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使用 HPLC-ICP-MS 快速測定精白米中的五種砷形態
閱讀：1025 發布時間：2020-3-4前言 ：*，砷 (As) 是一種有毒元素，可存在于環境和食品中。因此，多個國家 和地區對其進行了嚴格監管。然而，由于砷的生物毒性在很大程度上取決于其化 學形態，因此砷形態分析比總砷分析更為重要。例如，如果已知一種海藻樣品含 有高濃度砷，但主要以 AsB 形式存在，那么食用該樣品就沒有潛在風險，因為 AsB 是無毒的。在砷的五種主要形態 As(V)、MMA、As(III)、DMA 和 AsB 中， 只有兩種無機形態（As(III) 和 As(V)）是有毒的。這些無機砷還對人體有致癌作 用，因此尤其需要對食品中的無機砷進行測定。以大米為主食的國家對大米中的 砷特別關注。水稻可從土壤和水中吸收砷。與其他農作物相比，水稻的生長需要 大量的水，因此更可能發生砷積聚。
本研究展示了使用配備 Agilent ZORBAX SB-Aq 色譜柱的 Agilent 1260 HPLC 系統與安捷倫7900 ICP-MS聯用對大米中有毒砷形態的快速測定方法。
實驗部分：儀器 將包含四元泵、自動進樣器和真空脫氣機的 Agilent 1260 HPLC 系統與 Agilent 7900 CP-MS 聯用。使用 PFA 管線 將色譜柱出口端輕松連接至 ICP-MS 霧化器。在整個分析 過程中，Agilent ZORBAX SB-Aq（部件號 880975-914， 4.6 mm 內徑 x 250 mm，5 µm）反相色譜柱保持在室溫下 運行。流動相為 20 mM 檸檬酸和 5 mM 己烷磺酸鈉，用 氫氧化鈉調節至 pH = 4.3。實驗中對 5 µL 和 100 µL 兩種 進樣量進行了評估。HPLC 和 ICP-MS 操作參數見表 1。 配備八極桿反應池系統 (ORS4 ) 碰撞/反應池 (CRC) 的 Agilent 7900 ICP-MS 能在多種干擾條件下對砷進行高靈敏度和高 特異性分析。一些法規指導中規定必須使用鹽酸提取食品 樣品以模擬胃內條件。而在本研究中，基于 ArCl 和 CaCl 形成的多原子離子可能對砷的唯yi同位素 (m/z 75) 造成質 譜干擾。然而，在氦氣模式下運行 7900 ICP-MS ORS4 可有 效去除這類基體中多原子對砷的干擾。
化學品與試劑：As(V)、MMA、As(III)、DMA 和 AsB 的標準儲備溶液購 自 NIMC（中國北京國家計量科學研究院）。高純檸檬酸 (≥ 99.5%)、己烷磺酸鈉 (≥ 98%) 和氫氧化鈉 (≥ 99.99%) 購 自 Sigma Aldrich 化學品公司（英國）。使用超純級 HNO3 （英國 Sigma Aldrich 公司）進行樣品前處理。
樣品前處理：精白米購自中國以下地區：江蘇、福建、遼寧、重慶和江西。 將精白米樣品碾碎并用 30 目濾網過篩，制成米粉。稱取 1.00 g 米粉置于聚丙烯離心管 (50 mL) 中。加入 15 mL 0.15 M HNO3，然后渦旋混合 30 秒。將蓋緊蓋的管在室 溫下放置過夜；然后置于 90 °C 烘箱中 2.5 小時，每 30 分 鐘振蕩 30 秒。提取完成后，將樣品置于 4 °C 冰箱中冷卻。 將冷卻的米粉懸濁液以 8000 rpm 離心 15 分鐘，然后用 0.22 µm 聚醚砜 (PES) 過濾器對上清液進行過濾。在 4 °C 下儲存濾液并在 24 小時內完成分析，以大限度減少砷的 形態間轉換。
結果與討論：分離與定量 制備 6 種不同濃度的校準標準溶液（含 5 種砷形態）：1 ppb、 5 ppb、10 ppb、50 ppb、100 ppb 和 200 ppb，并進行分 析。10 ppb 校準標準溶液（進樣量 5 µL）的色譜圖顯示 5 種 砷形態均在 4 分鐘內得到良好分離（圖 1）。所得結果用于 繪制砷形態校準曲線，如圖 2 所示。
市售大米樣品分析 20 種市售大米樣品中的砷濃度測定結果列于表 7 中。如表 中所示，20 種大米樣品中均含有 As(V)、As(III) 和 DMA。 大米樣品中的無機砷和 DMA 含量差異很大，可能反映了原 水稻生長環境中的砷濃度。雖然各樣品中的有毒無機砷濃 度不同，但所有大米樣品中的無機砷含量均低于食品法典委 員會的建議上限 0.2 mg/kg。
結論：本研究采用 Agilent 1260 Infinity LC 與 Agilent 7900 ICP-MS聯用對精白米中的 5 種砷形態進行了分離。該方法分析速 度快，可在四分鐘內測定包括毒性相關無機形態 As(III) 和 As(V) 在內的 5 種砷形態，同時具有出色的靈敏度、準確度 和精密度。采用在氦氣模式下運行的 ORS4 池可去除對砷的 任何潛在干擾，例如 ArCl+ 。 在 20 種大米樣品中均檢測出了不同濃度的無機砷和 DMA。 然而，所有樣品均未超過食品法典委員會的建議限值 0.2 mg/kg。 本文中列出的經驗證方法適用于快速測定大米和其他食品樣 品中的痕量 As(V)、MMA、As(III)、DMA 和 AsB。