圆白菜 、 菠菜、奶粉等食品中铝、硼、钡、钙、铜、铁等16种元素检测方案(ICP-AES)

thermoscientific 电感耦合等离子体发射光谱iCAP 7000 Duo测定食品中16种元素含量 李晓丽 王飞 荆淼 赛默飞世尔科技(中国)有限公司色谱质谱部 1.引言 《GB5009.268-2016食品安全国家标准食品中多元素》自2017年6月23日实施以来受到了广泛的关注。食品中元素可以分为营养元素和有毒元素，例如钾钠钙镁铁铜锌硒等元素属于人体必需或者某些酶必需元素，而像铅、镉、汞、砷等属于有害元素，对神经系统、消化系统等有极大损伤。各种各样的食品在进入人体前，除了在长生过程中受到地域性金属本底的影响，近年来还受到污水、污泥、肥料、采矿以及工业废弃物的肆意排放等影响，使一些地区食品中重金属污染日益严重。民以食为天，食品中营养元素和重金属元素的准确测定具有重要的意义。 关键词 2.1仪器与试剂 2.1.1 Thermo Scientific iCP 7000 Duo 光谱仪 2.1.2控温电热板 2.1.3超纯水机(Fisher Scientific ) 2.1.4硝酸，65% v/v (Trace Metal ， Fisher Scientific ) 2.1.5浓硫酸， 98% v/v(GR，国药) 2.1.6双氧水， 37% v/v(GR，国药) 2.1.724元素标准溶液 ，1000pg/mL( SPEX CertiPrep) 2.1.8B、P单元素标准溶液，1000pg/mL(国家标准物质研究中心) 2.1.9微量移液器(Fisher Scientific) 2.1.10 50mL HDPE 离心管 (NALGENE) 2.2样品前处理 准确角取0.2g(精确至0.001g) 试样于玻璃消解器皿中，加8mL硝酸、1mL双氧水、0.5mL浓硫酸，盖上表面皿，预消解半小时后，于石墨消解装置上消解，先80℃加热半小时，120℃加热消解，之后170℃消解至略带黄色，去掉表面皿，继续加热至消化液呈无色透明或浅黄色，消解液剩余2mL左右，加少量水复溶后冷却，用水定容至20mL，混匀备用，同法做空白试验。 2.3标准溶液 多种微量元素标准曲线：分别移取1000ug/mL (SPEXCertiPrep)多种微量元素混合标准溶液和B、P单元素标准溶液，加入1mL硝酸后定容至50mL配制成混合标准溶容，各各准溶液溶度请见下表，单位 mg/L。 表1.各元素标准曲线梯度 元素 STD-1 STD-2 STD-3 STD-4 AI 0.1 0.2 0.5 10 B 0.1 0.2 0.5 1.0 Ba 0.5 1.0 2.0 5.0 Ca 10 20 50 100 Cu 0.1 0.2 0.5 1.0 Fe 0.5 1.0 2.0 5.0 K 10 20 50 100 Mg 10 20 50 100 Mn 0.1 0.2 0.5 1.0 Na 10 20 50 100 Ni 0.1 0.2 0.5 1.0 P 10 20 50 100 Sr 0.1 0.2 0.5 1.0 Ti 0.1 0.2 0.5 1.0 2.4测定条件 表2.仪器参数设置 参数 设置条件 进样泵管 Mini pump sample tubing 排液泵管 Mini pump drain tubing 泵速 50 rpm 雾化器 石英同心雾化器 载气流量 0.6 L/min 雾化室 高效旋流雾化室 炬管中心管 石英，2.0mm中心管 观测方式 双向 RF功率 1150W 辅助气流量 0.5 L/min 积分时间 8秒UV/3秒 Visible 重复次数 3 图1.B249.773nm 受Fe249.782干扰 图2.B249.678nm 受 Fe249.653干扰 图3B 208.959nm不受干扰的信号图 图4B208.959nm 标准曲线 本法对待测的每个元素各各取了2~3条谱线用于实验，通过对每条谱线进行标准溶液、样品空白和得到的强度图进行对比，选择无谱峰干扰、信背比高的谱线作为分析谱线，元素所选谱线信息和标准曲线拟合系数如表3所示。 表3.选择谱线与相关系数 元素 波长 拟合系数 AI 396.1nm 0.9993 B 208.9nm 0.9999 Ba 455.4nm 0.9990 Ca 422.6nm 0.9999 Cu 324.7nm 0.9999 Fe 259.1nm 0.9996 K 766.5nm 0.9999 Mg 285.2nm 0.9998 Mn 257.6nm 0.9998 Na 330.2nm 0.9999 Ni 221.6nm 0.9999 P 177.4nm 0.9993 Sr 407.7nm 0.9989 Ti 334.9nm 0.9999 V 292.4nm 0.9999 Zn 213.8nm 0.9999 3. 实验结果与讨论 3.1生物成分分析标准物质的测试 实验选取生物成分分析标准物质圆白菜GBW10014(GSB-5)、菠菜GBW10015(GSB-6)、奶粉GBW10017(GSB-8)进行了测量，其标准物质推荐值、实际测量值信息如表4所示。三种标准物质中的16种元素都在标准值范围内。由此可见， ThermoScientific iCAP 7000 Duo可对食品中的多元素进行快速、准确的测量。 表4.三种标准物质测定结果 元素 单位 GBW10014圆白菜 GBW10015 菠菜 GBW10017 奶粉 测定值 标准值 测定值 标准值 测定值 标准值 AI % 0.0145 0.0166±0.0022 0.055 0.061±0.006 0.0025 (0.003) B mg/kg 18.34 19.6±1.7 22.64 25±2 1.71 1.56±0.22 Ba mg/kg 14.4 12±2 8.607 9.0±0.8 0.8086 1.0±0.3 Ca % 0.6945 0.70±0.02 0.6455 0.66±0.03 0.9517 0.94±0.03 Cu mg/kg 2.549 2.7±0.2 9.111 8.9±0.4 0.4146 0.51±0.13 Fe mg/kg 91.97 98±10 539.9 540±20 7.56 7.8±1.3 K % 1.523 1.55±0.06 2.359 2.49±0.11 1.223 1.25±0.05 Mg % 0.2377 0.241±0.015 0.5414 0.552±0.015 0.092 0.096±0.007 Mn mg/kg 18.05 18.7±0.8 41.57 41±3 0.3748 0.51±0.17 Na % 1.057 1.09±0.06 1.517 1.50±0.06 0.4394 0.47±0.03 Ni mg/kg 0.8867 0.93±0.10 1.059 0.92±0.12 0.121 (0.18) P % 0.4408 0.46±0.03 0.3369 0.36±0.02 0.7393 0.76±0.03 Sr mg/kg 49.8 48±3 88.83 87±5 5.054 5.3±0.6 Ti mg/kg 5.392 (9) 26.03 (28) 1.805 无 V mg/kg 0.0397 (0.11) 0.71 0.87±0.23 0.0536 (0.06) Zn 25.09 26±2 33.8 35.3±1.5 32.94 34±2 3.2方法检出限与定量限测试 表5.方法检出限及方法定量限 以11次空白溶液的3倍标准偏差做为该条件下的方法检出限(ug/mL)，以3倍检出限乘以稀释因子100(0.2g→20mL)作为方法定量限。各元素方法检出限和方法定量限请见表5. 方法检出限 方法定量限 元素 波长 (ug/L) mg/kg) AI 396.1nm 6.9 2.1 B 208.9nm 3.6 1.1 Ba 455.4nm 0.3 0.1 Ca 422.6nm 32.7 9.8 Cu 324.7nm 3.6 1.1 Fe 259.1nm 3.9 1.2 K 766.5nm 47.1 14.1 Mg 285.2nm 3.6 1.1 Mn 257.6nm 0.6 0.2 Na 330.2nm 37 11.1 Ni 221.6nm 3 0.9 P 177.4nm 8.9 2.7 Sr 407.7nm 0.3 0.1 Ti 334.9nm 1.2 0.4 V 292.4nm 3.9 1.2 Zn 213.8nm 0.6 0.2 3.3讨论 使用Thermo Scientific iCAP 7000 Duo光谱仪，通过优化仪器参数条件，采取外标法的测量方式，可以很好的满足食品中16种元素测量需求。三种准物质的实验数据表明，实际测量值与标准物质推荐值较为吻合同时具有较高的精密度 ；iCAP7000系列光谱仪具有更佳的灵敏度、稳定性好、分析速度快、谱线可选择性强、运行成本低等技术优势，完全适用并能够更好的满足和完成食品中多种元素的测量需求。 对空白溶液(2% HNO3+1% H2SO4)进行连续11次的测量， 口i 口 赛默飞色谱 ThermoFisher 和质谱中国 食品， GB 电感耦合等离子体发射光谱法 C赛默飞官方微信热线话ww.thermofisher.comSCIENTIFIC 《GB 5009.268-2016食品安全国家标准 食品中多元素》自2017年6月23日实施以来受到了广泛的关注。食品中元素可以分为营养元素和有毒元素，例如钾钠钙镁铁铜锌硒等元素属于人体必需或者某些酶必需元素，而像铅、镉、汞、砷等属于有害元素，对神经系统、消化系统等有极大损伤。各种各样的食品在进入人体前，除了在长生过程中受到地域性金属本底的影响，近年来还受到污水、污泥、肥料、采矿以及工业废弃物的肆意排放等影响，使一些地区食品中重金属污染日益严重。民以食为天，食品中营养元素和重金属元素的准确测定具有重要的意义。