1、原子荧光在食品安全检原子荧光在食品安全检测中的应用测中的应用刘霁欣何洪巨高峰刘霁欣何洪巨高峰2011.03原子荧光在食品安全检测中的应用原子荧光在食品安全检测中的应用p原子荧光原子荧光(VGAFS)简介简介p原子荧光总量测量原子荧光总量测量p原子荧光形态分析原子荧光形态分析2VGAFS简介pVG简介pAFS简介pVGAFS的特点3VG简介p待测元素与VG试剂发生化学反应转化为含有待测元素的气相分子的过程。n最为常见的VG试剂为KBH4或NaBH4。p能够使待测元素与大量基体分离。p非常适合作为联用接口。p产物气体中含有大量水汽。4AFS简介p因为原子荧光谱线简单，光谱干扰小，所以可使用非色散检
2、测。5VGAFS的特点p可测As、Hg、Se、Pb、Cd、Te、Ge、Sn、Sb、Bi、Zn等元素。p具有较高的灵敏度：nVG过程基本消除了基体干扰，降低了噪音。n无色散方式AFS检测提高了信号强度。n检出限在110ppt左右。6VGAFS总量测量pVGAFS测Hg已在世界范围内得到了公认。p中国广泛使用VGAFS作为Hg、As、Pb、Cd等元素的高灵敏检测方法。p在食品安全的各个环节得到了应用。n已建立了环境、农业检测的相关标准。(源头)n已建立了食品检测的相关标准。n已建立了卫生检测的相关标准。(结果)7元素形态分析的意义p元素的生物活性与形态紧密相关：n各种形态的毒性相差很大。n各种形态
3、的迁移、转化性质也大不相同。p当前元素测量：n总量测量方式已经满足当前要求。n分析技术的发展已使形态分析成为可能。8元素形态分析的方法p概述：n将分离方法和高灵敏度检测方法联用。p分离方法的选定：n非色谱法：冷阱分离，或利用形态间HG差异分离。n色谱法：GC或LC和VGAFS联用。p原子光谱检测器的选定：nICPMSnAASnVGAFS9AFS形态分析技术的特点和难点p特点nAFS测量As、Se、Hg等元素的灵敏度高。nVG系统很适于作为HPLC和AFS的接口。nVGAFS价格和操作成本均较低。p难点nHPLC和AFS流速不匹配。n对一些不能直接发生氢化物的形态须在线消解处理，这将影响其它形态
4、的分析。nAFS测量时水汽影响很大。10接口装置流路示意图11不同气液分离器的脱水率p普通气液分离装置n出口气体露点18.7，水分压16.2mmHgpNafion脱水(脱水率脱水率75%)n出口气体露点-2，水分压4.0mmHgp改进气液分离器脱水(脱水率脱水率60%)n出口气体露点4.8，水分压6.4mmHg12不同气液分离器的测量灵敏度a.普通气液分离器；普通气液分离器；b.Nafion除水除水(干、湿气干、湿气2:1)；c.Nafion+改进气液分离器；改进气液分离器；d.改进气液分离器改进气液分离器 13原子荧光形态分析仪(SA-10)14Hg分析LC系统Hg流动相汞形态检测分析汞形态
5、检测分析15 汞形态分离度测试图汞形态分离度测试图(谱峰分别为无机、甲基、乙基汞谱峰分别为无机、甲基、乙基汞)分离度计算表（测量次数分离度计算表（测量次数:n=3）取等浓度的标样取等浓度的标样Hg2+，MetHg+，EtHg+混合，得到浓混合，得到浓度为度为10g/L左右的混左右的混合标样溶液。以合标样溶液。以200微升采样环进样，开微升采样环进样，开始采集数据。始采集数据。16标准曲线数据标准曲线数据 17三种形态的汞均具有良好的三种形态的汞均具有良好的线性。线性范围不小于两个线性。线性范围不小于两个数量级。测试结果表明：三数量级。测试结果表明：三种汞形态种汞形态Hg2+，MetHg+，Et
6、Hg+的检出限分别为的检出限分别为0.5，0.4和和0.5g/L，低于，低于1g/L，符合设计要求。符合设计要求。18重现性及精密度重现性及精密度 19SA-10 Hg形态分析性能100L 采样环20鱼肉中甲基汞的检测p鱼类可将水中的Hg转化为毒性、迁移性更高的甲基汞，所谓汞中毒一多半实际是甲基汞中毒，日本的“水俣病”是其中的典型代表。p甲基汞分析还可采用GC，但先要对样品衍生后测量，方法繁复，操作性差。21海鱼中汞形态测量的前处理方法p文献中报道了碱提取、酸提取、和含硫配体辅助提取等方法，但提取时间均要求在12h以上。p改进了含硫配体辅助提取方法，将提取时间缩短到1h左右。22海鱼中的汞形态
7、pMetHg=104g/kg，Hg2+=3.7g/kgpTotal Hg=110g/kg23汞形态的加标回收率24砷的形态检测分析砷的形态检测分析 蔬菜样品蔬菜样品前处理前处理条件优化条件优化 AFSAFS总砷总砷测定测定 HPLC-HGAFSHPLC-HGAFS砷形态测定砷形态测定 HPLC-ICP-MSHPLC-ICP-MS砷形态测定砷形态测定 加标回收加标回收试验试验 不确定度不确定度的测定的测定25 HPLC-HGAFS砷形态测定氢化物发生原子荧光（HGAFS）是具有我国自主知识产权的仪器。HPLC-HGAFS灵敏度高，检出限低的优点，很适合在形态分析中当检测器。26 调试仪器调试仪器
8、选择最佳的仪器参数、条件。选择最佳的仪器参数、条件。通过对多种蔬菜的初步检测，选择通过对多种蔬菜的初步检测，选择总砷含量总砷含量较高的油菜较高的油菜作为摸索检测前处理条件的材料。作为摸索检测前处理条件的材料。分析条件分析条件27蔬菜样品前处理条件优化蔬菜样品前处理条件优化 利用利用L L2525(5(56 6)正交试验因素水平正交试验因素水平进行试验选择进行试验选择最佳前处理条件，考察提取溶剂、水浴温度、水最佳前处理条件，考察提取溶剂、水浴温度、水浴时间三个因素，每个因素选择浴时间三个因素，每个因素选择5 5个水平个水平。称量称量水浴水浴离心离心浓缩浓缩28因素水平表因素水平表 29 蔬菜样品
9、前处理条件优化试验设计表（蔬菜样品前处理条件优化试验设计表（AsAs）3031蔬菜样品前处理条件优化试验设计表（蔬菜样品前处理条件优化试验设计表（DMADMA）32 优化前处理因素，选择以优化前处理因素，选择以蒸馏蒸馏水为提取溶剂，在水为提取溶剂，在7070下水浴下水浴3h3h做做为试验的最佳前处理条件。为试验的最佳前处理条件。33不同砷形态不同砷形态HPLC-HGAFSHPLC-HGAFS标准谱图标准谱图 （As(III)As(III)、DMADMA、MMAMMA、As(V)As(V)）油菜油菜HPLC-HGAFSHPLC-HGAFS谱图谱图 34菠菜菠菜HPLC-HGAFS谱图谱图 茼蒿茼
10、蒿HPLC-HGAFS谱图谱图 油麦菜油麦菜HPLC-HGAFS谱图谱图 大白菜大白菜HPLC-HGAFS谱图谱图 35 标准曲线标准曲线1 1（AsAs）标准曲线标准曲线2 2（DMADMA）36不同蔬菜砷形态含量检测结果不同蔬菜砷形态含量检测结果 蔬菜（鲜重）无机砷限量蔬菜（鲜重）无机砷限量0.05mg/kg0.05mg/kg，总砷，总砷0.5mg/kg0.5mg/kg 接近限量！接近限量！37 HPLC-ICP-MS砷形态测定NoImageHPLC-ICP-MS 电感耦合等离子质谱电感耦合等离子质谱(ICP-MS)(ICP-MS)作为色谱的检测系统，因为它可以作为色谱的检测系统，因为它可
11、以简便地连接在线高效液相色谱以及简便地连接在线高效液相色谱以及可以可以快速测定快速测定和具有和具有高的灵敏度高的灵敏度。但是但是(ICP-M(ICP-MS)的成本和维修费用非的成本和维修费用非常昂贵，难以在常规分析中推广。常昂贵，难以在常规分析中推广。38不同仪器砷形态含量检测结果 测定砷不同形态含量测定砷不同形态含量HPLC-ICP-MS仪器的灵敏度仪器的灵敏度略微高过略微高过HPLC-HGAFS仪器；三种测定仪器的总砷仪器；三种测定仪器的总砷测定值相差不大，说明建立的测定值相差不大，说明建立的HPLC-HGAFS法测定法测定蔬菜中样品砷形态蔬菜中样品砷形态灵敏度高和准确性好灵敏度高和准确性
12、好。39SA-10测As的分析性能100L 采样环40As形态标准分离图谱41地下水中的As形态p含As(III)和As(V)，毒性相差两倍以上。pAs(V)可直接治理，As(III)则不能。42两份水样的形态分析图谱水样4水样743饲料中添加的四种As剂Georges-Marie Momplaisir,Charlita G.Rosal,and Edward M.HeithmarArsenic Speciation Methods for Studying the Environmental Fate of Organoarsenic Animal-Feed Additives44饲料中As剂
13、造成的As污染Georges-Marie Momplaisir,Charlita G.Rosal,and Edward M.HeithmarArsenic Speciation Methods for Studying the Environmental Fate of Organoarsenic Animal-Feed Additives45饲料中六种常见As形态46海藻中无机砷测量p海藻中无机砷测量的意义：n海藻中总砷含量很高，但大多是无毒的有机砷，有毒的无机砷含量很低。但也存在无机砷含量很高的羊栖菜，有必要检测其无机砷含量，以评价其安全性。p海藻中无机砷测量的问题：n现有方法测量时，测量
14、结果往往较高，达到1mg/kg以上。47海藻中砷形态的前处理p水+甲醇提取：n能保持形态不发生变化。n形态复杂，分离困难，需使用梯度淋洗。p1mol/L HCl提取：n有机形态不向无机形态转化。n分解有机形态，减少种类，简化分析工作。48紫菜中As形态49海带中As形态(氧化)506M HCl提取后的As形态(氧化)511M HCl提取紫菜的As形态(氧化)521M HCl提取海带的As形态(氧化)53海藻中无机砷测量结果(酸)a 样品1、2为紫菜；样品3、4、8、9为海带；样品5为羊栖菜；样品6为裙带菜；样品7为红毛菜。b 将提取液用HNO3+HClO4+H2SO4消解后测得的提取液中的砷含
15、量。c 将样品用HNO3+HClO4+H2SO4消解后测得的砷含量。54海藻中无机砷测量结果(水甲醇)a 样品均为海带。b 将提取液用HNO3+HClO4+H2SO4消解后测得的提取液中的砷含量。c 将样品用HNO3+HClO4+H2SO4消解后测得的砷含量。55FAPAS无机砷比对结果56尿中As形态的回收p地方性砷中毒的尿砷表现为DMA和MMA含量较高，且有部分无机砷存在。p摄入海产品不会引起砷形态的变化。57尿中As形态58MMAIII随时间的变化59DMA还原为DMAIII60SA-10测Se的分析性能100L 采样环61Se形态标准分离图谱62SA-10 As、Se同测分析性能100L 采样环63As、Se同测形态标准分离图谱64富硒食品、保健品的检测p食品、保健品中Se形态分析的意义：n无机形态的硒对人体有害，但有机形态的硒，特别是硒代氨基酸对人体有益。n当前普遍做法是将无机硒通过生物转化得到富硒食品、保健品，转化率无法检测。p食品、保健品中Se形态分析：65某富硒保健品检测谱图1.四价硒Se(IV);2.五价砷As(V)66某富硒保健品检测结果67某富硒茶的检测谱图68某富硒茶的检测谱图69SA-10 Sb形态分析性能100L 采样环70Sb形态标准分离图谱71谢谢!72
