中獸藥中砷含量檢測方法研究

張崇威，陳 薔，邱富娜，王俊峰，宋志超

(河南省獸藥飼料監(jiān)察所，鄭州 450008)

砷是自然界中廣泛存在的一種非金屬元素，分無機(jī)砷和有機(jī)胂[1]。有機(jī)胂能促進(jìn)畜禽生長和提高料肉比，提高其抗菌、抗球蟲及機(jī)體免疫力，提高畜禽產(chǎn)品色素沉著及防治硒中毒等優(yōu)點[2]。因此，1996年我國農(nóng)業(yè)部批準(zhǔn)有機(jī)胂制劑的使用，隨后被廣泛應(yīng)用于畜禽養(yǎng)殖業(yè)[3]。

雖然有機(jī)胂作為飼料添加劑對我國的畜牧業(yè)具有重要意義，但有機(jī)胂經(jīng)畜禽代謝排泄隨其糞便進(jìn)入土壤后，以毒性更高的無機(jī)砷及甲基胂等形態(tài)累積在作物以及畜禽體內(nèi)[4-6]，長期食用含有砷過量的食品將會導(dǎo)致砷慢性中毒等不良影響。鑒此，我國農(nóng)業(yè)部于2018年1月11日發(fā)布中華人民共和國農(nóng)業(yè)部第2638號公告，公告明確指出：自2019年5月1日起，停止經(jīng)營、使用喹乙醇、氨苯胂酸、洛克沙胂等3種獸藥的原料藥及各種制劑，這標(biāo)志著在我國畜牧養(yǎng)殖企業(yè)應(yīng)用了多年的作為飼料添加劑的氨苯胂酸、洛克沙胂將被徹底禁用。這將有可能導(dǎo)致部分不法分子通過其他途徑變相使用砷制劑，如在中獸藥中違法添加砷制劑等，以及由于環(huán)境污染，造成中獸藥中砷含量超標(biāo)的現(xiàn)象。因此制定中獸藥中砷元素檢測方法就顯得尤為重要。目前，食品[7，1]、飼料[3-4，8]、礦物質(zhì)[9]、水[10-11]中等砷含量的檢測已有大量報道，但中獸藥中砷含量的檢測尚未見有文獻(xiàn)發(fā)表。因此，為防范于未然，建立中獸藥中砷含量的檢測方法意義重大。本研究不僅建立了檢測中獸藥中總砷含量的兩種方法，并對兩種方法的優(yōu)劣進(jìn)行了初步研究和比較。

1 材料與方法

1.1 儀器 AFS 8220雙通道原子熒光光度計(北京吉天)；ELAN DRC-e電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(美國PE公司)；MARS6微波消解儀(美國CEM公司)；AB204-N分析天平(梅特列-托利多(上海)有限公司)；

1.2 試劑 硝酸：優(yōu)級純，F(xiàn)luke公司；鹽酸：優(yōu)級純，北京化工；30%過氧化氫優(yōu)級純，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；氫氧化鈉、硫脲：分析純，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；硼氫化鈉：優(yōu)級純，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；抗壞血酸：分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；砷標(biāo)液：1000 μg/mL，中國計量科學(xué)研究院；鍺標(biāo)液：1000 μg/mL，國家有色金屬及電子材料分析測試中心；洛克沙胂：98%，百靈威公司。實驗用水為經(jīng)Milli-Q凈化系統(tǒng)制備的去離子水。

1.3 試劑配制 5%硫脲-抗壞血酸：精密稱量硫脲、抗壞血酸各5 g，加水溶解并定容至100 mL；0.5% NaOH-1.0% NaBH4：精密稱取0.5 g NaOH，加水溶解定容至100 mL，然后加入1.0 g NaBH4溶解。

1.4 試驗方法

1.4.1 儀器條件

1.4.1.1 微波消解程序 根據(jù)固態(tài)及液態(tài)中獸藥特性，建立以下微波消解程序,如表1。

表1 微波消解程序Tab 1 Procedure of microwave digestion

1.4.1.2 電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)

根據(jù)設(shè)計要求，履帶式多吸盤行走機(jī)構(gòu)對工作平面的適應(yīng)性強(qiáng)、行進(jìn)速度較快，可越過一般的障礙物。這種運動方案不僅可以使光伏清潔機(jī)器人安全可靠地在太陽能電池板表面上行走，并能順利地克服排布間隙對吸附系統(tǒng)的影響。所以采用履帶行走方式配合多個真空吸盤吸附的運動方案。

透鏡電壓：7.75 mV；霧化氣流量：1.02 L/min；輔助氣流量：1.20 L/min；等離子氣流量18.00 L/min；電感耦合等離子體功率：1300.00 W；脈沖電壓：750.00 V。

1.4.1.3 原子熒光儀 光電倍增管負(fù)高壓(V)：270；原子化器高度(mm)：8；燈電流(mA)：60；載氣流量(mL/min)：300；屏蔽氣流量(mL/min)：800；注入量(mL)：0.5；讀數(shù)時間(s)：10；延遲時間(s)：1.0；

1.4.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

1.4.2.1 電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS) 以1%硝酸溶液為介質(zhì)逐級稀釋砷標(biāo)準(zhǔn)貯備液，配制成濃度分別為0、5.0、15.0、20.0、25.0、50.0 μg/L的砷標(biāo)準(zhǔn)溶液各50 mL，同時添加內(nèi)標(biāo)鍺元素標(biāo)準(zhǔn)溶液使其濃度為5.0 μg/L，以砷工作液濃度為橫坐標(biāo)，砷響應(yīng)值與內(nèi)標(biāo)元素鍺響應(yīng)值的比值為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.4.2.2 原子熒光法 以5%鹽酸溶液為介質(zhì)逐級稀釋砷標(biāo)準(zhǔn)貯備液，同時添加10 mL 5%硫脲-抗壞血酸溶液，配制成濃度分別為0、5.0、15.0、20.0、25.0、50.0 μg/L的砷標(biāo)準(zhǔn)溶液各50 mL，以砷工作液濃度為橫坐標(biāo)，砷元素的熒光值為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.4.3 樣品前處理

1.4.3.1 電感耦合等離子質(zhì)譜法(ICP-MS) 準(zhǔn)確稱取固態(tài)中獸藥0.5 g(精確到0.001 g)、液態(tài)中獸藥1.00 mL，加5 mL硝酸及1 mL雙氧水，靜置過夜，置微波中消解。待冷卻至室溫，以水為介質(zhì)轉(zhuǎn)移消解液于50 mL容量瓶中，加1 μg/mL的鍺標(biāo)準(zhǔn)溶液25 μL，加水定容混勻待測。

1.4.3.2 原子熒光法 按1.4.3.1操作至“待冷卻至室溫”，置入趕酸儀中，170 ℃趕酸至消解液至黃豆大小液滴，加5%鹽酸溶液轉(zhuǎn)移至50 mL容量瓶中，加10 mL 5%硫脲-抗壞血酸溶液，并以5%鹽酸溶液定容混勻待測。

2 結(jié)果與分析

2.1 線性關(guān)系及靈敏度 砷含量的曲線方程見表2，標(biāo)準(zhǔn)曲線見圖1、圖2。

表2 砷元素線性方程Tab 2 Linear equation of arsenic

圖1 ICP-MS條件下砷標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig 1 Standard curve of arsenic under ICP-MS conditions

圖2 原子熒光儀條件下砷標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig 2 Standard curve of arsenic under AFS conditions

由表2及圖1、圖2可見，ICP-MS方法及原子熒光法條件下砷元素在0～50 μg/L的濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。

分別選取經(jīng)檢測不含砷或含砷較低的以下3種固態(tài)中獸藥及3種液態(tài)中獸藥作為中獸藥代表：忍冬黃連散(方城華明藥業(yè)有限公司，批號：18021601)、黃芪多糖粉(河南百草元獸藥有限公司，批號：18110101)、青蒿常山顆粒(鄭州金大眾動物藥業(yè)有限公司，批號：18030401)及穿心蓮注射液(河南后羿實業(yè)集團(tuán)有限公司，批號：18050316)、雙黃連口服液(河南牧翔動物藥業(yè)有限公司，批號：180904)、板藍(lán)根注射液(新鄉(xiāng)天祥藥業(yè)有限公司，批號：18081901)，按照1.4.3樣品方法處理，每種獸藥取11平行，檢出限按照3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差計，ICP-MS及原子熒光法條件下，固態(tài)中獸藥檢出限為1 μg/kg，液態(tài)中獸藥檢出限為0.5 μg/L。

2.2 準(zhǔn)確度分析 選取以上6種中獸藥，每種中獸藥做3平行，ICP-MS法測得忍冬黃連散、黃芪多糖粉、青蒿常山顆粒、穿心蓮注射液、雙黃連口服液、板藍(lán)根注射液的總砷本底值分別為0.050 mg/kg、0.061 mg/kg、0.055 mg/kg、0.020 mg/L、0.023 mg/L、0.015 mg/L。原子熒光法測得砷本底值依次為0.053 mg/kg、0.058 mg/kg、0.049 mg/kg、0.017 mg/L、0.019 mg/L、0.011 mg/L。無機(jī)砷的添加方式為：將所購濃度為1000 μg/mL的無機(jī)砷標(biāo)液稀釋至適宜濃度，再向所取一定量中獸藥中添加相應(yīng)體積，配制成添加量為0.2、2、20 mg/kg的濃度水平。有機(jī)胂添加方式為：將純度為98%的洛克沙胂溶于乙醇，配制成一定濃度的有機(jī)胂標(biāo)液(以As計)，然后按無機(jī)砷添加方式操作，配制成添加量為0.2、2、20 mg/kg(以As計)的濃度水平。分別對無機(jī)砷、有機(jī)胂做6平行加標(biāo)回收試驗，回收率計算方式為測得值扣除本底值后與添加量的比值。無機(jī)砷及有機(jī)胂回收率測定結(jié)果見表3～表6。

表3 ICP-MS方法無機(jī)砷加標(biāo)回收測定結(jié)果Tab 3 Results of spiked recovery of inorganic arsenic under ICP-MS

續(xù)表

表4 ICP-MS方法有機(jī)胂加標(biāo)回收測定結(jié)果Tab 4 Results of spiked recovery of organic arsenic under ICP-MS

續(xù)表

表5 氫化物原子熒光方法無機(jī)砷加標(biāo)回收測定結(jié)果Tab 5 Results of spiked recovery of inorganic arsenic under AFS

續(xù)表

由表3～表6可見，兩種測定固態(tài)及液態(tài)中獸藥中無機(jī)砷及有機(jī)胂含量方法的添加回收率均在80%～110%之間，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.6%～11.0%。

3 討論與結(jié)論

因液體樣品含有機(jī)質(zhì)較少，消解過程中產(chǎn)氣量少，故取1 mL，固體試樣取0.5 g。另試驗中比較了消解液加5 mL硝酸、5 mL硝酸及1 mL雙氧水的消解效果，發(fā)現(xiàn)未加雙氧水情況下對固態(tài)中獸藥不能完全消解。試驗并對進(jìn)口硝酸、鹽酸及國產(chǎn)優(yōu)級純硝酸、鹽酸進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)國產(chǎn)優(yōu)級純鹽酸可滿足要求，但硝酸因砷含量較高影響實驗結(jié)果，需優(yōu)級純進(jìn)口硝酸。有機(jī)胂的添加回收實驗以洛克沙胂為對照品，并以As計作為添加量。在測定中獸藥實際樣品時發(fā)現(xiàn)砷含量較低，因此為保證準(zhǔn)確度，曲線中砷溶液濃度設(shè)置較低，但在添加高濃度20 mg/kg時，試樣溶液中砷濃度超出曲線范圍，需稀釋后測定。

ICP-MS方法，由于等離子體離子化溫度、霧化效應(yīng)在采樣錐接口和離子透鏡處的空間電荷效應(yīng)等因素造成物理性干擾，從而影響測定結(jié)果的準(zhǔn)確度[12]，故加入內(nèi)標(biāo)鍺元素加以克服。在As元素測定過程中潛在的干擾離子主要為ArCl，Sm++，Nd++，Eu++，針對干擾因素，本實驗試用碰撞模式、反應(yīng)池模式及普通模式，最終發(fā)現(xiàn)反應(yīng)池模式準(zhǔn)確度及線性更好。

氫化物原子熒光法，消解液雖經(jīng)趕酸，但定容液仍含有大量酸導(dǎo)致在檢測砷元素時，酸與樣品溶液中還原劑及樣品溶液中有機(jī)物反應(yīng)產(chǎn)生大量氣體，水封無法封氣，造成砷化氫氣體逸失而砷含量偏低。故應(yīng)選擇適當(dāng)消泡劑及還原劑NaBH4濃度，選擇正辛醇作為消泡劑[13]，還原劑比較了0.5% NaOH-1% NaBH4、0.5% NaOH-2% NaBH4、1.0% NaOH-1% NaBH4的還原系統(tǒng)，最終確定0.5% NaOH-1% NaBH4還原系統(tǒng)使反應(yīng)更完全，信號值更穩(wěn)定。另中獸藥中含有鈣鹽以及各種微量元素Cu2+、Zn2+、Fe2+、Mn2+、SeO32-，這些離子會干擾氫化物產(chǎn)生，導(dǎo)致砷含量低于實際含量[14]。因此，需加入合適的掩蔽劑。經(jīng)反復(fù)試驗后選擇5%硫脲-抗壞血酸系統(tǒng)。

氫化物原子熒光法與ICP-MS法相比多出趕酸過程，前處理相對繁瑣，且存在水封失效的風(fēng)險，對結(jié)果的準(zhǔn)確度有一定的影響。但氫化物原子熒光儀結(jié)構(gòu)原理簡單、操作方便、普及率廣，檢測元素時干擾因素少、靈敏度高，因此具有一定的優(yōu)勢。

通過對中獸藥中總砷含量檢測方法的研究，建立了電感耦合等離子體質(zhì)譜儀法以及氫化物原子熒光法，兩種方法線性和精密度好、靈敏度和準(zhǔn)確度高。ICP-MS法前處理簡便快捷，能同時檢測多種元素，但儀器昂貴。原子熒光法前處理需有趕酸處理，但儀器相對便宜、操作簡便利于推廣，試驗人員可根據(jù)實驗室具體情況選擇合適方法。