ICP-MS法同時測定南美白對蝦不同組織中8種重金屬的含量

張守慶 孫永澤 馬曉星 張文怡 周傳華 劉水燕

南美白對蝦，學名凡納濱對蝦，是目前世界上三大養殖對蝦中單產量最高的優良品種，也是世界上最重要的經濟蝦類之一，南美白對蝦的養殖已成為我國主要對蝦養殖品種，是天津漁業可持續發展和增加漁民收入的重要途徑之一。

隨著我國人民生活水平的提高，人們對食用水產品不僅追求味美、營養，而且要求無毒無害、安全衛生。近年來，海洋資源的開發利用以及常年生活及工業廢水的排入，高密度、集約化養殖模式的迅速推廣，養殖內外環境的污染程度逐漸加劇，重金屬對養殖環境的影響尤為顯著。重金屬難以被生物降解，隨著食物鏈的不斷遞進，人體內的重金屬物質慢慢蓄積，嚴重影響人體健康。目前，已有文獻報道重金屬在對蝦體內的組織分布、富集、毒性以及引起的生理功能變化。如蝦蟹對鎘（Cd）的吸收和累積具有明顯的組織差異性，抑制卵巢發育，過量的鎘還會損傷機體；南美白對蝦在生長過程中，鉛（Pb）、鎘（Cd）、汞（Hg）、砷（As）在體內較高富集且不同的組織部位有差異；鎘（Cd）、鉛（Pb）、鉻（Cr）復合污染表現出明顯的協同作用，重金屬使對蝦生理代謝紊亂；鉻（Cr）、鋅（Zn）、汞（Hg）對南美白對蝦幼蝦的急性致毒效應和聯合毒性效應顯著。

研究目的

本研究通過從池塘、大棚兩種養殖模式下采集養殖南美白對蝦樣品，硝酸微波消解處理，采用電感耦合等離子體質譜法（inductively coupled plasma mass spectrometry，ICPMS）分析南美白對蝦肌肉、蝦殼以及肝胰腺等不同組織部位的鉻（Cr）、鎘（Cd）、鎳（Ni）、銅（Cu）、鋅（Zn）、砷（As）、汞（Hg）、鉛（Pb）等8種重金屬含量情況，為對蝦質量控制及體內重金屬含量分布研究提供依據，保證養殖對蝦的安全衛生，促進經濟發展，保障人民的身體健康。

材料與方法

儀器與設備。電感耦合等離子體質譜儀（7700型，美國Agilent）；微波消解儀（Mars6型，美國CEM）；分析天平（梅特勒-托利多）；Milli- Q超純水系統（美國Millipore公司）。

標準物質與試劑。硝酸（優級純，國藥集團化學試劑有限公司）。

標準儲備液：Cr、Cd、Ni、Cu、Zn、As、Pb元素標準儲備溶液，濃度均為1000μg/mL（國家標準物質研究中心）；Hg元素標準儲備溶液，1000μg/mL（國家標準物質研究中心）。

實驗方法。（1）樣品采集及處理。選取池塘和大棚兩種養殖模式南美白對蝦，每種養殖模式對蝦隨機分成三份，分離蝦肉、蝦殼及肝胰腺，樣品粉碎混勻后于- 20℃冷凍存儲待檢。（2）樣品消解。稱取500mg左右樣品于50mL微波消解管中，加入5mL硝酸（優級純）浸泡4h，然后置于微波消解儀中運行消解程序，消解完成用去離子水定容至50mL，上機檢測。

結果與討論

微波消解程序優化。本方法優化了微波消解程序溫度，選擇160℃、170℃、180℃、190℃四個溫度作為程序最終溫度。試驗發現，160℃、170℃消解完成后，溶液稍渾濁，而180℃以上完全澄清，因此選擇180℃作為程序最終溫度。

儀器參數優化。通過調諧液（Agilent公司）在儀器設置Tune程序對儀器參數進行優化。為消除質譜干擾（同質異位素重疊干擾、雙電荷離子干擾、其他原子構成的復合離子干擾）以及基體效應，實驗選取同位素和內標為53Cr（45Sc為內標）；60Ni、63Cu、66Zn、75As（72Ge為內標）；202Hg、208Pb（209Bi為內標）；111Cd（115In為內標），并結合干擾校正方程校正。

線性關系、檢出限和定量限。以5% HNO3將Cr、Cd、Ni、Cu、Zn、As、Hg、Pb標準溶液逐級稀釋為0、0.1、0.5、1.0、5.0、10、20μg/L。優化儀器條件下，采集空白溶液及標準溶液系列，儀器自動繪制曲線及線性相關系數。曲線以各元素濃度為橫坐標，響應值與內標響應值比率為縱坐標繪制而成。取10份試劑空白溶液，在優化方法下進行測定。以連續測定空白溶液響應值的3倍標準偏差所對應的待測元素濃度作為檢出限；以10倍標準偏差所對應的待測元素濃度為定量限。結果見表1。從表1可知，各元素在0～20μg/L范圍內線性關系較好，相關系數均0.9997以上。各元素檢出限在0.0005～0.0820μg/L之間，可滿足痕量測定需求。（表1）

方法精密度。以20μg/L標準混合溶液按試驗方法平行測定6次，各元素精密度值（RSD）在0.51%～4.60%之間，均小于5%，表明該方法精密度良好。

樣品加標回收。精密稱取混勻后南美白對蝦蝦肉7份，一份按照實驗方法直接測定；另六份分別加入1mL各元素混標溶液5μg/mL，即加入量為5μg，振蕩混勻30min后按實驗方法測定。樣品測定結果和回收率結果見表2。由表2可知，各元素回收率在90.6%～105.7%之間，相對標準偏差為0.62%～4.54%。（表2）

實際樣品檢測。應用本方法對池塘和大棚兩種養殖模式南美白對蝦蝦肉、蝦殼和肝胰腺進行測定，測定結果見表3。由表3可知，實驗所采集南美白對蝦不同組織中Zn含量相對較高，Cu次之，其余重金屬含量較低。不同組織中，肝胰腺檢出重金屬含量較高。（表3）

通過優化儀器參數，驗證方法，建立了一種同時測定南美白對蝦不同組織中八種重金屬的方法，本方法儀器操作簡單，檢測靈敏度高，可提高相關測定的工作效率，為養殖南美白對蝦質量控制、體內重金屬蓄積及分布情況研究提供方法參照。