中獸藥中砷含量檢測方法研究

張崇威，陳 薔，邱富娜，王俊峰，宋志超

(河南省獸藥飼料監察所，鄭州 450008)

砷是自然界中廣泛存在的一種非金屬元素，分無機砷和有機胂[1]。有機胂能促進畜禽生長和提高料肉比，提高其抗菌、抗球蟲及機體免疫力，提高畜禽產品色素沉著及防治硒中毒等優點[2]。因此，1996年我國農業部批準有機胂制劑的使用，隨后被廣泛應用于畜禽養殖業[3]。

雖然有機胂作為飼料添加劑對我國的畜牧業具有重要意義，但有機胂經畜禽代謝排泄隨其糞便進入土壤后，以毒性更高的無機砷及甲基胂等形態累積在作物以及畜禽體內[4-6]，長期食用含有砷過量的食品將會導致砷慢性中毒等不良影響。鑒此，我國農業部于2018年1月11日發布中華人民共和國農業部第2638號公告，公告明確指出：自2019年5月1日起，停止經營、使用喹乙醇、氨苯胂酸、洛克沙胂等3種獸藥的原料藥及各種制劑，這標志著在我國畜牧養殖企業應用了多年的作為飼料添加劑的氨苯胂酸、洛克沙胂將被徹底禁用。這將有可能導致部分不法分子通過其他途徑變相使用砷制劑，如在中獸藥中違法添加砷制劑等，以及由于環境污染，造成中獸藥中砷含量超標的現象。因此制定中獸藥中砷元素檢測方法就顯得尤為重要。目前，食品[7，1]、飼料[3-4，8]、礦物質[9]、水[10-11]中等砷含量的檢測已有大量報道，但中獸藥中砷含量的檢測尚未見有文獻發表。因此，為防范于未然，建立中獸藥中砷含量的檢測方法意義重大。本研究不僅建立了檢測中獸藥中總砷含量的兩種方法，并對兩種方法的優劣進行了初步研究和比較。

1 材料與方法

1.1 儀器 AFS 8220雙通道原子熒光光度計(北京吉天)；ELAN DRC-e電感耦合等離子體質譜儀(美國PE公司)；MARS6微波消解儀(美國CEM公司)；AB204-N分析天平(梅特列-托利多(上海)有限公司)；

1.2 試劑 硝酸：優級純，Fluke公司；鹽酸：優級純，北京化工；30%過氧化氫優級純，天津市科密歐化學試劑有限公司；氫氧化鈉、硫脲：分析純，天津市科密歐化學試劑有限公司；硼氫化鈉：優級純，天津市科密歐化學試劑有限公司；抗壞血酸：分析純，國藥集團化學試劑有限公司；砷標液：1000 μg/mL，中國計量科學研究院；鍺標液：1000 μg/mL，國家有色金屬及電子材料分析測試中心；洛克沙胂：98%，百靈威公司。實驗用水為經Milli-Q凈化系統制備的去離子水。

1.3 試劑配制 5%硫脲-抗壞血酸：精密稱量硫脲、抗壞血酸各5 g，加水溶解并定容至100 mL；0.5% NaOH-1.0% NaBH4：精密稱取0.5 g NaOH，加水溶解定容至100 mL，然后加入1.0 g NaBH4溶解。

1.4 試驗方法

1.4.1 儀器條件

1.4.1.1 微波消解程序 根據固態及液態中獸藥特性，建立以下微波消解程序,如表1。

表1 微波消解程序Tab 1 Procedure of microwave digestion

1.4.1.2 電感耦合等離子體質譜儀(ICP-MS)

根據設計要求，履帶式多吸盤行走機構對工作平面的適應性強、行進速度較快，可越過一般的障礙物。這種運動方案不僅可以使光伏清潔機器人安全可靠地在太陽能電池板表面上行走，并能順利地克服排布間隙對吸附系統的影響。所以采用履帶行走方式配合多個真空吸盤吸附的運動方案。

透鏡電壓：7.75 mV；霧化氣流量：1.02 L/min；輔助氣流量：1.20 L/min；等離子氣流量18.00 L/min；電感耦合等離子體功率：1300.00 W；脈沖電壓：750.00 V。

1.4.1.3 原子熒光儀 光電倍增管負高壓(V)：270；原子化器高度(mm)：8；燈電流(mA)：60；載氣流量(mL/min)：300；屏蔽氣流量(mL/min)：800；注入量(mL)：0.5；讀數時間(s)：10；延遲時間(s)：1.0；

1.4.2 標準曲線的繪制

1.4.2.1 電感耦合等離子體質譜法(ICP-MS) 以1%硝酸溶液為介質逐級稀釋砷標準貯備液，配制成濃度分別為0、5.0、15.0、20.0、25.0、50.0 μg/L的砷標準溶液各50 mL，同時添加內標鍺元素標準溶液使其濃度為5.0 μg/L，以砷工作液濃度為橫坐標，砷響應值與內標元素鍺響應值的比值為縱坐標繪制標準曲線。

1.4.2.2 原子熒光法 以5%鹽酸溶液為介質逐級稀釋砷標準貯備液，同時添加10 mL 5%硫脲-抗壞血酸溶液，配制成濃度分別為0、5.0、15.0、20.0、25.0、50.0 μg/L的砷標準溶液各50 mL，以砷工作液濃度為橫坐標，砷元素的熒光值為縱坐標繪制標準曲線。

1.4.3 樣品前處理

1.4.3.1 電感耦合等離子質譜法(ICP-MS) 準確稱取固態中獸藥0.5 g(精確到0.001 g)、液態中獸藥1.00 mL，加5 mL硝酸及1 mL雙氧水，靜置過夜，置微波中消解。待冷卻至室溫，以水為介質轉移消解液于50 mL容量瓶中，加1 μg/mL的鍺標準溶液25 μL，加水定容混勻待測。

1.4.3.2 原子熒光法 按1.4.3.1操作至“待冷卻至室溫”，置入趕酸儀中，170 ℃趕酸至消解液至黃豆大小液滴，加5%鹽酸溶液轉移至50 mL容量瓶中，加10 mL 5%硫脲-抗壞血酸溶液，并以5%鹽酸溶液定容混勻待測。

2 結果與分析

2.1 線性關系及靈敏度 砷含量的曲線方程見表2，標準曲線見圖1、圖2。

表2 砷元素線性方程Tab 2 Linear equation of arsenic

圖1 ICP-MS條件下砷標準曲線Fig 1 Standard curve of arsenic under ICP-MS conditions

圖2 原子熒光儀條件下砷標準曲線Fig 2 Standard curve of arsenic under AFS conditions

由表2及圖1、圖2可見，ICP-MS方法及原子熒光法條件下砷元素在0～50 μg/L的濃度范圍內線性關系良好。

分別選取經檢測不含砷或含砷較低的以下3種固態中獸藥及3種液態中獸藥作為中獸藥代表：忍冬黃連散(方城華明藥業有限公司，批號：18021601)、黃芪多糖粉(河南百草元獸藥有限公司，批號：18110101)、青蒿常山顆粒(鄭州金大眾動物藥業有限公司，批號：18030401)及穿心蓮注射液(河南后羿實業集團有限公司，批號：18050316)、雙黃連口服液(河南牧翔動物藥業有限公司，批號：180904)、板藍根注射液(新鄉天祥藥業有限公司，批號：18081901)，按照1.4.3樣品方法處理，每種獸藥取11平行，檢出限按照3倍標準偏差計，ICP-MS及原子熒光法條件下，固態中獸藥檢出限為1 μg/kg，液態中獸藥檢出限為0.5 μg/L。

2.2 準確度分析 選取以上6種中獸藥，每種中獸藥做3平行，ICP-MS法測得忍冬黃連散、黃芪多糖粉、青蒿常山顆粒、穿心蓮注射液、雙黃連口服液、板藍根注射液的總砷本底值分別為0.050 mg/kg、0.061 mg/kg、0.055 mg/kg、0.020 mg/L、0.023 mg/L、0.015 mg/L。原子熒光法測得砷本底值依次為0.053 mg/kg、0.058 mg/kg、0.049 mg/kg、0.017 mg/L、0.019 mg/L、0.011 mg/L。無機砷的添加方式為：將所購濃度為1000 μg/mL的無機砷標液稀釋至適宜濃度，再向所取一定量中獸藥中添加相應體積，配制成添加量為0.2、2、20 mg/kg的濃度水平。有機胂添加方式為：將純度為98%的洛克沙胂溶于乙醇，配制成一定濃度的有機胂標液(以As計)，然后按無機砷添加方式操作，配制成添加量為0.2、2、20 mg/kg(以As計)的濃度水平。分別對無機砷、有機胂做6平行加標回收試驗，回收率計算方式為測得值扣除本底值后與添加量的比值。無機砷及有機胂回收率測定結果見表3～表6。

表3 ICP-MS方法無機砷加標回收測定結果Tab 3 Results of spiked recovery of inorganic arsenic under ICP-MS

續表

表4 ICP-MS方法有機胂加標回收測定結果Tab 4 Results of spiked recovery of organic arsenic under ICP-MS

續表

表5 氫化物原子熒光方法無機砷加標回收測定結果Tab 5 Results of spiked recovery of inorganic arsenic under AFS

續表

由表3～表6可見，兩種測定固態及液態中獸藥中無機砷及有機胂含量方法的添加回收率均在80%～110%之間，相對標準偏差為3.6%～11.0%。

3 討論與結論

因液體樣品含有機質較少，消解過程中產氣量少，故取1 mL，固體試樣取0.5 g。另試驗中比較了消解液加5 mL硝酸、5 mL硝酸及1 mL雙氧水的消解效果，發現未加雙氧水情況下對固態中獸藥不能完全消解。試驗并對進口硝酸、鹽酸及國產優級純硝酸、鹽酸進行了比較，發現國產優級純鹽酸可滿足要求，但硝酸因砷含量較高影響實驗結果，需優級純進口硝酸。有機胂的添加回收實驗以洛克沙胂為對照品，并以As計作為添加量。在測定中獸藥實際樣品時發現砷含量較低，因此為保證準確度，曲線中砷溶液濃度設置較低，但在添加高濃度20 mg/kg時，試樣溶液中砷濃度超出曲線范圍，需稀釋后測定。

ICP-MS方法，由于等離子體離子化溫度、霧化效應在采樣錐接口和離子透鏡處的空間電荷效應等因素造成物理性干擾，從而影響測定結果的準確度[12]，故加入內標鍺元素加以克服。在As元素測定過程中潛在的干擾離子主要為ArCl，Sm++，Nd++，Eu++，針對干擾因素，本實驗試用碰撞模式、反應池模式及普通模式，最終發現反應池模式準確度及線性更好。

氫化物原子熒光法，消解液雖經趕酸，但定容液仍含有大量酸導致在檢測砷元素時，酸與樣品溶液中還原劑及樣品溶液中有機物反應產生大量氣體，水封無法封氣，造成砷化氫氣體逸失而砷含量偏低。故應選擇適當消泡劑及還原劑NaBH4濃度，選擇正辛醇作為消泡劑[13]，還原劑比較了0.5% NaOH-1% NaBH4、0.5% NaOH-2% NaBH4、1.0% NaOH-1% NaBH4的還原系統，最終確定0.5% NaOH-1% NaBH4還原系統使反應更完全，信號值更穩定。另中獸藥中含有鈣鹽以及各種微量元素Cu2+、Zn2+、Fe2+、Mn2+、SeO32-，這些離子會干擾氫化物產生，導致砷含量低于實際含量[14]。因此，需加入合適的掩蔽劑。經反復試驗后選擇5%硫脲-抗壞血酸系統。

氫化物原子熒光法與ICP-MS法相比多出趕酸過程，前處理相對繁瑣，且存在水封失效的風險，對結果的準確度有一定的影響。但氫化物原子熒光儀結構原理簡單、操作方便、普及率廣，檢測元素時干擾因素少、靈敏度高，因此具有一定的優勢。

通過對中獸藥中總砷含量檢測方法的研究，建立了電感耦合等離子體質譜儀法以及氫化物原子熒光法，兩種方法線性和精密度好、靈敏度和準確度高。ICP-MS法前處理簡便快捷，能同時檢測多種元素，但儀器昂貴。原子熒光法前處理需有趕酸處理，但儀器相對便宜、操作簡便利于推廣，試驗人員可根據實驗室具體情況選擇合適方法。