光度法快速檢測明蝦中無機砷

賴海濤，呂禹澤，蘇國成, ，林瓊華

1.集美大學食品與生物工程學院（廈門 361021）；2.廈門市食品科技研發檢測中心（廈門 361100）

砷毒性大，可分為有無機砷和有機砷。醫學研究表明，在多數情況下無機砷比有機砷更毒，故常用無機砷的含量來反映砷的含量，又因As3+比As5+的毒性強60倍，所以研究常用As3+進行[1-2]。在魚蝦等常見水產品中，常含有砷元素，由于無機砷毒性大，當人食用含砷超標的魚蝦等水產品后，有可能使人中毒、致癌甚至死亡[3-4]，所以對水產品中的無機砷含量進行檢測很有必要[5-7]。目前國際上ISO（國際標準化組織）和CAC（國際食品法典委員會）標準中尚未有測定砷含量的標準方法[8]。我國目前使用的檢測砷含量的方法很多，包括滴定分析法、極譜法、氫化物原子吸收（HGAAS）法、電感耦合離子質譜（ICP-MS）法、種子活化法、原子熒光光譜法等，它們有各自的缺點[3,9-10]：有的不夠靈敏，有的需要昂貴的儀器和試劑，有的只能檢測到總砷的含量，無法區分砷的價態[11-12]。所以建立一種快速、簡單、靈敏的方法來檢測水產品明蝦中的砷很有意義。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

明蝦，廈門市售。

1.1.1 主要試劑

0.010 mg/mL As2O3標準溶液，4.2×10-4mol/L KBrO3標準溶液，100 mg/L甲基橙標準溶液，1.0×10-4mol/L EDTA標準溶液，AR硝酸，AR鹽酸，用時配制成所需濃度，所用水均為超純水，所用玻璃瓶均用40%硝酸溶液浸泡24 h以上。

1.1.2 主要儀器與設備

XHF-I高速分散器（內切式勻漿機，寧波新芝生物技術股份有限公司）；UV-5200型紫外可見分光光度計（上海元析儀器有限公司）；SHZ-Ⅲ型循環水真空泵（上海亞榮生化儀器廠）；FA1004電子天平（賽多利斯科學儀器（北京）有限公司）；SY-2-6電熱式恒溫水浴鍋（箱）（天津歐諾儀器儀表有限公司）；DHG-9146A型電熱恒溫鼓風干燥箱（上海精宏實驗設備有限公司）；各種型號可調式移液槍（熱電（上海）儀器有限公司）；0.45 μm微孔濾膜（混合纖維膜，上海市新亞凈化器件廠）。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗原理

在酸性介質中，BrO3-和Cl-發生反應：2BrO3-+10Cl-+12H+＝Br2+5Cl2+6H2O，產生的Br2、Cl2能使甲基橙溶液褪色，若溶液中存在As(Ⅲ)，As(Ⅲ)將會和游離的Br2、Cl2發生氧化還原反應，推遲甲基橙的變色時間[12]。試驗通過測定甲基橙的入射光波長，建立甲基橙溶液褪色的推遲時間與As(Ⅲ)質量濃度的線性關系，建立線性回歸方程，檢測樣品中砷As(Ⅲ)含量。

1.2.2 樣品處理流程

活明蝦去頭去尾去殼→挑出蝦線→切碎剁細→稱取10 g蝦肉→均質→加入6 mol/L鹽酸→振蕩抽提1 h→EDTA絡合→過膜→樣品提取液。此蝦泥用時每份為10 g。

1.2.3 測定方法

1.2.3.1 甲基橙吸收曲線繪制[13]

空白液：在10 mL容量瓶中加入1.4 mL 2.5 mol/L的HCl，定容。

在10 mL容量瓶中加入1.4 mL 2.5 mol/L的HCl、1 mL 100 mg/L的甲基橙和5 mL超純水，置于23 ℃的水浴鍋中30 min，定容，以空白液作參比，用紫外可見分光光度計在300～700 nm波長范圍內進行掃描，確定甲基橙的入射光波長。

1.2.3.2 As(Ⅲ)標準曲線繪制

空白液：在10 mL容量瓶中加入1.4 mL 2.5 mol/L HCl和1 mL 4.2×10-4mol/L KBrO3溶液，定容。

分別在10 mL容量瓶中加入0，0.2，0.4，0.6，0.8和1.0 mL 10 μg/mL As2O3標準溶液（即As2O3的質量濃度分別為0，200，400，600，800和1 000 μg/L），在各個容量瓶中加入1.4 mL 2.5 mol/L的HCl、1 mL 100 mg/L的甲基橙和5 mL超純水，置于23 ℃的水浴鍋中30 min，再加入1 mL 4.2×10-4mol/L KBrO3溶液，迅速定容至10 mL，45 s內轉移到比色皿中，測定508 nm波長處的吸光度達到1.190時所需要的時間（即滯后時間），根據As(Ⅲ)質量濃度與吸光度達到1.190所需時間建立線性方程。

1.2.3.3 樣品的測定

空白液：在10 mL容量瓶中加入1.4 mL 2.5 mol/L HCl和1 mL 4.2×10-4mol/L KBrO3溶液，用超純水定容至10 mL。

取1份（10 g）蝦泥，加入40 mL 6 mol/L鹽酸抽提，加入15 μL 1.0×10-4mol/L的EDTA溶液除去金屬干擾離子，過0.45 μm濾膜，在50 mL容量瓶中用超純水定容，得到樣品提取液。在10 mL容量瓶中加入1 mL樣品提取液、1.4 mL 2.5 mol/L的HCl、1 mL 100 mg/L的甲基橙和5 mL超純水，置于23 ℃的水浴鍋中30 min，再加入1 mL 4.2×10-4mol/L KBrO3溶液，迅速定容至10 mL，45 s內轉移到比色皿中，檢測508 nm波長處當吸光度達到1.190時所需要的時間（即滯后時間），再根據線性回歸方程計算出As(Ⅲ)質量濃度。

用10 g超純水替代樣品進行上述操作，可計算出測定方法的檢測限。

2 結果與討論

2.1 甲基橙入射光波長的測定

按1.2.3.1小節檢測甲基橙入射光波長，結果見圖1。結果顯示，在508 nm波長處甲基橙溶液有最大吸收峰，因此，把508 nm波長作為入射光波長。

圖1 甲基橙的吸收曲線

2.2 標準曲線的繪制

2.2.1 標準曲線繪制

按1.2.3.2小節，繪制吸光度達到1.190時As(Ⅲ)質量濃度與滯后時間標準曲線，結果見圖2。結果顯示，標準曲線的線性回歸方程為y=0.601 7x+43.476，相關系數為r=0.999 2，方程有良好的線性關系。

圖2 As(Ⅲ)質量濃度與時間的標準曲線

2.2.2 精密度測定

取1.0 mL 10 μg/mL As2O3標準溶液，按1.2.3.2小節重復試驗6次，結果如表1所示。可以看出，相對標準偏差δRSD＜5%，說明方法精密度較好，在誤差允許范圍內試驗方法是可行的。

表1 精密度測定

2.2.3 Fe2+，Cu2+，Zn2+，Al3+的干擾試驗

2.2.3.1 干擾離子的消除

在As(Ⅲ)溶液中加入0.0，10，100，1 000和10 000 μg/L等不同質量濃度的Fe2+，Cu2+，Zn2+，Al3+等干擾離子，按1.2.3.2小節進行試驗。試驗結果表明，隨著Fe2+質量濃度的增大，甲基橙的穩定期會變短，甲基橙褪色越快，說明Fe2+干擾越大，所以在樣品處理過程中用EDTA絡合除去Fe2+。而Cu2+，Zn2+，Al3+的干擾雖然影響很小，但仍可在樣品預處理時用EDTA絡合除去。

2.2.3.2 EDTA（1.0×10-4mol/L）用量

取若干份蝦泥，分別用0，10，15和20 μL 1.0×10-4mol/L的EDTA絡合，再按1.2.3.2小節進行樣品中As(Ⅲ)的檢測，結果見圖3。由圖3可知，當EDTA量少時，測定結果誤差較大；當加入的EDTA過量時，EDTA不僅絡合掉了干擾離子，同時也絡合了部分As(Ⅲ)，測定結果誤差還是較大。故試驗選用15 μL 1.0×10-4mol/L的EDTA來除去干擾離子以最大限度減小誤差。

圖3 EDTA用量

2.3 樣品測定

2.3.1 樣品檢測及加標回收率試驗

取若干份樣品，分別加入0.0，0.5，1.0和1.5 mL 100 μg/mL As2O3標準溶液，然后再按1.2.3.3小節進行樣品As(Ⅲ)的檢測，平行試驗3次，可得樣品的砷含量及加標回收率，結果見表2。可以看出，明蝦中As含量為9.32±0.13 mg/kg，該檢測方法的加標回收率為91.40%～100.46%，說明該試驗系統誤差小，方法可行。

表2 加標回收率

2.3.2 檢測限測定

用10 g超純水替代樣品進行上述操作，共6組重復18次，可得樣品砷含量的最低檢測限。從表3可知，最低檢測限為0.28 mg/kg，檢測限低，說明該檢測方法的靈敏度較高，可適用于無機砷的微量檢測。

表3 檢測限測定

3 結論

該方法與ICP-MS法、原子吸收法等比較，操作簡單，響應時間短，在10 min內就能檢測出結果。其檢測限為0.28 mg/kg，加標回收率為91.40%～100.46%，說明該檢測方法可靠。試驗只做了明蝦中As(Ⅲ)檢測，但可由此擴展到快速檢測出其他水產品中As(Ⅲ)含量，同時也可為水產品檢測砷試劑盒的研制提供依據。