反相色譜柱在LC-ICP MS中測定水產品中無機砷的應用

易偉 王寶峰

摘? 要：采用LC-ICP MS聯用法，利用反相色譜柱檢測水產品中無機砷。結果表明：各形態砷出峰用時短，且出峰分離效果較好，數據可靠，回收率及相對偏差均符合實驗要求，此方法可以滿足水產品中無機砷的檢測需求。

關鍵詞：LC-ICP MS;無機砷;水產品;離子交換分離;反相離子對色譜分離

中圖分類號 G725.82文獻標識碼 A文章編號 1007-7731（2019）11-0126-2

砷（As），俗稱砒霜，其在人體中的代謝受其化學形式和物理性狀的影響，不同形態的砷化合物對人體作用差別很大，有些表現為劇烈性損害，而有些對人體健康幾乎沒有影響[1]。砷的形態決定了其毒性的強弱，以砷化合物的半數致死量（簡稱LD50）計，其毒性由小到大依次為砷甜菜堿（AsB）、砷膽堿（AsC）、二甲基砷酸（DMA）、一甲基砷酸（MMA）、砷酸鹽（AsⅤ）、亞砷酸鹽（AsⅢ）[2]。毒性最大的為無機砷的砷酸鹽、亞砷酸鹽，國際癌癥研究委員會（LARC）已將無機砷列為強致癌物。甲基化的砷毒性較小，而砷甜菜堿、砷膽堿被認為是無毒的[3]。多數海洋生物中的砷主要以砷甜菜堿的形式存在。因此在對砷進行分析時，明確其各種化合物的含量對其各種形態的分析越來越為人們所重視。根據GB 5009.11-2014規定，目前常用的無機砷分析方法主要分為2種，一種是高效液相色譜分離和ICP-MS檢測技術聯用（即LC-ICP MS），另一種是高效液相色譜分離和原子熒光檢測技術聯用（即LC-AFS）。高效液相色譜分離和ICP-MS聯用技術工作原理是：肉糜中的無機砷經稀硝酸提取后，利用液相色譜進行分離，分離后的目標化合物經過霧化由載氣送入ICP MS炬焰中，經過蒸發、解離、原子化、電離等過程，大部分轉化為帶正電荷的正離子，經離子采集系統進入質譜儀，質譜儀根據質荷比進行分離測定，以保留時間和質荷比定性，以外標法定量[4]。

目前液相色譜一般采用2種分離原理：離子交換分離原理和反相離子對色譜分離原理。離子交換分離主要以離子交換柱為主，優點是分離效率高，設備簡單，操作簡便，填料具有再生能力，可反復使用;缺點是分離耗時較長，流動相總固體溶解量大，高通量分析時影響ICP MS性能等問題。反相色譜具有柱效高、速度快、壽命長、重現性好等優點，以分離As（Ⅲ）、As（Ⅴ）、MMA、DMA、AsB 5種砷形態物質為例，反相色譜僅需4min左右，離子交換色譜則需12min左右，因此利用反相色譜能極大地提高實驗效率。本研究采用LC-ICP MS聯用法，利用反相色譜柱檢測水產品無機砷，以驗證該方法的檢測效果。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

1.1.1 儀器 使用的儀器為Agilent 7700X ICP-MS分析儀，液相部分為Agilent 1260液相色譜分析儀，色譜柱為Agilent Zorbax SB-Aq反相色譜柱。

1.1.2 儀器條件 四元泵流速：1.0mL/min;蠕動泵轉速：0.3r/min;載氣流量：0.7L/min;進樣量：5μL;積分時間1.0s;采集時間：5min。

1.1.3 試劑 正己烷[CH3（CH2）4CH3]，優級純;氫氧化鈉（NaOH），優級純;硝酸（HNO3）優級純;檸檬酸，優級純;己烷磺酸鈉，優級純。

1.1.4 標液 無機砷標準儲備液：砷酸根標準溶液As（V）（1000mg/L）：060033-09-01 1086500。亞砷酸根標準溶液As（III）（1000mg/L）：060033-08-01 1085005。無機砷標準使用液（1.0mg/L）：砷酸根標準溶液、亞砷酸根標準溶液各吸取1.00mL，置于100mL容量瓶中，用1%硝酸溶液稀釋至刻度，搖勻，如此多次稀釋至1.0mg/L。

1.1.5 流動相配置 準確稱量檸檬酸3.84g，己烷磺酸鈉0.94g放入大燒杯中，加入超純水1L混勻，再加入2mol/L氫氧化鈉溶液14mL，調節pH值在4.3～4.5之間，再經0.45?m水系濾膜過濾后，于超聲水浴中脫氣30min，備用。

1.2 實驗方法 稱取1.0g魚肉糜樣品（精確至0.001g），置于50mL塑料離心管中，加入20mL 0.15mol/L硝酸溶液，放置過夜。次日置于90℃恒溫干燥箱中，加熱提取2.5h，每0.5h振搖1min，加熱完畢，取出冷卻至室溫。8000r/min離心15min。取5mL上清液置于離心管中，加5mL正己烷，振搖1min后，8000r/min離心15min，棄去上層正己烷，按此過程重復1次。吸取下層清液，經C18小柱凈化及0.45?m有機濾膜過濾后上機檢測。按同一操作方法處理空白樣品。

2 結果與分析

2.1 回收率 選取樣品，并對其加入一定量無機砷標準液，按照1.2處理樣品，并進行分析計算，結果如表1、2所示。由表1、2可知，砷酸根As（V）樣品回收率為89%～90%、亞砷酸根As（III）89%～92%，符合回收率允許范圍。

2.2 出峰情況 由圖1可見，As（Ⅴ）峰值最先出現，大約在2min 10s處，其次依次為MMAs、As（Ⅲ）、DMA、AsB。各形態砷化合物全部出峰用時短，僅需4min，且各峰分離效果較好，未出現連峰或重疊情況。

2.3 相對偏差 所選擇的樣品，依照實施細則進行分析，加標結果均在允許范圍內，符合實驗分析要求，可以用于測定水產品中無機砷含量。檢測結果數量級為10-7，允許相對標準偏差為10，砷酸根As（V）和亞砷酸根As（III）分析結果相對偏差均為6，符合偏差要求。

3 小結

通過實驗證實，在檢測As（V）、As（III）時，使用Agilent公司推薦方法配置流動相，并用Agilent Zorbax SB-Aq反相色譜柱進行分離，砷酸根As（V）樣品回收率為89%～90%、亞砷酸根As（III）89%～92%，允許符合范圍。不同形態砷化合物分離效果好，且用時僅4min左右，大大縮短了出峰時間，提高了工作效率。

參考文獻

[1]曾廣瑩，李叢斌，杜章華，等.秦巴山區玉米雜交種的選育及雜優模式應用研究[J].陜西農業科學，2013，59（05）：44-46，59.

[2]侯艷霞，劉麗萍，潘浩，等.高效液相色譜-電感耦合等離子體質譜聯用測定嬰幼兒輔食中的無機砷[J].食品科學，2011，32（24）：281-284.

[3]王松，LIK，崔鶴，等.南極磷蝦油中總砷含量及砷形態分析[J].分析化學，2016，44（05）：767-772.

[4]GB 5009.11-2014.食品中總砷及無機砷的測定[S].

（責編：王慧晴）