HPLC_ICP_MS測定中藥中砷的形態(tài)

1、第26卷第9期 分析試驗室 Vol.26.No.92007年9月ChineseJournalofAnalysisLaboratory2007-9HPLC-ICP-MS測定中藥中砷的形態(tài)方 軍,舒永紅,滕久委,陳建平,李德良(中國廣州分析測試中心廣東省化學(xué)危害應(yīng)急檢測技術(shù)重點(diǎn)試驗室,廣州510070)摘 要:報道了高效液相色譜-電感耦合等離子體質(zhì)譜(HPLC-ICP-MS)聯(lián)用技術(shù)測定中藥中砷的形態(tài)。采用陰離子交換柱,以含012mmolPL乙二胺四乙酸(EDTA)和2mmolPLNaH2PO4的水溶液為流動相,pH610,流速為110mLPmin,成功分離了亞砷酸(AsÓ)、砷酸(As

2、Õ)、甲基砷(MMA)和二甲基砷(DMA)。檢出限分別為0167LgPL(AsÓ),0185LgPL(DMA),0143LgPL(MMA),0170LgPL(AsÕ)。中藥樣品經(jīng)過(1+1)甲醇水溶液超聲提取,離心、過濾、氮?dú)獯蹈杉状?超純水定容。樣品加標(biāo)平均萃取回收率分別為:92.8%(AsÓ),108%(DMA),104%(MMA),101%(AsÕ),RSD(n=7)均小于10%。關(guān)鍵詞:高效液相色譜-等離子體質(zhì)譜;中藥;砷;形態(tài)分析中圖分類號:O657.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1000-0720(2007)09-034-04X砷在

3、生態(tài)環(huán)境中的形態(tài)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有30多種。大量砷化物以不同的形態(tài)存在于水、底泥、土壤、植物、海洋生物和人體中,并且在各種砷化物之間可相互轉(zhuǎn)換。砷對人及生態(tài)系統(tǒng)的毒性不僅與元素總量有關(guān),還與元素存在的化學(xué)形態(tài)密切相關(guān)。亞砷酸(AsÓ)和砷酸(AsÕ)的毒性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于甲基砷(MMA)和二甲基砷(DMA),而砷甜菜堿(AsB)、砷膽堿(AsC)、砷糖(AsS)和砷脂(AsL)則毒性很小。所以,元素的形態(tài)分析比元素的總量分析更有意義。中藥中的砷主要有兩個來源:外源性污染和中藥本身的有效成分(比如中藥中通常含有的雄黃)。砷的化學(xué)形態(tài)分析對于后者尤其重要,因為這些中藥中砷的總量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于它作為

4、有害污染物的限額。高效液相色譜作為分離裝置,與其他檢測分析儀器聯(lián)用,已成為砷形態(tài)分34析中的主要手段,如HPLC-ICP-AES,HPLC-HG-AAS品10,115,621態(tài)的測定。李巧等16用離子交換樹脂和溶劑萃取17技術(shù)結(jié)合石墨爐原子吸收(GFAAS),王小如等用溶劑萃取技術(shù)結(jié)合ICP-MS測定中藥中砷的形態(tài)。但HPLC-ICP-MS用于中藥中砷的形態(tài)分析尚未見報道。本文利用離子色譜用的陰離子交換柱分離不同形態(tài)的砷,以含0.2mmolPL乙二胺四乙酸(EDTA)和2mmolPLNaH2PO4的水溶液為流動相,通過一根PEEK管(90cm0117mmi.d.)直接連接到ICP-MS,測定了

5、中藥中不同形態(tài)的砷量。1 實(shí)驗部分1.1 儀器采用Agilent7500aICP-MS系統(tǒng),配Babington霧化器,采集mPz=75的數(shù)據(jù),并通過采集mPz=77的數(shù)據(jù)來監(jiān)控Ar-Cl對As的干擾。高效液相系統(tǒng)包括FL2000高效液相泵,一個帶10LL定量環(huán)的六通進(jìn)樣閥(Rheodyne7725i手動進(jìn)樣閥),D-inoxIonPacAS14陰離子交換柱(410mmi.d.250mm)及配套的保護(hù)柱,通過一根PEEK管(0117mmi.d.90cm)連接到ICP-MS,儀器條件見表1。75,HPLC-HG-AFS7,8等。目前HPLC-ICP-MS聯(lián)用技術(shù)已被廣泛用于食9,1213,141

6、5、海產(chǎn)品、底泥、尿液中砷形X收稿日期:2006-08-07;修訂日期:2006-10-21基金項目:廣東省科技計劃重點(diǎn)引導(dǎo)(2004B33001005)項目資助作者簡介:方 軍(1975-),男,工程師第26卷第9期 分析試驗室 Vol.26.No.92007年9月ChineseJournalofAnalysisLaboratory2007-9表1 典型的ICP-MS和HPLC條件Tab.1 TypicalICP-MSandHPLCconditionsICP-MS工作條件)等離子氣流速載氣流速輔助氣流速等離子體功率霧化器采樣錐截取錐數(shù)據(jù)采集模式HPLC工作條件)色譜柱DinoxIonPacA

7、S14(250mm4.0mmi.d.)2mmolPLNaH2PO4加0.2mmolPLEDTA,pH6.0等速,1.0mLPmin15.0LPmin1.18LPmin1.0LPmin1350WBabington霧化器鎳錐,孔徑:1.0mm鎳錐,孔徑:0.4mm時間分辨模式pH912以前AsÓ都是以H3AsO3形式存在,不與離子對試劑發(fā)生作用,在色譜柱內(nèi)幾乎無保留,在HPLC系統(tǒng)的死體積附近洗脫出。DMA的保留時間在pH>7.0時,隨著pH的增加而縮短。MMA的保留時間在pH4.07.0之間隨著pH增加而縮短,pH7.08.0時基本保持不變,pH8.0以后隨著pH增加保留時間又增

8、長。AsÕ的保留時間在pH4.06.0這個范圍逐漸縮短,pH6.08.0這個范圍增長,pH8.010.0這個范圍又縮短。根據(jù)上述試驗結(jié)果,在pH4.06.0這個范圍內(nèi),這4種砷的形態(tài)可以很好的分離,考慮到縮短分析時間,我們認(rèn)為pH6.0是最佳的分離條件。這4種砷的形態(tài)的洗脫順序與它們的表征電荷值大小一致13。2.1.2 流動相的選擇 從圖2可以看出,流動相NaH2PO4的濃度對4種砷形態(tài)的pH的影響較小,在流動相中NaH2PO4濃度為2mmolPL時,分離的最好,同時又能減小流動相中的鈉鹽對等離子體的影響。流動相流速1.2 試劑AsÓ(Sodiumarsenite),DMA

9、(Dimethylarsinicac-id),AsÕ(Sodiumarsenate)為美國Sigma公司產(chǎn)品,MMA(Monosodiummethylarsonate)為美國ChemSer-vice公司產(chǎn)品。用超純水配制成含各種砷形態(tài)100LgPmL標(biāo)準(zhǔn)貯備液,工作液當(dāng)天由貯備液稀釋而成。1.3 樣品處理準(zhǔn)確稱取1g中藥樣品,加入V(10mL甲醇)BV(水)=1B1混合溶劑,超聲提取30min,4500rPmin離心15min,提取液用一次性注射器經(jīng)Phe-nomenex0.45Lm有機(jī)濾膜過濾。中藥樣品經(jīng)上述過程共提取3次,濾液合并,用氮?dú)獯抵翞V液少于15mL,以消除甲醇對分離效果

10、的影響。用超純水定容至30mL待測。樣品溶液如不能及時測定,應(yīng)保存于0e。2 結(jié)果和討論2.1 色譜條件的優(yōu)化2.1.1 pH的影響 AsÓ、DMA、MMA、AsÕ在不同的pH下有不同的形態(tài),這四種形態(tài)可用陰離子交換法進(jìn)行分離。本文研究了pH5.010.0的條件下,這4種砷形態(tài)的保留時間。從圖1可看出,pH對MMA,AsÕ保留時間的影響比較明顯,而對AsÓ基本上無影響,因為AsÓ的pKa=912,在圖1 pH的影響Fig.1 EffectofpH1-AsÓ2-DMA;3-MMA;4-AsÕ圖2 NaH2PO4濃度的影響Fig

11、.2 EffectofNaH2PO4concentration1-AsÓ2-DMA;3-MMA;4-AsÕ第26卷第9期 分析試驗室 Vol.26.No.92007年9月ChineseJournalofAnalysisLaboratory2007-9在流動相中加入EDTA是為了消除砷在色譜分離過程中的損失。從圖3可以看出,EDTA濃度的增加會縮短DMA、MMA和AsÕ的保留時間,為了達(dá)到快速分離這4種形態(tài)的目的,我們選擇含0.2mmolPLEDTA的流動相。101%(AsÕ)。對同一樣品平行處理7份,求得其結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD,n=7)為:318%

12、(AsÓ),516%(DMA),211%(MMA),717%(AsÕ),小于10%,滿足實(shí)際分析的需要。圖3 EDTA濃度的影響Fig.3 EffectofEDTAconcentration1-AsÓ2-DMA;3-MMA;4-AsÕ2.2 質(zhì)譜條件的優(yōu)化通過調(diào)節(jié)等離子體的功率,載氣流速,采樣深度,離子透鏡的電壓等參數(shù)來優(yōu)化等離子質(zhì)譜的工作參數(shù),使其保持足夠高的靈敏度,并保持氧化物的產(chǎn)率在0.5%以下,以減少氧化物的干擾。2.3 HPLC-ICP-MS的色譜圖在上述優(yōu)化的高效液相色譜和等離子體質(zhì)譜的情況下,采用HPLC-ICP-MS聯(lián)用技術(shù),成功分離了A

13、sÓ、DMA、MMA和AsÕ,如圖4所示。2.4 標(biāo)準(zhǔn)曲線與檢出限分別配制含5,10,20,50,100LgPL的4種形態(tài)砷的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液。得到4種砷的線性相關(guān)系數(shù)的平方C>01999。檢出限(3倍空白溶液的標(biāo)準(zhǔn)偏差對應(yīng)的濃度)分別是0167LgPL(AsÓ),0185LgPL(DMA),0143LgPL(MMA),0170LgPL(AsÕ)。2.5 實(shí)際樣品分析分析了幾種中藥樣品,所得砷形態(tài)分析的結(jié)果如表2所示。從表2看出,中藥中砷的形態(tài)主要是無機(jī)砷,有機(jī)砷的量較低。2.6 回收率及精密度通過在實(shí)際樣品加入不同形態(tài)砷的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行回收結(jié)果,得到其平均

14、萃取回收率(n=3)分別為:92.8%(AÓ)、108%(DMA)、104%(MMA)、牛黃解毒片補(bǔ)腎片十二太寶丸保嬰丹明眼丸正心丹發(fā)寶丸烏雞白鳳丸鼻敏清BDL:低于檢出限2圖4 10LgPLAsÓ,DMA,MMA,AsÕ標(biāo)準(zhǔn)溶液(a)和中藥樣品正心丹(b)的色譜圖Fig.4 Chromatogramsof10LgPLAsÓ,DMA,MMA,AsÕstandards(a)andZhengXinDanSamples(b)表2 實(shí)際中藥樣品中砷形態(tài)分析結(jié)果(n=3mg/kg)Tab.2 Concentrationsofarsenicspeciesi

15、nChinesetrad-itionalmedicines樣品As(Ó)12837.50.400.720.583.1BLDBLD0.58wP(mgPkg)MMABLD0.54BLDBLDBLD1.4BLDBLDBLDAs(Õ)4672.33.10.380.629.9BLDBLD0.90第26卷第9期 分析試驗室 Vol.26.No.92007年9月ChineseJournalofAnalysisLaboratory2007-9參考文獻(xiàn)1 ZhilongGong,XiufenLu,MingshengMaetal.Talanta,2002,58:772 張普敦,許國旺,魏復(fù)盛.

16、分析化學(xué),2001,29(8):9713 黃志勇,吳熙鴻,胡廣林等.分析化學(xué),2002,30(11):13874 鄭曉紅.上海環(huán)境科學(xué),1994,13(9):1915 XCLe,MingshengMa.JChromatogrA,1997,764:556 IMartin,MALopez-Gonzalves,MGomezetal.JChrom-atogrB,1995,666:1017 StephaneSimon,HuongTran,FlorencePannieretal.JChromatogrA,2004,1024:1058 XChrisLe,MingshengMa.AnalChem,1998,7

17、0(9):19269 ErnstSchmeisser,WalterGoessler,NorbertKienzletal.AnalChem,2004,76:41810 白 晶,盧秀芬,樂曉春等.色譜,2003,21(6):54511 SunantaWangkarn,SpirosAPergantis.JAnalAtomSpectr,2000,15:62712 劉桂華,汪 麗.分析測試學(xué)報,2002,21(4):8813 CDemesnay,MOlle.JAnalChem,1997,357:111614 彭 嵐,談明光,李玉蘭.分析試驗室,2006,25(5):1015 EHLarsen,GPrit

18、zl,SHHansen.JAnalAtomSpectr,1993,8:55716 李 巧,蘇薇薇.中藥材,1996,19(8):41217 X-ihongWu,Da-ihaiSun,Zh-ixiaZhuangetal.AnalChimActa,2002,453:311DeterminationofarsenicspeciationintraditionalchinesemedicinesusingHPLC-ICP-MSFANGJun,SHUYong-hong,TENGJiu-wei,CHENJian-pingandLIDe-liang(GuangdongKeyLaboratoryofChemi

19、calEmergencyTest,ChinaNationalAnalyticalCenter,Gangzhou510070),FenxiShiyanshi,2007,26(9):3437Abstract:Thedeterminationof4arsenicspeciesasarsenite(AsÓ),dimethylaronicacid(DMA),monomethylarso-nicacid(MMA),andarsenate(AsÕ)onasinglecolumnwasachievedbyanion-exchangehighperformanceliquidchromatography(HPLC)withinductivelycoupledplasmaspectrometry(I