砷元素广泛地分布于自然界，是一种毒性物质。砷的毒性不仅与其总量有关，还与砷存在的形态密切相关。其中三价砷 [As(Ⅲ)] 和五价砷 [As(Ⅴ)]这两种无机砷的毒性高于二甲基砷 (DMA)、一甲基砷 (MMA)、砷甜菜碱 (AsB) 等有机砷的毒性，而且 As(Ⅲ) 的毒性约为 As(Ⅴ) 的60倍，国际癌症研究机构已将无机砷列为第Ⅰ类致癌性物质。

     随着经济的发展和生活水平日益提高，人们对品质生活的追求越来越高，肉类的需求也急剧增加。在饲料中添加有机砷制剂具有刺激动物生长、提高饲料转化率、改善肉质等功效。但是，有机砷制剂在动物体内代谢的过程中，可能产生残留或转化为其他砷形态的化合物，在肌肉、肝脏和肾脏等器官长期残留，进而随食物链对人们的身体健康产生危害。因此，开发一种可同时测定多种砷形态化合物的分析方法具有重要的现实意义。

      目前，常用的砷形态检测方法主要有高效液相色谱法 (HPLC)、高效液相色谱-原子荧光光谱法 (HPLC-AFS)和高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱法 (HPLC-ICP-MS)等。HPLC-ICP-MS因检出限低、灵敏度高、准确度好、线性范围宽等优点，已成为砷形态分析检测最常用、最可靠的技术之一。因此，本工作采用色谱法HPLC分离，ICP-MS测定，提出了 HPLC-ICP-MS测定畜禽肉中5种砷形态含量的方法，旨在为相关畜禽肉的检测提供依据。

1、试验方法

     称取样品置于离心管中，加入含1%硝酸的10%甲醇溶液，摇匀，水浴超声。提取完毕，冷却后离心。分取少量上清液，置于离心管中，加入正己烷，振摇后离心，弃去上层正己烷相，再加入正己烷重复上述步骤。吸取下层清液，过滤膜，滤液按照仪器工作条件进行测定。同时进行空白试验。

2、结果与讨论

2.1 色谱柱的选择

     为了选择出分离效果好、快速、方便的色谱柱，分别采用Hamilton PRP-X100、Dionex AS16和Agilent ZORBAX SB-Aq 等3种色谱柱进行试验。结果表明：3种色谱柱均可对5种砷形态进行良好分离，但Hamilton PRP-X100色谱柱的洗脱时间需10min，Dionex AS16和 Agilent ZORBAX SB-Aq 两种色谱柱均可在5min内完成洗脱；使用Dionex AS16色谱柱时的流动相为300mmol·L-1碳酸铵溶液，浓度水平较高，容易造成ICP-MS锥口大量积盐，使锥的使用寿命大大降低；而使用Agilent ZORBAX SB-Aq色谱柱时的流动相为含5mmol·L-1己烷磺酸钠的20mmol·L-1柠檬酸溶液，盐分较低，可延长锥的使用寿命，降低成本。因此，试验选用Agilent ZORBAX SB-Aq色谱柱进行试验。5μg·L-1混合标准溶液的色谱图见图1。

2.2 提取条件的选择

2.2.1 提取剂

     以加标猪肝样品 ( 加标量10μg·L-1) 为待测对象，分别以水、1%硝酸溶液、10%甲醇溶液、含1%硝酸的10%甲醇溶液作为提取剂，于60℃超声提取2.0h，考察了不同提取剂对5种砷形态回收率的影响，结果见表1。

表1 提取剂对5种砷形态回收率的影响

     由表1可知：以水为提取剂时，5种砷形态的回收率均较低，无法满足检测需求；As(Ⅴ)、As(Ⅲ)、DMA在1%硝酸溶液作为提取剂时的回收率高于10%甲醇溶液作为提取剂时的，而MMA和AsB在10%甲醇溶液作为提取剂时的回收率高于1%硝酸溶液作为提取剂时的；当采用含1%硝酸的10%甲醇溶液作为提取剂时，5种砷形态的回收率均较高，可满足检测需求。因此，试验选择含1%硝酸的10%甲醇溶液为提取剂。

2.2.2 提取温度

     以含1%硝酸的10%甲醇溶液为提取剂，提取时间为2.0h，考察了提取温度分别为40，50，60，70，80℃时对5种砷形态回收率的影响，结果见表2。

表2　提取温度对5种砷形态回收率的影响

     由表2可见：提取温度为40~60℃ 时，随着提取温度的升高，5种砷形态的回收率逐渐上升，60℃时回收率达到最大；当提取温度高于60℃时，除As(Ⅲ) 外其他 4种砷形态的回收率明显降低。可能是提取温度高于60℃时，样品性质发生改变，将不同砷形态的化合物包裹紧密，使其不易被提取，而As(Ⅲ) 的回收率变化不大则可能是部分As(Ⅴ) 转化为 As(Ⅲ)。因此，试验选择的提取温度为60℃。

2.2.3 提取时间

     以含1%硝酸的10%甲醇溶液为提取剂，提取温度为60℃，考察了提取时间分别为0.5，1.0，1.5，2.0，2.5，3.0h时对5种砷形态回收率的影响，结果见表3。

表3 提取时间对5种砷形态回收率的影响

     由表3可知：提取时间在2.0h以内时，5种砷形态的回收率随提取时间的延长而升高，提取2.0h时回收率达到最大；提取时间大于2.0h后，MMA、DMA和AsB的回收率变化不大，但 As(Ⅴ) 的回收率下降，As(Ⅲ) 的回收率升高。可能是提取时间过长，造成部分砷形态发生转变，As(Ⅴ) 被还原成As(Ⅲ)，但总无机砷含量变化不大。因此，试验选择的提取时间为 2.0h。

2.3 标准曲线和检出限

      以水为溶剂，逐级稀释混合标准储备溶液，配制成质量浓度为0，2，5，10，30，50μg·L-1的混合标准溶液系列。按照仪器工作条件测定上述溶液，以5种砷形态的质量浓度为横坐标，对应的色谱峰面积为纵坐标绘制标准曲线。结果表明：5种砷形态标准曲线的线性范围为2~50μg·L-1，线性回归方程和相关系数见表4。

表4 线性回归方程、相关系数和检出限

     以3倍信噪比(S/N) 计算检出限 (3S/N)，结果见表4。

2.4 精密度和回收试验

     选取阴性猪肝样品，进行3个不同浓度水平的加标回收试验，计算回收率和测定值的相对标准偏差(RSD)，结果见表5。

表5 精密度和回收试验结果（n=6）

     由表5可知，5种砷形态的回收率为 81.5%~101%，测定值的RSD为1.3%~3.6%，满足日常检测要求。

2.5 样品分析

     按照试验方法对购自于商超、市场的鸡肉、鸡肝、鸡肾、猪肉、猪肝、猪肾等 10 份实际样品进行测定，结果见表6。

表6 样品分析结果

     结果表明：样品中 As(Ⅲ)、DMA和 AsB的检出率较高，肝脏、肾脏中的砷形态检出量高于肌肉中的，但均远低于 GB 2762— 2017《食品安全国家标准 食品中污染物限量》对肉及肉制品中总砷的限量(0.5mg·kg-1)要求。

3、试验结论

     本文提出了HPLC-ICP-MS同时测定畜禽肉中As(Ⅲ)、As(Ⅴ)、DMA、MMA和AsB等5种砷形态含量的方法，该方法方便快速、实用性强、精密度及准确度均可满足检测要求，适用于畜禽肉中砷形态的分析检测。

作者：何兵兵，乔晴，李辰，王向军

单位：郑州海关技术中心

来源：《理化检验-化学分册》2024年第6期