微波消解-原子熒光法測定蔬菜粉末中的砷

荀曄

摘 要：目的：建立微波消解-原子熒光法測定蔬菜粉末中的砷。方法：蔬菜粉末經(jīng)微波消解，采用原子熒光法測定蔬菜粉末中的砷含量。結(jié)果：蔬菜粉末樣用微波消解，方法的線性范圍為0～30 μg/L，回收率96.7%～114.2%，精密度為2.1%～8.1%。結(jié)論：此法快速、簡單、回收率高，此方法適用于評估原子熒光法測定盲樣蔬菜粉末中的砷測定。

關(guān)鍵詞：微波消解;原子熒光法;蔬菜粉末;砷

Determination of Arsenic in Vegetable Powder by Microwave Digestion-Atomic Fluorescence Spectrometry

XUN Ye

（Jiangsu Provincial Jianhu County Center for Disease Control and Prevention， Jianhu 224700， China）

Abstract： Objective： To establish microwave digestion atomic fluorescence method for the determination of arsenic in vegetable powders. Method： The vegetable powder samples were digested by microwave and atomic fluorescence method was used to evaluate the content of arsenic in vegetable powders. Result： The vegetable powder samples were digested by microwave， and the linearity range of the method was 0～30 μg/L， with recoveries of 96.7%～114.2% and precision of 2.1%～8.1%. Conclusion： This method is rapid， simple and provides high recovery， and it is suitable for the determination of arsenic in blind vegetable powder

Keywords： microwave digestion; atomic fluorescence method; vegetable powder; arsenic

砷分布廣泛，是藥品、化妝品、農(nóng)產(chǎn)品及生活飲用水中必須嚴(yán)格控制的有毒成分之一，也是食品污染物主要監(jiān)測指標(biāo)。國際癌癥研究機(jī)構(gòu)（International Agency for Research on Cancer，LARC）將砷確定為第一類致癌物[1]。目前砷的測定方法有砷斑法、銀鹽法、原子吸收法、電感耦合等離子體發(fā)射光譜法及原子熒光法等[1-2]。砷斑法是半定量法，銀鹽法操作煩瑣，原子吸收法靈敏度低、干擾大;電感耦合等離子體發(fā)射光譜法測定范圍廣，分析速度快，但對于砷的測定，其靈敏度難易達(dá)到要求，儀器價格較高難易普及。氫化物原子熒光光譜法具有靈敏度高、干擾少、線性范圍寬等優(yōu)點。傳統(tǒng)的樣品前處理方法，如干法灰化法和濕法消解法等，易存在消解不完全、耗時、誤差大的缺點[3]。近年來，微波消解技術(shù)作為一種比較先進(jìn)的預(yù)處理方法，其具有消解完全、時間短、消耗的酸少和不易損失的特點[4-5]。本試驗采用微波消解原子熒光法測定蔬菜粉末中砷，取得了理想的檢測效果。

1 材料與方法

1.1 樣品來源

樣品由江蘇省疾病預(yù)防控制中心發(fā)放，蔬菜粉未盲樣（編號：J-049號）;實驗要求：使用國家標(biāo)準(zhǔn)方法《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中總砷及無機(jī)砷的測定》（GB 5009.11—2014），每次測量建議準(zhǔn)確稱取蔬菜粉未樣品0.5 g，最少0.2 g。測量結(jié)果根據(jù)數(shù)理統(tǒng)計法進(jìn)行修約，保留3位有效數(shù)字，同時提供測量不確定度。

1.2 材料與設(shè)備

鹽酸：優(yōu)級純（ρ20=1.19 g/mL）;硼氫化鉀溶液（20 g/L）;5%鹽酸載液;5%硫脲溶液;砷標(biāo)準(zhǔn)儲備液[ρ（AS）=1 000 μg/mL]，編號為GBW08611，由中國計量科學(xué)研究院提供;生物成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW10015（GSB-6菠菜），AS（0.23±0.03 mg/kg），由北京盈澤納新化工技術(shù)研究提供;所用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)及標(biāo)準(zhǔn)樣品皆在有效期內(nèi)使用。

AFS-230E型雙道原子熒光光度計，砷特制空心陰極燈（北京海光儀器公司）;微波消解儀MSD-2002，ECH-1型電子恒溫加熱板，上海新儀微波化學(xué)科技公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 標(biāo)液配制

砷標(biāo)準(zhǔn)使用液[ρ（AS）=1.00 μg/mL）]：用10 mL

移液管、100 mL容量瓶分3次將1 000 μg/mL的砷標(biāo)準(zhǔn)儲備溶液逐級稀釋成1.00 μg/mL標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用液，臨用前現(xiàn)配。實驗純水電阻為18.2 mΩ/cm。用

1 mL刻度吸管分別吸取0.0 mL、0.15 mL、0.25 mL、

0.30 mL、0.50 mL及0.75 mL至25 mL容量瓶中，各加硫酸（1+9）12.5 mL，5%硫脲2.5 mL，補(bǔ)水至刻度，則標(biāo)準(zhǔn)系列為ρ（AS）=0 ng/mL、6 ng/mL、10 ng/mL、12 ng/mL、20 ng/mL及30 ng/mL。

1.3.2 微波消解

稱取樣品0.5 g（精確到0.000 1 g）放入聚四氟乙烯消化罐中，加入5 mL濃硝酸，1 mL過氧化氫，蓋好內(nèi)蓋，置電子控溫板90 ℃預(yù)消解30 min，裝進(jìn)外罐，擰緊外蓋，再進(jìn)行微波消化，定量梯度加壓消解4步程序見表1。消化完全后取出消解罐，冷卻后開罐，把聚四氟乙烯溶樣杯置于150 ℃電子控溫板上趕氮氧化物至溶液約1 mL.冷卻后轉(zhuǎn)移至

25 mL容量瓶中，少許去離子水沖洗溶樣杯，洗液并入容量瓶內(nèi)加5%硫脲2.5 mL，（1+9）硫酸

12.5 mL，再加水定容至刻度，同時做空白。

1.3.3 濕法消解

取0.2～1.0 g樣品于150 mL高腳燒杯中，加混合酸硝酸+高氯酸（4+1）20 mL及幾粒防爆玻璃珠，蓋上表面皿過夜，再于電熱板上消化（防止爆炸，嚴(yán)禁燒干），消化至無色透明至有白煙時，再繼續(xù)消化至體積為2 mL左右，加水在電熱板上趕酸，冷卻后轉(zhuǎn)移至25 mL容量瓶中加5%硫脲2.5 mL，加硫酸（1+9）12.5 mL，再加水定容至刻度。同時做空白。

1.3.4 儀器條件

負(fù)高壓：260 V;燈電流：60 mA;載氣流量：400 mL/min;屏蔽氣流量：900 mL/min;原子化器高度：8 mm;原子化器加熱溫度：200 ℃。延時時間：1 s;讀數(shù)時間：10 s;測量方式：標(biāo)準(zhǔn)曲線法;讀數(shù)方式：峰面積。

2 結(jié)果與分析

2.1 儀器工作參數(shù)的選擇

2.1.1 微波消解條件選擇

由于食品樣品基體成分復(fù)雜，各種食品消解度差異較大，各類食品消解條件也不一樣，本樣品選擇硝酸-過氧化氫消解體系，它具有較強(qiáng)的氧化性，消解完全也容易趕酸，取樣0.5 g樣品加5 mL濃硝酸，1 mL過氧化氫。

2.1.2 爐高

分別將爐高調(diào)至6 mm、7 mm、8 mm、9 mm及10 mm測熒光強(qiáng)度，原子化器增高，熒光強(qiáng)度增大，過高時會出現(xiàn)嚴(yán)重干擾，背景噪音也大，原子化器過低，熒光強(qiáng)度低，調(diào)節(jié)爐高是應(yīng)選擇氫基最豐富的區(qū)域內(nèi)，爐高為8 mm時，靈敏度較高，穩(wěn)定性較好。本試驗選擇爐高為8 mm。

2.1.3 負(fù)高壓

分別改變負(fù)高壓240 V、260 V、280 V及300 V，測熒光強(qiáng)度，隨著負(fù)高壓增大，熒光強(qiáng)度也增大，但噪音也相應(yīng)增大，負(fù)高壓過高或過低都不穩(wěn)定。本試驗選擇負(fù)高壓260 V，信噪比高，重現(xiàn)性也好。

2.1.4 燈電流

分別調(diào)節(jié)燈電流50 mA、60 mA、70 mA測熒光強(qiáng)度，隨著燈電流的加大，熒光強(qiáng)度也增大，燈電流低時，熒光強(qiáng)度低不穩(wěn)定，燈電流過高會影響空心陰極燈的使用壽命，容易產(chǎn)生自吸收，本試驗選擇燈電流60 mA時，信噪比高。

2.1.5 載氣與屏蔽氣流量

載氣流量大，則稀釋了樣品濃度，熒光強(qiáng)度降低，載氣流量小，火焰不穩(wěn)定。試驗表明載氣流量在300～500 mL/min，屏蔽氣流量在500～1 100 mL/min，熒光強(qiáng)度最大。本試驗選擇載氣流量400 mL/min與屏蔽氣流量900 mL/min。

2.2 鹽酸的影響

檢測中可用鹽酸或硫酸作為酸性介質(zhì)，試驗表明，兩種酸對砷所產(chǎn)生的熒光強(qiáng)度沒有影響。本實驗采用鹽酸介質(zhì)，濃度為5%。

2.3 線性范圍與檢測限

測定0～30 ng/mL標(biāo)準(zhǔn)系列，以濃度為橫坐標(biāo)，以熒光強(qiáng)度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，線性方程為Y=43.211X+19.153，平均相關(guān)系數(shù)為0.999 8。空白及標(biāo)準(zhǔn)液22次，空白S=0.514，根據(jù)斜率K=IF/C和檢出限D(zhuǎn)=3δ/K（δ=SD），計算處方法檢測限為0.036 ng/mL。

2.4 精密度試驗

菠菜標(biāo)準(zhǔn)樣品2份及盲樣蔬菜樣品4份，經(jīng)兩種消解方法處理，每個樣品重復(fù)測定6次以上，取平均值，計算精密度，如表2所示。

2.5 回收率試驗

在其中一份盲樣蔬菜樣品采用微波消解中加9 μg/L的As，重復(fù)測定6次，回收率為96.7%～

114.2%，如表3所示。

2.6 盲樣檢測結(jié)果

本實驗標(biāo)準(zhǔn)對照，生物成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW10015（GSB-6菠菜），As：（0.23±0.03）mg/kg;檢測結(jié)果為0.205 mg/kg，0.228 mg/kg，符合標(biāo)準(zhǔn)值。盲樣蔬菜粉末（J49）檢測結(jié)果為（0.465±0.084）mg/kg，在組織方質(zhì)控結(jié)果通告的（0.52±0.11）mg/kg范圍內(nèi)，結(jié)果滿意。從以上方法回收率及質(zhì)控結(jié)果可以表明，本方法準(zhǔn)確度高，結(jié)果可靠。

3 結(jié)論

本方法采用微波消解氫化物原子熒光光度法測定考核蔬菜粉末中砷，與濕法消解比，具有操作簡便、分析快速快、干擾少及定量準(zhǔn)確等優(yōu)點，是一個實用性很強(qiáng)的好方法。

參考文獻(xiàn)

[1]中華人民共和國國家衛(wèi)生和計劃生育委員會.食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中總砷及無機(jī)砷的測定：GB 5009.11—2014[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2014.

[2]趙素蓮，王玲芬，梁京輝.飲用水中砷的危害及除砷措施[J].現(xiàn)代預(yù)防醫(yī)學(xué)，2002，29（5）：651-652.

[3]任韌，孫華.微波消解氫化物發(fā)生原子熒光法測定化妝品中的砷[J].中國衛(wèi)生檢驗雜志，2005，15（6）：706.

[4]董玉英，冉亞莉.氫化物發(fā)發(fā)生-原子熒光法測定螺旋藻制品中的砷[J].中國衛(wèi)生檢驗雜志，2005，15（6）：696-697.

[5]郭健，范稚莉，趙乃曼.氫化物原子熒光光度法測定水產(chǎn)品中的總砷[J].中國衛(wèi)生檢驗雜志，2005，15（1）：69.