砷被認(rèn)為是一種致癌物，廣泛存在于自然界中，長期接觸會對人體造成危害。砷的毒性與其化學(xué)形態(tài)有關(guān)，不同價態(tài)、不同形態(tài)的砷其毒性差異很大。一般來說，無機(jī)砷的毒性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于有機(jī)砷。

本文參考國家衛(wèi)生和計劃生育委員會發(fā)布的《GB 5009.11-2014 食品中無機(jī)砷的測定》，通過HPLC-ICPMS聯(lián)用，采用Hamilton PRP-X-100（250×4.1mm）陰離子色譜柱，用15mmol/L磷酸二氫銨及25mmol/L磷酸二氫銨（pH=8.0）作淋洗液，用梯度洗脫的方式測定了河水樣品中的五種砷形態(tài)，且加標(biāo)回收率良好，結(jié)果表明，該方法能夠快速準(zhǔn)確地進(jìn)行水質(zhì)樣品中的砷形態(tài)的分析。

1.儀器簡介
HPLC-310E是天瑞儀器自主研發(fā)的新一代液相色譜儀，該設(shè)備采用微處理器智能控制往復(fù)式雙栓塞并聯(lián)泵，具有工作耐壓值高、穩(wěn)定可靠、操作方便等特點(diǎn)�？蓪�(shí)現(xiàn)等度洗脫和梯度洗脫兩種方式，且具有較高的靈敏度、分離度和可靠性。

ICP-MS 2000E采用進(jìn)口射頻電源，保證儀器可多種模式穩(wěn)定運(yùn)行，同時利用先進(jìn)的等離子體屏蔽技術(shù)，極大的提高了儀器的靈敏度。該設(shè)備具有檢出限低、靈敏度高、分析速度快、維護(hù)方便、高耐鹽性及高性價比等特點(diǎn)。

HPLC-ICPMS聯(lián)用儀采用一鍵式數(shù)據(jù)采集、精準(zhǔn)式譜圖定位及強(qiáng)大的軟件譜圖處理功能，可滿足不同的形態(tài)測試需求。

2.測試原理
樣品溶液經(jīng)過前處理，由HPLC進(jìn)樣口進(jìn)樣，經(jīng)色譜柱分離，通過霧化器霧化后送入高溫等離子體中，干燥、原子化、電離，元素離子經(jīng)接口室進(jìn)入質(zhì)譜儀，通過離子透鏡系統(tǒng)、質(zhì)量分析器及檢測器，檢測器對相應(yīng)元素離子做出響應(yīng)（每秒離子計數(shù)cps（counts per second），經(jīng)軟件處理，響應(yīng)強(qiáng)度和時間組成的峰面積與相應(yīng)組分離子濃度成正比關(guān)系進(jìn)行定性定量分析。

3.實(shí)驗(yàn)部分
3.1實(shí)驗(yàn)設(shè)備及試劑
液相色譜-電感耦合等離子體質(zhì)譜聯(lián)用儀（江蘇天瑞儀器股份有限公司）；
電子天平（BSA224S，賽多利斯）；
色譜柱（Hamilton PRP-X100，4.1×250mm，10μm）；
超純水系統(tǒng)（Millipore，電阻率為18.2MΩ·cm）；
氨水（優(yōu)級純，上海晶純試劑有限公司）；
磷酸二氫銨（優(yōu)級純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）；
乙二胺四乙酸二鈉（優(yōu)級純，阿拉丁化學(xué)試劑）
5種砷形態(tài)標(biāo)準(zhǔn)溶液（亞砷酸根（GBW08666）、砷酸根（GBW08667）、砷膽堿（GBW08671）、一甲基砷（GBW08668）、二甲基砷（GBW08669），中國計量科學(xué)院）；
超聲波（KH-500E,昆山禾創(chuàng)）。

3.2樣品前處理
河水樣品經(jīng)0.45μm的水系濾膜直接過濾。

3.3流動相及砷形態(tài)標(biāo)準(zhǔn)溶液配制
15mmol/L NH4H2PO4溶液：準(zhǔn)確稱取1.726g磷酸二氫銨，溶于1000 mL超純水中，經(jīng)0.45μm的水系濾膜過濾后，于超聲水浴中超聲脫氣30min。
25mmol/L NH4H2PO4溶液：準(zhǔn)確稱取2.876g磷酸二氫銨，溶于1000 mL超純水中，用氨水調(diào)節(jié)PH至8.0，經(jīng)0.45μm的水系濾膜過濾后，于超聲水浴中超聲脫氣30min。
20mmol/L EDTA-2Na溶液：準(zhǔn)確稱取0.745g乙二胺四乙酸二鈉，加入少量超純水，于150℃的電熱板上加熱至乙二胺四乙酸二鈉完全溶解，冷卻后定容至100 mL的容量瓶中以待備用。

砷形態(tài)標(biāo)準(zhǔn)溶液：
5種砷標(biāo)準(zhǔn)溶液采用20mmol/L EDTA-2Na按照梯度濃度的方式依次被稀釋為0.5µg/L、1.0µg/L、2.0µg/L、5.0µg/L、10.0µg/L、20.0µg/L 混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，同時配制五種砷形態(tài)的5µg/L的單標(biāo)溶液以此來判別每種砷形態(tài)出峰時間。

3.4實(shí)驗(yàn)條件

3.4.1色譜條件

色譜條件詳見表1和表2。

參數(shù)	參數(shù)設(shè)定
色譜柱	Hamilton PRP-X100，10μm，250×4.1mm。
流動相	A-15mmol/L NH4H2PO4；B-25mmol/L NH4H2PO4（pH=8.0）。
流 速	A-1.0mL/min；B-1.5mL/min。
柱 溫	25℃
進(jìn)樣量	100μL
洗脫程序	梯度洗脫

時間	流動相A	流動相B	流 速
0min	100%	0%	1.0mL/min
5min	100%	0%	1.0mL/min
5.01min	0%	100%	1.5mL/min
12min	0%	100%	1.5mL/min
12.01min	100%	0%	1.0mL/min

3.4.2質(zhì)譜條件
 
ICP-MS分析條件見表3。

參數(shù)	參數(shù)設(shè)定	參數(shù)	參數(shù)設(shè)定
功 率	1300W	等離子氣	13L/min
輔助氣	1.06L/min	載 氣	1.2L/min
采樣深度	16	分析模式	標(biāo)準(zhǔn)模式

3.5實(shí)驗(yàn)結(jié)果
3.5.1色譜分離圖
按表2的洗脫條件，進(jìn)樣20.0µg/L砷形態(tài)混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，得到五種砷分離色譜圖，如圖2。AsC、As3+、DMA、MMA、As5+相對保留時間分別為120s、155s、247s、329s、583s，總分離時間約為600s。


3.5.2標(biāo)準(zhǔn)曲線
按照混合標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度0.5µg/L、1.0µg/L、2.0µg/L、5.0µg/L、10.0µg/L、20.0µg/L進(jìn)樣得到色譜圖，計算其峰面積，以濃度和峰面積繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，線性相關(guān)系數(shù)均大于0.999，結(jié)果詳見圖3-1~3-5。

3.5.3 檢出限
圖4為5.0µg/L混和標(biāo)準(zhǔn)溶液色譜圖，以各形態(tài)峰附近基線處的3倍信噪比（S/N)峰高對應(yīng)的濃度作為檢出限，AsC、As3+、DMA、MMA、As5+分別為0.078µg/L、0.10µg/L、0.11µg/L、0.13µg/L、0.16µg/L。


3.5.4 測試結(jié)果
河水樣品及加標(biāo)1µg/L的測試結(jié)果詳見表4，樣品及加標(biāo)后砷形態(tài)疊加譜圖如圖5所示。
                        

組分名稱	測定結(jié)果 （µg/L）	加標(biāo)后濃度 （µg/L）	加標(biāo)回收率 （%)
砷膽堿（AsC）	ND	0.878	87.8
亞砷酸根(As3+）	0.713	1.783	107.0
二甲基砷（DMA）	ND	1.127	112.7
一甲基砷（MMA）	ND	0.934	93.4
砷酸根（As5+)	5.997	7.021	102.4

4. 結(jié)論
利用LC-ICPMS聯(lián)用測試河水樣品中的五種砷形態(tài)，測試結(jié)果表明，該方法檢出限低、線性相關(guān)系數(shù)均在0.999以上，樣品加標(biāo)回收率在87.8%-112.7%之間；同時五種砷形態(tài)能夠在600s內(nèi)完成分析，且分離度較好，此方法可滿足水質(zhì)樣品中砷的形態(tài)分析。

5.參考文獻(xiàn)
 [1] 國家衛(wèi)生和計劃生育委員會發(fā)布 GB 5009.11-2014食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中無機(jī)砷的測定 液相色譜-原子熒光光譜法，2015。