海产品中多元素检测方案(ICP-AES)

thermoscientific热线8008105118电话4006505118www.thermofisher.com口 30赛默飞色谱和质谱中国 根据GB5009.268-2016采用iCAP 7000Series ICPOES测定海产品中多元素 刘莉 王艳萍 荆淼 赛默飞世尔科技(中国)有限公司色谱质谱部 本文采用Thermo Scientific iCAP 7000 Series ICPOES， 根据GB 5009.268-2016(食品安全国家标准 食品中多元素的测定)推荐方法，选用盐分含量较高的海产品紫菜、扇贝、大虾作为分析对象，对方法的适用性、检出限、线性、准确度进行验证。 关键词 iCAP 7000 ICP-OES， 海产品， GB 5009.268-2016 1.引言 海产品含有大量的蛋白质、不饱和脂肪酸和多种人体必需的微量元素，一直是人们所喜爱的食品。近年来经济的发展给环境带来了巨大的压力，由于水资源污染的日益严重，尤其是近海海域的污染，使许多有毒重金属在水生生物体内富集，对海产品的质量带来巨大影响，食用这些海产品对人类的健康构成很大的威胁。从1994年开始，我国相继出台了国家标准和农业部标准规定了食品中重金属元素的限量标准，其中包括水产类食品中有毒重金属的限量。随着检测技术的不断发展， 食品检测标准也在逐步更新，最新标准GB5009.268-2016 食品安全国家标准食品中多元素的测定是对过去多个食品标准的整合和优化，它将更为先进的电感耦合等离子体发射技术( ICP-OES) 和电感耦合等离子体质谱技术( ICP-MS)作为主要的检测手段，该标准已于2017年6月23日正式实施。其中ICP-OES 负责 Al， B， Ba， Ca， Cu， Fe， K， Mg， Mn， Na，Ni， P， Sr， Ti， V， zn 等16种元素检测，可实现多元素同时分析，大大提高了分析效率。海产品属于食品中基质较为复杂的一类，含有大量的盐分，元素种类多，浓度范围跨度大，是食品检测中的重难点之一。 本文采用 iCAP 7000 Radial ICP-OES， 选用海产品典型代表紫菜、扇贝、大虾作为分析对象，对 GB5009.268-2016标准规定方法的适用性、检出限、线性、准确度进行验证，并对检测细节作详细说明。 2.实验部分 2.1实验设备及器皿 2.1.1 iCAP 7200 RadialICP OES 2.1.2 微波消解仪(上海屹尧)；20~100pL、200~1000pL微量移液器(Fisher Scientific )；25mL容量瓶(NALGENE) 2.2试剂及标准物质 2.2.1 硝酸(65% v/v，Trace Metal Grade， Fisher)；氢氟酸(47~51% v/v， Trace Metal Grade ，Fisher) 2.2.2 24e标准溶液(1000 mg/L， SPEX)；5e混合标准溶液(1000 mg/L， SPEX) ；Ti元素标准溶液(1000 mg/L ，Inorganic)；紫菜( GSB-14，国家标准物质)；扇贝(GSB-15，国家标准物质)；大虾(GSB-28，国家标准物质) 2.3仪器参数 表1.ICPOES 仪器参数 仪器条件 设置条件 泵速 50rpm 雾化器 标准同心雾化器 载气流量 0.5 L/min 雾化室 旋流雾化室 矩管中心管 2.0 mm 观测方式 垂直 RF 功率 1150 W 积分时间 10s 重复次数 3 2.4标准溶液制备 (1)用2%硝酸溶液配制0.1、0.5、1、5、10ppm 24e 系列标准溶容，用于测定试样中B， Ba， Cu，Mn， Ni， P， Sr， V， Zn 等元素含量： (2)用2%硝酸溶液配制1、5、10、50、100ppm5e 混合标准溶液，用于测定试样中K， Ca， Na，Mg，Al， Fe 等元素含量； (3)用2%硝酸配制0.05、0.2、0.5、1ppm Ti 元素标准溶液，用于测定试样中Ti元素含量； 准确酥取扇贝、大虾和紫菜标准物质0.2g分别置(精确至0.0001g)于聚微波消解罐中，加入5mL硝酸、0.5mL氢氟酸进行微波消解215℃保持60min ，微波消解完全后将消解罐放置于赶酸仪上130℃赶酸至尽干，样品用2%硝酸转移并定容至25mL，摇匀，待测。每种羊品平行处理两份，并按同法制备试剂空白。 3.1标准曲线 实验采用外标标准曲线法，根据设置的仪器参数条件，依次进入配制完成的各元素标准溶液进行标准曲线的测量，各元素标准曲线信息如下： 3.1测量结果 2.1分析元素的方法检出限及方法定量限 实验采用试样空白溶液进行连续11次的测量，以11次试样空白的3倍标准偏差做为该条件下的方法检出限( mg/L)，方法定量限采用11次试样空白溶液的7倍标准偏差乘以稀乘因子100(0.2g→20mL)即得： 表2分析元素方法检出限与方法定量限 元素 波长 (nm) 方法检出限， 方法定量限， (mg/L) (mg/kg) Al 396.152 0.9 2 Na 589.592 2 5 B 249.678 0.2 0.5 Ba 455.403 0.1 0.2 Ca 422.673 2 5 Cu 324.754 0.2 0.5 Fe 259.940 0.9 2 K 766.490 7 17 Mg 280.270 2 5 Mn 259.373 0.1 0.2 Ni 231.604 0.1 0.3 P 178.284 1 3 Sr 407.771 0.0 0.1 Ti 323.452 0.2 0.5 V 292.402 0.1 0.2 Zn 213.856 0.4 1 注：方法检出限与试样空白溶液中各元素的空白值相关，不代表仪器检出限性能 2.2实际样品测试结果 实验首先采用标准方法只用硝酸对几种海产品均扇贝、大虾、紫菜进行消解，结果发现绝大部分元素检测结果都落在标准值范围内，仅有Al 和 Ti元素回收率低。经过与其他仪器对比测试发现溶液中Al 和 Ti浓度测试结果一致，排除测试误差，怀疑前处理问题。Al 和Ti属于高温难消解样品，并且Al元素存在形式复杂，尝试在标准方法基础上再加入0.5mL 氢氟酸，并且215℃微波消解延长至60min。测试结果发现，经过调整之后 Ti 元素得到改善，回收率达到90%，Al建议采用其他消解方式(如压力方式)消解，有待后续进一步讨论。 表3三种标准物质测试结果 元素 扇贝标准值 扇贝 (ug/g) 大虾标准值 大虾((ug/g) 紫菜标准值紫菜(ug/g) Al 0.016±0.003% 0.0068% 0.029% 0.021% 0.49±0.08% 0.298% Na 0.46+0.04% 0.47% 0.31+0.02% 0.32% 1.55+0.06% 1.60% B 12+1 13 2+0.3 2 14.5H 14.2 Ba 0.62+0.06 0.56 2.3±0.3 2.4 10.4±1.5 9.0 Ca 0.075±0.009% 0.078% 0.3±0.01% 0.30% 0.153+0.018% 0.148% Cu 1.34±0.18 1.26 10.3+0.7 10.9 12.2+1.1 12.0 Fe 41±5 36 112±12 118 0.145+0.01% 0.148% K 1.15±0.06% 1.21% 0.49±0.01% 0.50% 3.36=0.18% 3.54% Mg 0.174=0.006% 0.171% 0.169+0.006% 0.162% 0.4=0.01% 0.41% Mn 19.2=1.2 19.8 8.9+0.3 9.2 68+3 72 Ni 0.29±0.08 0.20 0.23 0.22 2.25±0.18 2.29 P 0.88=0.07% 8793 0.77=0.03% 7875 0.585+0.04% 5942 Sr 6.50.4 6.5 20+2 19.7 24+2 23 Ti 6 4.3 17 12 92 80 V 0.36±0.1 0.30 0.24±0.07 0.18 4.2±0.6 3.9 Zn 75±3 73 76+4 74 28+2 27 4.结论 实验使用Thermo Scientific iCAP 7000 ICP-OES， 具有同类结构中最大的光栅常数和最大的闪耀角使用，保证了优异光学系统结构设计，可用光谱级次范围达200次以上，有效解决了复杂基体光谱背景的干扰。同时，通过优化仪器参数条件、选择合理的分析谱线、优化背景扣除和数据积分像素点位置，采取标准曲线法的测量方式，可以很好的满足基质复杂的海产品中微痕量元素的检测需求。线性范围宽，只需一步微波消解处理便可以实现海产品中16种常量元素与微痕量元素同时检测，检出限、线性均满足GB 5009.268要求。 本文采用 iCAP 7000 Radial ICP-OES，选用海产 品典型代表紫菜、扇贝、大虾作为分析对象，对 GB 5009.268- 2016 标准规定方法的适用性、检出限、线性、 准确度进行验证，并对检测细节作详细说明