原子荧光光谱法测水产品中汞形态(二).docx

原子荧光光谱法测水产品中汞形态（二） 【来源/作者】北纳创联 1. 结果与讨论1.1高效液相色谱条件的优化 按照 GB 5009.172014 中汞形态分析的方法配制流动相： 称取 0.5 g L- 半胱氨酸、 2.2 g 乙酸铵， 置于 500 mL 容量瓶中， 用水溶解， 加入 25 mL 甲醇，以水定容至 500 mL。经 0.45m 滤膜过滤后， 于超声水浴中超声脱气 30 min。 以乙酸铵作为缓冲盐， 可以控制溶液的 pH 值，所以本实验未调节流动相的酸度。L- 半胱氨酸是一种具有良好水溶性的离子对试剂， 其分子结构中的巯基络合作用较强， 能够跟汞离子结合， 从而加速其洗脱， 并能够使色谱峰峰形更加对称。甲醇作为流动相中的有机改性剂， 其含量直接影响流动相的极性， 进而影响各组分的保留行为和色谱峰峰形。对汞形态混合标准溶液 （其中无机汞和甲基汞的质量浓度均为10 ngmL） 进行测定， 研究了甲醇体积分数变化 （010%） 对无机汞和甲基汞的色谱峰保留时间、 半峰宽、 峰高和峰面积的影响。实验发现， 使用所选浓度范围内的甲醇时， 无机汞、 甲基汞和乙基汞都能很好的分离。 流动相中甲醇含量变化对无机汞的测定有以下影响： (1) 无机汞亲水性较强， 所以最先洗脱， 甲醇含量变化对无机汞的色谱保留时间影响较小； (2)甲醇含量增加会使无机汞的色谱峰逐渐变宽， 峰高先增大后会有所下降， 峰面积先增大然后有所下降（在甲醇体积分数为 5% 时色谱峰面积最大） 。流动相中甲醇含量变化对甲基汞的测定有以下影响： 随着甲醇含量的增加， 流动相对甲基汞的洗脱能力增强， 甲基汞的色谱保留时间逐渐缩短， 色谱峰逐渐变窄， 峰高持续增大， 色谱峰面积先增大，在甲醇体积分数为 5% 时至最大， 之后会有所下降。 综合考虑， 流动相中甲醇的体积分数选为 5%。1.2紫外消解效率 紫外线可以使有机汞分子中的 RHg 键断裂，提高汞的氧化还原效率。文献报道紫外线能起到催化作用， 在线加入氧化剂有利于甲基汞响应值的提高。设置紫外灯开和关、 氧化剂是否在线加入， 条件交叉共 4 种试验方案， 配制无机汞和甲基汞混合标准溶液， 无机汞和甲基汞的质量浓度均为 10ngmL， 在 4 种方案下分别对混合标准溶液进行测试， 试验结果见图 1。结果表明， 在 4 种状态下， 无机汞的色谱响应值基本没有变化； 在紫外灯照射并在线加入氧化剂的情况下， 甲基汞的色谱响应值最大； 没有紫外灯照射或者没有氧化剂的加入， 甲基汞的灵敏度都会有一定程度的降低； 在关闭紫外灯和不加氧化剂的情况下， 甲基汞响应值最低； 在紫外灯照射不加氧化剂的情况下， 甲基汞的色谱峰面积测定值的重复性较差。由此可见， 在甲基汞的分析过程中， 紫外灯照射和氧化剂的加入都是在线紫外消解的必要条件。1.3氧化剂的选择 在汞形态分析过程中， 常用的氧化剂有高锰酸钾、 过硫酸钾。使用高锰酸钾作为氧化剂时， 容易在管路内壁生成二氧化锰， 既会造成管路堵塞又会对汞元素产生吸附。本实验选择使用极为广泛的过硫酸钾作为氧化剂。试验了 120 gL 的过硫酸钾溶液对无机汞和甲基汞色谱峰面积的影响。结果表明： 随着氧化剂浓度的增大，无机汞和甲基汞的色谱峰面积都是先增大后有下降趋势。当氧化剂质量浓度为 2 gL时响应值最大。这可能是因为当氧化剂加入量过少时， 不足以把甲基汞完全氧化， 所以响应值较低； 当氧化剂加入量过大时， 其与还原剂发生氧化反应， 降低了体系中还原剂的浓度， 不能很好地将氧化态的汞还原为汞蒸气， 使得响应值降低。综合考虑， 选择氧化剂质量浓度为 2 gL。1.4载流液 试验了体积分数 110% 的盐酸对无机汞和甲基汞色谱响应值的影响， 结果表明： 盐酸体积分数为 1% 时， 两组分的响应值均较低， 这可能是由于酸度较小时， 氢化反应速率低， 导致响应值偏低； 随着盐酸浓度的增大， 无机汞和甲基汞的响应值都逐渐增大。综合考虑， 选择载流液为体积分数 10% 的盐酸溶液。1.5还原剂在汞形态分析时需要的还原剂 （KBH 4 溶液） 浓度不宜太高， 因为还原剂只是将汞还原为汞原子， 而不需要进一步将汞原子变为氢化物。试验了 120 gL 的 KBH 4 溶液对无机汞和甲基汞色谱响应值的影响。结果表明： 在所选择的浓度范围内， 当还原剂质量浓度为 2 gL 时， 无机汞和甲基汞的色谱峰面积均为最大。当 KBH 4 溶液的质量浓度为 1 gL 时， 二者的响应值都偏低， 这可能是由于氢化反应效率较低， 不能将所有的氧化态汞还原； 当 KBH 4溶液的浓度较高时， 可能是由于反应过程中产生大量的氢气， 稀释了原子化器中汞原子浓度， 使得信号偏低。故选择还原剂质量浓度为2 gL。1.6载气流量载气流量的大小对荧光强度有很大的影响。调整载气流量为 300600 mLmin， 试验载气流量对荧光信号的影响。结果表明， 随着载气流量增加， 不同形态汞的保留时间变化很小， 但是各色谱峰面积先增大后减小， 在载气流量为 400 mLmin 时色谱峰面积最大。原因可能是当载气流量较小时， 汞蒸气导入原子化器的速率较低， 到达 “氩氢火焰” 中汞蒸气的密度较低， 荧光信号强度较弱； 当载气流量过大时， 汞蒸气被稀释， 故荧光信号强度降低。根据实验结果， 选择载气流量为400 mLmin。1.7屏蔽气流量屏蔽气是 “氩氢火焰” 外围的保护气体， 能保持火焰形状稳定。试验了 8001 100 mLmin 屏蔽气流量对荧光响应值的影响。结果表明， 随着屏蔽气流量增大， 无机汞色谱响应值基本没有变化， 而甲基汞的色谱峰面积先增大后减小， 当屏蔽气流量为900 mLmin 时， 甲基汞色谱峰面积达到最大。故选择屏蔽气流量为900 mLmin。1.8线性范围与检出限配制系列浓度的无机汞、 甲基汞混合标准溶液， 质量浓度分别为 1， 2， 4， 6， 10， 20 ngmL， 以质量浓度 X 为横坐标、 色谱峰面积 Y 为纵坐标绘制标准工作曲线， 以 3 倍的基线噪声来计算检出限， 无机汞和甲基汞的线性范围、 线性方程、 相关系数和检出限见表1。 由表1可知， 无机汞和甲基汞在120ngmL 范围内线性良好， 相关系数均大于 0.999， 检出限分别为 0.19， 0.17 ngmL。1.9精密度试验对 10 ngmL 无机汞、 甲基汞混合标准溶液连续测定 7 次， 色谱保留时间和色谱峰面积测定结果见表 2。以保留时间来衡量定性重复性， 无机汞和甲基汞保留时间的相对标准偏差分别为 0.38%，0.11% ； 以色谱峰面积来衡量定量重复性， 无机汞和甲基汞保留时间的相对标准偏差分别为 3.16%，2.16%。色谱保留时间和色谱峰面积测定值的相对标准偏差均在 5% 以内， 表明方法重复性好， 能满足检测要求。1.10加标回收试验按照 1.2 方法处理鱿鱼、 带鱼和虾样品， 每个样品做 3 次平行测定并进行加标回收试验， 其中鱿鱼和带鱼的加标质量浓度为 2 ngmL， 虾的加标质量浓度为4 ngmL。带鱼及其加标样品色谱图如图 2所示。将样品分析结果进行统计处理， 并计算加标回收率， 结果见表 3、 表 4。由表3、 表4可知， 在所测试