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使用HPLC-ICP-MS 對(duì)嬰兒米粉中的無(wú)機(jī)砷進(jìn)行形態(tài)分析
閱讀：924 發(fā)布時(shí)間：2021-11-29前言：大米是攝入無(wú)機(jī)砷 (iAs) 的主要來(lái)源 [1],。砷自然存在于環(huán)境中,，而人類活動(dòng) 也會(huì)引入砷，比如二十世紀(jì)七十年代之前,，人們通過(guò)使用含砷農(nóng)藥引入了 砷,。水稻能夠從環(huán)境中有效富集砷，因?yàn)榉N植水稻的水淹地區(qū)有利于水稻 對(duì)砷化合物的吸收 [2,3],。 無(wú)機(jī)砷是一種已知的致癌物,，長(zhǎng)期暴露于低水平的砷中會(huì)增加患膀胱癌、 肺癌和皮膚癌以及 2 型糖尿病和心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn) [4],。與精白米相比,，糙 米中的砷含量更高 [1,5,6]。美國(guó)大米樣品中無(wú)機(jī)砷的濃度比世界其他地方的 更高,，而美國(guó)銷售的嬰兒米粉的原料通常都是美國(guó)產(chǎn)大米 [2],。
本應(yīng)用簡(jiǎn)報(bào)介紹了使用 FDA 元素分析手冊(cè) (EAM)：4.11 節(jié)高效液相色譜/電感耦合等離子體質(zhì)譜 (HPLCICP-MS) 方法對(duì)嬰兒米粉中的砷進(jìn)行形態(tài)分析。等度陰離 子交換 HPLC 用于砷形態(tài)分離,，ICP-MS 則作為砷形態(tài)檢 測(cè)器,，在 m/z 775 處對(duì)含砷的色譜峰進(jìn)行監(jiān)測(cè)。ICP-MS等離子體質(zhì)譜儀采用了氦氣碰撞反應(yīng)池模式以消除可能共洗脫的不同 形態(tài)的氯造成的干擾,。所有砷形態(tài)的檢測(cè)限和定量限 （LOD 和 LOQ）均低于 15 µg/g,，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差 (%RSD) 均 低于 7%,。該方法可以提供大米以及大米相關(guān)的嬰兒米 粉中的砷濃度信息,，這對(duì)于了解砷對(duì)嬰兒的健康風(fēng)險(xiǎn)是 非常有必要的。
標(biāo)準(zhǔn)參比物質(zhì) (SRM) 在砷形態(tài)測(cè)定以及總砷測(cè)定時(shí),，使用 NIST（美國(guó)國(guó)家標(biāo) 準(zhǔn)技術(shù)研究院）標(biāo)準(zhǔn)參比物質(zhì) (SRM) 1568a 和 1568 米粉 作為質(zhì)量控制物質(zhì)（表 1）,。NIST 1568 的總砷標(biāo)準(zhǔn)值為 410 ± 30 µg/kg，NIST 1568 的 As(III),、DMA 和 As(V) 分別 為 85 ± 17,、285 ± 57 和 31 ± 6 µg/kg,。 儀器 形態(tài)分析使用的儀器為 Agilent 1200 Infinity 液相色譜系 統(tǒng)，該系統(tǒng)由真空脫氣單元,、二元泵,、自動(dòng)進(jìn)樣器和 10 通閥（兩通已堵塞）組成。另外使用一臺(tái)外部泵 (LC20AD, Shimadzu) 用于內(nèi)標(biāo)添加,。利用 1/16 × 0.0025 × 12 英 寸 Peek 管 (Upchurch Scientific) 將 HPLC 系統(tǒng)與 Agilent 7700x ICP-MS 連接起來(lái),，并配置 MicroMist 霧化器和 Scott 雙通道霧化室。儀器運(yùn)行條件見(jiàn)表 2,。 標(biāo)準(zhǔn)溶液 按照 FDA 方法 (EAM 4.11) 對(duì)儲(chǔ)備形態(tài)標(biāo)樣進(jìn)行梯度稀 釋,，得到標(biāo)準(zhǔn)溶液（每天均需重新配制）。所有的砷儲(chǔ) 備標(biāo)準(zhǔn)溶液 (As(III),、DMA,、MMA、As(V)) 均為水溶液,， 濃度為 1000 µg/mL,。使用 ICP-MS 對(duì) DMA 和 MMA 標(biāo)樣 的砷濃度進(jìn)行驗(yàn)證。使用 ICP-MS 砷標(biāo)樣校準(zhǔn)曲線測(cè)定 1 µg/g MMA 和 DMA 標(biāo)樣的總砷濃度,。這些濃度用于對(duì) 儲(chǔ)備標(biāo)樣濃度進(jìn)行重新計(jì)算,，得到的新濃度值用于后續(xù) 計(jì)算。 將 200 µg/mL 的儲(chǔ)備溶液用流動(dòng)相稀釋至合適的濃度,， 得到工作標(biāo)樣,。所有的標(biāo)準(zhǔn)溶液均于 4 °C 下避光保存。 在實(shí)驗(yàn)的當(dāng)天上午配制新鮮的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液,。形態(tài)分析 方法中使用的內(nèi)標(biāo)為 2 ng/g As(V) 的流動(dòng)相溶液,，柱后 進(jìn)內(nèi)標(biāo)以監(jiān)測(cè)并校正信號(hào)漂移?？偭繙y(cè)定方法中使用的 內(nèi)標(biāo)為含 18% 異丙醇的銠/鍺溶液（100 mg/L ICP-MS 內(nèi) 標(biāo)混合溶液）,。
在流動(dòng)相溶液中加入 0.2 ng/g As(III)、DMA,、MMA 和 As(V),，用于測(cè)定 LOD 和 LOQ。在流動(dòng)相中加入 5 ng/g As(III) 和砷甜菜堿 (AsB),，配制分辨率檢查標(biāo)準(zhǔn),，用以 監(jiān)測(cè) AsB 與 As(III) 的分離。當(dāng)大約 50% As(III) 轉(zhuǎn)化成 As(V) 時(shí),，配制一個(gè)新的分辨率檢查標(biāo)準(zhǔn),。 樣品 嬰兒米粉購(gòu)自美國(guó)伊利諾伊州、加州、德克薩斯州以及 北達(dá)科它州不同地點(diǎn)的多個(gè)零售商店,。31 種嬰兒米粉 來(lái)自 7 家不同的生產(chǎn)商,。表 3 列出了從嬰兒米粉容器上 得到的信息。
樣品前處理 對(duì)所有嬰兒米粉進(jìn)行總砷和砷形態(tài)分析,。直接對(duì)容器中 的嬰兒米粉進(jìn)行分析,，無(wú)需進(jìn)一步干燥或均質(zhì)化處理。 在總砷分析時(shí),，使用的是限熱消解法,，消解后的樣品直 接進(jìn) ICP-MS 分析，無(wú)需 HPLC 分離,。 總砷以及形態(tài)分析均使用限熱消解法 [3],。本實(shí)驗(yàn)中所 有樣品前處理均采用稱重法。精確稱取 1 g 嬰兒米粉樣 品置于預(yù)先稱重的 50 mL 聚丙烯離心管（帶頂蓋）中,。 向管中加入 10 g 0.28 M HNO3,，然后旋轉(zhuǎn) 10-30 秒。然后 將蓋緊蓋的管置于預(yù)熱的限熱消解系統(tǒng)中,，95 °C 保持 90 分鐘,。
待樣品冷卻后，加入 6.7 g 去離子水,。將米粉懸浮液以 3500 rpm 的速率離心 10 分鐘,。上清液通過(guò)連接在 3 mL 一次性注射器上的 0.45 µm 尼龍注射式過(guò)濾器。將最開(kāi) 始通過(guò)過(guò)濾器的大約 1 mL 濾液舍棄到廢液中,，取 1 g 濾 液轉(zhuǎn)移至 15 mL 去皮重的離心管中,。向離心管中加入 2 g pH 校正溶液（向流動(dòng)相中加入氫氧化銨，pH 調(diào)至 9.95 ± 0.05）,。 使用 pH 校正溶液將最終方法空白和樣品的 pH 調(diào)至 6-8.5,。將得到的部分樣品溶液轉(zhuǎn)移至聚丙烯自動(dòng)進(jìn)樣器 進(jìn)樣瓶，待 HPLC-ICP-MS 分析,。
……
結(jié)論 本研究證明了 FDA 元素分析手冊(cè) (EAM)：4.11 節(jié)的 HPLC-ICP-MS 方法可成功應(yīng)用于嬰兒米粉中砷形態(tài)分 析,。靈敏度（LOD 和 LOQ）和精密度 (%RSD) 足以檢測(cè) 低濃度的所有砷形態(tài)，包括比之前 FDA 關(guān)于嬰兒米粉 研究中發(fā)現(xiàn)的 iAs 更低的濃度,。本研究為大米以及大米 相關(guān)的嬰兒米粉中的砷含量評(píng)估提供了大量非常必要的 新信息,。