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電感耦合等離子體質(zhì)譜儀 ICP-MS

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HPLC-ICPMS聯(lián)用測(cè)定大米中汞形態(tài)

發(fā)布日期:2021/11/17 15:44:35  點(diǎn)擊次數(shù):66965

隨著工業(yè)的發(fā)展,汞污染越來(lái)越嚴(yán)重。由于汞的污染特性,不易分解及轉(zhuǎn)移。造成了食品中富集了各種含汞化合物,從而導(dǎo)致各種慢性、急性汞中毒事件頻出。目前,食品中汞的主要存在形式可分為無(wú)機(jī)汞和有機(jī)汞兩大類,其中有機(jī)汞的毒性遠(yuǎn)大于無(wú)機(jī)汞,無(wú)機(jī)汞主要是對(duì)腎臟有毒性作用,而有機(jī)汞主要對(duì)腦組織傷害比較大。因此對(duì)汞形態(tài)的監(jiān)測(cè)顯得尤為重要。

本文參考國(guó)家衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會(huì)發(fā)布的《GB 5009.17-2014 食品中甲基汞的測(cè)定》,通過(guò)HPLC-ICPMS聯(lián)用,采用C18柱,利用等度洗脫的方式對(duì)稀酸浸提后的大米進(jìn)行了分析,同時(shí)對(duì)樣品采取了加標(biāo)處理,且加標(biāo)回收率良好。測(cè)試結(jié)果表明,該方法能夠快速準(zhǔn)確地進(jìn)行大米樣品中汞形態(tài)的分析。

1.儀器簡(jiǎn)介

本方法采用Skyray Instrument LC-310E與ICP-MS 2000E聯(lián)用,采用一鍵式數(shù)據(jù)采集、精準(zhǔn)式譜圖定位及強(qiáng)大的軟件譜圖處理功能,可滿足不同的形態(tài)測(cè)試需求(如圖1)。

圖1.HPLC-ICPMS聯(lián)用測(cè)汞形態(tài)的分析儀


2.測(cè)試原理

樣品溶液經(jīng)過(guò)前處理,由HPLC進(jìn)樣口進(jìn)樣,經(jīng)色譜柱分離,通過(guò)霧化器霧化后送入高溫等離子體中,干燥、原子化、電離,元素離子經(jīng)接口室進(jìn)入質(zhì)譜儀,通過(guò)離子透鏡系統(tǒng)、質(zhì)量分析器及檢測(cè)器,檢測(cè)器對(duì)相應(yīng)元素離子做出響應(yīng)(每秒離子計(jì)數(shù)cps(counts per second),經(jīng)軟件處理,響應(yīng)強(qiáng)度和時(shí)間組成的峰面積與相應(yīng)組分離子濃度成正比關(guān)系進(jìn)行定性定量分析。

3.實(shí)驗(yàn)部分

3.1實(shí)驗(yàn)設(shè)備及試劑

液相色譜-電感耦合等離子體質(zhì)譜聯(lián)用儀(江蘇天瑞儀器股份有限公司);

電子天平(BSA224S,賽多利斯);

色譜柱(Ultimate  XB-C18,4.6×150mm,5μm);

超純水系統(tǒng)(Millipore,電阻率為18.25MΩ·cm);

鹽酸(優(yōu)級(jí)純,Scharlau);

氨水(優(yōu)級(jí)純,上海晶純?cè)噭┯邢薰荆?

乙酸銨(優(yōu)級(jí)純,阿拉丁化學(xué)試劑);

L-半胱氨酸(生物純,阿拉丁化學(xué)試劑);

甲醇(色譜純,Oceanpak 色譜純?cè)噭?

汞形態(tài)標(biāo)準(zhǔn)溶液(水中汞GBW(E)083186、甲基汞GBW(E)083364、乙基汞GBW(E)081524,中國(guó)計(jì)量科學(xué)院);

超聲波(KH-500E,昆山禾創(chuàng));

雙功能水浴恒溫振蕩器(SHA-B,江蘇國(guó)華);

高速離心機(jī)(TG16G,凱特)。

3.2樣品前處理

稱取大米樣品1.0g(精確至0.001g),置于15mL的離心管中,加入10mL的鹽酸溶液(5mol/L)靜置過(guò)夜。后經(jīng)常溫水浴振蕩60min,于4℃下以8000r/min的轉(zhuǎn)速進(jìn)行離心15min。取上層清液2mL至5mL的容量瓶中,用稀氨水調(diào)節(jié)PH到7.0,再加入0.1mL的L-半胱氨酸(10g/L),最后用超純水定容至刻度并搖勻。用0.45μm的有機(jī)系濾膜過(guò)濾后,待測(cè)。

3.3流動(dòng)相及汞形態(tài)標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

3.3.1流動(dòng)相的配制

60mmol/L乙酸銨+0.1%L-半胱氨酸+5%甲醇:稱取4.627g乙酸銨,1.21gL-半胱氨酸于100mL容量瓶中,加入少量的超純水并于電熱板上加熱使其完全溶解,冷卻后定容至100mL。將定容好的溶液移入1000mL的淋洗液瓶中,同時(shí)加入50mL的甲醇,定容至1L。經(jīng)0.45μm的有機(jī)系濾膜過(guò)濾后,于超聲波超聲脫氣30min,現(xiàn)用現(xiàn)配。

3.3.2汞形態(tài)標(biāo)準(zhǔn)溶液:

三種汞標(biāo)準(zhǔn)溶液采用淋洗液按照梯度濃度的方式依次被稀釋為1.0μg/L、2.0.μg/L、4.0μg/L、8.0μg/L、10.0μg/L 混合標(biāo)準(zhǔn)溶液,同時(shí)配制5μg/L三種汞形態(tài)的單標(biāo)溶液,用來(lái)判別每種汞形態(tài)的出峰時(shí)間。

3.4實(shí)驗(yàn)條件

3.4.1色譜條件

     色譜條件詳見(jiàn)表1。

表1. HPLC分析條件

參數(shù)

參數(shù)設(shè)定

色譜柱

Ultimate  XBC185μm,150×4.6mm

流動(dòng)相

60mmol/L乙酸銨0.1%L-半胱氨酸5%甲醇pH=7.0。

1.0mL/min

25℃

進(jìn)樣量

100μL

洗脫程序

等度洗脫

3.4.2質(zhì)譜條件

     ICP-MS分析條件見(jiàn)表2。

表2.ICP-MS分析條件

參數(shù)

參數(shù)設(shè)定

參數(shù)

參數(shù)設(shè)定

1300W

等離子氣

13L/min

輔助氣

1.06L/min

1.2L/min

采樣深度

16

分析模式

標(biāo)準(zhǔn)模式

待測(cè)質(zhì)量數(shù)

202amu

駐留時(shí)間

10ms


3.5實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.5.1標(biāo)準(zhǔn)曲線

按照混合標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度1.0μg/L、2.0.μg/L、4.0μg/L、8.0μg/L、10.0μg/L 進(jìn)樣得到色譜圖,計(jì)算其峰面積,以濃度和峰面積繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,線性相關(guān)系數(shù)均大于0.999,結(jié)果詳見(jiàn)圖2-1~2-3。

圖2-1.Hg2+標(biāo)準(zhǔn)曲線 

圖2-2.MetHg標(biāo)準(zhǔn)

圖2-3.EtHg標(biāo)準(zhǔn)曲線

3.5.2色譜分離圖

1.0μg/L、2.0.μg/L、4.0μg/L、8.0μg/L、10.0μg/L 汞形態(tài)混合標(biāo)準(zhǔn)溶液分離色圖譜如圖3所示,其中無(wú)機(jī)汞(Hg2+)、甲基汞(MetHg)、乙基汞(EtHg)相對(duì)保留時(shí)間分別為118s、185s、379s,從譜圖疊加圖上可以看出,三種汞形態(tài)出峰時(shí)間穩(wěn)定,且分離度較好。

圖3. 汞形態(tài)混合標(biāo)準(zhǔn)溶液分離圖譜

      3.5.3 檢出限

          如圖4所示為1.0μg/L汞形態(tài)混和標(biāo)準(zhǔn)溶液分離圖譜,以各形態(tài)峰附近基線處的3倍信噪比(S/N)峰高對(duì)應(yīng)的濃度作為檢出限,溶液中Hg2+、MetHg、EtHg分別為0.112μg/L、0.0718μg/L、0.0698μg/L。

圖4. 1.0μg/L汞形態(tài)混合標(biāo)準(zhǔn)溶液圖譜

3.5.4 測(cè)試結(jié)果

以大米樣品為試樣,進(jìn)行稀酸浸提,同時(shí)為了考察方法的準(zhǔn)確性,并對(duì)大米試樣采取了加標(biāo)的方式,測(cè)試結(jié)果詳見(jiàn)表3。

表3   大米樣品及樣品加標(biāo)結(jié)果

組分名稱

稀釋后濃度

原液濃度

加標(biāo)后濃度

加標(biāo)回收率

μg/L

μg/kg

μg/L

%

無(wú)機(jī)汞

0.227

5.68

5.84

112

甲基汞

未檢出

ND

4.50

90

乙基汞

未檢出

ND

4.67

93



圖5. 大米樣品及樣品加標(biāo)5.0μg/L圖譜

4. 結(jié)論

本文建立了LC-ICPMS測(cè)試大米中汞形態(tài)的分析方法,結(jié)果表明該方法檢出限低、測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確,其加標(biāo)回收率在90%~112%之間,線性相關(guān)系數(shù)均在0.999以上;同時(shí)汞的三種形態(tài)能夠在8min左右完成,且分離度較好,該方法可滿足食品中大米樣品汞形態(tài)分析的要求。

5.參考文獻(xiàn)

 [1] 國(guó)家衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會(huì)發(fā)布 GB 5009.17-2014食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中甲基汞的測(cè)定 液相色譜-原子熒光光譜聯(lián)用方法,2015。


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