原子熒光光度計和電感耦合等離子體質(zhì)譜儀對總砷測定的研究

陳雙，徐慧靜，郝玉杰，姚夢楠，劉麗蘭，*（.天津市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測技術(shù)研究院，天津300308；.北京海光儀器公司，北京0005）

原子熒光光度計和電感耦合等離子體質(zhì)譜儀對總砷測定的研究

陳雙1，徐慧靜1，郝玉杰1，姚夢楠2，劉麗蘭1，*
（1.天津市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測技術(shù)研究院，天津300308；2.北京海光儀器公司，北京100015）

使用液相色譜-原子熒光聯(lián)用儀對含有水產(chǎn)動物的樣品進行分析，然后采用3種前處理方法，利用原子熒光光度計對樣品中總砷進行測定，同時也采用微波消解法結(jié)合電感耦合等離子體質(zhì)譜儀對樣品進行測定，發(fā)現(xiàn)，采用干灰化法對樣品進行前處理，然后采用原子熒光光度計對其進行檢測，較之采用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀檢測準(zhǔn)確度高，檢測成本較低。

液相色譜-原子熒光聯(lián)用儀；干灰化；原子熒光光度計；電感耦合等離子體質(zhì)譜儀；總砷

砷化合物廣泛存在于環(huán)境中，且能夠在生物體內(nèi)積累。砷元素除了以無機砷的形態(tài)存在以外，自然界中的砷還可被微生物、藻類植物甲基化，形成有機砷。砷的元素形態(tài)可分為：砷酸、亞砷酸、一甲基砷、二甲基砷、砷膽堿、砷甜菜堿等［1-2］。其中只有砷酸、亞砷酸為無機砷，其余均為有機砷。

水產(chǎn)動物因其生活環(huán)境，及生物體本身特性，很容易富集水體中的砷元素。通常，在對水產(chǎn)動物的檢測中，主要檢測其含有的無機砷含量。但當(dāng)水產(chǎn)動物與其他食材共同出現(xiàn)在食品中時，依據(jù)現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)，需要檢測該食品的總砷含量。但由于有機砷的存在，大大增加了總砷的檢測難度。近年來，電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）基于其檢測原理，可以解決這一問題。但電感耦合等離子體質(zhì)譜儀較高的儀器價格及運行費用限制了它在實際中的廣泛應(yīng)用［3］。

本文以市售兩個品牌的蝦油蘿卜為樣本，在分析了試樣中砷的形態(tài)后，分別采用3種前處理方法，利用原子熒光光度計對其進行檢測，同時對照電感耦合等離子體質(zhì)譜儀的檢測結(jié)果，分析出，采用干灰化法結(jié)合原子熒光光度計，可以得出與電感耦合等離子體質(zhì)譜儀基本一致的結(jié)果，方便了一般實驗室對該種樣品的檢測。

1　試驗部分

1.1儀器與設(shè)備

AFS-230E原子熒光光度計：北京科創(chuàng)海光儀器公司；AFS-9780原子熒光光度計-液相色譜聯(lián)用儀（HPLC-AFS）：北京科創(chuàng)海光儀器公司，美國萊伯泰科儀器有限公司；陰離子交換色譜柱、100 μL液相微量注射器、電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）：美國安捷倫公司；微波消解儀、趕酸器：CEM公司；電熱板：Thermo公司；電爐、馬弗爐：天津市中環(huán)實驗電爐有限公司；純水儀：美國Millipore公司；坩堝、100 mL錐形瓶、移液槍：Thermo公司。所有玻璃儀器及坩堝均用20%硝酸浸泡過夜。

1.2試劑

1 000 mg/L砷元素標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、亞砷酸鹽As（Ⅲ）（以砷計濃度75.7 μg/mL）、砷酸鹽As（Ⅴ）（以砷計濃度17.5 μg/mL）：均購自國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心；MOS級濃硝、MOS級雙氧水：天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司；優(yōu)級純濃硫酸、優(yōu)級純濃鹽酸、2%硼氫化鉀-氫氧化鈉溶液、高氯酸（分析純）：天津市化學(xué)試劑五廠；硝酸鎂（分析純）：東方化工廠；氧化鎂（分析純）：天津市光復(fù)精細化工研究所；50 g/L硫脲-抗壞血酸混合溶液、磷酸氫二鈉（分析純）、磷酸二氫鉀（分析純）：國藥集團化學(xué)試劑有限公司。

1.3標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

1）亞砷酸鹽As（Ⅲ），移取20 μL上述標(biāo)準(zhǔn)液，用高純水定容至1.5 mL，濃度為1 000 ng/mL，砷酸鹽As（Ⅴ），移取86 μL上述標(biāo)準(zhǔn)液，用高純水定容至1.5 mL，濃度為1 000 ng/mL，再各取20 μL，定容至2 mL，配成10 μg/L的混標(biāo)溶液。

2）將1 000 mg/L砷標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋到10 mg/L，再配制成0、2、5、10、20、50 μg/L的砷標(biāo)準(zhǔn)工作液。

1.4儀器條件

1.4.1原子熒光光度計-液相色譜聯(lián)用儀條件

1.4.1.1液相高壓泵條件

流動相（Na2HPO4-KH2PO4）：稱取0.8954 g Na2HPO4和3.026 g KH2PO4，溶解于500 mL高純蒸餾水中，pH大約5.92，經(jīng)過濾、超聲脫氣后備用。流速：1.000 mL/min；進樣體積：100 μL；泵壓：Pmax=30 MPa，Pmin=0 MPa；柱壓：7 MPa～8 MPa。

1.4.1.2原子熒光條件

光電倍增管負高壓：290 V；空心陰極燈電流：60 mA；原子化器高度：8.0 mm；溫度：300℃；載氣流速：400 mL/min；屏蔽氣流速：800 mL/min。載流液：5%鹽酸水溶液；還原劑：2%硼氫化鉀-氫氧化鈉溶液。

1.4.2微波消解條件

微波消解條件如表1。

表1　微波消解條件Table 1　Instrumental parameter of microwave digestion

1.4.3電感耦合等離體質(zhì)譜儀條件

RF功率1 550 W，載氣流速1.14 L/min，采樣深度8 mm，霧化室溫度2℃，Ni采樣錐，Ni截取錐。

1.4.4原子熒光光度計條件

負高壓240V，總燈電流60mA，輔助燈電流30mA，載氣400 mL/min，屏蔽氣流速900 mL/min。載流液：5%鹽酸水溶液，還原劑：2%硼氫化鉀-氫氧化鈉溶液。

1.5樣品前處理方法

1.5.1原子熒光光度計-液相色譜聯(lián)用儀前處理方法

稱取樣品1.0 g，置于50 mL帶蓋的塑料瓶中，加入1%的硝酸溶液10 mL，置于沸水浴中，每30 min振搖1 min，加熱3 h，然后冷卻至室溫，在離心機中以8 000 r/min的速率離心15 min，取上層清液，經(jīng)0.45 μm的濾膜過濾后待測。

1.5.2電感耦合等離體質(zhì)譜儀前處理方法

稱取試樣0.4g～0.5 g，加入MOS級硝酸4 mL，過氧化氫2 mL，微波消解，趕酸2 h，取出高純水定容10 mL。1.5.3原子熒光光度計前處理方法

1.5.3.1微波消解法

稱取試樣0.4g～0.5 g，加入MOS級硝酸4 mL，過氧化氫2 mL，微波消解，趕酸2 h，取出后，加入0.5 mL濃鹽酸，50 g/L硫脲-抗壞血酸混合溶液1 mL，用高純水定容10 mL。

1.5.3.2濕法消解

稱取試樣1 g，置于100 mL錐形瓶中，加入濃硝酸20 mL，濃硫酸1.25 mL，放置過夜。次日，置于電熱板上加熱消解，待消解液處理至2 mL～3 mL左右且完全清澈透明時，取下放冷，加入2 mL高氯酸，繼續(xù)加熱至高氯酸的白煙散盡，硫酸的白煙開始冒出，冷卻，加水25 mL，在蒸發(fā)至冒出硫酸白煙，冷卻，用水將內(nèi)容物轉(zhuǎn)移至25 mL比色管中，加入50 g/L硫脲-抗壞血酸混合溶液2 mL，定容，混勻，放置30 min，待測。

1.5.3.3干法消解

稱取1 g試樣，置于100 mL坩堝中，加入150 g/L硝酸鎂10 mL，混勻。低熱蒸干。將1 g氧化鎂覆蓋于干渣上，于電爐上完全炭化至無黑煙，移入550℃馬弗爐灰化4 h，取出放冷，加入（1+1）鹽酸溶液10 mL以中和氧化鎂并溶解灰分，轉(zhuǎn)入25 mL比色管中，加入50 g/L硫脲-抗壞血酸混合溶液2 mL。另用（1+9）硫酸溶液分次洗滌坩堝后，合并洗滌液至25 mL刻度，混勻，靜置30 min，待測。

2　結(jié)果與討論

2.1原子熒光光度計-液相色譜聯(lián)用儀結(jié)果分析

圖1、圖2、圖3分別為無機砷標(biāo)準(zhǔn)品（亞砷酸鹽和砷酸鹽混標(biāo)）10 μg/L及兩個樣本的色譜圖。

圖3　 蝦油蘿卜樣品2的LC-AFS分離譜圖Fig.3　LC-AFS chromatograms of sample 2

從圖中可以對照看出，兩個試樣中均未檢出無機砷，在當(dāng)前砷的檢測條件下，9 min左右出現(xiàn)響應(yīng)值的物質(zhì)，可以肯定是一種有機砷化合物。

2.2電感耦合等離子體質(zhì)譜儀結(jié)果分析

電感耦合等離子體質(zhì)譜儀測得樣品中砷元素標(biāo)準(zhǔn)曲線如下：y=2 134x+3 876，相關(guān)系數(shù)：0.999 9。樣品檢測結(jié)果見表2。

表2　兩種樣品檢測結(jié)果和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（n=6）Table 2　The results and RSD（n=6）of two samples

2.3原子熒光法微波消解結(jié)果分析

采用微波消解法作前處理，原子熒光光度計測得樣品中砷元素標(biāo)準(zhǔn)曲線如下：y=76.836x+51.699，相關(guān)系數(shù)：0.999 6。樣品檢測結(jié)果見表3。

表3　微波消解法兩種樣品檢測結(jié)果和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（n=6）Table 3　The results and RSD（n=6）of two samples by microwavedigestion

2.4原子熒光法濕消解法結(jié)果分析

采用濕消解法作前處理，原子熒光光度計測得樣品中砷元素標(biāo)準(zhǔn)曲線如下：y=70.068x+32.441，相關(guān)系數(shù)：0.999 7。樣品檢測結(jié)果見表4。

表4　濕消解法兩種樣品檢測結(jié)果和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（n=6）Table 4　The results and RSD（n=6）of two samples by wet digestion

2.5原子熒光法干灰化法結(jié)果分析

采用干灰化法作前處理，原子熒光光度計測得樣品中砷元素標(biāo)準(zhǔn)曲線如下：y=80.658x+60.758，相關(guān)系數(shù)：0.999 2。樣品檢測結(jié)果見表5。

表5　干灰化法兩種樣品檢測結(jié)果和相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（n=6）Table 5　The results and RSD（n=6）of two samples by dry ashing

3　結(jié)論

對比以上3種不同前處理方法，只有前處理采用干灰化法的原子熒光光度計的檢測結(jié)果與電感耦合等離子體質(zhì)譜儀的檢測結(jié)果一致。本文建立的干灰化法結(jié)合原子熒光光度計能夠?qū)兴a(chǎn)動物的樣品中的總砷進行檢測。較之ICP-MS方法，節(jié)約了試驗成本。

［1］劉桂華，汪麗.HPLC-ICP-MS在紫菜中砷形態(tài)分析的應(yīng)用［J］.分析測試學(xué)報，2002，21（4）：88-90

［2］李昌平，李月娥，陳邵鵬，等.高效液相色譜-原子熒光光譜聯(lián)用測定水中形態(tài)砷［J］.環(huán)境監(jiān)測管理與技術(shù)，2011，23（6）：61-62

［3］王振華，何濱，史建波，等.液相色譜雙通道原子熒光檢測聯(lián)用法同時測定砷和硒的形態(tài)［J］.色譜，2009，27（5）：711-716

Determination of Total Arsenic in Foods by Atomic Fluorescence Spectrometer and Inductive Coupled Plasma Mass Spectrometer

CHEN Shuang1，XU Hui-jing1，HAO Yu-jie1，YAO Meng-nan2，LIU Li-lan1，*
（1.Tianjin Product Quality Inspection Technology Research Institute，Tianjin 300308，China；2.Beijing Haiguang Instrument Company，Beijing 100015，China）

The samples which contain seafood were detected by liquid chromatography-atomic fluorescence spectrometer at the beginning.Three total arsenic extraction methods were used to extract the samples using atomic fluorescence spectrometer determination.The microwave extraction was used to extract the samples using ICP-MS determination.A method was developed for total arsenic in food by atomic fluorescence spectrometer with dry ashing.The results indicated that the proposed method was accurate，cost-effective compare with the tradition ICP-MS method.

liquid chromatography-atomic fluorescence spectrometer；dry ashing；atomic fluorescence spectrometer；inductivecoupledplasmamassspectrometer；totalarsenic

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.15.043

陳雙（1983—），女（漢），工程師，碩士，研究方向：食品安全檢測。

劉麗蘭（1964—），女，高級工程師，研究方向：食品安全檢測。

2016-04-19