微波消解-電感耦合等離子發(fā)射光譜快速測定桃金娘果的20種元素質(zhì)量濃度

竇文淵，周漪波，巫培山，胡家寶，李俊陽，伍德進，楊偉明

（中國廣州分析測試中心廣東省化學危害應急檢測技術(shù)重點實驗室，廣東 廣州 510070）

桃金娘 Rhodomyrtus tomentosa（Ait.）Hassk.為桃金娘科桃金娘屬植物，別名山稔、崗稔、桃娘、稔子、仲尼，是在我國有天然分布的一種植物，在我國東南部、南部至西南部，南亞、東南亞等地均有廣泛分布，是一種優(yōu)良的野生植物資源。在《本草綱目》、《本草綱目拾遺》等本草專著中對桃金娘的藥用價值已有詳細記載。桃金娘性味甘澀平，以根、葉和果入藥，具有養(yǎng)血、止血、澀腸、固精之功效[1]?，F(xiàn)代社會的發(fā)展，推動工業(yè)的發(fā)展的同時給環(huán)境帶來了污染，金屬的污染也是很主要的元素，因此，各個行業(yè)對元素的監(jiān)測的關(guān)注也是越來越重視。隨著社會環(huán)境的快速變化和生活質(zhì)量要求的提高，作為人們可食用的桃金娘果實，對它的元素的研究就很有必要性。查找以往關(guān)于桃金娘元素方面的有關(guān)文獻報道，元素測定方面研究很少，電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀[2-10]適合同時多元素檢測，方便快捷，數(shù)據(jù)準確，因此，本試驗采用微波消解前處理對樣品，用電感耦合等離子發(fā)射光譜法（inductively coupled plasma atomic emission spectrometry，ICP-AES）測定桃金娘果的20 種元素質(zhì)量濃度，為科學利用桃金娘的果實提供重要意義。

1 材料與方法

1.1 儀器和試劑

Prodigy XP 電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀：美國Leeman 公司；TOPEX 微波消解儀：上海屹堯儀器有限公司。

桃金娘果樣品：廣東省天天原生態(tài)有限公司。

硝酸、過氧化氫均為優(yōu)級純：廣州市試劑廠；試驗用水為高純水；17 種混合標液（Cu、Pb、Zn、Ni、Cd、Cr、Fe、Mn、Al、Ti、Mg、B、Sr、Mo、Ba、Co、Si）和 K、Na、Ca 標準溶液：國家鋼鐵材料測試中心鋼鐵研究總院，濃度均為1 000 μg/mL。所用玻璃器皿均用10%硝酸浸泡24 h，均用蒸餾水、高純水清洗備用。

1.2 方法

1.2.1 儀器工作條件

ICP-AES 的儀器使用條件如表1所示。

表1 主要儀器參數(shù)Table 1 The major instrument parameter

1.2.2 樣品前處理

將樣品（桃金娘果）清洗干凈，等樣品表面水分風干，然后研磨粉碎混勻。精密稱定樣品5.000 g，置消解罐子中，慢慢加入10 mL 硝酸，再加入1 mL H2O2，蓋好蓋子。按照表2的消解程序進行消解。消解結(jié)束后冷卻至25 ℃。將罐內(nèi)中消解好的溶液取出，過濾，轉(zhuǎn)移至25 mL 的容量瓶，最后用高純水定容至刻度線，混勻，待測。微波消解升溫程序具體見表2。

表2 微波消解升溫程序Table 2 Microwave digestion temperature procedure

1.2.3 標準溶液曲線配制

混合標準溶液曲線A：將標準儲備液用1%的硝酸逐級稀釋，稀釋標準濃度分別為0.00、0.100、0.200、0.500、1.00、4.00 μg/mL；混合標準液曲線 B：將 K、Na、Ca 標準儲備液用1%的硝酸混合逐級稀釋，配制標準溶液曲線濃度分別為0.00、0.500、1.00、5.00、10.0、20.0、25.00 μg/mL。

2 結(jié)果與分析

2.1 校正和選擇元素譜線

ICP-AES 全譜掃描對20 個待測元素不同的工作譜線，校正背景的扣除，結(jié)合譜線的互不干擾、靈敏度合適等因素，選取最優(yōu)的檢測元素譜線，結(jié)果見表3。

表3 20 種元素的元素譜線Table 3 Analysis line of 20 elements

2.2 樣品的消解情況

元素常用的消解方法為濕法消解、干法消解和微波消解。濕法消解的方法優(yōu)點是消解成本低，步驟容易操作，缺點是容易損失部分待測元素。干法消解處理方法消解方法優(yōu)點是消解充分，缺點是步驟多，容易帶入干擾，容易損失部分元素，現(xiàn)在基本少用。微波消解的方法優(yōu)點是不易損失樣品中待測物，消解完全消解效果好。消解食品樣品一般選用硝酸和過氧化氫作為消解試劑。為了考察樣品在不同試劑的條件下，設(shè)定了4 個消解方案，通過檢測數(shù)據(jù)來比對微波消解與濕法消解的消解效果，具體消解方法的方案見表4，樣品的消解檢測結(jié)果見表5。

表4 樣品的不同方法消解的情況Table 4 Different methods of sample digestion

由表4看出，經(jīng)過試驗比較，方法A 和方法C 消解效果不是很好，還有少量的沉淀，方法B、方法C 和方法D 的消解效果，都是溶液澄清，說明消解樣品基本完成。由表5看出，方法D 消解樣品效果最好，可能由于微波消解在密閉空間消解的原因，因此，樣品的前處理方法選擇方法D，處理采用微波消解，硝酸與過氧化氫（9 mL+1 mL）消解，消解效果好。

表5 樣品的前處理消解方法的檢測結(jié)果Table 5 The test results of the former treatment of the sample

2.3 元素的線性范圍和檢出限

按表1儀器的工作條件，測定配置好的系列標準溶液，繪制校準曲線回歸方程，結(jié)果見表6。

表6 20 種元素的線性及檢出限Table 6 Linear equation and detection limit of 20 metal elements

由表6可以看出，在線性范圍內(nèi)，Cu、Pb、Zn、Ti、V、Cr、Fe、Mn、Al、Mo、Li、Sr、Ni、K、Na、Ca、Mg、Cd、B、Ba 的線性相關(guān)系數(shù)范圍為0.999 2～0.999 9，線性關(guān)系良好。

2.4 加樣回收試驗

取樣品 6 份（分別標為樣品 1，2，3，4，5，6），精密加入20 種元素一定量的標準溶液，按“2.3”項下方法制備，按“2.2”項下光譜條件測定，計算回收率。

由表7可知，樣品的 Cu、Pb、Zn、Ni、Cd、Cr、Fe、Mn、Al、Ti、K、Na、Ca、Mg、Co、B、Sr、Si、Ti、Mo 平均回收率范圍為90.7%～98.6%，相對標準偏差范圍為為0.83%～3.93%。結(jié)果表明該方法準確可靠。

表7 加樣回收試驗測定結(jié)果（n=6）Table 7 The results of recovery experiment（n=6）

2.5 樣品含量測定

取同批次6 個樣品，按“2.3”項下方法制備供試品溶液，按“2.2”項下光譜條件測定，以標準曲線法計算含量（見表8）。

續(xù)表8 樣品的20 種元素含量測定結(jié)果Continue table 8 Determination results of 20 metal elements content in the sample

由表8結(jié)果可知，桃金娘果中20 種元素含量都不一樣，K 元素含量最高，Cd 元素含量最低，桃金娘果中20 種元素含量高低順序為：K、Ca、Mg、Na、Si、Al、B、Mn、Fe、Zn、Ba、Cr、Cu、Sr、Ni、Ti、Co、Mo、Pb、Cd。

3 結(jié)論

本試驗微波消解桃金娘果，通過前處理優(yōu)化、儀器條件的優(yōu)化快速準確分析檢測元素含量，ICP-AES法測定了樣品中的20 種元素的含量方法簡單快捷。檢測結(jié)果表明，線性相關(guān)系數(shù)范圍為0.999 4～0.999 9，線性關(guān)系良好（n=6），平均回收率范圍為90.7 %～98.6 %，相對標準偏差范圍為0.83%～3.93%。結(jié)果表明該方法準確可靠。桃金娘果的元素含量高低順序是K、Ca、Mg、Na、Si、Al、B、Mn、Fe、Zn、Ba、Cr、Cu、Sr、Ni、Ti、Co、Mo、Pb、Cd。根據(jù)食品國家安全標準 GB 2762-2005《食品中污染物限量》鉛（Pb）≤ 0.2mg/kg；鎘（Cd）≤0.05 mg/kg；鎳（Ni）≤ 1.0 mg/kg；鉻（Cr）≤ 1.0 mg/kg 的限量要求進行判定，Pb、Cd、Ni、Cr 元素檢測結(jié)果均小于限量要求，桃金娘果的限量金屬含量符合食用要求。其它16 種元素，只是作為桃金娘果的元素拓展研究。試驗證明該方法適合用于ICP-AES 法測定桃金娘果的20 種微量元素的含量，為桃金娘果以及其他植物的相關(guān)元素檢測提供依據(jù)。