动物源性食品中As 的形态检测方案(等离子体质谱)

thermoscientific IC-ICP-MS 分析动物源性食品中 As 的形态 砷为重金属元素之一，该元素造成的污染问题日益受到重视.许多法规均对砷的限量进行了严格地规定。但是，目前已知环境中的砷形态种类超过30种以上，而砷的毒性与生物活性很大程度上取决于其形态。.在环境、食品、医学样品中通常存在的几种砷形态毒性大小依次为：As(Ⅲ)> As(V)> DMA = MMA> AsC> AsB。此外，某些砷化合物如硝苯砷酸、阿散酸、卡巴胂、洛克沙胂被广泛作为家禽的生长促进剂与抗菌剂添加到饲中。目前因其迁移性及对环境、人体的潜在毒性，已引起广泛关注，许多发达国家已禁用并严格规定相关产品中此类砷化合物的限量，例如：日本肯定列表中对肉禽类产品中阿散酸和硝基苯砷胂的限量为分别为0.15和0.20 pg/g； 中国农业部2002年235号公告，动物性食品中兽药最高残留限量：规定在猪和鸡了阿散酸和洛克沙胂限量标准.因此，对各种砷形态进行灵敏、快速、准确的分离分析，从而提供更为准确的毒性风险评估是非常必要。 ( 仪 器 ) ( . iCAP Q ICPMS ( T hermo Scientific ) ) ( IC5000+ ( Thermo Scientific) ) ( . 超纯水机(Ther m o Scientific ) ) ( . 电子天平 (Metler-toledo) ) ( . 20~100 uL、200~1000 uL微量移液器(Fisher Scientific) ) 仪器配置 采用 Thermo Scientific Dionex ICS5000+ 离子色谱分离，以 Thermo Scientific iCAP Qc ICP-MS 作为高灵敏度元素检测器，检测从IC 洗脱的砷形态。选用高效能 AS7 阴离子柱实现10种砷形态的快速、高效分离。 仪器参数 表1. iCAP Q 运行参数 仪器参数 设置值 仪器参数 设置值 RF功率(W) 1550 Q Cell 气体 (mL/min) 4.0(He) 冷却气(L/min) 14 KED电压(v) 3 辅助气(L/min) 0.8 驻留时间(ms) 100 雾化气(L/min) 1.02 分析质量数 75As 表 2. ICS 5000+ 离子色谱运行参数 柱子 Dionex lonPac AS 7(4*250mm) 洗脱 梯度 流动相 A相：去离子水B相：(NH)，COs 流速 1.0mL/min 进样体积 20 pL 持续时间 900s 标准溶液制备 将10种标准物质配制成 blank、1、5、10、20、50、100、200 ppb 混合标准溶液，做为工作曲线 结果与讨论 色谱柱的选择 根据砷的形态性质，选取 Dionex lonPac AG7 AS 7、DionexlonPac AG16 AS16Dionex lonPacAG19 AS19三根色谱柱，采用碳酸铵、乙酸钠、磷酸二氢铵/硝酸铵体系进行测试，实验结果表明 Dionex lonPac AG16 AS16、Dionex lonPaAG19 AS19 尝试了不同流动相和不同盐度条件 ROX 始终不出峰，最终选择阴离子色谱柱 Dionex lonPac AG7 AS 7，采用A相去离子水，B碳酸铵梯度洗脱，出峰顺序下图1： 图1.10种不同As 形态色谱分离图 从图1分离色谱图中采用 Dionex lonPac AG7 AS 7 可以10种不同的砷形态，亡可以达到完全基线分离的效果，完全由于优于其它色谱柱分离效果，能够满足实际分析要求。 图2.10种As 形态的校准曲线 样品提取 样品提取过程中采用甲醇-水溶液(1：1，V/V)。水本身作为提取剂可用于简单基质样品的前处理，但但适于脂肪或蛋白含量高的样品。甲醇可用于提取有机砷形态和沉淀蛋白，适合离子色谱法，但有机相比例太高，甲醇-水溶液(1：1，V/V)可保持各化合物形态，过0.45 um 滤膜后直接上机测定。 测试结果 1.10种As形态的检出限 逐级稀释混合标准溶液，如图3所示为1.0 pg/L混合标准溶液色谱图，选取 10个 As 形态基线噪音处基线比峰高(N*3=45counts)对应浓度作为检出限，计算各As形态的检出限，如果实际称样量2g，最终定容到50mL，计算方法检出，如下表3. 图3. 1.0 pg/L标准溶液和放大基线色谱图 表 3. 10 中 As 形态的检出限(LOD&MOD) 形态 LOD (ug/L) MOD (ug/kg) AsB 0.03 0.75 DMA 0.04 1.0 AsllI 0.06 1.5 AsC 0.04 1.0 MMA 0.05 1.25 ASA 0.05 1.25 AsV 0.06 1.5 CAB 0.05 1.25 NAPP 0.05 1.25 ROX 0.06 1.5 2.样品重复性 在市场一种猪肉，根据样品提取方法提取样品，在猪肉样品中，加入50 pg/L标准物质，连续测定7次猪肉加标50 pg/L 的重复性， RSD在1.8到4.2%之间，具有良好的重复性。如下图4。 Compound Intensities Graph 图4.7次猪肉样品加标重复性色谱叠加图 3.样品测试结果及加标回收 分别在市场选取一种鸡肉和一种猪肉，根据样品提取方法提取样品，在猪肉样品中，分别加标5、25、50 pg/L 计算加标回收率，结果如下表4. 表4.鸡肉和猪肉样品测定结果及加标回收率 pg/kg AsB DAM AslII AsC MMA ASA AsV CAB NAPP ROX 鸡肉 ND ND 18.9 ND ND ND ND ND ND ND 猪肉 ND ND 18.9 ND ND ND ND ND ND ND 猪肉+5 pg/L回收率% 108 117 86 111 94 96 84 92 95 94 猪肉+25 pg/L回收率% 110 106 87 102 91 93 85 97 94 91 猪肉+50 pg/L 回收率% 108 110 85 109 96 99 84 93 87 89 备注： ND为低于方法检出限，未检出 在鸡肉和猪肉样品中除了检出少量的亚砷酸根以外，其它砷形态都没有检出，在猪肉样品加标回收率在84到117%之间，具有良好的回收率。 结论 本文所建立的 IC-ICP-MS方法，采用阴离子色谱柱 Dionex lonPac AG7 AS 7， 碳酸铵作为流动相，梯度洗脱方式，对于10种砷形态分离效果好，能在900s完成 10种砷的快速准确分析，是一种有效可行对动物性食品当中砷形态的分析方法。 1.SN/T2316-2009《动物源性食品中阿散酸、晓苯砷酸、洛克沙砷残留检测方法液相色谱-电感耦合等离子体/质谱法》2.Daniel Kutscher， Shona McSheehy， Julian Wills《IC-ICP-MS speciation analysis of As in apple juice using theThermo Scientific iCAP Q ICP-MS》 口1531C S CIENTIFIC 热线话ww.thermofisher.comSCIENTIFIC 砷为重金属元素之一，该元素造成的污染问题日益受到重视．许多法规均对砷的限量进行了严格地规定。但是，目前已知环境中的砷形态种类超过 30 种以上，而砷的毒性与生物活性很大程度上取决于其形态。 在环境、食品、医学样品中通常存在的几种砷形态毒性大小依次为：As（Ⅲ）＞ As（V）＞ DMA ＝ MMA ＞ AsC ＞ AsB。此外，某些砷化合物如硝苯砷酸、阿散酸、卡巴胂、洛克沙胂被广泛作为家禽的生长促进剂与抗菌剂添加到饲中。目前因其迁移性及对环境、人体的潜在毒性，已引起广泛关注，许多发达国家已禁用并严格规定相关产品中此类砷化合物的限量，例如：日本肯定列表中对肉禽类产品中阿散酸和硝基苯砷胂的限量为分别为 0.15 和 0.20 µg/ｇ；中国农业部2002 年 235 号公告，动物性食品中兽药最高残留限量：规定在猪和鸡了阿散酸和洛克沙胂限量标准 . 因此，对各种砷形态进行灵敏、快速、准确的分离分析，从而提供更为准确的毒性风险评估是非常必要。