ICP-MS法测定银耳中元素

分析测试百科网 > 行业资讯 > 技术原理

ICP-MS法测定银耳中元素

2018.11.18

　　银耳又称作白木耳、雪耳、银耳子等，有“菌中之冠”的美称。银耳营养丰富，富含蛋白质、脂肪和多种氨基酸，以及钙、铁、钾、钠、镁、磷、硫等多种矿物质。银耳味甘、淡、性平、无毒，既可补脾开胃，又有益气清肠、滋阴润肺的作用。历代皇家贵族都将银耳看做是“延年益寿之品”。闽东古田县是“中国食用菌之都”、“银耳之乡”，食用菌成为当地的支柱产业。其中，银耳是生产规模最大、产量最高、生态效益最佳、发展前景最好的食用菌之一。2004年，古田银耳正式获批为地理标志保护产品。至此，古田银耳的生产和种植成为当地农村的主导产业。
　　银耳中含有丰富的矿物质，这些元素与人体健康关系密切，它对人体的生长、发育以及其他生命活动有着重要的作用。但同时银耳等食用菌对砷、镉、汞、铅等重金属有明显的富集作用，当人体摄入超过一定量的重金属会损害身体健康。因此，准确、快速测定银耳中的矿物质元素及有害重金属元素的含量对闽东古田地区银耳产业的发展具有重要意义。
　　目前食品中元素常用的检测方法有原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、电感耦合等离子发射光谱法、电感耦合等离子体质谱法等。其中电感耦合等离子体质谱分析技术（ICP-MS）具有灵敏度高、检出限低、线性范围宽、干扰少、分析速度快及可同时测定多种元素等优点，现已广泛用于水产品、化妆品、地质等行业。本文采用微波消解银耳样品，电感耦合等离子体质谱法同时测定银耳中12种元素的含量。
　　1 材料与方法
　　1.1 材料与试剂
　　实验样品：银耳样品采集于闽东古田地区；国家标准物质绿茶（GBW10052）和辽宁大米（GBW10043）购买于国家标准物质中心。
　　试剂：镁、钙、铬、锰、铁、铜、锌、砷、硒、镉、汞、铅标准储备液（质量浓度为1000μg/mL），用2%硝酸稀释至不同浓度的混合标准溶液；调谐液（Li、Y、Ce、Tl、Co）（质量浓度为10μg/L）；内标储备液（6Li、Sc、Ge、Rh、In、Tb、Lu、Bi）（质量浓度为100μg/mL）；硝酸（优级纯），过氧化氢（优级纯）。
　　1.2 仪器与设备
　　Agilent 7700x 电感耦合等离子体质谱仪（配有玻璃同心雾化器）美国安捷伦科技有限公司；Mars 6 Xpress微波消解仪美国CEM公司。
　　1.3 仪器工作条件
　　微波消解条件：微波消解仪器功率为1200W。消解分为3个阶段：第一阶段：10 min内温度上升到120℃并保持5min；第二阶段：5min内温度上升到160℃并保持5min；第三阶段：8min内温度上升到190℃并保持25min。
　　电感耦合等离子体质谱仪工作参数：射频功率1550W，等离子体流量15.0L/min，载气流量1.0L/min，氦气流量43mL/min，采样深度8.0mm，分析模式为全定量分析，数据采集重复3次，分析时间0.3s，氧化物<2%，双电荷<3.0%。
　　1.4 样品处理
　　准确称取烘干粉碎后的银耳样品0.500样品于微波消解罐中，加入5.0mL硝酸，浸泡1h，再加入1mL过氧化氢，放入微波消解仪中进行消解。消解结束后，在140℃电热板上赶出多余的酸。冷却后，转移到25mL容量瓶中，用超纯水定容至刻度，摇匀待测。同时做试剂空白。
　　2 结果与讨论
　　2.1 干扰及校正
　　ICP―MS的干扰主要分为质谱干扰和非质谱干扰。质谱干扰主要有同量异位素干扰、多原子离子干扰和双电荷离子干扰，一般可以通过优化仪器参数、干扰校正方程等方式来校正。同位素的选择应遵循测定丰度大、干扰少的原则。非质谱干扰主要为基体效应，基底会抑制待测元素的信号，一般可以通过稀释样品、使用内标法校正等方式来克服。在实际样品测定时，内标元素不应在待测样品中出现或含量极微，且内标元素的质量数和电离能应与待测元素相近。本实验采用氦气碰撞池模式和在线加入内标溶液方式，可以降低质谱干扰，并且能克服信号漂移。选用6Li、Sc、Ge、Rh、In、Tb、Lu、Bi为内标，通过优化仪器条件，选择合适的测定同位素，结合特定的干扰方程，达到消除干扰的目的。
　　2.2 标准曲线及检出限
　　由于ICP-MS的线性动态范围很宽，可高达9个数量级，因此元素的测定范围也较为宽泛。考虑到银耳中各元素的含量，选用合适的浓度区间绘制标准曲线，其线性相关系数均大于0.9995。对样品空白连续测量11次所得标准偏差的3倍计算各元素的检出限。结果见表1。
　　表1 方法的线性回归方程、相关系数及检出限
　　2.3 回收率实验
　　对银耳样品进行加标回收的测定，并计算回收率，其加标回收率在90.0%-105.0%之间，测定结果见表2。
　　表2 方法的精密度和加标回收率（n=6）
　　2.4 标准物质的验证分析　　为了验证本方法的准确性，对国家标准物质绿茶（GBW10052）和辽宁大米（GBW10043）进行了测定。结果见表3。从表3可以看出标准物质检测结果与标准值相符，表明所建立方法准确可靠。
　　表3 绿茶（GBW10052）和辽宁大米（GBW10043）
　　15种元素测定结果（n=6）
　　注：b表示绿茶标准物质（GBW10052）中锰元素含量以百分百含量计。
　　2.5 实际样品的测定
　　从闽东古田地区收集的10份银耳样品，按照上述方法进行测定，结果见表4。
　　表4 银耳15种元素测定结果（mg/kg）
　　注：ND：notdetected.
　　从表4中可以看出，以上几份古田银耳中含有丰富的镁、铁、钙、铜、锌等元素，而重金属污染物砷、铅、汞、镉等含量均低于我国食品污染物标准的限定量。
　　3 结论
　　本文采用微波消解样品，电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）同时测定银耳中的多种元素。通过优化仪器条件、采用碰撞池模式和干扰校正方程等方式消除质谱干扰，在线加入内标校正基体干扰。本法测定检出限低、准确度和精密度较高、分析速度快，可同时测定多种元素，适用于银耳中多种元素的测定。由于本法操作简单、快速，能满足大批量样品检测，可用于闽东古田地区银耳的质量控制和安全评价。