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元素形态分析技术尚在培育阶段

—— 访中国计量科学研究院国家标准物质研究中心韦超先生

导读: 目前用于元素形态分析的方法有哪些?中国元素分析技术的标准现状及未来发展前景如何?基于此,记者采访了中国计量科学研究院化学所/国家标准物质研究中心韦超老师和赛默飞世尔科技高级应用化学师Julian David Wills先生。

  元素的不同形态具有不同的物理化学性质和生物活性,如无机砷的毒性比较大,有机砷的毒性较小或者基本没有毒性。因此,元素总量的分析已经不能对其毒性、生物效应以及对环境的影响做出科学的评价,“元素形态分析”作为一个崭新的应用研究领域应运而生,对于公共食品安全有着重要意义。经过近三十多年的发展,目前元素形态分析已经成为分析科学领域的一个重要分支。

  在中国元素形态分析的研究领域中,中国的倪哲明、江桂斌、张新荣、严秀平、牟世芬、韩恒斌、王秋泉、韦超等科研人员进行了大量高水平的前沿研究,吉天、海光、瑞利等仪器公司也相继推出了基于原子荧光的形态分析仪器。

  2012年初,赛默飞世尔科技(以下简称赛默飞)采用离子色谱系统与等离子体质谱仪联用技术,建立了离子色谱-电感耦合等离子体质谱(IC-ICP-MS) 法检测苹果汁中的不同形态的微量砷元素,再一次引起大家的关注。那么,目前用于元素形态分析的方法有哪些?中国元素分析技术的标准现状及未来发展前景如何?基于此,记者采访了中国计量科学研究院化学所/国家标准物质研究中心韦超老师和赛默飞世尔科技高级应用化学师Julian David Wills先生。

  记者:韦超老师,您好,首先请介绍一下目前用于元素形态分析的方法及各自的优缺点?

  韦超老师:目前元素形态分析多用仪器联机分析方法,传统化学法用的比较少。联机分析法中主要是液相色谱(LC)、气相色谱(GC)、毛细管电泳(CE)、离子色谱(IC)等分离设备和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)、原子荧光(AFS)和原子吸收(AAS)等元素检测仪器联用,随着有机质谱的发展,GC-MS和LC-MS/MS也越来越多地应用于元素形态分析。

  传统化学法由于其检出限和抗干扰性的问题,目前应用受到一些限制,原有的一些国标方法(如银斑法测无机砷)也面临着替换问题。联机分析法,结合了LC、GC、CE、IC的高效在线分离功能和ICP-MS、AFS和AAS(注:AFS和AAS一般还需要附加氢化物发生或冷阱等装置)等低检出限、高抗干扰性的元素检测能力,是当前形态分析的主流方法;相关文献很多,目前元素形态分析方法国家标准也集中在这个方面。

  有机质谱应用于形态分析是一个新的发展方向,其具备复杂基体中化合物结构鉴定的能力,在当前化学分析仪器中发展最快、受到的关注最多,利用其方法在高水平的学术期刊上也最容易发表文章。

  记者:赛默飞日前宣布创建了IC-ICP-MS方法并用于苹果汁中砷元素形态的分析,Julian David Wills先生,请您介绍一下这种方法的技术难点和优势有哪些?IC和ICP-MS联接是否属业界首次?

  Julian David Wills先生:赛默飞创建的IC-ICP-MS方法不是IC和ICP-MS的首次联接,但是是戴安的IC和赛默飞的ICP-MS的第一次联接。该方法通过IC将不同形态的砷元素分离,利用ICP-MS检测IC中分开的各种形态的元素,其优势体现在高的检测灵敏度和低的检出限,该方法可用于分析不同种类的果汁类饮品,主要元素形态的分析都可以达到ppb级,而且稳定性和重复性都很好。

  相比传统的检测方法,IC和ICP-MS联用为砷元素的分离以及不同形态砷元素的检测提供了强有力的分析和检测手段,具有很大的竞争力,在国内或国际也有越来越多的研究人员通过这种方法做出了研究成果并发表。

 

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