微波消解-ICP-MS同時分析金線蓮中的鉛、鎘、鉻、砷和稀土元素*

黃立漳

(漳州市產品質量檢驗所，福建　漳州　363000)

?

微波消解-ICP-MS同時分析金線蓮中的鉛、鎘、鉻、砷和稀土元素*

黃立漳

(漳州市產品質量檢驗所，福建漳州363000)

金線蓮是目前食材、藥材市場的重要產品，但其重金屬元素殘留的標準仍未完善。本文研究了快速、準確分析金線蓮中重金屬污染物含量的方法。采用微波消解方法對金線蓮進行前處理，樣液經過電感耦合等離子體質譜(ICP-MS)同時分析鉛、鎘、鉻、砷和稀土元素的含量，本方法各元素的檢出限在0.01～0.06μg/L之間，各個元素的加標回收率在90%～103%之間。該研究為金線蓮產品的質量控制，檢驗標準建立提供了參考。

微波消解；ICP-MS；金線蓮；稀土元素

金線蓮(Anoectochilusroxburghii)是我國閩粵浙贛臺各省以及東南亞民間的傳統藥材，價格不菲，對于治療腎炎、膀胱炎、關節炎、風濕、糖尿病、高血脂等疾病具有顯著療效,金線蓮全草水煎液也被藥效學證明具有顯著的降血糖效果[1-3]。福建省、臺灣省是我國金線蓮的主要分布區域。近年來隨著營養成分科學研究成果的不斷報道及推廣，金線蓮的消費量呈逐年增長態勢，其消費區域也逐漸擴展到全國各地，因此對于金線蓮產品質量的控制，特別是重金屬污染物的控制也日益成為關注的焦點。金線蓮的主產地福建省是我國土壤中稀土元素含量較高的省份，該領域的植物中稀土含量較高，因此分析金線蓮中稀土含量對于控制金線蓮品質具有重要意義。

微波消解技術利用了極性分子在微波場中高速震蕩，劇烈碰撞的原理，使樣品與消解液劇烈反應，縮短了前處理時間，節約了試劑用量，降低了試劑污染和背景干擾，是目前主流的元素分析前處理技術[4-5]。電感耦合等離子體質譜(ICP-MS)技術興起于20世紀80年代，經過幾十年的發展，如今ICP-MS已經是元素分析領域的最重要分析儀器和分析方法[6-8]，近年來也建立了一系列基于ICP-MS的國家標準檢驗方法，如GB5009.94-2012，GB5009.11-2014等。因此微波消解結合ICP-MS技術，是如今最便捷、精密度最高、分析效率最優秀的元素分析方法。

本文采用微波消解-ICP-MS技術同時分析金線蓮樣品中的鉛、鎘、鉻、汞和稀土元素，建立了快速、準確檢測金線蓮樣品中重金屬污染物含量的方法。

1　實　驗

1.1試劑與儀器

試劑：濃硝酸，優級純，默克；17種稀土元素混合溶液標準物質(含Sc，Y，La，Ce，Pr，Nd，Sm，Eu，Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm，Yb，Lu，Th)，GBW(E)082428，10.0mg/kg，鉛元素標準溶液，GBW(E)081652，1000μg/mL；鎘元素標準溶液GBW(E)080279，1000μg/mL；鉻元素標準溶液，GBW08614，1000μg/mL；砷元素標準溶液，GBW08611，1000μg/mL。

儀器：微波消解儀：Multiwave3000型，奧地利安東帕公司；電感耦合等離子體質譜儀(ICP-MS)：ThermofisherXⅡ，美國賽默飛世爾科技有限公司。

供試樣品為市售的干制金線蓮樣品。

1.2實驗方法

1.2.1樣品前處理

金線蓮樣品由高速粉碎機制備為均勻的粉末樣品。在聚四氟乙烯的微波消解管中準確稱取0.4g(精確至0.0001g)的金線蓮粉末樣品，加入6mL濃硝酸，蓋上密封蓋，將消解管安置于微波消解儀中，按設定的微波消解程序(表1)進行消解；消解結束后，將消解管置于電加熱套上趕酸，待中黃色煙霧去除，消解液蒸發至剩余3mL左右后，停止加熱，冷卻后將消解液轉移至10mL容量瓶中，用少量超純水洗滌消解管，合并洗滌液于容量瓶中，定容搖勻，待測。

表1　微波消解工作程序Table 1　Procedure of microwave digestion

1.2.2ICP-MS工作條件

ICP-MS主要工作參數：射頻功率1200W；射頻匹配2.0V；霧化室溫度：2 ℃；等離子氣體、載氣及輔助氣體：氬氣。各元素質譜參數：鈧(45Sc)、釔(89Y)、鑭(139La)、鈰(140Ce)、鐠(141Pr)、釹(146Nd)、釤(147Sm)、銪(153Eu)、釓(157Gd)、鋱(159Tb)、鏑(163Dy)、鈥(165Ho)、鉺(166Er)、銩(169Tm)、鐿(172Yb)、镥(175Lu)，鉛(207Pb)、鎘(112Cd)、鉻(52Cr)、砷(75As)。

砷、銪的干擾校正方程：

75As=75As-77M(3.127)+82M(2.733)-83M(2.757)

151Eu=151M-[(Ba(135)O)/Ba(135)]×135M

1.2.3標準工作曲線

配置混合元素標準溶液：分別移取1.00mL的稀土混合元素標準溶液、鉛、鎘、鉻、砷元素標準溶液于100mL容量瓶中，用2%硝酸定容至刻度后搖勻，逐級稀釋為0.5，2.0，10.0，20.0，50.0μg/L的標準溶液系列，以2%硝酸溶液作為標準空白，在優化的ICP-MS條件下，分別采集標準空白和標準溶液系列的ICP-MS響應值，繪制標準溶液工作曲線。

1.2.4樣品檢測分析

將金線蓮粉末樣品分為兩份，一份按照1.2.1的方法進行前處理后按1.2.2的儀器條件進行測定十六種稀土元素及鉛、鎘、鉻、砷的含量，另一份分別按照國家標準方法進行測定。

1.2.5檢出限

在聚四氟乙烯消解管中加入6mL硝酸進行空管消解，按1.2.1的步驟進行處理，定容后的溶液即為試劑空白。在1.2.2的儀器條件在連續測量11次試劑空白，則這11次數據的3倍標準差(3σ)在1.2.3所得標準溶液工作曲線中所對應的濃度即為該元素的方法檢出限。

1.2.6回收率

回收率實驗以市售金線蓮干制品樣品為本底，按以下步驟進行：在聚四氟乙烯消解管中稱取0.3g金線蓮樣品，加入1mL混合元素標液(含有鉛、鎘、鉻、砷及十六種稀土元素各100ng，)，按1.2.1加入6mL硝酸以下步驟進行前處理并經過ICP-MS進行分析檢測。

2　結果與討論

2.1方法比對

采用本文方法與國家標準規定的檢驗方法對同一實際樣品進行分析檢測，結果如表2所示，在選取的20種元素比較中，檢驗結果的誤差在10%以內，符合國家標準的要求，這說明本文方法可以滿足國家標準的檢驗要求。按照國家標準，這20中元素共引用5份檢驗標準，樣品經前處理后分別使用ICP-MS和原子吸收光譜儀進行檢測，步驟繁瑣，檢驗耗時較長，樣品消耗量大；本方法可以通過一次前處理步驟和一次進樣分析，實現同時對于20種元素的同時檢驗，具有快速、準確、節約樣品的優點。

表2　國標方法與本文方法在實際樣品中的檢測比對Table 2　Comparison of National Standard methods with new method

2.2檢出限與回收率

本方法中各個元素的檢出限與回收率見表3。從表3可知，各元素的檢出限在0.01～0.06μg/L之間，各個元素的加標回收率在90%～103%之間，說明本文方法對于金線蓮樣品中的稀土及鉛、鎘、鉻、砷的檢測分析結果準確可靠。前處理采用的安東帕微波消解儀為耐高壓密閉消解系統，不存在泄壓過程，避免了沸點較低的元素，如砷元素在高溫高壓環境下由于泄壓而造成的損失，因此各元素具有較高的回收率。該方法除了砷元素外的19種元素，質譜干擾小，因此都具備了較好的檢出限。砷元素的質量數75，可能由于氯原子質量數35.5)和氬原子(40)結合的復合離子帶來質譜干擾，因此需要用方程校正，回收率實驗表明，校正結果滿意。

表3　回收率與檢出限Table 3　Recovery and detection limit

3　結　論

本文以微波消解前處理，ICP-MS作為檢測手段，建立了對金線蓮樣品中16種稀土元素及鉛、鉻、鎘、砷的同時測定方法，避免了多次樣品前處理及多次上機分析過程，該方法檢測結果與國家標準方法結果一致，回收率實驗結果優良，對于食品藥品監管機構建立金線蓮中重金屬污染元素含量的檢測提供了可行的日常檢驗方法。

[1]張紅艷,潘馨.金線蓮化學成分及藥理活性研究進展[J].海峽藥學,2009, 21(1):82-84.

[2]劉潤東,郭文杰,林中寧,等.金線蓮組織培養及營養成分的分析研究[J].2006, 37(5):506-509.

[3]蔡金艷,宮立孟,張勇慧,等.金線蓮化學成分的研究[J].中藥材，2008,31(3):370-372.

[4]張翠英.微波消解法在食品重金屬殘留量測定中的應用[J].現代農業科學,2009(3):69-70.

[5]劉垚,趙喜紅,譚貴良,等.微波消解-ICP-MS同時檢測茶葉中的鉛、砷、各、鉻、汞和16種稀土元素[J].安徽農業科學,2014,42(20):6793-6795.

[6]梁永利,張立鋒,李建亭,等.ICP-MS法測定茶葉及其浸泡液中稀土總量[J].分析儀器,2014(5):62-66.

[7]王小如.電感耦合等離子體質譜應用實例[M].北京:化學工業出版社,2015:1-3.

[8]呂元琦,金峰,周連文,等.電感耦合等離子體質譜分析玫瑰花茶中的稀土元素[J].德州學院學報,2006, 22(4):85-87.

Determination of Lead, Cadmium, Chromium, Arsenic and Rare EarthsinAnoectochilusroxburghiibyMicrowaveDigestion-ICP-MS*

HUANG Li-zhang

(Zhangzhou Product Quality Supervision and Inspection Institute, Fujiang Zhangzhou 363000, China)

Anoectochilusroxburghiiisanimportantfoodmaterialaswellasmedicinalmaterial,butthestandardofheavymetalresidueaboutitneedsimprovement.Establishmentofthesamplesusingmicrowavedigestioninductivelycoupledplasmamassspectrometry(ICP-MS)methodforsimultaneousdeterminationoflead,cadmium,chromium,arsenicandrareearthelementsinAnoectochilusroxburghii,withthestandardrecoverymethodforevaluatingthemethodaccuracy,anddeterminationofthedetectionlimit.ThisresearchcouldbeusedinthequalitycontrolofAnoectochilusroxburghiiproduct,anditwillbeareferenceforestablishingthestandard.

micromavedigestion;ICP-MS;Anoectochilusroxburghii;rareearths

福建省質量技術監督局科技項目(FJQI2012031)。

黃立漳(1983-)，男，工程師，主要從食品檢驗工作。

O657

A

1001-9677(2016)013-0110-03