动植物油脂中Cu、Fe、Ni含量检测方案

HYPERLINK "http://www.analytik-jena.de/d/bu/as/ashome.html" 直接进样石墨炉法测定动植物油脂中的Cu、Fe、Ni含量 沙德仁 方冬梅 杨静 本文作者来自德国耶拿分析仪器股份公司 摘要：本文采用高分辨率连续光源直接进样石墨炉法测定动植物油脂中的铜、铁、 镍，油脂样品直接进样测试，省去前处理过程，实验过程简便、快速，测试结果 准确度高、精密度好，是一种在国内值得推广使用的好方法。 随着工业的迅速发展，生产中排放的废水、废气、废渣中的重金属元素不可避免地进入土壤、地表水和地表水，化肥、农药中也含有微量的重金属元素，这些重金属元素经过农业种植、养殖等途径迁移到动植物中，另外动植物油在生产加工、运输、贮存过程中，都有可能受到重金属元素的污染。因此，需要建立一种简单、快速、灵敏度高的方法对植物油中重金属的含量进行测定，以确保食品安全。 油脂成分的特性，决定了其前处理过程的复杂性，传统方法有干法、有机溶剂萃取、湿法（包括常压消解、微波消解、高压罐消解）等，样品前处理过程不但繁琐、费时、耗力，而且会带来对被测组分的稀释、损失、污染等，甚至存在安全隐患。 本文采用高分辨率连续光源直接进样石墨炉法测定动植物油脂中的铜、铁、镍。油脂样品直接进样，省去前处理过程，将精炼后的动植物油再提纯后作溶剂，配制与样品同基质的标准溶液，校正曲线法测试，方法快速、准确、结果稳定、可靠。 1仪器与试剂 1.1仪器 （1）contrAA 700连续光源原子吸收光谱仪（德国耶拿公司）：短弧氙灯光源，波长范围190～900nm；棱镜-中阶梯光栅二维分光系统，光学分辨率2pm；CCD固态检测器，实时同步背景校正；石墨炉升温速率可达3000℃/s。 （2） 石墨热解涂层石墨管：测Fe时，内层未再涂Nb。 （3） 十万分之一电子分析天平。 （4） 电热干燥箱:150±2ºC。 （5） 聚丙烯瓶：容积为25、50mL。 用前作如下处理：用热硝酸（2mol/L）溶液洗净，再用蒸馏水清洗，60℃烘干。 1.2试剂 （1）氩气：高纯。 （2）稀释用油：一级精炼大豆油：市售，900mL装，金属元素含量应低于：Cu，3 μg/kg；Fe，5 μg/kg；Ni，5 μg/kg。再经提纯后使用。 （3）单一铜、铁、镍标准溶液：1000 mg/kg。Merck (D-1600 Darmstardt，德国)。 2实验方法 2.1标准溶液的配制 表1 标准溶液配制步骤及方法 标准溶液配制 Cu（mg/kg） Fe（mg/kg） Ni（mg/kg） 有机标准溶液 1000 1000 1000 第一步稀释 49.9961 99.9602 99.9980 第二步稀释（储备液） 2.0002 9.9498 9.9967 第三步稀释（工作液） 0.0500、0.0999、0.1499、0.2000 0.2493、0.5000、0.7498、0.9989 0.2500、0.4995、0.7491、0.9984 2.2试样溶液的预热处理 （1）测定前，将试样、稀释用油和工作用标准溶液放置于60℃烘箱中，至少15 min。 （2）测试前应将所有试样和溶液剧烈振荡，使之混匀。 2.3测试条件 （1）分析波长和积分方法 表2 测试元素的分析波长和积分方法 元素 波长（nm） 积分模式 读数时间（S） Cu 216.5090 峰面积 5.0 Fe 302.1073 峰面积 5.0 Ni 351.5052 峰面积 5.0 （2）石墨炉升温程序 表3 优化后的石墨炉升温程序（℃） 元素 干燥1 干燥2 灰化 原子化 清除 Cu 400 550 1000 2000 2500 Fe 400 550 1100 2100 2500 Ni 400 550 1000 2400 2600 3结果 3.1标准曲线 图1 Cu、Fe、Ni的测试标准曲线 表4 Cu、Fe、Ni的测试线性方程、相关系数和特征浓度 测试元素 线性方程 相关系数（R2） 特征浓度(mg/kg/1%A) Cu y=(0.0038183+1.6980055x)(1+0.3459240x) 0.999020858 0.002569 Fe y=(0.0151927+0.9996633x)(1+0.9640790x) 0.999935291 0.0044263 Ni y=(0.0024104+0.5657242x)(1+0.3481283x) 0.999595265 0.0083809 3.2测试谱图 连续光源原子吸收可得到积分图，光谱吸收图以及3D图，比传统原子吸收得到更多的结果信息，能够直观的看到分析谱线邻近的光谱干扰情况，以便于更好的避免和控制。以下为每个元素的积分图、光谱吸收图、3D图。 （1）铜元素标准点及样品谱图 图2 铜元素0.0999标准点谱图 图3 铜元素样品谱图 （2）铁元素标准点及样品谱图 图4 铁元素0.5000标准点谱图 图5铁元素样品谱图 （3）镍元素标准点及样品谱图 图6镍元素0.4995标准点谱图 图7镍元素样品谱图 3.3测试结果 （1）样品测试 表5 样品测试结果 元素 样品名称 测试结果（mg/kg） RSD1(%) 平均值（mg/kg） 重复性限r（mg/kg） Cu 大豆油-1 0.0997 0.3 0.0987 0.0020＜0.0242 大豆油-2 0.0977 1.7 Fe 大豆油-1 0.2956 1.9 0.3027 0.0142＜0.10 大豆油-2 0.3098 2.7 Ni 大豆油-1 0.4791 2.4 0.4696 0.0191＜0.12 大豆油-2 0.4600 1.0 注：1.RSD为三次测量标准偏差；2. ISO 8294:1994规定的重复性限 r （2）加标回收试验 表6 加标回收结果 元素 加标前（mg/kg） 加标量（mg/kg） 加标后（mg/kg） 回收率(%) Cu 0.0997 0.1 0.1944 94.70 Fe 0.2956 0.5 0.7825 97.38 Ni 0.4791 0.5 0.9634 96.86 4讨论 （1）连续光源原子吸收光谱仪用的是高强度的氙灯光源，高分辨率的分光系统，高量子化效率的CCD检测器，具有实时同步的背景校正功能，因此与传统原子吸收光谱仪相比，光学分辨率提高了100多倍，达2pm，能够很好地避免光谱干扰，是一种先进、实用、准确、高效的金属元素分析仪器。 （2）高分辨率连续光源原子吸收光谱仪可以根据被测元素的浓度，选择合适的分析波长，从表1可见，Cu、Fe、Ni均未选灵敏波长。测试铁元素所用波长302.1073 nm，并非灵敏线，适合于油脂中铁元素的测量。此外传统的空心阴极灯的302.1 nm发射波长是302.107、302.064和302.049nm的组合波长，在普通原子吸收的光栅单色仪上这3条谱线是分辨不开的。由图4、5所示，高分辨率连续光源原子吸收能很好地将这三条谱线分开。本文选择302.1073nm谱线，灵敏度适宜，无谱线干扰，这也正是本仪器Fe能测得很准很稳的原因。 （3）本法对3个元素的石墨炉升温程序进行了优化。首先，将干燥温度分为两步，因为400-550℃是大豆油开始冒烟快速干燥的温度，必须慢速升温平稳干燥，避免飞溅，尽量降低被测元素的挥发损失。其次，干燥后再快速升温灰化，可降低背景。本仪器的石墨炉原子化器采用的是最先进的横向加热技术（管内两头与中间的温度均匀），原子化温度比标准规定的低得多。从样品测定的图谱看，背景干扰很小，精密度均低于标准要求。 （4）配制与样品同基质的标准溶液可大大提高直接进样测定的准确度。 （5）本实验方法标准曲线的拟合系数均>0.999；回收率测定的准确度极佳；重 复性限r远低于标准要求；测试结果令人满意，是一种在国内值得推广使用的好 方法。 参考文献：ISO 8294:1994，IDT. Animal and vegetable fats and oils —Determination of copper, iron and nickel content by direct graphite furnace atomic absorption spectrometry 4 / 5