反相色谱柱在LC-ICP MS中测定水产品中无机砷的应用

易伟 王宝峰

摘  要：采用LC-ICP MS联用法，利用反相色谱柱检测水产品中无机砷。结果表明：各形态砷出峰用时短，且出峰分离效果较好，数据可靠，回收率及相对偏差均符合实验要求，此方法可以满足水产品中无机砷的检测需求。

关键词：LC-ICP MS;无机砷;水产品;离子交换分离;反相离子对色谱分离

中图分类号 G725.82文献标识码 A文章编号 1007-7731（2019）11-0126-2

砷（As），俗称砒霜，其在人体中的代谢受其化学形式和物理性状的影响，不同形态的砷化合物对人体作用差别很大，有些表现为剧烈性损害，而有些对人体健康几乎没有影响[1]。砷的形态决定了其毒性的强弱，以砷化合物的半数致死量（简称LD50）计，其毒性由小到大依次为砷甜菜碱（AsB）、砷胆碱（AsC）、二甲基砷酸（DMA）、一甲基砷酸（MMA）、砷酸盐（AsⅤ）、亚砷酸盐（AsⅢ）[2]。毒性最大的为无机砷的砷酸盐、亚砷酸盐，国际癌症研究委员会（LARC）已将无机砷列为强致癌物。甲基化的砷毒性较小，而砷甜菜碱、砷胆碱被认为是无毒的[3]。多数海洋生物中的砷主要以砷甜菜碱的形式存在。因此在对砷进行分析时，明确其各种化合物的含量对其各种形态的分析越来越为人们所重视。根据GB 5009.11-2014规定，目前常用的无机砷分析方法主要分为2种，一种是高效液相色谱分离和ICP-MS检测技术联用（即LC-ICP MS），另一种是高效液相色谱分离和原子荧光检测技术联用（即LC-AFS）。高效液相色谱分离和ICP-MS联用技术工作原理是：肉糜中的无机砷经稀硝酸提取后，利用液相色谱进行分离，分离后的目标化合物经过雾化由载气送入ICP MS炬焰中，经过蒸发、解离、原子化、电离等过程，大部分转化为带正电荷的正离子，经离子采集系统进入质谱仪，质谱仪根据质荷比进行分离测定，以保留时间和质荷比定性，以外标法定量[4]。

目前液相色谱一般采用2种分离原理：离子交换分离原理和反相离子对色谱分离原理。离子交换分离主要以离子交换柱为主，优点是分离效率高，设备简单，操作简便，填料具有再生能力，可反复使用;缺点是分离耗时较长，流动相总固体溶解量大，高通量分析时影响ICP MS性能等问题。反相色谱具有柱效高、速度快、寿命长、重现性好等优点，以分离As（Ⅲ）、As（Ⅴ）、MMA、DMA、AsB 5种砷形态物质为例，反相色谱仅需4min左右，离子交换色谱则需12min左右，因此利用反相色谱能极大地提高实验效率。本研究采用LC-ICP MS联用法，利用反相色谱柱检测水产品无机砷，以验证该方法的检测效果。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

1.1.1 仪器 使用的仪器为Agilent 7700X ICP-MS分析仪，液相部分为Agilent 1260液相色谱分析仪，色谱柱为Agilent Zorbax SB-Aq反相色谱柱。

1.1.2 仪器条件 四元泵流速：1.0mL/min;蠕动泵转速：0.3r/min;载气流量：0.7L/min;进样量：5μL;积分时间1.0s;采集时间：5min。

1.1.3 试剂 正己烷[CH3（CH2）4CH3]，优级纯;氢氧化钠（NaOH），优级纯;硝酸（HNO3）优级纯;柠檬酸，优级纯;己烷磺酸钠，优级纯。

1.1.4 标液 无机砷标准储备液：砷酸根标准溶液As（V）（1000mg/L）：060033-09-01 1086500。亚砷酸根标准溶液As（III）（1000mg/L）：060033-08-01 1085005。无机砷标准使用液（1.0mg/L）：砷酸根标准溶液、亚砷酸根标准溶液各吸取1.00mL，置于100mL容量瓶中，用1%硝酸溶液稀释至刻度，摇匀，如此多次稀释至1.0mg/L。

1.1.5 流动相配置 准确称量柠檬酸3.84g，己烷磺酸钠0.94g放入大烧杯中，加入超纯水1L混匀，再加入2mol/L氢氧化钠溶液14mL，调节pH值在4.3～4.5之间，再经0.45?m水系滤膜过滤后，于超声水浴中脱气30min，备用。

1.2 实验方法 称取1.0g鱼肉糜样品（精确至0.001g），置于50mL塑料离心管中，加入20mL 0.15mol/L硝酸溶液，放置过夜。次日置于90℃恒温干燥箱中，加热提取2.5h，每0.5h振摇1min，加热完毕，取出冷却至室温。8000r/min离心15min。取5mL上清液置于离心管中，加5mL正己烷，振摇1min后，8000r/min离心15min，弃去上层正己烷，按此过程重复1次。吸取下层清液，经C18小柱净化及0.45?m有机滤膜过滤后上机检测。按同一操作方法处理空白样品。

2 结果与分析

2.1 回收率 选取样品，并对其加入一定量无机砷标准液，按照1.2处理样品，并进行分析计算，结果如表1、2所示。由表1、2可知，砷酸根As（V）样品回收率为89%～90%、亚砷酸根As（III）89%～92%，符合回收率允许范围。

2.2 出峰情况 由图1可见，As（Ⅴ）峰值最先出现，大约在2min 10s处，其次依次为MMAs、As（Ⅲ）、DMA、AsB。各形态砷化合物全部出峰用时短，仅需4min，且各峰分离效果较好，未出现连峰或重叠情况。

2.3 相对偏差 所选择的样品，依照实施细则进行分析，加标结果均在允许范围内，符合实验分析要求，可以用于测定水产品中无机砷含量。检测结果数量级为10-7，允许相对标准偏差为10，砷酸根As（V）和亚砷酸根As（III）分析结果相对偏差均为6，符合偏差要求。

3 小结

通过实验证实，在检测As（V）、As（III）时，使用Agilent公司推荐方法配置流动相，并用Agilent Zorbax SB-Aq反相色谱柱进行分离，砷酸根As（V）样品回收率为89%～90%、亚砷酸根As（III）89%～92%，允许符合范围。不同形态砷化合物分离效果好，且用时仅4min左右，大大缩短了出峰时间，提高了工作效率。

参考文献

[1]曾广莹，李丛斌，杜章华，等.秦巴山区玉米杂交种的选育及杂优模式应用研究[J].陕西农业科学，2013，59（05）：44-46，59.

[2]侯艳霞，刘丽萍，潘浩，等.高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱联用测定婴幼儿辅食中的无机砷[J].食品科学，2011，32（24）：281-284.

[3]王松，LIK，崔鹤，等.南极磷虾油中总砷含量及砷形态分析[J].分析化学，2016，44（05）：767-772.

[4]GB 5009.11-2014.食品中总砷及无机砷的测定[S].

（責编：王慧晴）