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【原创】元素形态分析简介

sunnyrayleigh

2009/02/14

1．元素形态
元素的形态是指某一元素以不同的同位素组成、不同的电子组态或价态以及不同的分子结构等存在的特定形式。元素形态又分为物理形态和化学形态，其中物理形态是指元素在样品中的物理状态如溶解态、胶体和颗粒状等；化学形态是指元素以某种离子或分子的形式存在，其中包括元素的价态、结合态、聚合态及其结构等。一般意义上所说的元素形态泛指化学形态，元素形态不同于元素价态，同一元素的相同价态可能有多种形态，如价态为五的砷元素，其元素形态可分为无机态和多种有机态的砷形态。
元素的不同存在形态决定了其在环境和生命过程中表现出不同的行为；不同的元素形态由于具有不同的物理化学性质和生物活性，在环境和生命科学领域发挥着不同的作用。元素总量或者浓度的相关信息已经不能满足环境和生命科学研究的需要，有时候甚至会给出一些错误的信息。
甲基汞的毒性要远高于无机汞，并且具有极强的生物亲和力，同时无机汞易于在生物体内富集并转化为甲基汞。人们首次认识到甲基汞的危害是在1955年，在日本的Minamata，因孕妇食用遭受甲基汞污染的鱼类，造成22名新生儿严重的脑损伤。在1971－1972年，伊拉克发生了大面积的甲基汞中毒事件，其原因在于当地人食用了经过甲基汞处理过的小麦做成的面粉。
Cr（III）是维持生物体内葡萄糖平衡以及脂肪蛋白质代谢的必需元素之一，而Cr(VI)却对生物体具有很大的毒性和致癌作用,原因在于其更强的氧化性和化学活性及迁移性；砷是一种有毒元素，但是不同形态砷的毒性却差别比较大，一般无机态砷毒性比较大，三价砷的毒性要大于五价砷；而有机态的砷中，甲基砷的毒性要强于其他的有机态砷，砷甜菜碱、砷胆碱和砷糖等则基本上没有毒性；对汞、锡和铅等重金属元素来说，有机态的化合物的毒性要远远高于无机态。作为人体必须的元素，铁仅仅是在二价时才能被生物体吸收和利用，食品中的总铁并不能代表可吸收利用的有效铁；硒是人体必需的元素，但是吸收过量时会导致硒中毒，不同形态硒的生物可利用性和毒性也差别较大；铝的毒性也和其形态密切相关，自由态的铝离子、水化羟基化合物Al(OH)2+和Al(OH)2+等是致毒形态，多核羟基铝也具有一定的毒性，而铝的氟配合物以及有机态配合物则基本无毒。
根据传统分析方法所提供的元素总量的信息已经不能对某一元素的毒性、生物效应以及对环境的影响做出科学的评价，为此，分析工作者必须提供元素的不同存在形态的相关信息。元素形态具有多样性、易变性、迁移性等不同于常规分析对象的特点，因此其分析方法也成为一个崭新的研究领域，即“元素形态分析”。
2．元素形态分析
元素形态分析是分析科学领域中一个极其重要的研究方向，IUPAC将其定义为定量测定样品中一个或多个化学形态的过程。Lobinski将其定义为确定某一元素在样品中不同化学形态分布的过程；Caroli指出，形态分析为识别和定量检测对人体健康和环境有危害的不同形态的无机分析物；Hieftje则将获得相关目标分析物原子的氧化态、键合特征、电荷态及原子缔合体的过程定义为形态分析；Welz则认为所谓元素形态分析是指测定特定条件下不同化合物的氧化态或可溶态的过程。曾有人根据Tessier连续萃取法将土壤中元素形态分为可交换态、碳酸盐结合态、铁－锰氧化物结合态、有机物结合态和残渣态等五种，但这并不是严格意义上的形态分析，这一萃取过程并不能提供涉及分子结构和电荷状态的元素形态的详细信息。
在20世纪70年代末至80年代初，Van Loon和Suzuki分别在权威期刊Anal. Chem.和Anal. Biochem.上发表了元素形态分析领域的开创性的工作，将广大的分析工作者的研究重点转移至元素形态分析技术的开发上来。经过二十多年的发展，元素形态分析已经成为分析科学领域的一个重要分支，随着这一技术的不断发展，已经为环境科学、生命科学、临床医学、营养学、毒理学、农业科学等领域提供了越来越多的有用信息。

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jiaofu

第1楼2009/02/15

真实专业厂商非常受益，谢谢！

0

jiaofu

第2楼2009/02/15

真实专业厂商非常受益，谢谢！

0

快乐

第3楼2009/02/15

应助达人

与吉天的形态分析有何区别

0

s_m_x168

第5楼2009/02/17

元素形态分析,在食品安全检测中应用太有现实意义，不知国家是否重视，当前中国的食品安全性问题的确任重道远。人民何时能吃上放心食品啊????

0

李小吃

第6楼2009/02/17

恩！我都想家里买一台荧光了...

支持下...嘿嘿嘿...
s_m_x168 发表:元素形态分析,在食品安全检测中应用太有现实意义，不知国家是否重视，当前中国的食品安全性问题的确任重道远。人民何时能吃上放心食品啊????

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光谱鬼

第7楼2009/02/20

这还真不是天方夜谈，你可知我们天天吃得稻米中已发现无机砷，别还怕很低，但这是人类主要膳食天天要吃的呀，已经引起国家高度重视！
国家十一五计划－食品安全重大项目中就有相关课题正在研究中.....

请关注ing

night0162042 发表:恩！我都想家里买一台荧光了...

支持下...嘿嘿嘿...

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马腾云

第8楼2009/03/07

从总量分析到形态分析，国内在原子荧光领域的又一次进步。

0

戈壁明珠

第9楼2009/03/09

应助达人

呵呵，很不错，至少现在分析的针对性加强了，也更有分析必要。结果更有说服力。

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linhy429

第10楼2010/02/21

非常感谢楼主的分享。同时也非常希望能获取一些元素形态分析的具体测试方法等信息。

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