电子捕获-气相色谱法测定水产品中甲基汞的研究.pdf

现代食品XIANDAISHIPIN184/分析检测Analysis and Testingdoi:10.16736/41-1434/ts.2023.13.045电子捕获-气相色谱法测定水产品中 甲基汞的研究Determination of Methylmercury in Aquatic Products by Electron Capture Gas Chromatography 王 欣，纪卫红，郭文丽（天津市食品安全检测技术研究院，天津 300308）WANG Xin,JI Weihong,GUO Wenli(Tianjin Institute for Food Safety Inspection Technology,Tianjin 300308,China)摘 要：为开发一种操作简单且灵敏度高的甲基汞检测方法，本研究以鱼肉和虾肉为检测基质，使用电子捕获-气相色谱法测定其甲基汞含量。结果表明，方法检出限为 0.01 gg-1，回收率为 71.4%81.5%，RSD 为0.7%1.8%，该方法可有效提升水产品中甲基汞的检测速度，降低检测成本，适用于水产品中甲基汞含量的检测。关键词：水产品；甲基汞；气相色谱法Abstract：In order to develop a simple and sensitive methylmercury detection method,this study used fish and shrimp meat as the detection matrix,and used electron capture gas chromatography to determine the content of methylmercury.The results indicate that the detection limit of the method is 0.01 gg-1,the recovery rate is 71.4%81.5%,and the RSD is 0.7%1.8%.This method can effectively improve the detection speed of Methylmercury in aquatic products,reduce the detection cost,and is suitable for the detection of Methylmercury content in aquatic products.Keywords：aquatic product;methyl mercury;gas chromatography中图分类号：O657.7；TS254.7甲基汞（Methyl Mercury）是一种有毒化学物质，根据 2017 年 10 月 27 日世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考，其被列为 2B类致癌物，可对人体健康造成严重危害。研究表明，除了职业暴露外，水产品是人们主要摄入甲基汞的来源1-3。在我国的饮食结构中，鱼类占有重要地位。然而，由于甲基汞的生物积累和生物放大效应，鱼类体内的甲基汞含量比其他汞化合物更高。根据研究，鱼类体内甲基汞的含量占总汞含量的 95%左右，是人体内甲基汞的主要来源之一4-5。为了保障人们的身体健康，有效地检测水产品中的甲基汞含量至关重要。本研究针对这一问题开发了一种操作简单且灵敏度高的甲基汞检测方法，以鱼肉和虾肉为检测基质，采用控制变量和单点矫正的方法对提取工艺和检测条件进行了优化。优化后的方法操作简单，能够准确测定水产品中甲基汞的含量。本研究可为相关监管部门提供科学依据，进一步加强对水产品中甲基汞的监测与控制，有助于保障人们的身体健康。1 材料与方法1.1 材料与试剂草鱼、鲤鱼、鲫鱼、鲢鱼和虾，购自本地市场，作者简介：王欣（1992），女，本科，助理工程师，研究方向为食品质量与安全。通信作者：郭文丽（1982），女，硕士，高级工程师，研究方向为食品质量与安全。E-mail：wonenggwl1 。现代食品XIANDAISHIPIN185/分析检测AnalysisandTesting采集样品可食用部分，用组织粉碎机搅碎，-20 冷 冻；氯化甲基汞（分析纯，Dr.Ehrenstorfer GmbH公司）；氯化钠、盐酸、苯（分析纯，上海国药集团化学试剂有限公司）；实验用水均为 GB/T 66822008 规定的一级水。1.2 仪器与设备天平（精确度：0.01 mg，沈阳龙腾电子有限公司）；涡旋振荡仪（2-16KL，上海纳兹仪器有限公司）；离心机（2-16KL，上海巴玖实业有限公司）；气相色谱仪（GC-7890A、安捷伦公司）。1.3 试验方法1.3.1 甲基汞标准溶液的配制称量氯化甲基汞粉末于 25 mL 容量瓶中，以苯定容，混匀后得到浓度为1 mgmL-1的甲基汞标准苯溶液。用 1 mL 移液管取 1 mL 甲基汞标准苯溶液置于 100 mL容量瓶中以苯定容，混匀后得 10 gmL-1的甲基汞标准工作液，冷藏、待用。1.3.2 样品前处理称取 1 g 左右的鱼肉样品置于研钵中，加 1 g 氯化钠粉末研磨，之后加入 2 mL 一定浓度的盐酸继续研磨至糊状。将研磨后的样品转移到 25 mL 具塞试管中，并以盐酸清洗研钵 2 3 次，同样转移到试管中（试管内液体总量不得超过 10 mL），用盐酸定容至 10 mL；塞上试管塞，置于涡旋振荡仪上，涡旋 10 min，静置浸泡 1 h，过滤到 10 mL 离心管中，加苯提取，振荡2 min，4 000 rmin-1离心10 min，取上清液，过膜，待测。取未加标的样品按上述操作方法操作，得空白对照，待用。1.3.3 色谱条件色 谱 柱：Agilent DB-1701 柱(30 m0.25 mm，0.25 m)；检测器：电子捕获检测器（ECD）；载气（N2）流量：1 mLmin-1；进样量：1.0 L，不分流进样。2 结果与分析2.1 色谱条件优化取 甲 基 汞 标 准 工 作 液，以 苯 稀 释 得 浓 度 为 0.20 gmL-1、0.05 gmL-1、0.10 gmL-1的甲基汞标准溶液，进样分析，改变色谱条件（柱箱温度、检测器温度及气化室温度），根据峰形及出峰时间进行色谱条件优化，优化结果见表 1。因此确定气化室温度为 210，检测器温度为 180，柱箱温度为 210。表 1 色谱条件优化结果表方法柱箱温度/检测器 温度/气化室 温度/优化结果1160300180未出峰2160300210出峰过早，时间不稳定3160180210基线漂移4210180180未出峰5210180210峰形尖锐，基线平稳，出峰时间稳定2.2 苯用量优化称取空白鱼肉样品1 g左右于25 mL具塞试管中，向其中加入 0.1 mL 浓度为 10 gmL-1的甲基汞标准溶液，浸泡、冷藏放置一段时间按 1.3.2（盐酸浓度选用2 molL-1）进行实验，仅改变苯用量，研究苯用量对水产品中甲基汞提取的影响，实验结果见表 2。回收率在苯用量为2.5 mL时最高，且未发现明显乳化现象。所以在其他条件恒定的条件下，苯用量为 2.5 mL，回收率最高，为 54.28%。表 2 苯用量的优化结果表实验编号苯用量/mL甲基汞含量/g11.50.334 522.00.507 632.50.542 843.00.434 02.3 盐酸浓度优化称取空白鱼肉样品1 g左右于25 mL具塞试管中，向其中加入 0.1 mL 浓度为 10 gmL-1的甲基汞标准溶液，浸泡、冷藏放置一段时间按1.3.2（苯萃取量为2 mL）进行实验，仅改变盐酸浓度，研究盐酸浓度对水产品中甲基汞提取的影响，实验结果见表 3。第 5 组、第6 组实验提取出的溶液为灰黑色及黑色，可能原因为 10 molL-1及以上浓度的浓盐酸具有较强的氧化性，使鱼样中的其他物质（如碳等）氧化、碳化，影响实验结果；第 1 组实验乳化现象明显。盐酸浓度的最优条件为 6 molL-1，回收率最高，为 71%。表 3盐酸浓度的优化结果表实验编号 盐酸浓度/（molL-1）甲基汞浓度/（gg-1）120.41240.40360.71480.415100.466120.08现代食品XIANDAISHIPIN186/分析检测Analysis and Testing2.4 检出限按国际理论与应用化学联合会（International Union of Pure and Applied Chemistry，IUPAC）给出的检出限的定义，检出限换算公式为3QDS N=（1）式中：D 为方法检出限，gg-1；Q 为实验进样量，1 g；S/N 为仪器信噪比，300 db。经计算，方法检出限为 0.01 gg-1。2.5 回收率与精密度实验按照 1.3.2 实验过程（盐酸浓度为 6 molL-1，苯萃取量为 2.5 mL）称取空白样品，进行加标回收实验，加标量分别为 0.01 gg-1、0.02 gg-1、0.10 gg-1，每个浓度重复测定 3 次，实验结果见表 4。结果表明，回收率为71.4%81.5%，RSD为0.7%1.8%，符合 实验室质量控制规范 食品理化检测（GB/T 274042008）附录 F 要求。表 4 加标回收及精密度实验结果表加标量/（gg-1）检测结果/（gg-1）回收率/%RSD/%0.010.007 1471.41.80.007 2572.50.007 4974.90.020.015 3076.51.30.015 6078.00.015 1075.50.100.080 1080.10.70.081 5081.50.080 6080.62.6 通用性分析本次试验的通用性确定是通过对资料与实验原理的综合分析得到。通过查阅文献可知，各类水产品中甲基汞的来源均为汞的生物及非生物甲基化以及食物链的富集作用，并且在生物体内的代谢基本一致；从实验的预处理过程中可以看出实验的处理过程并没有物种差异的变化，从中分析可知此次研究所进行的实验具有通用性；取市售不同品种水产品（草鱼、鲤鱼、鲫鱼、鲢鱼、虾）各 5 份样品，检测甲基汞含量，可进一步以实验角度证明实验的通用性，结果见表 5。结果分析表明本研究建立的方法在各类水产品中均可实现甲基汞的快速有效检测。表 5 不同品种甲基汞的检测结果表 单位：mgkg-1样品甲基汞12345草鱼0.070.090.01/鲤鱼0.030.04/鲫鱼/鲢鱼0.060.09/虾/注：“/”表示未检出。3结论本研究结果显示，甲基汞检测实验的最佳条件为气化室温度 210、检测器温度 180、柱箱温度 210、盐酸浓度 6 molL-1、苯萃取量 2.5 mL。经验证，该方法检出限为 0.01 gg-1，回收率可达到71.4%81.5%，精密度良好，重现性良好；经分析，本实验通用性良好，在各类水产品中均可实现甲基汞的快速、有效检测，为水产品中甲基汞的检测提供了操作简单、快捷、耗时短、可进行大批量样品测定的实验方法。参考文献1KYUNG M，KIM，DUK K，et al.Fate and transport of mercury in the environmental media and its exposure to humanJ.The Korean Journal of Public Health，2013，50（1）：15-26.2 乔 晴，何 兵 兵，王 向 军，等.超 声 辅 助 提取-HPLC-ICP-MS 同时测定水产及其制品中 3 种形态汞的含量 J.食品与机械，2017，33（7）：65-69.3 汪海滨，李浩洋，何洁玲，等.吹扫捕集-气相色谱-原子荧光光谱法测定水产饲料中的甲基汞 J.理化检验（化学分册），2019，55（3）：351-354.4 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