前言:
大米,是中國(guó)大部分地區(qū)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(wèi)生質(zhì)量直接關(guān)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(guò)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(biāo),可引起人類(lèi)疾病。因此,測(cè)定大米中各元素的含量具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。
本文參考《GB5009.268-2016食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中多元素的測(cè)定》,采用LabTech REVO 高通量微波消解前處理,LabMS 3000 ICP-MS測(cè)定大米粉中鉛、砷、鎘、鉻、銅、鋅6種元素,碰撞反應(yīng)池技術(shù)消除雙原子離子對(duì)待測(cè)元素產(chǎn)生的質(zhì)譜干擾,同時(shí)在線(xiàn)加入內(nèi)標(biāo)校正非質(zhì)譜干擾效應(yīng),該方法準(zhǔn)確簡(jiǎn)單高效。
1. 實(shí)驗(yàn)過(guò)程
1.1. 儀器設(shè)備:
LabTech REVO微波消解儀,萊伯泰科;
LabMS 3000電感耦合等離子體質(zhì)譜儀,萊伯泰科;
1.2. 標(biāo)準(zhǔn)溶液配置:
各元素曲線(xiàn)系列點(diǎn)濃度如表1所示:配置20ppb的混合內(nèi)標(biāo),在線(xiàn)加入。
表 1 各元素的標(biāo)準(zhǔn)溶度配制梯度
元素/標(biāo)曲系列點(diǎn)(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(chēng)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(shí)間(min) | 恒溫時(shí)間(min) |
1 | 120 | 5 | 5 |
2 | 150 | 5 | 10 |
3 | 190 | 5 | 20 |
程序運(yùn)行完畢后,冷卻取出,打開(kāi)罐蓋排氣,用少量水沖洗內(nèi)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(shí)做空白實(shí)驗(yàn)。
1.4. 儀器參數(shù):
表3 LabMS 3000 的儀器參數(shù)
參數(shù) | 設(shè)置 | 參數(shù) | 設(shè)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(zhì) | 鎳 |
樣品提升速率 | 40r/min | 霧化室類(lèi)型 | 旋流霧室 |
2. 測(cè)試結(jié)果
2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn):經(jīng)測(cè)試,所有元素線(xiàn)性相關(guān)系數(shù)大于 0.999。
表4 6種目標(biāo)物校準(zhǔn)曲線(xiàn)
序號(hào) | 目標(biāo)物 | 校準(zhǔn)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(xù)11次測(cè)定的3倍SD后,以取樣量為 0.5 g,定容體積為50 mL時(shí),6種元素的方法檢出限為0.001 mg/kg~0.03 mg/kg,見(jiàn)表5。
滿(mǎn)足GB5009.268-2016標(biāo)準(zhǔn)里要求的檢出限。
表5 各元素的檢出限及標(biāo)準(zhǔn)檢出限
元素 | GB5009.268-2016標(biāo)準(zhǔn)檢出限(mg/kg) | LabMS3000方法檢出限 (mg/kg) | 元素 | GB5009.268-2016標(biāo)準(zhǔn)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(zhǔn)確性
采用LabMS 3000測(cè)定大米粉成分標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW10185 (GSS-18)3個(gè)平行樣品,考察各元素的方法精密度,測(cè)定值與認(rèn)證值對(duì)比,考察各元素的準(zhǔn)確度。
元素 | 標(biāo)準(zhǔn)值(mg/kg) | 測(cè)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(jié)論:
本文采用LabTech REVO高通量微波消解前處理,LabMS3000測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)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(cè)量結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值一致性高,準(zhǔn)確度良好。
結(jié)果表明該方法檢出限低、重現(xiàn)性好、結(jié)果準(zhǔn)確,適用于大米粉谷物等食品農(nóng)產(chǎn)品樣品元素分析。