微波消解-ICP-MS同時測定寵物食品中13種元素

馬 興，趙 婷，鄭 璇，張海濱

（1.天津出入境檢驗檢疫局，天津300461；2.廣東出入境檢驗檢疫局，廣東廣州510623）

檢測分析

微波消解-ICP-MS同時測定寵物食品中13種元素

馬 興1，趙 婷1，鄭 璇2，張海濱1

（1.天津出入境檢驗檢疫局，天津300461；2.廣東出入境檢驗檢疫局，廣東廣州510623）

建立了微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）測定寵物食品中部分礦物質(zhì)及有毒重金屬元素的方法。實驗表明：本方法測定寵物食品中礦物質(zhì)元素簡便、可靠，準(zhǔn)確度和精密度高。使用本方法對狗糧、狗食咀嚼物兩種犬類食品中13種元素進(jìn)行定量分析，發(fā)現(xiàn)兩種犬類食品必需礦物質(zhì)元素含量有顯著差異，而有毒重金屬元素含量差異較小。

ICP-MS；寵物食品；礦物質(zhì)元素；重金屬元素

寵物食品行業(yè)在中國是一個比較新興的行業(yè)，隨著中國經(jīng)濟水平的快速發(fā)展，寵物食品行業(yè)也在最近幾年得到較快發(fā)展，無論是行業(yè)的規(guī)模，還是產(chǎn)品的質(zhì)量，都有快速的提升。但與歐美國家相比，我國寵物食品標(biāo)準(zhǔn)還有很大的欠缺，尤其是在營養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)方面（AAFCO，1993），基本上是空白。

在食品的多元素同時測定方面，ICP-MS具有快速、靈敏和抗干擾能力強等特點（Zmozinski等，2015；Herwig等，2011）。尤其是碰撞/反應(yīng)池技術(shù)的引入，更大程度地減小了多原子離子對檢測結(jié)果的干擾。與ICP-AES方法相比，ICP-MS法具有試劑消耗量少，空白值低、靈敏度高等特點。但是我國寵物食品多元素測定方面，ICP-MS檢測技術(shù)的應(yīng)用還存在空白，鮮見相關(guān)報道。

1 材料與方法

1.1 主要儀器與試劑 電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（美國），Agilent 7500 CX型；微波消解儀（美國），CEM公司，MARS 5型；超純水系統(tǒng)（美國），Millipore公司，Milli-Q A10型；電子天平（德國），梅特勒公司，精度萬分之一。實驗用超純水 （自制）；30%過氧化氫（MOS級試劑）；70%硝酸（高純試 劑 ）；K、Na、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn、Hg、As、Pb、Cd、Cr標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液：國家鋼鐵材料測試中心鋼鐵研究總院生產(chǎn)國家標(biāo)準(zhǔn)試劑 （GBW），濃度為1000mg/L。

1.2 儀器工作條件

1.2.1 微波消解儀工作程序 微波消解具體過程見表1。

表1 樣品微波消解程序

1.2.2 電感耦合等離子體質(zhì)譜儀 補償氣流量0.2 L/min、載氣流量1.05 L/min、霧化室溫度：2.0℃、蠕動泵采集轉(zhuǎn)數(shù)：0.1 r/s、射頻功率1500W；采樣深度：8.0mm、重復(fù)次數(shù)：3；八級桿電壓：－18V、四級桿電壓：-16V、聚焦電壓10V、碰撞反應(yīng)池模式下碰撞氣（氦氣）流量：0.4 L/min、待測元素質(zhì)量數(shù)及對應(yīng)內(nèi)標(biāo)元素：39K、23Na、43Ca、24Mg、57Fe、55Mn、65Cu、68Zn（45Sc）、75As（72Ge）、208Pb、202Hg（209Bi）；111Cd（115In）、53Cr（45Sc）；積分時間75As、202Hg為0.3 s，111Cd為0.5 s，其余均為0.1 s。

1.3 樣品前處理方法 準(zhǔn)確稱取0.5 g寵物食品樣品，精確至0.0001 g，置于微波消解管中，向微波消解管中加入6mL硝酸，室溫放置10min后，密閉微波消解管并放入微波消解儀，按照設(shè)定的消解程序進(jìn)行消解。消解完畢后將消解管降至常溫，然后將消解液轉(zhuǎn)移至50 mL塑料容量瓶中，用超純水涮洗消解管2～3次，清洗液同樣轉(zhuǎn)移至容量瓶中，然后用超純水定容至刻度，搖勻后得測試液；同時做試劑空白。

2 結(jié)果與討論

2.1 消解酸及其用量的選擇 根據(jù)日常檢測經(jīng)驗，寵物食品比較容易消解，僅使用6 mL硝酸的單酸體系消解就能夠得到滿意的結(jié)果。

2.2 干擾消除

2.2.1 在線加入內(nèi)標(biāo)混合溶液 在電感耦合等離子體質(zhì)譜檢測過程中，分析信號會隨時間變化發(fā)生漂移，而且基質(zhì)中鹽分含量過高還會對被測元素產(chǎn)生增強或抑制效應(yīng)的影響。本方法根據(jù)內(nèi)標(biāo)元素的選取原則，選擇合適的內(nèi)標(biāo)元素，在檢測中在線加入一定濃度的內(nèi)標(biāo)溶液，以消除上述兩種影響。

2.2.2 采取碰撞/反應(yīng)池技術(shù) 碰撞/反應(yīng)池技術(shù)可消除多原子離子的干擾，實驗中以氦氣作為碰撞氣。

2.3 工作曲線、線性范圍及檢出限 電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定各種元素具有較寬的線性范圍，實驗中以工作溶液中所含元素濃度為橫坐標(biāo)（X），以待測元素與內(nèi)標(biāo)元素的計數(shù)量比值為縱坐標(biāo)（Y），經(jīng)儀器數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)處理后繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線；對試劑空白溶液連續(xù)測定11次，計算標(biāo)準(zhǔn)偏差，獲得方法的檢出限。具體結(jié)果見表2。從表2中可以看出，13種元素在測定過程中均顯示了良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)大于0.9990，符合檢測要求。

2.4 準(zhǔn)確度及精密度 準(zhǔn)確稱取0.5 g狗糧 （精確至0.0001 g），按照上述前處理方法對樣品進(jìn)行加標(biāo)回收率實驗，每個目標(biāo)元素添加高濃度和低濃度兩個不同濃度水平，平行6次重復(fù)操作，具體實驗結(jié)果見表3。結(jié)果顯示，各種元素的回收率在93.39%～108.89%；方法的精密度為1.25%～4.74%，表明準(zhǔn)確度和精密度良好。

表2 標(biāo)準(zhǔn)曲線、線性范圍、相關(guān)系數(shù)和檢測限

表3 準(zhǔn)確度與精密度

2.5 準(zhǔn)確度確證 按照所建立的方法，對標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)美國 NIST 1566b Oyster Tissue的12種元素進(jìn)行了測定，結(jié)果見表4。結(jié)果顯示，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中元素的測定值與標(biāo)準(zhǔn)值相符，證明本方法具有良好的準(zhǔn)確度。

表4 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)分析

2.6 方法應(yīng)用 按照本方法對隨機抽樣的四種犬類食品中13種元素進(jìn)行了分析，各元素含量結(jié)果見表5。從檢測結(jié)果可以看出，不同類型犬類食品中必需礦物質(zhì)元素含量有顯著差異，而有毒重金屬元素含量差異較小。

表5 四種犬類食品中13種元素測定結(jié)果mg/kg

3 結(jié)論

本實驗建立了一種微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法檢測寵物食品中K、Na、Ca、Mg、Fe、 Mn、Cu、Zn、Hg、As、Pb、Cd、Cr等13種元素的分析方法，優(yōu)化了檢測條件，校正消除了檢測中存在的干擾。并采用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)美國NIST 1566b Oyster Tissue對方法進(jìn)行了驗證，檢測結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值相符。結(jié)果表明，本方法在測定寵物食品元素方面簡便，可靠，準(zhǔn)確度和精密度高。為寵物食品中多元素同時檢測提供了一定的研究依據(jù)。

[1]AAFCO.O fficial Publication.Association of American Feed Control O fficials，Inc.1993.

[2]Herw ig N，Stephan K，Panne U，et al.Multi-element screening in milk and feed by SF-ICP-MS[J].Food Chem.，2011，124（3）：1223～1230.

[3]Zmozinski A V，Llorente-M irandes，Lopez-Sanchez，et al.Establishment of amethod for determ ination of arsenic species in seafood by LC-ICP-MS[J]. Food Chem.，2015，173：1073～1082.■

A method for determination of someminerals and toxic heavy metal elements in pet food by inductively coupled plasma-mass spectrometry（ICP-MS）withmicrowave digestion was developed.The results showed that thismethod was simple，reliable，and had higher accuracy and precision in the determinnation of pet food.Using thismethod to quantitative analyze 13 inorganic elements in dog foods and dog chews could find that the two kinds of dog food had significant differences in essentialmineral elements content，while had little differences in toxic heavymetal element content.

ICP-MS；pet food；mineral elements；heavymetal elements

S816.17

A

1004-3314（2016）21-0030-03

10.15906/j.cnki.cn11-2975/s.20162108