電感耦合等離子體質譜（ICP-MS）法測定葡萄酒中的多種元素

李　燕，王忠一，鞠忠杰

（煙臺市食品藥品檢驗檢測中心，山東煙臺264003）

電感耦合等離子體質譜（ICP-MS）法測定葡萄酒中的多種元素

李燕，王忠一，鞠忠杰

（煙臺市食品藥品檢驗檢測中心，山東煙臺264003）

建立了葡萄酒中K、Na、Ca、Mg、Fe、Cu、Al、Cr、Mn、Ni、As、Zn、Se、Cd、Pb、Hg、Sn、Ba、Sr、Co、Mo共21種元素的分析方法。以濕法或微波消解法消解樣品，用ICP-MS進行分析。選用Sc、In、Ge、Rh、Bi為內標以校正基體效應和信號漂移。元素K、Na、Ca、Mg、Fe、Cu在0～10 mg/L（與樣品中實際含量相匹配）范圍內線性良好，其余元素在0～80 μg/L范圍內線性關系良好。該方法測定葡萄酒中21種元素的檢出限在0.010～22 μg/L之間，相對標準偏差為0.8%～7%。方法可為葡萄酒的質量控制和產地分析提供數據參考。

ICP-MS； 葡萄酒； 多種元素

近幾年，我國的葡萄酒消費量一直保持持續增長的良好勢頭，葡萄酒行業也得到較快、較全面的發展，面對日趨成熟的消費市場和國內外的激烈競爭，選育適宜的葡萄品種、發展個性化產品、打造特色酒莊和小產區將成為我國葡萄酒發展的一個方向。因此，了解不同產地、不同品種、不同級別或品質的葡萄酒中成分組成的細微差別將有利于推動我國葡萄酒再發展的進程。

近年來，電感耦合等離子體質譜（ICP-MS）法在無機元素的痕量分析上得到迅速發展，其可測定的元素涵蓋了元素周期表中的絕大部分，具有靈敏度高、樣品制備和進樣技術簡單、質量掃描速度快、運行周期短、所提供的離子信息受干擾程度小等優點，應用十分廣泛［1-2］。鄭翌等［3］對微波消解-電感耦合等離子體質譜法測定養生保健湯料包中16種稀土元素進行了研究；鄭巖等［4］探討了濕法消解紫菜和海帶樣品，ICP-MS法測定樣液中15種元素，研究和建立了高鹽樣品的前處理方法，解決了基質干擾的問題；李敏等［5］建立了電感耦合等離子體-質譜法測定醬油中12種金屬元素。有關ICP-MS法測定葡萄酒中無機元素的分析目前尚未見報道。本實驗采用ICP-MS法測定葡萄酒中的多種元素，應用內標法校正了基體效應和信號漂移，實現了葡萄酒中多種元素的痕量分析和快速檢測。

1　材料與方法

1.1材料、試劑

樣品：購于超市。

硝酸：優級純。

標準物質：K、Na、Ca、Mg、Fe、Cu、Al、Mn、Sr、Zn、Cr、Ni、As、Se、Cd、Pb、Hg、Sn、Ba、Co、Mo單元素標準溶液；Sc、In、Ge、Rh、Bi 5種混合標準溶液（10 mg/L），美國Per-kin Elmer公司。

標準系列：用1%HNO3配制成K、Na、Ca、Mg、Fe各元素系列濃度為0 mg/L、1 mg/L、2 mg/L、5 mg/L、10 mg/L的混標；Cu、Al、Mn、Sr、Zn系列濃度為0 mg/L、0.2 mg/L、0.5 mg/L、1 mg/L、2 mg/L的混標；Cr、Ni、As、Se、Cd、Pb、Hg、Sn、Ba、Co、Mo系列濃度為0 μg/L、1 μg/L、5 μg/L、10 μg/L、20 μg/L、40 μg/L、80 μg/L，汞濃度為0 μg/L、0.1 μg/L、0.5 μg/L、1 μg/L、2 μg/L、4 μg/L、8 μg/L的混標；Sc、In、Ge、Rh、Bi用水稀釋為50 ppb的混合標準溶液，作為內標使用溶液。

實驗室用水：超純水。

1.2儀器設備

微波消解儀：MARS6，美國CEM公司；電熱板：HT-300，廣州分析測試中心；ICP-MS：300X，美國Perkin Elmer公司。

1.3實驗方法

1.3.1樣品前處理

葡萄酒樣品可以采用濕法和微波兩種消解方式。

微波消解：稱取2.00 mL樣品于微波消解罐中，加入6 mL硝酸，置于微波消解儀中消解，同時做試劑空白。微波消解采用升溫控制模式，工作參數見表1。消解完畢后，趕酸處理，冷卻至室溫后轉入10 mL容量瓶中，并用超純水定容，待測。

表1　微波消解程序

濕法消解：稱取2.00 mL樣品于150 mL錐形瓶中，于電熱板上加熱，趕酒精。然后取下錐形瓶，加入6 mL硝酸，繼續置于電熱板上加熱消解，至溶液無色或淡黃色后趕酸處理，冷卻至室溫后轉入10 mL容量瓶中，并用超純水定容，待測。

復方苦參結腸溶膠囊對比相關化學藥治療潰瘍性結腸炎療效和安全性的Meta分析 ……………………… 李輝標等（5）：695

1.3.2ICP-MS條件

通過ICP-MS儀的Potimze功能，采用Mg、In、Ba、Ce、U調諧液對儀器進行調諧，獲得最優儀器工作參數。

2　結果與分析

2.1條件優化

2.1.1消解方式的選擇

由于葡萄酒樣品的有機物含量較少，多數葡萄酒樣品采用微波消解和濕法消解兩種方式均能完全消解，對于甜型葡萄酒及冰酒等含糖量較高的樣品，采用微波消解的方式消解更為徹底。

2.1.2ICP-MS條件的優化

實驗通過內標校正、帶碰撞池He模式撞擊裂解動能歧視（KED）等手段，有效消除氬氣系統及基體背景下形成的ArO、ArAr、ArCl、ArNa等多種分子離子干擾［10］。分析物質量、內標及分析條件見表2。

表2　元素質量、內標及分析條件

待測元素涉及低、中、高質量數元素，樣品基質對各質量數元素的信號響應各不相同。通過多元素內標VIS趨勢校正，內標回收率均在80%～120%的合理范圍，有效避免了單一內標的局限性。

2.2方法線性及檢出限

對標準系列溶液進行分析，做線性回歸并繪制標準曲線，對應的回歸方程、線性范圍見表3。采用1%HNO3溶液作為空白溶液，連續進樣7次，記錄所產生信號測定值的標準偏差，以3倍標準偏差所對應的質量濃度為所測元素的檢出限，其檢出限能夠滿足實際樣品的測定（見表3）。

2.3精密度和回收率

取2.00 mL乙醇水溶液（12%）為樣品空白于微波消解罐中，分別加入K、Na、Ca、Mg、Fe各20 μg；Cu、Al、Mn、Sr、Zn各5 μg；Cr、Ni、As、Se、Cd、Pb、Hg、Sn、Ba、Co、Mo各50 ng；汞5 ng。加入6 mL硝酸，置于微波消解儀中消解，同時做樣品空白及6個平行加標試驗。計算方法的加標回收率及相對標準偏差，結果見表4。

2.4樣品分析

對市售的10個國產干紅葡萄酒樣品進行了分析測試。測試結果見表5。

從測試的結果看，10個葡萄酒樣品并未按品種、產地或質量等級進行分類，各元素的含量既有區別又存在一定的一致性（合理的含量區間），所以進一步從不同品種、產地等方面建立元素的含量范圍是具有可行性的。

表3　元素測定的回歸方程、線性相關系數及檢出限

表4　方法的回收率及精密度

表5　干紅樣品中元素含量范圍

3　結論

本實驗建立了葡萄酒中K、Na、Ca、Mg、Fe、Cu、Al、Cr、Li、Mn、Ni、As、Zn、Se、Cd、Pb、Hg、Sn、Ba、Sr、Co、Mo 等21種元素的分析方法。方法在一定的范圍內線性良好，回收率能夠滿足樣品測定的要求。此方法的建立可以為葡萄酒的質量控制、葡萄產地及葡萄品種分析提供有利的數據參考。

［1］Sanz-MedelA，Montes-Bayon M，Bettmer J，et al.ICP-MS for absolute quantification of proteins for heteroatom-tagged，targeted proteomics［J］.Trends inAnalytical Chemistry，2012，40：52-63.

［2］劉虎生，邵宏翔.電感耦合等離子體質譜技術與應用［M］.北京：化學工業出版社，2005：176-280.

［3］鄭翌，楊丹，潘煜辰，等.微波消解-電感耦合等離子體質譜法測定養生保健湯料包中16種稀土元素［J］.理化檢驗，2015，51（6）：814-820.

［4］陳巖，趙曉麗，楊慧，等.濕法消解ICP-MS法測定紫菜和海帶中15種元素［J］.分析實驗室，2015，34（7）：803-806.

［5］李敏，連曉文，姚敬，等.電感耦合等離子體-質譜法測定醬油中12種金屬［J］.中國食品衛生雜志，2014，26（4）：344-347.

Determination of Multiple Elements in Grape Wine by ICP-MS

LI Yan，WANG Zhongyi and JU Zhongjie
（Yantai Food and Drug Testing&Detection Center，Yantai，Shandong 264003，China）

A method for simultaneous and quantitative determination of 21 elements including K，Na，Ca，Mg，Fe，Cu，Al，Cr，Mn，Ni，As，Zn，Se，Cd，Pb，Hg，Sn，Ba，Sr，Co and Mo in grape wine had been developed.Wine samples were digested by wet digestion or microwave digestion and then detected by ICP-MS.Sc，In，Ge，Rh and Bi were used as internal standard elements to correct the matrix effects and signal drift. The linear ranges of K，Na，Ca，Mg，Fe and Cu were within 0～10 mg/L，whereas the linear ranges of other elements were within 0～80 μg/L. The limits of detection（LODs）of the 21 elements were in the range of 0.010～22 μg/L，with relative standard deviations（RSDs）between 0.8% and 7%.Such method was useful in wine quality control and producing area analysis.

ICP-MS；wine；multiple elements

TS262.6；TS261.7；TS261.4

A

1001-9286（2016）09-0113-03

10.13746/j.njkj.2016064

2016-03-02

李燕（1976-），女，碩士研究生，高級工程師。

優先數字出版時間：2016-05-17；地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20160517.1033.004.html。