電感耦合等離子體質(zhì)譜法測(cè)定食用菌中的多種元素

劉仙金

摘要：采用微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法測(cè)定食用菌中的B、Mg、Al、Ca、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Sr、Mo、Cd、Ba、Hg、Pb等20種元素的含量。樣品經(jīng)微波消解，在線加入內(nèi)標(biāo)校正基體效應(yīng)，干擾校正方程校正質(zhì)量數(shù)干擾，各元素校正曲線的相關(guān)系數(shù)均大于0.999。各元素的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD（n=6）均小于5%，加標(biāo)回收率為90.0%-102.8%之間。對(duì)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)遼寧大米（GBW10043）和芹菜（GBW10048）進(jìn)行驗(yàn)證，測(cè)定值與標(biāo)準(zhǔn)值相符。該方法準(zhǔn)確、簡(jiǎn)單、快速、靈敏度高，適用于食用菌中20種元素的同時(shí)測(cè)定分析。

關(guān)鍵詞：食用菌；元素；微波消解；電感耦合等離子體質(zhì)譜法

中圖分類號(hào)：TB

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：16723198（2015）18022702

食用菌是可供人類食用的大型真菌的統(tǒng)稱，其味道鮮美、營(yíng)養(yǎng)豐富，含有氨基酸、蛋白質(zhì)、多糖、維生素、膳食纖維、核苷、脂質(zhì)以及K、P、Ca、Fe等礦物質(zhì)元素。食用菌不僅營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，還有調(diào)節(jié)免疫力、抗腫瘤、抗衰老、抗病毒、健胃、助消化、保肝解毒、通便利尿、保護(hù)心血管等功效。近年來(lái)，我國(guó)食用菌產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，是農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)中發(fā)展最快的支柱產(chǎn)業(yè)之一，已成為繼糧、棉、油、菜、果之后的第六大種植產(chǎn)業(yè)。因此，準(zhǔn)確快速測(cè)定食用菌中的無(wú)機(jī)元素含量對(duì)食用菌的質(zhì)量控制和安全評(píng)價(jià)有指導(dǎo)意義。

目前，食用菌中無(wú)機(jī)元素的檢測(cè)方法主要有原子吸收光譜法、原子熒光光譜法、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法和電感耦合等離子體質(zhì)譜法。其中電感耦合等離子體質(zhì)譜法以其靈敏度高、檢出限低、線性范圍寬、分析速度快、干擾少、可多元素同時(shí)分析等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。本文采用微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法測(cè)定食用菌中20種無(wú)機(jī)元素的含量。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

材料：食用菌樣品均采集于寧德古田地區(qū)。

試劑：B、Mg、Al、Ca、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Sr、Mo、Cd、Ba、Hg、Pb標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液1000μg/mL，內(nèi)標(biāo)儲(chǔ)備液（6Li、Sc、Ge、Rh、In、Tb、Lu、Bi，濃度為100μg/mL）和調(diào)諧液（Li、Y、Ce、Tl、Co，濃度為10μg/L）均購(gòu)于國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心，使用時(shí)用2%HNO3配制成所需濃度；H2O2和HNO3均為優(yōu)級(jí)純。

1.2 儀器及參數(shù)

儀器：Agilent 7700x 電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）美國(guó)Agilent公司；Mars 6 Xpress微波消解儀美國(guó)CEM公司。

微波消解程序：儀器功率為1200W，消解分為三個(gè)步驟：第一步：10 min內(nèi)溫度上升到120 ℃并保持6 min；第二步：6 min內(nèi)溫度上升到160 ℃并保持6 min；第三步：8 min內(nèi)溫度上升到190 ℃并保持20 min。

電感耦合等離子體質(zhì)譜儀工作參數(shù)：等離子體流量15.0 L/min，射頻功率1550W，載氣流量1.0 L/min，He氣體流量4.5 mL/min，采樣深度8.0 mm，分析模式為全定量分析，數(shù)據(jù)采集重復(fù)3次，分析時(shí)間03s，雙電荷<3.0%，氧化物<2%。

1.3 樣品前處理

準(zhǔn)確稱取經(jīng)烘干粉碎后的食用菌樣品0.5g（精確到0.0001g）于微波消解罐中，加入4mL HNO3，浸泡1h，再加入1mL H2O2，置于微波消解儀中按1.2微波消解程序進(jìn)行消解。消解結(jié)束后，置于140℃電熱板上趕酸。冷卻后，轉(zhuǎn)移到50 mL容量瓶中，超純水定容，搖勻待測(cè)。同時(shí)做試劑空白處理。

1.4 測(cè)定方法

將定容后的樣品溶液進(jìn)行ICP-MS分析，同時(shí)測(cè)定各元素的檢出限、精密度，并做加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的測(cè)定來(lái)驗(yàn)證該方法。

2 結(jié)果與討論

2.1 干擾及校正

ICP-MS的干擾主要有質(zhì)譜干擾和非質(zhì)譜干擾。質(zhì)譜干擾主要有同量異位素干擾、雙電荷離子干擾和多原子離子干擾，可通過(guò)優(yōu)化儀器條件、使用干擾方程和碰撞反應(yīng)池技術(shù)等方式來(lái)減少質(zhì)譜干擾。選擇測(cè)定同位素時(shí)應(yīng)遵循豐度大、干擾少的原則。非質(zhì)譜干擾主要有總固體溶解量過(guò)高、空間電荷效應(yīng)和易電離元素干擾等干擾，可通過(guò)稀釋樣品、在線加入內(nèi)標(biāo)等方式消除。適當(dāng)?shù)膬?nèi)標(biāo)可以補(bǔ)償基體干擾效應(yīng)、克服信號(hào)漂移，選取的內(nèi)標(biāo)元素的質(zhì)量數(shù)和電離能要與待測(cè)元素相近，且內(nèi)標(biāo)元素不應(yīng)在待測(cè)元素中出現(xiàn)或含量及微。本實(shí)驗(yàn)選用6Li、Sc、Ge、Rh、In、Tb、Lu、Bi為內(nèi)標(biāo)，選擇合適的測(cè)定同位素，結(jié)合干擾方程和碰撞反應(yīng)池技術(shù)，達(dá)到消除干擾的目的。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線及檢出限

根據(jù)食用菌中各元素的含量，選擇合適的濃度范圍繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，其線性相關(guān)系數(shù)均大于0.999。連續(xù)測(cè)定樣品空白11次所得標(biāo)準(zhǔn)偏差的3倍計(jì)算各元素的檢出限，結(jié)果見(jiàn)表1。

2.3 加標(biāo)回收率

選擇食用菌中的香菇樣品進(jìn)行加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)，并計(jì)算加標(biāo)回收率，結(jié)果見(jiàn)表2。從表2中可以看出各元素加標(biāo)回收率在90.0%-102.8%之間。

2.4 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的驗(yàn)證分析

為驗(yàn)證本方法的準(zhǔn)確性，對(duì)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)遼寧大米（GBW10043）和芹菜（GBW10048）進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表3。表3可以看出國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的檢測(cè)結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值相符，表明該方法準(zhǔn)確、可靠。

2.5 實(shí)際樣品的測(cè)定

選擇寧德古田地區(qū)常見(jiàn)的6種食用菌產(chǎn)品，按照上述實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表4。

3 結(jié)論

采用微波消解前處理樣品，電感耦合等離子體質(zhì)譜測(cè)定食用菌中的20種元素。通過(guò)優(yōu)化儀器條件、使用碰撞反應(yīng)池技術(shù)以及干擾校正方程等方式來(lái)減少質(zhì)譜干擾，在線加入內(nèi)標(biāo)校正基體效應(yīng)，從而保證測(cè)定的準(zhǔn)確性。本法操作簡(jiǎn)單、分析速度快、準(zhǔn)確度高、精密度好，適用于食用菌中多種元素的同時(shí)測(cè)定分析。

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