奶粉中元素含量检测方案(无机质谱仪(Inorganic-MASS))

SSL-CA14-532Excellence in Science Excellence in ScienceICPMS-028 上海市徐汇区宜州路180号华鑫天地二期C801栋 咨询电话：021-34193996http：//www.shimadzu.com.cn ICPMS-2030 测定奶粉中多元素的含量 ICPMS-028 摘要：参考标准GB 5009.268-2016《食品安全国家标准食品中多元素的测定》，采用微波消解法消解奶粉样品，使用岛津ICPMS-2030 型电感耦合等离子体质谱仪测定了奶粉中多元素的含量。结果表明，多元素方法检出限在0.0005~4 mg/kg，使用标准物质进行验证，测定值与标准值吻合；样品测定精密度(RSD， n=6)小于4%。该方法操作简单快速，精密度和准确度高，可同时测定食品中常量、微量和痕量元素的含量，满足食品中多元素分析的测定要求。 食品中的元素主要分2类，一类为必需元素，如K、Na、Ca、Mg、Fe、Zn、Cu 等常量微量元素，这些必需元素如果过量也会对人体造成毒害。二类为有毒元素，如 Pb、Cd、As、Cr等痕量元素。测定食品中常量微量元素，对评价食品的营养价值、开发、强化食品具有重要意义，有利于食品加工工艺的改进和食品质量的提高。测定食品中的重金属元素，可以了解食品被污染的情况，以便采取相应措施，查清和控制污染源，保证食品的安全和食用者的健康。 以往单个元素的测定方法标准已难以应对食品多元 实验部分 素检测的日常工作要求，2017年6月18日执行了 GB5009.268-2016《食品安全国家标准食品中多元素的测定》标准，标准规定了电感耦合等离子体质谱 (ICP-MS)法的分析方法，该法可以实现常量、微量和痕量元素同时测定，且具备线性范围宽、测试速度快、准确度高等优点。 本文参考 GB 5009.268-2016《食品安全国家标准食品中多元素的测定》标准，采用微波消解法消解奶粉样品，使用岛津ICPMS-2030 型电感耦合等离子体质谱仪测定了奶粉中样品中常量、微量和痕量元素的含量。 1.1仪器 岛津ICPMS-2030电感耦合等离子体质谱仪 1.2 实验器皿及试剂 实验所用器皿分别为塑料或玻璃材质，使用硝酸溶液(1+1)浸泡24小时后，用去离子水冲洗，干燥备用；实验用硝酸为优级纯硝酸；实验用水为超纯去离子水。 1.3样品处理 参考GB/T5009.268-2016，准确称取约0.2g样品，精确至0.001g。置于聚四氟乙烯消解罐中，加入5 mL 硝酸，静置1h后放入微波消解仪中设置升温程序进行消解，消解完成后冷却至室温取出，缓慢开罐排气，用少量水冲洗内盖，并将消解罐置于电热板上低温加热30 min，用纯水定容至50 mL，混匀。定容样品溶液稀释10倍后进行常量元素测定。同法做空白实验。 1.4仪器参数 等离子体参数： 雾化器类型：同心 高频功率：1.2kW 雾室温度：5℃ 辅甫气流速：1.1L/min 高频频率：27.12 MHz 矩管类型： Mini 碰撞池参数： 雾化室：旋流 碰撞气种类：He 采样深度：5.0mm 池电压：-21V 等离子体气流速：8.0L/min 碰撞气流速：6.0mL/min 结果与讨论 2.1标准曲线溶液配制 使用5%硝酸配制不同浓度的混合标准溶液，标准溶液浓度见表1。使用在线内标组件，内标元素为Sc、Ge，Re 和Rh， Sc 和 Ge 浓度为1000 ppb， Re 和 Rh 浓度为 100 ppb。 表1标准溶液浓度及分析质量数 元 质量数 标准曲线浓度(ug/L) 素 (amu) STD1 STD2 STD3 STD4 STD5 STD6 STD7 STD8 STD9 Ca 44 0 -- -- -- 200 2000 -- -- 10000 Cd 111 0 0.1 1 10 -- -- -- -- -- Cu 63 0 0.1 1 10 100 -- -- -- Fe 56 0 0.1 1 10 100 1000 -- -- -- K 39 0 -- -- -- 100 1000 5000 10000 -- Mg 24 0 -- -- 100 1000 5000 -- -- Mn 55 0 0.1 1 10 100 -- -- Na 23 0 -- -- -- 100 1000 5000 10000 -- Zn 66 0 0.1 1 10 100 1000 -- -- 注：为使用氦气碰撞模式 2.2元素标准曲线如下： 图1 Ca元素的标准曲线 r=0.99994 图2Cd元素的标准曲线r=1.0000 图33(Cu元素的标准曲线r=1.0000 图4 Fu元素的标准曲线r=0.99998 图5K元素的标准曲线r=0.99997 图6Mg元素的标准曲线 r=0.99999 2.3碰撞池技术及元素质量轮廓图 ICP-MS分析中，由于多原子离子形成的谱线干扰，造成灵敏度下降以及测定值产生误差。食品分析中具有代表性的干扰包括：4Aro 对5Fe的干扰， 40Ar²Na 对Cu 的干扰， 40Ar²Mg 对66Zn的干扰等，针对这些干扰，ICPMS-2030 的八极杆碰撞池通过引入氦气碰撞，可以有效地消除多原子离子干扰。下图为元素的质谱峰轮廓图。 图7Ca的谱峰轮廓图 图8 Cu的谱峰轮廓图 图9K的谱峰轮廓图 图10Mg的谱峰轮廓图 图11Mn的谱峰轮廓图 2.4方法检出限 按照实验方法对标准曲线空白的分析元素进行11次测定，以结果的3倍标准偏差所对应的浓度值作为仪器检出限，并根据样品处理方法计算方法检出限和方法定量限，结果列于表2。 表2方法检出限 元素 仪器检出限 方法检出限 GB 5009.268-2016检出限 方法定量限 (ug/L) (mg/kg) (mg/kg) (mg/kg) 44Ca 3 0.8 1 2 111Cd 0.002 0.0005 0.002 0.001 63Cu 0.04 0.01 0.05 0.03 56Fe 0.09 0.02 1 0.07 39K 3 0.8 1 2 24Mg 0.2 0.05 1 0.2 55Mn 0.04 0.009 0.1 0.03 23Na 4 1 1 3 66Zn 0.3 0.07 0.5 0.2 2.5方法准确性 按照实验方法，测定奶粉标准物质 ERM-BD151。分析结果表明，样品测定值与标准值吻合，6次测定的标准偏差绝大部分小于4%。该法的精密度和准确度较高。 表33ERM-BD151质控样品的测定结果 分析 理论值 测定值 RSD (n=6) 元素 (mg/kg) (mg/kg) (%) Ca 13.9±0.7 13.5 2.11 Cd 0.106±0.013 0.095 7.92 Cu 5.00±0.23 5.12 1.03 Fe 53±4 53.5 0.41 K 17.0±0.8 17.4 0.46 Mg 1.26±0.07 1.30 0.44 Mn 0.29±0.03 0.30 4.3 Na 4.19±0.23 4.01 2.84 Zn 44.9±2.3 39.8 0.43 结论 使用岛津公司新品 ICPMS-2030 电感耦合等离子体质谱仪并结合碰撞池技术，测定了奶粉中常量、微量和痕量元素的含量。实验结果表明，质控样品测定值与标准值吻合，精密度小于4%。该方法具有灵敏度高，检出限低，精密度高，分析速度快，操作简单，准确度高等特点，可满足食品样品中常量、微量和痕量元素同时分析的要求。 岛津全球应用技术开发支持中心 使用岛津公司新品ICPMS-2030电感耦合等离子体质谱仪并结合碰撞池技术，测定了奶粉中常量、微量和痕量元素的含量。实验结果表明，质控样品测定值与标准值吻合，精密度小于4%。该方法具有灵敏度高，检出限低，精密度高，分析速度快，操作简单，准确度高等特点，可满足食品样品中常量、微量和痕量元素同时分析的要求。