糙米中As形态检测方案(液相色谱仪)

总结版权所有 C2013， PerkinElmer， Inc. 保留所有权利。PerkinElmer是PerkinElmer， Inc. 的注册商标。其士所有商标均为其各自持有者或所有者的财产。 应 用 文 章 HPLC/ICP-MS 作者： Kyoko Kobayashi， Osamu Shikino Inorganic Product Specialists PerkinElmer Japan Co.， Ltd. 引言 HPLC/ICP-MS分析糙米中As形态 众所周知，砷(As)是一种有毒元素一直受到高度监管，尤其是对饮用水。尽管对总砷有严格的限量值，但其较大差异 的毒性取决于化学形态。例如，无机砷具有高毒和致癌。而有机形态的砷(单甲基砷、二甲基础和砷胆碱) 世界农业与粮食组织联合食品添加剂专家委员会(JECFA) 将无机砷摄入量作为重要的监测项目。。1988年，该组织出版了人体周容许摄入量 (PTWI) 为0.015毫克/公斤体重的无机砷。然而，这一推荐值在2010年被撤销。 在日本，总砷的平均摄入/人/天分别为海产品(53.6%) ，蔬菜和海藻(35.4%)，大米(7.1%)及其它来源1。海洋生物组织中主要砷形态为无毒的砷甜菜碱。然而，由于日本消费大量的大米，因此弄清大米中所存在砷的形态非常重要。 近年来，采用HPLC/ICP-MS测定不同形态As已成为一种常规方法：HPLC先分离不同形态，接着ICP-MS测定色谱柱流出物。ICP-MS作为HPLC检测器具有高灵敏度可测定痕量级，已经被证明可用于检测电子材料与环境样品中的杂质。 本工作侧重于采用HPLC/ICP-MS测定糙米中的各种砷化合物。 实验 标准与样品前处理 作为一个实验室内部研究的一部分，已知砷含量的糙米样品送发至八个实验室。样品预处理，高效液相色谱条件和分析方案由相应的机构统一确定。 样品预处理包括：加入10毫升超纯水、0.1g大米粉，90℃加热4小时。待冷却至室温后，离心，并采用0.45pm滤膜的注射器过滤。 添加了内标的混合标准溶液由DMA、MMA、As3+、As5+和AB组成。校准曲线由0.5、、1、2、5、10、20和30ppb标准溶液建立，所有分析物的曲线相关系数均优于0.999. 仪器条件 所有实验采用珀金埃尔默FlexarTM HPLC与珀金埃尔默NexION 300D型ICP-MS联用系统。ICP-MS分析时，需考虑多原子离子干扰。例如，样品中含有的氯化物所形成 的ArCl+， CaCl在m/z 75处干扰As测定。NexlON 300系列ICP-MS配备一个通用池，通过化学反应或碰撞可有效地消除这些多原子离子的干扰。尽管氦气作为池气体可以碰撞消除干扰，但分析物信号产生严重的下降。因此，本工作选择甲烷作为通用池气体，通过化学反应有效消除干扰的同时As灵敏度几乎无损失。表1和2分别列出了HPLC和ICP-MS仪器条件。 表1 HPLC条件 参数 条件 仪器 Flexar HPLC 色谱柱 4.6mm×250mm，5pm颗粒 流动相 10mmol/L丁磺酸(钠盐). 4 mmol/L四甲基氢氧化铵， 4 mmol/L丙二酸， 0.05% 甲醇， 0.03%硝酸 流速 0.8 mL/min 柱温 室温 注入体积 10pL 表2 ICP-MS条件 参数 条件 仪器 NexlON 300D ICP-MS RF功率 1600W 分析同位素 m/z 75As 池条件 CH=0.3 mL/min 结果 各种化合物采用峰面积积分测定： ChromeraHPLC软件用于控制仪器、样品分析和数据处理。图1显示了两个糙米样品谱图可知每种样品中均含As5+、As3+和DMA等三种形态，同时采用AsB添加作为内标。每个样品分析时间为7分钟。 图1大米A与C色谱图 表3列出了每种砷化合物的检测限(LODs)和定量限(LOQs))，，5个糙米样品同时也列表中。LODs和LOQs基于信噪比 (S/N) 计算， LODs定义为S/N=3， 而LOQs定义为S/N=10。 表3糙米样品的结果及LODs和LOQs 形态 LOD LOQ 样品A 样品B 样品C 样品D 样品E As5+ 0.00013 0.00044 0.021 0.043 0.044 0.040 0.053 As3+ 0.00012 0.00039 0.070 0.13 0.13 0.15 0.18 MMA 0.00014 0.00046 ND ND 0.0013 ND ND DMA 0.00022 0.00072 0.0063 0.017 0.020 0.030 0.026 单位： mg/kg ND： Not detected 图2显示了实验室间比对结果，包括5个样品的各种形态和总砷含量。误差条代表参与实验室结果范围，而红三角形表示平均值。绿色圆点代表本工作结果，每个样品结果均落在或接近范围中间，因此说明本法测试结果的准确性。 图2中最后一个图显示了每个样品的总砷结果。蓝菱形代表机构提供的结果。样品总砷值采用微波消解后测定的。绿色圆点表示采用本法测定单个形态加和结果。红三角表示各个参与实验室平均形态总和。结果说明了本本析方法的准确性，证实了大米中所有砷形态均可通过样品预处理提取，并被HPLC-ICP-MS检测。 图2 As*+(上左图)、As*(上右图)、DMA(下左图)和总砷(下右图)测定结果。红三角：8个参与实验室的平均值；绿圆点：本法结果；蓝菱形：已知含量。 本工作证实了可通过选择合适的HPLC和ICP-MS条件，有效地分离和测定糙米样品中的砷形态。本工作测定结果与其它参与机构结果具有很好的一致性。结果证明了Flexar HPLC与NexION ICP-MS联用技术非常适用于分析糙米中各种不同的砷形态。 ( 1 . E valuation of Certain Contamination in F ood， 72ndReport of the Joint FAO/WHO E x pert C ommittee on Food Additives ) ( 2. Survey Report o n the I m pact Assessment of A rsenic InFood ， 1990， International Medical Information Center ) ( 3. D etermination of Arsenic Speciation in Apple Juice by HPLC/ICP-MS， Ken N e ubauer et . al.， P erkinElmer Application Note ) 珀金埃尔默仪器(上海)有限公司 地址：上海张江高科技园区区衡路1670号 邮编：201203 电话：021-60645888 传真：021-60645999 www.perkinelmer.com.cn 要获取全球办事处的完整列表，请访问http：//www.perkinelmer.com.cn/AboutUs/ContactUs/ContactUs 近年来，采用HPLC/ICP-MS测定不同形态As已成为一种常规方法：HPLC先分离不同形态，接着ICP-MS测定色谱柱流出物。ICP-MS作为HPLC检测器具有高灵敏度可测定痕量级，已经被证明可用于检测电子材料与环境样品中的杂质。本工作侧重于采用HPLC/ICP-MS测定糙米中的各种砷化合物。本工作证实了可通过选择合适的HPLC和ICP-MS条件，有效地分离和测定糙米样品中的砷形态。本工作测定结果与其它参与机构结果具有很好的一致性。结果证明了Flexar HPLC与NexION ICP-MS联用技术非常适用于分析糙米中各种不同的砷形态。