標準加入法與標準曲線法測定松茸中總砷含量的比較

黃智安，沈蕊，羅欣，余進，田浩，陳彥和

勁牌有限公司，中藥保健食品質量與安全湖北省重點實驗室（黃石 435100）

松茸（Tricholoma matsutake），又名松口蘑，隸屬擔子菌門（Basidiomycota）傘菌綱（Agaricomycetes）傘菌目（Agaricales）口蘑科（Tricholomataceae）口蘑屬（Tricholoma），是松、櫟等樹木外生的菌根真菌[1]。松茸是一種珍稀名貴的野生食用菌，營養豐富，富含蛋白質、氨基酸、多糖、維生素及多種礦物質元素，味道鮮美，位于中國四大名菌之首，有菌中之王的美譽。在我國主要分布在吉林、四川、云南、西藏等地，安徽、廣西等地有少量分布。研究表明，松茸具有抗病毒、抗腫瘤、增強免疫力、促腸胃、預防糖尿病、抗運動疲勞等保健功能[2]。也有研究表明，食用菌類對重金屬具有較強富集能力[3]。段志敏等[4]測定云南省昆明、楚雄、大理、玉溪4個地區7份松茸樣品的總砷含量，結果表明超標率為100%。

松茸及其制品污染物限量一直是市場爭議的焦點，其中GB 2762—2017《食品安全國家標準 食品中污染物限量》中規定的總砷限量為0.5 mg/kg，而四川省、云南省地方標準DBS 51/006—2018《食品安全地方標準 松茸及其制品》和DBS 53/022—2016《食品安全地方標準 松茸及其制品》中規定的無機砷限量為1.0 mg/kg[5-7]。食品中的砷以無機態砷和有機態砷2種形態存在，無機態砷毒性較大。松茸中砷含量很高且含有不同的砷形態，包括砷甜菜堿、砷膽堿、3價砷、5價砷、一甲基砷、二甲基砷、三甲基氧化砷和砷糖[8]。

測定總砷的方法有原子吸收光譜法（AAS）、原子熒光光譜法（AFS）、電感耦合等離子體發射光譜法（ICP-OES）、電感耦合等離子體質譜法（ICPMS）等[9]。測定無機砷的方法有液相色譜-原子熒光光譜法[10]、液相色譜-電感耦合等離子體質譜法[11]，馬偉等[12]采用電感耦合等離子體質譜法、原子熒光光譜法、液相色譜-電感耦合等離子體質譜法3種方法測定松茸中總砷及無機砷含量。結果表明，凍干松茸粉中砷主要以有機態存在，且不同檢測方法以及前處理方式都會對試驗結果產生影響。在使用標準曲線法時，最易出現的問題是來自基體的干擾。因此，針對樣品基質較復雜，基體效應影響較大或無法確證時，應采用標準加入法。

標準加入法，又名標準增量法或直線外推法，是一種被廣泛應用于分析復雜基體樣品的方法。作為檢驗準確度的測試方法，能有效避免樣品基質的干擾，且試驗誤差較小，穩定性更高[13]。當很難配置與樣品溶液相似的標準溶液，或樣品基體成分很高，且變化不定，采用標準加入法非常有效。具體操作方法：將不同梯度的一定量已知濃度的標準溶液加入待測樣品中，采用相同的前處理方法，保持一致上機測試。橫坐標為不同梯度的已知濃度值，縱坐標為響應值，繪制標準曲線，標準曲線與橫坐標的交點即為樣品的濃度。

試驗采用電感耦合等離子體質譜法，結合標準曲線法和標準加入法對松茸中總砷測定的準確性進行比較研究，為此類復雜基體中總砷的測試分析提供試驗數據支持。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

1.1.1 儀器與設備

iCAP RQ型電感耦合等離子體質譜儀（美國賽默飛世爾科技有限公司）；PRO型微波消解儀（奧地利安東帕有限公司）；ELGA型純水機（英國威立雅公司）；SQP型分析天平（德國賽多利斯公司）；DFT-50A粉碎機（溫嶺市林大機械有限公司）；101-2AB電熱鼓風干燥箱（天津泰斯特儀器有限公司）。

1.1.2 材料與試劑

硝酸；砷單元素標準物質（國家標準物質研究中心）；鋰、鈧、鍺、釔、銠、銦、鉍混合元素標準溶液（國家標準物質研究中心）。除另有說明，所用試劑均為優級純，水為GB/T 6682—2016《分析實驗室用水規格和試驗方法》規定的一級水。

1.2 標準溶液的制備

精密量取適量砷單元素標準溶液，用硝酸溶液（5+95）稀釋制成每1 mL含砷為100 μg的溶液，即得砷標準貯備液1；精密量取適量砷標準貯備液1，用硝酸溶液（5+95）稀釋制成每1 mL別含砷為1 μg溶液，即得砷元素標準貯備液2。精密量取適量砷標準貯備液2，用硝酸溶液（5+95）稀釋制成每1 mL含砷0，1.00，5.00，10.0，30.0和50.0 ng的標準溶液。

1.3 內標溶液的制備

精密量取適量鋰、鈧、鍺、釔、銠、銦、鉍混合元素標準溶液，用水稀釋制成每1 mL各含100 ng的混合溶液。

1.4 供試品溶液的制備

樣品精密稱取，置耐壓耐高溫微波消解罐中，加5 mL硝酸。密閉并按微波消解儀的相應要求及一定的消解程序進行消解。待冷卻后取出，緩慢打開消解罐蓋排氣，用少量水沖洗內蓋，將消解罐放在控溫電熱板上加熱30 min，用水定容至50 mL容量瓶中，搖勻備用，同時做空白試驗。

標準加入法供試品溶液的制備：分別精密稱取同質量的5份樣品，依次加入不同濃度的砷標準溶液，置耐壓耐高溫微波消解罐中，加硝酸5 mL。密閉并按微波消解儀的相應要求及一定的消解程序進行消解。待冷卻后取出，緩慢打開消解罐蓋排氣，用少量水沖洗內蓋，將消解罐放在控溫電熱板上加熱30 min，用水定容至50 mL容量瓶中，搖勻備用。

1.5 儀器條件

使用調諧液調整儀器各項指標，使儀器靈敏度、氧化物、雙電荷、分辨率等各項指標達到測定要求。儀器RF功率1 550 W，采樣深度5 mm，冷卻氣流速14.0 L/min，霧化氣流速1.11 L/min，輔助氣流速0.80 L/min，CCT碰撞氣流速4.17 mL/min。

2 結果與討論

2.1 線性與檢出限、定量限

標準曲線法：以砷0，1.00，5.00，10.0，30.0和50.0 ng/mL的標準溶液。

標準加入法：樣品中加入的砷標準溶液質量濃度分別是0，5.00，10.0，15.0和20.0 ng/mL。

測定時選取的同位素為75As，內標元素校正選擇內插模式。依次將儀器的樣品管插入各個濃度溶液中進行測定，以測量值（3次讀數的平均值）為縱坐標，濃度為橫坐標，繪制標準曲線。線性回歸方程及相關系數見表1。

表1 線性回歸方程及相關系數

試驗表明，75As能被檢測，專屬性較好，且元素的強度響應值與其濃度之間均具有良好的線性關系。

通過連續進行空白溶液的重復測試，檢出限（LOD）按照3倍空白值的標準偏差除以標準曲線的斜率來計算，而定量限LOQ按照10倍空白值的標準偏差除以標準曲線的斜率來計算，結果見表2。

從表2看出，標準曲線法和標準加入法砷的檢出限分別為0.053和0.037 ng/mL，而定量限分別為0.176和0.123 ng/mL。以稱取0.5 g樣品，定容至50 mL計算，標準曲線法和標準加入法砷的檢出限分別為0.005 3和0.003 7 mg/kg。

表2 檢出限與定量限 單位：ng/mL

2.2 檢測方法的比較

為比較標準曲線法和標準加入法這2種檢測方法對測定松茸中總砷的差異性，采用微波消解法進行前處理，標準曲線法以六平行試驗，標準加入法以三平行試驗，檢測結果見表3。

表3 標準曲線法與標準加入法比較

結果表明，標準曲線法和標準加入法測定松茸樣品中總砷含量，2種方法測定結果無明顯差異，相對標準偏差SRSD均小于5%。

2.3 精密度與準確度

選擇有證標準物質紫菜GBW 10023，分別取6份平行樣，按照前處理方法處理，精密度采用相對標準偏差（SRSD）表示，2種方法總砷的測試結果見表4。

表4 有證標準物質測定值與標準值比較

結果表明，標準曲線法和標準加入法測試的總砷結果均在標準物質的標準值范圍內。標準曲線法的相對標準偏差SRSD為1.6%，標準加入法的相對標準偏差SRSD為1.4%，而標準加入法總砷的平均值更接近標準值的中位值。說明2種方法的精密度與準確度均較高，而標準加入法更適合一些基體較復雜樣品的測試。

2.4 干擾驗證試驗

ICP-MS測定的干擾大致可分為物理干擾和質譜干擾。物理干擾可采用內標法校正或者基體匹配消除，質譜干擾可以通過干擾方程校正或者碰撞/反應池模式去除[14]。ICP-MS分析75As時會受到多種干擾，如雙電荷離子150Sm++和150Nd++、多原子離子40Ar35Cl+和40Ca35Cl+等[15-16]。選擇雙電荷離子150Sm++和150Nd++對測定砷的干擾進行驗證，通過儀器調諧使得雙電荷離子產率在3%以下。測試結果見表5。

表5 儀器調諧

分別配制質量濃度1，10和100 ng/mL系列的含釹和釤混合標準溶液，使用砷的標準曲線測定溶液中含有的砷含量，即計算釤（釹）干擾產生的砷濃度。同時，在松茸供試品溶液中分別加入質量濃度2和20 ng/mL系列的含釹和釤混合標準溶液，使用砷的標準曲線測定溶液中含有的砷含量，比較含釹和釤混合標準溶液加入前后之間的差別。

表6 干擾產生的砷質量濃度 單位：ng/mL

松茸供試品溶液中Sm、Nd的含量均較低，在松茸供試品溶液分別加入2和20 ng/mL的Sm、Nd混合標準溶液，與加入之前的結果無顯著差異，因此，松茸中較低含量的Sm、Nd所產生的雙電荷離子150Sm++、150Nd++對砷的測定無干擾。

表7 松茸中總砷含量

3 結論

采用電感耦合等離子體質譜儀測定松茸中總砷的含量，標準曲線法和標準加入法的線性均良好，相關系數R2均在0.999 0以上，砷的檢出限分別為0.053和0.037 ng/mL，定量限分別為0.176和0.123 ng/mL。以稱取0.5 g樣品，定容至50 mL計算，標準曲線法和標準加入法砷的檢出限分別為0.005 3和0.003 7 mg/kg。

通過標準曲線法和標準加入法測定松茸樣品中總砷含量的比較，2種方法測定結果無明顯差異，相對標準偏差SRSD均小于5%。以有證標準物質紫菜GBW 10023進行精密度與準確度試驗，標準曲線法和標準加入法測試的總砷結果均在標準物質的標準值范圍內，而標準加入法總砷的平均值更接近標準值的中位值。說明2種方法的精密度與準確度均較高，而標準加入法更適合一些基體較復雜樣品的測試。

同時，對測定過程的干擾因素進行驗證，松茸中較低含量的Sm、Nd所產生的雙電荷離子150Sm++、150Nd++對砷的測定無干擾。因此，采用電感耦合等離子體質譜儀測定松茸中總砷的方法準確、可靠。標準加入法作為標準曲線法的補充，可有效分析這類復雜基體樣品測定的準確性。