ICP-MS法測(cè)定龜苓膏粉中重金屬的含量

李鎮(zhèn)坤　岑昕霖　李倩雯

摘 要：采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）測(cè)定龜苓膏粉中的鉛、砷、鉻和銅的含量，方法的加標(biāo)回收率在94.5%～99.2%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差在1.49%～4.13%，檢測(cè)結(jié)果與采用石墨爐原子吸收光譜法、原子熒光光譜法較為相近。本實(shí)驗(yàn)具有檢測(cè)快速、準(zhǔn)確可靠、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，適合于龜苓膏粉中多種重金屬元素的同時(shí)測(cè)定，提高了檢測(cè)效率。

關(guān)鍵詞：ICP-MS;龜苓膏粉;鉛;砷;鉻;銅

龜苓膏粉由全龜、茯苓、金銀花、蒲公英與當(dāng)歸等多種中草藥，加入涼粉草提取液和淀粉制成，加開(kāi)水沖調(diào)后冷至室溫即可凝結(jié)成半固體的龜苓膏[1]。龜苓膏是廣西梧州市特產(chǎn)，距今有數(shù)百年歷史，相傳是明末清初時(shí)期皇宮里的名貴藥膳。龜苓膏性溫和，具有清熱解毒，活血生肌，潤(rùn)腸通便和護(hù)肝養(yǎng)顏等功效，深受兩廣地區(qū)、港澳臺(tái)以及海外人士喜愛(ài)，并暢銷(xiāo)中外[2]。

重金屬對(duì)人體健康危害較大，一旦進(jìn)入人體消化系統(tǒng)后很難排出，在各器官累積后容易造成急慢性中毒。近年有文獻(xiàn)報(bào)道部分地區(qū)產(chǎn)的中藥材中鉛、砷和鉻等重金屬含量超標(biāo)，而中藥材是龜苓膏粉的原輔料，如果使用被重金屬污染的中藥材來(lái)生產(chǎn)龜苓膏粉，將會(huì)直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量安全。目前食品中重金屬元素的檢測(cè)方法主要有原子吸收光譜法、原子發(fā)射光譜法、原子熒光光譜法等，這些方法有其局限性，大多數(shù)不能同時(shí)測(cè)定多個(gè)元素，且測(cè)定某些元素時(shí)步驟復(fù)雜耗時(shí)，靈敏度和準(zhǔn)確度不高。電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）具有檢出限低、線性范圍寬、分析精度高、可測(cè)元素覆蓋面廣以及可以同時(shí)測(cè)定多個(gè)元素等優(yōu)點(diǎn)，已成為分析超痕量元素的一種高效方法，廣泛應(yīng)用于冶金、醫(yī)藥、食品安全、環(huán)境等多個(gè)領(lǐng)域[3]。本實(shí)驗(yàn)利用電感耦合等離子體質(zhì)譜法對(duì)龜苓膏粉中的重金屬進(jìn)行分析測(cè)定，為龜苓膏粉的安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)提供了依據(jù)，同時(shí)為食品安全監(jiān)管部門(mén)提供了技術(shù)支撐，對(duì)于控制龜苓膏粉的質(zhì)量具有重要意義。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器和試劑

電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）：Agilent 7900型，美國(guó)安捷倫科技有限公司;原子吸收分光光度計(jì)：PE AA800型，珀金埃爾默儀器有限公司;原子熒光光度計(jì)：AFS-930型，北京吉天儀器有限公司;微波消解儀：Multiwave Go型，奧地利安東帕有限公司;控溫電熱板：EH35A plus型， 北京萊伯泰科有限公司;Pb、As、Cr、Cu系列標(biāo)準(zhǔn)溶液：1 000 μg/mL（國(guó)家鋼鐵材料測(cè)試中心/鋼鐵研究總院）;硝酸（優(yōu)級(jí)純，四川西隴科學(xué)有限公司）。

內(nèi)標(biāo)溶液（Agilent，part #：5188-6525）：100 μg/mL，Bi、Ge、In、Li6、Lu、Rh、Sc與Tb的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液（10%硝酸介質(zhì)）。

調(diào)諧溶液（Agilent，part #：5185-5959）：1 μg/L，Ce、Co、Li、Mg與Ti與Y的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液（2%硝酸介質(zhì)）。

實(shí)驗(yàn)用水均為超純水。

1.2 儀器工作條件

ICP-MS的工作條件由調(diào)諧溶液對(duì)儀器自動(dòng)優(yōu)化給出，滿足儀器的各項(xiàng)指標(biāo)。

射頻功率：1 500 W;等離子體氣流量：15.0 L/min;載氣流量：0.8 L/min;輔助氣流量：0.4 L/min;補(bǔ)償/稀釋氣體流量：1.0 L/min;霧化室溫度：2 ℃;采樣深度：7.0 mm;采集模式：跳峰;分析模式：全定量;重復(fù)次數(shù)：3;氧化物CeO+/Ce+<1%; 雙電荷：Ce2+/Ce+<3%;內(nèi)標(biāo)加入方式：在線加入Bi、Ge、In、Li6、Lu、Rh、Sc和Tb8種內(nèi)標(biāo)元素。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)和內(nèi)標(biāo)溶液的制備

各元素標(biāo)準(zhǔn)母液用5%的硝酸稀釋若干倍后，配制成Pb、As、Cr溶液濃度分別為0、1.00、5.00、10.0、30.0 μg/L與50.0 μg/L，Cu溶液濃度為0、10.0、50.0、100、300 μg/L與500 μg/L的混合標(biāo)準(zhǔn)系列。內(nèi)標(biāo)儲(chǔ)備液則用5%的硝酸稀釋為100 μg/L的內(nèi)標(biāo)使用液。

1.4 試樣的前處理

稱取龜苓膏粉試樣約0.3 g（精確至0.000 1 g）于消解罐中，加入8 mL濃硝酸，加蓋放置過(guò)夜，再扭緊消解罐蓋，按表1的條件設(shè)定程序進(jìn)行試樣消解。待消解完成后冷卻取出，緩慢扭開(kāi)罐蓋排出氣體，并用少量超純水沖洗內(nèi)蓋，將消解罐放在控溫電熱板上，于100 ℃條件下加熱30 min，再將試樣移入25 mL容量瓶中，用水定容至刻度，混勻備用。同時(shí)在相同條件下做空白試驗(yàn)。每個(gè)試樣平行測(cè)定3次，取其平均值。

2 結(jié)果與討論

2.1 試樣前處理方法的選擇

常用的試樣前處理方法有：微波消解、干灰化消解、濕法消解和壓力罐消解。干灰化消解操作簡(jiǎn)便，有機(jī)質(zhì)分解徹底，但在高溫下鉛、砷、鉻等元素易揮發(fā)而造成結(jié)果偏低，因此不宜選擇干灰化消解。濕法消解酸耗量大，所用混酸易對(duì)元素的光譜測(cè)定造成干擾，消解過(guò)程產(chǎn)生的有害氣體也不利于人體健康。微波消解具有試劑用量少、升溫快速、溫度均勻、低空白與低耗能等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)密閉的環(huán)境和較低的消解溫度不會(huì)引起易揮發(fā)元素的損失，消解體系也不會(huì)引入新的光譜干擾[4]。因此，選擇微波消解作為龜苓膏粉試樣的前處理方法。

2.2 各元素的標(biāo)準(zhǔn)曲線、檢出限和定量限

在預(yù)先選定的儀器參數(shù)下，測(cè)定各元素的系列混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，以質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，對(duì)應(yīng)的響應(yīng)值為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線，各元素的線性方程、線性范圍見(jiàn)表2。由表可知，Pb、As、Cr與Cu的質(zhì)量濃度與質(zhì)譜響應(yīng)值都呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系。根據(jù)國(guó)際理論和化學(xué)聯(lián)合會(huì)（IUPAC）的規(guī)定，本實(shí)驗(yàn)各元素的檢出限和定量限分別以連續(xù)20次空白溶液測(cè)定值所得標(biāo)準(zhǔn)偏差的3倍和10倍進(jìn)行計(jì)算。

2.3 試樣測(cè)定結(jié)果

稱取3份不同品牌的龜苓膏粉試樣，按照1.4的方法進(jìn)行前處理，在預(yù)先設(shè)定的儀器參數(shù)下，采用標(biāo)準(zhǔn)曲線法測(cè)定各試樣中的Pb、As、Cr與Cu含量，3份龜苓膏粉中各元素的平均含量見(jiàn)表3。由表可知，龜苓膏粉中銅的含量相對(duì)較高，砷的含量相對(duì)較低。檢測(cè)結(jié)果均符合龜苓膏粉地方標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于重金屬的限量指標(biāo)。

2.4 加標(biāo)回收率和精密度

根據(jù)上述測(cè)定結(jié)果，往龜苓膏粉試樣中加入一定量的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，按照1.4方法進(jìn)行前處理，在相同的儀器條件下測(cè)定各元素的含量。每個(gè)試樣各元素平行測(cè)定7次，計(jì)算相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，結(jié)果見(jiàn)表4。由表可知，各元素的加標(biāo)回收率為94.5%～99.2%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.49%～4.13%，均小于5%，可見(jiàn)用該方法測(cè)定龜苓膏粉中重金屬含量準(zhǔn)確度高，精密度好，滿足試樣的各項(xiàng)檢測(cè)要求。

2.5 檢測(cè)方法比對(duì)結(jié)果

對(duì)3份龜苓膏粉試樣采用石墨爐原子吸收光譜法進(jìn)行Pb、Cr、Cu的測(cè)定，采用原子熒光光譜法進(jìn)行As的測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表5。由表可以看出，ICP-MS法與另兩種方法的檢測(cè)結(jié)果無(wú)顯著差異。但I(xiàn)CP-MS法靈敏度更高，檢出限更低，可以同時(shí)測(cè)定多種元素，大大提高了檢測(cè)效率。

3 結(jié)語(yǔ)

本實(shí)驗(yàn)建立了ICP-MS法測(cè)定龜苓膏粉中的鉛、砷、鉻和銅4種重金屬元素的含量，加標(biāo)回收率為94.5%～99.2%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.49%～4.13%，所得結(jié)果與石墨爐原子吸收光譜法和原子熒光光譜法相近。因此該方法可以同時(shí)測(cè)定龜苓膏粉中的多種重金屬元素，且具有檢出限低、靈敏度高、線性范圍寬、分析效率高等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)對(duì)龜苓膏粉中重金屬元素的測(cè)定，可為龜苓膏粉質(zhì)量控制提供科學(xué)依據(jù)，同時(shí)為日后新產(chǎn)品的研發(fā)奠定理論基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]梁劍鋒，李亞.石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定龜苓膏粉中鉛含量[J].現(xiàn)代食品科技，2011，27（11）：1419-1420.

[2]莫啟進(jìn)，卓梅芳，朱海軍.分光光度法測(cè)定龜苓膏中總黃酮含量不確定度評(píng)定[J].食品工業(yè)科技，2017，38（4）：

77-80.

[3]王涵，董慶海，吳福林，等.ICP-MS同時(shí)測(cè)定當(dāng)歸中12種人體必需微量元素及5種重金屬元素的含量[J].特產(chǎn)研究，2019（2）：69-73.

[4]雷美康，汪小紅，楊珺，等.微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法測(cè)定衢枳殼中17種微量元素的含量[J].食品安全質(zhì)量檢測(cè)學(xué)報(bào)，2020，11（1）：165-169.

作者簡(jiǎn)介：李鎮(zhèn)坤（1987—），男，廣西梧州人，碩士，工程師。研究方向：食品安全、食品檢測(cè)技術(shù)。