中兽药中砷含量检测方法研究

张崇威，陈 蔷，邱富娜，王俊峰，宋志超

(河南省兽药饲料监察所，郑州 450008)

砷是自然界中广泛存在的一种非金属元素，分无机砷和有机胂[1]。有机胂能促进畜禽生长和提高料肉比，提高其抗菌、抗球虫及机体免疫力，提高畜禽产品色素沉着及防治硒中毒等优点[2]。因此，1996年我国农业部批准有机胂制剂的使用，随后被广泛应用于畜禽养殖业[3]。

虽然有机胂作为饲料添加剂对我国的畜牧业具有重要意义，但有机胂经畜禽代谢排泄随其粪便进入土壤后，以毒性更高的无机砷及甲基胂等形态累积在作物以及畜禽体内[4-6]，长期食用含有砷过量的食品将会导致砷慢性中毒等不良影响。鉴此，我国农业部于2018年1月11日发布中华人民共和国农业部第2638号公告，公告明确指出：自2019年5月1日起，停止经营、使用喹乙醇、氨苯胂酸、洛克沙胂等3种兽药的原料药及各种制剂，这标志着在我国畜牧养殖企业应用了多年的作为饲料添加剂的氨苯胂酸、洛克沙胂将被彻底禁用。这将有可能导致部分不法分子通过其他途径变相使用砷制剂，如在中兽药中违法添加砷制剂等，以及由于环境污染，造成中兽药中砷含量超标的现象。因此制定中兽药中砷元素检测方法就显得尤为重要。目前，食品[7，1]、饲料[3-4，8]、矿物质[9]、水[10-11]中等砷含量的检测已有大量报道，但中兽药中砷含量的检测尚未见有文献发表。因此，为防范于未然，建立中兽药中砷含量的检测方法意义重大。本研究不仅建立了检测中兽药中总砷含量的两种方法，并对两种方法的优劣进行了初步研究和比较。

1 材料与方法

1.1 仪器 AFS 8220双通道原子荧光光度计(北京吉天)；ELAN DRC-e电感耦合等离子体质谱仪(美国PE公司)；MARS6微波消解仪(美国CEM公司)；AB204-N分析天平(梅特列-托利多(上海)有限公司)；

1.2 试剂 硝酸：优级纯，Fluke公司；盐酸：优级纯，北京化工；30%过氧化氢优级纯，天津市科密欧化学试剂有限公司；氢氧化钠、硫脲：分析纯，天津市科密欧化学试剂有限公司；硼氢化钠：优级纯，天津市科密欧化学试剂有限公司；抗坏血酸：分析纯，国药集团化学试剂有限公司；砷标液：1000 μg/mL，中国计量科学研究院；锗标液：1000 μg/mL，国家有色金属及电子材料分析测试中心；洛克沙胂：98%，百灵威公司。实验用水为经Milli-Q净化系统制备的去离子水。

1.3 试剂配制 5%硫脲-抗坏血酸：精密称量硫脲、抗坏血酸各5 g，加水溶解并定容至100 mL；0.5% NaOH-1.0% NaBH4：精密称取0.5 g NaOH，加水溶解定容至100 mL，然后加入1.0 g NaBH4溶解。

1.4 试验方法

1.4.1 仪器条件

1.4.1.1 微波消解程序 根据固态及液态中兽药特性，建立以下微波消解程序,如表1。

表1 微波消解程序Tab 1 Procedure of microwave digestion

1.4.1.2 电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)

根据设计要求，履带式多吸盘行走机构对工作平面的适应性强、行进速度较快，可越过一般的障碍物。这种运动方案不仅可以使光伏清洁机器人安全可靠地在太阳能电池板表面上行走，并能顺利地克服排布间隙对吸附系统的影响。所以采用履带行走方式配合多个真空吸盘吸附的运动方案。

透镜电压：7.75 mV；雾化气流量：1.02 L/min；辅助气流量：1.20 L/min；等离子气流量18.00 L/min；电感耦合等离子体功率：1300.00 W；脉冲电压：750.00 V。

1.4.1.3 原子荧光仪 光电倍增管负高压(V)：270；原子化器高度(mm)：8；灯电流(mA)：60；载气流量(mL/min)：300；屏蔽气流量(mL/min)：800；注入量(mL)：0.5；读数时间(s)：10；延迟时间(s)：1.0；

1.4.2 标准曲线的绘制

1.4.2.1 电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS) 以1%硝酸溶液为介质逐级稀释砷标准贮备液，配制成浓度分别为0、5.0、15.0、20.0、25.0、50.0 μg/L的砷标准溶液各50 mL，同时添加内标锗元素标准溶液使其浓度为5.0 μg/L，以砷工作液浓度为横坐标，砷响应值与内标元素锗响应值的比值为纵坐标绘制标准曲线。

1.4.2.2 原子荧光法 以5%盐酸溶液为介质逐级稀释砷标准贮备液，同时添加10 mL 5%硫脲-抗坏血酸溶液，配制成浓度分别为0、5.0、15.0、20.0、25.0、50.0 μg/L的砷标准溶液各50 mL，以砷工作液浓度为横坐标，砷元素的荧光值为纵坐标绘制标准曲线。

1.4.3 样品前处理

1.4.3.1 电感耦合等离子质谱法(ICP-MS) 准确称取固态中兽药0.5 g(精确到0.001 g)、液态中兽药1.00 mL，加5 mL硝酸及1 mL双氧水，静置过夜，置微波中消解。待冷却至室温，以水为介质转移消解液于50 mL容量瓶中，加1 μg/mL的锗标准溶液25 μL，加水定容混匀待测。

1.4.3.2 原子荧光法 按1.4.3.1操作至“待冷却至室温”，置入赶酸仪中，170 ℃赶酸至消解液至黄豆大小液滴，加5%盐酸溶液转移至50 mL容量瓶中，加10 mL 5%硫脲-抗坏血酸溶液，并以5%盐酸溶液定容混匀待测。

2 结果与分析

2.1 线性关系及灵敏度 砷含量的曲线方程见表2，标准曲线见图1、图2。

表2 砷元素线性方程Tab 2 Linear equation of arsenic

图1 ICP-MS条件下砷标准曲线Fig 1 Standard curve of arsenic under ICP-MS conditions

图2 原子荧光仪条件下砷标准曲线Fig 2 Standard curve of arsenic under AFS conditions

由表2及图1、图2可见，ICP-MS方法及原子荧光法条件下砷元素在0～50 μg/L的浓度范围内线性关系良好。

分别选取经检测不含砷或含砷较低的以下3种固态中兽药及3种液态中兽药作为中兽药代表：忍冬黄连散(方城华明药业有限公司，批号：18021601)、黄芪多糖粉(河南百草元兽药有限公司，批号：18110101)、青蒿常山颗粒(郑州金大众动物药业有限公司，批号：18030401)及穿心莲注射液(河南后羿实业集团有限公司，批号：18050316)、双黄连口服液(河南牧翔动物药业有限公司，批号：180904)、板蓝根注射液(新乡天祥药业有限公司，批号：18081901)，按照1.4.3样品方法处理，每种兽药取11平行，检出限按照3倍标准偏差计，ICP-MS及原子荧光法条件下，固态中兽药检出限为1 μg/kg，液态中兽药检出限为0.5 μg/L。

2.2 准确度分析 选取以上6种中兽药，每种中兽药做3平行，ICP-MS法测得忍冬黄连散、黄芪多糖粉、青蒿常山颗粒、穿心莲注射液、双黄连口服液、板蓝根注射液的总砷本底值分别为0.050 mg/kg、0.061 mg/kg、0.055 mg/kg、0.020 mg/L、0.023 mg/L、0.015 mg/L。原子荧光法测得砷本底值依次为0.053 mg/kg、0.058 mg/kg、0.049 mg/kg、0.017 mg/L、0.019 mg/L、0.011 mg/L。无机砷的添加方式为：将所购浓度为1000 μg/mL的无机砷标液稀释至适宜浓度，再向所取一定量中兽药中添加相应体积，配制成添加量为0.2、2、20 mg/kg的浓度水平。有机胂添加方式为：将纯度为98%的洛克沙胂溶于乙醇，配制成一定浓度的有机胂标液(以As计)，然后按无机砷添加方式操作，配制成添加量为0.2、2、20 mg/kg(以As计)的浓度水平。分别对无机砷、有机胂做6平行加标回收试验，回收率计算方式为测得值扣除本底值后与添加量的比值。无机砷及有机胂回收率测定结果见表3～表6。

表3 ICP-MS方法无机砷加标回收测定结果Tab 3 Results of spiked recovery of inorganic arsenic under ICP-MS

续表

表4 ICP-MS方法有机胂加标回收测定结果Tab 4 Results of spiked recovery of organic arsenic under ICP-MS

续表

表5 氢化物原子荧光方法无机砷加标回收测定结果Tab 5 Results of spiked recovery of inorganic arsenic under AFS

续表

由表3～表6可见，两种测定固态及液态中兽药中无机砷及有机胂含量方法的添加回收率均在80%～110%之间，相对标准偏差为3.6%～11.0%。

3 讨论与结论

因液体样品含有机质较少，消解过程中产气量少，故取1 mL，固体试样取0.5 g。另试验中比较了消解液加5 mL硝酸、5 mL硝酸及1 mL双氧水的消解效果，发现未加双氧水情况下对固态中兽药不能完全消解。试验并对进口硝酸、盐酸及国产优级纯硝酸、盐酸进行了比较，发现国产优级纯盐酸可满足要求，但硝酸因砷含量较高影响实验结果，需优级纯进口硝酸。有机胂的添加回收实验以洛克沙胂为对照品，并以As计作为添加量。在测定中兽药实际样品时发现砷含量较低，因此为保证准确度，曲线中砷溶液浓度设置较低，但在添加高浓度20 mg/kg时，试样溶液中砷浓度超出曲线范围，需稀释后测定。

ICP-MS方法，由于等离子体离子化温度、雾化效应在采样锥接口和离子透镜处的空间电荷效应等因素造成物理性干扰，从而影响测定结果的准确度[12]，故加入内标锗元素加以克服。在As元素测定过程中潜在的干扰离子主要为ArCl，Sm++，Nd++，Eu++，针对干扰因素，本实验试用碰撞模式、反应池模式及普通模式，最终发现反应池模式准确度及线性更好。

氢化物原子荧光法，消解液虽经赶酸，但定容液仍含有大量酸导致在检测砷元素时，酸与样品溶液中还原剂及样品溶液中有机物反应产生大量气体，水封无法封气，造成砷化氢气体逸失而砷含量偏低。故应选择适当消泡剂及还原剂NaBH4浓度，选择正辛醇作为消泡剂[13]，还原剂比较了0.5% NaOH-1% NaBH4、0.5% NaOH-2% NaBH4、1.0% NaOH-1% NaBH4的还原系统，最终确定0.5% NaOH-1% NaBH4还原系统使反应更完全，信号值更稳定。另中兽药中含有钙盐以及各种微量元素Cu2+、Zn2+、Fe2+、Mn2+、SeO32-，这些离子会干扰氢化物产生，导致砷含量低于实际含量[14]。因此，需加入合适的掩蔽剂。经反复试验后选择5%硫脲-抗坏血酸系统。

氢化物原子荧光法与ICP-MS法相比多出赶酸过程，前处理相对繁琐，且存在水封失效的风险，对结果的准确度有一定的影响。但氢化物原子荧光仪结构原理简单、操作方便、普及率广，检测元素时干扰因素少、灵敏度高，因此具有一定的优势。

通过对中兽药中总砷含量检测方法的研究，建立了电感耦合等离子体质谱仪法以及氢化物原子荧光法，两种方法线性和精密度好、灵敏度和准确度高。ICP-MS法前处理简便快捷，能同时检测多种元素，但仪器昂贵。原子荧光法前处理需有赶酸处理，但仪器相对便宜、操作简便利于推广，试验人员可根据实验室具体情况选择合适方法。