微波消解-電感耦合等離子體質譜法同時測定植物樣品中的Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、Cr、As、Hg

陳福強

（廣東省地質實驗測試中心廣東廣州510080）

微波消解-電感耦合等離子體質譜法同時測定植物樣品中的Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、Cr、As、Hg

陳福強

（廣東省地質實驗測試中心廣東廣州510080）

采用微波消解法對植物樣品（大米、茶葉、白菜、龍眼等）進行消解后，直接用電感耦合等離子體質譜法（ICP-MS）測定其中的銅、鉛、鋅、鎘、鎳、鉻、砷、汞等8個重金屬元素含量，并對大米標準物質GBW10010（GSB-1）和圓白菜標準物質GBW10014（GSB-5）進行了方法準確度驗證，結果表明，該方法精密度均小于5%，回收率在89.8%-107.9%之間，可滿足日常分析中植物樣品的微、痕量重金屬元素的檢測要求。

電感耦合等離子體質譜法；微波消解；植物；重金屬

引言

電感耦合等離子體質譜法作是目前無機元素常規分析中，同時兼具檢出限低、準確度好、精密度高、線性范圍寬、可多元素同時分析等優點的先進分析方法，廣泛應用于各行各業中微量、痕量元素的測定。對于植物樣品，雖然國內還沒有使用電感耦合等離子體質譜法作為測定方法的標準，但該方法依然受到分析者的重視，不斷的進行試驗和改進[1-3]。電感耦合等離子體質譜儀的接口等特點，決定了該法存在漂移和非光譜干擾等問題，一般可用內標法進行有效校正[6]。而采用微波消解法進行前處理，因用酸量少、消解速度快、易揮發元素損失小等特點，將電感耦合等離子體質譜法的優點進一步體現。

本文選取了大米、茶葉、白菜、龍眼等樣品，經微波消解后直接用ICP-MS進行測試，方法精密度均小于5%，回收率在89.8%-107.9%之間，可滿足日常分析中植物樣品的微、痕量重金屬元素的檢測要求。

1 實驗部分

1.1 試劑

高純HNO3：Merck公司；

優級純H2O2：廣州化學試劑廠；

超純水：電阻率≥18.3MΩ·cm，自制；

29元素（不含Hg）混合標準溶液（10mg/L）：PerkinElmer儀器公司；

混合內標溶液（6Li、Sc、Ge、Y、In、T3、Bi，10 mg/L）：PerkinElmer儀器公司；

Hg標準溶液（10mg/L）：PerkinElmer儀器公司；

Au標準溶液（100mg/L）：國家有色金屬及電子材料分析測試中心。

1.2 儀器

萬分之一電子天平：AL104，瑞士MettlerToledo公司；

微波消解儀：Ethos1，美國Milestone公司；

超純水機：NEW HUMAN UP 900，韓國Human Corporation公司；

電感耦合等離子體質譜儀ICP-MS：Nexion 300X，美國PerkinElmer儀器公司。

1.3 儀器工作條件

表1 ICP-MS Nexion 300X儀器工作條件

表2 質量數、內標及檢測模式的選擇

表3 微波消解儀工作條件

1.4 標準曲線

將1.1的標準儲備液按表4系列進行配制，實際測定時可根據樣品含量進行調整。每個系列預加內標后，最終內標濃度為5 μg/L。

表4 標準曲線系列（μg/L）

1.5 試驗步驟

將大米、茶葉等干樣粉碎至40-60目，干燥密封保存備用；白菜、龍眼等鮮樣將可食部分打成勻漿，4℃以下冷藏保存備用。

根據試樣狀態和含水率，鮮樣稱取1.0g～3.0 g（精確至0.001 g），干樣稱取0.1g～0.3 g（精確到0.0001 g）。將試樣置于微波消解罐中，干樣需加入適量去離子水，加入4 mL高純HNO3和1 mL H2O2搖勻，浸泡30min，再加入1 mL高純HNO3和0.5 mL H2O2，蓋上密封蓋，將消解罐放入微波爐消解系統中。

根據表2的條件設置微波爐消解系統的分析條件，至消解完全。消解結束后，冷卻，將消解液移入50 mL容量瓶中，并用超純水多次洗滌消解罐內壁，洗液合并于容量瓶中，稀釋至刻度，混勻，待測。可根據樣品中元素的實際含量適當稀釋樣液，確定稀釋因子。

2 結果與討論

2.1 試樣的處理

如果試樣是干燥的樣品（如茶葉），在加入消解試劑后，應進行充分的預消解，確保樣品不再浮于液面上后，再補加HNO3和H2O2后進行消解。否則干燥的試樣浮于液面上進行微波消解時，容易導致試樣著火，發生燒罐或爆罐等事故。

2.2 同位素選擇和質譜干擾

同位素選擇見表2，采用碰撞模式（KED）消除可能存在的質譜干擾。

2.3 基體干擾和漂移

由于實際樣品溶液與標準溶液在溶液黏度、電離效率等存在一定差距，且隨著測定時間的推移，儀器的靈敏度會發生一定程度的漂移，故采用混合內標溶液對基體干擾和漂移進行校正。

2.4 汞記憶效應的處理

在測定汞時，容易產生記憶效應，經過前期試驗，使用金溶液作為汞的標準溶液介質，可很好的消除記憶效應。樣品之間如有含量稍高的，可使用相當含量的金溶液進行清洗。

2.5 方法檢出限

以11次樣品空白的測定結果計算方法檢出限，結果如下。

表5 各元素方法檢出限（mg/kg）

2.6 加標回收率及精密度

對大米和白菜樣品進行了精密度試驗和加標回收

表6 大米和白菜中各元素加標回收率及精密度測定結果（n=10）

2.7 方法準確度驗證

為驗證本方法的準確度，對生物成分分析標準物質（大米）GBW10010和（圓白菜）GBW10014進行了測試，結果見表7。由表7可以看出，測定值與參考值相符。試驗，結果表明，方法精密度均小于5%，回收率在89.8%-107.9%之間。

表7 標準物質測定結果（mg/kg）

結語

對大米、茶葉、白菜、龍眼等樣品在微波消解處理后，直接用ICP-MS進行測試，經過對儀器條件的優化，采用碰撞反應池、內標法等方式消除干擾，方法精密度均小于5%，回收率在89.8%-107.9%之間，可滿足日常分析中植物樣品的微、痕量重金屬元素的檢測要求。

[1]羅歡忠，劉俊武.微波消解-電感耦合等離子體-質譜法測定大米中的鉛、鎘汞和砷[J].光譜實驗室.2012，29（1）:470-474.

[2]林文業，黃麗娟，龍智翔等.電感耦合等離子體質譜法測定大米中砷鉛銅鋅鉻鎘鎳元素含量[J].現代科學儀器.2011（5）:107-109.

[3]黃曉文，張念，黃小成.碰撞池ICP-MS測定大米中Ca，Fe，Mn，Cu，Ni，As，Se，Sr，Cd，Ba，Hg[J].光譜實驗室. 2009，26（5）:1095-1099.

[4]Assad S，Al-Ammar.Simultaneous correction for drift and non-spectroscopic matrix effect in the measurement of geological samples 3y inductively coupled plasmamass spectrometry using common analyte internal standardization chemometric technique[J].Spectrochimica Acta，2003，Part B（58）:1391-1401.