高壓密閉消解－電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜／質(zhì)譜法測定雞蛋中16種元素的含量

王 祝，蘇思強(qiáng)，邵 蓓，萬 靜，李永林，李明禮

（西藏自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局中心實(shí)驗(yàn)室；國土資源部拉薩礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測中心，拉薩850033）

高壓密閉消解－電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜／質(zhì)譜法測定雞蛋中16種元素的含量

王 祝，蘇思強(qiáng)，邵 蓓，萬 靜，李永林，李明禮

（西藏自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局中心實(shí)驗(yàn)室；國土資源部拉薩礦產(chǎn)資源監(jiān)督檢測中心，拉薩850033）

雞蛋是人們?nèi)粘Ｉ钪凶顬槠毡榈氖澄镏?，它含有豐富的蛋白質(zhì)以及人體所必需的鐵、鉻、錳、硒、碘、銣等多種微量元素，而這些微量元素對人體有益或有害都存在一個很小的濃度范圍，例如營養(yǎng)元素硒的有效濃度范圍是0.1～1mg·kg－1［1］?，F(xiàn)今市售的雞蛋種類繁多，不同品種雞蛋中微量元素含量差異是人們關(guān)注的問題。

目前雞蛋消解方法主要有干法灰化法、濕法消解法、壓力罐消解法、微波消解法，測定方法主要有原子吸收光譜法、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（ICP－AES）和電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICPMS）［214］。干法灰化法需馬弗爐灰化后加酸溶解，且干法灰化法和濕法消解法都耗時較長且不適用于測定碘和硒等易揮發(fā)元素；微波消解法和壓力罐消解法操作流程簡單快捷且適用于易揮發(fā)元素的測定，相比較而言壓力罐消解設(shè)備簡單，適合日常分析測試。隨著測試技術(shù)的發(fā)展，原子吸收光譜法由于測試項(xiàng)目相對較少且一次只能測定一個元素，已逐漸被可多元素測定的ICP－AES和ICP－MS替代。

本工作采用壓力罐消解法，試劑用量少、操作簡單，根據(jù)雞蛋中常量、微量元素含量差別較大的特點(diǎn)，再利用ICP－AES、ICP－MS兩種方法互補(bǔ)測定雞蛋中16種元素的含量。

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

PerkinElmer Optima 5300DV型電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀；PerkinElmer ELAN DRC－e型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀；KS－930型打蛋器；DGG－9246A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱；帶聚四氟乙烯內(nèi)膽高壓消解罐。

標(biāo)準(zhǔn)溶液：1.000g·L－1，由國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心提供的多元素混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，測試時將標(biāo)準(zhǔn)溶液逐級稀釋配制成不同質(zhì)量濃度的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，碘標(biāo)準(zhǔn)溶液用優(yōu)級純KI配制成所需質(zhì)量濃度。

鹽酸、硝酸、高氯酸為優(yōu)級純，試驗(yàn)用水為超純水（電阻率不小于18MΩ·cm）。

1.2 儀器工作條件

1）ICP－AES 高頻發(fā)生器功率1 350W；霧化氣流量0.67L·min－1，冷卻氣流量15.0L· min－1，輔助氣流量0.2L·min－1，進(jìn)樣量1.5mL·min－1；積分時間2～10s；各待測元素分析譜線及觀測方式的選擇見表1。

2）ICP－MS 高頻發(fā)生器功率1 350W；霧化氣流量0.56L·min－1，輔助氣流量1.1L·min－1，等離子體氣流量16.5L·min－1；透鏡電壓8.5V；各待測元素同位素和內(nèi)標(biāo)的選擇見表2。

表1 分析譜線和觀測方式的選擇Tab.1 Selection of analytical spectrum lines and obsorvation modes

表2 同位素和內(nèi)標(biāo)的選擇Tab.2 Selection of isotopes and internal standards

1.3 試驗(yàn)方法

取雞蛋1個，用打蛋器將其蛋清和蛋黃攪勻備用。稱取樣品1.00g放入高壓消解罐聚四氟乙烯內(nèi)膽中，加入硝酸6mL、高氯酸2mL，蓋上內(nèi)膽蓋并擰緊外蓋，放入170℃電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)加熱2h。取出冷卻后，將樣品全部轉(zhuǎn)移至50mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，待測。同時進(jìn)行空白試驗(yàn)。

2 結(jié)果與討論

2.1 消解條件的選擇

2.1.1 消解酸

稱取樣品1.00g 6份，依次放入高壓消解罐聚四氟乙烯內(nèi)膽中，分別加入鹽酸、硝酸、鹽酸－硝酸（3＋1）混合酸、鹽酸－高氯酸（1＋1）混合酸、硝酸－高氯酸（1＋1）混合酸、鹽酸－硝酸－高氯酸（3＋1＋4）混合酸各8mL在170℃消解2h。

結(jié)果顯示：僅有硝酸－高氯酸混合酸體系將雞蛋消解成無色透明溶液，其余消解酸體系消解過后溶液不清亮且都有膠狀物附著于聚四氟乙烯內(nèi)膽上，說明消解不完全。因此，試驗(yàn)選擇硝酸－高氯酸混合酸作為雞蛋的消解用酸。

2.1.2 混合酸比例

稱取樣品1.00g 4份，依次放入高壓消解罐聚四氟乙烯內(nèi)膽中，分別加入不同體積比例的硝酸－高氯酸混合酸8mL，在170℃消解2h。結(jié)果顯示：當(dāng)硝酸和高氯酸體積比為4∶1時，雞蛋消解后溶液呈淺黃色，其余比例的混合酸消解雞蛋后溶液呈無色透明狀，說明消解酸中高氯酸比例過低導(dǎo)致消解不完全。將消解后的樣品上機(jī)測試，結(jié)果見表3。

表3 硝酸與高氯酸的混合比對測定結(jié)果的影響Tab.3 Effect of ratios of nitric acid and perchloric aicd on determination results mg·kg－1

由表3可知：當(dāng)硝酸與高氯酸體積比為1∶1，2∶1，3∶1時，測定結(jié)果基本一致；當(dāng)硝酸與高氯酸體積比為4∶1時，測定結(jié)果明顯偏低，說明消解不完全。由于高氯酸具有易爆性，在樣品處理過程中應(yīng)盡量減少高氯酸的加入量。因此，試驗(yàn)選擇硝酸－高氯酸（3＋1）混合酸消解樣品。

2.1.3 混合酸用量

稱取樣品1.00g 5份，依次放入高壓消解罐聚四氟乙烯內(nèi)膽中，分別加入4，6，8，10，12mL的硝酸－高氯酸（3＋1）混合酸，在170℃消解2h。結(jié)果顯示：當(dāng)混合酸的用量大于8mL后，雞蛋樣品才能消解成無色透明溶液。將消解后的樣品上機(jī)測試，結(jié)果見表4。

表4 混合酸用量對測定結(jié)果的影響Tab.4 Effect of volumes of mixed acids on determination results mg·kg－1

表4 （續(xù)）mg·kg－1

由表4可知：各元素測定值隨混合酸用量的增加而增大，當(dāng)混合酸的用量達(dá)到8mL以上，測定結(jié)果基本穩(wěn)定。因此，試驗(yàn)選擇硝酸－高氯酸（3＋1）混合酸的用量為8mL。

2.1.4 消解溫度

稱取樣品1.00g 5份，依次放入高壓消解罐聚四氟乙烯內(nèi)膽中，加入硝酸－高氯酸（3＋1）混合酸8mL，蓋上內(nèi)膽蓋并擰緊外蓋，分別放入110，130，150，170，190℃的電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中，消解時間2h。結(jié)果顯示：隨著消解溫度的升高，消解后的樣品溶液由黃色渾濁逐漸變?yōu)闊o色透明；當(dāng)消解溫度達(dá)到150℃以上，樣品開始變澄清；達(dá)到170℃以上，樣品溶液呈無色透明狀。將消解后的樣品上機(jī)測試，結(jié)果見表5。

由表5可知：各元素測定值隨消解溫度的升高而增大，當(dāng)消解溫度達(dá)到170℃以上，測定結(jié)果基本穩(wěn)定。因此，試驗(yàn)選擇消解溫度為170℃。

2.1.5 消解時間

稱取樣品1.00g 5份，依次放入高壓消解罐聚四氟乙烯內(nèi)膽中，加入硝酸－高氯酸（3＋1）混合酸8mL，蓋上內(nèi)膽蓋并擰緊外蓋，放入170℃電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中，分別消解1，1.5，2，2.5，3h。結(jié)果顯示：隨著消解時間的增加，消解后樣品溶液由黃色逐漸變?yōu)闊o色透明，消解2h后樣品溶液呈無色透明狀。將消解后的樣品上機(jī)測試，結(jié)果見表6。

由表6可知：各元素測定值隨消解時間的增加而增大，消解時間達(dá)到2h后測定結(jié)果趨于穩(wěn)定。因此，試驗(yàn)選擇消解時間為2h。

表5 消解溫度對測定結(jié)果的影響Tab.5 Effect of digestion temperatures ondetermination results mg·kg－1

表6 消解時間對測定結(jié)果的影響Tab.6 Effect of digestion time on determination results mg·kg－1

2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線與檢出限

按儀器工作條件對標(biāo)準(zhǔn)溶液系列進(jìn)行測定，結(jié)果表明：鉀、鈉、鈣、鎂、磷的質(zhì)量濃度在100mg·L－1以內(nèi)呈線性，鐵、鋇、銅、鋅、錳、硒、鍶、鉻、鎘、碘、銣的質(zhì)量濃度在1.0mg·L－1以內(nèi)呈線性，線性回歸方程和相關(guān)系數(shù)見表7。

制備11份樣品空白溶液，按試驗(yàn)方法進(jìn)行測定，以測定結(jié)果的3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差（3s）作為方法的檢出限，見表7。

表7 線性回歸方程、相關(guān)系數(shù)和檢出限Tab.7 Linear regression equations，correlation coefficients and detection limits

2.3 精密度和回收試驗(yàn)

按照試驗(yàn)方法測定11份樣品溶液，計(jì)算測定值的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD），結(jié)果見表8。為了考查本方法的準(zhǔn)確度，進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)，結(jié)果見表8。

表8 精密度和回收試驗(yàn)結(jié)果（n＝11）Tab.8 Results of tests for precision and recovery

2.4 樣品分析

取市售3種雞蛋（普通紅殼雞蛋、品牌白殼雞蛋、品牌青殼雞蛋），按試驗(yàn)方法測定雞蛋蛋液中16種元素的含量，測定結(jié)果見表9。

表9 樣品分析結(jié)果Tab.9 Analytical results of samples mg·kg－1

由表9可知：3種雞蛋中元素含量存在一定差異；重金屬元素鎘在3種雞蛋中的含量水平相當(dāng)；白殼雞蛋除鈉、鋇、鍶外其余12種元素含量都較青殼雞蛋和紅殼雞蛋高；青殼雞蛋除鈉、銅、鍶、鉻含量較紅殼雞蛋低，其余11種元素含量都較紅殼雞蛋高。

本工作建立了高壓罐密閉消解，ICP－AES和ICP－MS聯(lián)合測定雞蛋中鉀、鈉、鈣、鎂、磷、鐵、鉻、錳、銅、鋅、硒、銣、鍶、鎘、碘、鋇等16種元素含量的方法。確定了消解酸體系、混合酸比例和加入量及消解的溫度和時間。方法的檢出限在0.003～0.87mg·kg－1之間，RSD小于8.0%，加標(biāo)回收率在95.3%～105%之間。方法操作簡單，測定結(jié)果可靠。

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1001－4020（2017）04－0474－05

10.11973／lhjy－h(huán)x201704024

2016－05－06