石墨爐原子吸收光譜法測定特醫食品中鉬含量

李清清，嚴睿，宋瑞，彭亞峰

上海市質量監督檢驗技術研究院，國家食品質量監督檢驗中心（上海）（上海 200233）

特殊醫學用途配方食品簡稱特醫食品，是指為滿足進食受限、消化吸收障礙、代謝紊亂或特定疾病狀態人群對營養素或膳食的特殊需要，專門加工配制而成的配方食品[1]。中國針對特殊醫學用途配方食品的標準有GB 29922—2013《食品安全國家標準 特殊醫學用途配方食品通則》[2]和GB 25596—2010《食品安全國家標準 特殊醫學用途嬰兒配方食品通則》[3]，標準中對鉬有限量值要求，由于中國標準體系仍處于完善階段，鉬的標準檢測方法尚屬空白，中國對特醫特殊醫學用途配方食品監管體系正逐步完善[4]，開展特醫特殊醫學用途配方食品基質中鉬的測定方法研究具有重要現實意義。

鉬檢測方法研究主要有分光光度法[5-7]、電感耦合等離子體發射光譜法[8-10]、電感耦合等離子體質譜法[11-13]、原子吸收光譜法[14-16]等，主要集中在土壤、地礦、環境等領域，采用原子吸收光譜法測定特殊醫學用途配方食品基質中鉬的研究較為鮮見。試驗以特殊醫學用途配方食品為基質，旨在建立石墨爐原子吸收光譜法測定特殊醫學用途配方食品基質中鉬的分析方法，實現鉬元素準確快速的測定，為鉬的測定提供有力的技術支撐，也為政府監管提供技術支持。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

原子吸收光譜儀附石墨爐原子化器ZEEnit700P（德國耶拿分析儀器股份有限公司）；Miletone酸純化系統（意大利Miletone公司）；微波消解儀（美國CEM公司）；精控電熱爐（上海博通化學科技有限公司）；馬弗爐（美國THERMO公司）；電子天平（梅特勒公司）。

鉬單元素標準溶液（GBW（E）080597，中國計量科學研究院）；硝酸（優級純，國藥試劑）；高氯酸（優級純，國藥試劑）；超純水（電阻率≥18.2 MΩ·cm，美國Millipore公司）；特殊醫學用途嬰幼兒配方粉（無乳糖配方、乳蛋白深度水解配方、乳蛋白部分水解配方、低出生體重嬰兒配方）；特殊醫學用途配方食品（粉、液體）。

1.2 試驗方法

1.2.1 樣品前處理

1.2.1.1 微波消解

樣品經混勻后，稱取0.5 g（精確至0.001 g）于微波消解管中，加入5 mL經純化過的硝酸，置于電爐上100 ℃預反應40 min，轉入微波消解儀進行消解，微波升溫程序見表1。冷卻后取出，置于電熱爐上150 ℃將酸液揮發至0.5 mL左右，冷卻，轉移至10 mL容量瓶中，用水定容，上機檢測。同時做空白試驗。

表1 微波消解升溫程序

1.2.1.2 濕法消解

樣品經混勻后，稱取0.5 g（精確至0.001 g）于帶刻度消化管中，加入10 mL經純化過的硝酸和0.5 mL高氯酸，在可調式電熱爐上消解（120 ℃、1 h，升至180 ℃、2~4 h，升至220 ℃）。若消化液呈棕褐色，加少量硝酸，消解至冒白煙發出，消化液呈無色透明或略帶黃色，后將酸液趕至剩余0.5 mL左右，取出消化管，冷卻，轉移至10 mL容量瓶中，用水定容，上機檢測。同時做試劑空白試驗。

1.2.1.3 干法消解

樣品經混勻后，稱取1.0 g（精確至0.001 g）試樣于坩堝中，小火加熱，炭化至無煙，轉移至馬弗爐中，于550 ℃恒溫4 h。取出冷卻，若有黑色炭粒，加數滴經純化過的硝酸，小火加熱，小心蒸干，轉入550 ℃高溫爐中繼續灰化1~2 h，至試樣呈灰白狀，從高溫爐中取出，冷卻，用硝酸溶液（1+1）溶解，用水轉移至10 mL容量瓶中，定容，上機檢測。同時做試劑空白試驗。

1.2.2 標準溶液的配制

采用2%硝酸將鉬標準溶液（1 000 mg/L）逐級稀釋至0，5.0，10.0，20.0，30.0和40.0 μg/L作為標準系列溶液。

1.2.3 儀器測試條件

檢測波長313.26 nm，狹縫寬度0.7 nm，燈電流7 mA；進樣體積20 μL，基體改進劑采用5 μL 0.1%氯化鈣。干燥條件：90 ℃，升溫10 ℃/s，保持25 s，110℃，升溫5 ℃/s，保持20 s?；一瘲l件：800 ℃，升溫300 ℃/s，保持15 s，1 000 ℃，升溫1 000 ℃/s，保持15 s。原子化條件：2 750 ℃，升溫2 000 ℃/s，保持8 s。清洗條件：2 850 ℃，升溫500 ℃/s，保持5 s。

1.2.4 樣品的檢測

按質量濃度由低到高的順序將鉬標準系列溶液和基體改進劑同時注入石墨爐，原子化后測其吸光度，以質量濃度為橫坐標，吸光度為縱坐標，制作標準曲線。

在與測定標準溶液相同的試驗條件下，將空白溶液、試樣溶液和基體改進劑同時注入石墨爐，原子化后測定其吸光度，與標準系列比較定量。

2 結果與討論

2.1 前處理方法

采用微波消解、濕法消解、干法消解這3種元素檢測常見的前處理方法對樣品進行前處理，向未強化過的特殊醫學配方食品基質中加入一定量的鉬標準溶液，比較3種消解方法的消解效果，結果見表2。試驗表明，對于石墨爐原子吸收法測定特殊醫學用途配方食品中的鉬元素，3種前處理方法均可取得良好的消解效果，消解出的樣品澄清無沉淀，且加標回收試驗結果均在可接受范圍。

表2 3種前處理方法的回收試驗結果

2.2 分析條件

2.2.1 干燥條件

干燥階段是將樣品基質中水分充分揮發，避免樣品在灰化和原子化階段發生爆沸和噴濺，干燥溫度一般選擇溶劑沸點左右，干燥時間一般根據進樣體積而定。為達到良好的干燥效果，試驗采用沸點附近梯度升溫，考察5組溫度和保持時間對結果的影響，5組干燥溫度和時間見表3。試驗表明，干燥條件在90 ℃，升溫速率10 ℃/s，保持25 s；110 ℃升溫速率5 ℃/s，保持20 s條件下可以將樣液充分干燥，進樣重復性穩定。

表3 干燥溫度和時間

2.2.2 灰化條件

灰化的目的是除去基體中非待測元素組分，在保證被測元素沒有損失的前提下應盡可能使用較高的灰化溫度。在此階段一方面要有足夠的灰化溫度和時間，降低背景干擾，另一方面要選擇盡可能低的灰化溫度和短的灰化時間，以保證待測元素不受損失。為考察灰化條件對樣品基體和目標元素的影響，采用消化后的樣品試樣溶液作為測試液，而非標準溶液。試驗表明，灰化溫度1 300~1 500 ℃時，試樣溶液檢測結果不穩定，同一樣液多次測定結果重復性SRSD＞7%，考慮是在灰化階段使鉬元素造成損失。灰化溫度降低至1 000 ℃時，結果較穩定，在此溫度下基質加標回收率可達98%~102%，同一樣液的進樣重復性SRSD＜3%，而繼續降低灰化溫度，樣品檢測結果無明顯提高，而樣品的背景干擾值增大，故采用1 000 ℃作為灰化溫度?？紤]到灰化的充分性，分2步進行梯度灰化，第1步800 ℃，升溫速率300 ℃/s，保持15 s，第2步1 000 ℃，升溫速率1 000 ℃/s，保持15 s。

2.2.3 原子化條件

在此階段試樣由分子狀態變成原子狀態，原子化溫度由元素自身的性質決定。原子化溫度一般選用達到大吸收信號的低溫度，原子化時間應以保證完全原子化為準。鉬元素是高溫元素，遂采用較高的原子化溫度來進行試驗，以20 μg/L的標準溶液作為試液，考察2 450~2 850 ℃鉬的原子化效率即吸光度的影響，結果見圖1。隨著溫度升高，原子化效率增大而使吸光度增大，考慮到儀器和石墨管的損耗，采用2 750 ℃為原子化溫度，由于高溫元素有一定的拖尾效應，原子化時間設置為8 s，使出峰更加完全。

圖1 原子化溫度對吸光度的影響

清洗條件：清洗溫度一般選用高于原子化的溫度，以盡可能消除記憶效應，考慮儀器的溫度上限和鉬的記憶清洗效果，采用2 850 ℃為清洗溫度，高溫元素的記憶效應較強，清洗時間設置為5 s，以保證每個樣品分析后石墨管充分的清洗效果。

基體改進劑的選擇：在樣品基質中加入基體改進劑可以改善樣品峰形，提高待測元素的穩定性和靈敏度。試驗以特殊醫學用途配方食品樣品溶液為基質，考察5種不同基體改進劑（0.1%氯化鈣、0.05%硝酸鈀、2%磷酸二氫銨、0.2%硝酸鎂+1%磷酸二氫銨、0.02%硝酸鈀+0.2%硝酸鎂）對樣品檢測影響。結果表明，加入0.1%氯化鈣可使樣品峰形更接近標準溶液峰形，樣品吸光度可提高10%~30%，且樣品檢測重復性更好，故采用0.1%氯化鈣為基體改進劑。

2.3 方法學驗證

2.3.1 線性范圍

用2%硝酸配制鉬標準系列溶液，質量濃度為5.0，10.0，20.0，30.0和40.0 μg/L，在優化的條件下上機測定，每個標準點測定2次，繪制標準曲線，結果見表4。

表4 標準曲線測定結果

2.3.2 檢出限

消解20個試樣空白，上機測定，計算空白測定值的標準偏差SSD，以3倍SSD計算方法的檢出限，10倍SSD計算方法的定量限。經試驗，20個空白標準偏差SSD為0.248。稱樣量0.5 g、定容體積10 mL時，方法的檢出限為0.02 mg/kg，定量限為0.05 mg/kg。

2.3.3 加標回收率

以特殊醫學用途配方食品為基質，進行低、中、高3個不同水平濃度的加標試驗，加標水平分別為0.05，0.10和0.20 mg/kg，按照優化的儀器條件，測定樣品基體含量和加標結果，結果見表5。結果顯示，3個水平的加標回收率在95.6%~98.0%之間，根據GB/T 27404—2008《實驗室質量控制規范 食品理化檢測》[17]，回收率均在可接受范圍之內。

表5 基質本底含量和加標回收結果

2.3.4 重復性和精密度

按照優化的試驗條件處理7個平行試樣，上機測定，考察方法的重復性和精密度，結果見表6。結果顯示，7個平行樣品測定峰形相近，且7次重復測定結果SRSD＜5%。

表6 奶粉實物樣品7個平行試樣測定結果

2.4 特殊醫學配方食品的檢測

對9個品種20個批次的特殊醫學配方食品進行檢測，考察鉬元素在各基質中含量，結果見表7。

表7 20批次特殊醫學涌入配方食品樣品的測定結果

3 結論

試驗以3種消解方法進行前處理，采用石墨爐原子吸收光譜法測定對特殊醫學用途配方食品中鉬元素含量。對檢測過程的關鍵條件進行研究和探討，對方法進行方法學驗證，并對市售常見的幾類特殊醫學用途配方食品進行含量測定。結果表明，試驗方法前處理快速簡便，檢測結果精密度、準確度良好，可以滿足特殊醫學用途配方食品中鉬含量檢測需求。