鸡蛋中6价铬检测方案(原子吸收光谱)

Cr (TTA)3挥发-石墨炉原子吸收光谱法直接测定鸡蛋中六价铬 摘要 基于 Cr(III)与噻吩甲酰三氟丙酮(TTA)生成的络合物在石墨炉中的挥发性，建立了一种前处理简单、灵敏度高的测定鸡蛋中六价铬的分析方法。研究了鸡蛋样品的消化方式、Cr(ⅢI)与 TTA 络合的反应酸度、各种试剂的加入量、超声波水浴的温度和时间、静置时间等条件，并对石墨炉挥发 Cr(III)的原子化条件进行了探讨。测试液中 Cr(ⅥI)浓度在 0.001~0.010mg/L 内呈良好线性关系，线性回归系数为0.9997。鸡蛋样品中 Cr(V)不同加入量的平均回收率在75%~96%；相对标准偏差在 3.5%~11.5%；最低定量限为0.3ng/L。 食品中的微量元素与人体健康密切相关。研究表明，三价铬的生物学功能主要是作为胰岛素的强化剂，可激活胰岛素，参与机体糖、脂肪、蛋白质的代谢，能增强胆固醇的分解和排泄，防止动脉硬化，促进氨基酸的转运和蛋白质的合成，促进人体的生长发育。而六价铬通过毒理学研究已被证明是致癌物，因此只有分 别测定出食品中的三价铬和六价铬，才能对其营养与安全做出正确的评价。 目前国内外测定六价铬的分析方法主要有：原子吸收法(AAS)[1-2]、吸光光度法[3]、高效液相色谱法(HPLC)[4]、电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)[5]、电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)[6]和流动注射与质谱谱用(FI-MS)[7]等。这些方法多数都是在试样前处理阶段分离三价铬和六价铬，分离操作繁琐，，且易引起样品丢失或污染。 R. Moshier[8]对乙化丙酮化合物(ACAC)、三氟乙酰丙酮(TFA)和六氟乙酰丙酮(HFA)的挥发性进行了详细报道，而 Y. An[9]提出了利用 Cr(TFA)3 在石墨炉内挥发分离三价铬而直接测定六价铬的方法。另外，由于富铬蛋中三价铬含量较高，对铬卫生学评价有实际意义，而且鸡蛋基质较复杂，在各类食品中具有代表 性。本实验选择富铬蛋为测试样品，建立了一种鸡蛋中六价价形态分析的的方法。 1实验部分 1.1主要仪器 AA600 石墨炉原子吸收分光光度计附AS-800 自动进样器 (美国PerkinElmer公司)； Mp220 酸度计(瑞士Mettler 公司)；300型超声波水浴器(美国Ney 公司)。 1.2工作条件 灯电流25 mA， 波长357.9 nm， 光谱通带宽度0.7 nm， 进样体积20uL，氩气流量300 mL/min， 原子化时停气，测定峰面积。石墨炉参数见表1。 表1石墨炉参数(Cr(ⅥI)的测定) Table 1 Graphite furnace program for Cr(VI) determination Step Temperation/℃ Ramp time/s Hold time/s Dry 110 1 20 Preparation 600 15 60 Pyrolysis 1500 10 20 Atomization 2400 0 5 Clean 2600 1 3 1.3试剂 Cr(ⅢI)标准溶液：1 mg/mL Cr(Ⅲ)标准溶液(国家标准物质中心)；； 1 mg/mLCr(Ⅵ)标准溶液：称取0.093 gK2Cr207(99.8%，分析纯，天津市天大化工实验厂)，以去离子水溶解并定容至25mL 容量瓶中；噻吩甲酰三氟丙酮(TTA，进口分装)0.15 mol/L 乙醇溶液；硝酸钯溶液：称取300 mg钯(99.999%)用1mL 优级纯硝酸溶解，然后用去离子水稀释至100 mL；缓冲溶液：0.1 mol/L 乙酸钠和0.1 mol/L乙酸混合，调pH值至5.7。 1.4测定步骤 1.4.1样品的灰化 用玻璃棒打碎鲜蛋蛋壳，蛋黄、蛋清一并倒入均浆机，快速打成匀浆。准确称取1.0g(精确至0.0001 g)样品于埚中，加2mL 优级纯盐酸，浸泡1h以上，将甘埚于电热板上，小心蒸干，炭化至不冒烟为止，转至马马炉，550℃恒温2 h，取出冷却加数滴浓HCl，再灰化至白灰状，取出放冷。 1.4.2 Cr(TTA)3 螯合物的合成 将灰化好的样品用去离子水溶解于10 mL容量瓶中，加入缓冲溶液2.5 mL， 调pH值至5.7，再加入0.15 mol/LTTA 乙醇溶液2 mL，定容至10mL，超声波水浴(50℃)10 min 后，取出静置1 h。 1.4.3工作曲线的绘制 在一系列10mL容量瓶中加入一定量的Cr(ⅥI)标准溶液、2 mL 0.15 mol/L TTA乙醇溶液、5 mL 缓冲溶液，用去离子水定容，配成浓度为0.001、0.002、0.004、0.008、0.010 mg/L 的标准系列，按表1的石墨炉升温程序来测定吸光度，绘制工作曲线。 1.4.4样品测定 将处理好的样品在1.2节条件下按表1中石墨炉升温程序来测定样品中Cr(ⅥI)的吸光度，由工作曲线求出浓度，换算成鸡蛋中Cr(Ⅵ)的含量。 2结果与讨论 2.1消化方式的选择 分别以硝酸、硝酸-高氯酸(1：4)、550℃灰化等消化方式来处理定量的Cr(ⅢI)、Cr(Ⅵ)混合标准溶液和样品加Cr(III)、Cr(Ⅵ)混合标准溶液，按1.4步骤来测定，并根据工作曲线计算浓度，结果见表2。 表2 几种样品消化方式对测定结果的影响 Table 2 Effect of sample digestion on detection result 标准溶液 消解方式 测定值p (ugL) Cr(III) (5 pg/L)+ HNO： 9.8 HNO3-HCLO4 9.7 Cr(VI) (5 pg/L) 550℃ Pyrolysis 5.2 样品+Cr(Ⅲ) (5 ug /L)+Cr(VI) HNO： 11.9 HNO3-HCLO4 12.3 (5 pg/L) 550℃Pyrolysis 7.4 由表2可见，硝酸和硝酸-高氯酸消化方法都将Cr(ⅢI)氧化成了Cr(ⅥI)，引起了铬价态的变化，而灰化法对Cr(ⅢI)和Cr(Ⅵ)价态无影响，因此选择550℃灰化作为样品消化的方法。 2.2 pH 值对Cr (TTA)3合成的影响在Cr(Ⅲ) (10 ng/L) 溶液中加入缓冲溶液和TTA，调节一系列pH值为1.0~9.0，测定其挥发率。由图1结果可知， pH 值为5~6， Cr(TTA)3挥发率最大。因此本实验选择pH值为5.7。 图111pH 值对Cr (Ⅲ)挥发率的影响 Fig.1Effect of pH values on Cr(ⅢII) volatilization 2.3缓冲溶液用量的选择 在Cr(Ⅲ)(10ug/L) 溶液中(pH 值为5.7)加入不同体积的缓冲溶液，测定Cr(ⅢI)的吸光度。结果表明，缓冲溶液体积在2.5 mL 以上时， Cr(ⅢI)完全挥发且趋于稳定，因此缓冲溶液的用量选用2.5 mL。 2.4 TTA 用量的选择 在Cr(Ⅲ)(10 ug/L)溶液中(pH值为5.7)加入缓冲溶液2.5mL 和2mL一系列不同浓度的TTA 乙醇溶液(0.00015~0.3 mol/L)。 TTA 浓度大于0.15 mol/L时， Cr(TTA)3 完全挥发且趋于稳定，因此本实验选用TTA 浓度0.15 mol/L。 2.5超声波水浴温度和时间的选择 为了加速Cr(ⅢII)和TTA 的螯合反应速度，在实验最佳测定条件下，将Cr(ⅢI)(10ug/L)标准溶液放入超声波水浴中(温度分别为30、40、50、60℃，时间分别为5、10、15 min)。结果表明，在温度高于50℃，时间大于10 min 时，Cr(TTA)3完全挥发且趋于稳定。本实验选择超声波水浴温度和时间分别为50℃和10min。 2.6静置时间的影响 在Cr(Ⅲ) (10 ug/L)溶液中(pH 值为5.7)，加入2.5 mL 缓冲溶液和2 mL 0.15mol/L TTA 乙醇溶液，摇匀混合，经放置不同时间(30~210 min) 后， 测定Cr(I)吸光度。结果表明，随着静置时间的增加，Cr(III)的挥发率也增加，静置60 min以后挥发率最大且趋于稳定。本实验选择静置时清为60 min。 2.7石墨户原子化条件的影响 2.7.1石墨炉预处理温度和灰化温度的选择为了达到更好的Cr(II)和Cr(Ⅵ)分离效果，实验最佳测定条件下，在石墨炉升温阶段的预处理和灰化两个步骤中，改变温度，分别测定Cr(ⅢI)和Cr(Ⅵ)的吸光度。由图2结果可见，在100~700℃时， Cr(ⅢII)吸光度逐渐下降，并在600℃以后趋于稳定，而Cr(Ⅵ)在1600℃之前吸光度基本不变。本实验选择预处理温度和灰化温度分别为600℃和1500℃。 图2预处理(左)和灰化(右)温度对 Cr (Ⅲ)、Cr(Ⅵ)吸光度曲线 Fig.2 FPreparation(left) and pyrolysis curves for Cr(Ⅲl) and Cr(VI) 2.7.2预处理时间的选择 保持石墨炉预处理温度600℃，改变预处理时间，结果表明Cr(Ⅲ)在60 s 以后挥发完全且趋稳定。本实验选用预处理时间为60 s。 2.7.3基体改进剂的影响 为了使Cr(TTA)3完全挥发，而Cr(Ⅵ)能保留下来，本实验比较了不加基体改进剂和用BaCl2及钯溶液作基体改进改。发现用钯溶液作基体改进剂比BaCl2 更能提高Cr(Ⅵ)的保留率，并分别对浓度为0、5、10、20 mg/L 的钯溶液进行试验，结果表明，钯溶液浓度大于5 mg/L 时， Cr(TTA)3完全挥发，且Cr(Ⅵ)能最大量的保留下来。因此选择5 mg/L 钯溶液作基体改进剂。 2.8方法的最低定量限(LOQ)及Cr(Ⅵ)在鸡蛋中的加标回收率 最低定量限(LOQ)是指在99%的置信度下空白信号测量值标准偏差的10倍所对应的浓度。本方法测得的LOQ为0.3 pg/L。另外，根据以上确定的样品前处理条件，对不含Cr(Ⅵ)的鸡蛋样品和加标样品灰化处理，按照实验方法进行测定，考虑到GB 14961—94 规定鸡蛋中铬限量卫生标准为≤1.0 mg/kg[10]，故选择加标量范围为10~1000 ng， 不同加标量的回收率见表3。鸡蛋中Cr(Ⅵ))的平均回收率为75%~96%，相对标准偏差低于11.5%。 表3 在鸡蛋中添加Cr(Ⅵ)的回收率及相对标准偏差(n=10) Table3 Recoveries and relative standard deviations Cr(VI) in egg sample (n=10) Quantity Fortified 平均回收率 RSD/% ma/ng R/% 10 75 11.5 20 81 9.7 200 92 6.3 1000 96 3.5 ( 3参考文献 ) ( [1 ] Sahayam A C . 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