植物性食品玉米、大米、小麦、圆白菜中16种稀土元素检测方案(ICP-MS)

SSL-CA19-018Excellence in Science Excellence in ScienceICPMS-100 ICP-MS测定植物性食品中稀土元素 ICPMS-100 摘要：参考《GB 5009.94-2012食品安全国家标准植物性食品中稀土元素的测定》，使用岛津ICPMS-2030测定了玉米、大米、小麦、圆白菜、豆角、苹果和茶叶等多种植物性食品中16种稀土元素。试验结果表明，该方法各元素方法检出限为1.19~543ng/kg， 测定值与标准物质结果一致，适用于植物性食品中稀土元素的快速分析测定。 关键词： ICP-MS植物性食品稀土元素 化学元素周期表中镧系元素——镧(La)、(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钜(Pm)、衫(Sm)、销(Eu)、钆(Gd)、铖(Tb)、镝(Dy)、钦(Ho)、铒(Er)、(Tm)、镜(Yb)、镨(Lu)以及与镧系元素密切相关的元素元 (Y) 和 (Sc)称为稀土元素 (Rare EarthElements， REE)。 除钜元素外，其它16种元素广泛存在于自然界中。稀土元素具有独特的物理化学性质，农业应用中具有促进种子萌发、提高种子发芽率，增强作物光合作用、作物增产等作用，我国从20世纪90年代开始推广稀土肥料，施入土壤、叶面喷肥等。稀土元素在农业生产中的应用扩大，导致其在土壤、植物和水体之间迁移，分布浓度含量较高。 稀土元素可能具有环境蓄积性、生殖和免疫毒性、生物吸收与富集等特性。出于健康安全考虑，卫生部1991年出台了《GB 13107-1991 植物性食品中稀土限量卫生标准》，后被整合至食品国家安全标准《GB 2762-2005食品中污染物限量》。由于稀土元素在强制性食品安全标准中的限定要求，执行中的检测方法成为关注焦点。在《GB/T 5009.94-2003植物性食品中稀土的测定》使用分光光度三波长法检测镧、、谱、钕、钐等五种稀土元素氧化物含量，作为稀土元素总量。在其修订版本《GB 5009.94-2012 食品安全国家标准植物性食品中稀土元素的测定》中，方法变更为 ICP-MS，要求检测、、镧、、镨、钕、、、钆、铽、、、铒、、镜、等16种稀土元素。检测方法改变及其在实际应用尤其是茶叶领域中的一些争议和争论，最终在食品中污染物限量标准2017版本中删除了稀土限量要求。 ICP-MS 作为高灵敏度、多元素快速分析的无机质谱技术，是痕量、超痕量元素分析的主要手段。本文使用ICP-MS 分析了玉米、大米、小麦、圆白菜、豆角、苹果和茶叶等多种植物性食品中稀土元素含量。 |实验部分 1.1仪器 微波消解仪，天平，岛津ICPMS-2030电感耦合等离子体质谱仪。 1.2仪器分析条件 ICP-MS仪器分析条件见表1。 表1 ICP-MS分析条件 参数 参数设定 参数 参数设定 高频功率 1.20kW 等离子体气流速 8.5 L/min 辅助气流速 1.10 L/min 载气流速 0.70 L/min 炬管类型 Mini炬管 雾化器 同轴 雾化室 旋流雾室 雾化室温度 5℃ 采样深度 5.0mm 高频频率 27.12 MHz 碰撞气体 He 碰撞气流速 6 mL/min 池电压 -21V 能量过滤器电压 7.0V 样品的前处理 准确称取 0.500g样品于微波消解罐中，加入6mL HNO3、2mLH202， 加盖预消解1h后微波消解，升温程序见表2。消解结束冷却后用少量水冲洗内盖，转移至50 mL离心管中，纯水定容至25g。 表2微波消解升温程序 步骤 控制温度(℃) 升温时间(min) 恒温时间(min) 1 120 5 5 2 150 5 10 3 190 5 20 ■结果讨论 3.1标准曲线和检出限 用1% HNOs将稀土元素混合标准溶液稀准为0、0.05、0.10、0.20、0.50、1.00、2.00、5.00、10.00ug/L的标准序列；部分元素标准曲线如图1所示。连续测定空白计算检出限(DL)，仪器检出限(IDL) 和方法检出限(MDL)结果见表3，各元素方法检出限为1.19~543 ng/kg。 图1部分元素标准曲线 °一秋秋占与‘t酯 米料虫唑秋凿甲图「米王雄凿烘E 0L STO 666660 adst ZLT 9人 9T O9T ZE0 S96660 68 人 6TT 乙00 886660 ad8 69T WI tT Z90 TO0 886660 adst 6ST 91 ET 6LT 980 866660 LtT WS ZT EtS 60T 906660 a9i St TT ET'S 0T'0 L66660 yd got TtT Jd OT 0'tE 890 866660 adst 9tT PN 6 96T t00 L66660 adst SLT n7 8 O'LT E0 966660 6ET e7 9L'T t00 66660 ads S9T oH 9 TL'E 200 866660 adst LST p9 88't 600 266660 d98 EST n3 tZZ t00 666660 99T J3 SZT 9乙0 666660 adst E9T g Z EEE 200 t66660 ydot 0tT ao (8)/8u) 70W (7/3u)701 当关胖 削E 表4植物性食品中稀土元素含量测试结果(平均值±SD， n=3， 单位 pg/kg) 元素 质量 玉米 (GSB-3) 圆白菜(GSB-5) 苹果(GSB-10) 豆角(GSB-12) 小麦 (GSB-24) 茶叶 大米 数 测定结果 标准值 测定结果 标准值 测定结果 标准值 测定结果 标准值 测定结果 标准值 测定结果 测定结果 Ce： 140 115±1.5 120±20 45±1.1 44±4 22.9±0.4 25±5 336±1.5 350±70 15.6±0.3 13.0±2.4 111±6 16.4±0.5 Dy/ 163 3.02±0.17 3.2±0.8 2.18±0.06 2.6±0.7 0.72±0.01 1.1 22.9±1.5 23±3 0.83±0.02 0.9±0.2 8.35±0.25 0.58±0.01 Er 166 1.73±0.13 1.7±0.4 1.23±0.02 1.4 0.43±0.02 0.65 12.0±0.7 12±2 0.46±0.02 0.5±0.1 5.63±0.13 0.33±0.01 Eu 153 0.51±0.14 0.6 0.85±0.03 3.6 0.27±0.02 0.7 7.06±0.09 7.2±1.5 0.26±0.02 0.45±0.14 1.85±0.09 0.16 Gd 157 2.93±0.12 4.3±0.9 2.39±0.01 3.1±0.5 0.79±0.010.95±0.22 27.9±1.0 28±3 1.08±0.05 1.1±0.2 8.73±0.23 0.65±0.02 Ho 165 0.71±0.15 0.66±0.15 0.45±0.01 0.5 0.15±0.01 0.25 4.51±0.25 4.5±0.7 0.18 0.20±0.05 1.88±0.04 0.13 La 139 47.2±0.6 57±6 21.0±0.1 24±3 10.2±0.2 14±4 164±1 170±30 7.25±0.15 8.1±1.4 65.3±2.3 5.58±0.13 Lu 175 0.35±0.15 0.21 0.20±0.01 0.16 0.07±0.01 1.62±0.12 1.77±0.24 0.07 0.07 0.94±0.04 0.04 Nd 146 19.0±0.2 22±4 14.9±0.2 15±2 6.65±0.1 6 165±0.4 140±30 6.03±0.08 6.0±1.2 44.0±1.8 3.35 Pr 141 6.80±0.25 7±1 4.34±0.06 4.0±0.6 1.81±0.07 1.8±0.3 40.0±0.3 38±5 1.67±0.04 1.4±0.2 12.6±0.2 1.07±0.02 Sc 45 2.93 3.5±0.9 10.6±0.9 7 2.53±0.18 85.5±1.5 67±14 12.2±1.2 4 13.6±1.2 104±5 Sm 147 2.92±0.10 3.2±0.5 2.72±0.10 3.2±0.7 0.90±0.02 1.5±0.5 33.3±0.9 29±4 1.18±0.01 1.06±0.10 8.45±0.30 0.63±0.01 Tb) 159 0.62±0.15 0.73±0.24 0.37±0.01 0.5 0.13 4.03±0.24 4.1±0.5 0.15 0.17±0.05 1.36±0.03 0.10±0.01 Tm 169 0.25 0.27 0.19±0.01 0.23 0.07 0.12 1.71±0.11 1.8±0.3 0.07 0.12±0.04 0.92±0.02 0.05 Y 89 18.0±0.2 21±4 13.6±0.4 15±2 7.90±0.25 8±2 141±2 155±17 97.3±0.8 100±20 62.8±0.8 2190±10 Yb) 172 1.60±0.14 1.6±0.2 1.14 1.4±0.4 0.41±0.01 0.66 10.2±0.8 11±2 0.42±0.01 0.48±0.12 5.88±0.13 0.31±0.01 ■结论 参考食品安全国家标准《GB 5009.94-2012 食品安全国家标准植物性食品中稀土元素的测定》，使用岛津ICPMS-2030测定了玉米、大米、小麦、圆白菜、豆角、苹果和茶叶等不同植物性食品中稀土元素。该方法灵敏度高，适用于植物性食品中稀土元素的同时、快速测定。 上海市徐汇区宜州路180号华鑫天地二期C801栋 Building C801， No.180 Yizhou Road， Shanghai -SWdDIuaps u! aouajjeoxnzaVWIHS 岛津企业管理(中国)有限公司分析中心Shimadzu(China)CO.，LTD. Analytical Applications Centerhttp：//www.shimadzu.com.cn咨询电话：otline： 参考《GB 5009.94-2012 食品安全国家标准 植物性食品中稀土元素的测定》，使用岛津ICPMS-2030测定了玉米、大米、小麦、圆白菜、豆角、苹果和茶叶等多种植物性食品中16种稀土元素。试验结果表明，该方法各元素方法检出限为1.19~543 ng/kg，测定值与标准物质结果一致，适用于植物性食品中稀土元素的快速分析测定。