基于hplc-hg-afs系統(tǒng)的砷元素形態(tài)分析儀器參數(shù)優(yōu)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種元素有機形態(tài)的分析測試技術(shù)，特別是涉及砷元素形態(tài)分析方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 對各種元素的不同化合物進行化學形態(tài)學分析，對于了解環(huán)境、地質(zhì)以及生物樣 品中元素的毒性，代謝和輸運性能是非常重要的，因此，近年來形態(tài)分析越來越成為一個活 躍的研宄領(lǐng)域。砷是人體的必需元素，并且是許多環(huán)境、生物樣品中化合物的基礎(chǔ)構(gòu)成元 素，但是對于不同形態(tài)的砷化物，其毒性卻相差很大。一般情況下，無機砷化合物的毒性要 大于有機砷化合物。不同價態(tài)的砷化物砷化物其毒性也不同，例如，據(jù)報道，亞砷酸易溶于 水，其毒性要遠大于一般的砷化物。
[0003] 一般來說，砷化物的毒性符合下列順序（最高到最低毒性）：胂〉無機亞砷酸 鹽〉有機三價砷化合物（arsenooxides) >無機砷〉有機五價砷化物〉胂化合物〉元素砷 [89-91]。砷甜菜堿和砷膽堿被認為是無毒的。一般來說，砷的毒性通常是與濃度相關(guān)的， 在相關(guān)標準規(guī)定的劑量下，不會影響動物或者人體的健康。但是由于砷的遺傳毒性和致癌 性，國際癌癥研宄機構(gòu)（IARC)機構(gòu)將其列為重大風險元素，據(jù)報道，全球有多達60-100萬 人在長期暴露于過量砷的風險環(huán)境中。
[0004] 部分有機砷也是獸藥經(jīng)常使用的添加劑，例如，阿散酸（學名對-氨基苯胂酸， 4-Aminobenzenearsonic acid，ASA)、硝苯月申酸（4-nitrophenylarsonic acid，NIT)、洛克 沙砷（4-hydroxy-3_nitrophenylarsonic acid，R0X)作為獸藥，能夠防治球蟲腸道寄生蟲， 所以被禽畜養(yǎng)殖業(yè)廣泛使用[92]。阿散酸和洛克沙砷用于防治家禽類球蟲寄生蟲和家畜 類出血性腸炎，硝苯胂酸作為獸藥用于防治由原生組織滴蟲導致的組織滴蟲?。ê谒啦。?。 作為飼料添加劑，這些有機砷制劑的使用會導致砷元素在動物體內(nèi)的積累，每年家畜的排 泄物用于農(nóng)業(yè)肥料，尤其是水稻種植，會導致土壤中砷含量過高，植物吸收了土壤中的砷元 素，就會進入人類食物鏈，有報道質(zhì)疑這些有機砷制劑的實際效果，并指出這些有機砷制劑 會在人類體內(nèi)造成累積。此外，很多報道指出，如果此類有機砷制劑超標使用，一些因素會 造成其分解為嚴禁使用的有毒砷化物。更糟的是，有報道稱R0X會最終分解為溶于水的劇 毒性的無極砷。
[0005] 為了保證動物源性食品安全，避免此類有機砷制劑的濫用，有必要對動物組織內(nèi) 砷形態(tài)進行嚴格檢測，以及對于動物源性食品中有機砷化物的有效的提取和檢測方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提出了一種砷元素形態(tài)分析儀器參數(shù)優(yōu)化方法， 實現(xiàn)了 HPLC-HG-AFS方法用于有機砷形態(tài)分析方法的儀器參數(shù)優(yōu)化，最終在優(yōu)化的條件下 檢測了三種有機砷制劑的標準曲線，對該方法進行了驗證。
[0007] 應(yīng)用高效液相色譜-氫化物發(fā)生-原子熒光光譜儀對阿散酸、肖苯胂酸和洛克沙 胂等三種形態(tài)砷化物進行分離檢測的方法，并對儀器各項條件進行優(yōu)化。
[0008] 本發(fā)明提出了一種基于HPLC-HG-AFS系統(tǒng)的砷元素形態(tài)分析儀器參數(shù)優(yōu)化方法， 該方法包括以下步驟：
[0009] 采用5%甲醇水溶液（含0? 1% (v/v)三氟乙酸，0? 05mol L-1磷酸二氫鉀）作為 流動相，在流動相中加入三氟乙酸（TFA)調(diào)整pH值，加入腿#04作緩沖鹽，實進行高效液相 色譜分離條件的優(yōu)化；
[0010] 進行氫化物發(fā)生條件優(yōu)化，具體包括：
[0011] 選擇鹽酸和耶氏蠕動泵轉(zhuǎn)速均為120r mirT1，進行蠕動泵流速優(yōu)化、在鹽酸濃度為 5% (v/v)的條件下，還原劑KBH4的濃度選為20g L'進行還原劑濃度優(yōu)化、在還原劑采用 含5g PKOH的20g L_iKBH4溶液的條件下，鹽酸的濃度選為5%，進行鹽酸濃度優(yōu)化；
[0012] 進行原子熒光檢測器參數(shù)優(yōu)化，具體包括：
[0013] 選定330V為歸一化標準值，進行光電倍增管高壓；采用100mA空心陰極燈電流，進 行空心陰極燈電流優(yōu)化；選定300mL mirT1為載氣流速的最優(yōu)值，進行載氣流速優(yōu)化；選擇 最小的屏蔽氣流量，達到最佳的屏蔽作用，進行屏蔽氣流速優(yōu)化
[0014] 在上述優(yōu)化的條件下，分別選取0. 1~2ug ml/1阿散酸、洛克沙胂和肖苯砷酸三種 形態(tài)砷化物混標計算HPLC-HG-AFS系統(tǒng)的標準曲線。
[0015] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在優(yōu)化的條件下，該方法重復性好，準確度高。
【附圖說明】
[0016] 圖1為本發(fā)明的實驗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017] 圖2為在TFA/甲醇體積比分別為95:5、90:10、80:20三種不同的條件下所得到譜 圖；
[0018] (a)、采用不同比例TFA/甲醇作為流動相的砷形態(tài)檢測譜圖；其中檢測樣品采用 1. Oug mL-1 砷混標；（l)ASA ; (2)NIT ; (3)R0X.;
[0019] (b)、不同流動相中三種砷化物的相對信號強度：
[0020] 流動相A:95:5 v/v TFA/methanol pH = 2. 43 ;流動相B:90:10 v/v TFA/methanol pH = 2. 52 ;流動相 C:80:20 v/v TFA/methanol pH = 2. 72,其他參數(shù)見表 2 ;
[0021] 圖3為還原劑流速對于實驗結(jié)果的影響示意圖；
[0022] 圖4為KBH4濃度優(yōu)化實驗的原子熒光檢測結(jié)果，橫坐標為KBH 4濃度，縱坐標為譜 峰面積；采用5% (v/v)鹽酸，重復檢測三次；
[0023] 圖5為鹽酸濃度優(yōu)化實驗的原子熒光檢測結(jié)果，橫坐標為鹽酸濃度，縱坐標為譜 峰面積。采用含5% K0H的20% KBH4溶液，重復檢測三次；
[0024] 圖6為不同光電倍增管負高壓下信號的信噪比示意圖；
[0025] 圖7為不同空心陰極燈電流條件下檢測信號的信噪比示意圖；
[0026] 圖8為載氣流速對于檢測結(jié)果的影響示意圖；
[0027] 圖9為屏蔽氣對于檢測結(jié)果的影響；
[0028] 圖10濃度范圍0. 1~2ug ml/1的砷標準溶液檢測標準譜圖；檢測條件如表2 ;
[0029] 圖11濃度范圍0. 1~2ug ml/1的砷標準溶液檢測標準曲線圖；檢測條件見表2。 標準方程與相關(guān)系數(shù)見表3 ; % RSD，n = 3。
【具體實施方式】
[0030] 下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明進行詳細說明，但本發(fā)明的實施范圍并不 局限于此。
[0031] 一、本發(fā)明所使用的實驗儀器與試劑
[0032] 1、實驗儀器
[0033] 實驗所用的儀器主要有：AFS9600無色散氫化物發(fā)生-原子熒光光譜儀（HG-AFS) (北京海光儀器有限公司）、HPLC P600高效液相色譜泵（美國Labtech公司），配備 7725i 六通路進樣閥（美國 Rheodyne, Cotati 公司），Phenomenon C18 色譜柱（Luna5u， 250X4. 60mm)。HPLC-UV-HG-AFS 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖 1-2 所示。
[0034] 2、實驗試劑
[0035] 實驗中用到的所有試劑均為分析純。實驗用到的試劑：NaOH(天津風船化學試劑 有限公司）、KBH 4(天津化學試劑研宄所）、KH2P04 (中國醫(yī)藥集團化學試劑有限公司）、鹽酸 (韓國Duksan純藥公司）、甲醇（美國Dikma科技有限公司）、三氟乙酸（天津AifaAesar 試劑公司）、石英砂（上海天蓮化學試劑有限公司）、阿散酸（德國Dr.EhronstorferGmbH 實驗室，純度99. 0% )、洛克沙砷（德國Dr.EhronstorferGmbH實驗室，純度99. 0% )、硝 苯胂酸（日本W(wǎng)ako和光純藥工業(yè)株式會社）、超純水儀（美國Millipore有限公司）。
[0036] 標準貯備液的配置方法：準確稱取阿散酸標準品50mg，置于50mL容量瓶中，加入 去離子水定容至50mL，超聲水浴30min，使阿散酸標準品充分溶解，然后過0. 45um濾膜過 濾，即配置成l〇〇〇ugml/1阿散酸標準貯備液，置于棕色瓶中，放于冰箱中4°C保存。洛克沙 胂和肖苯砷酸標準儲備液的配置也采用同樣的步驟。
[0037] 三種形態(tài)砷化物混標溶液現(xiàn)用現(xiàn)配，配制方法：各取500uL上述阿散酸、洛克沙胂 和肖苯砷酸標準貯備液于50mL容量瓶中，加入去離子水定容至50mL，即配置成10ug ml/1阿 散酸、洛克沙胂和肖苯砷酸三種砷化物混合標準溶液。取此砷化物混標200uL置于2mL比 色管中，加入去離子水定容至2mL，即配置成lug ml/1三種砷化物混標。采用相同的方法， 配置0. lug mL'0. 4ug mL'lug mL'2ug ml/1四種不同濃度的三種不同形態(tài)砷化物混標。
[0038] 表1阿散酸、洛克沙胂和肖苯砷酸混標的配制方法
【主權(quán)項】
1. 一種基于hplc-hg-afs系統(tǒng)的砷元素形態(tài)分析儀器參數(shù)優(yōu)化方法，其特征在于，該 方法包括以下步驟： 采用含0. 1% v/v三氟乙酸、0. 05mol I71磷酸二氫鉀的5%甲醇水溶液作為流動相，在 流動相中加入三氟乙酸調(diào)整PH值，加入KH2PC^t緩沖鹽，實進行高效液相色譜分離條件的 優(yōu)化； 進行氫化物發(fā)生條件優(yōu)化，具體包括： 選擇鹽酸和!^氏蠕動泵轉(zhuǎn)速均為120r min '進行蠕動泵流速優(yōu)化、在鹽酸濃度為5% v/v的條件下，還原劑KBH4的濃度選為20g I71，進行還原劑濃度優(yōu)化、在還原劑采用含5g PKOH的20g L4KbH4溶液的條件下，鹽酸的濃度選為5%，進行鹽酸濃度優(yōu)化； 進行原子熒光檢測器參數(shù)優(yōu)化，具體包括： 選定330v為歸一化標準值，進行光電倍增管高壓；采用IOOmA空心陰極燈電流，進行空 心陰極燈電流優(yōu)化；選定300mL mirT1為載氣流速的最優(yōu)值，進行載氣流速優(yōu)化；選擇最小 的屏蔽氣流量，達到最佳的屏蔽作用，進行屏蔽氣流速優(yōu)化； 在上述優(yōu)化的條件下，分別選取0. 1~2ug ml/1阿散酸、洛克沙胂和肖苯砷酸三種形態(tài) 砷化物混標計算HPLC-HG-AFS系統(tǒng)的標準曲線。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于HPLC-HG-AFS系統(tǒng)的砷元素形態(tài)分析儀器參數(shù)優(yōu)化方法，該方法包括以下步驟：高效液相色譜分離條件的優(yōu)化、氫化物發(fā)生條件優(yōu)化、原子熒光檢測器參數(shù)優(yōu)化，在上述優(yōu)化的條件下，分別選取0.1～2ug·mL-1阿散酸、洛克沙胂和肖苯砷酸三種形態(tài)砷化物混標計算HPLC-HG-AFS系統(tǒng)的標準曲線。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在優(yōu)化的條件下，該方法重復性好，準確度高。
【IPC分類】G01N30-02
【公開號】CN104849358
【申請?zhí)枴緾N201510008851
【發(fā)明人】趙學玒, 汪曣, 杜康, 蔣學慧, 孫傳強, 孫運, 代麗
【申請人】天津大學
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年1月8日