水产品及其制品中三价铝的测定方法

摘要

一种水产品及其制品中三价铝的测定方法，水产品及其制品中的三价铝用0.0040mol/L的氢氧化锂，0.0060mol/L的吡啶-2.6-二羧酸，0.090mol/L冰醋酸的混合液提取后，通过高效液相色谱仪进行分离，由于阳离子交换色谱柱对Al的各种形态的吸附能力不同，流动相将其依次洗脱，洗脱液经电感耦合等离子质谱仪对27AL进行分析检测，给出了水产品中的铝更为完整的生物学特性；该实验条件选择合理，检测数据准确可靠，不受浸提时间和温度影响，能准确测定水产品及其制品中的三价铝的含量。

权利要求

1.一种水产品及其制品中三价铝的测定方法，包括以下步骤：1、选用的仪器及设备，HPLC-ICP-MS联用系统，2、配置试剂与标准溶液，3、样品处理的步骤，4、实验所用的仪器条件5、样品检测与结果计算；其特征在于具体步骤如下：

1）选用的仪器及设备，HPLC-ICP-MS联用系统： （1）、HPLC部分：使用SERIES200高压液相泵，配有自动进样器，配有保护柱CG5A4×50mm和相同材质填料的CG5A4×250mm阳离子交换色谱柱； （2）、ICP-MS：配有动态反应池，进样系统，射频发生器，等离子体系统，接口，离子透镜系统，四极杆，真空系统，检测器，气路控制系统； （3）、冷却循环水；

（4）、水浴恒温振荡器；

（5）、砂芯过滤器；

（6）、循环式真空泵；

（7）、离心机；

（8）、数控超声清洗器；

（9）、0.45μm的水系微孔滤膜；

（10）、纯度≥99.99%的氩气;

2）配置试剂与标准溶液：

（1）、浸提液：0.0040mol/L氢氧化锂、0.0060mol/L吡啶-2.6-二羧酸、0.090mol/L冰醋酸的混合液； （2）、流动相：0.0040mol/L氢氧化锂、0.0060mol/L吡啶-2.6-二羧酸、0.090mol/L冰醋酸的混合液，使用前经过0.45μm滤膜过滤并超声脱气； 所有的试剂均是分析纯或是优级纯，整个实验都使用超纯水;玻璃仪器使用前经15%硝酸浸泡24h； （3）、三价铝的标准使用液：

三价铝标准使用液：将100μg/mL三价铝标准溶液稀释至1.00μg/mL三价铝的储备液,置4℃冰箱存放备用，由1.00μg/mL的三价铝储备液经流动相稀释 成50.0ng/mL、

100.0ng/mL、250.0ng/mL、500.0ng/mL、1000.0ng/mL的三价铝标准使用液，现用现配;

3）样品处理的步骤:

称取经粉碎过40目筛的干样0.400g～0.800g置于50mL具塞刻度试管中，加提取液

20mL混匀，或鲜样捣碎匀浆称取2.000g～4.000g置于50mL具塞刻度试管中,加提取液

20mL混匀，至70℃恒温水浴摇床1h，试样充分浸提后，取出冷却，4000r/min离心15min，取出上清液用0.45微米的水系微孔滤膜过滤，移入进样瓶中，上机测定三价铝的值;

4）实验所用的仪器条件：

（1）、高效液相色谱条件HPLC：流动相为0.0040mol/L氢氧化锂、0.0060mol/L吡啶-2.6-二羧酸、0.090mol/L冰醋酸的混合液，流速1mL/min；进样体积50～100μL，自动进样； （2）、电感耦合等离子质谱仪条件ICP-MS：射频功率1150～1600W，等离子体气流速

27

15～20L/min，辅助气流速1.2～1.5L/min；采样时间10min；测量离子质量数 Al;

5）样品检测与结果计算:

（1）、定性：开机后按上述条件进行设置，待稳定后，先做标准曲线，然后测定处理好的待测样液；在上述高效液相色谱和电感耦合等离子质谱仪条件下采用全自动进样器进样

27

50～100μL进行测定，高效液相色谱仪进行分离，电感耦合等离子质谱仪对 Al进行检测；

在上述仪器条件下三价铝保留时间约为3.172min； （2）、定量：待测样液中三价铝的色谱峰保留时间与标准使用液相比变化范围在±10%之内即认为是该待测定物质； 结果计算与表述：

用数据处理软件中的外标法，确定三价铝保留时间及分离度脉冲强度，以浓度为横坐标，脉冲强度积分为纵坐标，绘制标准工作曲线，然后将样液峰分析处理，即可得到待测样液中的三价铝的浓度，按下面式（1）计算，可得样品 中三价铝的含量： X=C×V/m×1000...............(1) 式中：

X—样品中三价铝的含量，mg/kg；

C—待测液中三价铝的浓度，ng/ml； m—称样量，g；

V—测定液体总体积，mL。

说明书

水产品及其制品中三价铝的测定方法

技术领域：

[0001] 本发明属于水产品检测技术，具体地涉及一种用高效液相色谱-电感耦合等离子质谱仪(HPLC-ICP-MS)联用技术测定水产品及其制品中三价铝的方法。背景技术：

[0002] 当前，元素分析化学的一项前沿内容是对元素的不同形态进行定性和定量，而不仅仅是测定元素的总量，这主要是因为同一元素的不同形态可能具有完全不同的化学性质，铝是其中的一个典型元素。铝元素在海藻等水生生物中的化学形态不同于陆生生物，元素形态差异是影响海藻食用安全性评价的关键因素，但这方面的研究较少，特别是有关海藻方面的几近空白。

[0003] 根据最新的研究发现，自然环境和生物体系中铝有着多种形态，且不同形态铝的毒性相差甚远。研究结果表明水产品中铝存在多种形态，主要以稳定的、不易被生物体吸收的有机铝形态存在，而毒性较高的无机态铝(三价铝)含量较低。另外关于水产品在食用过程中经过洗涤、烹调等过程，体内的铝的形态及含量是否已经发生变化，也尚未有研究定论。

[0004] 现行铝的检测方法是：国标GB/T5009.182-2003中规定的面制食品中铝的测定方法，而海带、紫菜等藻类在养殖过程中是靠光合作用自然生长，是一种纯天然的海洋食品，海带、紫菜等产品的加工一般是经过洗菜、脱水、成型、烘干、包装、称重和贮存等流程，尤其是在加工过程中没有必要添加膨松剂硫酸铝钾(钾明矾)和硫酸铝铵(铵明矾)，这与面制品或膨化食品的加工是完全不同的。因此，采用该方法检测海藻及以海藻为主要食物链的水产品及其制品的铝残留量都超标(食品添加剂卫生标准GB2760-2007中铝的限量(mg/kg)≤100)。水产品中的铝并非完全是GB2760所指的硫酸铝钾或硫酸铝胺中的三价铝——“此铝非彼铝”。因此对水产品中铝形态分析方法的研究和建立已迫在眉睫，成为国家自然科学基础发展的重要前沿课题。尽快对三价铝的测定方法进行研究，并建立适合于各类水产品检测的标准方法是非常必要的。目前国际ISO和CAC标准中尚无测定水产中三价铝的方法标准。发明内容：

[0005] 本发明要解决的技术问题是提供一种水产品及其制品中三价铝的测定方法，使用高效液相色谱-电感耦合等离子质谱仪联用(HPLC-ICP-MS)形态分析技术，对其三价铝的形态进行定性和定量分析，准确测定水产品及其制品中的三价铝，从而给出更为准确可靠的生物学特性。

[0006] 本发明是按照以下操作方法完成的：

[0007] 一种水产品及其制品中三价铝的测定方法，包括以下步骤：1、选用的仪器及设备，HPLC-ICP-MS联用系统，2、配置试剂与标准溶液，3、样品处理的步骤，4、实验所用的仪器条件5、样品检测与结果计算；具体步骤如下：

[0008] 1)选用的仪器及设备，HPLC-ICP-MS联用系统：

[0009] (1)、HPLC部分：使用SERIES200高压液相泵，配有自动进样器，配有保护柱CG5A4×50mm和相同材质填料的CG5A 4×250mm阳离子交换色谱柱；

[0010] (2)、ICP-MS：配有动态反应池，进样系统，射频发生器，等离子体系统，接口，离子透镜系统，四极杆，真空系统，检测器，气路控制系统；

[0011] (3)、冷却循环水；

[0012] (4)、水浴恒温振荡器；

[0013] (5)、砂芯过滤器；

[0014] (6)、循环式真空泵；

[0015] (7)、离心机；

[0016] (8)、数控超声清洗器；

[0017] (9)、0.45μm的水系微孔滤膜；

[0018] (10)、纯度≥99.99％的氩气；

[0019] 2)配置试剂与标准溶液：

[0020] (1)、浸提液：0.0040mol/L氢氧化锂、0.0060mol/L吡啶-2.6-二羧酸、0.090mol/L冰醋酸的混合液；

[0021] (2)、流动相：0.0040mol/L氢氧化锂、0.0060mol/L吡啶-2.6-二羧酸、0.090mol/L冰醋酸的混合液，使用前经过0.45μm滤膜过滤并超声脱气；

[0022] 所有的试剂均是分析纯或是优级纯，整个实验都使用超纯水；玻璃仪器使用前经15％硝酸浸泡24h；

[0023] (3)、AL(III)的标准使用液：

[0024] AL(III)标准使用液：将100μg/mL AL(III)标准溶液稀释至1.00μg/mL AL(III)的储备液，置4℃冰箱存放备用，由1.00μg/mL的AL(III)储备液经流动相稀释成50.0ng/mL、100.0ng/mL、250.0ng/mL、500.0ng/mL、1000.0ng/mL的AL(III)标准使用液，现用现配；

[0025] 3)样品处理的步骤：

[0026] 称取经粉碎过40目筛的干样0.400g～0.800g置于50mL具塞刻度试管中，加提取液20mL混匀，或鲜样捣碎匀浆称取2.000g～4.000g置于50mL具塞刻度试管中，加提取液20mL混匀，至70℃恒温水浴摇床1h，试样充分浸提后，取出冷却，4000r/min离心15min，取出上清液用0.45微米的水系微孔滤膜过滤，移入进样瓶中，上机测定三价铝的值；

[0027] 4)实验所用的仪器条件：

[0028] (1)、高效液相色谱条件HPLC：流动相为0.0040mol/L氢氧化锂、0.0060mol/L吡啶-2.6-二羧酸、0.090mol/L冰醋酸的混合液，流速1mL/min；进样体积50～100μL，自动进样；

[0029] (2)、电感耦合等离子质谱仪条件ICP-MS：射频功率1150～1600W，等离子体气流27
速15～20L/min，辅助气流速1.2～1.5L/min；采样时间10min；测量离子质量数 AL；

[0030] 5)样品检测与结果计算：

[0031] (1)、定性：开机后按上述条件进行设置，待稳定后，先做标准曲线，然后测定处理好的待测样液；在上述高效液相色谱和电感耦合等离子质谱仪条件下采用全自动进样器进27
样50～100μL进行测定，高效液相色谱仪进行分离，电感耦合等离子质谱仪对 AL进行检测；在上述仪器条件下三价铝AL(III)保留时间约为3.172min；

[0032] (2)、定量：待测样液中AL(III)的色谱峰保留时间与标准使用液相比变化范围在±10％之内即认为是该待测定物质；

[0033] 结果计算与表述

[0034] 用数据处理软件中的外标法，确定AL(III)保留时间及分离度脉冲强度，以浓度为横坐标，脉冲强度积分为纵坐标，绘制标准工作曲线，然后将样液峰分析处理，即可得到待测样液中的AL(III)的浓度，按下面式(1)计算，可得样品中三价铝的含量：

[0035] X＝C×V/m×1000............... (1)

[0036] 式中：

[0037] X-样品中三价铝的含量，mg/kg；

[0038] C-待测样液中三价铝的浓度，ng/ml；

[0039] m-称样量，g；

[0040] V-测定液体总体积，mL。

[0041] 本发明与现有技术相比的有益效果是：

[0042] 1、水产品及其制品中的AL(III)用提取液提取后，通过高效液相色谱仪进行分离，由于阳离子交换色谱柱对Al的各种形态的吸附能力不同，流动相将其依次洗脱，洗脱27
液经电感耦合等离子质谱仪对 AL 进行分析检测，该实验条件选择合理，检测数据准确可靠。

[0043] 2、本发明方法测定水产样品及其制品中AL(III)的形态不受浸提时间和温度影响，能准确测定水产品及其制品中AL(III)的含量。

[0044] 3、本发明填补了目前国标中仅有总铝测定方法而未有AL(III)形态检测方法的空白，能准确科学的评价水产品及其制品的质量。附图说明：

[0045] 图1：AL(III)标准使用液形态谱图；

[0046] 图2：海带试样在70℃恒温水浴中浸提0.5～2.0h AL(III)形态谱图；具体实施方式：

[0047] 下面通过实施例详细叙述本发明的技术内容：

[0048] 本发明为利用高效液相色谱-电感耦合等离子质谱仪联用(HPLC-ICP-MS)形态分析技术对水产品及其制品中三价铝的形态分析方法，步骤包括：1、选用的仪器及设备，2、配置试剂与标准溶液，3、样品提取的步骤，4、实验所用的仪器条件，5、样品检测与结果计算。

[0049] 水产品品种繁多，如贝类、鱼类、甲壳类、头足类以及各种藻类等；在其生长过程中对铝的富集作用和机理各不相同，其体内铝的含量和存在形式也相差很大，铝元素在海藻等水生生物中的化学形态不同于陆生生物，元素形态差异是影响海藻食用安全性评价的关键因素，这对存在于不同生物体内和藻类中铝的测定提出了更高的要求，尤以藻类为甚。因此，我们选择水产品中最有代表性且争议最大的藻类作为验证的实施例。

[0050] 实施例1：海带中AL(III)的测定

[0051] 1、本实施例选用的仪器及设备：HPLC-I CP-MS联用系统：

[0052] (1)、HPLC(美国Perkin-Elmer公司，型号Series 200)部分：使用SERIES200高压液相泵，配有自动进样器，配有保护柱CG5A 4×50mm和相同材质填料的CG5A 4×250mm阳离子交换色谱柱；

[0053] (2)、ICP-MS(美国Perkin-Elmer公司，型号ELAN DRCII)部分：配有动态反应池(DRC)，进样系统，射频发生器，等离子体系统，接口，离子透镜系统，四极杆，真空系统，检测器，气路控制系统；

[0054] (3)、冷却循环水(美国POLYSCIENCE公司，型号SHA-C)；

[0055] (4)、水浴恒温振荡器(上海和欣仪器仪表有限公司，型号SHA-C)；

[0056] (5)、砂芯过滤器(砂芯过滤装置、型号SH/T0093)；

[0057] (6)、循环式真空泵(上海亚荣生化仪器厂、型号SHZ-III)；

[0058] (7)、离心机(北京雷勃尔离心机有限公司，型号LD5-10)；

[0059] (8)、数控超声清洗器(昆山市超声仪器有些公司，型号KQ-600DE)；

[0060] (9)、水系微孔滤膜(0.45μm)；

[0061] (10)、氩气(纯度≥99.99％)。

[0062] 2、配置试剂与标准溶液；

[0063] (1)、浸提液称取氢氧化锂1.700g、吡啶-2.6-二羧酸1.000g、冰醋酸5.420g，用超纯水慢慢定容至1000mL，混匀后得到0.0040mol/L氢氧化锂、0.0060mol/L吡啶-2.6-二羧酸、0.090mol/L冰醋酸的混合液。

[0064] (2)、流动相：0.0040mol/L氢氧化锂、0.0060mol/L吡啶-2.6-二羧酸、0.090mol/L冰醋酸的混合液。使用前经过0.45μm滤膜过滤并超声脱气。

[0065] 所有的试剂均是分析纯或是优级纯，整个实验都使用超纯水；玻璃仪器使用前经15％硝酸浸泡24h；

[0066] (3)、AL(III)的标准使用液：

[0067] AL(III)标准使用液：从国家标准物质中心购得100μg/mLAL(III)的标准溶液，稀释至1.00μg/mL作为AL(III)的储备液(置4℃冰箱存放备用)；1.00μg/mL的AL(III)储备液经流动相稀释成50.0ng/mL、100.0ng/mL、250.0ng/mL、500.0ng/mL、1000.0ng/mL的AL(III)标准使用液，现用现配。

[0068] 3、样品处理的步骤：

[0069] 称取经粉碎过40目筛的干样约0.400g置于50mL具塞刻度试管中，加浸提液20mL混匀，至70℃恒温水浴摇床1h，试样充分浸提后，取出冷却。4000r/min离心15min，取出上清液用0.45微米的水系微孔滤膜过滤，移入进样瓶中，上机测定三价铝的值。

[0070] 4、实验所用的仪器条件；

[0071] (1)、高效液相色谱条件HPLC：流动相0.0040mol/L氢氧化锂、0.0060mol/L吡啶-2.6-二羧酸、0.090mol/L冰醋酸的混合液，流速1mL/min；进样体积50μL，自动进样。

[0072] (2)、电感耦合等离子质谱仪条件ICP-MS：射频功率1150W，等离子体气流速15L/27
min，辅助气流速1.2L/min；采样时间10min。测量离子质量数 AL。

[0073] 5、样品检测与结果计算：

[0074] (1)、定性：开机后按上述条件进行设置，待稳定后，先做标准曲线，然后测定处理好的样品溶液。在上述高效液相色谱和电感耦合等离子质谱仪条件下采用全自动进样器进27
样50μL进行测定，高效液相色谱仪进行分离，电感耦合等离子质谱仪对 AL进行检测；在上述仪器条件下三价铝AL(III)保留时间约为3.172min；详见图1；

[0075] (2)、定量：待测样品中AL(III)的色谱峰保留时间与标准使用液相比变化范围在±10％之内即认为是该待测定物质；

[0076] 结果计算与表述

[0077] 用数据处理软件(chromera)中的外标法，确定AL(III)保留时间及分离度脉冲强度，以浓度为横坐标，脉冲强度积分为纵坐标，绘制标准工作曲线，将标准工作曲线保存，然后将样品峰分析处理，即可得到待测样液中的AL(III)的浓度，按下面式(1)计算，可得试样中三价铝的含量：

[0078] X＝C×V/m×1000............... (1)

[0079] 式中：

[0080] X-样品中三价铝的含量，mg/kg；

[0081] C-待测样液中AL(III)的浓度，ng/ml；

[0082] m-称样量，g；

[0083] V-测定液体总体积，mL；

[0084] 6、结果与讨论：

[0085] 表2、仪器的分析性能

[0086]

[0087] 由表2可知：该仪器的分析性能完全符合测定Al(III)；

[0088] 表3、海带加标回收率的测定结果(以干基计)：

[0089]

[0090] 由表3可知：我们加标的Al(III)回收率在88.7％，回收效果理想。

[0091] 为确保实验数据的准确可靠我们采取的措施有：①样品需粉碎过40目筛这样可使样品均匀，浸提完全(见表3)；②对海带选用研究筛选的浸提液能使铝形态间不造成干扰，可以使Al(III)提取完全；③、选用的保护柱CG5A 4×50mm，CG5A 4×250mm阳离子交换柱能使铝形态分离见图2。由该谱图可知：①试样经提取液提取后Al的形态不随着浸提时间的增加而变化。②AL(III)的峰形非常稳定，证明铝形态间不会随浸提时间的增加而相互转化。

[0092] 实施例2：对海参中Al(III)的测定：

[0093] 称取鲜样(需捣碎匀浆)4.000g置于50mL具塞刻度试管中，加流动相20mL混匀。至70℃水浴摇床1h，使试样充分浸提。取出冷却。4000r/min离心15min，取出上清液用
0.45微米的水系微孔滤膜过滤，上机测定AL(III)的值。其它条件均与海带的相同，海参加标回收率的测定结果(见表4)。

[0094] 表4、海参加标回收率的测定结果(以干基计)

[0095]

[0097] 由表4可知：我们加标的Al(III)的回收率在90.1％，回收效果理想；

[0098] 综上所述，由表2可知：该仪器的分析性能完全符合测定AL(III)的要求，由表3和表4可知我们加标的Al(III)的回收率在88.7％-90.1％，回收效果理想。这得益于我们选用的仪器及仪器条件、提取液浓度、试样的前处理非常合理到位。该方法的亮点：水产品及其制品中的Al(III)经提取液提取后，通过高效液相色谱仪进行分离，由于阳离子交换色谱柱对Al的各种形态的吸附能力不同，流动相将其依次洗脱，洗脱液经电感耦合等离27
子质谱仪对 AL进行分析检测；本方法检测线低，灵敏度、准确度高；

[0099] 因此要想准确的测定水产品及其制品中的Al(III)，必须使用高效液相色谱-电感耦合等离子质谱仪联用(HPLC-ICP-MS)形态分析方法。这种方法给出了水产品中的铝更为完整的生物学特性，特别是当前海藻中的铝测定已引起多方纠纷的情况下，采用更为清晰、准确的HPLC-HGAFS联用形态分析法是最佳首选。我们目前正主持承担我国农业行业标准《海藻及其制品中三价铝和有机铝的测定方法》的制定，以其填补ISO和CAC标准中尚无测定水产品及其制品中三价铝的检测方法这一空白。