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ICP-MS法同时测定肉制品中的铅元素和镉元素

2018.11.18
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韩金龙

致力于为分析测试行业奉献终身

  随着现代工农业的发展,重金属污染问题日趋严重。重金属污染,不同于其它类型污染,具有隐蔽性、长期性和不可逆转性等特点。重金属可直接对环境中的大气、水、土壤造成污染[1],对自然环镜带来不良影响,影响人类的食物,进而对人类的身体健康产生危害。铅元素和镉元素都是自然界常见的有毒重金属元素。我国在GB2762-2012《食品安全国家标准 食品中污染物限量》[2]中明确规定了肉制品和水产制品中铅元素和镉元素的限量指标。一款合格的产品,就必须对其重金属指标有一定的限制。这不仅仅是产品的品质要求,更是消费者对食品安全和身体健康的要求。 
  目前,国内外关于铅的检测方法主要有石墨炉原子吸收光谱法、氢化物原子荧光光谱法、火焰原子吸收光谱法、二硫腙比色法、单扫描极谱法等[3]。关于镉的检测方法主要有石墨炉原子吸收光谱法、原子吸收光谱法(碘化钾-4-甲基戊酮-2法)、原子吸收光谱法(二硫腙-乙酸丁酯法)、比色法、原子荧光法等[4]。以上方法都无法同时检测铅和镉两种元素,而电感耦合等离子体质谱法以四极杆为检测器,通过质荷比分离离子,可同时检测铅和镉两种重金属元素。本文采用电感耦合等离子体质谱法,对肉制品中两种常规检测的重金属元素进行同时测定,以建立快速准确的检测技术,满足实际应用的要求。 
  一、材料与方法 
  (一)材料 
  原料:肉松,购买于当地的大型超市。 
  试剂和材料:除另有说明外,所用试剂均为优级纯,水为GB/T 6682规定的超纯水。 
  硝酸; 
  过氧化氢(30%); 
  铅标准溶液,1000ug/mL 国家有色金属及电子材料分析测试中心(GSB04-1742-2004); 
  镉标准溶液,1000ug/mL 国家有色金属及电子材料分析测试中心(GSB04-1721-2004); 
  镉、铅混合标准物质购自中国计量科学研究院(20℃下,镉,0.106±0.002 ug/mL;铅,1.05±0.02 ug/mL); 
  2%硝酸:取20.0mL 硝酸加入50 mL 水中,稀释至1000mL。 
  (二)主要仪器 
  ELAN DRC-e电感耦合等离子体质谱仪 珀金埃尔默仪器(上海)有限公司;Multiwave 3000微波消解仪 奥地利安东帕公司;BHW-09A恒温消解仪 上海博通经贸有限公司;明澈TM-D24UV纯水系统 2011Merck Millipore公司;AL204电子天平 梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司。 
  (三)仪器条件: 
  对仪器起始化、质量校准、氩气流量等进行调试,使氧化物形成<1%和双电荷化合物形成<3%。最终确定仪器条件为射频功率1350 W;等离子体气流量15 L/min;辅助气流量1.0 L/min;载气流量1.14 L/min; 
  (四)标准溶液的配制: 
  准确吸取1ml铅标准溶液和1ml镉标准溶液于一个100ml容量瓶内,用2%硝酸定容,得到铅和镉含量均为10mg/L的混合标准储备液。吸取适量混合标准储备液,用2%硝酸稀释成表1的标准工作溶液浓度。 
  表1 标准品的工作溶液浓度 
  (五)实验方法 
  称取均匀样品0.2-0.5g (精确至0.1mg)于消解罐,加入5~6ml硝酸,0~1ml过氧化氢混匀,放置一夜后,按表2的消化程序微波消解,于恒温仪上赶酸至1ml,放冷后定容至50ml容量瓶,上机测试。 
  表2 微波消解消化程序 
  二、结果与分析 
  (一)元素质量数的选择与优化 
  本实验比较了铅204,铅206,铅207和铅208的标准曲线、干扰因素和丰度,最终选择了铅208的标准曲线;比较了镉106,镉108,镉110,镉111,镉112,镉113,镉114,镉116的标准曲线、干扰因素和丰度,最终选择了镉111的标准曲线。因为这铅208和镉111这两条标准曲线相对于其他的标准曲线干扰少,丰度高,标准曲线的r2也比较理想 
  (二)基质效应 
  基质抑制作用主要是基质在雾化――电离过程中对目标物的雾化电离产生抑制。本实验分别配制三组标准曲线:曲线a,直接用2%硝酸将混合标准储备液稀释成标准工作溶液;曲线b,用肉松样品的样液做稀释液配置标准工作溶液;两种曲线的线性相关系数均大于0.9999。基质效应可以用ME=B/A×100%计算,式中B为基质曲线斜率,A为标准曲线斜率。实验中两种元素测定的基质效应如表3所示。 
  表3铅元素和镉元素在肉制品中的基质效应 
  一般认为,基质曲线响应值与其标准曲线响应值之比在85%~115%之间不存在明显的基质效应[5]。根据此方法可以判断,两种元素的两种曲线方程之间无显著影响。因此,标准工作曲线可用2%硝酸直接配置。 
  (四)样品的测定 
  采用所建立的方法对购自中国计量科学研究院的镉、铅混合标准物质(20℃下,镉,0.106±0.002 ug/mL;铅,1.05±0.02 ug/mL,GBW08607)进行检测,测定值均在标准值范围内。详见表6。 
  表4混合标准物质中的铅元素和镉元素的检测 
  三、结论 
  建立了用ICP-MS法检测肉制品中的铅元素和镉元素的分析方法,经过研究表明,本方法简便、快速、准确,适用于肉制品中重金属元素的同时快速确证检测。 

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