探索微波消解—石墨爐原子吸收光譜法測定飼料中銅的含量

劉 昨，卜澤明，陳 芳，曾云鳳，陳寶宇，吳 濤，班燕桃，嚴 寒，李文靜

（廣西獸藥監察所，廣西 南寧 530000）

銅元素是動物生長過程中必需的一種微量元素，是許多重要酶類的活性中心，能促進體內鐵質的吸收、利用和儲存，能促進細胞的合成和修復。在正常動物體內，其含量為2～3 mg/kg。對于家畜最適合的攝入含量為每天5～10 mg，對于家禽最適的攝入含量為每天4～11 mg[1]。有研究表明，飼料中銅的含量過少會影響幼齡機體生長，達不到機體的生產性能。飼料中的銅含量過多，尤其是添加的銅含量是正常所需含量的10倍以上時，不但不能提高效率，反而會影響動物的生長，降低飼料本身的效果，還對土壤環境存在土壤重金屬元素積蓄的隱患[2]。

微波消解法是目前重金屬測定中消化樣品較好的方法，具有耗時短、污染小、簡便安全等優點。石墨爐原子吸收技術以其靈敏度高，檢出限低，試樣分析量少，檢測范圍寬等優點，早已在醫療、食品等檢測領域里得到普及和應用，但就其對飼料中銅含量的測定目前尚沒有一種成熟的方法可行。

目前，GB/T 13885-2017《飼料中鈣、銅、鐵、鎂、錳、鉀、鈉和鋅含量的測定原子吸收光譜法》規定，通過干灰化法進行前處理飼料樣品，用火焰原子吸收光譜法[3]進行測定，整個操作復雜繁瑣、費力、耗損較大、重現性較差。經GB/T 13082-2021《飼料中鎘的測定》和吳旺喜《懸浮液進樣石墨爐原子吸收光譜法測定飼料樣品中痕量銅》[4]的啟示，本研究實驗以飼料質控樣品檢測為例，通過微波消解法前處理飼料樣品，石墨爐原子吸收光譜法測定飼料樣品中銅的含量（以下簡稱：該法）。用干灰化法-火焰原子吸收光譜法做對比實驗，驗證該法的可行性，并測定該法的重復性和回收率。旨在建立簡便、準確、靈敏度高、適用于飼料中銅測定的方法，為測定飼料中的銅微量元素提供新的檢測思路。

1 材料和設備

1.1 樣品來源

樣品名稱：飼料中鈣、銅、鐵、鎂、錳、鉀、鈉、鋅定量分析質控樣品。

樣品來源：中國檢驗檢疫科學研究院測試評價中心。

樣品信息：銅的特性值：11.9 mg/kg，特性值區間：9.38～14.42 mg/kg。

1.2 樣品準備

將試樣粉碎過0.45 mm的標準分析篩。分成兩組飼料樣品，每組7個平行樣品。分別用于火焰原子吸收光譜儀和石墨爐原子吸收光譜儀上機測定。

1.3 試驗試劑與設備

試驗試劑：水（GB/T 6682，一級），鹽酸（國藥集團化學試劑有限公司，優級純），硝酸（國藥集團化學試劑有限公司，優級純），銅單元素標準溶液（國家有色金屬及電子材料分析測試中心，1 000 μg/mL），硝酸鈀，磷酸二氫銨，高純乙炔，中速濾紙。

試驗設備：電子分析天平（梅特勒-托利多儀器上海有限公司，MS104TS/02）、可調劑式電熱板、箱式電阻爐、微波消解儀、原子吸收分光光度計（日立高新技術公司，ZA3300單火焰型）、石墨爐原子吸收分光光度計（美國PE公司，AA-900T）。

2 方法

2.1 微波消解法樣品前處理

稱取0.500 g試樣于消解罐中，加10.0 mL硝酸、2.0 mL過氧化氫（30%），混合均勻，于微波消化儀中消化，消化條件見表1。消解完成后，自然冷卻至室溫，開蓋趕酸，將消化液洗入25 mL容量瓶中，用水少量多次洗滌罐，洗液合并于容量瓶中并定容至刻度，混勻備用；同時做試劑空白試驗。

2.2 石墨爐原子吸收光譜法標準曲線配制

吸取1 mL的1 000 μg/mL標準溶液到100 mL的容量瓶中，用2%的硝酸定容至刻度，配成10 μg/mL的中間液。再取0.5 mL的中間液到200 mL的容量瓶中，用2%的硝酸定容至刻度，得到25 ng/mL的工作液。儀器自動將工作液稀釋成0.00、5.00、10.00、15.00、20.00、25.00 μg/L的系列濃度標準溶液。

2.3 石墨爐原子吸收光譜儀測定條件

將儀器設置為扣背景模式，并調至最佳工作狀態，石墨爐原子吸收光譜儀條件見表3。依次測定空白溶液、銅標準溶液和試樣溶液的吸光度值，以銅標準溶液的銅濃度為橫坐標，吸光度值為縱坐標，繪制標準曲線，標準曲線相關系數r≥0.995。試樣溶液的吸光度值應在標準曲線線性范圍內，若超出，可參照銅標準溶液的濃度進行適當稀釋（n倍）后測定。石墨爐原子吸收光譜儀測定條件見表2。

表2 石墨爐原子吸收光譜儀器條件

表3 標準品溶液的吸光度

3 結果

3.1 火焰原子吸收光譜法標準工作曲線測定

通過火焰原子吸收光譜儀分析，在324.8 nm 波長處測定吸光度，結果見表3。r=0.9999，試驗結果表明，在0～4 mg/L，吸光度與濃度呈良好的線性關系。

3.2 石墨爐原子吸收標準工作曲線測定

通過石墨爐原子吸收光譜儀分析，在324.875 nm 波長處測定吸光度，結果見表4。r=0.9995，試驗結果表明，在0 ～25 μg/L，吸光度與濃度呈良好的線性關系。

表4 標準品溶液的吸光度

3.3 不同測定方法

經火焰原子吸收光譜法和石墨爐原子吸收光譜法測定2個飼料樣品的結果來看，2種測定方法的測定結果無顯著差異且在質控樣品要求的特性值區間內，說明該法具有可行性。該法的精密度（RSD）比干灰化法-火焰原子吸收光譜法的要小，說明該法的精密度較好。測定結果見表5。

表5 對比試驗結果與精密度試驗

3.4 方法的回收率實驗

本研究實驗采用不同濃度回收實驗來驗證方法的準確度，結果見表6，回收率為97.5%～108.8%。

表6 回收率試驗

4 討論

本試驗以飼料質控樣品檢測為例，采用微波消解法前處理飼料樣品，用石墨爐原子吸收光譜法測定飼料樣品中銅的含量，結果顯示：銅微量元素在0.0～25 μg/L濃度范圍內具有良好的線性關系， 相關系數（r）為0.9995；精密度（RSD）為2.29%；加標回收率為97.5%～108.8%；測定結果在質控樣品的特性值區間內。該方法取樣量少、操作簡便、精密度和回收率高，儀器自動化進樣減輕工作勞力，顯著提高了工作效率，適用于飼料中銅的含量檢測，能為飼料安全的健康發展提供新的檢測方法思路。