应用 HPLC-ICP-MS 联用技术进行食品中汞形态分析的优势

发布时间:2024-05-13
汞是对生物体具有较强毒性的元素之一。环境中汞的浓度相对较低,但是食物链 传递过程会使其浓度增大,终导致一些食品中汞含量很高。此外,其毒性不仅 与其总含量有关,还与其存在形态相关。因此研究食品中汞的存在形态对全面评 价其对人体的潜在危害至关重要。
由于汞形态分析需要较低的检出限,因此 gc-icp-ms 联用是方法。然而, 随着现代 icp-ms 系统灵敏度的提高,hplc 也已开始应用到形态分析中。hplc 与 icp-ms 的联用由于其简单快速的技术连接而备受瞩目。此外,与 gc 分析相 比,hplc 可以对萃取的样品溶液直接进样,不需进行各形态的柱前衍生,大大 简化了样品前处理,节省了总分析流程所需的成本。
本研究工作中,对采用 hplc-icp-ms 联用技术进行食 品中汞的形态分析进行了评估。从毒理学角度来说无机 汞(hg2+)和一甲基汞是主要的目标分析物,但本工作对可 能遇到的乙基汞 (ethg+) 和苯基汞 (phhg+) 也作了研究。 通过有机溶剂的梯度洗脱可将各形态分离开来。agilent 7700/7800 icp-ms 系统中采用了*的快速频率匹配 的固态射频(rf)发生器,允许在水相和有机相之间轻易 转换而不会影响等离子体的稳定性。通过分析认证标准物 质(crm)验证了本方法的可靠性。结果表明,安捷伦的 hplc-icp-ms 联用系统是进行食品中汞形态分析的完整、 全面集成和有效的解决方案。
仪器 色谱分离采用 agilent 1260 hplc。1260 hplc 大允许 压力可达 600bar,可使用极小粒径的色谱柱进行快速分 离。本工作使用 1.8µm 粒径的 zorbax c-18 色谱柱(安捷 伦)。。该分离基于 high 等人的之前的工作 进行了优化 [1]。机物可直接进入 icp-ms,而不会造成接口锥的积碳。使 用铂锥防止氧气加入造成的氧化,同时使用有机分析常用 的内径为 1.0mm 的矩管。
7700/7800 icp-ms 的 mass hunter 工作站能同时控制常 见的安捷伦 lc 和 gc 模块,可以在 icp-ms mass hunter 软件中直接运行 1260 hplc 方法和序列(图1)。该特性不 但简化了 hplc-icp-ms 的联用操作,还增加了此类分析 的安全性,因为双向通讯可保证 hplc 或 icp-ms 任何一 方停止运行的时候,该软件可自动停止另一方的运行。
样品前处理 选用两个 crm 标准物质对方法进行了验证。取自金枪鱼 肌肉组织的标准物质 bcr-464(比利时 irmm)甲基汞标 准值为 5.12 ± 0.16 mg/kg(以汞计),占总汞的 97%。由 角鲨肝脏制成的 dolt-4 标准物质(加拿大 nrc)中甲基汞 标准值为 1.33 ± 0.12 mg/kg(以汞计),占总汞的 52%。
样品萃取过程参考前人的工作[2]。称取 150 mg 样品,加入 20 ml 流动相 a,在 140 w 条件下微波消解 11 min,取表 层上清液过 0.45 µm 滤膜后直接进样 hplc。
结果和讨论:色谱条件优化 初始的汞形态色谱分离条件采用 l-半*(a 通道) 中加入 2% 甲醇(b 通道)的等度条件。色谱分离图如图 2 所示。
如图所示,在等度条件下,三种汞形态在三分钟内即可得到 分离,并且 hg2+ 和 mehg+ 在两分钟内即可分离。但是苯 基汞却被柱子保留无法检测。因此,为了增强流动相的洗脱能力,试验了梯度洗脱方法。图 3 显示了分离过程中使用 的梯度洗脱程序:初始用 2% 甲醇洗脱,在 1 min 内升高到 90%。
结论 :
本研究针对食物样品中的汞形态分析开发了快速有效的梯 度洗脱 hplc-icp-ms方法。该方法能够在 3 分钟内将样 品中的 4 种目标汞形态物质*分离出来。用标准物质测 定对该方法进行了验证,与标准物质参考值相比较,汞各 形态回收率良好。另外,若无需分离测定苯基汞,该方法则 可进一步简化为等度分离。
安捷伦7700/7800icp-ms 的射频发生器所具有的快速频率匹配 特性允许流动相由水相快速转换为 90% 甲醇,因此可以在 不影响等离子体稳定性的前提下实现汞形态的分离。这种 特性为有机溶剂流动相 hplc 分离和 icp-ms 联机应用带 来了新的可能。
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