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汞、砷元素形态及价态测定

  化学形态是指元素以某种离子或分子存在的实际形式,它包括元素的价态、化合态、无机态和有机态、结合态和结构态等几个方面。以砷、汞为例,在自然界中砷、汞的形态非常多。砷形态有无机砷、有机砷、各种砷糖和有机砷酸及其衍生物。汞主要以单质汞、无机汞、有机汞等形态存在。

  常见形态

  常见的砷形态有亚砷酸盐(As(III))、砷酸盐(As(V))、一甲基砷(MMA)、二甲基砷(DMA)、砷甜菜碱(AsB)、砷胆碱(AsC)、砷糖(AsS)等,它们对实验小白鼠的半数致死量如下表,可见毒性最大的是亚砷酸盐(As(III))与砷酸盐(As(V)),而砷甜菜碱(AsB)、砷胆碱(AsC)、砷糖(AsS)基本可认为没有毒性。

  

  常见的汞形态有无机汞(Hg(II)), 一甲基汞(CH3Hg(I)),乙基汞(CH3CH2Hg)。甲基汞的毒性要远高于无机汞,并且具有极强的生物亲和力,同时无机汞易于在生物体内富集并转化为甲基汞。著名的水俣病便是由甲基汞引起的。

  价态测定

  由于不同形态的砷、汞毒性差异很大,被生物体吸收的程度与代谢周期也各不一样,所以只对重金属的总量检测与评估不够全面,只有对重金属的形态和总量同时进行分析才能正确评价重金属的污染程度及潜在风险。对此,2020年版《中国药典》四部通则2322 汞、砷元素形态及价态测定法中规定了使用液相色谱(LC)与电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)联用进行测定。

  通过液相色谱将样品中砷或汞的不同形态分离后,注入电感耦合等离子体质谱仪进行检测。与食品检测常用的液相色谱-氢化物原子荧光联用仪(LC-AFS)相比,液相色谱-电感耦合等离子体质谱联用仪(LC-ICP/MS)具有更高的灵敏度,更小的进样体积(延长柱子使用寿命),更宽的线性范围,配合碰撞气或反应气能很好地消除样品基体带来的干扰。

  

  2020年版《中国药典》一部中,规定雄黄三价砷和五价砷的总量以砷(As)计,不得过7.0%,规定朱砂二价汞以汞(Hg)计,不得过0.10%。TCT通测检测配备液相色谱-电感耦合等离子体质谱联用仪,可为您提供砷、汞形态检测的服务。

  

  

  液相-电感耦合等离子体质谱仪

  值得注意的是,由于砷、汞易受污染,测试过程(包括样品前处理)中所使用的器具应保证洁净,可使用20%(v/v)硝酸浸泡过夜。空气中的氧气会使亚砷酸盐(As(III))转化为砷酸盐(As(V)),低温能抑制这种转化,因此,两者的储备液需密封冷藏保存,工作液建议临用现配。流动相中含盐较多,随着测试的进行,盐分会在ICP-MS锥孔上堆积,使灵敏度下降,严重时还会影响锥的寿命,并且汞形态测定使用的流动相含有甲醇,在测试中会因碳元素堆积在锥孔上引起灵敏度上升。

  因此,应根据仪器特点与条件,优化仪器各项参数,视情况使用有机进样系统或气体补偿系统,增加仪器(尤其是锥)的维护频率。

  如有相关业务需求,欢迎与我们联系,电话0755-23201411。

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