原子吸收法與原子熒光法測(cè)定馬氏珠母貝中鎘

吳育廉，楊捷，*，廖艷，吳曉萍

（1.廣東海洋大學(xué)生化中心，廣東湛江524088；2.廣東海洋大學(xué)食品科技學(xué)院，廣東湛江524088）

馬氏珠母貝（Pinctada martensii）又名合浦珠母貝，是我國南方海水珍珠養(yǎng)殖的主要品種，主要分布在廣東、廣西和海南三省。廣東省的海水珍珠養(yǎng)殖年產(chǎn)原珠16 t，采珠后的珍珠貝肉（全臟器）約有 4000 t，再加上海南、廣西兩省的珍珠貝肉，數(shù)量相當(dāng)可觀[1]。馬氏珠母貝營養(yǎng)價(jià)值較高，按干基計(jì)，其貝肉含粗蛋白66.71%、粗脂肪6.56%、灰分12.82%、總糖6.46%，是一種高蛋白、低脂肪的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)源，具有較高的利用價(jià)值[2]。但貝肉除了一部分直接食用外，大部分作為飼料原料，亦有利用其貝肉為原料制作的軟罐頭食品，也有將珠母貝肉酶解，提取其活性成分制備糖胺聚糖、降血壓肽等[3-5]。

鎘是人體非必需的重金屬微量元素之一，其污染主要來源于各種工業(yè)廢水、廢氣和廢渣，鎘在一般環(huán)境中的含量相當(dāng)?shù)?，但可以通過食物鏈富集后達(dá)到相當(dāng)高的濃度。海洋環(huán)境中的水生生物尤其是貝類，作為底棲的濾食性生物，自身對(duì)重金屬具有很強(qiáng)的富集能力，容易造成馬氏珠母貝貝肉中重金屬鎘含量超標(biāo)。食用這些含鎘貝肉或?qū)⒇惾馍罴庸r(shí)可使鎘通過食物鏈傳遞到人，對(duì)人類健康形成了潛在威脅。監(jiān)測(cè)馬氏珠母貝中的鎘含量是控制人體鎘攝入量的重要預(yù)防措施之一，這對(duì)于馬氏珠母貝肉深加工具有重要意義。

本工作采用HNO3-HClO4混合酸消解樣品，比較火焰原子吸收光譜法與氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法對(duì)馬氏珠母貝中微量鎘的測(cè)定做比較，結(jié)果含人滿意，均能定量檢測(cè)馬氏珠母貝中的微量鎘[6-13]。

1 儀器與材料

1.1 儀器

AFS-930原子熒光光譜儀（包括SIS-100順序注射系統(tǒng)和AS-30自動(dòng)進(jìn)樣器）：北京吉天公司；鎘高性能空心陰極燈：北京有色金屬研究總院；Milli-Q Academic超純水機(jī)：美國Millipore公司；高純氬氣（純度≥0. 9999）：湛江氧氣廠；AUY220電子天平：日本SHIMADZU；

Z-5000塞曼原子吸收分光光度計(jì)：日本日立公司；鎘空心陰極燈：北京有色金屬研究院；B-2.4恒溫電熱板：上海崇明實(shí)驗(yàn)儀器廠；GR-76熱空氣消毒箱：上海博訊。

1.2 材料

鎘標(biāo)準(zhǔn)貯備液（1 g/L）：國家標(biāo)準(zhǔn)溶液GSB G 62040-90（國家鋼鐵材料測(cè)試中心鋼鐵研究總院）；鎘標(biāo)準(zhǔn)使用液：用純水將鎘標(biāo)準(zhǔn)貯備液逐級(jí)稀釋至50.0 μg/L；

2.0%鹽酸介質(zhì)：2.0%鹽酸（體積比）；

硼氫化鉀溶液（20 g/L）：稱取10 g硼氫化鉀溶于500 mL（10 g/L）氫氧化鉀溶液中，避免光照（用前現(xiàn)配）；

含鈷溶液（100 mg/L）：稱取0. 4038 g六水氯化鈷（CoCl2·6H2O），用水溶解于100 mL容量瓶中，稀釋至刻度，此溶液每升相當(dāng)于1 g鈷，臨用時(shí)稀釋至含鈷離子濃度為100 mg/L。

硫脲溶液（100 g/L）：稱取10 g硫脲加水溶解并稀釋至100 mL；硝酸高氯酸混合酸（4+1）；硼氫化鉀（純度≥95%），分析純，上海國藥集團(tuán)；濃鹽酸、濃硝酸，優(yōu)級(jí)純，廣州化學(xué)試劑廠；其他試劑均為分析純。

試驗(yàn)用水均為超純水，試驗(yàn)用玻璃器皿均用（1+4）的硝酸浸泡24h，依次用自來水、單蒸水、超純水沖洗2～3次，烘干備用。

馬氏珠母貝Pinctada martensii（湛江徐聞）。

2 方法

2.1 樣品預(yù)處理

先用自來水多次沖洗馬氏珠母貝表面，開殼取出貝肉，依次用自來水、單蒸水、超純水多次反復(fù)沖洗，濾干水分，勻漿。經(jīng)冷凍干燥后，用攪拌機(jī)打成粉末，過300 μm篩子，置于廣口瓶中，干燥器中保存。稱樣前，80℃烘箱中烘干4小時(shí)后，冷卻后稱樣。

稱取馬氏珠母貝約0.25 g，于250 mL三角錐瓶，加入硝酸高氯酸混合酸（4+1）5 mL，置于電熱板上微熱，待樣品溶解后浸泡過夜。次日再加入5 mL混酸，低溫加熱消化至棕色煙冒盡，然后升高溫度消化直至樣品清亮。繼續(xù)加熱至白煙散盡，冷卻，用少量超純水沖洗瓶?jī)?nèi)壁兩三次，微熱溶解，轉(zhuǎn)移入50 mL容量瓶，最后用2.0%鹽酸（體積比）定容至刻度，為待測(cè)液。同時(shí)做試劑空白，加標(biāo)回收試驗(yàn)。

2.2 儀器工作條件

火焰原子吸收光譜法的儀器工作條件見表1。

表1 火焰原子吸收光譜法儀器工作條件Table 1 Working conditions of the instrument Z-5000

氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法的儀器工作條件和反應(yīng)條件見表2。

表2 氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法儀器工作條件及反應(yīng)條件Table 2 Working conditions of the instrument and reaction conditions

氫化物發(fā)生裝置的順序注射程序見表3。

表3 氫化物發(fā)生裝置順序注射程序Table 3 Sequential injection Program

2.3 標(biāo)準(zhǔn)系列工作溶液的配制

分別配制標(biāo)準(zhǔn)溶液，火焰原子吸收法的標(biāo)準(zhǔn)曲線鎘濃度分別為 0.00、0.05、0.10、0.20、0.40、0.60、0.80、1.00 μg/mL。氫化物-原子熒光法的標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度分別為 0.00、0.20、0.30、0.60、0.90、1.20、1.50 μg/L。

2.4 樣品的測(cè)定

火焰原子吸收法：在儀器選定的工作條件下，直接測(cè)定消解液吸光度，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性方程計(jì)算其濃度，計(jì)算樣品中鎘的含量。

氫化物-原子熒光法：吸取一定體積的消解液于25 mL比色管中，加入0.5 mL濃度為100 mg/L含鈷溶液和1.0 mL濃度為100 g/L硫脲溶液，然后用2%的稀鹽酸定容到刻度，在儀器最佳工作條件下測(cè)定熒光強(qiáng)度，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性回歸方程計(jì)算其濃度，從而計(jì)算出樣品中鎘的含量。

3 結(jié)果與討論

3.1 共存離子干擾

馬氏珠母貝中共存有大量的金屬元素，如鉀、鈉、鈣、鎂等，火焰原子吸收法直接可以測(cè)定消解液吸光度，無需稀釋和添加任何抗干擾試劑。而氫化物發(fā)生-原子熒光法測(cè)定時(shí)必須稀釋樣品消解液，加入含鈷溶液和硫脲溶液等，同時(shí)嚴(yán)格控制載流的酸度。在允許誤差為±5%時(shí)，共存離子對(duì)兩種方法測(cè)定均不產(chǎn)生干擾影響。

3.2 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線及線性范圍

按照設(shè)定的儀器條件，分別對(duì)標(biāo)準(zhǔn)系列溶液進(jìn)行測(cè)定，火焰原子吸收光譜法得出校準(zhǔn)工作曲線方程y=0. 1041C-0. 0001，相關(guān)系數(shù)為0. 9998，線性范圍0.05 mg/L～1.00 mg/L；氫化物原子熒光光譜法得出校準(zhǔn)工作曲線方程為IF= 3317.8C-240.95，相關(guān)系數(shù)r=0. 9992，線性范圍 0.20 μg/L～1.50 μg/L。

3.3 方法檢出限和精密度

在選定的試驗(yàn)條件下，連續(xù)測(cè)定空白樣品12次，根據(jù)檢出限公式DL=3×SD/K來計(jì)算檢出限，Z-5000原子吸收的檢出限為6.86 μg/L，AFS-930的檢出限為0.10 μg/L。Z-5000原子吸收對(duì)1.0 mg/L標(biāo)準(zhǔn)液連續(xù)測(cè)定12次吸光度，計(jì)算其RSD為0.34%；AFS-930原子熒光對(duì)1.0 μg/L標(biāo)準(zhǔn)液連續(xù)測(cè)定12次熒光強(qiáng)度，其RSD為4.48%。

3.4 樣品分析

采用濕法消解對(duì)馬氏珠母貝進(jìn)行消化，分別用Z-5000原子吸收分光光度計(jì)和AFS-930原子熒光光度計(jì)測(cè)定樣品中鎘含量，結(jié)果見表4，測(cè)定結(jié)果RSD均小于5%。

表4 樣品分析結(jié)果（mg/kg，n=6）Table 4 The analytical results of the samples

3.5 加標(biāo)回收率試驗(yàn)

在馬氏珠母貝樣品中加入一定量的鎘標(biāo)準(zhǔn)溶液，經(jīng)過濕法消解后，在選定的試驗(yàn)條件下進(jìn)行加標(biāo)回收率測(cè)定，火焰原子吸收光譜法回收率為96.77%～102.98%，平均回收率為99.79%，氫化物發(fā)生原子熒光法回收率為87.20%～96.53%，平均回收率為93.47%。

3.6 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)分析

按照試驗(yàn)方法處理樣品，分別利用火焰原子吸收光譜法和氫化物-發(fā)生原子熒光光譜法測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GB08571貽貝中鎘含量，結(jié)果見表5。

表5 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GB08571貽貝鎘分析結(jié)果比較（n=3，μg/g）Table 5 Comparison of the analytical results of standard materialGB08571

從表5中可知兩種方法的測(cè)定結(jié)果均在標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)。

3.7 兩種方法測(cè)定時(shí)間比較

原子熒光法需將消解液稀釋一定的倍數(shù)后，才能測(cè)定，分析一個(gè)樣品需要時(shí)間超過二十秒。而火焰原子吸收光譜法可以直接測(cè)定，只需數(shù)秒，火焰原子吸收大大縮短了測(cè)量時(shí)間，提高了工作效率。

4 結(jié)論

由以上試驗(yàn)結(jié)果可以看出：兩種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，火焰原子吸收法測(cè)定鎘元素的線性方程相關(guān)系數(shù)、測(cè)定精密度、加標(biāo)回收率均優(yōu)于氫化物發(fā)生-原子熒光法，并且方法的成本低，耗時(shí)也短，受酸度的影響較小，但檢測(cè)限較高，只適合于測(cè)定樣品中微量級(jí)的鎘。相對(duì)而言，氫化物發(fā)生-原子熒光法測(cè)定鎘元素時(shí)的檢出限較低，更適合于測(cè)定樣品中痕量級(jí)的鎘，但受酸度的影響較大，需嚴(yán)格控制標(biāo)樣的介質(zhì)酸度及消解后樣品酸度，且該方法成本高、操作復(fù)雜、分析速度過慢?？傊?，兩種方法都能滿足實(shí)驗(yàn)室的要求，可以用于對(duì)馬氏珠母貝中鎘的測(cè)定。

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