电感耦合等离子体质谱与高效液相色谱联用应用于食品中元素形态的分析

论文摘要

食品中的微量元素分析及其形态和生物有效性研究对食品安全控制与营养评价和维持人体的健康有至关重要的意义,已是目前国际上分析化学领域的重要研究热点之一。同一元素的不同化学形态常常表现出迥异的化学行为、生理活性和毒性。环境和生物体系中元素的存在形态十分复杂,且易受到外部条件的影响,如何快速、准确地获取样品中的存在形态及其含量的信息是分析科学研究中颇具挑战性的课题。本论文应用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）研究测定了海产品和茶叶中的微量元素含量,并通过HPLC-ICP-MS联机技术初步研究了海产品中的As、Hg、Cr的形态以及茶水中的Cr形态,旨在建立一个在日常检测中快速而且可靠的形态分析方法。本论文在总量测定方面,利用ICP-MS测定了海产品和茶叶中微量元素的含量,样品经微波消解处理,运用DRC技术去除基质造成的干扰,以甲烷作为反应气降低40Ar35Cl对75As、40Ar2对80Se的干扰。研究表明了ICP-MS具有很强的元素分析能力,检出限低、分析速度快、可同时测定多种微量元素等优点。本论文在形态分析方面,应用了高效液相色谱（HPLC）和ICP-MS联用的方法研究了海产品中的As、Hg及海产品和茶水中的Cr等微量元素形态。（1）砷形态的研究:研究比较了用甲醇/水、胰液素和胃蛋白酶三种方式提取海产品中的砷形态,实验中通过研究色谱条件总结出应用阴离子柱对AsC、AsB、As（Ⅲ）、DMA、As（V）五种砷化合物的较佳分离条件流动相为20mM Na2HPO4-NaH2PO4,pH为6.5,流速为0.8ml/min。用甲烷作为反应气在DRC模式下用75As12CHH（质荷比为89）来检测砷的化合物,达到提高检测限的目的。检测发现海产品中砷主要以AsB的形态存在,还有少量的As（V）和DMA,在紫菜汤和泥螺中还检测到砷的未知形态;（2）汞形态的研究:研究比较了HCl提取、胰液素和胃蛋白酶三种方式提取海产品中的汞形态,应用C18柱以0.01M CH3COONH4和0.05%L-半胱氨酸的1%的CH3OH溶液为流动相来分离海产品中的汞形态,检测发现所研究的海产品中主要以甲基汞的形态存在,还检测到无机汞。结果还发现了容器的材质影响对汞形态的稳定性;（3）铬形态的研究:应用C8柱以0.6mM EDTA和1mM TBAH的2%CH3OH溶液为流动相,在DRC模式下分离茶水和海产品中铬形态。在3min内就可将Cr（Ⅲ）/EDTA和Cr（Ⅵ）有效的分离,研究表明了容器材质和储存时间对铬形态稳定性存在影响。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 文献综述
• 1.1 引言
• 1.2 ICP-MS及其与HPLC联用技术
• 1.2.1 ICP-MS的干扰
• 1.2.1.1 非质谱干扰
• 1.2.1.2 质谱干扰
• 1.2.2 干扰消除方法
• 1.2.3 ICP-MS与HPLC的联用技术
• 1.3 食品中微量元素形态分析
• 1.3.1 海产品中微量元素形态
• 1.3.1.1 砷形态分析
• 1.3.1.2 汞的形态分析
• 1.3.2 茶叶中微量元素的形态
• 1.3.2.1 Al的形态分析
• 1.3.2.2 其它元素形态分析
• 1.3.3 其它食品中的微量元素形态
• 1.4 课题的提出及主要研究内容
• 第二章 ICP-MS测定海产品和茶叶中的微量元素
• 2.1 引言
• 2.2 ICP-MS法测定茶叶中的微量元素
• 2.2.1 实验部分
• 2.2.1.1 仪器与试剂材料
• 2.2.1.2 样品分析方法
• 2.2.2 结果与讨论
• 2.2.2.1 微波消解条件优化
• 2.2.2.2 仪器参数优化及检测条件选择
• 2.2.2.3 检测限的测定
• 2.2.2.4 回收率的测定
• 2.2.2.5 茶叶样品中元素的测定结果
• 2.3 ICP-MS 法测定海产品中的微量元素
• 2.3.1 实验部分
• 2.3.1.1 仪器与试剂材料
• 2.3.1.2 样品分析方法
• 2.3.2 结果与讨论
• 2.3.2.1 微波消解条件
• 2.3.2.2 检测限的测定
• 2.3.2.3 回收率的测定
• 2.3.2.4 海产品中微量元素的测定
• 2.4 小结
• 第三章 HPLC-ICP-MS联用技术测定砷、汞和铬形态
• 3.1 引言
• 3.2 HPLC-ICP-MS测定海产品中As形态
• 3.2.1 实验部分
• 3.2.1.1 仪器及主要工作条件
• 3.2.1.2 试剂及溶液配制
• 3.2.1.3 样品前处理
• 3.2.1.4 实验步骤
• 3.2.2 结果与讨论
• 3.2.2.1 色谱条件的优化
• 3.2.2.2 光谱干扰消除
• 3.2.2.3 海产品中砷形态的提取和测定
• 3.3 HPLC-ICP-MS测定海产品中Hg形态
• 3.3.1 实验部分
• 3.3.1.1 仪器及主要工作条件
• 3.3.1.2 试剂及溶液配置
• 3.3.1.3 样品前处理
• 3.3.2 结果与讨论
• 3.3.2.1 色谱分析条件的选择
• 3.3.2.2 容器对汞化合物的稳定性影响
• 3.3.2.3 海产品中汞形态的提取和测定
• 3.4 HPLC-ICP-MS 测定海产品和茶叶中Cr形态
• 3.4.1 实验部分
• 3.4.1.1 仪器及主要工作条件
• 3.4.1.2 试剂及溶液配置
• 3.4.2 结果与讨论
• 3.4.2.1 色谱分析条件的选择
• 3.4.2.2 干扰的消除
• 3.4.2.3 铬形态的稳定性
• 3.4.2.4 海产品中铬形态的提取和测定
• 3.4.2.5 茶叶中铬形态的测定
• 3.5 小结
• 第四章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 研究生期间发表的论文