微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定大馬哈魚籽中18種元素

刁全平，郭　華，吳　寒，回瑞華，侯冬巖

(1.鞍山師范學(xué)院 化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，遼寧 鞍山 114007;2.國家農(nóng)業(yè)深加工產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心，吉林 長春 130002)

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微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定大馬哈魚籽中18種元素

刁全平1，郭華1，吳寒2，回瑞華1，侯冬巖1

(1.鞍山師范學(xué)院 化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院，遼寧 鞍山 114007;2.國家農(nóng)業(yè)深加工產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心，吉林 長春 130002)

摘要采用微波消解法處理樣品，利用電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)對大馬哈魚籽中的18種礦物元素進(jìn)行分析測定.對樣品的消化方法進(jìn)行了考查，優(yōu)化了儀器的工作參數(shù).結(jié)果表明，所測元素校準(zhǔn)方程的相關(guān)系數(shù)均大于0.999 0，回收率范圍為90.1%～108.1%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.54%～7.57%.該方法簡便、快速、準(zhǔn)確、靈敏度高，可用于海產(chǎn)品中18種礦物元素的同時測定.

關(guān)鍵詞大馬哈魚籽；微波消解；ICP-MS

隨著生活水平的提高，健康飲食越來越受到人們的重視，如何對食物進(jìn)行合理搭配以滿足人體所必需的營養(yǎng)物質(zhì)正逐漸成為營養(yǎng)科學(xué)的研究內(nèi)容之一.海產(chǎn)品作為重要的食物來源，為人類提供了豐富全面的營養(yǎng)物質(zhì).大馬哈魚屬鮭科魚類，是著名的冷水性溯河產(chǎn)卵洄游魚類[1]，我國黑龍江、烏蘇里江和圖們江是該魚類的重要產(chǎn)卵地.大麻哈魚籽直徑約7毫米，色澤嫣紅透明，宛如琥珀，是著名的水產(chǎn)品，營養(yǎng)價值極高.

礦物元素雖然在人體內(nèi)的含量極小，但具有特殊的生理功能，可以維持人體正常的新陳代謝.它們的過量攝入、不足或不平衡都會不同程度地引起人體生理的異?；虬l(fā)生疾病[2,3].

目前，測定礦物元素的方法主要有原子吸收光譜法[4]、原子發(fā)射光譜法[5]、原子熒光光譜法[6]、電感耦合等離子體質(zhì)譜法[7]等.電感耦合等離子體質(zhì)譜法作為一種新興的痕量分析技術(shù)，由于其具有高精密度、低檢出限、光譜干擾少以及線性范圍寬、多元素的同時分析并且測試快速等獨特優(yōu)點，已廣泛用于各種樣品中微量元素的分析檢測.目前，海產(chǎn)品中礦物元素的研究工作較少，而采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法對大馬哈魚籽中礦物元素的檢測尚未見文獻(xiàn)報道.本文采用微波消解法處理樣品，并對消解方法進(jìn)行優(yōu)化，然后采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法對大馬哈魚籽中的Na、Mg、Al、K、Ca、Fe、Zn、Mn、Cu、Ge、Cd、Hg、Se、Mo、Cr、Ni、As、Pb等18種礦物元素進(jìn)行測定，在分析過程中優(yōu)化了儀器條件，采用了內(nèi)標(biāo)校正的方法，有效地校正了基體干擾，方法簡便、快速而且準(zhǔn)確度高.

1實驗部分

1.1主要儀器、試劑及樣品

Agilent 7500A型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(美國安捷倫公司)；WR/BP-3TC型變頻控溫微波樣品處理系統(tǒng)(北京盈安美誠科學(xué)儀器有限公司)；Milli-Q Academic超純水系統(tǒng)(美國Millipore公司).

濃HNO3、H2O2為優(yōu)級純(北京化工廠)；實驗用水為超純水，電阻率為18.2 MΩ·cm.實驗所用的玻璃器皿均在硝酸洗液中浸泡24 h后用二次蒸餾水清洗.

混合標(biāo)準(zhǔn)溶液：由1 000 μg/mL單一元素儲備溶液(國家標(biāo)準(zhǔn)溶液，國家鋼鐵材料測試中心和國家有色金屬及電子材料分析測試中心配制)用5%的HNO3配制成混合元素標(biāo)準(zhǔn)溶液，Na、Mg、Al、K、Ca、Fe：0，1.0，2.0，5.0，10.0 mg/L；Zn、Mn、Cu：0，0.01，0.02，0.05，0.1 mg/L；Ge、Cd、Hg：0，0.000 2，0.000 4，0.001，0.002 mg/L；Se、Mo、Cr、Ni、As、Pb：0，0.002，0.004，0.01，0.02 mg/L.

混合內(nèi)標(biāo)溶液：200 μg/L Sc、Y、Bi的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液.

質(zhì)譜調(diào)諧液：10 μg/L Li、Y、Ce、Ti、Co的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液.

大馬哈魚籽:哈爾濱三江熏肉制品加工廠.

1.2儀器參數(shù)的優(yōu)化

以10 μg/L Li、Y、Ce、Ti、Co的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液對儀器工作條件進(jìn)行優(yōu)化，使儀器各項工作參數(shù)指標(biāo)達(dá)到測定要求，儀器參數(shù)見表1.

表1　ICP-MS儀器工作參數(shù)

1.3樣品處理

精確稱取樣品約0.5 g(精確至0.000 1 g)置于密閉四氟乙烯消解罐中，加入5.0 mL HNO3和1.0 mLH2O2，靜置1 h，設(shè)置保護(hù)壓力為2 000 kPa，在設(shè)定的微波消解條件下進(jìn)行消解，消解程序如表2所示.消解完冷卻后轉(zhuǎn)移到50 mL容量瓶中，用超純水多次洗滌消解罐，洗滌液轉(zhuǎn)移該容量瓶中后定容，同時制備樣品空白進(jìn)行測定.

表2　微波消解程序

2結(jié)果與討論

2.1消解液的選擇

微波消解時常用氧化性比較強的物質(zhì)作消解液，常見的有硝酸、高氯酸、過氧化氫等，單獨使用或者聯(lián)合使用.高氯酸由于氧化能力太強，反應(yīng)過于劇烈，在使用時容易發(fā)生爆炸，并且消解后產(chǎn)生氯離子，對微量元素的測定產(chǎn)生空白背景.因此本實驗選用硝酸和過氧化氫作為消解液，在實驗過程中發(fā)現(xiàn)單獨使用硝酸作消解液時，樣品消解不完全，并且消解時間長，而單獨使用過氧化氫，其氧化能力不足，樣品不能完全消解.因此本實驗采用硝酸與過氧化氫聯(lián)合使用對樣品進(jìn)行消解.

2.2質(zhì)譜干擾及消除

本實驗通過采用優(yōu)化儀器參數(shù)和干擾校正方程的方法，清除在實驗過程中的質(zhì)譜干擾，引入在線內(nèi)標(biāo)并觀測內(nèi)標(biāo)校正元素靈敏度，清除了非質(zhì)譜干擾，依次引入試劑空白、標(biāo)準(zhǔn)溶液、樣品空白和樣品溶液.編輯校準(zhǔn)文件，選擇合適的內(nèi)標(biāo)校正元素，根據(jù)校準(zhǔn)方程計算樣品中各元素的濃度，見表3.

由表3可以看出，各元素的校準(zhǔn)方程線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)均高于0.999 0.

表3　元素校準(zhǔn)方程

2.3方法精密度和檢出限

取一定濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測定，計算方法精密度，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD，n=6)為1.543%～7.572%.以樣品空白(5%HNO3)和樣品測定數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法檢出限(3σ，n=10)，最低檢出限為0.009 932～4.547 μg/L，結(jié)果見表4和5.

表4　方法精密度

表5　方法檢出限

2.4加標(biāo)回收率實驗

平行移取3份相同質(zhì)量濃度的樣品溶液，向樣品中加入不同質(zhì)量濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行加標(biāo)回收實驗，各元素加標(biāo)回收率為91.20%～109.9%，見表6.

表6　加標(biāo)回收實驗

2.5測定結(jié)果

按照1.3方法測定樣品微量元素，每個樣品測定3次，求出平均值，結(jié)果見表7.

表7　大馬哈魚籽元素測定結(jié)果分析(n=3)

3結(jié)論

本文用微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定了大馬哈魚籽中18種元素的含量，方法的回收率和精密度較好并且能同時測定多種元素.

參考文獻(xiàn)

[1] 韓英,王云山,范兆廷,等.黑龍江流域大麻哈魚資源現(xiàn)狀研究[J].水產(chǎn)學(xué)雜志,2002，15(1):24-34.

[2] 張繼剴,毛淑賢.人體必需微量元素與人類健康[J].甘肅科技,2005，21(3):183-184.

[3] 史麗英.人體必需微量元素硒[J].微量元素與健康研究,2005，22(4):61-63.

[4] 鄭春霞,王文全,阮曉.新疆干果中微量元素含量分析 [J].光譜學(xué)與光譜分析,2000，20(4):542-544.

[5] 阮桂色.電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜(ICP-AES)技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)展[J].中國無機分析化學(xué),2011,1(4):15-18.

[6] 翟毓秀,郝林華.氫化物發(fā)生原子熒光光譜法測定食品和飼料中的鉛[J].分析化學(xué),2000,28(2):176-179.

[7] 回瑞華,侯冬巖,李紅,等.花粉中微量元素的ICP-MS法分析[J].鞍山師范學(xué)院學(xué)報,2008,10(4):19-21.

(責(zé)任編輯：陳欣)

Analysis of 18 elements in salmon roe by inductively coupled plasma mass spectrometry with microwave digestion technique

DIAO Quanping1，GUO Hua1，WU Han2，HUI Ruihua1，HOU Dongyan1

(1.School of Chemistry and Life Science，Anshan Normal University，Anshan，114007,China;2.ChinaNationalQualitySupervision&TestingCenterforDeeplyProcessedAgriculturalProducts,Changchun,Jilin130002,China)

Abstract18 elements in salmon roe were analyzed in this paper.The sample was treated with microwave digestion technique，and the elements were determined by inductively coupled plasma mass spectrometry(ICP-MS).The experimental conditions of digestion and the parameter of detemination were optimized in this paper.The results showed that the correlative coefficient of the calibration curves was all higher than 0.999 0，the recovery rates were within 90.1%～108.1% with the relative standard deviation of 1.54%～7.57% for all the analyzed elements.18 elements in salmon roe can be simultaneously determined by ICP-MS，and the method was simple，rapid，accurate and highly sensitive.

Key wordssalmon roe；element；ICP-MS

收稿日期2016-02-23

作者簡介刁全平(1980- )，男，山東濰坊人，鞍山師范學(xué)院化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院副教授，主要從事水產(chǎn)品中活性成分分析.

中圖分類號O657.31

文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章篇號1008-2441(2016)02-0052-05