微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法測(cè)定水果罐頭中12種元素

魏敏 姜華軍 張梅超

摘 要：建立微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）法，一種能同時(shí)測(cè)定水果罐頭中鉛、砷、鎘、鉻、釩、鎳、鋁、鐵、錳、銅、鋅和錫共12種元素的分析方法。樣品以硝酸-過氧化氫作為消解體系，經(jīng)微波消解處理后用ICP-MS檢測(cè)，以鈧（45Sc）、鍺（74Ge）、銦（115In）和鉍（209Bi）作為內(nèi)標(biāo)元素校正基體效應(yīng)，采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法進(jìn)行定量測(cè)定。結(jié)果12種元素的線性相關(guān)系數(shù)均>0.999，檢出限為0.000 76～0.032 mg/kg，定量限為0.002 5～0.11 mg/kg，加標(biāo)回收率在93.5%～101.1%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為0.86%～4.84%（n=6）。該方法操作簡(jiǎn)單，分析速度快，結(jié)果準(zhǔn)確、可靠，適用于大批量水果罐頭食品中多元素的同時(shí)測(cè)定。

關(guān)鍵詞：微波消解；水果罐頭；元素

水果罐頭是以一種或多種水果為原料，經(jīng)預(yù)處理、裝罐、加湯汁、密封、殺菌以及冷卻加工而成的罐藏食品。水果罐頭口感綿軟、口味香甜，含有豐富的維生素等營(yíng)養(yǎng)成分，而且具有保質(zhì)期長(zhǎng)、食用方便等優(yōu)點(diǎn)，深受人們的喜愛。但是水果罐頭在選材、加工、儲(chǔ)存等過程中都可能受到鉛、砷、錫等多種重金屬的污染。這些重金屬污染物可能來自于環(huán)境，也可能來自于包裝罐內(nèi)壁的腐蝕以及包裝材料中重金屬的遷移。重金屬污染物在人體內(nèi)蓄積，會(huì)嚴(yán)重危害人們的身體健康。

目前測(cè)定重金屬元素常用的方法有原子吸收光譜法（AAS）、原子熒光光譜法（AFS）、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-OES）以及電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）等。其中ICP-MS具有靈敏度高、檢出限低、線性范圍寬和可同時(shí)分析多元素等優(yōu)點(diǎn)，被公認(rèn)為最理想的元素分析技術(shù)。本文采用微波消解處理樣品，用ICP-MS法測(cè)定多種水果罐頭中具有潛在危害的12種元素，為分析水果罐頭食品中有害元素的污染狀況提供參考。

1 試驗(yàn)部分

1.1 試劑與材料

硝酸（優(yōu)級(jí)純）由德國(guó)Merck公司提供；30%過氧化氫（優(yōu)級(jí)純）由國(guó)藥集團(tuán)提供；自制超純水（電阻率≥18.2 MΩ·cm）；各單元素及內(nèi)標(biāo)元素標(biāo)準(zhǔn)溶液（1 000 mg/L）：國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心；調(diào)諧液（1μg/L，Be、Ce、Fe、In、Li、Mg、 Pb、U）由美國(guó)PerkinElmer公司提供。

1.2 儀器與設(shè)備

NexION 300X電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（美國(guó)PerkinElmer公司）；MARS6微波消解系統(tǒng)（美國(guó)CEM公司）；Comfort II超純水系統(tǒng)（德國(guó)Sartorius公司）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制

1.3.1.1 混合內(nèi)標(biāo)使用液

用5%硝酸配制鈧、鍺、銦、鉍質(zhì)量濃度均為1 mg/L的混合內(nèi)標(biāo)使用液。

1.3.1.2 混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液

取各單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液，用5%硝酸逐級(jí)稀釋，同時(shí)加入混合內(nèi)標(biāo)使用液，配制成系列混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液，各元素質(zhì)量濃度見表1，溶液中各內(nèi)標(biāo)元素質(zhì)量濃度均為10 μg/L。

1.3.2 樣品處理

準(zhǔn)確稱取粉碎后的試樣0.5 g（精確至0.000 1 g），置于微波消解罐中，加入6 mL硝酸和1 mL 30%過氧化氫，加蓋放置1 h，按表2中的微波消解程序進(jìn)行消解。消解完成后，待消解罐冷卻至室溫，緩慢打開罐蓋。將消解罐置于控溫電熱板上，于110 ℃加熱趕酸至1 mL左右。消化液冷卻后轉(zhuǎn)移至25 mL容量瓶中，用少量超純水分3次沖洗內(nèi)罐，合并洗滌液于容量瓶中，加入0.25 mL的Sc、Ge、In、Bi混合內(nèi)標(biāo)使用液，使得試樣溶液中各內(nèi)標(biāo)元素終濃度為10 μg/L，用超純水定容至標(biāo)線，混勻待測(cè)。

1.3.3 檢測(cè)方法建立

ICP-MS工作條件見表3。當(dāng)儀器真空度達(dá)到要求時(shí)，用調(diào)諧液對(duì)儀器進(jìn)行調(diào)諧，使靈敏度、氧化物、雙電荷和精密度等各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到檢測(cè)要求。選擇待測(cè)元素的同位素及相應(yīng)內(nèi)標(biāo)元素，見表4。依次測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)系列溶液、空白溶液、試樣溶液。

2 結(jié)果與分析

2.1 工作曲線、檢出限和定量限

各元素在標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，線性相關(guān)系數(shù)均大于0.999。對(duì)空白溶液重復(fù)測(cè)定11次，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差，3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差對(duì)應(yīng)的質(zhì)量濃度為各元素的檢出限，10倍標(biāo)準(zhǔn)偏差對(duì)應(yīng)的濃度為定量限。結(jié)果各元素檢出限為0.000 76～0.032 mg/kg，定量限為0.002 5～0.11 mg/kg。工作曲線與檢出限、定量限測(cè)定結(jié)果見表5。

2.2 加標(biāo)回收和精密度試驗(yàn)

選取某水果罐頭樣品，測(cè)定12種元素的本底值。然后加入2個(gè)濃度水平的各元素標(biāo)準(zhǔn)溶液，每個(gè)濃度做6個(gè)平行，按上述方法測(cè)定，計(jì)算加標(biāo)回收率和精密度，結(jié)果見表6。各元素的加標(biāo)回收率在93.5%～101.1%，RSD為0.86%～4.84%，表明該方法的準(zhǔn)確度和精密度良好，滿足檢測(cè)要求。

2.3 實(shí)際樣品測(cè)定

利用上述方法對(duì)6份市售水果罐頭樣品進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果見表7。

3 結(jié)語

本文采用微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法同時(shí)測(cè)定水果罐頭中鉛、砷、鎘、鉻、釩、鎳、鋁、鐵、錳、銅、鋅和錫共12種元素，該方法快速、準(zhǔn)確、靈敏度高，適用于同時(shí)測(cè)定大批量水果罐頭中的多種元素，可用于水果罐頭食品中有害元素的污染狀況分析和日常風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)。