嬰幼兒營養(yǎng)包中礦物質元素的ICP-MS測定方法

王同蕾 任碩 卓勤

摘?要：目的：采用微波消解-電感耦合等離子體質譜法（ICP-MS）分別對14個不同廠家或批次的嬰幼兒營養(yǎng)包中的鈉、鈣、鐵、鋅4種礦物質元素進行同時分析測定。方法：樣品經(jīng)過微波消解后，使用電感耦合等離子質譜儀分別對4種礦物質元素進行同時測定。結果：經(jīng)測定，該方法的線性范圍令人滿意，其線性相關系數(shù)均在0.999以上;靈敏度高，各元素的方法檢出限在0.05～1.0μg /kg之間;4種元素的回收率在90.0%～106%之間，精密度在2.2%～8.7%之間。結論：該方法能快速、準確、靈敏地對4種嬰幼兒營養(yǎng)包中的鈉、鈣、鐵、鋅4種礦物質元素進行同時測定。

關鍵詞：嬰幼兒營養(yǎng)包;礦物質元素;電感耦合等離子體質譜;微波消解

據(jù)相關婦幼資料和調查報告顯示[1-5]，我國貧苦地區(qū)3歲以下的嬰幼兒普遍存在營養(yǎng)缺乏問題，營養(yǎng)不良發(fā)生率、生長發(fā)育遲緩率和貧血患病率遠高于全國平均水平。為使得貧苦地區(qū)農村嬰幼兒的營養(yǎng)狀況得到有效改善，我國大力倡導向西部貧困地區(qū)的3歲以下嬰幼兒提供營養(yǎng)包項目，并對他們進行營養(yǎng)與健康指導，這有助于提高他們的身心健康，從而提高整個中華民族的身體素質。國內外研究均表明，補充營養(yǎng)強化食品是改善嬰幼兒營養(yǎng)狀況的有效途徑。營養(yǎng)包正是以食物基質為基礎，包含了高密度的多種維生素及礦物質的輔食營養(yǎng)素補充品，專門針對中國6～36個月寶寶營養(yǎng)需求設計，含有豐富的寶寶發(fā)育關鍵窗口期所需微量營養(yǎng)素。微量元素對人體的細胞代謝、生物合成及生理功能都起著重要作用。

本研究采用微波消解前處理和ICP-MS檢測方法[6-9]，針對14個不同廠家、批次的營養(yǎng)包中4種礦物質元素進行檢測，與傳統(tǒng)的原子吸收方法相比，該方法能提供更低的檢出限和更寬的動態(tài)線性范圍，并且具有干擾少、精密度高、分析速度快等優(yōu)點，值得廣泛應用。經(jīng)檢測，營養(yǎng)包中礦物質元素含量豐富，能為嬰幼兒生長發(fā)育提供有效營養(yǎng)補充。

1?材料與方法

1.1?儀器與試劑

電感耦合等離子體質譜儀：Neixon350D型，美國PerkinElmer公司，配有7個高精度氣體質量流量控制器，耐高鹽、高效無記憶效應同心霧化器;高壓微波消解儀：Mars6-Express型，美國CEM公司，內置雙光路溫度控制系統(tǒng)和全罐異常壓力監(jiān)控系統(tǒng);可調式電熱板：Labtech S36型，萊博泰科公司;超純水處理器：Milli Plus 2150型，美國MILLIPORE公司。

硝酸，北京化學試劑廠，BV-Ⅲ級，批號：151202;鈉（100μg/mL）、鈣（100μg/mL）、鐵（100μg/mL）、鋅（100μg/mL），批號分別為GBW（E）080260、GBW（E）080261、GBW（E）080123、GBW（E）080130，中國計量科學研究院;Bi、In、Sc、混合內標溶液，美國Spex公司，濃度為10mg/L（使用前用1%硝酸稀釋成10.0μg/L）;實驗用水由超純水器提供。

嬰幼兒營養(yǎng)包樣品由各生產(chǎn)廠家提供。

1.2?方法

1.2.1?樣品前處理?稱取約0.3g樣品于聚四氟乙烯消解罐中，加入8mL濃硝酸溶液，混勻靜置過夜以進行冷消化。設置微波消解系統(tǒng)的升溫條件（表1）進行消化，消解完成后待自然冷卻至室溫，在電熱板加熱120～160℃，開蓋趕酸至剩余溶液1mL左右，冷卻后用去離子水定量轉移并定容至25mL，搖勻，供上機備用，同時做試劑空白試驗。

1.2.2?混合標準溶液的配制?分別準確吸取適量4種單元素標準溶液，用5%的硝酸溶液逐級稀釋，配制成濃度分別為鈉（Na）10mg/L、鈣（Ca）10mg/L、鐵（Fe）1mg/L、鋅（Zn）1mg/L的混合標準儲備液，并按照表2的配比從混合標準儲備液中分別取適量溶液，用5%的硝酸溶液逐級稀釋至不同濃度，配制成混合標準系列溶液。

1.2.3?儀器工作參數(shù)?用質譜調諧溶液對電感耦合等離子體質譜儀的各項工作指標進行優(yōu)化，使儀器的靈敏度、背景、氧化物、雙電荷和分辨率等各項參數(shù)均達到最佳狀態(tài)，獲得儀器最佳技術參數(shù)與設定值。其中，等離子體RF功率：1 400 W;冷卻氣氬氣流速：14 L/min;霧化器氬氣流速：0.8 L/min;輔助氣體流速：1.0 L/min;采樣深度：6.0mm;進樣穩(wěn)定時間：16s;泵速：32r/min;分析模式：定量;測量模式：KED;掃描次數(shù)：20;重復次數(shù)：3。

1.3?樣品測定

待儀器狀態(tài)穩(wěn)定后，根據(jù)樣品特點、儀器狀態(tài)和待測元素特征，用超純水對樣品溶液進行不同程度的稀釋，以保證各元素測定值在標準曲線的合適范圍內。在線引入內標溶液，并依次將標準溶液系列、試劑空白（5%硝酸溶液）和樣品溶液進行測定，進而對各元素分別進行回歸分析，計算其線性回歸方程。表3結果表明，方法的線性范圍寬，線性相關系數(shù)均達到3個9以上。

2?結果與分析

2.1?檢出限與定量限

根據(jù)1.2.1項下樣品的前處理方法制備20份空白溶液，平行連續(xù)測定20次，其平均值的3倍標準偏差對應的濃度值即為各元素的檢出限。樣品以稱樣量0.3g、定容體積為25mL計算本方法各元素的定量限（表4），結果表明，檢出限在0.05～1.0μg/kg之間。

2.2?加標回收試驗

隨機抽取1份營養(yǎng)包樣品，以稀釋后的樣品溶液為本底，分別加入高、中、低3個濃度的Na、Ca、Fe、Zn標準溶液，依照上述前處理方法處理后，重復測定7次，并計算回收率。表5顯示，回收率范圍在90.0%～106%之間，相對標準偏差在2.28%～8.7%之間。

2.3?實際樣品的測定1056AC8E-4657-45B7-9FE6-8DE3A5E9A0AB

按照本文研究方法，對14種不同產(chǎn)地、批次的嬰幼兒營養(yǎng)包中4種礦物質元素分別進行測定，每包（12g）樣品中元素含量見表6。根據(jù)每天1包的推薦食用量，并與《中國居民膳食指南（2016）》關于嬰幼兒期常量元素和微量元素參考攝入量或適宜攝入量（RNI或AI）進行對比。由此可見，營養(yǎng)包中4種礦物質含量較為豐富，尤其是Ca、Fe、Zn元素含量適宜，能有效為嬰幼兒提供每日必需的營養(yǎng)補充。

3?結論

目前，我國嬰幼兒輕度營養(yǎng)不良和微量營養(yǎng)素缺乏已經(jīng)成為嬰幼兒營養(yǎng)常見問題。營養(yǎng)包中含有豐富的礦物質元素，能有效改善貧困地區(qū)嬰幼兒的健康狀況。本研究采用ICP-MS法對14種不同產(chǎn)地、批次的嬰幼兒營養(yǎng)包中的Na、Ca、Fe、Zn 4種礦物質進行測定研究，與傳統(tǒng)的原子吸收光譜方法相比，ICP-MS法將ICP高溫電離特性與四級桿質譜的靈敏快速掃描特性結合，因此，能提供更寬的動態(tài)線性范圍和更低的檢出限，而且由于譜線簡單、干擾少，因此精密度和準確度更高。同時，ICP-MS的分析速度快，極大地提高了樣品分析效率，為今后營養(yǎng)包質量監(jiān)測工作提供了技術保障。

參考文獻

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Determination on Mineral Elements in Nutritionists for Toddlers by Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry and Microwave Oven

WANG Tong-lei，REN Shuo，ZHUO Qin

（National Institute for Nutrition and Health Chinese Center For Disease Control and Prevention，Beijing 100050，China）

Abstract：Objective To analyze four mineral elements in 14 kinds of nutrition for toddlers.A novel method for quantitative analysis of four elements（Na，Ca，F(xiàn)e，Zn）was established by using inductively coupled plasma mass spectrometry（ICP-MS）and microwave digestion.Method Samples were decomposed by microwave oven and then analyzed by ICP-MS.Result Under the optional conditions，the linear calibration curve was established for each element and the linear regression correlation coefficient was more than 0.999.The limit of detection（LOD）of these elements varied from 0.05 to 1.0μg/kg.The recovery was between 90.0% to 106%.The relative standard deviation of precision measurement was between 2.2% to 8.7%.Also，the measured values were in good agreement with the certified values.Conclusion The established method is fast，simple and sensitive，which is worth widely applied to analyze mineral elements in nutrition for toddlers.

Keywords：nutrition for toddler;mineral element;inductively coupled plasma mass spectrometry（ICP-MS）;microwave oven

（責任編輯?唐建敏）1056AC8E-4657-45B7-9FE6-8DE3A5E9A0AB