光度法快速检测明虾中无机砷

赖海涛，吕禹泽，苏国成, ，林琼华

1.集美大学食品与生物工程学院（厦门 361021）；2.厦门市食品科技研发检测中心（厦门 361100）

砷毒性大，可分为有无机砷和有机砷。医学研究表明，在多数情况下无机砷比有机砷更毒，故常用无机砷的含量来反映砷的含量，又因As3+比As5+的毒性强60倍，所以研究常用As3+进行[1-2]。在鱼虾等常见水产品中，常含有砷元素，由于无机砷毒性大，当人食用含砷超标的鱼虾等水产品后，有可能使人中毒、致癌甚至死亡[3-4]，所以对水产品中的无机砷含量进行检测很有必要[5-7]。目前国际上ISO（国际标准化组织）和CAC（国际食品法典委员会）标准中尚未有测定砷含量的标准方法[8]。我国目前使用的检测砷含量的方法很多，包括滴定分析法、极谱法、氢化物原子吸收（HGAAS）法、电感耦合离子质谱（ICP-MS）法、种子活化法、原子荧光光谱法等，它们有各自的缺点[3,9-10]：有的不够灵敏，有的需要昂贵的仪器和试剂，有的只能检测到总砷的含量，无法区分砷的价态[11-12]。所以建立一种快速、简单、灵敏的方法来检测水产品明虾中的砷很有意义。

1 材料与方法

1.1 试验材料

明虾，厦门市售。

1.1.1 主要试剂

0.010 mg/mL As2O3标准溶液，4.2×10-4mol/L KBrO3标准溶液，100 mg/L甲基橙标准溶液，1.0×10-4mol/L EDTA标准溶液，AR硝酸，AR盐酸，用时配制成所需浓度，所用水均为超纯水，所用玻璃瓶均用40%硝酸溶液浸泡24 h以上。

1.1.2 主要仪器与设备

XHF-I高速分散器（内切式匀浆机，宁波新芝生物技术股份有限公司）；UV-5200型紫外可见分光光度计（上海元析仪器有限公司）；SHZ-Ⅲ型循环水真空泵（上海亚荣生化仪器厂）；FA1004电子天平（赛多利斯科学仪器（北京）有限公司）；SY-2-6电热式恒温水浴锅（箱）（天津欧诺仪器仪表有限公司）；DHG-9146A型电热恒温鼓风干燥箱（上海精宏实验设备有限公司）；各种型号可调式移液枪（热电（上海）仪器有限公司）；0.45 μm微孔滤膜（混合纤维膜，上海市新亚净化器件厂）。

1.2 试验方法

1.2.1 试验原理

在酸性介质中，BrO3-和Cl-发生反应：2BrO3-+10Cl-+12H+＝Br2+5Cl2+6H2O，产生的Br2、Cl2能使甲基橙溶液褪色，若溶液中存在As(Ⅲ)，As(Ⅲ)将会和游离的Br2、Cl2发生氧化还原反应，推迟甲基橙的变色时间[12]。试验通过测定甲基橙的入射光波长，建立甲基橙溶液褪色的推迟时间与As(Ⅲ)质量浓度的线性关系，建立线性回归方程，检测样品中砷As(Ⅲ)含量。

1.2.2 样品处理流程

活明虾去头去尾去壳→挑出虾线→切碎剁细→称取10 g虾肉→均质→加入6 mol/L盐酸→振荡抽提1 h→EDTA络合→过膜→样品提取液。此虾泥用时每份为10 g。

1.2.3 测定方法

1.2.3.1 甲基橙吸收曲线绘制[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超纯水，置于23 ℃的水浴锅中30 min，定容，以空白液作参比，用紫外可见分光光度计在300～700 nm波长范围内进行扫描，确定甲基橙的入射光波长。

1.2.3.2 As(Ⅲ)标准曲线绘制

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。

分别在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标准溶液（即As2O3的质量浓度分别为0，200，400，600，800和1 000 μg/L），在各个容量瓶中加入1.4 mL 2.5 mol/L的HCl、1 mL 100 mg/L的甲基橙和5 mL超纯水，置于23 ℃的水浴锅中30 min，再加入1 mL 4.2×10-4mol/L KBrO3溶液，迅速定容至10 mL，45 s内转移到比色皿中，测定508 nm波长处的吸光度达到1.190时所需要的时间（即滞后时间），根据As(Ⅲ)质量浓度与吸光度达到1.190所需时间建立线性方程。

1.2.3.3 样品的测定

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，用超纯水定容至10 mL。

取1份（10 g）虾泥，加入40 mL 6 mol/L盐酸抽提，加入15 μL 1.0×10-4mol/L的EDTA溶液除去金属干扰离子，过0.45 μm滤膜，在50 mL容量瓶中用超纯水定容，得到样品提取液。在10 mL容量瓶中加入1 mL样品提取液、1.4 mL 2.5 mol/L的HCl、1 mL 100 mg/L的甲基橙和5 mL超纯水，置于23 ℃的水浴锅中30 min，再加入1 mL 4.2×10-4mol/L KBrO3溶液，迅速定容至10 mL，45 s内转移到比色皿中，检测508 nm波长处当吸光度达到1.190时所需要的时间（即滞后时间），再根据线性回归方程计算出As(Ⅲ)质量浓度。

用10 g超纯水替代样品进行上述操作，可计算出测定方法的检测限。

2 结果与讨论

2.1 甲基橙入射光波长的测定

按1.2.3.1小节检测甲基橙入射光波长，结果见图1。结果显示，在508 nm波长处甲基橙溶液有最大吸收峰，因此，把508 nm波长作为入射光波长。

图1 甲基橙的吸收曲线

2.2 标准曲线的绘制

2.2.1 标准曲线绘制

按1.2.3.2小节，绘制吸光度达到1.190时As(Ⅲ)质量浓度与滞后时间标准曲线，结果见图2。结果显示，标准曲线的线性回归方程为y=0.601 7x+43.476，相关系数为r=0.999 2，方程有良好的线性关系。

图2 As(Ⅲ)质量浓度与时间的标准曲线

2.2.2 精密度测定

取1.0 mL 10 μg/mL As2O3标准溶液，按1.2.3.2小节重复试验6次，结果如表1所示。可以看出，相对标准偏差δRSD＜5%，说明方法精密度较好，在误差允许范围内试验方法是可行的。

表1 精密度测定

2.2.3 Fe2+，Cu2+，Zn2+，Al3+的干扰试验

2.2.3.1 干扰离子的消除

在As(Ⅲ)溶液中加入0.0，10，100，1 000和10 000 μg/L等不同质量浓度的Fe2+，Cu2+，Zn2+，Al3+等干扰离子，按1.2.3.2小节进行试验。试验结果表明，随着Fe2+质量浓度的增大，甲基橙的稳定期会变短，甲基橙褪色越快，说明Fe2+干扰越大，所以在样品处理过程中用EDTA络合除去Fe2+。而Cu2+，Zn2+，Al3+的干扰虽然影响很小，但仍可在样品预处理时用EDTA络合除去。

2.2.3.2 EDTA（1.0×10-4mol/L）用量

取若干份虾泥，分别用0，10，15和20 μL 1.0×10-4mol/L的EDTA络合，再按1.2.3.2小节进行样品中As(Ⅲ)的检测，结果见图3。由图3可知，当EDTA量少时，测定结果误差较大；当加入的EDTA过量时，EDTA不仅络合掉了干扰离子，同时也络合了部分As(Ⅲ)，测定结果误差还是较大。故试验选用15 μL 1.0×10-4mol/L的EDTA来除去干扰离子以最大限度减小误差。

图3 EDTA用量

2.3 样品测定

2.3.1 样品检测及加标回收率试验

取若干份样品，分别加入0.0，0.5，1.0和1.5 mL 100 μg/mL As2O3标准溶液，然后再按1.2.3.3小节进行样品As(Ⅲ)的检测，平行试验3次，可得样品的砷含量及加标回收率，结果见表2。可以看出，明虾中As含量为9.32±0.13 mg/kg，该检测方法的加标回收率为91.40%～100.46%，说明该试验系统误差小，方法可行。

表2 加标回收率

2.3.2 检测限测定

用10 g超纯水替代样品进行上述操作，共6组重复18次，可得样品砷含量的最低检测限。从表3可知，最低检测限为0.28 mg/kg，检测限低，说明该检测方法的灵敏度较高，可适用于无机砷的微量检测。

表3 检测限测定

3 结论

该方法与ICP-MS法、原子吸收法等比较，操作简单，响应时间短，在10 min内就能检测出结果。其检测限为0.28 mg/kg，加标回收率为91.40%～100.46%，说明该检测方法可靠。试验只做了明虾中As(Ⅲ)检测，但可由此扩展到快速检测出其他水产品中As(Ⅲ)含量，同时也可为水产品检测砷试剂盒的研制提供依据。