應用ICP-MS與GFAAS測定嬰幼兒奶粉中鉛的方法研究及比較

苗榕宸*

（國家糧食儲備局西安油脂科學研究設計院，西安 710082）

應用ICP-MS與GFAAS測定嬰幼兒奶粉中鉛的方法研究及比較

苗榕宸*

（國家糧食儲備局西安油脂科學研究設計院，西安 710082）

采用微波消解、電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）測定嬰幼兒奶粉中的鉛元素，并與國標法石墨爐原子吸收光譜法（GFAAS）進行了比較。結(jié)果表明：兩種方法的測定結(jié)果基本吻合，用ICP-MS測定嬰幼兒奶粉中痕量鉛線性范圍寬，抗干擾能力強，測定周期短，完全滿足分析的要求，且操作簡便快速，應用于實際樣品的測定，結(jié)果滿意。

電感耦合等離子體質(zhì)譜法；石墨爐原子吸收光譜法；微波消解；鉛

鉛是對人體毒性最強的重金屬之一。鉛對人體的很多功能都有明顯的毒害作用，如骨髓造血機能、神經(jīng)系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)、消化系統(tǒng)等等，特別是對孕婦及嬰幼兒的健康危害較大。由于人類的各種活動，特別是隨著近代工業(yè)發(fā)展，鉛已經(jīng)不斷向大氣圈、水圈以及生物圈發(fā)生了遷移，加之食物鏈的累積作用，人類對鉛的吸收已發(fā)生了急劇的增加，吸收值已接近或超出人體的容許濃度。鉛的攝入已然成為危害人體健康的不容忽視的社會問題。食品中鉛的來源有多個途徑：食品的原材料、生產(chǎn)加工機械、包裝材料、運輸過程等都有可能帶來鉛的污染。我國對食品中微量元素鉛的限量做了規(guī)定，在《食品衛(wèi)生檢驗理化部分》（一）GB/T5009.12-2010中規(guī)定的鉛的測定方法主要包括氫化物原子熒光光譜法和石墨爐原子吸收光譜法。氫化物原子熒光光譜法樣品的前處理復雜，較難控制，對酸的要求較苛刻；石墨爐原子吸收光譜法靈敏度較高，但基體干擾較大，需要的測定周期較長，需要較大的樣品量，而電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）可同時測定多種元素，具有簡單、快速、靈敏度高、干擾少、線性范圍寬等多個優(yōu)點。本研究采用微波消解處理嬰幼兒奶粉，分別應用ICP-MS和GFAAS進行測定。結(jié)果表明：兩種方法的測定結(jié)果基本吻合，ICP-MS法具有抗干擾能力強，測定周期短、方便快捷等優(yōu)點。

1 材料與方法

1.1 儀器及試劑

SpectrAA-240Z石墨爐原子吸收光譜儀、PSD 120自動進樣器（美國Varian公司），熱解涂層石墨管，NexION 300D電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（美國PE公司），Mars5微波消解儀（美國CEM公司），Millipore超純水制備裝置，可調(diào)式電熱板。

1 000 mg/L鉛標準液，購于國家標準物質(zhì)研究中心，根據(jù)測定需要，用體積分數(shù)1%的HNO3配制成 0.1 μg/mL和 20 μg/L鉛標準使用液；1 000 mg/L Bi標準溶液，購于國家標準物質(zhì)研究中心；Bi內(nèi)標溶液的配置，用體積分數(shù)1%的HNO3逐級稀釋至0.1 μg/mL配置成Bi內(nèi)標液；磷酸二氫銨，優(yōu)級純；硝酸，電子化；質(zhì)量分數(shù)30%過氧化氫，優(yōu)級純；氬氣，純度為99.999 g/100 g；檢測樣品:嬰幼兒奶粉。

1.2 儀器工作參數(shù)

1.2.1 ICP-MS工作參數(shù)

高頻發(fā)射功率：1 400 W，采樣深度：7.0 mm，輔助氣流量：1.80 L/min，等離子體氬氣流量：18.0 L/min，霧化氣流量：0.99 L/min，殼氣流量：0.15L/min，霧化溫度：3℃，進樣量：0.25mL/min，重復掃描次數(shù)：20次，掃描方式：跳峰，樣品重復測定次數(shù)：3次。

1.2.2 GFAAS工作參數(shù)

檢測波長設為283.3 nm，光譜通帶寬度設為0.5 nm，燈電流為7 mA，以塞曼背景校正，測量峰高，讀數(shù)3 s，進樣20.0 μL，氬氣流量為0.2 L/min；基體改進劑為質(zhì)量分數(shù)1%磷酸二氫銨溶液。石墨爐升溫程序見表1。

表1 石墨爐升溫程序

微波消解程序見表2。

表2 微波消解程序

1.3 方法

1.3.1 樣品前處理

樣品的前處理用微波消解法：準確稱取0.500 g嬰幼兒奶粉試樣置于微波消解內(nèi)罐中，分別加入5 mL HNO3和3 mL過氧化氫，靜置20 min后放入微波消解儀，按照設定好的微波消解程序進行消解后置于可調(diào)式電熱板上趕酸至1 mL，用去離子水轉(zhuǎn)移至50 mL容量瓶中，定容。同時做試劑空白。

1.3.2 內(nèi)標元素的選擇

在ICP-MS的分析過程中，被測元素的信號受分析樣品基體的干擾，會出現(xiàn)增強或抑制，而且分析元素的信號會隨時間的延長而發(fā)生漂移。通過合適的內(nèi)標校正體系，能在一定程度上減少或消除基體的干擾，同時還能很好的減少因分析信號的漂移而造成的誤差，從而大大改善了分析精度。本試驗加入的內(nèi)標元素為Bi。

1.3.3 標準曲線的制作

ICP-MS：分別準確移取0.1 μg/mL的鉛標準使用液0 mL、1.00 mL、5.00 mL、10.00 mL、25.00 mL于100 mL容量瓶中，加0.1 μg/mL內(nèi)標溶液5 mL后加體積分數(shù)1%的HNO3至刻度，混勻。

GFAAS：取20 μg/L的鉛標準使用液為工作母液，以體積分數(shù)1%的HNO3為空白溶液，以磷酸二氫銨為基體改進劑，用自動進樣器稀釋制作0 μg/L、10 μg/L、20 μg/L、30 μg/L 的標準系列。

1.3.4 測量

ICP-MS：在給定的儀器條件下，引入調(diào)諧液調(diào)整儀器，使儀器的精密度、靈敏度等指標達到規(guī)定要求，輸入測定方法、選擇待測元素、選擇在線內(nèi)標，將試劑空白、標準系列、樣品溶液分別引入儀器。

GFAAS：在給定的儀器條件下，將標準曲線系列溶液和基體改進劑、樣品溶液和基體改進劑上機進行測定。

2 結(jié)果與討論

2.1 樣品前處理方法特點

干法灰化雖然可以使大量有機物基體在500℃左右的高溫條件下灰化去除，但是需要經(jīng)過炭化、灰化等多個過程，需用時5 h～6 h，相對比較耗時，工作效率較低；而且不適用于高溫易揮發(fā)或易損失的元素（如汞、硒等元素）的測定。而微波消解較之干法灰化有樣品消解較快、用時較短、試劑消耗較少等優(yōu)點，并且樣品在全密封的聚四氟乙烯消解罐中進行高溫高壓消化，不僅可以防止樣品的損失，同時還能用于易揮發(fā)或易損失的元素的測定，是目前元素分析常用的、非常有效的前處理方法之一。本試驗前處理采用微波消解法。

2.2 基體干擾與消除

ICP-MS的干擾主要來源于樣品的基體，克服基體的干擾采用內(nèi)標校正法，所采用的內(nèi)標元素：Bi。

GFAAS的干擾主要為化學干擾及光譜干擾。化學干擾的抑制采用加入基體改進劑（磷酸二氫銨），主要消除嬰幼兒奶粉樣品中NaCl的干擾；光譜干擾采用塞曼（Zeeman）效應背景校正法進行抑制。

2.3 樣品檢測結(jié)果

準確稱取0.500 g試驗樣品奶粉6份，前處理后分別引入ICP-MS和GF-AAS進行檢測。

ICP-MS和GFAAS的檢測結(jié)果見表3

表3ICP-MS和GF-AAS的檢測結(jié)果

從表3可以看出，ICP-MS和GFAAS的鉛測定結(jié)果值基本吻合，測定RSD均小于10%。符合測定的要求。應用ICP-MS和GFAAS測定的奶粉的鉛含量分別為0.075 mg/kg和0.074 mg/kg，符合現(xiàn)行國家標準。

3 結(jié)論

ICP-MS和GFAAS兩種方法的測定結(jié)果基本吻合，用ICP-MS測定嬰幼兒奶粉中痕量鉛的線性范圍寬,抗干擾能力強，測定周期短，完全滿足分析的要求，且操作簡便快速，應用于實際樣品的測定，結(jié)果滿意。

［1］中華人民共和國衛(wèi)生部.GB/T5009.12-2010食品安全國家標準——食品中鉛的測定［S］.北京：中國標準出版社，,2010.

［2］毛紅，劉麗萍，張妮娜，等.應用ICP-MS與AAS測定食品中鉛、鎘、銅方法研究及比較［J］.中國衛(wèi)生檢驗雜志，2007，17（11）：1954-1955.

［3］陳永煊.微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定奶粉中鈣、磷、鎂等9 種元素的含量［J］.福建輕紡，2011（2）：29-32.

［4］林松.微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定飼料中16種稀土元素的研究［J］.福建輕紡，2011（7）：35-37.

［5］唐宏兵，趙立凡.電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定食鹽中痕量鉛［J］.中國衛(wèi)生檢驗雜志，2010，20（9）：2162-2163.

［6］中華人民共和國衛(wèi)生部GB10765-2010.食品安全國家標準——嬰兒配方食品［S］.北京：中國標準出版社，2010.

［7］中華人民共和國衛(wèi)生部GB10767-2010食品安全國家標準——較大嬰兒和幼兒配方食品［S］.北京：中國標準出版社，2010.

Research and comparison on ICP-MS and GFAAS assay for the detection of lead in infant milk powder

MIAO Rong-chen*
（Xi’an oils＆ fats research ＆ design institute，state administration of grain reserve of P.R.C.,Xi’an 710082，China）

Determination of lead element in infant milk powder was done by microwave digestion and inductively coupled plasma mass spectrometry （ICP-MS），and compared with national standard method by graphite furnace atomic absorption spectrometry （GFAAS） .Results indicate that the application of two methods for the determination has the roughly same result.ICP-MS determination is of wide linear range,strong anti-interference ability,and short time.It can fully meet the requirements of analysis and has good result when applied to the actual determination of the sample.

ICP-MS；GFAAS；microwave digestion； lead

TS207.5+1

A

1673-6004（2012）03-0052-03

*苗榕宸，女，1985年出生，2011年畢業(yè)于鄭州輕工業(yè)學院食品科學專業(yè)，碩士，助理工程師

2012-06-13