芹菜中金属元素检测方案(无机质谱仪(Inorganic-MASS))

SSL-CA14-542Excellence in Science Excellence in ScienceICPMS-032 岛津全球应用技术开发支持中儿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 测定芹菜中多种金属元素 ICPMS-032 摘要：参考GB5009.268-2016《食品安全国家标准食品中多元素的测定》标准，采用微波消解样品前处理方法，使用岛津ICPMS-2030型电感耦合等离子体质谱仪测定了芹菜中 As、Cd、Cr、Hg、Pb、Ni 和 Fe等20种金属元素含量。结果表明，该方法具有灵敏度高，检出限低(0.017~2.16mg/kg)， 精密度高(RSD<4.0%)，测定结果与芹菜标准参考物质(GBW(E)10048)标准值吻合，该方法适用于蔬菜中多元素检测。 关键词：食品芹菜 ICPMS-2030 金属元素 随着经济的飞速发展，工业污染越来越严重，工厂未经处理排污情况依然难控，污水灌溉和污泥施用造成土壤中重金属元素的积累。蔬菜主要通过根系从土壤中吸收、富集重金属，从而间接造成了蔬菜菜重金属污染。蔬菜中积累的重金属可通过食物链进入人体，给人类健康带来潜在的危害。在人们对农产品质量安全日益关注的情况下，对蔬菜重金属的检测尤为重要。 以往蔬菜中重金属检测方法有比色法、紫外可见分光光度法、原子吸收分光光度法、原子荧光分光光度法、 ICP-AES 法，前4种方法须单个元素逐一分析，测定速度慢，效率低， ICP-AES 法对于汞、镉、砷等元素的检出能力低，灵敏度不够。 ICP-MS具有灵敏度高、抗干扰能力强、线性范围宽、可同时进行多元素分析等优点，在元素分析领域的应用进展迅速。本文 GB5009.268-2016标准，采用微波消解样品，使用 ICP-MS 测定芹菜中 As、Cd、Cr、Hg、Pb、Ni 和Fe 等20种金属元素含量。该方法可适用于各类蔬菜大批量样品中多种元素同时检测。 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；实验所用 HNO， 为优级纯试剂，实验用水为超纯去离子水。 1.3样品的前处理 样品于80℃烘4h后用于测试，称取0.2g(精确至0.0001 g)试样于聚四氟乙烯微波消解罐中，加入6mLHNO，，盖上消解罐盖，放入微波消解仪中按照表1程序消解。消解结束后冷却至室温，打开密密消解罐，转移至50mL 烧杯中置于电热板上加热赶酸，待完成后，使用去离子定容至25 mL容量瓶中。同法制作样品空白。 表1微波消解程序 阶段 升温时间/min 温度/℃ 保持时间/min 1 10 120 10 2 10 180 30 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℃ 辅助气流速：1.1L/min 高频频率：27.12MHz 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 载气流速：0.7L/min 能量过滤器电压： 7.0V 结果与讨论 2.1标准曲线溶液配制 使用20%HNO， 配制 As、Cd、Cr、Hg、Pb、Ni、Fe等20种元素的标准曲线溶液，配制浓度如表2所示。配制汞标准曲线时，需加入汞标准稳定剂：取2mL金元素(Au)溶液，用硝酸溶液(5+95)稀释至1000mL， 终冬度为2mg/L 用于汞标准溶液的配制。内标溶液为185Re、Rh、103Ge 及“SSc， 浓度为200 ug/L，内标采用在线加标。 表2标准溶液浓度及分析质量数 元素 质量数 标准曲线浓度(ug/L) (amu) STD1 STD2 STD3 STD4 STD5 STD6 As 75 0.00 0.5 2.0 5.0 20.0 50.0 Ba 137 0.00 5.0 20.0 50.0 200 500 Cd 111 0.00 0.2 0.5 2.0 5.0 20.0 Co 59 0.00 0.6 2.4 6.0 24.0 60.0 Cr 52 0.00 0.6 2.4 6.0 24.0 60.0 Cu 65 0.00 2.0 5.0 25.0 75.0 250 Fe 56 0.00 50.0 200 500 2000 5000 Hg 202 0.00 0.2 1.0 4.0 K 39 0.00 50.0 200 500 2000 5000 Mg 24 0.00 20 50.0 200 500 2000 Mn 55 0.00 5.0 20.0 50.0 200 500 Mo 95 0.00 0.5 2.0 5.0 20.0 50.0 Na 23 0.00 50.0 200 500 2000 5000 Ni 60 0.00 0.6 2.4 6.0 24.0 60.0 Pb 208 0.00 0.5 2.0 5.0 20.0 50.0 Sb 123 0.00 0.1 0.2 0.5 2.0 5.0 Sr 88 0.00 0.5 2.0 5.0 20.0 50.0 T1 205 0.00 0.1 0.2 0.5 2.0 5.0 V 51 0.00 0.2 0.5 2.0 5.0 20.0 Zn 65 0.00 5.0 20.0 50.0 200 500 2.2部分元素标准曲线如下： 图1As元素的标准曲线 r=0.9999 图2Zn元素的标准曲线r=0.9998 图3Pb元素的标准曲线r=0.9999 图4 K元素的标准曲线r=0.9999 图5 Cd元素的标准曲线r=1.0000 图6 Ba元素的标准曲线r=0.9999 2.3部分元素质量轮廓图 质谱分析存在着同量异位素干扰、多原子离子干扰、难熔氧化物干扰、双电荷离子干扰和基体干扰等多种类型的干扰因素。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、难熔氧化物干扰、双电荷离子干扰干扰。当分析结果异常，需要经验去识别甄选时，岛津LabSolutions ICPMS 软件具有独特的“诊断助手”功能，可根据各元素的质量灵敏度、等效背景浓度、干扰情况等因素综合判断，对结果做出“Best”，““Good”和“NG”的判断，并给出相应的诊断依据，可大大提高分析效率并保证分析结果的准确性。 kcps As 75 图7/As元素质量轮廓图 图8Ba元素质量轮廓图 图9 Cd元素质量轮廓图 图10 Pb元素质量轮廓图 2.4汞记忆效应 使用 ICP-MS 测定汞标准溶液时，记忆效应很强，很难清洗。岛津 ICP-MS 2030 采用惰性管路系统，在样品测定及标准溶液加入一定量的汞标准稳定剂(金溶液，浓度为2 mg/L)时，吸附明显降低，进样时的正常清洗就可有效清除进样系统中的残留汞。采用 2.00 ug/L 的汞标准溶液连续进样10次，结果分别为：2.03、2.00、1.99、2.01、1.98、2.00、1.98、2.03、2.02、2.00 ug/L，结果满意。 同时在进样2.00 ug/L的汞标准溶液后，采用5%硝酸空白溶液进行测定，检测 ICP-MS 2030 对汞的记忆效应测定，实验结果如图11所示，用ICP-MS 2030测定汞，依靠其进样系统的惰性管路及金溶液可以很好的消除汞的记忆效应。在汞检测中，可根据所检测汞的浓度，选择合适的金浓度来消除记忆效应。 图11汞记忆效应实验 2.5样品分析结果及检出限 使用ICPMS-2030测定芹菜标准参考物质(GBW(E)10048)中的 Asi Cd cr、Hg、Pb、Ni和Fe等20种金属元素含量。对样品空白的分析元素进行11次测定，计算各元素的方法检出限，按照样品质量0.20 g， 定容体积25mL，计算出各元素的方法检出限，实验结果见表3。 表33 GBW(E)10048分析结果 元素 校正内标 检出限 标准值 测定结果 RSD(%) (pg/kg) (mg/kg) (mg/kg) (n=3) As 72Ge 0.74 0.39±0.08 0.39 1.25 Ba 103Rh 5.31 17.3±2.3 19.5 3.93 Cd 103Rh 0.15 0.092±0.006 0.092 2.88 Co 72Ge 0.42 0.25±0.02 0.22 0.06 Cr 45Sc 2.30 1.35±0.22 1.12 2.18 Cu 72Ge 20.75 8.2±0.4 8.5 0.04 Fe 45Sc 7.83 597±34 556 2.20 185Re 0.26 0.0146±0.0024 0.0164 1.01 45Sc 2162.50 27±2 28 2.92 Mg* 45Sc 107.50 5.3±0.3 5.1 1.99 Mn 45Sc 1.60 45±2 44 2.82 Mo 103Rh 1.73 1.02±0.09 1.03 1.80 Na* 45Sc 651.25 21.7±2.3 22.0 1.71 Ni 72Ge 10.00 1.8±0.4 1.46 0.36 Pb 185Re 0.66 2.7±0.7 2.7 2.36 Sb 103Rh 0.58 (0.056) 0.057 1.85 Sr 103Rh 0.84 213±19 220 3.67 Tl 185Re 0.09 0.021±0.004 0.017 1.65 V 45Sc 0.32 1.3±0.3 1.0 0.85 Zn 72Ge 15.50 26±2 27 1.12 注： “±”后的数据为不确定度，括号内的数值为参考值 *：KMgNa标准值及测定结果的单位为g/kg 结论 使用岛津公司新品 ICPMS-2030电感耦合等离子体质谱仪测定芹菜标准参考物质 (GBW(E)10048)中的As、Cd、Cr、Hg、Pb、Ni 和 Fe 等20种金属元素含量，分析结果与标准值吻合。该方法具有灵敏度高，检出限低(0.017~2.16mg/kg)， 精密度高(RSD<4.0%)，分析速度快，操作简单，可行度高等特点，线性范围宽，该方法可适于食品样品中的微量金属元素测定。岛津 ICPMS-2030 适用于痕量元素的测定，特别是汞的检测，通过岛津 ICP-MS 2030 惰性进样系统及合理浓度的汞标准稳定剂(金溶液)的使用，可大大减少汞在测定时的记忆效应。 随着经济的飞速发展， 工业污染越来越严重，工厂未经处理排污情况依然难控，污水灌溉和污泥施用造成土壤中重金属元素的积累。蔬菜主要通过根系从土壤中吸收、富集重金属，从而间接造成了蔬菜的重金属污染。蔬菜中积累的重金属可通过食物链进入人体，给人类健康带来潜在的危害。在人们对农产品质量安全日益关注的情况下，对蔬菜重金属的检测尤为重要。以往蔬菜中重金属检测方法有比色法、紫外可见分光光度法、原子吸收分光光度法 、原子荧光分光光度法、ICP-AES法 , 前4种方法须单个元素逐一分析, 测定速度慢, 效率低, ICP-AES法对于汞、镉、砷等元素的检出能力低, 灵敏度不够。ICP-MS 具有灵敏度高、抗干扰能力强、线性范围宽、可同时进行多元素分析等优点，在元素分析领域的应用进展迅速。本文GB 5009.268-2016标准，采用微波消解样品，使用ICP-MS测定芹菜中As、Cd、Cr、Hg、Pb、Ni和Fe等20种金属元素含量。该方法可适用于各类蔬菜大批量样品中多种元素同时检测。