X熒光光譜法測定生物樣品中的K Na元素

袁偉哲　侯丹　田俊杰　趙福剛

摘 要：本文主要是在應用X熒光光譜法測定生物樣品中K、Na元素。該方法與測定生物樣品的方法相比較，前處理簡單，測定速度快，測定結果準確性高，大大提高對生物樣品中K、Na元素測定的工作效率。

關鍵詞：X熒光；生物樣品；K、Na元素

中圖分類號：O657.34 文獻標識碼：A DOI：10.11974/nyyjs.20161131007

1 實驗目的

1.1 生物樣品測定的重要性

隨著社會的進步，經濟的快速發展，人們越來越注重身體的健康，那么食品安全以及人們生活的環境狀況就越來越得到大家的重視。生物樣品包括植物樣品和動物樣品，在很大的程度上能夠反映出其所生長環境的污染情況，同時可以直接的反映出食品中個元素的含量，從而判斷食品的質量。因此測定生物樣品已經在很多部門、很多行業得到了廣泛的應用。

1.2 生物樣品的測定方法

1.2.1 生物樣品中Cu、Pb、Zn、As、Cd、Cr、Co、Ni、Mo、B、Mn、P、Fe、Ca、Mg、K、Na等元素的測定

高壓消解法。稱取0.1000～0.5000g樣品置于聚四氟烯消化罐內，加硝酸4mL浸泡過夜。再加過氧化氫（30%）2mL。蓋好內蓋，旋緊不銹鋼外套。放入恒溫干燥箱于140℃保持5h，在箱內自然冷卻至室溫，轉入25mL容量瓶中，用水沖洗消解罐，定容搖勻。.

微波消解法。稱取0.1000～0.2000g樣品置于聚四氟烯消化罐內，加硝酸2～4mL浸泡過夜。再加過氧化氫（30%）2～3mL。裝好消解裝置，在微波消解儀中消解樣品，反應結束后，取出消解罐，將消解液移入25mL比色管中，定容。

于ICP-MS測定Cu、 Pb 、Zn 、As 、Cd 、Cr、 Co 、Ni、 Mo、 B；ICP-AES測定P、 Fe、 Ca 、Mg、 K、 Na；或GFAAS測定 Pb 、Cd 、Cr、 Co、 Ni ，AAS測定 Fe 、Ca 、Mg、 K 、Na 、Cu、 Zn 、Mn等元素，分取溶液于AFS測定As、Hg、Se。

1.2.2 生物樣品中Si的測定

稱取0.1000～0.5000g樣品于鉑坩堝中放入馬弗爐，漸升溫至600℃使樣品呈灰白色，取出冷卻后加入2g無Na2CO3，混勻，置950℃熔融30min，取出冷卻后加水提取，加HCI酸化，提取坩堝，定容至100mL，吸取清液10～20mL，硅鉬蘭比色法測定Si。

因為測定結果很好，所以現在比較常用這種方法測定生物樣品，但就操作步驟來說較為復雜，而且需要的實驗周期也很長。

1.3 X熒光光譜法測定生物樣品

X熒光光譜法是近幾十年來新興的一種利用大型儀器X熒光光譜儀來測定樣品的方法，X熒光光譜儀經過許多科研人員和實驗人員的不斷研究與實驗測試，已經形成了比較成熟的一系列測定方法。X熒光光譜法具有測定結果準確度高、精密度好、測定速度快等特點，現在已經廣泛應用于農業樣品和地質樣品的測定。將X熒光光譜法應用到生物樣品中的測定，既能夠降低實驗成本，又能大大提高工作效率。

2 儀器及試劑

2.1 儀器

X熒光光譜儀：美國熱電ADVANT，XP+

壓樣機：中國科學院長春科新公司 YJD-60

2.2 試劑

硼酸：沈陽化學試劑廠。

3 校準曲線

3.1 樣品制備

先將標準樣品于105℃烘干，準確稱取6.00g標準樣品[1]，用硼酸鑲邊墊底，在40MPa壓力下壓制時間為30S（壓片時間長能夠樣品壓得更牢固，不易脫落），制成外徑為40mm，式樣直徑為32mm的圓片編寫樣號后置于干燥器中待測。測定時應注意，用手拿樣品的邊緣，避免X射線測量面的污染[2]。

3.2 儀器條件

本方法選用熱電ADVANT，X型號X熒光光譜儀對樣品進行測定，儀器測量條件見表1。

3.3 標準物質

本實驗選用國家一級生物標準物質包括巖石GSB1—GSB4，GSB7、GSB11、GSB12、GSB19、GSB24、GSB26各元素都有覆蓋足夠的含量范圍和含量梯度，各組分的測定范圍見表2。

3.4 校準曲線

按表1的儀器測量條件對選用的標準樣品進行測量。計算各元素的分析凈強度（103s-1）。

采用一點法扣除背景，按下式計算分析凈強度Ii（103s-1）

Ii =IP - IB

式中：IP為分析線譜峰強度，103s-1 ，IB 為分析背景強度，103s-1。

本試驗采用的是經驗系數法進行曲線回歸。

3.5 分析步驟

按校準曲線標準試樣制備步驟制備未知樣，將制備好的試樣裝入樣品盒置于試樣架中，啟動相應的程序進行測定，測定結果自動儲存于計算機中。

4 準確度

本實驗對國家級標樣GSB4、GSB12、GSB19、 GSB26進行測定，測定結果與標準值對照見表3、表4。

5 討論

本方法較原有的生物樣品測定方法有以下優點：

前處理簡單，節約試劑降低了實驗成本；

測定速度快，工作量小，節約人力資源；

具有樣品前處理簡單，測定結果準確等優點。

本實驗在標準曲線的建立上考慮到了個元素的濃度梯度，基本能夠覆蓋樣品k、Na元素分析所要求的含量范圍。在樣品制備方面，以往X熒光光譜法測定的樣品制備非常簡單，將樣品稱4.50g，直接在在40MPa下壓片5s即可。但由于生物樣品的特殊性，為保證樣品的厚度本實驗在稱樣量上有所增加（由4.50g增至6.00g），壓樣時間也有所延長（由5s延長至30s）。從測定結果上來看，標準物質的測定值與真實值間的相對誤差都在誤差允許的范圍內，能夠滿足實驗測試的要求，同時本方法測定結果準確，測定速度快，大大提高了工作效率。

6 方法的展望

本文針對生物樣品中k、Na元素利用X熒光光譜儀進行了方法研究實驗，結果令人滿意。在此基礎之上，在以后的工作中還可以對其他元素進行實驗測試，把測定的元素范圍和濃度范圍進一步擴展，已達到測定更多元素的目的，從而能夠豐富生物樣品的測定方法。

參考文獻

1.于兆水，陳海杰.高壓粉末制樣-偏振能量色散X射線熒光光譜法測定生物樣品中24種元素[J].理化檢驗-化學分冊，2015，51（11）：1594-1597.

2.巖石礦物分析編委會.巖石礦物分析[M].第4版第2分冊.地質出版社，2011：96.