微波消解—電感耦合等離子體—質譜（ICP—MS）法測定鐵皮石斛中的稀土元素

摘要：本文采用硝酸、過氧化氫混合體系微波消解處理鐵皮石斛，以5%硝酸為介質，采用電感耦合等離子體-質譜（ICP-MS）法定量檢測鐵皮石斛中的16種稀土元素鈧（Sc）、釔（Y）、鑭（La）、鈰（Ce）、鐠（Pr）、釹（Nd）、釤（Sm）、銪（Eu）、釓（Gd）、鋱（Tb）、鏑（Dy）、鈥（Ho）、鉺（Er）、銩（Tm）、鐿（Yb）、镥（Lu）。為避免基體效應等影響，加入內標進行校正。16種稀土元素線性關系良好，相關系數為0.9998～1.0000，檢出限范圍為0.0001～0.025μg/L，內標回收率為97.6～105.5%，相對標準偏差為0.18～5.06%，用該方法測定已知標準物質紫菜和大米，結果在標準參考值范圍內，該方法操作簡單，重現性好，準確度、靈敏度高，可同時實現多種元素寬線性范圍的測定，可廣泛使用。

關鍵詞：微波消解；ICP-MS；鐵皮石斛；稀土元素

一、前言

我國是稀土大國，稀土的儲量及產量均占世界首位。由于稀土應用日益擴大，特別在我國已把稀土大量應用于農業、林業，并正在試用于飼養業作為飼料的微量添加劑，稀土將越來越多地進入人類生存的環境和食物鏈， 稀土元素在人和動物體內的公布主要積聚在肝和骨中，骨中含量最高，但排出較難，而牙和骨中的分布代謝相似[1]。已有研究表明，稀土元素類似于一般毒物，具有對生物體的刺激效應，低劑量時表現促進作用，高劑量時表現抑制作用[2-3]。稀土元素在體內的蓄積性及其誘發的生物效應一直被人們廣泛關注。鐵皮石斛由于其較高的藥用價值，近年來被廣泛種植，作為食材及藥材廣泛應用于日常生活。基于此，鐵皮石斛中稀土元素的測定勢在必行。本文采用電感耦合等離子體-質譜法測定鐵皮石斛中的16中稀土元素，運用內標法排除基質干擾，準確測定了鐵皮石斛中稀土元素的含量。

二、實驗設備與試樣

（一）儀器

7700X電感耦合等離子體-質譜儀（ICP-MS）（安捷倫科技有限公司），配有自動進樣設備； XS205DU分析天平（梅特列-托利多儀器（上海）有限公司）；CEM Mars5微波消解儀（帶消解管加熱器）。

（二）試樣

生物成分分析物質鐵皮石斛購買于福建省龍巖市聚同堂連鎖藥店，生物成分標準物質紫菜（GBW10023）、大米（GBW10046）購買于中國地質科學院地球物理地球化學勘查研究院（有效期至2020年1月）。

（三）主要試劑

實驗用水均為去離子水， HNO3、H2O2均為優級純；

16種稀土元素混合標液原液：100mg/L（上海安譜科學儀器有限公司，（Lot#：1083934，有效期：2017.06.10）。

16種稀土元素混合標液使用液：用5%硝酸稀釋成100μg/L。

5種元素混合內標液（In、Bi、Ge、Rh、Re）：100mg/L（上海安譜科學儀器有限公司（Lot#：1083909，有效期：2017.06.10），現配現用）。

儀器調諧使用液（1μg/L）：Ce、Co、Li、Mg、Tl、Y。

所用的容量瓶、吸量管、燒杯等均用30%的硝酸溶液浸泡過夜，去離子水沖洗，105℃的烘干備用。

氬氣（Ar）：液氬。

（四）試樣制備

稱取鐵皮石斛樣品0.5000g于消解管中，加硝酸8.0ml，在消解管加熱器上進行預消解，預消解后進入微波消解儀按表1程序進行消解，消解后消解液為黃綠色。再加1.0ml過氧化氫進行消解，消解后消解液為無色或淡黃色。在消解管加熱器上溫度120℃趕酸，定容，搖勻待測，生物成分標準物質紫菜（GBW10023）、大米（GBW10046）的消解方法同鐵皮石斛的消解。

（五）稀土元素標準序列及內標元素的配制與測定

準確移取16種稀土元素使用液（100μg/L） 0ml、0.5ml、1.0ml、2.5ml、5.0ml、10.0ml、25.0ml于容量瓶中，用（5+95）硝酸溶液定容至50ml，得到濃度為0μg/L、1.00μg/L、2.00μg/L、5.00μg/L、10.0μg/L、20.0μg/L、50.0μg/L的標準系列。

準確移取5種內標元素100mg/L混合標準溶液1.00mL于100mL容量瓶中，用（5+95）硝酸溶液定容，搖勻。

（六）ICP-MS工作條件

（一）樣品的測定

儀器開機預熱，做性能報告，符合表3后，在線引入內標液，按表2所示ICP-MS工作條件上機測定，依次測定標準曲線、空白溶液、樣品溶液及已知濃度的生物成分標準物質大米及紫菜的消解液。

（二）一次標準曲線、檢出限及內標元素的選擇

在最優化的儀器參數條件下做標準曲線[3]，各元素的計數（cps）與濃度C在0.00-50.00μg/L的區間內，有良好線性關系，線性相關系數及線性回歸方程數據見表4，使用空白溶液連續測定11次，計算標準偏差SD，檢出限DL= 3×SD×K×C（K為工作曲線斜率的倒數，C為1.00μg/L），得檢出限見表4。

（三）精密度和準確度實驗

用20.00μg/L的稀土元素混合標準溶液重復進樣11次，相對標準偏差數據見表5。

（四）已知生物成分標準物質實驗

本實驗中選取了生物成分標準物質紫菜（GBW10023）、大米（GBW10046）對方法的準確性和可靠性進一步驗證，說明該測定稀土元素的方法可行。

四、結束語

本文借助電感耦合等離子體-質譜儀測定鐵皮石斛中的16種稀土元素，通過優化的儀器條件和實驗條件，檢出限低，靈敏度高，重現性好，而且精確度高，運用微波消解處理易于操作，高效，能夠很好的完成日常工作中檢測鐵皮石斛中稀土元素的要求。

參考文獻：

[1]林浩洋，李蓉，林曉云.ICP-MS測定餅干中的鉛、砷、鎘、鉻、鐵、錳、銅、鋅 [J].理糧油食品科技，2016，24（2）：65—68.

[2]杜靜，秦民堅，黃林芳.石斛中微量元素的含量測定及其安全性評價[J].中國藥房，2012，23（47）：4477-4479.

[3]諸燕，苑鶴，李國棟.鐵皮石斛中11中金屬元素含量的研究[J].中國中藥雜志，2011，36（3）：356-359.

作者簡介：楊彩萍，女，龍巖市產品質量檢驗所，主要從事食品中光譜類檢測。