原子熒光形態(tài)分析的樣品前處理和分析方法

1、北京吉天儀器有限公司應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室2013. 8.秦德元l形態(tài)分析簡介l原子熒光形態(tài)分析的樣品前處理l原子熒光形態(tài)分析儀的分析方法l原子熒光形態(tài)分析儀的應(yīng)用l元素的生物活性與形態(tài)緊密相關(guān)：各種形態(tài)的毒性相差很大。各種形態(tài)的遷移、轉(zhuǎn)化性質(zhì)也大不相同。l當(dāng)前元素測量：總量測量方式已經(jīng)不能滿足當(dāng)前要求。分析技術(shù)的發(fā)展已使形態(tài)分析成為可能。l概述：將分離方法和高靈敏度檢測方法聯(lián)用。l分離方法的選定：非色譜法：冷阱分離，或利用形態(tài)間HG差異分離。色譜法：GC或LC和VGAFS聯(lián)用。l原子光譜檢測器的選定：ICPMSAASVGAFS冷阱分離 - 只能分離有限的幾種形態(tài),做一些簡單的樣品,如水和尿GC- 分離能

2、力強(qiáng)- 樣品前處理較復(fù)雜,需要衍生- 對一些熱不穩(wěn)定的形態(tài)不適合LC- 前處理比較簡單- 目前在分離中應(yīng)用普遍ICPMS- 靈敏度高- 儀器價(jià)格和運(yùn)行費(fèi)用昂貴- 需要專業(yè)人員操作VGAAS- 靈敏度較低,樣品含量低的檢測不到VGAFS- 靈敏度足夠高- 儀器和運(yùn)行成本較低- 操作簡便形態(tài)分析前處理目的: 將樣品中的各種形態(tài)最大限度地并且相互不轉(zhuǎn)化的情況下提取到溶液中。特點(diǎn)：提取條件溫和 機(jī)械的物理的手段 提取樣品的基體干擾內(nèi)容： 樣品制樣 提取儀器 提取劑 樣品凈化 濃縮富集 樣品制樣 作用：使樣品勻質(zhì)化，與提取劑充分接觸 ， 提高提取率 液體：離心、過濾（水、尿液） 固體: 勻質(zhì)化（食品、中

3、藥材）儀器：勻漿機(jī) 中藥粉碎機(jī) 冷凍干燥儀提取儀器恒溫混旋儀： 轉(zhuǎn)速、溫度、時(shí)間可控 樣品處理個(gè)數(shù)多，時(shí)間短 樣品量不能太大水浴搖床：樣品量大，時(shí)間長超聲波清洗器 ：功率小，提取不夠充分聚焦超聲：功率強(qiáng)，提取完全， 樣品個(gè)數(shù)不夠微波：溫度不好控制控溫混旋提取裝置 30100控溫可調(diào)節(jié)混旋轉(zhuǎn)速 一次處理24個(gè)樣品體積小，便于攜帶 TMS-200提取劑酸：鹽酸、硝酸、磷酸、高氯酸等堿：氫氧化鉀、氫氧化鈉等有機(jī)溶劑：甲醇、醋酸等無機(jī)溶解：水、磷酸鹽、醋酸鹽等絡(luò)合配體：硫脲、2-巰基乙醇、半胱氨酸、檸檬酸等原則：根據(jù)提取的元素形態(tài)和樣品基體選擇合適的提取劑樣品凈化作用：去除樣品中的基體干擾，保護(hù)色譜柱

4、，改善分離效果一般基體（纖維素、淀粉）：離心過濾油脂基體：(肉、蛋、奶）： 丙酮或正己烷脫脂高鹽分基體:(植物性海產(chǎn)品）：透析除鹽復(fù)雜基體含色素樣品（土壤、中草藥）：過固相萃取柱（SPE柱）濃縮富集樣品含量低于檢出限，需大體積濃縮或富集達(dá)到可檢測的目的濃縮：甲醇+水提取，氮吹或旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)富集：水中汞，ppt級 巰基棉富集：吸附、洗脫 SPE柱富集：活化-DDTC或2-ME改性-50%乙腈清洗-流動(dòng)相洗脫有機(jī)溶劑萃取：二氯甲烷萃取-含硫配體反萃分析方法色譜分離條件色譜柱的選擇流動(dòng)相的組分和功能氫化物發(fā)生條件載流還原劑氧化劑色譜柱的選擇陰離子交換柱：Hamilton PRP-X100、Dionex

5、AS10等 As、Se、Sb反相C18: Agela MP-C18，Phenomenex prodigy C18 、Merck C18整體柱等 As、Se、Sb，Hg流動(dòng)相的組分和功能陰離子交換柱：離子強(qiáng)度：磷酸鹽、醋酸鹽pH: 色譜柱適用的pH,平衡使流動(dòng)相和色譜柱填料環(huán)境達(dá)到一致，分離效果好PRP-X100： (NH4)2HPO4 , pH=6.0AS10: NaOH堿性溶液反相C18柱：淋洗劑：CH3OH、CH3CN，洗脫緩沖鹽：乙酸銨，改善峰型絡(luò)合配體或離子對試劑: L-Cys，2-ME，APDC，DDTC，TBAB（四丁基溴化銨）100L 采樣環(huán)Hg(II); MeHg ; EtHg

6、; PhHg(苯基汞)C18色譜柱5%乙腈+60mM乙酸銨+10mM半胱氨酸3%乙腈+60mM乙酸銨+0.03%2-MEl微生物可將水中的Hg轉(zhuǎn)化為毒性、遷移性更高的甲基汞，所謂汞中毒一多半實(shí)際是甲基汞中毒，日本的“水俁病”是其中的典型代表。l甲基汞分析還可采用GC，但先要對樣品衍生后測量，方法繁復(fù)，操作性差。l文獻(xiàn)中報(bào)道了堿提取、酸提取、和含硫配體輔助提取等方法，但提取時(shí)間均要求在12h以上。l10%鹽酸+1%硫脲+0.15%氯化鉀，混旋提取，將提取時(shí)間縮短到1h左右。lMetHg=104g/kg，Hg2+=3.7g/kglTotal Hg=110g/kglGBW08303 標(biāo)準(zhǔn)值2.150

7、.06mg/kg。l測得無機(jī)汞1.750.020mg/kg，Hg回收率81.4%。l提取加凈化l自然界的砷元素能以許多不同形態(tài)的化合物存在l主要的無機(jī)砷化物有三氧化二砷、亞砷酸鹽、砷酸鹽、一甲基砷酸MMA和二甲基砷酸DMA;l在海產(chǎn)品中則主要以砷甜菜堿(AsB)和砷膽堿(AsC)形式存在l還有其他更復(fù)雜的砷化合物，例如砷糖、砷脂類化合物等。OAsOHOHCH3MMAOAsOHCH3CH3DMAO HOAs+CH2CH3CH3CCH3AsBOHAs+CH2CH3CH3CH2CH3CH2AsCOOAsCH3CH3OOHOHOHOHOOAsCH3CH3OOHOHOHOHOOAsCH3CH3OOOHO

8、HOHPOHOOOHOHOOAsCH3CH3OOHOHOHSOOOHIIIIIIIV砷糖砷的形態(tài)與毒性LD50 in rats (in mg/kg):FormH3As As(3+) As(5+)MMADMAAs-choline As-betaineAs-sugarLD5031420700-1800 700-26006500100008000100L 采樣環(huán) 色譜柱: 陰離子交換柱l含As(III)和As(V)，毒性相差兩倍以上。lAs(V)可直接治理，As(III)則不能。 水樣4水樣7Georges-Marie Momplaisir, Charlita G. Rosal, and Edwar

9、d M. HeithmarArsenic Speciation Methods for Studying the Environmental Fate of Organoarsenic Animal-Feed AdditivesGeorges-Marie Momplaisir, Charlita G. Rosal, and Edward M. HeithmarArsenic Speciation Methods for Studying the Environmental Fate of Organoarsenic Animal-Feed Additives1. As(III), 50 g/L

10、; 2. DMA, 50 g/L; 3. MMA, 50 g/L;4. P-ASA, 50 g/L; 5. As(V), 50 g/L; 6. Rox, 50 g/L lAs(III)含量為4.9g/kglAs(V)含量為0.18g/kgl海藻中無機(jī)砷測量的意義：海藻中總砷含量很高，但大多是無毒的有機(jī)砷，有毒的無機(jī)砷含量很低。但也存在無機(jī)砷含量很高的羊棲菜，有必要檢測其無機(jī)砷含量，以評價(jià)其安全性。l海藻中無機(jī)砷測量的問題：現(xiàn)有方法測量時(shí)，測量結(jié)果往往較高，達(dá)到1mg/kg以上。l水+甲醇提?。耗鼙３中螒B(tài)不發(fā)生變化。形態(tài)復(fù)雜，分離困難，需使用梯度淋洗。l1mol/L HCl提?。河袡C(jī)形態(tài)不向無機(jī)

11、形態(tài)轉(zhuǎn)化。分解有機(jī)形態(tài)，減少種類，簡化分析工作。a 樣品1、2為紫菜；樣品3、4、8、9為海帶；樣品5為羊棲菜； 樣品6為裙帶菜；樣品7為紅毛菜 。b 將提取液用HNO3+HClO4+H2SO4消解后測得的提取液中的砷含量。c 將樣品用HNO3+HClO4+H2SO4消解后測得的砷含量。a 樣品均為海帶。b 將提取液用HNO3+HClO4+H2SO4消解后測得的提取液中的砷含量。c 將樣品用HNO3+HClO4+H2SO4消解后測得的砷含量。 100L 采樣環(huán)Se(VI) 毒性大采用陰離子交換柱, PRP-X100 250 mm4.1 mm 采用Agela MP-C18色譜柱, 250 mm4.6 mm Merck C18整體柱 10mm4.6 mm 100L 采樣環(huán) Se對As有拮抗作用l食品、保健品中Se形態(tài)分析的意義：無機(jī)形態(tài)的硒對人體有害，但有機(jī)形態(tài)的硒，特別是硒代氨基酸對人體有益。當(dāng)前普遍做法是將無機(jī)硒通過生物轉(zhuǎn)化得到富硒食品、保健品，轉(zhuǎn)化率無法檢測。l食品、保健品中Se形態(tài)分析：1. 四價(jià)硒Se(IV); 2. 五價(jià)砷As(V) 多維復(fù)合營養(yǎng)片富硒碎米薺扇貝中硒形態(tài)100L 采樣環(huán) 采用陰離子交換柱l銻及其化合物的毒性大小取決于銻的氧化態(tài)及其結(jié)合體。不同價(jià)態(tài)銻化合物的毒性大小順序?yàn)椋篠b