微波消解-電感耦合等離子體質譜測定嬰幼兒奶粉中磷的質量濃度

劉丁，解楠，段文鋒，張丹妮，趙琴

（上海市質量監督檢驗技術研究院 國家食品質量監督檢驗中心，上海 200233）

微波消解-電感耦合等離子體質譜測定嬰幼兒奶粉中磷的質量濃度

劉丁，解楠，段文鋒，張丹妮，趙琴

（上海市質量監督檢驗技術研究院 國家食品質量監督檢驗中心，上海 200233）

采用微波消解前處理，電感耦合等離子體質譜法測定部分嬰幼兒奶粉中磷的質量濃度。實驗表明，采用在線內標和碰撞反應池模式，磷的線性范圍在0～30 mg/L，得到的線性方程相關系數為0.9999，檢出限為0.205 μg/g，相對標準偏差小于5%，加標回收率在90.0%～106.5%之間，并且和紫外分光光度法比對，結果一致。選擇的兩種標準物質GBW10017和GBW10023，磷質量濃度測定值均在標準值范圍之內，由此說明該方法能夠簡單、快速、靈敏、準確測定嬰幼兒奶粉中磷元素。

嬰幼兒奶粉；磷；微波消解；電感耦合等離子體質譜；紫外分光光度法

0 引 言

嬰幼兒奶粉是替代母乳的最佳食品，也是嬰幼兒成長必須的重要食品之一。在奶粉的眾多成分中，磷是人體內的重要元素之一,對人體生命活動有著十分重要的作用。人體缺乏對磷元素的攝取,會引起骨骼和牙齒發育不正常、骨質疏松、軟骨病、佝僂病等癥狀，尤其對于嬰幼兒。

目前，測定食品中磷的方法[1]有分光光度法、毛細管電泳、色譜法、電感耦合等離子體質譜法[2]（ICPMS）、等離子發射光譜法[3]（ICP-OES）等。 對于嬰幼兒食品中磷的測定，主要依據“GB 5413.22-2010食品安全國家標準嬰幼兒食品和乳品中磷的測定”中的分光光度法。本文采用微波消解-電感耦合等離子體質譜測定嬰幼兒奶粉中磷的質量分數，并與紫外分光光度法進行比對。

1 實 驗

1.1 材料與試劑

超純水（電阻率≥18.2 MΩ·cm）；優級純濃硝酸；優級純30%過氧化氫；質量濃度為1 000 mg/L的磷標準溶液（GBW（E）080431）、質量濃度為1 μg/L的ICPMS調諧液（Li，Y，Ce，Tl，Co）、在線內標溶液（Sc，Ge，Y，In，Tb，Bi，使用前用體積分數為1%的HNO3配制成質量濃度為1.0 mg/L）；實驗用嬰幼兒奶粉；實驗中所有的器皿均經過（1︰1）硝酸溶液浸泡過夜。

1.2 儀器與設備

7500cx型電感耦合等離子體質譜儀（ICP-MS）；超純水機（Milli-Q）；微波消解系統；梅特勒AL204型萬分位電子分析天平；Thermo Evolution300型紫外分光光度計。

1.3 實驗條件

1.3.1 微波消解條件

準確稱取0.2～0.3 g左右（精確到0.001 g）嬰幼兒奶粉樣品于聚四氟乙烯消解罐內，加入3 mL濃硝酸和2 mL雙氧水，具體微波消解程序如表1所示。樣品消解完成冷卻后打開消解罐，將消解液全部移入并用超純水定容到100 mL容量瓶中。同時做試劑空白。

表1 微波消解程序

1.3.2 ICP-MS工作條件

玻璃同心霧化器；石英霧化室：半導體控溫于（2±0.1）℃；石英一體化炬管，2.5 mm中心通道；屏蔽炬；等離子體：射頻功率1450 W，載氣流量0.75 L/min，補償氣流量0.35 L/min；接口處：采樣錐（Ni）孔徑1 mm，截取錐（Ni）孔徑0.4 mm，采樣深度8.5 mm；質譜儀：碰撞池模式He流量為4.0 mL/min，跳峰采集3點掃描，重復測定3次，選擇質量數為31P，內標元素為45Sc。

分別吸取質量濃度為1 000 mg/L的磷的標準溶液0，0.5，1.0，1.5，2.0，3.0 mL于100 mL容量瓶中，用5%的硝酸溶液定容至刻度線，得到磷的系列標準溶液質量濃度為0，5.0，10，15，20，30 mg/L。

1.3.3 紫外分光光度法[4]

分別吸取質量濃度為100 mg/L磷的標準貯備液0，0.5，1.0，2.0，3.0，4.0，5.0 mL分別放入50 mL容量瓶中，加入10.0 mL釩鉬酸銨試劑，用超純水定容至刻度線。該系列標準溶液中磷的質量濃度分別為0，1.0，2.0，4.0，6.0，8.0，10.0 μg/mL。在25～30℃下顯色15 min。用1 cm比色皿，于波長440 nm處測定吸光值。以吸光值為縱坐標，以磷的質量濃度為橫坐標，繪制標準曲線。

吸取上述樣品消解液10 mL于50 mL容量瓶中，加少量水后，加2滴二硝基酚指示劑，先用濃度為6 mol/L氫氧化鈉溶液調至黃色，再用濃度為0.2 mol/L硝酸溶液調至無色，最后再用濃度為0.1 mol/L氫氧化鈉溶液調至微黃色。再加入釩鉬酸銨試劑，顯色后比色，以空白溶液調零，從標準曲線上查得試樣溶液中磷的濃度。

1.4 測定方法

將定容后的樣品消解液采用ICP-MS測定，同時分別測定磷的檢出限、精密度，并作加標回收率的計算，并同紫外分光光度法比對，通過標準物質的測定來驗證方法。

2 結果與討論

2.1 儀器測定條件的選擇

在測定前先用1.1中的調諧液將低、中、高質量數調諧到具有較高靈敏度狀態，并且使CeO/Ce和Ce2+/Ce分別低于1.0%和1.5%。本實驗測定采用氦氣碰撞池模式和在線內標加入，可以大大降低質譜的干擾，如氧化物、雙電荷、多原子離子等干擾，增強測定結果的準確性，降低對儀器的污染。

2.2 兩種方法的檢出限、線性范圍

由于ICP-MS測定有著非常寬的線性動態范圍，可以達到9個數量級，即便濃度很低，定量測定結果的誤差也很小，因此選擇元素的測定范圍較寬泛。將樣品處理過程的空白溶液連續測定10次，以標準偏差的3倍計算檢出限。兩種方法磷測得的線性范圍、線性方程相關系數及檢出限如表2和圖1所示。

表2 線性范圍、相關系數和檢出限

由上可以看出，2種方法的線性范圍分別為0～30 mg/L和0～10 mg/L之間，線性方程的相關系數R2均大于0.9995，兩種方法的檢出限分別為0.205μg/g和20.0μg/g之間，完全滿足分析要求。

2.3 樣品加標回收率計算

為進一步確認本方法的準確性，對一份奶粉樣品進行加標實驗，測定數據并計算加標回收率，其結果在90.0%～106.5%之間，同時樣品連續測定7次，精密度均小于5%，測定結果如表3所示。

表3 樣品加標回收率及精密度（n=7）

2.4 標準物質的驗證分析

為了驗證本方法的準確性，對2種生物成分分析標準物質進行了測定，包括GBW10017奶粉成分分析標準物質、GBW10023紫菜成分分析標準物質，所測定磷元素數值均在推薦范圍內，測定結果如表4所示。

表4 標準物質測定結果（n=3）mg/kg

2.5 實際樣品的測定

選擇了超市貨架的幾種嬰幼兒配方奶粉，按照上述方法進行測定，結果如表5所示。

表5 幾種嬰幼兒奶粉中磷ICP-MS測定結果（n=3）mg/100g

由上表可以看出選擇的8種嬰幼兒奶粉中磷元素的質量分數在（312～429）mg/100g之間，所測得數值與產品標簽均一致。

3 結 論

本文采用微波消解—電感耦合等離子體質譜法測定嬰幼兒奶粉中磷元素，測定過程中采用碰撞池模式，可以有效地排除質譜干擾保證測定的準確性，是一種快速、準確和有效的分析方法。通過對奶粉中磷元素的測定，并與紫外分光光度法比較可以看出，兩種方法測定的結果無顯著差別，但ICP-MS方法可以大大提高工作效率，減少樣品的稀釋，降低污染，并能夠大批量的檢測。

[1]衛敏,食品中磷的檢測方法[J].中國科學：化學,2010,40（7）：914-921.

[2]陳國友,微波消解-ICP-MS同時測定母乳中Ca和P的方法研究[J].光譜學與光譜分析,2010,30（8）：2274-2276.

[3]李光,電感耦合等離子體發射光譜法測定奶粉中的9種元素[J].衛生研究,2006,35（2）：225-227.

[4]中華人民共和國衛生部.GB5413.22-2010食品安全國家標準嬰幼兒食品和乳品中磷的測定[S].北京：中國標準出版社，2010.

Determination of phosphorus in milk products for infants and young children by inductively coupled plasma mass spectrometry with microwave digestion

LIU Ding,XIE Nan,DUAN Wen-feng,ZHANG Dan-ni,ZHAO Qin
（Shanghai Institute of Quality Inspection and Technical Research/National Food Quality Supervision and Inspection Center,Shanghai 200233,China）

Inductively coupled plasma mass spectrometry（ICP-MS）with microwave digestion was applied to determine phosphorus in milk products for infants and young children.The ISTD adding on line and the Octopole Reaction System were applied in this study.The linear ranged from 0 to 30 μg/mL,and linear correlation factors was good（r=0.9999）.The detection limit was 0.205 μg/mL.Precision was fine,and RSD is lower than 5%,and samples recoveries were in the range of 90.0%～106.5%.There was a accordant result between two determining methods by ultraviolet spectrophotometer and ICP-MS.The results showed close agreement with the reference values in two standard reference materials of GBW10017 and GBW10023.It indicated that the method is simple,sensitive,accurate and short of analytical cycle,which can meet the demand for the determining phosphorus in milk products for infants and young children.

milk products for infants and young children;phosphorus;microwave digestion;inductively coupled plasma mass spectrometry；Ultraviolet spectrophotometer

TS252.7

A

1001-2230（2011）08-0044-03

2011-05-09

劉丁（1987-），女，助理工程師，從事食品安全檢測工作。