電感耦合等離子體質(zhì)譜法測(cè)定食品接觸日用陶瓷制品中的金屬元素遷移量

Determination of Metal Element Migration in Food Contact Ceramic Products by Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry

LI Jing， SHEN Erzhuo （Jilin Municipal Center for Disease Control and Prevention， Jilin 1320oo， China）

Abstract： An analytical method for the simultaneous determination of 22 metal element migrations in food contact ceramic products by inductively coupled plasma mass spectrometry was developed. 4% acetic acid was used as food simulantand injected by filing method.Threemigration experiments were carried out，and the third sample was taken for determination.The correlationcoeffcients of the linear regression equations were greater than 0.999， the relative standard deviation of precision was all ?5% ，and the recoveriesranged from 91% to 102% .The method is fast，reliable and sensitive，and can be widely used in therapid detection of metal migration in ceramic products.

Keywords： inductively coupled plasma-mass spectrometry; ceramic products; metals elements; migration

瓷器是我國(guó)古代的偉大發(fā)明，彰顯中華民族對(duì)人類文明的卓越貢獻(xiàn)。數(shù)千年來(lái)，日用陶瓷作為常用食器，在人們生活中扮演著至關(guān)重要的角色。然而，陶瓷表面的彩釉卻是危害健康的潛在因素[1-2]。彩釉中的鉛、鎘會(huì)引起人體肝臟等內(nèi)臟中毒，砷、鋁、鉻等重金屬在體內(nèi)蓄積也會(huì)產(chǎn)生不良影響。此外，制作陶瓷所用的黏土品質(zhì)也至關(guān)重要。劣質(zhì)黏土中含有大量微生物和有害物質(zhì)，即便無(wú)彩釉的陶瓷也有可能危害健康[3。長(zhǎng)時(shí)間使用不合格陶瓷制品，有害元素會(huì)以離子形式遷移至食品中，間接地進(jìn)入人體，對(duì)神經(jīng)、血液、肝臟等系統(tǒng)和器官造成慢性損害，危害健康[4]。

目前，關(guān)于陶瓷制品中多元素遷移量的檢測(cè)方法主要有原子吸收光譜法[5-7]、原子熒光光譜法[8-9]電感耦合等離子體質(zhì)譜法[10-13]等。電感耦合等離子體質(zhì)譜法具有靈敏度高、檢出限低、線性范圍寬、多元素同時(shí)測(cè)定等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于金屬檢測(cè)領(lǐng)域[14-15]。本文使用 4% 乙酸模擬可食用食品，對(duì)陶瓷制品進(jìn)行前處理，再采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法對(duì)陶瓷制品中22種金屬元素遷移量進(jìn)行檢測(cè)。

1材料與方法

1.1 樣品來(lái)源

檢測(cè)使用的樣品采購(gòu)自吉林市區(qū)線下銷售及線上電商平臺(tái)，包括陶瓷鍋、陶瓷碗、陶瓷盤和陶瓷杯。其中，陶瓷鍋30個(gè)，陶瓷碗、盤、杯各60個(gè)。

1.2 儀器與試劑

Nexion300X型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（美國(guó)PE公司）；Direct-Q-3UV型純水儀（密理博中國(guó)有限公司）；DHG-9245A型烘箱（上海一恒科學(xué)儀器有限公司）；R1-150型低溫培養(yǎng)箱（美國(guó)賽默飛公司）。

多元素混合標(biāo)準(zhǔn)溶液及內(nèi)標(biāo)溶液，購(gòu)自國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心；實(shí)驗(yàn)用水均為去離子水（電阻率 18MΩ?cm ）；高純度氬氣（ 85～100psi ），純度大于 99.999% ；硝酸（ 65% ，色譜級(jí)）；乙酸（色譜級(jí)）。

1.3 遷移試驗(yàn)條件

根據(jù)樣品材質(zhì)選擇合適的遷移試驗(yàn)條件，見(jiàn)表1。

1.4 儀器條件

射頻功率為 1600W ，蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速為 20rmin^-1 載氣流速 0.70L?min^-1 。按照SmartTune智能優(yōu)化向?qū)?，使用Setup溶液對(duì)儀器進(jìn)行優(yōu)化。Setup溶液包括以下元素：Li、Be、 Δmg 、Fe、In、Ce、 Pb 、U。儀器參數(shù)： Ugt;3000cps/ppb ， Mggt;15000cps/ppb ，Be gt; 2000cps/ppb Ingt;40000cps/ppb 氧化物含量小于 3% 雙電荷含量小于 5% ，質(zhì)量數(shù)為220，背景信號(hào)小于5 cps，精密度小于3%[16-17]

1.5 試驗(yàn)方法

本實(shí)驗(yàn)采取 4% 乙酸作為食品模擬物，采用灌裝法將食品模擬物注入陶瓷制品中。所有參與檢測(cè)的陶瓷制品，均進(jìn)行3次遷移試驗(yàn)，每次試驗(yàn)使用1份新的食品模擬物，以第3次遷移試驗(yàn)的浸泡液作為實(shí)驗(yàn)樣本進(jìn)行測(cè)定，做空白試驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)回測(cè)以校正檢測(cè)結(jié)果。根據(jù)《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品接觸材料及制品遷移試驗(yàn)預(yù)處理方法通則》（GB5009.156—2016）中對(duì)檢測(cè)樣本的要求對(duì)遷移試驗(yàn)所得數(shù)值進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果以 mg?L^-1 表示。

2 結(jié)果與分析

2.1標(biāo)準(zhǔn)曲線及方法檢出限

用多元素混合標(biāo)準(zhǔn)溶液繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，并計(jì)算檢出限，見(jiàn)表2。22種金屬元素標(biāo)準(zhǔn)曲線在各自線性范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)均大于0.999，各元素檢出限符合實(shí)際樣品分析要求。

2.2精密度實(shí)驗(yàn)

隨機(jī)選取一試樣，對(duì)樣品中22種金屬元素含量測(cè)定6次，測(cè)定其相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RelativeStandardDeviation，RSD）為 1.1%～5.0% ，滿足實(shí)際樣品檢測(cè)要求，結(jié)果見(jiàn)表3。

2.3 加標(biāo)回收率實(shí)驗(yàn)

采用標(biāo)準(zhǔn)加入法，在已測(cè)定含量的樣品溶液中加入已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液，測(cè)定樣品的加標(biāo)回收率，結(jié)果見(jiàn)表4。各元素的加標(biāo)回收率在 91% ＼～102% ，符合《實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制規(guī)范食品理化檢驗(yàn)》（GB/T27404—2008）中的要求（ 90%～110% ）。

2.4金屬元素遷移量檢測(cè)結(jié)果

針對(duì)本次檢測(cè)的3種陶瓷制品，在特定遷移試驗(yàn)條件下，采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法對(duì)樣品中金屬元素的遷移量進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果見(jiàn)表5。Be、 ΔV 、Cr、Ni、As、Mo、 Ag 、Cd、 Sn 、Sb、T1均未檢出，Li、Mn、Fe、Co在陶瓷碗、陶瓷盤、陶瓷杯中均未檢出。在陶瓷制品中，陶瓷杯金屬遷移量相對(duì)較小，除Mg、Al、Cu、Zn、Pb元素外均未檢出；陶瓷鍋金屬遷移量相對(duì)較大，其中Li、Mg、Al、Ti、Mn、Fe、Co、Cu、Zn、Ba、Pb等元素均有檢出。

3結(jié)論

本文建立了食品接觸日用陶瓷制品中22種金屬元素遷移量的測(cè)定方法。結(jié)果顯示，該方法檢出限低、線性良好、分析速度快、精密度高，可用于食品接觸日用陶瓷制品中金屬元素遷移量的分析測(cè)定。

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