微波消解ICP－OES內(nèi)標(biāo)法測(cè)定牡丹籽餅中8種元素含量

張修景

微波消解ICP－OES內(nèi)標(biāo)法測(cè)定牡丹籽餅中8種元素含量

張修景

（菏澤學(xué)院化學(xué)化工系，菏澤 274015）

建立了微波消解電感耦合等離子體（ICP）原子發(fā)射光譜（OES）內(nèi)標(biāo)法（以Ni為內(nèi)標(biāo)物）測(cè)定牡丹籽餅中Ca、Mg、Fe、Zn、Cu、Mn、Co、Se含量的方法。優(yōu)化了儀器工作條件；8 種元素的發(fā)射強(qiáng)度I和Ni內(nèi)標(biāo)元素發(fā)射強(qiáng)度Io之比（R）與各自的質(zhì)量濃度C在1.00 mg／L范圍內(nèi)呈線性關(guān)系；相關(guān)系數(shù)大于0.996 0；8種元素的檢測(cè)限（3Sb／N）分別為0.001～0.02 mg／L。對(duì)樣品進(jìn)行5次測(cè)定，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD（n＝5）小于3.0%；加標(biāo)回收率在96.30%～104.3%范圍內(nèi)。根據(jù)t檢驗(yàn)法，計(jì)算出95%的概率下，牡丹籽餅中Ca、Mg、Fe、Zn、Cu、Mn、Co 、Se的含量。

牡丹籽餅 微波消解 電感耦合等離子體 原子發(fā)射光譜內(nèi)標(biāo)法 微量元素

牡丹籽是鳳丹牡丹和紫斑牡丹（芍藥科芍藥屬落葉小灌木［1］）的果實(shí)。牡丹籽油于2011年3月22日被衛(wèi)生部（2011年第9號(hào)）批準(zhǔn)為新資源食品。周海梅等［2］測(cè)定出牡丹籽油共有17種脂肪酸成分，主要為亞麻酸、油酸、亞油酸等。不飽和脂肪酸占83.05%，飽和脂肪酸占14.33%。牡丹籽油營(yíng)養(yǎng)豐富、生物活性物質(zhì)獨(dú)特。具有活血化瘀、消炎殺菌、促進(jìn)細(xì)胞再生、激活末梢神經(jīng)、降血壓、降血脂和降血糖等作用［3］。牡丹籽餅是運(yùn)用二氧化碳超臨界萃取牡丹籽油后剩余的餅狀物。易軍鵬等［4］從牡丹籽甲醇分離物得到13個(gè)化合物，鑒定為齊墩果酸、12、13－dehydromicromeric acid、常春藤皂苷元、山茶粉、木犀草素、芹菜素、柯伊利素、反式葡根素、順式葡根素、反式白藜蘆醇、?－谷甾醇、豆甾醇和?－胡羅卜苷。因牡丹籽油餅中除含有上述有機(jī)化合物外，還含有一些無(wú)機(jī)微量元素，其測(cè)定鮮見報(bào)道?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究證明，微量元素與人體健康、生長(zhǎng)發(fā)育以及防病治病有密切的關(guān)系［5］。因此，其醫(yī)藥作用比牡丹籽油更廣。目前，無(wú)機(jī)微量元素含量的測(cè)定多采用氫化物發(fā)生－原子熒光光譜法［6］、分子熒光猝滅法［7］、火焰原子吸收光譜法［8］、等離子體原子發(fā)射光譜法（外標(biāo)法）［9－10］、激光剝蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜法［11］和分光光度法等。

采用微波消解ICP－OES內(nèi)標(biāo)法測(cè)定牡丹籽餅中微量元素的含量。微波消解牡丹籽油餅樣品，既節(jié)約試劑，又環(huán)保且消化徹底；ICP－OES內(nèi)標(biāo)法根據(jù)分析元素與內(nèi)標(biāo)元素在等離子體中的行為相近，可在很大程度上消除光源放電不穩(wěn)定等因素帶來(lái)的影響，消除基體效應(yīng)影響，測(cè)定準(zhǔn)確、快速、靈敏度高、檢測(cè)限低，同時(shí)測(cè)定多種元素，實(shí)用性強(qiáng)。

1 試驗(yàn)部分

1.1 主要儀器和試劑

WX－4000微波快速消解系統(tǒng)：上海屹堯儀器科技發(fā)展有限公司；OPTIMA 7300 DV電感耦合等離子發(fā)射光譜儀：美國(guó)Perkin－Elmer；WM－2B型無(wú)油氣體壓縮機(jī)：天津市醫(yī)療器械二廠；氬氣（99.99%）：天津市大茂化學(xué)試劑廠。

100.0 mg／L Ca、Cu、Fe、Co 混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，100.0 mg／L Se 標(biāo)準(zhǔn)溶液，10.00 mg／L Zn、Mn 和1.000 mg／L Mg混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，100.0 mg／L Ni標(biāo)準(zhǔn)溶液：美國(guó)Perkin－Elmer。硝酸、鹽酸、硒粉：AR；4% 硝酸：自配；試驗(yàn)用水：三重蒸餾水。

1.2 系列工作液的配制

先將100.0 mg／L Ca、Cu、Fe、Co 混合標(biāo)準(zhǔn)溶液逐級(jí)稀釋成10.00 mg／L Ca、Cu、Fe、Co 混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，取5支100 mL的容量瓶，用10.00 mL的吸量管分別量取10.00 mg／L Ca、Cu、Fe、Co 標(biāo)準(zhǔn)溶液0.00、2.00、5.00、8.00、10.00 mL 于容量瓶中，分別量取Se標(biāo)準(zhǔn)溶液（100.0 mg／L）0.00、0.50、1.00、2.00、4.00 mL于容量瓶中，用10.00 mL的吸量管分別量取10.00 mg／L的Zn、Mn 和1.000 mg／L Mg 混合標(biāo)準(zhǔn)溶液0.00、2.00、5.00、8.00、10.00 mL 于100 mL 容量瓶中，再各加入5.00 mL的100.0 mg／L Ni內(nèi)標(biāo)工作液，最后定容至刻度線，搖勻，轉(zhuǎn)移至試劑瓶中。編號(hào)1、2、3、4、5。得到混合標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的濃度見表1。

表1 混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度／mg／L

1.3 儀器的工作條件

電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜內(nèi)標(biāo)法工作條件Ca、Cu、Fe、Co、Se、Mn、Mg、Zn 分析譜線波長(zhǎng)分別為：393.3、327.4、259.9、228.6、206.3、257.6、279.6、334.5 nm；射頻功率1450 W；等離子體氣流量15.00 L／min；輔助氣流量0.500 0 L／min；霧化器流量0.750 0 L／min；觀測(cè)模式為軸向觀測(cè)；觀測(cè)距離15.00 mm；積分時(shí)間0.010 0，0.250 0 s；讀數(shù)延遲10.00 s。

微波消解樣品的工作條件見表2。

表2 微波消解樣品程序

1.4 測(cè)定步驟

1.4.1 樣品的采集與處理

牡丹籽油餅采集于菏澤堯舜牡丹生物科技有限公司。將牡丹籽油餅在60℃干燥至恒重（2 h），冷卻后，研磨成粉末備用。微波消解操作程序見表2，樣品處理見表3。1 號(hào)為樣品空白，2、3、4、5、6 號(hào)為待測(cè)試樣。

表3 樣品處理

1.4.2 標(biāo)準(zhǔn)工作曲線的繪制

在1.3儀器工作條件下，將空白溶液及標(biāo)準(zhǔn)溶液依次吸入，分別以8種元素的發(fā)射強(qiáng)度I和Ni內(nèi)標(biāo)元素發(fā)射強(qiáng)度Io之比（R）為縱坐標(biāo)，各自的質(zhì)量濃度C為橫坐標(biāo)，繪制各自的內(nèi)標(biāo)工作曲線。

1.4.3 試樣分析

在1.3的儀器工作條件下，待光源穩(wěn)定后，將樣品空白溶液、樣品溶液依次吸入，對(duì)牡丹籽油餅進(jìn)行測(cè)定，可得8種元素的R值，代入各自的線性方程，可計(jì)算出8種元素的質(zhì)量濃度，取五份樣品溶液的平均值，計(jì)算出樣本標(biāo)準(zhǔn)偏差S值，在一定的置信概率下，求出t值，從而計(jì)算出測(cè)定結(jié)果。

2 結(jié)果與討論

2.1 分析線的選擇

從儀器分析線數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)取靈敏度較高數(shù)條分析線，依次用這些分析線做標(biāo)準(zhǔn)曲線，選取干擾少、檢出限低、線性最好的波長(zhǎng)為試驗(yàn)待測(cè)元素的分析線。Ca、Cu、Fe、Co、Se、Mn、Mg、Zn 分析譜線波長(zhǎng)分別為：393.3、327.4、259.9、228.6、206.3、257.6、279.6、334.5 nm。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線和檢測(cè)限

根據(jù)表1混合系列標(biāo)準(zhǔn)溶液各元素的濃度，在1.3的儀器工作條件下進(jìn)行測(cè)定，測(cè)得Ca、Cu、Fe、Co、Se、Mn、Mg、Zn 8 種元素的強(qiáng)度I（1－5）和Ni的內(nèi)標(biāo)強(qiáng)度I0（1－5），以測(cè)得強(qiáng)度比R ＝ I（1－5）／I0（1－5）為縱坐標(biāo)，各元素的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)繪圖，得8 種元素的工作曲線。Ca、Cu、Fe、Co、Mn、Zn的質(zhì)量濃度均在1.0 mg／L以內(nèi)呈線性關(guān)系；Se在4.0 mg／L以內(nèi)呈線性關(guān)系；Mg在0.10 mg／L 以內(nèi)呈線性關(guān)系。各元素的線性回歸方程和相關(guān)系數(shù)見表4。在保證儀器穩(wěn)定的情況下，連續(xù)20次對(duì)樣品空白溶液進(jìn)行測(cè)定，根據(jù)CL＝3Sb／N的計(jì)量方法，求得鈣、銅、鐵、鈷、硒、鋅、錳、鎂8種元素的方法檢出限見表4。

表4 線性回歸方程、相關(guān)系數(shù)和檢出限

2.3 樣品測(cè)定結(jié)果

按試驗(yàn)方法和1.3儀器工作條件對(duì)5份樣品進(jìn)行平行測(cè)定，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（n＝5）小于3.0%，牡丹籽油餅分析結(jié)果見表5。

表5 樣品分析結(jié)果（n＝5）

由表5中數(shù)據(jù)、試樣質(zhì)量和體積可計(jì)算出牡丹籽餅中Ca、Mg、Fe、Zn、Cu、Mn、Co、Se 的5 次測(cè)定平均含量分別為：1901、222.5、114.5、42.50、22.75、16.25、10.68、0.325 0 mg／㎏，再由n ＝5，表5 中的標(biāo)準(zhǔn)偏差S值，在概率P＝0.95時(shí)，t＝2.78，根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)處理中t檢驗(yàn)法，可計(jì)算出95%的概率下，牡丹籽餅中Ca、Mg、Fe、Zn、Cu、Mn、Co、Se 含量（mg／kg）分別是：1 901±0.024、222.5±0.002 4、114.5±0.017、42.50 ± 0.004 6、22.75 ± 0.002 5、16.25 ±0.001 1、10.68 ±0.001 2、0.325 0 ±0.000 04。

2.4 回收率的測(cè)定

取20 mL樣品試液8份，分別加入不同量的鈣、銅、鐵、鈷、硒、鋅、錳、鎂標(biāo)準(zhǔn)溶液和內(nèi)標(biāo)溶液，用加標(biāo)后的溶液測(cè)定出其強(qiáng)度比，帶入各自的線性方程計(jì)算出各元素的總含量，然后減去原試樣測(cè)定的各元素的含量，再除以加標(biāo)量來(lái)計(jì)算加標(biāo)回收率，所得回收試驗(yàn)結(jié)果見表6。

表6 回收試驗(yàn)結(jié)果

2.5 干擾及消除方法的選擇

牡丹籽油餅中金屬離子的含量比較低，通過(guò)加入內(nèi)標(biāo)溶液，利用分析線與內(nèi)標(biāo)線的強(qiáng)度之比來(lái)抵消由于分析條件的波動(dòng)引起的譜線強(qiáng)度的影響和基體效應(yīng)，以提高測(cè)定的準(zhǔn)確度。

3 結(jié)論

由樣品測(cè)定結(jié)果知Ca、Mg、Fe、Zn含量較高，Cu、Co、Mn含量居中，Se含量較低。本研究所采用的方法優(yōu)于GB／T27404—2008附錄F檢測(cè)方法［12］確認(rèn)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，值得大力推廣應(yīng)用。聯(lián)合國(guó)衛(wèi)生組織規(guī)定：硒含量超過(guò)0.100 mg／kg的食品為富硒食品，故牡丹籽油餅是一種富硒食品，牡丹籽油餅作為一種潛在的醫(yī)藥資源，可進(jìn)一步開發(fā)利用。

［1］王伯濤，任孔閃，許明華，等.菏澤牡丹志［M］.香港.銀河出版社，2003：88

Wang B T，Ren K S，Xu M H，et al..Heze peony chronicle［M］.Galaxy Press，2003：88

［2］周海梅，馬錦奇，苗春雨，等.牡丹籽油的理化指標(biāo)和脂肪酸成分析［J］.中國(guó)油脂，2009，34（7）：72 －74

Zhou H M，Ma J Q，Miao C Y，et al.physicochemical indexes and fatty acid composition of peony seed oil［J］.china oils and fats，2009，34（7）：72 －74

［3］董振興，彭代銀，宣自華，等.牡丹籽油降血脂、降血糖作用的實(shí)驗(yàn)研究［J］.安徽醫(yī)藥，2013，17（8）：1286 －1288

Dong Z X，Peng D Y，Xuan Z H，et al.Experimentalstudy on hypolipidemic and hypoglycemic effects of peony seed oil［J］.Anhui Medical and Pharmaceutical Journal，2013，17（8）：1286 －1288

［4］易軍鵬，朱文學(xué)，馬海樂(lè)，等.牡丹籽的化學(xué)成分研究［J］.天然產(chǎn)物研究與開發(fā)，2009，21（4）：604 －607

Yi JP，Zhu WX，Ma H L，et al.Studies on chemical constituents from seeds of paeoniasuffruticosaAndr ［J］.Natural Product Research and Development，2009，21（4）：604 －607

［5］Ahmad Al－ Kurdi，David R Kincaid.LU － decomposition with iterative refinement for solving sparse linear systems［J］.Journal of Computational and Applied Mathematics，2006，185（2）：391 －403

［6］劉強(qiáng)，胡曉榮.氫化物發(fā)生－原子熒光光譜法測(cè)定富硒丹參中的硒［J］.光譜實(shí)驗(yàn)室，2012，29，（2）：1113 －1117

Liu Q，Hu X R.Determination of Selenium in Selenium －Enriched Salvia by HG － AFS［J］.Chinese Journal of Spectroscopy Laboratory，2012，29，（2）：1113 －1117

［7］張修景.微波消解－分子熒光猝滅法測(cè)定蜂膠中痕量硒［J］.食品與發(fā)酵工業(yè)，2014，40（3）：208 －210

Zhang X J.Microwave digestion－molecular fluorescence quenching method for the determination of trace selenium in propolis［J］.Food and fermentation industreies，2014，40（3）：208 －210

［8］周安，劉先華，李慶林.微波消解——火焰原子吸收光譜法測(cè)定藤黃中6種重金屬含量［J］.光譜實(shí)驗(yàn)室，2011，28（4）：1804 －1805

Zhou A，Liu X H，Li QL.Determination of six heavy metal in gamboge by atomic absorption spectrometry with microwave digestion［J］.Chinese Journal of Spectroscopy Laboratory，2011，28 （4）：1804 －1805

［9］鄭永軍，趙斌.微波消解－等離子體原子發(fā)射光譜法測(cè)定膨化食品中的多元素［J］.食品工業(yè)科技，2005，26（9）：167－168

Zheng Y J，Zhao B.｀Determination of multi－ elements in puffed food by micro wave digestion and ICP －AES ［J］.Science and Technology of Food Industry，2005，26（9）：167 －168

［10］楊鳳華，陳愛國(guó).微波消解－原子光譜法分析銀杏中多種金屬元素［J］.中國(guó)衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志，2008，18（7）：1328－1329，1351

Yang F H，Chen A G.Microwave－assisted digestion combined with atomic spectrometry for analysis of multipie metal elements in ginkgo bilobal ［J］.Chinese Journal of Health Laboratory Technology，2008，18（7）：1328 －1329，1351

［11］周慧，汪正，朱燕，等.激光剝蝕電感耦合等離子體質(zhì)譜法測(cè)定碳化硅器件中雜質(zhì)元素［J］.分析化學(xué)，2014，42（1）：123 －126

Zhou H，Wang Z，Zhu Y，et al.Quantitative analysis of trace elements in silicon carbide device by laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry ［J］.Chinese Journal of Analytical Chemistry，2014，42（1）：123 －126

［12］GB／T 27404—2008，實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制規(guī)范食品理化檢測(cè)［S］.2008－10－01：26－27

GB／T 27404—2008，criterion on quality control of laboratories chemical testing of food［S］.2008－10－01：26－27.

Determination of the Content of Eight Kinds of Elements in Peony Seed Cake by Microwave Digestion ICP－OESInternal Standard Method

Zhang Xiujing
（Chemistrg and Chemical Engineering Faculty in Heze College，Heze 274015）

The microwave digestion inductively coupled plasma （ICP）atomic emission spectrometry（OES）internal standard method （using Ni as internal standard）was established to determine the content of Ca，Mg，F(xiàn)e，Zn，Cu，Mn，Co，Se in peony seed cake.The working conditions of instrument are optimized.The ratio（R）of the emission intensity I of the 8 elements to Ni internal standard elements emission intensity Iohad a linear relationship with the respective mass concentration C in the range of 1.00 mg·L－1.The correlation coefficient was larger than 0.996 0.The detection limit（3Sb／N）of the 8 elements was respectively between 0.001 to 0.02 mg／L.The samples were tested 5 times，and the relative deviation RSD（n＝5）was less than 3.0%.The recovery rate was in the range from 96.30%to 104.3%.According to the t test method，under the probability of 95%，the contents of Ca，F(xiàn)e，Zn，Se，Mn，Cu，Mg，Co in peony seed cake are calculated.

peony seed cake，microwave digestion，inductively coupled plasma，atomic emission

0657.31

A

1003－0174（2016）08－0122－04

山東省“十二五”重點(diǎn)學(xué)科應(yīng)用化學(xué)資助項(xiàng)目（2011350 －1）

2014－12－01

張修景，男，1957年出生，副教授，譜學(xué)分析與糧油的測(cè)定研究