分子生物·生理生化·組織培養(yǎng)高效液相色譜-電感耦合等離子體質(zhì)譜法在蘋果無機(jī)砷形態(tài)分析中的應(yīng)用研究

臧宏偉 張偉 王春曉

摘 要：采用高效液相色譜技術(shù)對蘋果中的無機(jī)砷進(jìn)行價態(tài)分離，采用電感耦合等離子體質(zhì)對不同價態(tài)的砷進(jìn)行定量測定。結(jié)果表明，兩者串聯(lián)使用可以很好地對蘋果中不同形態(tài)的砷進(jìn)行測定，是目前比較先進(jìn)的一項檢測技術(shù)。

關(guān)鍵詞：高效液相色譜;電感耦合等離子體質(zhì)譜;無機(jī)砷;蘋果

中圖分類號 TS207.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2019）05-0012-03

Abstract：Inorganic arsenic of apple were performed on liquid chromatography coupled with inductively coupled plasma mass spectrometry （HPLC-ICP-MS）.Using the method developed in this study，we have successful determined the different species of arsenic in apple samples.The results showed that this method can fully meet the requirements of determination of inorganic arsenic in apple.

Key words：HPLC;ICP-MS;Inorganic arsenic;Apple

砷廣泛分布于環(huán)境中，其在人體中的代謝受其化學(xué)形式和物理性狀的影響，不同形態(tài)的砷化合物對人體作用差別很大，有些表現(xiàn)為劇烈性損害，而有些則對人體健康幾乎沒有影響[1-3]。砷的化合物包括：亞砷酸（Ⅲ）、砷酸（Ⅴ）、甲基砷酸（MMA）、二甲基砷酸（DMA）、三甲基砷酸（TMAO）、砷甜菜堿（AsB）和砷膽堿（AsC），其毒性大小從強(qiáng)到弱的排序為：As（Ⅲ）>As（Ⅴ）>MMA>DMA>TMAO>AsB和AsC[4，5]?？梢钥闯觯瑹o機(jī)砷的毒性最大，甲基砷和二甲基砷的毒性遠(yuǎn)小于無機(jī)砷，而甜菜堿和砷膽堿等被認(rèn)為是無毒的。要對砷進(jìn)行形態(tài)分析，關(guān)鍵是將各種不同形態(tài)砷進(jìn)行分離，再利用不同檢測技術(shù)進(jìn)行測定。

煙臺紅富土蘋果久享盛名，是北方秋冬季節(jié)的當(dāng)家果品。2012年有媒體報道，一種小作坊式生產(chǎn)，無任何標(biāo)志的藥袋被山東部分果農(nóng)大量使用。用這種藥袋包裹幼果直到成熟，藥物能夠直接與蘋果接觸，其主要成分被披露為福美胂和退菌特。此次“藥袋”事件，將享譽(yù)海內(nèi)外的煙臺蘋果推上了風(fēng)口浪尖。因此，對蘋果中無機(jī)砷形態(tài)進(jìn)行分析，探明套袋技術(shù)對蘋果內(nèi)在品質(zhì)的影響意義重大。蘋果中砷、無機(jī)砷的含量水平一般比較低，多以有機(jī)砷的形態(tài)存在[6，7]。傳統(tǒng)方法只測定樣品的總砷含量，不能給出有效評價樣品毒性大小的信息，因此需要進(jìn)行有效分離、準(zhǔn)確測定無機(jī)砷或各種形態(tài)砷化物的方法。

1 材料與方法

1.1 樣品制備 為進(jìn)一步評估套藥袋蘋果的潛在風(fēng)險，抽取14個樣品進(jìn)行無機(jī)砷分析，樣品選取套袋果和不套袋果各1個樣品進(jìn)行對比分析。取樣參照《新鮮水果和蔬菜取樣方法》（GB/T 8855-2008）規(guī)定執(zhí)行。樣品經(jīng)勻漿后于-20℃冰箱中冷凍保存。

1.2 樣品前處理 稱取4g樣品（準(zhǔn)確至0.001g），加0.15mol/L硝酸溶液25mL，放置過夜，于90℃恒溫箱中浸提2.5h，每30min振搖1min，提取完畢，取出冷卻至室溫，8000r/min離心15min，取上清液，經(jīng)0.45μm有機(jī)濾膜過濾后進(jìn)樣測定。

1.3 主要試劑 無水乙酸鈉：分析純;硝酸鉀：分析純;磷酸二氫鈉：分析純;乙二胺四乙酸二鈉：分析純;硝酸：優(yōu)級純;無水乙醇;氨水。

1.4 儀器和設(shè)備 液相色譜-電感耦合等離子體質(zhì)譜聯(lián)用儀（LC-ICP-MS）：型號為LC-20A，iCAP Qc。

1.5 儀器參考條件

1.5.1 液相色譜參考條件 色譜柱：陰離子交換色譜分析柱（4×250mm）;流動相：含10mmol/L無水乙酸鈉、3mmol/L硝酸鉀、10mmol/L磷酸二氫鈉、0.2mmol/L乙二胺四乙酸二鈉的緩沖液，20%氨水調(diào)節(jié)pH為10，加入1%的無水乙醇;洗脫方式：等度洗脫;進(jìn)樣體積：50μL。

1.5.2 電感耦合等離子體質(zhì)譜儀條件 載氣為高純氬氣，流速為0.85L/min，補(bǔ)償氣0.15L/min，泵速0.3rps，檢測質(zhì)量數(shù)m/z=75（As），m/z=35（Cl）。

2 結(jié)果與分析

由表1、2數(shù)據(jù)看出，蘋果中As（Ⅲ）含量低于As（V）含量，分別為0.0055mg/kg、0.018mg/kg，相差1個數(shù)量級水平。有5個樣點套袋蘋果總無機(jī)砷含量低于不套袋蘋果，2個樣點套袋蘋果總無機(jī)砷含量高于不套袋蘋果，說明蘋果套袋技術(shù)可以降低果實中無機(jī)砷的含量。由于果實的無機(jī)砷來源既有果實從土壤和水中自身吸收的，也有外施農(nóng)藥、葉面肥引入的，套袋技術(shù)可以使果實很大程度避免噴灑農(nóng)藥和葉面肥導(dǎo)致的無機(jī)砷污染。一些相關(guān)研究結(jié)果也表明，蘋果套袋能降低蘋果果實中的重金屬含量及農(nóng)藥殘留量，是蘋果安全生產(chǎn)的有效措施[8，9]。而芝罘、棲霞2個樣點則說明，不良的果袋可能會使果實無機(jī)砷含量增加，不但沒有隔絕外界的污染，反而會使涂抹了藥劑的果袋中的無機(jī)砷被果實吸收。因此，選擇優(yōu)良的、合格的育果袋，對蘋果安全生產(chǎn)非常重要。

3 討論

元素形態(tài)分析技術(shù)將是未來元素檢測的主流[10，11]。在食品安全問題日益受到人們高度重視的時代，研究對蘋果中的無機(jī)砷進(jìn)行了形態(tài)分析，同時將套袋果實無機(jī)砷含量與不套袋果實無機(jī)砷含量進(jìn)行了比較，得到了初步的研究結(jié)論，對果品質(zhì)量安全的精準(zhǔn)管控有現(xiàn)實意義。在今后的研究中，需要進(jìn)一步對蘋果中無機(jī)砷含量進(jìn)行分析研究，選取更多的樣點，以得出普遍的結(jié)論，這既順應(yīng)了時代發(fā)展對果品安全的要求，也利于指導(dǎo)蘋果實際生產(chǎn)。

液相色譜與適當(dāng)?shù)臋z測器聯(lián)用是目前砷形態(tài)分析的主要方法。采用液相色譜分離砷形態(tài)有很多優(yōu)點，無需柱前衍生，這就減少了柱前的污染與損失。分析砷形態(tài)模式有空間排阻色譜、離子對色譜，其中常用的有2種，分別是陰離子交換色譜和陽離子交換色譜。高效液相色譜儀與電感耦合等離子體質(zhì)譜聯(lián)用可以快速準(zhǔn)確測定食品中無機(jī)砷形態(tài)，且方法效率較高，其優(yōu)越性也比其他檢測方法多，但也有缺點，主要就是價格較高。根據(jù)被測元素的不同價態(tài)組分存在物理和化學(xué)性質(zhì)的差異，體現(xiàn)在色譜柱中的保留時間上，達(dá)到不同價態(tài)分離。檢測樣品經(jīng)提取凈化，液相色譜在線分離。電感耦合等離子體質(zhì)譜法是將樣品溶液以氣溶膠形態(tài)引入高頻等離子體中，砷在高溫下電離成離子，產(chǎn)生的離子經(jīng)過離子光學(xué)透鏡聚焦后進(jìn)人四極桿質(zhì)譜分析器按照荷質(zhì)比分離，通過其質(zhì)譜信號強(qiáng)度進(jìn)行定量分析。與原子光譜相比，電感耦合等離子體質(zhì)譜法具有更好的分辨率，高的靈敏度、精度和更廣的動態(tài)線性范圍等優(yōu)點。ICP-MS作為HPLC的檢測器，跟蹤被測元素在各形態(tài)中的信號變化，使得色譜圖變得簡單，消除了基體干擾，有助于元素形態(tài)確認(rèn)和進(jìn)行定量分析。因此，目前高效液相色譜與電感耦合等離子體質(zhì)譜聯(lián)用已成為砷元素形態(tài)分析的最佳方法。

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