日前，南京農業大學資環學院汪鵬教授課題組合成了甲基巰基砷類化合物的標準物質，利用常規高效液相色譜串聯電感耦合等離子體質譜儀（HPLC-ICP-MS），結合C18反相色譜柱，成功建立了甲基巰基砷類化合物的形態分離和定量檢測的方法，并利用該方法研究了稻田系統甲基巰基砷的生物地球化學過程，發現了二甲基一巰基砷（DMMTA）是土壤孔隙水中主要的甲基巰基砷類化合物，占孔隙水中總砷的1-34%，揭示了稻田系統土壤中DMMTA的產生、消亡的動態變化規律與機制，發現了DMMTA的產生是無機砷先甲基化后巰基化過程（Dai et al. Environ. Sci. Technol. 2021, 55, 8665-8674）。   　　據介紹，砷對人體有毒，也是農田土壤中主要污染物之一，威脅農田系統健康和農產品安全。砷存在著多種化學形態，以往主流認識多集中在無機砷和甲基砷兩類形態。而近年來，研究者在地下水、熱泉、稻田、人體尿液中檢測出了甲基巰基砷類的化合物。由于巰基砷化合物缺乏標準物質，且形態檢測分離需要耐高鹽高堿的色譜裝置、以及分析時間長等分析瓶頸問題，僅在國外極少數實驗室建立了分析方法。   　　DMMTA對人體細胞毒性強，是無機砷毒性的5-10倍，屬于最毒的砷化學形態之一。且DMMTA在人體尿液也被檢出，其來源一直不清楚。當前學術界和食品安全監管領域非常關注大米砷化學形態的分析，傳統方法都是基于微波輔助酸消解的前處理結合陰離子交換色譜柱（PRP）的形態分離，該方法只能檢測出無機砷和二甲基砷（DMA）兩類主要化學形態。由于無機砷對人體毒性強，而DMA被認為對人體毒性較低，因此，國際食品法典和多數國家大米中砷限量標準體系中都是以無機砷計，不考慮DMA。
　　圖1. 大米中二甲基一巰基砷的形態分離與定量分析。（A）大米中砷形態分析方法比較；（B, C）大米酶解提取液中砷形態分析的色譜圖及物質結構鑒定質譜圖；（D-G）大米酶解提取液和酸消解液的C18反相色譜柱或PRP-X100陰離子交換柱的色譜圖和定量分析結果。   　　近期，該課題組利用淀粉酶解前處理和C18反相色譜柱分離，建立了大米中DMMTA分析方法（圖1）。通過對比，發現傳統的微波輔助酸消解樣品前處理會導致大米中的DMMTA完全脫巰基為DMA，且傳統方法中的陰離子交換柱對DMMTA的滯留效應也導致無法檢測出DMMTA，這些原因導致了傳統的分析方法把DMMTA誤認為是無毒的DMA。后續采集了覆蓋我國水稻主產區103個稻米樣品和全球6大洲16個國家大米市場上140個大米樣品，發現了全球產地大米中廣泛存在DMMTA，其含量占稻米總砷的1-21%，且具有明顯的地理分布規律，即緯度越高，大米中DMMTA含量越高，歐美國家產的大米中DMMTA含量普遍比亞洲產的大米要高，同時評估了全球大米中DMMTA的人體健康風險，為完善大米砷食品安全標準體系提供重要的科學依據（圖2）。
　　圖2 全球產地大米中二甲基一巰基砷及地理分布規律   　　該研究結果以“Widespread occurrence of the highly toxic dimethylated monothioarsenate （DMMTA） in rice globally”為標題發表在Environmental Science & Technology上，且被選為封面文章，南京農業大學博士后戴軍為該論文第一作者，汪鵬教授為通訊作者。該研究得到了國家重點研發計劃項目以及國家自然科學基金項目的資助。   　　文章鏈接： https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.1c08394