電感耦合等離子體質譜法測定食品接觸日用陶瓷制品中的金屬元素遷移量

Determination of Metal Element Migration in Food Contact Ceramic Products by Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry

LI Jing， SHEN Erzhuo （Jilin Municipal Center for Disease Control and Prevention， Jilin 1320oo， China）

Abstract： An analytical method for the simultaneous determination of 22 metal element migrations in food contact ceramic products by inductively coupled plasma mass spectrometry was developed. 4% acetic acid was used as food simulantand injected by filing method.Threemigration experiments were carried out，and the third sample was taken for determination.The correlationcoeffcients of the linear regression equations were greater than 0.999， the relative standard deviation of precision was all ?5% ，and the recoveriesranged from 91% to 102% .The method is fast，reliable and sensitive，and can be widely used in therapid detection of metal migration in ceramic products.

Keywords： inductively coupled plasma-mass spectrometry; ceramic products; metals elements; migration

瓷器是我國古代的偉大發明，彰顯中華民族對人類文明的卓越貢獻。數千年來，日用陶瓷作為常用食器，在人們生活中扮演著至關重要的角色。然而，陶瓷表面的彩釉卻是危害健康的潛在因素[1-2]。彩釉中的鉛、鎘會引起人體肝臟等內臟中毒，砷、鋁、鉻等重金屬在體內蓄積也會產生不良影響。此外，制作陶瓷所用的黏土品質也至關重要。劣質黏土中含有大量微生物和有害物質，即便無彩釉的陶瓷也有可能危害健康[3。長時間使用不合格陶瓷制品，有害元素會以離子形式遷移至食品中，間接地進入人體，對神經、血液、肝臟等系統和器官造成慢性損害，危害健康[4]。

目前，關于陶瓷制品中多元素遷移量的檢測方法主要有原子吸收光譜法[5-7]、原子熒光光譜法[8-9]電感耦合等離子體質譜法[10-13]等。電感耦合等離子體質譜法具有靈敏度高、檢出限低、線性范圍寬、多元素同時測定等優點，廣泛應用于金屬檢測領域[14-15]。本文使用 4% 乙酸模擬可食用食品，對陶瓷制品進行前處理，再采用電感耦合等離子體質譜法對陶瓷制品中22種金屬元素遷移量進行檢測。

1材料與方法

1.1 樣品來源

檢測使用的樣品采購自吉林市區線下銷售及線上電商平臺，包括陶瓷鍋、陶瓷碗、陶瓷盤和陶瓷杯。其中，陶瓷鍋30個，陶瓷碗、盤、杯各60個。

1.2 儀器與試劑

Nexion300X型電感耦合等離子體質譜儀（美國PE公司）；Direct-Q-3UV型純水儀（密理博中國有限公司）；DHG-9245A型烘箱（上海一恒科學儀器有限公司）；R1-150型低溫培養箱（美國賽默飛公司）。

多元素混合標準溶液及內標溶液，購自國家標準物質研究中心；實驗用水均為去離子水（電阻率 18MΩ?cm ）；高純度氬氣（ 85～100psi ），純度大于 99.999% ；硝酸（ 65% ，色譜級）；乙酸（色譜級）。

1.3 遷移試驗條件

根據樣品材質選擇合適的遷移試驗條件，見表1。

1.4 儀器條件

射頻功率為 1600W ，蠕動泵轉速為 20rmin^-1 載氣流速 0.70L?min^-1 。按照SmartTune智能優化向導，使用Setup溶液對儀器進行優化。Setup溶液包括以下元素：Li、Be、 Δmg 、Fe、In、Ce、 Pb 、U。儀器參數： Ugt;3000cps/ppb ， Mggt;15000cps/ppb ，Be gt; 2000cps/ppb Ingt;40000cps/ppb 氧化物含量小于 3% 雙電荷含量小于 5% ，質量數為220，背景信號小于5 cps，精密度小于3%[16-17]

1.5 試驗方法

本實驗采取 4% 乙酸作為食品模擬物，采用灌裝法將食品模擬物注入陶瓷制品中。所有參與檢測的陶瓷制品，均進行3次遷移試驗，每次試驗使用1份新的食品模擬物，以第3次遷移試驗的浸泡液作為實驗樣本進行測定，做空白試驗和標準點回測以校正檢測結果。根據《食品安全國家標準食品接觸材料及制品遷移試驗預處理方法通則》（GB5009.156—2016）中對檢測樣本的要求對遷移試驗所得數值進行計算，結果以 mg?L^-1 表示。

2 結果與分析

2.1標準曲線及方法檢出限

用多元素混合標準溶液繪制標準曲線，并計算檢出限，見表2。22種金屬元素標準曲線在各自線性范圍內線性關系良好，相關系數均大于0.999，各元素檢出限符合實際樣品分析要求。

2.2精密度實驗

隨機選取一試樣，對樣品中22種金屬元素含量測定6次，測定其相對標準偏差（RelativeStandardDeviation，RSD）為 1.1%～5.0% ，滿足實際樣品檢測要求，結果見表3。

2.3 加標回收率實驗

采用標準加入法，在已測定含量的樣品溶液中加入已知濃度的標準溶液，測定樣品的加標回收率，結果見表4。各元素的加標回收率在 91% ＼～102% ，符合《實驗室質量控制規范食品理化檢驗》（GB/T27404—2008）中的要求（ 90%～110% ）。

2.4金屬元素遷移量檢測結果

針對本次檢測的3種陶瓷制品，在特定遷移試驗條件下，采用電感耦合等離子體質譜法對樣品中金屬元素的遷移量進行檢測，結果見表5。Be、 ΔV 、Cr、Ni、As、Mo、 Ag 、Cd、 Sn 、Sb、T1均未檢出，Li、Mn、Fe、Co在陶瓷碗、陶瓷盤、陶瓷杯中均未檢出。在陶瓷制品中，陶瓷杯金屬遷移量相對較小，除Mg、Al、Cu、Zn、Pb元素外均未檢出；陶瓷鍋金屬遷移量相對較大，其中Li、Mg、Al、Ti、Mn、Fe、Co、Cu、Zn、Ba、Pb等元素均有檢出。

3結論

本文建立了食品接觸日用陶瓷制品中22種金屬元素遷移量的測定方法。結果顯示，該方法檢出限低、線性良好、分析速度快、精密度高，可用于食品接觸日用陶瓷制品中金屬元素遷移量的分析測定。

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