奶粉中重金属检测方案(原子吸收光谱)

thermoscientific 仪器热线8008105118电话4006505118www.thermofisher.comSCIENTIFIC iCAP Q ICP-MS 分析奶粉中的重金属元素 奶粉是以新鲜牛奶或羊奶为原料，添加适量的维生素、矿物质等，采用物理方法除去乳中几乎全部的水分，加工而成的食品。按照适用的人群范围和类别可划分为普通型奶粉、配方型奶粉和和修养型奶粉。这当中包括全脂、脱脂、速溶、加糖、婴幼儿、牛初乳、免疫、成长、孕妇和特殊配制等奶粉产品。婴幼儿配方乳粉是广大婴幼儿的主要食品，其质量安全直接关系下一代的健康成长，关系亿万家庭的幸福和国家民族的未来，婴幼儿配方食品质量安全工作历年来都受到各部门高度重视，因此严格婴幼儿配方乳粉生产企业许可条件，参照药品管理的措施，提高原辅料把关、生产过程控制、检验检测能力等的要求，全面实施《粉状婴幼儿配方食品良好生产规范》(GB23790-2010)，加强对执行情况的检查审核。根据《食品卫生法》的规定，结合我国婴幼儿健康和正常生长发育所需的营养要求，由卫生部制定了 GB 10765《婴儿配方食品》和 GB 10767《较大婴儿和幼儿配方食品》强制性国家标准，标准中规定了婴幼儿配方食品中原料、矿物质、污染物等方面的要求。 在婴幼儿奶粉检测中，常需分析常量元素K、Na、Mg、P、 Ca，微量元素 Cu、Mn、Zn以及痕量元素 As、Se、Hg、 Pb。在国家标准中：K、Na、Mg、Ca、Cu 和Zn采用的分 析方法是火焰原子吸收法或电感耦合等离子体发射光谱法 l，Pb 采用石墨炉原子吸收光谱法 [2]，As 采用氢化物原子荧 光光谱法，这些方法的缺点1)原子吸收和原子荧光法需 要一个元素一个元素的分析，速度太慢；2)方法的干扰较 大，经常难以得到准确结果；3)没有一种方法可同时分析 所有这12种元素。 本文介绍了具有碰撞反应池的 iCAP Qc ICP-MS，分析速度快且多元素同时测定、线性范围宽、精密度高、准确性好、检出限低、抗干扰能力强。采用 ICP-MS测定了奶粉消解液中K、Na、Mg、P、Ca、Cu、Mn、Zn、/As、Se、Hg、Pb元素，方法简便、快速，准确，完全满足现代测试需求。 iCAP QICPMS (Thermo Scientific) 微波消解仪(MILESTON) .超纯水机 (Thermo Scientific) hK、Ca、Na、Mg 1000 pg/mL (Inorganic Venture) .电子天平(Metler-toledo) P 单标1000 pg/mL (Inorganic Venture) ●20~100uL、200~1000 uL微量移液器(Fisher Scientific) Hg单标1000 ug/mL (Inorganic Venture) .6020ISIS 10 pg/mL (Inorganic Venture) IPA HPLC，(Fisher Scientific) 表1. iCAP Q运行参数 仪器参数 设置值 仪器参数 设置值 RF功率(W) 1550 Q Cell 气体(mL/min) 4.0(He) 冷却气(L/min) 14 KED 电压(v) 3 辅助气(L/min) 0.8 采样深度(mm) 5 雾化气(L/min) 1.02 驻留时间(ms) 100 样品制备 准确称取0.2000 g 奶粉于高压聚四氟乙烯微波消解罐中，加入6mL的浓硝酸，1mL双氧水，按照表2程序升温，待样品冷却到室温再开启罐体，低温赶酸到1mL左右，定容到100mL后，上机测试。 表2.微波消解升温程序 步骤 升温时间t(min) 功率E(W) 目标温度T(℃) 保持时间 Hold (min) 1 3 1500 120 2 2 6 1500 160 30 3 5 1500 185 10 4 5 1500 200 30 酸浓度的影响 酸度的影响：选择1%HNO配制 Li6、SC45、Ge73、Y89、Rh103、In115、Bi209作为内标，采用内差法校正样品。校正曲线采用1%的硝酸配制。分别配制 HNO3浓度为 0%， 2%，5%， 10%和20%的50pg/L (Hg5 ug/L)的溶液，比较酸度对各种元素的影响。 将 K、Ca、Na、Mg、P用 1%HNO3配制成为1.0、5.0、10.0、50.0mg/标准曲线将 IV-ICPMS-71A用1%HNO配制成为1.0、5.0、10.0、50.0、100.0 pg/标准曲线将Hg单标用2%的 HCI配制成 0.5、1.0、2.0 pg/标准曲线选用 Li6、SC45、Ge73、Y89、Rh103、In115、Bi209作为内标， 用1%HNO。和 5%IPA混合液配制成浓度为100 ug/L 23Na 24Mg 31P 39K 44Ca 52Cr 55Mn 56Fe 0%HNO。 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 2%HNO 52.7 48.5 46.5 50.8 40.6 48.7 48.8 51.1 5%HNO3 48.6 49.5 45.1 47.9 35.0 49.0 49.2 51.2 10%HNO 51.3 51.3 48.3 51.8 30.5 50.3 49.7 50.6 20%HNO： 50.9 48.5 57.0 49.7 25.4 47.9 47.5 48.0 63Cu 66Zn 75As 78Se 111Cd 202Hg 208Pb 0%HNO： 50.0 50.0 50.0 50.0 50.0 5.0 50.0 2%HNO： 47.6 38.8 43.9 44.2 43.0 4.9 50.4 5%HNO： 46.7 32.5 40.4 40.7 38.2 5.0 51.2 10%HNO： 45.2 28.0 36.0 35.3 34.7 4.8 52.8 20%HNO： 40.5 22.2 27.9 27.5 29.4 4.7 50.9 图1.硝酸酸度对元素的影响趋势图 以上数据表明 Na、Mg、K、Cr、Mn、Fe、Hg、Pb对于酸度的变化，测定浓度的变化微小；P元素由于硝酸中 NOH 的干扰导致测定浓度偏高，并不是一定是酸度带来的影响； Ca、Cu、Zn、As、Se、Cd 随着硝酸酸度的增加，测定的浓度有很明显的下降，表明在测试过程样品的酸度要与标准曲线酸度保持一致。 奶粉包含蛋白质、糖类、脂肪、矿物质和维生素。奶粉绝大部分都是由碳氢化合物组成，微波消解后实际并不是能够完全消 解完全，转化为二氧化碳和水，有机物会造成样品和标准之间的基体不匹配。为了保持一直性，在内标中加入5%IPA， 这样既可以基质保持一致性，也可以对一些难电离元素的增加电离效率，尤其 P、As、Se有明显的效果，提高元素回收率。 从市场上选取两种市售婴幼儿奶粉1#，2#，同时处理GBW10017、GBW08509a两种标准物质，按照样品制备方法，进行微波消解前处理后，上机测试，结果如下表4： 表4.奶粉样品测定结果 GBW10017 GBW10017 GBW08509a GBW08509a 1# 2# (测定值) (标准值) (测定值) (标准值) Na% 0.471 0.47±0.03 0.525 0.515±0.17 0.182 0.246 P% 0.791 0.76±0.03 1.02 1.04±0.03 0.197 0.218 K% 1.23 1.25±0.05 1.66 1.64±0.04 0.471 0.610 Ca% 0.902 0.94±0.03 1.25 1.28±0.02 0.324 0.363 Mg mg/kg 912 960±70 1279 1310±60 441 528 Cr mg/kg 0.356 0.39±0.04 1.12 / 0.120 0.387 Mn mg/kg 0.516 0.51±0.17 0.269 0.29±0.02 0.572 0.847 Fe mg/kg 7.59 7.8±1.3 3.45 3.26±0.2 7.41 6.34 Cu mg/kg 0.551 0.51±0.13 0.348 0.35±0.03 4.97 6.27 Zn mg/kg 31.2 34±2 45.8 47.1±2 30.0 24.9 As mg/kg 0.039 0.031±0.007 0.021 / 0.034 0.026 Se mg/kg 0.10 0.11±0.03 0.17 0.17±0.03 0.122 0.061 Cd u g/kg 2 / 2 / 1 2 Hg ug/kg 1 / 1 / 2 2 Pb mg/kg 0.079 0.07±0.02 0.039 / 0.057 0.100 测定结果表明在奶粉中不论是营养元素 Na、K、Ca、P、Mg 在 KED 碰撞模式下，可以得到很好的测试效果；而微量元素 Cr、Mn、Fe、Cu、Zn、As、Se、Cd、Hg、Pb 结论 本文所建立的微波 ICP-MS 测定奶粉中的营养元素和微量元素的方法。文中介绍了奶粉采用硝酸和双氧水，在高压微波消解罐中200℃高温高压下，破坏蛋白质、糖类、脂肪等，达到样品完全消解的要求。采用 5%IPA配制的内标，降低奶粉的有机物基体效应，在一种模式下既准确测定Na、K、Ca、P、Mg营养元素，也测定了 Cr、Mn、Fe、Cu、Zn、As、Se、Cd、Hg、Pb微量元素，提高了样品的测试效率。 ( 1.GB10767-1997《婴幼儿配方奶粉及婴幼儿充充谷粉通用技术条件》 ) ThermoFisher 奶粉是以新鲜牛奶或羊奶为原料，添加适量的维生素、矿物质等，采用物理方法除去乳中几乎全部的水分，加工而成的食品。按照适用的人群范围和类别可划分为普通型奶粉、配方型奶粉和和修养型奶粉。这当中包括全脂、脱脂、速溶、加糖、婴幼儿、牛初乳、免疫、成长、孕妇和特殊配制等奶粉产品。婴幼儿配方乳粉是广大婴幼儿的主要食品，其质量安全直接关系下一代的健康成长，关系亿万家庭的幸福和国家民族的未来，婴幼儿配方食品质量安全工作历年来都受到各部门高度重视，因此严格婴幼儿配方乳粉生产企业许可条件，参照药品管理的措施，提高原辅料把关、生产过程控制、检验检测能力等的要求，全面实施《粉状婴幼儿配方食品良好生产规范》（GB 23790-2010），加强对执行情况的检查审核。根据《食品卫生法》的规定，结合我国婴幼儿健康和正常生长发育所需的营养要求，由卫生部制定了 GB 10765《婴儿配方食品》和 GB 10767《较大婴儿和幼儿配方食品》强制性国家标准，标准中规定了婴幼儿配方食品中原料、矿物质、污染物等方面的要求。在婴幼儿奶粉检测中 , 常需分析常量元素 K、Na、Mg、P、Ca, 微量元素 Cu、Mn、Zn 以及痕量元素 As、Se、Hg、Pb。在国家标准中 :K、Na、Mg、Ca、Cu 和 Zn 采用的分析方法是火焰原子吸收法或电感耦合等离子体发射光谱法[1],Pb 采用石墨炉原子吸收光谱法 [2],As 采用氢化物原子荧光光谱法 [3], 这些方法的缺点 1) 原子吸收和原子荧光法需要一个元素一个元素的分析 , 速度太慢 ; 2) 方法的干扰较大 , 经常难以得到准确结果 ; 3) 没有一种方法可同时分析所有这 12 种元素。本文所建立的微波 ICP-MS 测定奶粉中的营养元素和微量元素的方法。文中介绍了奶粉采用硝酸和双氧水，在高压微波消解罐中 200℃高温高压下，破坏蛋白质、糖类、脂肪等，达到样品完全消解的要求。采用 5%IPA 配制的内标，降低奶粉的有机物基体效应，在一种模式下既准确测定 Na、K、Ca、P、Mg 营养元素，也测定了 Cr、Mn、Fe、Cu、Zn、As、Se、Cd、Hg、Pb微量元素，提高了样品的测试效率。