ICP-MS同时测定土笋冻中多种元素含量_刘华.pdf

2023，32（1）福建分析测试Fujian Analysis&TestingICP-MS同时测定土笋冻中多种元素含量刘 华，殷光松，许锦华，许文琪，徐 清，李邦进，赵华楠，李光伟（福建省产品质量检验研究院，福建福州350002）收稿日期：2022-9-5作者简介：刘华（1986），女，工程师，从事食品安全检测工作，Email：摘要：目的：建立微波消解-电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）测定土笋冻中六种元素的方法。方法：土笋冻样品经HNO3微波消解后，通过优化ICP-MS工作参数，以Sc、Ge、In、Re为内标，以He碰撞模式测定了其中Al、Cr、As、Cd、Hg和Pb。结果：各元素在相应的标液浓度范围内呈良好的线性关系，相关系数0.9998-1.0000之间，各元素检出限为0.00140.459g/kg，根据各待测元素含量选择不同的加标浓度，加标范围0.005-100 mg/kg，各元素回收率为81.1%-101.6%（n=6），相对标准偏差在0.36%-5.69%，满足GB/T 27404-2008的相关要求。结论：该方法灵敏度高，结果准确，适用于土笋冻中多元素的同时检测。关键词：土笋冻；微波消解；ICP-MS；无机元素中图分类号：O657.39文献标识码：A文章编号：1009-8143（2023）01-0022-06Doi:10.3969/j.issn.1009-8143.2023.01.05Simultaneous Determination of Multiple Elements in sea worm jelly by ICP-MSLiu hua，Yin Guang-song，Xu Jin-hua，Xu Wei-qi，Xu qing，Li Bang-jin，Zhao Hua-nan，Li Guang-wei（Fujian Inspection and Research Institute for Product Quality，Fuzhou，Fujian 350002，China）Abstract:Objective：A method for the determination of 6 inorganic elements in sea worm jelly by inductively coupled plasma mass spectrometry（ICP-MS）was established.Methods：After microwave digestion，the contents of 6 microelement including Al、Cr、As、Cd、Hg and Pb were determined by ICP-MS under ked collision mode using Sc，Ge，In and Re as internal standards.Results：the liner correlation coefficient of each element measured by this method ranged from 0.9998 to1.0000，The detection limits for each element were in the range of 0.0014g/kg0.459g/kg.According to the content ofeach element，different concentration levers were selected，the range of addition was 0.005-1 00 mg/kg，and the recoveryrate of standard addition is between 81.1%and 101.6%（n=6），The RSD ranged from 0.36%to 5.69%，which met the relevant requirements of GB/T 274042008.Conclusion：In a word，the method has high sensitivity and accurate results，Simultaneous detection.It was a reliable analysis method for the determination of the elements content in the sea worm jelly.Key words：sea worm jelly；Microwave digestion；ICP-MS；Inorganic Element民以食为天，食以安为先。食品安全关系广大人民的身心健康。闽南风味小吃土笋冻是可口革囊星虫（土笋）经熬煮、冷冻加工后制成。土笋冻味美鲜甜、营养价值较高，享有海中“冬虫夏草”的美誉，深受广大消费者喜爱1。近年来，伴随着沿海地区工业的高速发展，大量含有重金属的工业废水、固体残渣排入了海洋。重金属对海洋生物，尤其对近岸滩涂生物的生存、生长及其生物体质量的影响越来越大2-4。环境中的重金属不仅影响着水生生物自身的生存和质量，而且还会通过食物链富集放大，进而影响人类的身体健康5。电感耦合等离子体质谱（inductively coupledplasma mass spectrometry，ICP-MS）具有稳定好、精密度高、分析速度快、同时检测多元素等优点，被广泛技术交流222023，32（1）应用于食品、环境、地质学、医学等多个学科领域6。可口革囊星虫营养丰富，目前对可口革囊星虫的研究多在于研究其繁育技术及生物活性的表征7-9。在重金属污染方面，吴雅清等利用ICP-MS测定了可口革囊星虫中稀土元素10，高业田等研究了可口革囊星虫与其栖息地底泥中的重金属含量及相关性分析11。郑建利利用微波消解-石墨炉原子吸收光谱法测定了土笋冻中铬12，骆和东对厦门市售土笋冻中铬污染进行了调查研究13。而对于土笋冻其他元素的测定及调查研究没有涉及。鉴于此，本研究以福州市售美食土笋冻为研究对象，样品经微波消解后利用ICP-MS同时测得土笋冻中多种重金属元素，并对其进行定量分析。从而为土笋冻的品质把控提供一定的数据支持，为进一步加强食品监管，为消费者了解土笋冻品质提供一定的科学依据。1实验部分1.1仪器和试剂材料Agilent 7900 电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）；MARS6 美 国 CEM 微 波 消 解 仪；SartoriusBSA224S赛多利斯电子天平；美国Milipore公司Milli-Q超纯水机。多元素标准溶液（Al、As、B、Ba、Bi、Ca、Cd、Cr、Co、Cu、Fe、K、Li、Mg、Mn、Na、Ni、P、Pb、Se、Sr、V、Zn），100.0 g/mL，产品编号为GSB 04-1767-2004；汞标准溶液 1000 g/mL，产品编号 GSB04-1729-2004；内标液（1000g/mL钪、锗、铟、铼标准溶液）；均购自国家有色金属及电子材料分析测试中心。硝酸（优级纯）德国CNW公司；盐酸（GR级）国药集团；超纯水（电阻率18.2 Mcm）；氩气（纯度99.999%）。土笋冻样品13份，购自福州市场。1.2实验方法（1）样品前处理。取均质后的土笋冻样品，准确称取0.5 g（精确至0.1mg）于消解罐内，加入5 mL硝酸，加盖预消解1h后盖紧，放入微波消解仪进行消解。消解程序结束后，冷却至室温，打开消解罐，置于赶酸器中赶酸至1 mL左右时，用水转移定容至25mL 容量瓶中，摇匀待测，同时做好试剂空白实验。（2）标准溶液配制。铝、砷、铅、镉、铬等多元素标准系列溶液的配制：准确移取1.00mL浓度为100mg/L的多元素标准溶液于100 mL容量瓶中，用5的硝酸溶液定容，得到1.00mg/L多元素标准工作液，再采用逐级稀释法，配得浓度为 1.00g/L、2.00g/L、5.00g/L、10.0g/L、50.0g/L、100g/L、200g/L、500 g/L的混合标准工作液。汞标准系列溶液的配制：取 1000 mg/L汞标准溶液 1.00 mL于 100 mL容量瓶中，用 5%硝酸溶液定容至100 mL，得到浓度为10.0mg/L的汞标准中间液，再用1%的盐酸溶液逐级稀释成0g/L、0.500g/L、1.00g/L、2.00g/L、5.00g/L、10.0g/L 的汞标准工作液。内标溶液的配制：分别移取浓度均为1000 g/ml的钪、锗、铟、铼元素标准溶液各1.00mL，用5%硝酸定容100mL配得10.0mg/L混合内标溶液，再稀释配得1.00mg/L的内标使用液。2结果与分析2.1样品消解条件的确定微波消解过程中，功率与温度对微波消解的效果影响较大。功率与温度低时消解不彻底，而温度过高会使消解罐内压力过大，酸会泄露并致使部分易挥发元素产生损失，故采用程序升温的方式以得到满意的消解效果，另外样品加酸后放置1h预消解也可以促进样品消解完全且无损失。为了防止汞元素和砷元素损失，赶酸温度设置在 120 以下。最终微波消解条件具体见表1。表1微波消解程序Table 1 Conditions of microwave digestion步骤123功率（W）120012001200升温时间（min）10105温度（）135180195保持时间（min）51020刘华 等：ICP-MS同时测定土笋冻中多种元素含量232023，32（1）福建分析测试技术交流2.2测定方法的优化方法的优化：使用1.0 g/L锂、钇、铊混合调谐液优化仪器的各项参数，将高、中、低质量数调谐到稳定高灵敏度状态，并且使氧化物和双电荷产率分别低于1.0%和3.0%。最终得出的最佳仪器工作条件见表2。内标元素及分析同位素的选择：土笋冻样品基质复杂，在分析过程中易产生基体干扰。通过选择合适的内标校正体系，能在一定程度上减少样品基质干扰，减少因信号漂移造成的误差，可以大大改善分析精度。为了使检测结果准确可靠，测定过程中采用在线内标法。考虑到单个内标有时候不能完全准确的反应基体效应的影响，尤其是对空间电荷效应的校正。尤其是当质量数有所差距时，可能产生不准确校正。因此本实验采用虚拟内标校正的方法，即将四个内标元素的校正因子经过特定的拟合方式推算出一个虚拟的内标因子（VIS），这样的校正方式可以提高定量的准确性。另外元素多包含一个或多个同位素，在选择待测元素的同位素时，要充分考虑所选同位素的丰度以及检测条件和环境对检测过程的干扰程度14，同位素的选择见表3。表2仪器工作条件Table 2 Instrument working conditions仪器参数射频功率（RF）雾化室温度载气流量采样深度设定值1550W2 1.03 L/min9.0 mm仪器参数冷却水流量碰撞池模式He流量重复次数设定值0.8L/minHe模式4.3mL/min3次表3同位素的选择Table 3 Selection of isotopes待测元素同位素选择Al27AlCr52CrAs75AsCd111CdHg202HgPb208Pb2.3方法学考查（1）方法的线性范围及检出限。在优化后的实验条件下，将元素的标准工作液依次上机测试。以各元素与内标元素的比值Y为纵坐标，相应元素浓度X（g/L）为横坐标，绘制各元素的标准曲线。取空白溶液平行连续测定11次，并以空白溶液测定值的3倍标准偏差对应的元素质量浓度计算检出限。各元素的线性范围、回归方程，各相关系数及检出限见表4。由表4可知，各元素标准曲线具有良好的线性关系，相关系数在0.9998-1.0000之间，各元素均能满足实际检测需求。（2）加标回收率和重复性试验。取一份样品添加3个水平的多元素混合标液以及汞的标准溶液，做平行实验6次，加标浓度水平详见表5。按照上述优化后的仪器测试条件，测定各元素的回收率，计算其相对标准偏差。实验结果所有元素的加标表4线性参数与检出限Table 4 Linear