HPLC-ICPMS聯(lián)用測定大米中汞形態(tài)
隨著工業(yè)的發(fā)展,汞污染越來越嚴(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)大于無機(jī)汞,無機(jī)汞主要是對腎臟有毒性作用,而有機(jī)汞主要對腦組織傷害比較大。因此對汞形態(tài)的監(jiān)測顯得尤為重要。
本文參考國家衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會發(fā)布的《GB 5009.17-2014 食品中甲基汞的測定》,通過HPLC-ICPMS聯(lián)用,采用C18柱,利用等度洗脫的方式對稀酸浸提后的大米進(jìn)行了分析,同時(shí)對樣品采取了加標(biāo)處理,且加標(biāo)回收率良好。測試結(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)測試需求(如圖1)。
圖1.HPLC-ICPMS聯(lián)用測汞形態(tài)的分析儀
2.測試原理
樣品溶液經(jīng)過前處理,由HPLC進(jìn)樣口進(jìn)樣,經(jīng)色譜柱分離,通過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,通過離子透鏡系統(tǒng)、質(zhì)量分析器及檢測器,檢測器對相應(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)級純,Scharlau);
氨水(優(yōu)級純,上海晶純試劑有限公司);
乙酸銨(優(yōu)級純,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 色譜純試劑);
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)系濾膜過濾后,待測。
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
色譜條件詳見表1。
表1. HPLC分析條件
參數(shù) |
參數(shù)設(shè)定 |
色譜柱 |
Ultimate XB-C18,5μm,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)。 |
流 速 |
1.0mL/min |
柱 溫 |
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 |
功 率 |
1300W |
等離子氣 |
13L/min |
輔助氣 |
1.06L/min |
載 氣 |
1.2L/min |
采樣深度 |
16 |
分析模式 |
標(biāo)準(zhǔn)模式 |
待測質(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,其中無機(jī)汞(Hg2+)、甲基汞(MetHg)、乙基汞(EtHg)相對保留時(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,并對大米試樣采取了加標(biāo)的方式,測試結(jié)果詳見表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] 國家衛(wèi)生和計(jì)劃生育委員會發(fā)布 GB 5009.17-2014食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中甲基汞的測定 液相色譜-原子熒光光譜聯(lián)用方法,2015。
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