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鱼肉中的甲基汞检测

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2018-04-24 10:15
来源:北京普立泰科仪器有限公司。
贺娇娇
1340

  虽然,目前国标中,生物样品的甲基汞限量还是0.5-1 ppm,但是随着分析检测技术的发展以及人们对食品安全认识的提高,对生物样品的检测力度必将加大,对于甲基汞的含量也必将严格把控。本文采用一款国内的全自动烷基汞分析仪,应用吹扫捕集—气相色谱—冷原子荧光的方法对鱼肉样品中的甲基汞进行测定,鱼肉样品的前处理方法采用粉碎后冻干,用碱性甲醇溶液提取,测试结果理想。

  世纪80年代,科学家发现在北欧和北美的偏远地区的湖泊中鱼体汞含量超过了世界卫生组织建议的食用水产品标准。通过研究发现,这种汞污染是由于人类活动向大气排放的汞,通过大气传输迁移到这些偏远地区并以干、湿沉降的形式进入生态系统。大气汞通常以HgO的形态存在,进入生态系统后,形态会发生一定的转变。据研究表明:汞的各类化合物中,甲基汞是一种非常强效的神经毒素,对于人类而言,会可通过血脑屏障引起中枢神经系统的永久性损伤;对孕妇而言,可通过胎盘引起胎儿先天性水俣病,而且,其具有亲脂性、生物积累效应和生物放大效应,其毒性是无机汞的几百倍,所以,总汞的分析已不足以反映饮用水、食品对人体的危害。对甲基汞的分析,尤其是痕量甲基汞的分析非常有必要。

  常见的几种甲基汞的分析方法

  常见的几种甲基汞的分析方法有:GC-ECD,LC-AFS 、Purge and Trap GC-CVAFS;其中,GC-ECD方法是97年以来,对环境甲基汞测定的标准方法,但是,具有:样品预处理复杂,富集过程中容易受到污染,多次手动富集,人为误差影响大;样品中含硫化合物,也会被富集萃取,在分析过程中积存在色谱柱中,使色谱柱分离效率下降,干扰测定;萃取、浸提以及进样器清洗采用致癌物——苯;只能分析甲基汞;检测器易受带电负性的组分干扰等不足之处,所以,并没有推广,而LC-AFS,通用性好,可以对多种元素(砷、汞、硒)的形态进行分析,但是,灵敏度和检出限(ppb级)达不到痕量金属分析要求;另外,需要用的试剂复杂,每次实验都需要配置过硫酸钾溶液、盐酸溶液和硼氢化钾溶液以辅助完成汞各个形态的消解、还原以及再冷原子化过程。

  Purge and Trap GC-CVAFS是美国EPA1630检测甲基汞的标准,其具有:所需样品量少;方便采样工作;样品前处理简单;单个样品分析速度快(5-7.5 min);有机试剂用量少,环境友好;检出限低,适用于:痕量金属分析等优点,适合于水、土壤、生物样品、粮食作物、尿液等分析。

  国标中对饮用水、地表水、水产及其制品中的甲基汞都做出了限定,其中可能对我们影响最大的,就是人体每天所摄入的水和食物,尤其是水产动物、肉食性鱼类,由于,生物富集效应,含有的甲基汞含量最高。

  本文通过碱性甲醇溶液提取鱼粉中的甲基汞,运用吹扫捕集—气相色谱—冷原子荧光方法进行检测。

  实验部分

  仪器与条件

  全自动烷基汞分析仪;

  北京普立泰科仪器有限公司;

  智能石墨消解系统PT60;

  北京普立泰科仪器有限公司;

  振荡器;

  涡旋振荡仪;

  试剂

  氯化甲基汞标准溶液(中国计量科学研究院),标准参考物为DORM-4,四乙基硼化钠(≥98%),一水合柠檬酸(≥98%),二水合柠檬酸钠(≥99%),HCl(分析纯),醋酸(分析纯),KOH(≥85%),甲醇(色谱纯)。

  缓冲溶液:取柠檬酸10.79 g,柠檬酸钠14.68 g,用水溶解并定容至100 mL。

  1%四乙基硼化钠:把1 g四乙基硼化钠加入2%KOH溶液中,混匀后分装到小瓶中,放入冰箱冷冻室冷冻。

  甲基汞储备液:取一定量氯化甲基汞标准溶液,用甲醇定容至1 ppm。储备液放入冰箱冷藏。实验中所需工作溶液均由上述储备液逐级用水稀释,现用现配。

  25%KOH甲醇溶液(m/V):将25 g,KOH固体溶于75 mL甲醇中。

图1 标准曲线线性趋势线

  实验方法

  仪器性能

  1.标准曲线及质量控制

  取5 mL,1 ppm的甲基汞,加含有0.5%醋酸和0.2%盐酸的水溶液并定容至100 mL,此时,标液浓度为50 ppb;取2 mL,100 ppb的甲基汞,加入含有0.5%醋酸和0.2%盐酸的纯水溶液中并定容至100 mL,此时标液浓度为1 ppb;取5 mL,1 ppb的甲基汞,加入含有0.5%醋酸和0.2%盐酸的纯水溶液中并定容至100 mL,此时标液浓度为50 ppt;如果用水稀释,需要现用现配。

  配置标准曲线:

  分别添加甲基汞标液:0.5 pg、1 pg、5 pg、10 pg、25 pg、50 pg、100 pg、150 pg;

  对应取量为50 ppt:10 μL、20 μL、100 μL、200 μL;

  1 ppb:25 μL、50 μL、100 μL、150 μL,加水定容至25 mL,然后,加入缓冲溶液300 μL,再加入40 μL四乙基硼化钠(1%),加入四乙基硼化钠(1%)后需要迅速盖紧瓶盖,盖上盖后充分振荡后待测,检测数据见表1:

  PA1630中提出根据响应因子法判断标准曲线是否可信,响应因子的计算方式见下式:

  其中:

  Rs指标准点的峰高或峰面积;

  Re指衍生化试剂空白的峰高或峰面积;

  Cs指标准点对于的浓度(ng/L);

  进一步评价标准曲线质量的参数为:

  RSD(CF)=100×STD(CF)/AVE(CF)=2.32%;

  根据最小二乘法判断线性,见图1:

  根据:EPA1630要求,RSD≤15%,如果RSD>15%,需要重新校准分析系统并重新测试标准曲线。计算结果RSD=2.32%,说明:标准曲线可信度高,另外,根据最小二乘法,R2=0.9998,说明标准曲线的线性良好。

  2.检出限

  采用浓度0.02  ng/L的标准点来计算检出限,数据分别为:

  3.精密度

  采用0.4 ng/L和2 ng/L两个浓度来考察仪器精密度,数据为分别为:

  采用两个点来考察仪器精密度,浓度0.4  ng/L下的RSD=3.63%,浓度2 ng/L下的RSD=1.72%,仪器的精密度良好。

  结果与讨论

  根据上述实验结果可知,标准曲线的RSD(CF)=2.32%,线性R2=0.9998,标准曲线满足EPA要求及常规的分析方法要求,可以准确判定样品浓度。仪器的检出限为0.004 ng/L,检测下限为0.015 ng/L,低于EPA1630及国标(征求意见稿)要求。完全满足目前国标中甲基汞的检出要求,另外,仪器精密度数据为:1.72%(2 ng/L),3.63%(0.4 ng/L),说明:仪器的稳定性好。

  生物样品测试

  样品前处理

  用去离子水清洗样品,搅拌机匀浆,-40℃冷冻干燥。干燥后的样品在-18℃冷冻保存。称取0.1 g干燥后的匀浆样品与50 mL离心管中,加入4 mL,25%的KOH甲醇溶液,拧紧后放在摇床上振荡4 h,然后转移至100 mL容量瓶,用甲醇定容至100 mL。

  结果与讨论

  平行测了三组质控样,每个样品各重复3次,数据分别为:

  由于,质控样中所含浓度为354±31 ng/g,测量结果折算为样品质量浓度后均在质控范围内,说明该前处理方法可以有效的提取出生物样品中的甲基汞,三组样品数据的RSD=1.08%,证明:该前处理方法甲基汞不单提取效率高且稳定可靠。

  实验结论

  本文通过碱性甲醇溶液提取鱼粉中的甲基汞,运用吹扫捕集—气相色谱—冷原子荧光方法进行检测。为了确保实验的准确性,对分析仪器的线性、检出限、检测下限、精密度做了测试,实验结果证明:仪器的标准曲线的响应因子的RSD=2.32%,符合美国EPA1630中所规定的RSD<15%的要求,根据最小二乘法,拟合线性曲线,R2=0.9998,说明:标准曲线的线性良好;仪器的检出限能达到0.004 ng/L,检测下限为0.015 ng/L,低于EPA1630中规定的MDL=0.02 ng/L,ML=0.06 ng/L;分别测定了0.4 ng/L和2 ng/L浓度下的精密度,得出的结果分别为:3.63%和1.72%。之后采用碱性甲醇溶液提取鱼肉样品中的甲基汞,通过质控样品DORM-4的对照,测量结果完全在质控范围内,说明:该前处理方法处理鱼肉样品提取效率高,3组样品的RSD=1.08%,证明该方法稳定可靠。

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