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基于原子荧光光度法的水产品中甲基汞与无机汞形态分离及定量分析

孙江维
  
学术与研究
2025年68期
身份证号码:610425198608223771

摘要:汞作为全球性污染物,其形态中甲基汞毒性最高且易在水产品中富集,准确分析水产品中甲基汞与无机汞形态对食品安全意义重大。本文采用液相色谱-原子荧光联用技术,通过 C18 柱结合含 L-半胱氨酸的流动相实现两种汞形态分离,经原子荧光检测;方法线性关系良好,无机汞与甲基汞检出限分别为0.28\~2.08μg/kg、0.36\~1.41μg/kg,回收率 80.8%~106% ,精密度 RSD≤5.14% ,标准物质验证结果可靠。该方法操作简便、准确灵敏,可有效用于水产品中甲基汞与无机汞的形态分析,以期为相关安全监管提供参考。

关键词:原子荧光光度法;水产品;甲基汞;无机汞;形态分离

1 前言

汞作为联合国环境规划署列为的全球性污染物,其毒性与化学形态密切相关,有机汞毒性显著高于无机汞,其中甲基汞因脂溶性强、易在生物体内蓄积,可通过水生生物富集进入食物链顶端的人类体内,损害神经、肾脏等器官。因此,进行基于原子荧光光度法的水产品中甲基汞与无机汞形态分离及定量分析具有十分重要的现实意义。

2 仪器与试剂

仪器包括北京海光仪器液相色谱-原子荧光联用仪 LC-AFS6500,AE-200 电子分析天平(上海梅特勒)、sigma 3-18K 高速冷冻离心机(德国 SIGMA)、XW-80A 漩涡混合器、MARS5 微波消解仪(美国 CEM),C18色谱柱(5μm,4.6mm×150mm 或 250mm×4.6mm)及 0.45μm 滤膜;试剂有超纯水,优级纯盐酸、氢氧化钠,分析纯乙酸铵等,色谱纯甲醇、乙腈,L-半胱氨酸(w>98.5%或 BR 级),无机汞( 1000μg/mL )、甲基汞( 65.0μg/g⋅ )等标准溶液,金枪鱼(BCR-463)等标准物质[1]。

3 样品前处理

超声辅助提取法需取水产品匀浆样品0.50~2.0g置于15mL塑料离心管,加10mL5mol/L盐酸溶液放置过夜,室温超声水浴提取 60min,4℃、离心半径 13.5cm、8000r/min 离心 15min,取 2.0mL 上清液至 5mL 容量瓶,逐滴加 6mol/L 氢氧化钠调 pH 至 2~7,加 0.2mL10g/LL-半胱氨酸溶液,水定容后过 0.45μm 有机系滤膜,同时做空白;微波辅助提取法取可食部分匀浆,-80℃冷冻过夜后真空冻干,称0.1~0.3g 干样或 1g 湿样于聚四氟乙烯消解罐,加5mL 提取液旋涡混匀,400W、65℃微波萃取20min,冷却后移至15mL 离心管,加2mL 氨水调pH 沉淀蛋白,5000r/min 离心 10min,上清液定容至 10mL,10000r/min 离心 10min 后过 0.45μm 滤膜[2]。

4 基于原子荧光光度法的水产品中甲基汞与无机汞的形态分离

4.1 形态分离原理

汞形态分离中,L-半胱氨酸通过与无机汞、甲基汞中的巯基结合形成可溶性络合物,改变原有极性特征,避免离子型汞化合物在C18 色谱柱上的静电吸附,增强其在固定相上的保留能力。色谱分离基于不同汞形态与半胱氨酸形成的络合物疏水性差异,在流动相洗脱过程中,疏水性较弱的络合物先被洗脱,疏水性较强的后被洗脱[3-4]。

4.2 分离条件优化

(1)流动相组成

流动相组成中,甲醇或乙腈比例影响保留时间,有机相比例降低时,洗脱能力减弱,无机汞与甲基汞在C18 柱上保留时间延长,比例升高则洗脱加快;乙酸铵浓度通过调节流动相离子强度影响络合物保留,0.06mol/L或 60mmol/L 浓度下可平衡保留与洗脱效率。pH 值对分离影响显著,当 pH 为 4.0 时,L-半胱氨酸与汞形态形成的络合物电离状态稳定,极性差异适中,甲基汞与无机汞峰形对称无拖尾,分离度达到最佳,偏离此值则可能导致峰形拖尾或分离度下降,影响分离效果[5]。

(2)提取方法

超声提取采用5mol/L 盐酸经过夜放置与60 分钟室温超声,提取液中杂质较少,色谱峰纯度较高,干扰峰易排除;微波提取以 6mol/L 盐酸结合 0.10mol/L 氯化钠与 0.2% -半胱氨酸为提取液,在400W、65℃条件下处理20 分钟,提取效率更高,但需控制温度避免≥75℃时甲基汞分解为无机汞,否则会引入额外峰干扰分离。

5 基于原子荧光光度法的水产品中甲基汞与无机汞的定量分析

5.1 线性范围与检出限

线性范围方面,以 为梯度的混合标准溶液中,无机汞回归方程为 y=739200x+111600 ,相关系数0.9991,甲基汞回归方程 y=674200x+227300,相关系数 0.9998;以 0.5~100μg/L 为梯度时,无机汞、甲基汞相关系数均达 0.9999,浓度与峰面积均呈良好线性关系。检出限基于连续测定 20 次样品空白的 3 倍标准偏差计算,其中无机汞检出限为 0.28μg/L 及 2.08μg/kg ,甲基汞检出限为 0.36μg/L 及 1.41 μg/kg ,均符合定量分析要求。

5.2 准确度与精密度

超声辅助提取法中,选取阴性鱼类样品按1.5、2.5、 7.0μg/mL 三个浓度加标,无机汞平均回收率依次为 80.8% 82.2% 、 88.6% ,甲基汞依次为 81.9% 、 84.2% 、 90.0% ,整体在 80.8%~90.0% ,相对标准偏差 3.5%5.0% 。微波辅助提取法以虾为基质,无机汞加标 40、80、 160μg/kg 时回收率 106% 、 105% 、 103% ,甲基汞加标相同浓度时 96.3% 、 94.6% 、 95.9% ,乙基汞 80.1% ~87.6%,整体 80%~106% ;精密度上,日内测定相对标准偏差 3.65% ,日间测定 5.14% ,均满足定量分析对准确度与精密度的要求。

5.3 标准物质验证

采用 BCR463 金枪鱼、GBW10024 扇贝、GBW08573 黄鱼等标准物质对方法准确度进行验证,对每种标准物质平行测定 6 次。其中,BCR463 金枪鱼测定的甲基汞、总汞值与参考值 3.04mg/kg 、 2.85mg/kg 接近;GBW10024 扇贝测定值在 0.040±0.007mg/kg 参考范围内;GBW08573 黄鱼测定的总汞值与 0.169±0.018mg/kg 参考值相符,所有测定结果均处于标准物质给定的参考值范围内,验证了方法的准确性。

6 结语

综上所述,超声提取以 5mol/L 盐酸为提取液,微波提取采用 6mol/L 盐酸-氯化钠-半胱氨酸体系,均通过C18 柱与优化流动相实现良好分离,两种方法线性关系良好,检出限、回收率及精密度均符合分析要求,经标准物质验证准确可靠。未来可进一步优化提取条件以拓展对更多汞形态的分析,同时提升方法的批量检测效率,为水产品汞污染监测提供更全面技术支持。

参考文献:

[1]凌逍, 梁志森, 陈玉珍, 等. 水产品中汞形态国内外法规标准汇总及甲基汞检测方法对比[J]. 食品安全质量检测学报, 2025, 16 (05): 1-9.

[2]厉君悄, 许志瑛, 夏苗苗, 等. 液相色谱—原子荧光光谱联用法测定水产品中的甲基汞[J]. 乡村科技,2024, 15 (07): 154-157.

[3]王欣, 纪卫红, 郭文丽. 电子捕获-气相色谱法测定水产品中甲基汞的研究[J]. 现代食品, 2023, 29 (13):184-186.

[4]杨婧, 胡迪, 范清, 等. 水产品中无机汞和甲基汞的液相色谱-原子荧光联用测定法[J]. 职业与健康,2022, 38 (12): 1634-1636+1641.

[5]孟春英, 张小军, 黄丽英, 等. 浙江沿海水产品无机砷和汞含量调查及膳食风险评估[J]. 食品与发酵工业, 2018, 44 (09): 247-253.

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