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使用 HPLC-ICP-MS 快速測(cè)定精白米中的五種砷形態(tài)
閱讀：1006 發(fā)布時(shí)間：2020-3-4前言 ：*,，砷 (As) 是一種有毒元素,，可存在于環(huán)境和食品中。因此,，多個(gè)國(guó)家 和地區(qū)對(duì)其進(jìn)行了嚴(yán)格監(jiān)管,。然而，由于砷的生物毒性在很大程度上取決于其化 學(xué)形態(tài),，因此砷形態(tài)分析比總砷分析更為重要。例如,，如果已知一種海藻樣品含 有高濃度砷,，但主要以 AsB 形式存在，那么食用該樣品就沒有潛在風(fēng)險(xiǎn),，因?yàn)?AsB 是無毒的,。在砷的五種主要形態(tài) As(V)、MMA,、As(III),、DMA 和 AsB 中， 只有兩種無機(jī)形態(tài)（As(III) 和 As(V)）是有毒的,。這些無機(jī)砷還對(duì)人體有致癌作 用,，因此尤其需要對(duì)食品中的無機(jī)砷進(jìn)行測(cè)定。以大米為主食的國(guó)家對(duì)大米中的 砷特別關(guān)注,。水稻可從土壤和水中吸收砷,。與其他農(nóng)作物相比，水稻的生長(zhǎng)需要 大量的水，因此更可能發(fā)生砷積聚,。
本研究展示了使用配備 Agilent ZORBAX SB-Aq 色譜柱的 Agilent 1260 HPLC 系統(tǒng)與安捷倫7900 ICP-MS聯(lián)用對(duì)大米中有毒砷形態(tài)的快速測(cè)定方法,。
實(shí)驗(yàn)部分：儀器 將包含四元泵、自動(dòng)進(jìn)樣器和真空脫氣機(jī)的 Agilent 1260 HPLC 系統(tǒng)與 Agilent 7900 CP-MS 聯(lián)用,。使用 PFA 管線 將色譜柱出口端輕松連接至 ICP-MS 霧化器,。在整個(gè)分析 過程中，Agilent ZORBAX SB-Aq（部件號(hào) 880975-914,， 4.6 mm 內(nèi)徑 x 250 mm,，5 µm）反相色譜柱保持在室溫下 運(yùn)行。流動(dòng)相為 20 mM 檸檬酸和 5 mM 己烷磺酸鈉,，用 氫氧化鈉調(diào)節(jié)至 pH = 4.3,。實(shí)驗(yàn)中對(duì) 5 µL 和 100 µL 兩種 進(jìn)樣量進(jìn)行了評(píng)估。HPLC 和 ICP-MS 操作參數(shù)見表 1,。 配備八極桿反應(yīng)池系統(tǒng) (ORS4 ) 碰撞/反應(yīng)池 (CRC) 的 Agilent 7900 ICP-MS 能在多種干擾條件下對(duì)砷進(jìn)行高靈敏度和高 特異性分析,。一些法規(guī)指導(dǎo)中規(guī)定必須使用鹽酸提取食品 樣品以模擬胃內(nèi)條件。而在本研究中,，基于 ArCl 和 CaCl 形成的多原子離子可能對(duì)砷的唯yi同位素 (m/z 75) 造成質(zhì) 譜干擾,。然而，在氦氣模式下運(yùn)行 7900 ICP-MS ORS4 可有 效去除這類基體中多原子對(duì)砷的干擾,。
化學(xué)品與試劑：As(V),、MMA、As(III),、DMA 和 AsB 的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液購(gòu) 自 NIMC（中國(guó)北京國(guó)家計(jì)量科學(xué)研究院）,。高純檸檬酸 (≥ 99.5%)、己烷磺酸鈉 (≥ 98%) 和氫氧化鈉 (≥ 99.99%) 購(gòu) 自 Sigma Aldrich 化學(xué)品公司（英國(guó)）,。使用超純級(jí) HNO3 （英國(guó) Sigma Aldrich 公司）進(jìn)行樣品前處理,。
樣品前處理：精白米購(gòu)自中國(guó)以下地區(qū)：江蘇、福建,、遼寧,、重慶和江西。 將精白米樣品碾碎并用 30 目濾網(wǎng)過篩,，制成米粉,。稱取 1.00 g 米粉置于聚丙烯離心管 (50 mL) 中。加入 15 mL 0.15 M HNO3,，然后渦旋混合 30 秒,。將蓋緊蓋的管在室 溫下放置過夜；然后置于 90 °C 烘箱中 2.5 小時(shí),，每 30 分 鐘振蕩 30 秒,。提取完成后,，將樣品置于 4 °C 冰箱中冷卻。 將冷卻的米粉懸濁液以 8000 rpm 離心 15 分鐘,，然后用 0.22 µm 聚醚砜 (PES) 過濾器對(duì)上清液進(jìn)行過濾,。在 4 °C 下儲(chǔ)存濾液并在 24 小時(shí)內(nèi)完成分析，以大限度減少砷的 形態(tài)間轉(zhuǎn)換,。
結(jié)果與討論：分離與定量 制備 6 種不同濃度的校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)溶液（含 5 種砷形態(tài)）：1 ppb,、 5 ppb、10 ppb,、50 ppb,、100 ppb 和 200 ppb，并進(jìn)行分 析,。10 ppb 校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)溶液（進(jìn)樣量 5 µL）的色譜圖顯示 5 種 砷形態(tài)均在 4 分鐘內(nèi)得到良好分離（圖 1）,。所得結(jié)果用于 繪制砷形態(tài)校準(zhǔn)曲線，如圖 2 所示,。
市售大米樣品分析 20 種市售大米樣品中的砷濃度測(cè)定結(jié)果列于表 7 中,。如表 中所示，20 種大米樣品中均含有 As(V),、As(III) 和 DMA,。 大米樣品中的無機(jī)砷和 DMA 含量差異很大，可能反映了原 水稻生長(zhǎng)環(huán)境中的砷濃度,。雖然各樣品中的有毒無機(jī)砷濃 度不同,，但所有大米樣品中的無機(jī)砷含量均低于食品法典委 員會(huì)的建議上限 0.2 mg/kg。
結(jié)論：本研究采用 Agilent 1260 Infinity LC 與 Agilent 7900 ICP-MS聯(lián)用對(duì)精白米中的 5 種砷形態(tài)進(jìn)行了分離,。該方法分析速 度快,，可在四分鐘內(nèi)測(cè)定包括毒性相關(guān)無機(jī)形態(tài) As(III) 和 As(V) 在內(nèi)的 5 種砷形態(tài)，同時(shí)具有出色的靈敏度,、準(zhǔn)確度 和精密度,。采用在氦氣模式下運(yùn)行的 ORS4 池可去除對(duì)砷的 任何潛在干擾，例如 ArCl+ ,。 在 20 種大米樣品中均檢測(cè)出了不同濃度的無機(jī)砷和 DMA。 然而,，所有樣品均未超過食品法典委員會(huì)的建議限值 0.2 mg/kg,。 本文中列出的經(jīng)驗(yàn)證方法適用于快速測(cè)定大米和其他食品樣 品中的痕量 As(V)、MMA,、As(III),、DMA 和 AsB。