本研究開發(fā)了一種新的樣品制備方法，包括樣品過濾和采用去離子水稀釋，用于蘋果汁中低濃度水平砷形態(tài)的快速、日常檢測。使用文獻 1 建立并經(jīng)確證的方法來分離和定量分析六種商品蘋果汁中的上述五種砷形態(tài)，以確定這種日常消費的果汁中是否含有潛在有害濃度水平的砷形態(tài)。美國環(huán)境保護署 (USEPA) 已建立了飲用水中總砷的最高污染物水平 (MCL) 為 10 µg/L。但我們必須考慮到食品中的砷是總膳食攝入量的一部分，USEPA 和歐洲食品安全局推薦的是每天 0.8 - 8 µg/kg 體重。正常飲食中砷的其他膳食來源包括海產(chǎn)品、稻米等。

實驗部分樣品制備六種不同的蘋果汁樣品（蘋果汁 #1 - #6）購自日本某超市。蘋果汁樣品采用兩種一次性過濾器過濾（美國密理博公司的 Millex-LH，然后是日本 TOSHO 公司的 TOYOPAKODS M）。采用 Millex-LH 過濾器去除蘋果汁中的固形物，2然后采用 TOYOPAK ODS M 過濾器去除非極性化合物，防止 HPLC 色譜柱過載。按照制造商的說明對兩種過濾器進行清洗和活化。過濾后，蘋果汁樣品用超純水稀釋一倍。應(yīng)避免劇烈的樣品消解和高稀釋倍數(shù)，以地減少砷形態(tài)的相互轉(zhuǎn)化，并且保證獲得原樣品檢測限。

為了評價方法對低濃度砷形態(tài)的準確檢測能力，我們評估了樣品制備過程中砷形態(tài)污染的可能性。按如下方式進行空白樣品制備，用于識別源于不同樣品制備步驟的任何可能污染：1. 去離子水空白2. Millex 膜過濾器空白3. TOYOPAK ODS 過濾器空白4. 方法空白（像樣品一樣過濾兩次的去離子水）所有四個制備空白樣品采用文獻 1 建立的 HPLC 方法及其使用的色譜柱和流動相進行檢測，色譜圖見圖 1。四個制備空白與一個混合砷形態(tài)標準品（每種形態(tài) 50 ng/L (ppt)）的疊加色譜圖確認，制備空白中未檢出砷。應(yīng)注意，第一個洗脫出的峰是砷甜菜堿 (AB)，它未保留在柱子上，因此在柱空體積中被洗脫出來，它還可能與其他不被柱子保留的中性或陽離子組分共洗脫出來。雖然可利用所述的 LC-ICP-MS 方法來測量 AB，但如果樣品中存在其他共洗脫物質(zhì)，結(jié)果可能會出現(xiàn)偏差；但對于食品安全應(yīng)用來講，這并不是個問題，因為 AB 即使?jié)舛确浅８?，也是沒有毒性的。

為了保證食品安全，必須分離并準確定量低濃度的關(guān)鍵形態(tài) — As(III) 和 As(V)，它們的總量可稱為“總無機砷”。

儀器聯(lián)用一臺包括二元泵、自動進樣器和真空脫氣機的 Agilent1290 Infinity LC 系統(tǒng)及一臺 Agilent 8800 電感耦合等離子體串聯(lián)質(zhì)譜儀（ICP-MS/MS）。分離采用一根陰離子交換保護柱（安捷倫部件號 G3154-65002，4.6 mm 內(nèi)徑 x 10 mm聚甲基丙烯酸酯）及一根砷形態(tài)分析柱（安捷倫部件號G3288-80000，4.6 mm 內(nèi)徑 x 250 mm 聚甲基丙烯酸酯）。整個實驗過程中色譜柱在室溫下運行。HPLC 和 ICP-MS 操作參數(shù)見表 1。砷形態(tài)的日常分離分析不需要使用 ICP-MS/MS 分離干擾物，因為對砷 (m/z 75) 有潛在多原子重疊的干擾在色譜中即已實現(xiàn)分離。如文獻 1 所述，無機氯化物在 As(III) 和MMA 峰之間流出，因此，由氯化物形成的 ArCl+ 多原子離子不會影響任何目標砷化合物的測定。然而，食品和飲料中的砷形態(tài)分析已經(jīng)延伸到對極低濃度（低 ng/L 或 ppt 水平）有毒無機化合物的更高靈敏度檢測。

并且與常規(guī)四極桿 ICP-MS 相比，Agilent 8800 ICP-MS/MS的背景干擾非常低，因此它可能更具分析優(yōu)勢。假如方法要求可以接受稍高的檢測限，上述樣品制備和 HPLC 方法無需任何修改即可全部轉(zhuǎn)移到安捷倫 7700 系列 ICP-MS（靈敏度比 8800 約低 2 倍）上，但其檢測限仍在十幾 ng/L(ppt) 的范圍。

結(jié)果與討論每種砷形態(tài)的檢測限通過三倍色譜峰 - 峰信噪比 (S/N) 來計算，或者有時用 S/N=3 時的分析物濃度來表示。所有五種砷形態(tài)的檢測限介于 10 ng/L - 22 ng/L 之間，見表 2。圖 2 顯示了用于計算 S/N 和 LOD 的 500 ng/L 各砷形態(tài)標準品的色譜圖，結(jié)果表明這五種砷形態(tài)具有高檢測靈敏度和良好的峰分離度。校準濃度范圍為 10 ng/L - 500 ng/L，表明各砷形態(tài)線性關(guān)系良好，如圖 3 所示。

蘋果汁分析結(jié)果六種不同蘋果汁中的砷濃度測定結(jié)果見表 3（結(jié)果已考慮到2 倍稀釋因素），色譜圖見圖 4。我們從濃度結(jié)果可以清楚地看到，雖然大多數(shù)砷以有毒的無機形式存在，但所有蘋果汁樣品中總砷含量極低，大大低于 USEPA 針對飲用水規(guī)定的 10 µg/L 的限度。圖 4 中的色譜圖以相同的強度刻度展示，突出每種砷形態(tài)的不同相對濃度。

雖然砷形態(tài)在所有六種蘋果汁中均有發(fā)現(xiàn)，但總砷濃度和不同砷形態(tài)的相對濃度各異。然而，在測試的所有果汁樣品中，各砷形態(tài)的總濃度均低于 5 µg/L，低于 USEPA 對飲用水最大污染限度 (10 µg/L) 規(guī)定的一半。所有樣品中總無機砷（As(III) 與 As(V) 之和）的量低于 3 µg/L，并且所檢測的六種蘋果汁樣品中有五個低于 2 µg/L。

加標回收率實驗和重現(xiàn)性為了驗證分析實際樣品時的方法性能，采用混合砷形態(tài)標準溶液進行加標回收率實驗。#1 蘋果汁樣品加標砷形態(tài)標準品至 2 倍稀釋樣中的濃度為 500 ng/L。加標樣品按未知樣品重復(fù)測定，總共分別測定 7 次。表 4 列出了所有砷形態(tài)的保留時間 (RT) 和濃度結(jié)果，表明 7 次重復(fù)分析的 RT和濃度具有優(yōu)異的重現(xiàn)性。所有砷形態(tài)的保留時間 %RSD小于 0.5%，濃度 %RSD 小于 1.6%。所有 7 次進樣的疊加色譜圖見圖 5。

結(jié)論采用 Agilent 1290 Infinity LC 聯(lián)用 Agilent 8800 ICP-MS/MS，測定了商品蘋果汁中 µg/L 和亞 µg/L 濃度的包括毒性相關(guān)無機形式 As(III) 和 As(V) 在內(nèi)的五種砷形態(tài)。通過對蘋果汁樣品進行簡單的過濾和 2 倍稀釋，得到了所有砷形態(tài)在10 - 20 ng/L (ppt) 范圍內(nèi)的檢測限。所有檢測的蘋果汁樣品中均發(fā)現(xiàn)了砷 (As) 形態(tài)，雖然各品牌中不同砷形態(tài)的濃度各異。在本研究所分析的樣品中，所含的總砷均不超過5 µg/L，所有樣品中無機砷（As(III) 和 As(V) 形態(tài)之和）的濃度均低于 3 µg/L，而且分析的六個品牌中有五個低于2 µg/L。

基于對日本蘋果汁市場上這個小樣本的分析，我們的數(shù)據(jù)支持了目前美國食品和藥品監(jiān)督管理局 (FDA) 關(guān)于在無機砷殘留提高的情況下，商品蘋果汁對人體健康無明顯風(fēng)險的意見。我們對日本市場上蘋果汁的測試結(jié)果肯定了美國FDA 監(jiān)測計劃的調(diào)查結(jié)果，即所有測試的蘋果汁樣品中，無機砷的含量水平低于飲用水中 10 µg/L。

參考文獻1. Tetsushi Sakai 和 Steve Wilbur，Routine Analysis ofToxic Arsenic Species in Urine Using HPLC with ICP-MS（采用 HPLC 和 ICP-MS 常規(guī)分析尿液中的有毒砷形態(tài)），安捷倫出版物 5989-5505EN。