微波消解-電感耦合等離子體質譜法測定杜阮涼瓜中20種元素的含量

摘 要：本文建立了測定杜阮涼瓜中20種元素含量的電感耦合等離子體質譜法。樣品經過微波消解后上機測定，檢測方法檢出限、回收率和相對標準偏差。結果表明，各元素線性關系良好，相關系數均≥0.998 0，檢出限在0.001 8～2.154 0 μg·L-1，回收率在95.6%～106.3%，相對標準偏差在0.55%～2.50%。該方法簡便快捷、靈敏精確，適用于杜阮涼瓜中20種元素的測定。

關鍵詞：微波消解；電感耦合等離子體質譜法；杜阮涼瓜

Determination of 20 Elements in Duruan Balsam Pear by Microwave Digestion Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry

ZHENG Lisi， YAN Liyi

（Jiangmen Food Inspection Institute， Jiangmen 529000， China）

Abstract： This article establishes an inductively coupled plasma mass spectrometry method for determining the content of 20 elements in Duruan balsam pear. The sample was subjected to microwave digestion and then subjected to machine testing. The detection limit， recovery rate， and relative standard deviation of the detection method were determined. The results show that each element has good linear relationships， with correlation coefficients≥0.998 0 and detection limits ranging from 0.001 8 μg·L-1 to 2.154 0 μg·L-1， recovery rate between 95.6% and 106.3%， relative standard deviation between 0.55% and 2.50%. This method is simple， fast， sensitive， and accurate， and is suitable for the determination of 20 elements in Duruan balsam pear.

Keywords： microwave digestion; inductively coupled plasma mass spectrometry; Duruan balsam pear

杜阮涼瓜又名杜阮苦瓜，是廣東省江門市蓬江區杜阮鎮的特色農產品，也是全國農產品地理標志之一。杜阮涼瓜是葫蘆科植物，瓜型肥大、形似木瓜，平頂粒粗，蒂寬且圓，果尖像小鑿子，顏色碧綠如翡翠，肉厚而爽脆無渣，味道微苦而回甘，當地人稱之為大頂瓜，將其形容為“老鼠尾，柿餅蒂”。杜阮涼瓜營養豐富，食用效果佳，含有大量人體必需的礦物質和氨基酸。杜阮涼瓜果實中還含有苦瓜甙，種子和葉中含有大量的苦瓜素，具有美容、護膚、提高自身免疫力等功效。杜阮涼瓜已獲得“無公害農產品證書”“廣東省名特優新農產品區域公用品牌”“廣東嶺南特色食品”“國家農產品地理標志”“中國地理標志證明商標”等榮譽稱號，是廣東省江門市響亮的“生態名片”。

目前尚未發布針對杜阮涼瓜的國家標準或行業標準，僅有農業行業標準《苦瓜》（NY/T 963—2006）。該標準適用于鮮食苦瓜，只規定了無機砷、鉛、鎘這3種金屬元素的指標。而杜阮涼瓜因其瓜型特殊，并不適用NY/T 963—2006，現有資料對于杜阮涼瓜成分的研究甚少。目前用于金屬元素測定的樣品前處理方法有干式消解、濕式消解、微波消解、壓力罐消解等[1-2]。其中微波消解具有操作自動化、操作簡單便捷、分析效率高，以及條件控制精準，可針對不同樣品設定不同能量、溫度和壓力等參數，保證結果準確性等優點，且其污染風險低，密封反應體系降低了泄露風險。因此本文采用微波消解法對杜阮涼瓜樣品進行前處理。電感耦合等離子體質譜儀常用于金屬元素測定，具有線性范圍寬、選擇性高[3]、靈敏度高、分析速度快，以及不受原子量和同位素的限制能同時分析多種元素等優點[4-5]。

為了進一步加強對杜阮涼瓜成分的了解，本文采用微波消解-電感耦合等離子體質譜法測定杜阮涼瓜中20種元素，為未來杜阮涼瓜國家農產品地理標志標準的發布提供數據支持，為更好地發掘杜阮涼瓜的新用途提供支持。

1 材料與方法

1.1 儀器與設備

iCAP RQ型電感耦合等離子體質譜儀，賽默飛世爾；ETHOS UP型微波消解儀，麥爾斯通；Milli-Q Reference超純水機，美國密理博公司；JS66D-300攪拌機，蘇泊爾；DHG-9145A電熱鼓風干燥箱，一恒儀器。

1.2 試劑與材料

8批次杜阮涼瓜（樣品1～樣品8），市場上隨機購買。

硝酸，分析純，上海安譜；GNM-M225022-2013混合標準溶液（B、Al、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Sr、Mo、Cd、Sn、Sb、Ba、Hg、Pb，100 mg·L-1）；內標混合標準溶液（Ge、In、Sc、Bi，1 000 mg·L-1）；過氧化氫（分析純）。

1.3 標準溶液的配制

吸取一定量的混合標準溶液儲備液，配制成標準工作曲線溶液（10.0 μg·L-1、20.0 μg·L-1、40.0 μg·L-1、60.0 μg·L-1、80.0 μg·L-1和100.0 μg·L-1）。內標混合標準工作液稀釋到50 μg·L-1（上機使用）。

1.4 樣品前處理

先用電熱鼓風干燥箱烘干樣品，再用攪拌機將樣品碎裂成粉狀，在消解罐中稱量樣品0.2 g，注入硝酸8 mL、過氧化氫1.5 mL，放置30 min后用微波消解儀消解。微波升溫程序：升溫至130 ℃保持4 min，再升溫至190 ℃保持11 min直至消解完全。樣品消解后定容至100 mL容量瓶，同時做空白實驗。

1.5 儀器工作條件

射頻功率：1 480 W；載氣流量：1.0 L·min-1；冷卻氣流量：15 L·min-1；霧化室溫度：2.2 ℃；采樣深度：8 mm；反應池氣流量：4.8 mL·min-1。

2 結果和分析

2.1 元素的選擇

元素種類繁多，需要選取有代表性的元素進行測定[1]。為分析樣品中的重金屬殘留，本文選擇測定Pb、As、Hg、Cd、Cr和Al；為分析樣品中的微量營養元素，本文選擇測定Cu、Fe、Mn、Zn、Se、Mo、Ni和B；為考察樣品中的特征元素，本文選擇測定Ba、Co、Ti、Sb、Sn和Sr。

2.2 標準曲線、檢出限

以各元素標準溶液濃度為橫坐標，響應值為縱坐標，繪制標準曲線，得到的回歸方程及相關系數見表1。各元素在10.0～100.0 μg·L-1具有較好的線性關系，相關系數在0.998 0～0.999 8。對空白溶液連續測定11次以計算出各元素的檢出限，檢出限在0.001 8～2.154 0 μg·L-1。

2.3 回收率和精密度

隨機選擇一個樣品測出本底值，添加定量的標準溶液，在相同條件下重復測定7次，計算出回收率和相對標準偏差，詳見表2。從表2可以看出，各元素的加標回收率在95.6%～106.3%，相對標準偏差在0.55%～2.50%，表明該方法精密度高，重現性好，能滿足測量需求。

2.4 樣品檢測結果

采用本文建立的方法檢測8種杜阮涼瓜樣品中20種元素含量，平行測定2次取算術平均值，結果詳見表3。從表3可以看出，杜阮涼瓜Fe、Mn、Zn微量營養元素含量較高，含量均在150 μg·kg-1以上，符合杜阮涼瓜營養豐富的農產品特征；而Pb、As、Hg、Cd、Cr重金屬含量則較低，含量均在10 μg·kg-1以下，符合農業行業標準《苦瓜》（NY/T 963—2006）中規定的鉛≤100 μg·kg-1，鎘≤50 μg·kg-1，無機砷≤50 μg·kg-1[6]，表明杜阮涼瓜重金屬污染風險較低，食用安全性較好[2]。此外，本次實驗挑選的Co、Ni、Se、Mo、Sb等元素含量也較低，表明杜阮涼瓜不存在這些元素的污染情況。

3 結論

本文建立了測定杜阮涼瓜中20種元素的微波消解-電感耦合等離子體質譜法，該方法能快速準確同時測定杜阮涼瓜中多種元素。實際樣品測定結果顯示杜阮涼瓜營養豐富、重金屬殘留量低，是優質、有良好發展前景的農產品。

參考文獻

[1]徐小梅，程慶兵，陳扣寶，等.電感耦合等離子體質譜法測定苦瓜藥材中16種無機元素[J].化學分析計量，2019，28（6）：60-65.

[2]王雪婷，劉蕓，林宏，等.微波消解–電感耦合等離子體質譜法測定新西蘭蜂蜜中45種元素[J].化學分析計量，2019，28（2）：16-21.

[3]羅曉茵，郭新東，柳華春，等.微波消解-電感耦合等離子體質譜法測定杏鮑菇中的24種元素[J].現代食品科技，2012，28（4）：462-465.

[4]王繼雙，董亞蕾，吳迪，等.微波消解-電感耦合等離子體質譜法同時測定山楂汁飲料中20種無機元素[J].食品安全質量檢測學報，2021，12（9）：3627-3634.

[5]袁文婷，程國霞，趙迪，等.微波消解-電感耦合等離子體質譜法同時測定小麥中35種元素[J].食品安全質量檢測學報，2020，11（20）：7410-7417.

[6]中華人民共和國農業部.苦瓜：NY/T 963—2006[S].北京：中國農業出版社，2006.

作者簡介：鄭麗斯（1984—），女，廣東肇慶人，本科，工程師。研究方向：食品檢驗。