離子液體-石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定食品中鉻的研究

凌約濤 潘瑞花 王遙雪

摘要：建立了離子液體前處理樣品、石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定食品中鉻的方法。以親水性離子液體1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽（[Bmim]-Cl）直接溶解樣品，加入0.5 mL濃硝酸，5 min內(nèi)即可完成前處理過程，樣液直接用石墨爐原子吸收光譜法進(jìn)行檢測(cè)。結(jié)果表明，鉻在2.58～20.64 μg/L線性關(guān)系良好，在優(yōu)化的光譜條件下，鉻檢出限為0.04 mg/kg，加標(biāo)回收率在92.00%～101.65%，RSD為4.11%～6.69%。該前處理方法綠色安全、操作簡(jiǎn)便、處理速度快，具有廣泛的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：親水性離子液體;1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽;石墨爐原子吸收光譜法;鉻

中圖分類號(hào)：O657.31 ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：0439-8114（2020）17-0158-03

Abstract： A method for the determination of chromium in food by ionic liquid -graphite furnace atomic absorption spectrometry was established. The sample was directly dissolved in 1-butyl-3-methylimidazolium chloride （[Bmim]-Cl） and added with 0.5 mL nitric acid. The pretreatment process could be completed within 5 minutes. The solution was directly detected by graphite furnace atomic absorption spectrometry. Chromium has a good linear relationship in the range of 2.58～20.64 μg/L， under the optimized spectral conditions， the detection limit of chromium is 0.04 mg/kg， the recovery of standard addition is 92.00%～101.65%， RSD is 4.11%～6.69%. The pretreatment method is green and safe， easy to operate and fast to process， and has a wide application prospect.

Key words： hydrophilic ionic liquid; 1-butyl-3-methylimidazolium chloride; graphite furnace atomic absorption spectrometry; chromium

人們?nèi)粘Ｉ攀持袛z取的鉻元素主要來自動(dòng)物肝臟[1]，大部分農(nóng)作物中也含有微量鉻。鉻在人體中是一種極為關(guān)鍵的微量元素[2]，分布于人體的骨骼肌肉以及大腦等多個(gè)部位，它與人體的發(fā)育、血糖代謝有關(guān)。鉻元素的生物毒性與其價(jià)態(tài)有關(guān)，三價(jià)鉻對(duì)人體有益，但三價(jià)鉻不易被人體吸收，進(jìn)入人體后通常會(huì)隨代謝排出體外[3]。六價(jià)鉻則具有相當(dāng)強(qiáng)的氧化性，會(huì)對(duì)人體造成危害，且易于被人體吸收，沉積在人體中[4]。人類誤食六價(jià)鉻后會(huì)出現(xiàn)惡心、嘔吐、強(qiáng)烈的腹部疼痛等癥狀，過量攝入六價(jià)鉻則會(huì)導(dǎo)致死亡[5]。研究表明，六價(jià)鉻在土壤中的存在形式易被植物吸收[6]，這也表明了六價(jià)鉻比三價(jià)鉻更易于進(jìn)入食物鏈并通過食物鏈富集，在GB 2762-2017[7]和NY 659-2003[8]中均有相關(guān)限量要求。目前對(duì)于鉻的檢測(cè)，主要采用GB5009.123-2014[9]法測(cè)總鉻，前處理方法主要有濕法消解法、干法灰化、高壓消解法、微波消解法，整個(gè)前處理過程產(chǎn)生大量的廢氣或廢液，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重。近年來，關(guān)于離子液體（ILS）在重金屬離子檢測(cè)分析方面應(yīng)用的文獻(xiàn)報(bào)道[10-13]，主要采用疏水性離子液體。本研究探討采用親水性離子液體直接溶解樣品，配合石墨爐原子吸收光譜法進(jìn)行食品中鉻的檢測(cè)，方法操作簡(jiǎn)便、靈敏度高，綠色環(huán)保。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

濃硝酸，分析純，購自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;高氯酸，分析純，購自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;鹽酸，分析純，購自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;多元素混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，GBW08607，其中Pb、Cd、Cr濃度分別為1.03、0.104、0.516 μg/g，購自中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院;親水性離子液體1-丁基-3-甲基咪唑氯鹽，[Bmim]-Cl，購于上海成捷化工，濃度為99.9%，離子液體需純化去除Cr離子。

AA280Z型原子吸收分光光度計(jì)，美國(guó)安捷倫公司;ML204T型電子天平，梅特勒托利多（上海）有限公司;GM200型研磨儀，德國(guó)RETSCH（萊馳）公司;DKN812C烘箱，日本雅馬拓YAMATO。

1.2 方法

1.2.1 樣品處理 用研磨儀將樣品粉碎至粉末，過100目篩，于105 ℃左右烘干，保存于干燥處備用。稱取0.2～0.3 g樣品，加入3 g液態(tài)離子液體[Bmim]-Cl、0.5 mL濃HNO3于160 ℃溶解5 min，使樣品完全溶解，然后加入去離子水定容至50 mL，搖勻，過0.22 μm的微孔濾膜，濾液按優(yōu)化條件用石墨爐原子吸收光譜法進(jìn)行檢測(cè)。并同時(shí)制備空白溶液。

1.2.2 光譜條件 測(cè)定波長(zhǎng)357.9 nm，燈電流7.0 mA，狹縫0.2 nm，塞曼扣背景，進(jìn)樣量10 μL，基體改進(jìn)劑進(jìn)樣量10 μL，采用峰高記錄數(shù)據(jù)，石墨爐升溫程序見表1。

2 結(jié)果與分析

2.1 灰化溫度的選擇

由于離子液體[Bmim]-Cl的水溶液中含有有機(jī)物，所以在使用較低的石墨爐灰化溫度時(shí)難以將有機(jī)物完全灰化，會(huì)對(duì)檢測(cè)產(chǎn)生干擾。本試驗(yàn)在離子液體水溶液中加入0.04 g/mL鉻，對(duì)石墨爐灰化溫度進(jìn)行了考察?；一瘻囟仍? 000 ～1 400 ℃測(cè)得Cr元素的吸光度見圖1。由圖1可知，對(duì)Cr元素進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，在灰化溫度低于1 300 ℃時(shí)，離子液體[Bmim]-Cl對(duì)檢測(cè)信號(hào)存在抑制影響，在灰化溫度達(dá)到1 300 ℃時(shí)，檢測(cè)信號(hào)達(dá)到最大值，可知最佳灰化溫度為1 300 ℃。

2.2 輔助溶劑的選擇

由于溶液中存在一定濃度的離子液體[Bmim]-Cl，直接進(jìn)樣后離子液體在石墨管中存在灰化不完全的情況，會(huì)對(duì)檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生干擾，影響檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。為減少離子液體[Bmim]-Cl對(duì)檢測(cè)信號(hào)的干擾，試驗(yàn)在HCl、HClO4、HNO3等輔助灰化試劑中進(jìn)行了條件優(yōu)化，最終選擇采用HNO3作為輔助灰化試劑，加入量為0.5 mL。

2.3 溶解時(shí)間的確認(rèn)

加入濃HNO3過多會(huì)使得樣品分解為小分子有機(jī)物，所以過量的濃HNO3以及過長(zhǎng)的加熱時(shí)間會(huì)對(duì)試驗(yàn)造成負(fù)面影響，本試驗(yàn)僅探討使用0.5 mL濃HNO3時(shí)溶解時(shí)間對(duì)測(cè)得值的影響，當(dāng)濃HNO3用量為0.5 mL時(shí)，加熱時(shí)間為5 min以上，溶液中樣品可完全溶解，形成符合試驗(yàn)要求的溶液狀態(tài)，最終確認(rèn)溶解時(shí)間為5 min。

2.4 線性方程

標(biāo)準(zhǔn)曲線及線性關(guān)系見圖2。由圖2可知，鉻元素在2.58～20.64 μg/L具有良好的線性關(guān)系。

2.5 方法檢出限

按優(yōu)化的條件進(jìn)行空白試驗(yàn)，制作20個(gè)空白進(jìn)行檢測(cè)，計(jì)算方法檢出限，當(dāng)稱樣量為0.2 g、定容體積為50 mL時(shí)，鉻的檢出限為0.04 mg/kg。

2.6 精密度和回收率

選取木耳、香菇和茶葉，添加3個(gè)濃度進(jìn)行精密度和回收率試驗(yàn)（表2）。由表2可知，試驗(yàn)精密度RSD在4.11%～6.69%，回收率在92.00%～101.65%，精密度良好。

3 結(jié)論

試驗(yàn)建立了一種親水性離子液體[Bmim]-Cl直接溶解固體食品樣品的前處理方法，結(jié)合石墨爐原子吸收光譜法對(duì)木耳、香菇、茶葉中鉻含量進(jìn)行了檢測(cè)。該方法優(yōu)化了輔助溶劑的使用以及光譜條件，避免了光譜信號(hào)的干擾，具有操作簡(jiǎn)便、檢測(cè)限低、精密度好、綠色環(huán)保等特點(diǎn)，能滿足日常檢測(cè)要求。

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