食品中磷含量的質譜測定

蒙華毅

(廣西壯族自治區疾病預防控制中心，廣西 南寧 530028)

磷元素是人體生命活動必需的營養元素，存在于人體所有細胞中，是骨骼和牙齒發育的重要物質，是遺傳物質核酸、三磷酸腺苷(ATP)以及酶的重要組成部分，參與著人體的生命活動和生長發育的代謝過程，協助脂肪及淀粉的代謝，供給人體能量和活力，使得心臟可以有規律地跳動，是維持人體腎臟機能的正常運轉以及傳達神經刺激的重要物質，對人體健康有重要意義。因此，準確測定食物中P的含量具有重要意義。

目前，食品中磷的檢測方法主要有：分光光度法[1-2]、電感耦合等離子體發射法[3-4]和電感耦合等離子體質譜法[5]。在這些方法中，電感耦合等離子體質譜法具有最優的靈敏度和最低的檢出限，所以具有其他方法無法比擬的優勢。使用ICP-MS分析P面臨著一些難題，首先P元素是非金屬元素較難電離不適合使用ICP-MS進行分析，其次如果使用ICP-MS分析磷時會存在SiH、NOH和NO等質譜干擾，如果不把這些質譜干擾去掉很難得到準確的分析結果。目前，去除質譜干擾的有效手段主要有：使用帶雙聚焦扇形磁場的ICP-MS、使用低溫等離子體及加裝碰撞反應池，其中碰撞反應池技術是消除質譜干擾最為有效的方法。實驗以HNO3+H2O2混合酸作為消解試劑，將密閉高壓消解與電感耦合等離子體質譜儀聯用，在分析測定時向四級桿前端的碰撞反應池中通入惰性氣體He消除SiH、NOH、NO等質譜干擾，確保了實驗結果的準確度。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

Nexion 300D型電感耦合等離子體質譜儀(美國Perkin Elmer公司)，帶石英同心霧化器，使用冷等離子體；高壓消解罐(聚四氟乙烯材質，俗稱：特氟龍；南京瑞尼克科技有限公司)；Milli-Q 超純水儀(美國Millpore公司)。

ICP-MS優化后的儀器條件：射頻功率：1200 W；等離子體氣流速：15 L/min；輔助氣流速：1.2 L/min；載氣流速：1.02 L/min；采樣深度：2.5 mm；碰撞反應氣He流速：5.0 mL/min。P單元素混合標準溶液(1000 mg/L)；內標元素(鈧，1000 mg/L)。65%(w/w)硝酸(德國Merck)；37%(w/w)過氧化氫(國藥集團)；食品(購自本地菜市)；國家有證標準物質紫菜 (GBW10023，中國地質科學院地球物理地球化學勘查研究院)。

1.2 實驗方法

取樣品可食部分勻漿后稱取1.0 g左右于100 mL聚四氟乙烯消解內罐中，加入65%(w/w)硝酸8.0 mL硝酸和2.0 mL 37%(w/w)過氧化氫，套上不銹鋼外罐，放入恒溫干燥箱中逐級升溫消解(參考條件：90℃恒溫加熱2 h，120℃恒溫加熱2 h，140℃恒溫加熱2 h，170℃恒溫加熱3 h)。消解完成后自然放冷，140℃左右趕酸，待溶液剩約1.0 mL時全量轉移至50 mL塑料容量瓶中混勻待用，同時做試劑空白試驗和質控樣。所有待測樣及標準曲線均通過在線加入1 mg/L的Sc內標溶液消除基體干擾。

2 結果與分析

2.1 質譜干擾的消除

磷元素是一個具有較高第一電離能的非金屬元素(很難電離)，用ICP-MS分析P時會存在SiH，NOH和NO等質譜干擾，進一步加大了分析檢測的難度。本試驗通過最優化儀器條件(目的：降低氧化物和雙電荷的產生)和在分析測定時向四級桿前端的碰撞反應池中通入He(He和SiH，NOH和NO發生有效碰撞使其質荷比發生變化從而達到消除干擾的目的)等方法來消除。

2.2 方法的檢出限及準確性試驗

選取P標準貯備液配制濃度梯度為0.0、0.05、0.5、1.0、2.0、4.0、10.0、20.0 mg/L的標準溶液，在優化的實驗條件下進行測定，P的線性相關系數為0.9996，根據國際純粹和應用化學聯合會(IUPAC)對檢出限做出的規定，制備11份樣品消解空白上機進行測定，根據檢出限(LOD)的計算方法LOD=3SD算得檢出限為：0.025 mg/kg。另取1.0 mg/L的P標準溶液重復測定11次，算得其相對標準偏差為1.8%。

選用中國地球物理地球化學生產的標準參考物質紫菜(GBW 10023)，按照1.2的樣品預處理方法對樣品進行消解處理，平行測定其消化液3次，考察方法的準確度，結果如表1所示。由表1不難看出，紫菜(GBW 10023)的測定結果與標準物質證書上的標準值基本上一致，結果表明方法準確可靠。實驗結果表明，方法準確可靠。

表1 紫菜標準物質(GBW10023)的測定結果(n=4)Table 1 Determination results of certified reference materials(GBW10023)

2.3 實際樣品含量分析

樣品經1.2中的方法密閉高壓消解后，消解液經ICP-MS進行測定，各樣品的結果如表2所示。由表可知，南瓜中磷的含量最高，蛾眉豆次之，水分含量較高的食品磷含量較低。

表2 樣品測定結果Table 2 Determination results of sample

3 結論

建立了電感耦合等離子體質譜法測定食品中P的分析方法。在檢測過程中向反應池中加入He，使干擾離子與He發生有效碰撞，發生質量轉移從而消除分析過程中遇到的質譜干擾，方法簡單易行，結果準確可靠，可用于食物中P含量的快速測定。