電感耦合等離子體發(fā)射光譜(ICP-OES)法測定橘子汁中鈣和鎂

代華均　祝秀江　尹慶紅

(成都市食品藥品檢驗研究院 成都 610045 )

前言

中醫(yī)認為，橘子汁具有潤肺、止咳、化痰、健脾、順氣、止渴的藥效，是男女老幼(尤其是老年人、急、慢性支氣管炎以及心血管病患者)皆食的上乘飲料。橘子汁含有豐富的糖類(葡萄糖、果糖、蔗糖)、維生素、蘋果酸、檸檬酸、蛋白質(zhì)、脂肪、食物纖維以及鈣鎂等多種礦物質(zhì)。由于橘子汁是人們常用飲品，所以對其中的元素含量研究很有意義。橘子汁中含有較多的鈣離子和鎂離子，而鈣和鎂都是人體重要的常量元素，因此喝橘子汁可以及時補充人體必需的鈣和鎂。如何檢測橘子汁中的鈣和鎂，成為大家非常關(guān)心的話題。查閱文獻和標(biāo)準，目前測定鈣鎂常見的方法有EDTA滴定法[1]，離子色譜法[2-3]，火焰原子吸收光譜法[1,4]，電感耦合等離子體質(zhì)譜法[5]和電感耦合等離子發(fā)射光譜法[6-9]等。EDTA滴定法主要根據(jù)指示劑的顏色變化判定滴定終點，人為影響因素大；火焰原子吸收光譜法測鈣時鎂會干擾其準確測定[8]，且一次只能測定一種元素；電感耦合等離子體質(zhì)譜法儀器設(shè)備昂貴，實驗成本高；而電感耦合等離子體發(fā)射光譜法由于其良好的穩(wěn)定性，干擾小，操作簡便，在測量鈣和鎂時更深受大家的歡迎?；诖?，本文建立了采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜(ICP-OES)法測定橘子汁中鈣和鎂的含量，實驗選取適宜的樣品預(yù)處理方法和最佳測量條件，考察分析方法的檢出限、精密度和回收率，并應(yīng)用該實驗方法用于測定FAPAS樣品0861，得到了滿意的結(jié)果。該法適用于測定橘子汁樣品中的鈣和鎂。

1　實驗部分

1.1　儀器與試劑

Optima-8300型電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀(美國PE公司)；CEM MARS 240/50微波消解儀(美國CEM公司)；BP211D型電子分析天平。

鈣標(biāo)準儲備溶液(1 000 mg/L，唯一標(biāo)識：168040-1)：介質(zhì)為HNO3(1.0 mol/L))，購自國家有色金屬及電子材料分析測試中心；鎂標(biāo)準溶液(1 000 mg/L，唯一標(biāo)識：168054-1)：介質(zhì)為HNO3(1.0 mol/L)，購自國家有色金屬及電子材料分析測試中心。測定前再配制標(biāo)準系列工作溶液。

硝酸(優(yōu)級純，Merck公司)，其它試劑為優(yōu)級純，水為超純水。橘子汁樣品購自FAPAS。

1.2　儀器工作條件

Optima-8300 電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀工作參數(shù)見表1。

表1　ICP-OES工作參數(shù)

1.3　實驗方法

微波消解：準確移取2 mL橘子汁樣品置于微波消解罐中，加入6 mL硝酸，然后按照表2微波消解程序進行消解。消解完畢后，用電加熱器150 ℃趕酸至1 mL，用水少量多次洗入50 mL容量瓶中，定容至刻度，混勻備用。同時做試劑空白實驗。

表2　微波消解程序

濕法消解：準確移取2 mL樣品于錐形瓶中，加 10 mL 混合酸(硝酸∶高氯酸為5∶1)，加蓋浸泡過夜，加上漏斗于電爐上消解，直至冒白煙，消化液呈無色透明或略帶黃色，揮酸至消化液剩余1 mL，放冷，用水將消化液轉(zhuǎn)移至50 mL容量瓶中，定容至刻度，混勻備用。同時做試劑空白實驗。

2　結(jié)果與討論

2.1　樣品預(yù)處理方法的選擇

用微波消解和濕法消解樣品后，上機測定，測定結(jié)果并無明顯差異，但濕法消解Ca的空白含量相對偏高，可能是濕法消解溶解了微量的玻璃器皿中的Ca引起的。因此建議測試低含量樣品時，采用微波消解，可以使測定結(jié)果更準確。

2.2　儀器分析波長的選擇

影響分析線選擇的主要因素有待測元素的濃度、譜線相對強度、背景等效濃度(BEC)、噪音、分析條件及共存元素的干擾情況等。結(jié)合橘子汁的營養(yǎng)成分，橘子汁中含量較多的是鈉，鈉的分析波長主要是589.592 nm，對鈣和鎂的測定沒有影響。鈣在317.933 nm，鎂在285.213 nm波長下有更高的相對強度，更低的信號噪音，更高的靈敏度，更小的譜線干擾，更低的背景等效濃度，因此選擇譜線波長為:Ca 317.933 nm，Mg 285.213 nm。

2.3　標(biāo)準曲線與檢出限

分別準確移取鈣和鎂的標(biāo)準儲備溶液(濃度均為1 000 mg/L)適量，用硝酸(2%)溶液定容，鈣的濃度分別為0、1、2、5、10、20 mg/L和鎂濃度分別為0、1、2、4、6、8 mg/L混合標(biāo)準曲線工作溶液，按儀器工作條件進行測定。結(jié)果表明：鈣的濃度在0～20 mg/L，鎂的濃度在0～8 mg/L范圍內(nèi)呈線性相關(guān)，其線性相關(guān)方程及相關(guān)系數(shù)見表3。重復(fù)測定空白溶液20次，計算其檢出限，檢出限見表3。

表3　線性相關(guān)系數(shù)及檢出限

2.4　精密度與加標(biāo)回收實驗

采用本方法平行測定FAPAS樣品(0861)11次，計算方法測定的精密度，結(jié)果見表4。由表4可知：RSD<2%，說明本方法重復(fù)性較好。由表5可知：加標(biāo)回收率在99%～101%，說明本方法準確可靠。

表4　精密度實驗結(jié)果

表5　加標(biāo)回收實驗結(jié)果

2.5　比對實驗結(jié)果

本次能力驗證主要測定FAPAS0861 橘子汁中的 2種元素鈣和鎂。FAPAS反饋的測定值結(jié)果見表6。本實驗室2種元素測定結(jié)果均為滿意，鈣和鎂的Z值分別為 -0.3和 0.3。

表6能力驗證反饋實驗結(jié)果

Table 6　Experimental results of capabilityverification feedback /(mg·L-1)

3　結(jié)語

建立了微波消解和濕法消解兩種樣品預(yù)處理方法分解樣品后，采用ICP-OES法測定橘子汁中鈣和鎂的含量。方法用于測定FAPAS樣品0861，測定結(jié)果滿意。方法準確可靠，檢出限較低，簡單快速，既可以應(yīng)用于橘子汁中鈣和鎂含量的測定，也可以經(jīng)過優(yōu)化處理用于測定其它金屬元素和其它樣品中的金屬元素。

[1] 國家標(biāo)準化管理委員會. GB 5009.92—2016 食品中鈣的測定第二法[S].北京:中國標(biāo)準出版社,2016.

[2] 王穎,張威,李雪,等.干法灰化-離子色譜法測定煙草中的鉀、鈣和鎂[J]. 煙草科技(TobaccoScience&Technology),2012(1):43-46.

[3] 朱劍鋒.離子色譜法和火焰原子吸收法測定降水中鉀、鈉、鈣、鎂離子的方法比對[J].資源節(jié)約與環(huán)保(ResourcesEconomization&EnvironmentProtection),2013(8):168.

[4] 樊穎果,徐國津.原子吸收光譜和原子發(fā)射光譜法測定酸雨中鉀、鈉、鈣、鎂方法比較[J].中國無機分析化學(xué)(ChineseJournalofInorganicAnalyticalChemistry),2013,3(2):28-31.

[5] 樂粉鵬,郭亞麗,賀燕婷,等.應(yīng)用ICP-MS測定國際比對果汁樣品中鉛、鎘和錫的含量[J].現(xiàn)代科學(xué)儀器(ModernScientificInstruments),2010,1(2):90-93.

[6] 包楚才,陳紀文,劉付建.電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜(ICP-AES)法測定內(nèi)外墻涂料中的鈦、鈣、鋅、鎂和硅[J].中國無機分析化學(xué)(ChineseJournalofInorganicAnalyticalChemistry),2016,6(2):28-30.

[7] 蘇春風(fēng).電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜(ICP-AES)法測定再生鋅原料中銅、鉛、鐵、銦、鎘、砷、鈣、鋁[J].中國無機分析化學(xué)(ChineseJournalofInorganicAnalyticalChemistry),2016,6(1):53-58.

[8] 楊躍偉,張榆霞,楊曉紅,等.電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定大氣顆粒物中的12種重金屬元素含量[J].理化檢驗-化學(xué)分冊(PhysicalTestingandChemicalAnalysisPartB:ChemicalAnalysis),2016,52(4):427-431.

[9] 王生進,張琳,劉春虎,等.電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜(ICP-AES)法測定人發(fā)中銅、鋅、鈣、鎂、鐵[J].中國無機分析化學(xué)(ChineseJournalofInorganicAnalyticalChemistry),2016,6(1):69-72.