一、概述
金属和有机金属化合物的毒性和生物效应取决于它们的化学形态。研究表明，元素的不同形态具有不同的毒性特点和化学特性，同系的化合物其物理化学性质以及生物效应可能有很大差别。所以仅依靠测定金属的总量已经不能充分反应它们对环境的影响。要正确评价金属污染物的环境危害，研究污染物的产生、迁移以及生物转化机理，揭示其毒理，都必须准确鉴别和测定环境和生物体中的微量或者痕量的金属和有机金属形态。要准确分析环境样品中的金属化合物需要满足三个条件。首先，需要把被测物从样品基体中分离出来单独进行测定。第二，分析方法要具有元素选择性使被测物的测定不受样品中其它元素的干扰。第三，检测方法应该充分灵敏，保证能够进行痕量和超痕量分析。代表现代分析技术趋势的色谱技术与高灵敏度高选择性检测器联用就成为化学形态分析主要是对金属有机物的重要手段，利用各种联用技术定性和定量地测定有机金属化合物的不同的物理 一化学形态成为了形态分析的主要任务 。
二、检测指标
| 检测指标 | 方法简介 | 样本类型 | 应用领域 | 询价 |
|---|---|---|---|---|
| 砷形态，汞形态和硒形态 | HPLC-AFS形态分析仪 | 植物、土壤 | 食品科学，环境科学、化学 |
三、HPLC-AFS 技术优势
HPLC-AFS 技术是一种将痕量元素的不同形态或价态进行分离后再分别检测的分析技术。将HPLC-AFS 用于元素的形态分析的优势有 4 点。
①待测物不需要衍生化反应即可直接进样分离，避免了衍生污染及各种元素形态间的重排和相互转化，使得分析数据更加可靠。
② HPLC 可以根据所分析元素形态的性质，灵活选择恰当的色谱体系，其在分离方面具有多样性。
③ AFS 作为一款我国少数具有自主知识产权的分析仪器之一，AFS 以其独有的特点，在 As、Hg 等重金属的检测上具有显著优势，以 AFS 作为检测器，能实现较少的化学干扰和光谱干扰，对 As、Se、Sb、Hg 等具有很高的灵敏度和选择性，将 AFS 用于砷的形态分析上，能获得与 ICP-MS（电感耦合等离子体质谱仪）相当的分析性能（灵敏度、精密度和检出限）。
④ AFS 具有仪器价格和操作费用低、预热时间短和操作简便等突出优点。因此，液相色谱和原子荧光联用仪器的应用具有重大意义。
Waters串联PF HPLC-AFS形态分析仪
四、HPLC-AFS 的原理
液相-原子荧光形态分析仪是测试砷、汞、硒、锑等元素价态的专用仪器。其原理为：该仪器是由液相色谱分离系统、原子荧光检测系统以及荧光接口部分（又称形态预处理单元或形态接口部分）组成。被测元素的不同价态组分存在化学和物理性质的不同，在色谱柱上就体现为保留时间的差异，这是不同价态组分在 HPLC 上分离的原理；荧光接口部分的功能是将色谱柱分离出来的不同价态的待测组分及参加生成气态氢化物（或单原子）反应的其他试剂，经过复杂的流路控制系统带到相应的反应器中实现最终反应。另外在荧光接口的装置中内置了一种称为在线紫外消解的装置，其功能是将待测物中不能直接发生氢化物反应或反应效率较低的有机价态元素转化为可进行氢化物反应的无机价态元素。原子荧光检测系统将被测元素定量转化为可被检测的光谱信号，数据处理系统检测并记录这些数据，同时进行相应的数据处理。
液相原子荧光形态分析仪结构示意图
五、主要检测指标
1、砷形态
砷（Arsenic，As）是一种类环境金属元素，广泛存在于自然界。砷的有益性与毒性并存，有研究表明：在特定的浓度范围内，三氧化二砷可以抑制肿瘤细胞的生长，低剂量的砷也会有健康效应。同时，大量研究表明：无机态的亚砷酸盐［Arsenite，As（Ⅲ）］和砷酸盐［Arsenate，As（Ⅴ）］毒性较高；相比之下，有机态的一甲基砷酸 （Monomethylarsonic acid，MMA）和二甲基砷酸（Dimethylarsinic acid，DMA）则毒性较小，砷胆碱（Arsenocholine，AsC）、砷甜菜碱（Arsenobetaine，AsB）以及各种类型砷糖和砷脂的有机形态在海洋生物中分布较多，且几乎是无毒的，基于有机胂制剂的低毒性，在过去的近 20 年内，苯胂酸类有机胂制剂，如对氨基苯胂酸（阿散酸）和硝羟苯胂酸（洛克沙胂）一直被作为允许使用的药物饲料添加剂在动物饲料中添加。但在人体内，五价砷和三价砷会互相转换，有机砷经过动物机体吸收和消化后，排泄到环境中也会发生形态的转换，低毒性的有机胂制剂会转换成较高毒性的无机砷，从而对环境和食物链造成危害，因此，经科学评估后，苯胂酸类有机胂制剂（阿散酸和洛克沙胂）已被停止作为药物饲料添加剂在食品动物上使用。 所以，饲料中总砷的测定结果已远远不能满足人们对砷安全性风险评估的要求，对饲料中砷元素进行形态检测成为主流趋势。
砷的形态结构图
2、汞形态
汞（Mercury，Hg）是一种机体非必需的有毒重金属元素，基于其神经毒性及在生物体中可积累的性质，目前已经成为全球最受关注的环境污染物之一。汞很容易挥发并且极易扩散，扩散后经呼吸道进入肺泡，因汞又具有较大的脂溶性，因此可以穿透细胞膜进入血液，并随血液循环进入生物体各个组织。自然界中汞主要有三种形态，分别为：有机汞、无机汞、金属汞。不同形态的汞毒性不同，无机汞包括一价汞（Hg22+）和二价汞（Hg2+），其中Hg22+很不稳定，且溶解度较低，在生物体内含量很低；有机汞包括苯基汞（PhHg）、甲基汞 （MeHg）、乙基汞（EtHg）等形态。有机汞比无机汞毒性大，毫无疑问，有机汞中甲基汞的毒性最高。甲基汞对于人类的危害在于其免疫毒性和生物致畸作用，最重要的是其神经毒性效应。因甲基汞具有亲脂性、生物积累效应和生物放大效应，所以其毒性是无机汞的几百倍。在农业生产活动中有机汞化合物被用作杀虫剂和杀菌剂，很容易进入生物食物链并被富集。汞化合物的毒性主要由其存在的化学形态决定。因此仅用汞元素总量的测定结果来评价样品的安全性是不严谨的，形态分析在此时显得尤为重要目前对于汞形态的分析，检测的形态主要有硝酸亚汞、甲基汞、乙基汞和硝酸汞四种汞形态。
汞的形态结构图
3、硒形态
生物样品中硒主要分为无机硒和有机硒，无机硒主要是硒酸［Selenate，Se（Ⅵ）］、亚硒酸［Selenite，Se（Ⅳ）］，有机硒主要为硒代蛋氨酸（Selenomethionine，SeMet）、硒甲基硒代半胱氨酸（Se-Methylselenocysteine，SeMeCys）、硒代胱氨酸（Selenocystine，SeCys2）、硒代乙硫氨酸（Selenoethionine，SeEt）等。研究表明，元素的不同化学形态及其所处的环境是非常重要的， 因为硒的生物活性和毒性主要取决于硒元素存在时的形态。硒元素在生物体内的毒性、代谢规律、利用率、生物有效性不只与硒元素的 总含量有关，更多是由元素存在的化学形态决定的。硒元素是一种双功能元素，人及动物硒缺乏剂量与硒中毒剂量之间的范围很窄。。因此，构建一种快速的、高效的硒形态的分离检测方法是极为迫切的。
硒的形态结构图