崔高飞，乔丽娜，范艺凡，季宏波，马荣山

（1.辽宁省检验检测认证中心 辽宁省农产品及兽药饲料产品检验检测院，沈阳 110034；2.沈阳农业大学食品学院，沈阳 110866）

砷是一种有剧毒的类金属元素，砷在稻谷中以无机砷和有机砷两种形式存在，一般认为三价砷的毒性大于五价砷，无机砷的毒性大于有机砷[1]。砷在稻谷中通常是以无机态的砷酸盐、亚砷酸盐和有机态的二甲基砷（DMA）形式存在，其中三价砷的含量占比最高。砷中毒是以皮肤损害为主的全身性疾病，可以危害人的皮肤、呼吸、消化及神经等系统，而且砷化合物经人体吸收后可在人体内逐渐蓄积，影响人体某些酶的活性，并且会损坏人体的肠胃道、肝脏、肾脏等，对人体产生危害[2]。无机砷的毒性大，国际癌症研究委员会（LARC）已将无机砷列为强致癌物[3]。水稻是相比其他作物如小麦、玉米、大豆等更易吸收和累积砷的植物，稻谷中砷的含量明显高于其他旱地作物[4]。国标GB 2762-2017《食品安全国家标准食品中污染物限量》中规定稻谷中无机砷的限量值为0.2 mg/kg[5]。稻谷中无机砷污染严重威胁到人体的健康安全，对稻谷中的无机砷采用两种砷提取方式科学有效的检测方法进行检测尤为重要。用液相色谱 -原子荧光光谱法（LC-AFS），对稻谷中无机砷不同含量值的样品进行提取检测前，采用两种不同方法进行样品前处理并上机检测，之后对提取效果差别进行了探究。

1 实验

1.1 仪器和试剂

液相色谱-原子荧光光谱联用仪（LC-AFS北京吉天）型号：SAP-20；恒温水浴振荡器型号：THZ-82；恒温干燥箱型号：101A-1ET；台式高速离心机型号：H/T16MM。

亚砷酸根溶液标准物质（GBW08666），砷酸根溶液标准物质（GBW08667），一甲基砷溶液标准物质 （GBW08668）， 二甲基砷溶液标准物质（GBW08669），大米粉成分分析标准物质 （GBW(E)100348）。硝酸、硼氢化钾、氢氧化钠、磷酸二氢铵及磷酸氢二铵均为优级纯，实验用水为超纯水。

1.2 实验条件

1.2.1 液相色谱-原子荧光光谱联用仪（LC-AFS）条件

色谱柱类型：阴离子交换柱（PRP-X100 10 μm 250×4.1 mm）；负高压：280 V；砷灯电流：80 mA；载气流量：300 mL/min；屏蔽气流量：500 mL/min；原子化器高度：8 mm；流动相：等度洗脱，流速1.0 mL/min；进样量：100 μL。

1.2.2 试剂条件

载流：7%硝酸溶液；还原剂：0.5%氢氧化钠和2%硼氢化钾混合溶液；流动相：1.725 g磷酸二氢铵和0.206 g磷酸氢二铵溶解至1 000 mL水。

1.3 实验方法

1.3.1 样品处理

实验样品为稻谷无机砷低值样品、中值样品、高值样品和标准物质大米粉，将稻谷脱壳后取净糙米用旋风磨磨制成粉。甲组、乙组每个样品各称取试样量1.0 g于50 mL塑料离心管中，加入20 mL 0.15 mol/L硝酸溶液，放置过夜。同时做试剂空白和低值样品加标回收，加标量5.0 ng/mL。分别对甲组样品采用恒温水浴震荡提取，乙组样品采用恒温干燥箱提取。

参照国标方法GB 5009.11-2014 《食品安全国家标准 食品中总砷及无机砷的测定》中的提取条件，温度90℃、时间2.5 h恒温提取[6]。分别将甲组、乙组两组样品分别放入水浴震荡器和干燥箱中，待温度达到设定值90℃后，开始计时，两组样品均每隔半小时震摇1 min。待样品提取时间结束后，取出样品冷却至室温，于离心机内8 000 r/min离心15min，取上清液，经0.45 μm滤膜的针头过滤器过滤，装入2 mL样品瓶上机检测。

1.3.2 标准溶液配制

将亚砷酸根溶液标准物质、砷酸根溶液标准物质、一甲基砷溶液标准物质、二甲基砷溶液标准物质配制成1 000 ng/mL混合标准储备液，用水将1 000 ng/mL混合标准储备液分别稀释成5个梯度浓度的混合标准溶液：5.0 ng/mL、10.0 ng/mL、20.0 ng/mL、30.0 ng/mL、50.0 ng/mL。

2 实验结果

2.1 标准曲线

分别对 5 个梯度浓度的 As3+、DMA、MMA、As5+混合标准溶液进行上机检测，流动相采用1.725 g磷酸二氢铵和0.206 g磷酸氢二铵溶解至1 000 mL水中，混合标准溶液4个组分峰的分离度良好，如图1所示。

图1 混合标准As3+、DMA、MMA、As5+分离色谱图

将5个梯度浓度的混合标准溶液检测结果进行积分，对应其峰面积绘制的标准曲线如图2、图3、图4及图5所示。

图2 As3+标准曲线

图3 DMA标准曲线

图4 MMA标准曲线

图5 As5+标准曲线

在 0～50 ng/mL 的浓度范围内 As3+、DMA、MMA、As5+各组分呈良好的线性关系。用空白基线信噪比计算检出限，得到4个组分的检出限。具体见表1。

表1 各组分线性度和检出限

2.2 仪器精密度

采用标准曲线中间点20.0 ng/mL的混合标准溶液连续进样7次，将7次进样结果的各组分峰积分后带入仪器软件进行计算，得到 As3+、DMA、MMA、As5+各组分的 RSD(%)值，如表2。

表2 精密度试验

2.3 检测结果

两组样品中样品空白检测结果均未检出，两组样品检测值及加标回收率见表3。

表3 检测结果

2.4 结果分析与讨论

GB 5009.11-2014《食品安全国家标准 食品中总砷及无机砷的测定》中流动相为15 mol/L磷酸二氢铵（Ph 6.0），需要用氨水调节pH值，过程较繁琐，容易偏高或偏低，且都会影响各组分峰的洗脱分离，很容易使As3+与DMA组分峰重叠，或者DMA与MMA组分峰重叠。而流动相采用1.725 g磷酸二氢铵和0.206 g磷酸氢二铵溶解至1 000 mL水中，进行等度洗脱，混合标准溶液中 As3+、DMA、MMA、As5+各组分峰的分离度良好，不需要调节pH值的步骤，比较简便快捷。

检测结果表明稻谷样品中无机砷主要以As3+形态为主，且低值样品未检出As5+。通过计算样品中As3+和As5+检测值的合计，分别得到两组样品无机砷的含量值。结果表明提取温度90℃、时间2.5 h，甲组稻谷样品检测结果略高于乙组，甲组标准物质大米粉的检测结果更接近标准值0.18 mg/kg，恒温水浴震荡提取比恒温干燥箱提取方式效果好。原因分析：恒温干燥箱是加热空气升温较快，而样品中溶液温度升温较慢，当恒温干燥箱温度达到设定值开始计时，此时样品中溶液温度未能同步；而恒温水浴震荡是加热震荡器中的水，升温较慢，样品溶液几乎和水浴震荡升温同步，温度达到设定值开始计时相对比较可靠，同时在加热提取过程中在不停地震荡，所以提取效果相对于恒温干燥箱更好。

3 结论

利用液相色谱 -原子荧光光谱联用仪 （LCAFS）对稻谷样品中无机砷进行检测时，流动相采用1.725 g磷酸二氢铵和0.206 g磷酸氢二铵溶解至1000 mL水中，进行等度洗脱，更简便快捷。提取温度90℃、时间2.5 h，采用恒温水浴震荡提取比恒温干燥箱的提取效果好。