前言:
大米,是中國大部分地區人民的主要食品,除了含有碳水化合物,還含有米谷蛋白,脂肪,B族維生素以及多種微量元素等。大米作為人們生活中的重要食品,其衛生質量直接關系著人的身體健康,大米中含有多種元素,含量較高的元素有K、Ca、Na、Mg、P等,較低的微量元素有Fe、Mn、Cu、Zn等,有些富硒大米還含有較豐富的Se元素,這些元素在人體的新陳代謝過程中起著重要的作用。而大米中的Pb、As、Hg、Cd、Co、Cr等重金屬超標,可引起人類疾病。因此,測定大米中各元素的含量具有重大的現實意義。
本文參考《GB5009.268-2016食品安全國家標準 食品中多元素的測定》,采用LabTech REVO 高通量微波消解前處理,LabMS 3000 ICP-MS測定大米粉中鉛、砷、鎘、鉻、銅、鋅6種元素,碰撞反應池技術消除雙原子離子對待測元素產生的質譜干擾,同時在線加入內標校正非質譜干擾效應,該方法準確簡單高效。
1. 實驗過程
1.1. 儀器設備:
LabTech REVO微波消解儀,萊伯泰科;
LabMS 3000電感耦合等離子體質譜儀,萊伯泰科;
1.2. 標準溶液配置:
各元素曲線系列點濃度如表1所示:配置20ppb的混合內標,在線加入。
表 1 各元素的標準溶度配制梯度
元素/標曲系列點(μg/L) | 系列1 | 系列2 | 系列3 | 系列4 | 系列5 |
鉛、砷、鎘、鉻 | 1.0 | 5.0 | 10.0 | 30.0 | 50.0 |
銅、鋅 | 10.0 | 50.0 | 100.0 | 300.0 | 500.0 |
1.3.樣品前處理:
微波消解方法:稱取0.2~0.3g(精確至0.1mg)大米粉于消解罐中,加入6mL硝酸+1mL雙氧水,旋緊罐蓋,按照表2中溫度程序消解樣品。
表 2 微波消解參考升溫程序
步驟 | 控制溫度(℃) | 升溫時間(min) | 恒溫時間(min) |
1 | 120 | 5 | 5 |
2 | 150 | 5 | 10 |
3 | 190 | 5 | 20 |
程序運行完畢后,冷卻取出,打開罐蓋排氣,用少量水沖洗內蓋,將消解罐放在控溫電熱板上,于100℃加熱30min,用水定容至25mL混勻備用,同時做空白實驗。
1.4. 儀器參數:
表3 LabMS 3000 的儀器參數
參數 | 設置 | 參數 | 設置 |
RF功率 | 1250W | 采樣水平位置 | 6.0mm |
等離子體氣流量 | 13.5L/min | 采樣垂直位置 | 5.5mm |
輔助氣流量 | 0.8L/min | 采樣深度 | 6.2mm |
載氣流速 | 1.3L/min | 霧化器 | 高鹽同心 |
氦氣流量 | 3.3mL/min | 采樣/截取錐材質 | 鎳 |
樣品提升速率 | 40r/min | 霧化室類型 | 旋流霧室 |
2. 測試結果
2.1 標準曲線:經測試,所有元素線性相關系數大于 0.999。
表4 6種目標物校準曲線
序號 | 目標物 | 校準方程 | r |
1 | Pb | y=0.027x | 0.9998 |
2 | As | y=0.006x | 0.9999 |
3 | Cd | y=0.016x | 0.9999 |
4 | Cr | y=0.328x | 0.9998 |
5 | Cu | y=0.074x | 0.9992 |
6 | Zn | y=0.033x | 0.9993 |
2.2 檢出限:
樣品空白連續11次測定的3倍SD后,以取樣量為 0.5 g,定容體積為50 mL時,6種元素的方法檢出限為0.001 mg/kg~0.03 mg/kg,見表5。
滿足GB5009.268-2016標準里要求的檢出限。
表5 各元素的檢出限及標準檢出限
元素 | GB5009.268-2016標準檢出限(mg/kg) | LabMS3000方法檢出限 (mg/kg) | 元素 | GB5009.268-2016標準檢出限(mg/kg) | LabMS3000方法檢出限(mg/kg) |
Pb | 0.02 | 0.002 | Cr | 0.05 | 0.004 |
As | 0.002 | 0.002 | Cu | 0.05 | 0.01 |
Cd | 0.002 | 0.001 | Zn | 0.5 | 0.03 |
2.3 精密度及準確性
采用LabMS 3000測定大米粉成分標準物質GBW10185 (GSS-18)3個平行樣品,考察各元素的方法精密度,測定值與認證值對比,考察各元素的準確度。
元素 | 標準值(mg/kg) | 測定值(mg/kg) | 平均值(mg/kg) | RSD (%) | ||
1 | 2 | 3 | ||||
Cr | 0.14±0.02 | 0.143 | 0.140 | 0.138 | 0.14 | 1.8 |
Cu | 1.85±0.20 | 1.851 | 1.712 | 1.752 | 1.77 | 4.0 |
Zn | 13.8±1.2 | 13.71 | 13.91 | 14.28 | 14.0 | 2.1 |
As | 109±15(10-9) | 0.1245 | 0.1189 | 0.1168 | 0.120 | 3.3 |
Cd | 7.8±0.7(10-9) | 0.00778 | 0.00790 | 0.00764 | 0.0076 | 1.7 |
Pb | 0.050±0.014 | 0.0539 | 0.0529 | 0.0517 | 0.053 | 2.1 |
3 結論:
本文采用LabTech REVO高通量微波消解前處理,LabMS3000測定標準物質大米粉 GBW10185(GSS-18)中6種金屬元素含量,各元素方法檢出限在0.001 mg/kg~0.03 mg/kg之間,方法精密度在 1.7%~4.0%之間,測量結果與標準值一致性高,準確度良好。
結果表明該方法檢出限低、重現性好、結果準確,適用于大米粉谷物等食品農產品樣品元素分析。