ICP-MS測(cè)定補(bǔ)鈣類保健食品中的多種重金屬元素殘留

牟衛(wèi)偉，劉艷

(煙臺(tái)市食品藥品檢驗(yàn)檢測(cè)中心，山東 煙臺(tái) 264670)

ICP-MS測(cè)定補(bǔ)鈣類保健食品中的多種重金屬元素殘留

牟衛(wèi)偉Δ，劉艷

(煙臺(tái)市食品藥品檢驗(yàn)檢測(cè)中心，山東 煙臺(tái) 264670)

目的 研究檢測(cè)補(bǔ)鈣類保健食品中鉛、砷、汞、鎘、鉻殘留量的方法。方法 用ICP-MS同時(shí)測(cè)定補(bǔ)鈣類保健食品中鉛、砷、汞、鎘、鉻的殘留量。結(jié)果 5種元素線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)R值均在0.9970以上，5種元素的方法檢出限均在5.0 μg/kg以下，加標(biāo)回收與質(zhì)控樣實(shí)驗(yàn)結(jié)果滿意，方法精密度與準(zhǔn)確性較高。10種片劑補(bǔ)鈣產(chǎn)品中有4種鉛元素含量超標(biāo)。結(jié)論 該法可用于保健食品中重金屬殘留的檢測(cè)。

電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)；微波消解；重金屬；保健食品

近年來，人們的物質(zhì)生活得到了極大的豐富，對(duì)于健康的追求也越來越高，保健食品受到關(guān)注。我國(guó)飲食習(xí)慣以谷物蔬菜作為主食，這類食物中富含的植酸鹽類和草酸等會(huì)減少腸道對(duì)鈣的吸收，中國(guó)人的烹飪方式、現(xiàn)代人不健康的生活方式及飲食習(xí)慣都導(dǎo)致了鈣攝入量的普遍不足[1]，補(bǔ)鈣類的保健品因此成為日常服用較多的一類保健食品。目前保健食品監(jiān)管的力度遠(yuǎn)不及藥品，市面上的保健食品質(zhì)量也良莠不齊，而補(bǔ)鈣類保健食品多表現(xiàn)在污染物重金屬含量超標(biāo)，因此選擇合適方法進(jìn)行檢測(cè)至關(guān)重要。

參照保健食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 16740-2014[2]中污染物限量標(biāo)準(zhǔn)，保健食品中通常檢測(cè)的重金屬污染元素有鉛、鎘、汞、砷、鉻5種，若采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定GB 5009中的檢測(cè)方法，需要使用石墨爐原子吸收光譜儀及原子熒光光譜儀，對(duì)5種元素逐一測(cè)定，檢測(cè)周期長(zhǎng)，并且干擾因素較多，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。采用電感耦合等離子體質(zhì)譜則可以同時(shí)測(cè)定上述5種元素，能夠極大的提高檢驗(yàn)效率，《中國(guó)藥典》2015年版[3]也把電感耦合等離子體質(zhì)譜法收錄進(jìn)四部中。本文旨在采用微波消解對(duì)樣品進(jìn)行前處理，電感耦合等離子體質(zhì)譜法同時(shí)測(cè)定市售10種補(bǔ)鈣類保健食品中的重金屬殘留情況，并對(duì)檢測(cè)方法進(jìn)行方法學(xué)驗(yàn)證。

1 材料與方法

1.1 材料 片劑補(bǔ)鈣類保健食品：樣品1，批號(hào)：1504013；樣品2，批號(hào)：1502031；樣品3，批號(hào)：201501012；樣品4，批號(hào)：1503137；樣品5，批號(hào)：1503087；樣品6，批號(hào)：201405071；樣品7，批號(hào)：201504112；樣品8，批號(hào)：1412131；樣品9，批號(hào)：1501021；樣品10，批號(hào)：1410121。

試劑： 硝酸(優(yōu)級(jí)純)、30%過氧化氫(優(yōu)級(jí)純)為國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司產(chǎn)品；標(biāo)準(zhǔn)品：汞標(biāo)液Multi Element Calibration Standard 2A-HG(8500-6940-HG)濃度10 μg/mL、混合標(biāo)液Multi Element Calibration Standard 2A(8500-6940)濃度10 μg/mL、混合內(nèi)標(biāo)液ICP-MS Internal Std mix(5188-6525)濃度100 mg/L，Agilent Technology。

質(zhì)控樣：湖南大米GBW10045(GSB-23)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心。

儀器：Agilent 7700x ICP-MS(美國(guó)Agilent公司)；MARS5微波消解儀(美國(guó)CEM公司)；AUW220D分析天平(島津(中國(guó))有限公司)。

1.2 方法

1.2.1 樣品制備：將1.1材料中10種片劑樣品依次命名1～10號(hào)，每種樣品取20片碾碎，精密稱取0.5 g置聚四氟乙烯消解罐中，每種樣品取3組平行，依次在罐中加入4 mL硝酸，2 mL過氧化氫蓋上蓋子靜置過夜，進(jìn)行預(yù)消解。12 h后，將消解罐置于消解儀中，選擇適合的消解程序開始消解。結(jié)束后，將消解罐開蓋置于石墨爐120 ℃趕酸1 h，結(jié)束降至常溫后轉(zhuǎn)移置50 mL容量瓶中，用2%硝酸稀釋定容，同時(shí)做試劑空白。

1.2.2 等離子體質(zhì)譜儀參數(shù)設(shè)置：頻射功率1500 W，等離子氣體流量15 L/min，載氣流量0.8 L/min，霧化室溫度2 ℃，霧化器MicroMist，輔助氣流量0.8 L/min，補(bǔ)償/稀釋氣流量0.8 L/min，蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速0.1 rps。

1.2.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液使用液制備：精密量取汞標(biāo)液1.00 mL、混合標(biāo)液1.00 mL、混合內(nèi)標(biāo)液1.00 mL，分別置于100 mL、10 mL、100 mL量瓶中，加2%硝酸稀釋定容，制成汞標(biāo)準(zhǔn)使用液(100 ng/mL)、混合標(biāo)準(zhǔn)使用液鉛、砷、鎘、鉻(1000 ng/mL)、混合內(nèi)標(biāo)液(1 ug/mL)。

1.2.4 標(biāo)準(zhǔn)溶液系列濃度配置：分別精密量取1.2.3中汞標(biāo)準(zhǔn)使用液，加2%硝酸依次稀釋至0、0.1、0.5、1.0、1.5、2.0 ng/mL的標(biāo)準(zhǔn)系列，混合標(biāo)準(zhǔn)使用液鉛、砷、鎘、鉻加2%硝酸依次稀釋至0、0.5、1.0、10.0、50.0、100.0 ng/mL的標(biāo)準(zhǔn)系列，內(nèi)標(biāo)采用蠕動(dòng)泵直接加入。

1.2.5 含量計(jì)算：根據(jù)各元素回歸曲線依次計(jì)算樣品中對(duì)應(yīng)元素的含量。

2 結(jié)果

2.1 微波消解條件優(yōu)化 微波消解過程中，溫度低時(shí)消解會(huì)不徹底，溫度過高則會(huì)使罐內(nèi)壓力過大，酸會(huì)泄露并且損失部分易揮發(fā)元素，故采用梯度升溫的方式來得到滿意的消解效果。在微波消解的過程中加入一定量的雙氧水有利于樣品氧化，能夠減少酸的用量并使消解更徹底，加酸后放置過夜能夠防止在反應(yīng)過程中過于劇烈導(dǎo)致壓力過大的問題，保證樣品消解完全而無損失[4]。趕酸過程采用120 ℃，是能夠保證汞元素不會(huì)流失下的最高溫度[5]，1 h即能夠?qū)⑺嶷s盡，避免酸在測(cè)定過程中的影響?；谏鲜鲈虼_定的微波消解條件為：升溫5 min，溫度130 ℃，保留5 min；升溫時(shí)間5 min，溫度180 ℃，保留20 min。

2.2 內(nèi)標(biāo)選擇 在分析過程中，儀器分析信號(hào)會(huì)隨著時(shí)間發(fā)生一定的漂移，并且分析樣品的基體也會(huì)對(duì)分析信號(hào)產(chǎn)生一定的影響，故選擇合適的內(nèi)標(biāo)元素來校正體系能夠改善這種干擾，極大的提高分析精度[6]。內(nèi)標(biāo)元素應(yīng)與被測(cè)元素質(zhì)量數(shù)或電離電位相近，并在樣品中沒有，故根據(jù)Agilent公司建議確定了分析物質(zhì)量及內(nèi)標(biāo)物，見表1。

表1 分析物質(zhì)量、內(nèi)標(biāo)物

2.3 線性考察 根據(jù)樣品中各元素含量水平與各元素的儀器響應(yīng)值，選擇1.2.4中的各元素濃度值繪制標(biāo)曲，線性關(guān)系較好，回歸方程及相關(guān)系數(shù)見表2。

表2 回歸方程

2.4 各元素檢出限及精密度 基于IUPAC于1975年推薦檢出限的定義，其表達(dá)式可表示為：cL=(xL-b)/m=KSb/m，式中cL為最低檢出濃度，m為標(biāo)準(zhǔn)曲線在低濃度范圍內(nèi)的斜率，Sb為空白的標(biāo)準(zhǔn)偏差，K為置信系數(shù)，在測(cè)試次數(shù)為20次時(shí)建議K=3。方法檢出限=儀器檢出限×稀釋倍數(shù)/取樣量。對(duì)同一供試品溶液連續(xù)測(cè)定5次，計(jì)算每種元素含量的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD(%)，其結(jié)果與5種元素的檢出限見表3。由結(jié)果可以看出，各元素的儀器檢出限、方法檢出限分別達(dá)到了10-11、10-9的數(shù)量級(jí)水平，相較于原子吸收及原子熒光的方法，檢測(cè)靈敏度有很大的提高。

表3 檢出限、精密度

2.5 加標(biāo)回收率 分別稱取已知各重金屬含量的鈣片(Pb:4.0mg/kg、AS:0.51mg/kg、Cr:0.22mg/kg、Cd:0.061mg/kg、Hg:0.091mg/kg)9份，按下表添加1.2.3中的標(biāo)液，每個(gè)加標(biāo)量做3份平行樣，采用1.2.1中的方法處理樣品，結(jié)果見表4。由表4可以看出，ICP-MS測(cè)定以上5種元素的加標(biāo)回收率均在95.0%～99.0%之間，表明該方法的測(cè)量結(jié)果可靠。

表4 加標(biāo)回收

2.6 質(zhì)控樣驗(yàn)證 在進(jìn)行樣品測(cè)定的同時(shí)帶入湖南大米GBW10045作為質(zhì)控樣，進(jìn)一步驗(yàn)證此方法檢測(cè)的準(zhǔn)確性，質(zhì)控樣標(biāo)準(zhǔn)值與實(shí)測(cè)值見表5。質(zhì)控樣中5種元素的測(cè)定結(jié)果均處于標(biāo)準(zhǔn)值范圍內(nèi)，進(jìn)一步表明該方法測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

表5 質(zhì)控檢測(cè)結(jié)果

2.7 樣品檢測(cè)結(jié)果 按照上述方法對(duì)10種樣品進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果見表6。參照GB 16740-2014[2]中各元素污染物限量(Pb：2.0 mg/kg、As：1.0 mg/kg、Hg：0.3 mg/kg)，Cd與Cr標(biāo)準(zhǔn)參照GB 1762-2012中相應(yīng)食品的限量值，補(bǔ)鈣類保健食品原料多以海產(chǎn)動(dòng)物鮮骨、貝類等為主，此類食品Cd與Cr限量值分別為0.1 mg/kg與1.0 mg/kg。由表中結(jié)果得出，10種產(chǎn)品中鉛超標(biāo)為4種，不合格率達(dá)40%，其余元素則基本無問題。出現(xiàn)超標(biāo)的4種產(chǎn)品均采用無機(jī)酸鈣源作為原料，這類鈣源多由動(dòng)物鮮骨、水產(chǎn)貝殼等構(gòu)成，由于動(dòng)物的飲食及海洋污染等原因，導(dǎo)致此類產(chǎn)品攝取、沉積重金屬較多[1]，原材料的污染導(dǎo)致了其產(chǎn)品的鉛超標(biāo)。

表6 樣品檢測(cè)結(jié)果

3 討論

本文采取電感耦合等離子體質(zhì)譜儀同時(shí)對(duì)鈣片中5種重金屬元素進(jìn)行測(cè)量，為保健食品鈣片的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)提供科學(xué)實(shí)驗(yàn)依據(jù)。采用微波消解進(jìn)行前處理，建立適當(dāng)?shù)那疤幚項(xiàng)l件，能夠在提高實(shí)驗(yàn)效率的同時(shí)增加實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度。采用內(nèi)標(biāo)校正提高分析準(zhǔn)確性。含量較低的汞元素由于其在硝酸中穩(wěn)定性較差，所以在樣品進(jìn)行消解后應(yīng)立即進(jìn)樣，以保證汞元素的準(zhǔn)確性。許多國(guó)產(chǎn)硝酸試劑中鎘含量較高，使得實(shí)驗(yàn)空白值很高，會(huì)影響鎘元素的測(cè)量。

本實(shí)驗(yàn)研究表明：采用此法檢測(cè)的5種元素線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)R值均在0.9970以上，方法檢出限較低，檢測(cè)靈敏度較高，加標(biāo)回收與質(zhì)控樣檢測(cè)結(jié)果滿意，檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確可靠，能夠滿足重金屬痕量檢測(cè)的要求，并將檢測(cè)效率大大提高。因此此法適合在保健食品重金屬的檢測(cè)中推廣應(yīng)用。

[1] 王華坤，陳海博，尹麗.長(zhǎng)期服用補(bǔ)鈣類保健品應(yīng)注意的幾個(gè)問題[J].首都醫(yī)藥，2013，2：15-16.

[2] 食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[S].中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，2014-12-24.

[3] 國(guó)家藥典委員會(huì).中華人民共和國(guó)藥典：四部[S].2015 年版.北京：中國(guó)醫(yī)藥科技出版社，2015.

[4] 張洪瓊，趙娜，吳羿，等.微波消解檢測(cè)食品中微量元素的條件優(yōu)化[J].微量元素與健康研究，2005，6(22)：40-41.

[5] 溫孚波，劉維華，郭銀燕.微波消解在各類食品中汞[J].職業(yè)與健康，2005，21(8)：1159-1160.

[6] 張喜琦，董瑞，陳曉媛.等離子體質(zhì)譜法同時(shí)測(cè)定保健食品中多種重金屬元素殘留[J].藥學(xué)研究，2015，34(2)：84-86.

(編校：吳茜)

Residue determination of various metal elements in calcium health food by ICP-MS

MOU Wei-weiΔ, LIU Yan

(Yantai Center for Food and Drug Control and Test, Yantai 264670, China)

ObjectiveTo study the detection method of Pb, As, Hg, Cd, Cr residues in the amount of calcium health food. MethodsMeasuring the Pb, As, Hg, Cd, Cr residues in calcium health food by ICP-MS at the same time. ResultsThe linear relationship of testing five elements were good, the correlation coefficient R-value were above 0.9970, the detection limit of the five elements were all below 5.0 μg/kg, the results obtained by the analysis of standard recovery and quality control sample are satisfactory, the method has relatively high precision and veracity. Four in ten kinds of calcium tablet products, their plumbum content exceed the standard. ConclusionThis method can be applied to test heavy metal residues in health food.

inductively coupled plasma mass spectrometry(ICP-MS);microwave digestion;heavy metals;health food

牟衛(wèi)偉，通信作者，女，本科，主管藥師，研究方向：藥品、保健食品、化妝品檢驗(yàn)，E-mail: 3368647202@qq.com。

R927.1

A

10.3969/j.issn.1005-1678.2016.05.66