当前位置:化工仪器网-质谱网首页-技术文章列表-ICP-MS快速分析葡萄酒中的砷形态

ICP-MS快速分析葡萄酒中的砷形态

2024年08月27日 18:39 来源:上海斯迈欧分析仪器有限公司

(As) 天然存在于环境中,但人类活动也会造成某些地区的砷含量增加。 人为砷来源包括采矿、冶炼和发电等工业过程,以及农业农药和木材防腐 剂等[1]。一旦发生砷污染,其在环境中可存在数十年。例如,在 20 世纪 70  年代禁止了含砷农用化学品的广泛使用,但在一些土壤中,砷suan铅和砷suan 钙的含量仍然很高。土壤和水中的砷可被农作物吸收。以葡萄酒为例,砷 含量也会受到酿酒过程的影响。 砷在食品和饮料中以多种形式存在,每种形式的毒性各不相同。砷的无机 形式 (iAs) 包括 As(III) As(V),这些形式的毒性 最高,被归类为 1 类致癌物质。相比之下,砷甜菜碱 (AB) 是新鲜海鲜中含 量最高的 As 形式,对人体基本上无毒。由于不同形态 As 毒性的极大差异以及 iAs 潜在的健康威胁,因此很有必要测定食品中各 种形态砷的含量,而不仅仅是总 As 浓度。美国食品药 品监督管理局 (FDA) 对苹果汁中的 iAs 规定了 10 µg/kg  (ppb) 的行动限值[2] 含量的控制法规。加拿大(酒商质量联盟 ,但美国目前尚未颁布葡萄酒中 As   (VQA) 大略省)和欧洲(国际葡萄与葡萄酒组织 (OIV) ,安 )分别 将葡萄酒中总砷的最高可接受限值规定为 100 µg/L 200 µg/L (ppb)[3, 4]


食品砷污染是公众关注的焦点。因此,非常需要快速可 靠的筛查方法来准确测定食品和饮料中的 iAs 含量,以 满足现有和未来的法规要求。其中,最有用且可靠的一 种方法是,使用高效液相色谱 (HPLC) 对不同形态的砷 进行分离,然后采用电感耦合等离子体质谱 (ICP-MS)  进行定量分析[5]本文所述的方法基于先前由 Jackson 开发的 As 形态分 析方法,该方法将 HPLC 与串联四极杆 ICP-MS (ICPMS/MS) 联用[6]。本研究也采用 HPLC-ICP-MS/MS。然 而,与分别分析 iAs 形态不同,在分析之前先用过氧化 氢将 As(III) 氧化为 As(V)[7, 8]。本方法通过转化 As(III) As(V) 的形式分析所有无机形态,能够在 2 分钟内 将一甲基胂酸 (MMA) 和二甲基胂酸 (DMA) iAs(呈 As(V) 形态)分离。本方法的分析时间比当前用于 As 态分析的 FDA 方法快 10 [9]


在本研究中,在 ICP-MS/MS 碰撞/反应池 (CRC) 中采用 氧气作为反应气体,以解决对 75As 的光谱干扰,同时保 持出色的灵敏度。结果证明,新方法具有出色的准确性 和重现性。由两个参与实验室分析同一种葡萄酒基质, 对本方法进行了进一步验证


标准品 As (III) As (V) 标准品购自 Spex Cer tiprep  (Christiansburg, VA; Metuchen, NJ, USA)MMA DMA 标准品购自 Chem Service (West Chester, PA,  USA)AB 标准品同样购自 Chem Service,将其用作 流动注射标记物(内标)进行柱后注射。对于 DMAMMA 和总 iAsAs (III) As (V) 总和),制备浓度为 0.10.51.05.010 20 µg/L (ppb) 的校准标样。


样品 在验证 (V) 研究中使用五种不同的加利福尼亚葡萄酒。 每种葡萄酒分别代表五种主要形式的葡萄酒之一:红葡 萄酒、白葡萄酒、玫瑰红葡萄酒、起泡酒和餐后甜酒。 在商品市场菜篮子 (MB)  亚葡萄酒进行了分析。表 研究中,对另外五种加利福尼 1 列出了所有样品的葡萄酒 类型、栽培品种、种植产地、年份和酒精含量的详细 信息。

1.png

样品前处理 1:1 的比例将 H2O2 加入所有样品中,将 As(III) 氧化 As(V)。用去离子水进一步稀释每个样品,使总稀释 倍数为 5 6(两个稀释倍数之间的结果没有差异)。 然后使每个样品通过 0.45 µm 针头过滤器,以除去所有 颗粒物。所有 As 形态按以下三种浓度加标至样品 V-1V-4V-5(均为一式两份):51030 µg/kg


仪器 将配备 Hamilton PRP-X100 5 µm 50 × 2.1 mm 色谱 柱的 Agilent 1260 HPLC ICP-MS (ICP-MS/MS) 联用。流动相为 Agilent 8800   40 mmol/L  串联四极杆 酸铵((NH4)2CO3,痕量金属级 99.999%,购自 Sigma  Aldrich),其中含 3% v/v 甲醇(Optima LC/MS  购自 级, Fisher Chemical),并用氢氧化铵(Optima 级, Fisher Scientific)将 pH 调节至 9.0ICP-MS/MS 配备标准样品引入系统,该系统包括带内径 2.5 mm 中心管 的石英炬管、石英雾化室、玻璃同心雾化器和镍接口 锥。按照 FDA EAM §4.10  器操作条件汇总于表 2 中。

23.png


 快速方法的开发 在本研究中,方法开发的重点在于缩短每个样品的分析 时间。在本方法的开发过程中,我们参照 Jackson 方法,使用较小的进样量、短离子交换色谱柱、氧气池 气体和高流动相线速度[6] 1 示出了 0.51.05.0 20 µg/kg 代表性校准标 样组的重叠色谱图。所有 As 形态均在两分钟内得到清 晰分离。只需将 As(III) 氧化为 As(V) 并以 As(V) 的形 式分析所有 iAs,即可相对当前的 FDA 法规方法显著缩 短分析时间[9]


关键词: ICP-MS

免责声明

  • 凡本网注明“来源:化工仪器网”的所有作品,均为浙江兴旺宝明通网络有限公司-化工仪器网合法拥有版权或有权使用的作品,未经本网授权不得转载、摘编或利用其他方式使用上述作品。已经本网授权使用作品的,应在授权范围内使用,并注明“来源:化工仪器网”。违反上述声明者,本网将追究其相关法律责任。
  • 本网转载并注明自其他来源(非化工仪器网)的作品,目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责,不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时,必须保留本网注明的作品第一来源,并自负版权等法律责任。
  • 如涉及作品内容、版权等问题,请在作品发表之日起一周内与本网联系,否则视为放弃相关权利。