石墨爐原子吸收光譜法測定螺旋藻中的鋁

孫 杰 朱 佳 余恒琳

（南京市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)院，江蘇 南京 210028）

石墨爐原子吸收光譜法測定螺旋藻中的鋁

孫 杰 朱 佳 余恒琳

（南京市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)院，江蘇 南京 210028）

建立適合日常檢測分析螺旋藻中鋁的試驗(yàn)方法。采用微波消解法處理樣品，以 Mg（NO3）2－NH4H2PO4為基體改進(jìn)劑，石墨爐原子吸收光譜法測定螺旋藻中鋁，優(yōu)化儀器條件和試驗(yàn)方法。結(jié)果表明：方法的檢出限為1.52μg/L，RSD為2.13%～6.29%，回收率為90.65%～108.15%。該法能夠簡便、快捷、準(zhǔn)確地檢測螺旋藻中鋁的含量，符合要求。

螺旋藻；石墨爐原子吸收光譜法；鋁；基體改進(jìn)劑

螺旋藻富含藻多糖、藻膽蛋白、β－胡蘿卜素、不飽和脂肪酸及多種氨基酸、礦物質(zhì)等生物活性物質(zhì)，具有全面均衡的營養(yǎng)價(jià)值和保健功效，被聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）譽(yù)為“21世紀(jì)最理想和最完善的食品”，但是，螺旋藻在培養(yǎng)和生產(chǎn)過程中會吸附鋁等有害元素［1，2］。研究［3］表明，鋁是弱神經(jīng)毒微量元素，人體每日攝鋁量約10～30mg，過量的鋁會引起神經(jīng)和代謝功能的損害。臨床［4］表明，鋁和阿爾茨海默病、帕金森氏癡呆綜合癥和透析性腦病等神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病有關(guān)。目前中國國家標(biāo)準(zhǔn)中測定鋁的方法，主要有分光光度法、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜（ICP－AES）法、電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP－MS）［5－7］。但是，分光光度法步驟繁瑣，干擾嚴(yán)重；ICP－AES、ICP－MS價(jià)格昂貴，難以在實(shí)驗(yàn)室普及。本試驗(yàn)在相關(guān)資料［8－10］的基礎(chǔ)上，以微波消解處理樣品，Mg（NO3）2－NH4H2PO4為基體改進(jìn)劑，采用石墨爐原子吸收光譜法測定螺旋藻中鋁，結(jié)果簡便快捷，靈敏度、準(zhǔn)確度均達(dá)到要求。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

1.1.1 儀器

石墨爐原子吸收光譜儀（橫向加熱技術(shù)，縱向Zeeman效應(yīng)背景校正器，AS－800型自動(dòng)進(jìn)樣器）：AAnlyst600，美國PE公司；

熱解涂層平臺石墨管：28.1×18.1×7.3（外型尺寸），美國PE公司；

鋁空心陰極燈：KY－PE，美國PE公司；

超純水機(jī)：Molcell 1810d，上海摩勒生物科技公司。

1.1.2 試劑

鋁標(biāo)準(zhǔn)儲備液：100μg/mL，國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)研究中心

HNO3，H2O2（30%）：AR，南京化學(xué)試劑有限公司；

去離子水：本實(shí)驗(yàn)室自制。

1.2 方法

1.2.1 鋁標(biāo)準(zhǔn)液 由鋁標(biāo)準(zhǔn)儲備液用0.5%HNO3逐級稀釋至50μg/L。

1.2.2 基體改進(jìn)劑 準(zhǔn)確稱取不同質(zhì)量的 Mg（NO3）2和NH4H2PO4，加0.5mL HNO3，用去離子水溶解，并定容至100mL。

1.2.3 器皿處理 試驗(yàn)中所有的器皿均在20%HNO3溶液中浸泡24h后，再用去離子水反復(fù)沖洗干凈。

1.2.4 試樣處理 微波消解：稱取0.5g試樣于消解罐內(nèi)杯中，加入6mL HNO3，在預(yù)處理板上以140℃加熱 30min，冷卻，加入2mL HNO3和2mL H2O2，按要求裝入消解罐中，設(shè)定消解程序（表1），啟動(dòng)，消解試樣。消解結(jié)束后，待消解罐完全冷卻，打開消解罐將內(nèi)杯取出放置在預(yù)處理板上，在140℃條件下趕酸至1～2mL左右，再加入 10mL去離子水趕酸，最終定容在50mL容量瓶中，檢測時(shí)取1.0mL至25mL容量瓶中，用0.5%HNO3溶液定容。同時(shí)，做平行試劑空白。

表1 微波消解程序Table 1 Program of microwave digestion

1.2.5 石墨爐原子吸收光譜儀條件設(shè)定 波長309.3nm，燈電流45mA，狹縫0.7nm，縱向Zeeman效應(yīng)扣除背景，進(jìn)樣量20μL，基體改進(jìn)劑5μL，石墨爐升溫程序（表2）。

表2 石墨爐升溫程序Table 2 Program of temperature rising in graphite furnace

2 結(jié)果與討論

2.1 基體改進(jìn)劑的選擇

基體改進(jìn)劑可以提高灰化溫度，減少待測元素的損失，從而減少或者消除復(fù)雜的背景干擾，提高靈敏度和穩(wěn)定性。常用的基體改進(jìn)劑有 Mg（NO3）2、NH4H2PO4、Pd、HNO3、（NH4）2SO4等單一基體改進(jìn)劑，但是對于復(fù)雜的基體，混合基體改進(jìn)劑的使用不僅可以得到好的分析特性，也可顯著提高石墨管的使用壽命。本試驗(yàn)在儀器推薦條件基礎(chǔ)上，選用NH4H2PO4和Mg（NO3）2作為混合基體改進(jìn)劑。在最佳條件下（按1.2方法，儀器預(yù)熱30min后試驗(yàn)），考察選擇不同濃度NH4H2PO4、Mg（NO3）2作為基體改進(jìn)劑時(shí)對測定50μg/L標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度的影響，圖1是不同濃度NH4H2PO4對吸光度的影響。試驗(yàn)表明：NH4H2PO4和溶液中的HNO3可以跟鋁結(jié)合成鋁化合物，避免了灰化階段過高的溫度造成鋁的損失。圖2是在選定12.0g/L NH4H2PO4基礎(chǔ)上考察不同濃度Mg（NO3）2對吸光度的影響。試驗(yàn)表明：Mg（NO3）2在石墨爐原子化器內(nèi)可以增加爐內(nèi)氣氛的還原能力，減少背景干擾，使得鋁化合物原子化程度更高，同時(shí)可以明顯分離背景吸收和原子吸收之間的信號，從而可以提高靈敏度和準(zhǔn)確度。試驗(yàn)中選用5.0g/L Mg（NO3）2－12.0g/L NH4H2PO4作為基體改進(jìn)劑，取得較高且穩(wěn)定的吸光度。

圖1 NH4H2PO4濃度對吸光度的影響Figure 1 Effect of NH4H2PO4concentration on absorbency

圖2 Mg（NO3）2濃度對吸光度的影響Figure 2 Effect of Mg（NO3）2concentration on absorbency

2.2 灰化溫度和原子化溫度的優(yōu)化

2.2.1 干燥溫度的選擇 儀器采用的是程序升溫，分為干燥、灰化、原子化和凈化四步。干燥溫度采用分步干燥并延長升溫時(shí)間方式（見1.2.5），以免大量液體進(jìn)入石墨爐內(nèi)時(shí)爆沸和飛濺，引起試驗(yàn)的誤差。在采用基體改進(jìn)劑的情況下，灰化溫度和原子化溫度都比推薦的要有所提高。

2.2.2 灰化溫度的選擇原則 灰化溫度的選擇原則：在不損失被測元素的前提下，盡可能的提高溫度，以最大限度消除基體干擾。試驗(yàn)表明，在1 400℃時(shí)基體被揮發(fā)完全，元素?fù)p失最小，背景干擾和待測組分之間得到很好地分離。

2.2.3 原子化溫度的優(yōu)化 由圖3可知，隨原子化溫度的上升，在2 450℃時(shí)吸光值到達(dá)最大值，然后基本保持不變。由于原子化溫度過高，會影響原子化器的壽命，損害石墨管。因此，選擇2 450℃作為原子化溫度。

雖然使用了熱解涂層平臺石墨管，但是測定鋁時(shí)還是會產(chǎn)生記憶效應(yīng)，因此選擇2 650℃為凈化溫度以消除記憶效應(yīng)，效果滿意。

2.3 檢出限

在最佳條件下，對0～100μg/L標(biāo)準(zhǔn)系列進(jìn)樣，建立標(biāo)準(zhǔn)曲線y＝0.002 4x＋0.025 8，標(biāo)準(zhǔn)曲線線性良好，相關(guān)系數(shù)r＞0.999。對標(biāo)準(zhǔn)空白連續(xù)測定12次，用所得3倍的標(biāo)準(zhǔn)偏差除以標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率即得檢出限為1.52μg/L。

圖3 原子化溫度曲線圖Figure 3 Graph of atomizing temperature

2.4 精密度與準(zhǔn)確度

分別取江蘇、海南、內(nèi)蒙古三省的螺旋藻按1.2試驗(yàn)方法進(jìn)行多次（n＝6）測定，并進(jìn)行加標(biāo)試驗(yàn)，求得回收率為90.65%～108.15%和RSD為2.13%～6.29%（見表3）。同時(shí)，對測定結(jié)果進(jìn)行t檢驗(yàn)，取自由度10及95%置信度，t＝0.86＜t0.05，10＝2.23，說明此方法產(chǎn)生的差異是有隨機(jī)誤差引起的正常誤差，并非顯著性誤差，適合測定螺旋藻中鋁的測定。

表3 精密度和回收率結(jié)果Table 3 The result of precision and recovery

3 結(jié)論

本試驗(yàn)通過微波消解－石墨爐原子吸收光譜法，以5.0g/L Mg（NO3）2－12.0g/L NH4H2PO4為基體改進(jìn)劑，優(yōu)化灰化溫度、原子化溫度等試驗(yàn)條件，建立了測定螺旋藻鋁含量的方法，并通過t檢驗(yàn)，結(jié)果證明此法簡便、快捷、準(zhǔn)確。

1 王文博，高俊蓮，孫建光，等.螺旋藻的營養(yǎng)保健價(jià)值及其在預(yù)防醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用［J］.中國食物與營養(yǎng)，2009（1）：48～51.

2 吉鐘山，朱醇.電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定螺旋藻中的鋁［J］.江蘇衛(wèi)生保健，2010，12（4）：3～4.

3 顏世銘，李增禧，熊麗萍.微量元素醫(yī)學(xué)精要［J］.廣東微量元素科學(xué)，2002，9（9）：46～47.

4 王勁.鋁的生物學(xué)作用研究概況［J］.衛(wèi)生研究，2002，31（4）：320.

5 中華人民共和國衛(wèi)生部.GB/T 5009.182——2003面制食品中鋁的測定［S］.北京：中華人民共和國衛(wèi)生部，2003.

6 中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.GB/T 18932.11——2002蜂蜜中鉀、磷、鐵、鈣、鋅、鋁、鈉、鎂、硼、錳、銅、鋇、鈦、釩、鎳、鈷、鉻含量的測定方法［S］.北京：中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，2002.

7 全國食品工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會.GB/T23374——2009食品中鋁的測定［S］.北京：全國食品工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會，2009.

8 張學(xué)軍，蔣紅進(jìn).石墨爐原子吸收光譜法測定膨化食品中鋁［J］.中國衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志，2007，17（3）：442～443.

9 鄧勃.原子吸收光譜分析［M］北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005：263～267.

10 穆家鵬.原子吸收分析方法手冊［M］北京：原子能出版社，1989：242.

Determination of aluminum in spirulina power by GFAAS

SUN Jie ZHU JiaYU Heng－lin

（Nanjing Institute of Supervision and Testing on Product Quality，Jiangsu，Nanjing210028，China）

To establish a method of determination of aluminum in spirulina powder by GFAAS.The samples were dissolved with microwave digestion and determined by GFAAS.Mg（NO3）2－NH4H2PO4were used as the martrix modifier to reduce the interference.Analytical conditions for determiantion were optimized.Result：The detection limit of this method was found to be 1.52μg/L and the relative standard deviations were between 2.13%～6.29%.Value of recovery found were in ranges of 90.65%～108.15%.The method of determination is simple，rapid and the analytical results meet the demands of accuracy and precision.

spirulina；graphite furnace atomic absorption spectrometry；aluminum；matrix modifier

10.3969/j.issn.1003－5788.2012.02.016

孫杰（1981－），男，南京市產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)院工程師。E－mail：cloudylion＠hotmail.com

2011－12－15