探索微波消解—石墨爐原子吸收光譜法測定飼料中銅的含量

劉 昨，卜澤明，陳 芳，曾云鳳，陳寶宇，吳 濤，班燕桃，嚴 寒，李文靜

（廣西獸藥監(jiān)察所，廣西 南寧 530000）

銅元素是動物生長過程中必需的一種微量元素，是許多重要酶類的活性中心，能促進體內(nèi)鐵質(zhì)的吸收、利用和儲存，能促進細胞的合成和修復。在正常動物體內(nèi)，其含量為2～3 mg/kg。對于家畜最適合的攝入含量為每天5～10 mg，對于家禽最適的攝入含量為每天4～11 mg[1]。有研究表明，飼料中銅的含量過少會影響幼齡機體生長，達不到機體的生產(chǎn)性能。飼料中的銅含量過多，尤其是添加的銅含量是正常所需含量的10倍以上時，不但不能提高效率，反而會影響動物的生長，降低飼料本身的效果，還對土壤環(huán)境存在土壤重金屬元素積蓄的隱患[2]。

微波消解法是目前重金屬測定中消化樣品較好的方法，具有耗時短、污染小、簡便安全等優(yōu)點。石墨爐原子吸收技術(shù)以其靈敏度高，檢出限低，試樣分析量少，檢測范圍寬等優(yōu)點，早已在醫(yī)療、食品等檢測領(lǐng)域里得到普及和應用，但就其對飼料中銅含量的測定目前尚沒有一種成熟的方法可行。

目前，GB/T 13885-2017《飼料中鈣、銅、鐵、鎂、錳、鉀、鈉和鋅含量的測定原子吸收光譜法》規(guī)定，通過干灰化法進行前處理飼料樣品，用火焰原子吸收光譜法[3]進行測定，整個操作復雜繁瑣、費力、耗損較大、重現(xiàn)性較差。經(jīng)GB/T 13082-2021《飼料中鎘的測定》和吳旺喜《懸浮液進樣石墨爐原子吸收光譜法測定飼料樣品中痕量銅》[4]的啟示，本研究實驗以飼料質(zhì)控樣品檢測為例，通過微波消解法前處理飼料樣品，石墨爐原子吸收光譜法測定飼料樣品中銅的含量（以下簡稱：該法）。用干灰化法-火焰原子吸收光譜法做對比實驗，驗證該法的可行性，并測定該法的重復性和回收率。旨在建立簡便、準確、靈敏度高、適用于飼料中銅測定的方法，為測定飼料中的銅微量元素提供新的檢測思路。

1 材料和設備

1.1 樣品來源

樣品名稱：飼料中鈣、銅、鐵、鎂、錳、鉀、鈉、鋅定量分析質(zhì)控樣品。

樣品來源：中國檢驗檢疫科學研究院測試評價中心。

樣品信息：銅的特性值：11.9 mg/kg，特性值區(qū)間：9.38～14.42 mg/kg。

1.2 樣品準備

將試樣粉碎過0.45 mm的標準分析篩。分成兩組飼料樣品，每組7個平行樣品。分別用于火焰原子吸收光譜儀和石墨爐原子吸收光譜儀上機測定。

1.3 試驗試劑與設備

試驗試劑：水（GB/T 6682，一級），鹽酸（國藥集團化學試劑有限公司，優(yōu)級純），硝酸（國藥集團化學試劑有限公司，優(yōu)級純），銅單元素標準溶液（國家有色金屬及電子材料分析測試中心，1 000 μg/mL），硝酸鈀，磷酸二氫銨，高純乙炔，中速濾紙。

試驗設備：電子分析天平（梅特勒-托利多儀器上海有限公司，MS104TS/02）、可調(diào)劑式電熱板、箱式電阻爐、微波消解儀、原子吸收分光光度計（日立高新技術(shù)公司，ZA3300單火焰型）、石墨爐原子吸收分光光度計（美國PE公司，AA-900T）。

2 方法

2.1 微波消解法樣品前處理

稱取0.500 g試樣于消解罐中，加10.0 mL硝酸、2.0 mL過氧化氫（30%），混合均勻，于微波消化儀中消化，消化條件見表1。消解完成后，自然冷卻至室溫，開蓋趕酸，將消化液洗入25 mL容量瓶中，用水少量多次洗滌罐，洗液合并于容量瓶中并定容至刻度，混勻備用；同時做試劑空白試驗。

2.2 石墨爐原子吸收光譜法標準曲線配制

吸取1 mL的1 000 μg/mL標準溶液到100 mL的容量瓶中，用2%的硝酸定容至刻度，配成10 μg/mL的中間液。再取0.5 mL的中間液到200 mL的容量瓶中，用2%的硝酸定容至刻度，得到25 ng/mL的工作液。儀器自動將工作液稀釋成0.00、5.00、10.00、15.00、20.00、25.00 μg/L的系列濃度標準溶液。

2.3 石墨爐原子吸收光譜儀測定條件

將儀器設置為扣背景模式，并調(diào)至最佳工作狀態(tài)，石墨爐原子吸收光譜儀條件見表3。依次測定空白溶液、銅標準溶液和試樣溶液的吸光度值，以銅標準溶液的銅濃度為橫坐標，吸光度值為縱坐標，繪制標準曲線，標準曲線相關(guān)系數(shù)r≥0.995。試樣溶液的吸光度值應在標準曲線線性范圍內(nèi)，若超出，可參照銅標準溶液的濃度進行適當稀釋（n倍）后測定。石墨爐原子吸收光譜儀測定條件見表2。

表2 石墨爐原子吸收光譜儀器條件

表3 標準品溶液的吸光度

3 結(jié)果

3.1 火焰原子吸收光譜法標準工作曲線測定

通過火焰原子吸收光譜儀分析，在324.8 nm 波長處測定吸光度，結(jié)果見表3。r=0.9999，試驗結(jié)果表明，在0～4 mg/L，吸光度與濃度呈良好的線性關(guān)系。

3.2 石墨爐原子吸收標準工作曲線測定

通過石墨爐原子吸收光譜儀分析，在324.875 nm 波長處測定吸光度，結(jié)果見表4。r=0.9995，試驗結(jié)果表明，在0 ～25 μg/L，吸光度與濃度呈良好的線性關(guān)系。

表4 標準品溶液的吸光度

3.3 不同測定方法

經(jīng)火焰原子吸收光譜法和石墨爐原子吸收光譜法測定2個飼料樣品的結(jié)果來看，2種測定方法的測定結(jié)果無顯著差異且在質(zhì)控樣品要求的特性值區(qū)間內(nèi)，說明該法具有可行性。該法的精密度（RSD）比干灰化法-火焰原子吸收光譜法的要小，說明該法的精密度較好。測定結(jié)果見表5。

表5 對比試驗結(jié)果與精密度試驗

3.4 方法的回收率實驗

本研究實驗采用不同濃度回收實驗來驗證方法的準確度，結(jié)果見表6，回收率為97.5%～108.8%。

表6 回收率試驗

4 討論

本試驗以飼料質(zhì)控樣品檢測為例，采用微波消解法前處理飼料樣品，用石墨爐原子吸收光譜法測定飼料樣品中銅的含量，結(jié)果顯示：銅微量元素在0.0～25 μg/L濃度范圍內(nèi)具有良好的線性關(guān)系， 相關(guān)系數(shù)（r）為0.9995；精密度（RSD）為2.29%；加標回收率為97.5%～108.8%；測定結(jié)果在質(zhì)控樣品的特性值區(qū)間內(nèi)。該方法取樣量少、操作簡便、精密度和回收率高，儀器自動化進樣減輕工作勞力，顯著提高了工作效率，適用于飼料中銅的含量檢測，能為飼料安全的健康發(fā)展提供新的檢測方法思路。