高于1%硝酸溶液作為提取劑時(shí)的；當(dāng)采用含1%硝酸的10%甲醇溶液作為提取劑時(shí)，5種砷形態(tài)的回收率均較高，可滿足檢測需求。因此，試驗(yàn)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(shí)間為2.0h，考察了提取溫度分別為40，50，60，70，80℃時(shí)對5種砷形態(tài)回收率的影響，結(jié)果見表2。

表2　提取溫度對5種砷形態(tài)回收率的影響

由表2可見：提取溫度為40~60℃ 時(shí)，隨著提取溫度的升高，5種砷形態(tài)的回收率逐漸上升，60℃時(shí)回收率達(dá)到最大；當(dāng)提取溫度高于60℃時(shí)，除As(Ⅲ) 外其他 4種砷形態(tài)的回收率明顯降低?？赡苁翘崛囟雀哂?0℃時(shí)，樣品性質(zhì)發(fā)生改變，將不同砷形態(tài)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(zhuǎn)化為 As(Ⅲ)。因此，試驗(yàn)選擇的提取溫度為60℃。

2.2.3 提取時(shí)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(shí)間分別為0.5，1.0，1.5，2.0，2.5，3.0h時(shí)對5種砷形態(tài)回收率的影響，結(jié)果見表3。

表3 提取時(shí)間對5種砷形態(tài)回收率的影響

由表3可知：提取時(shí)間在2.0h以內(nèi)時(shí)，5種砷形態(tài)的回收率隨提取時(shí)間的延長而升高，提取2.0h時(shí)回收率達(dá)到最大；提取時(shí)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?？赡苁翘崛r(shí)間過長，造成部分砷形態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)變，As(Ⅴ) 被還原成As(Ⅲ)，但總無機(jī)砷含量變化不大。因此，試驗(yàn)選擇的提取時(shí)間為 2.0h。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線和檢出限

以水為溶劑，逐級稀釋混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液，配制成質(zhì)量濃度為0，2，5，10，30，50μg·L-1的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液系列。按照儀器工作條件測定上述溶液，以5種砷形態(tài)的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，對應(yīng)的色譜峰面積為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。結(jié)果表明：5種砷形態(tài)標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性范圍為2~50μg·L-1，線性回歸方程和相關(guān)系數(shù)見表4。

表4 線性回歸方程、相關(guān)系數(shù)和檢出限