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电感耦合等离子体质谱-扩展标准加入法快速测定食盐中铅含量

2022-05-31贾润芳亓文娟贾琳斐刘卫娟

食品安全导刊 2022年13期
关键词:雾化器铅含量响应值

贾润芳,亓文娟,贾琳斐,刘卫娟,管 理

(咸阳市食品药品检验检测中心,陕西咸阳 712000)

食盐是人们日常生活不可缺少的食品资源。食盐按照来源不同分为海盐、湖盐、矿井盐[1]。食盐安全关系到人们的身体健康和生命安全,对维护社会稳定也具有重要意义。人体内铅过量会损害神经系统、心血管系统及肾脏,严重时会引起铅中毒性脑病[2]。

电感耦合等离子体质谱(Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry,ICP-MS)在水质检测、食品分析、环境分析等方面应用广泛[3-4]。采用电感耦合等离子体质谱测定高盐食品中金属元素含量的方法主要有在线加气稀释法、内标法、标准加入法和基体分离富集法等[5]。高盐样品中铅的测定方法操作复杂、步骤烦琐、耗时长,且操作过程中易引入污染。本文采用氩气在线稀释-基质配标并带内标的方法测定食盐中铅含量,并对氩气流量、甲醇浓度等进行优化,建立电感耦合等离子体质谱-扩展标准加入法快速测定食盐中的铅含量。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

市售食用盐100批次;氯化钠(NaCl,优级纯);甲醇(CH3OH,质谱纯);硝酸(HNO3,优级纯,德国默克);1 000 μg/mL铅标准溶液;内标(PE原装,10 μg/mL Bi、Ga、In、Li、Sc 和 Y 混合内标);电感耦合等离子体质谱仪(PE NexION®1 000,美国)。

1.2 试验方法

1.2.1 样品前处理

称取0.3 g食盐样品于50 mL比色管中,加入1 mL硝酸,用超纯水定容至刻度,制备成食盐样品溶液。

1.2.2 溶液配制

(1)标准溶液配制。吸取1 000 μg/mL铅标准溶液500 μL于50 mL容量瓶中,用2%硝酸溶液定容,得到1 μg/mL铅标准中间液。选取阴性食盐样品,称取6个平行样各0.3 g于50 mL比色管中,分别加入铅标准中间液 0 μL、25 μL、50 μL、150 μL、250 μL和500 μL,分别用2%硝酸溶液定容,得到0 μg/L、0.5 μg/L、1.0 μg/L、3.0 μg/L、5.0 μg/L 和 10.0 μg/L的食盐基质铅标准系列溶液。

(2)内标液配制。吸取PE原装混合内标溶液(10 μg/mL)0.1 mL、甲醇5 mL于100 mL容量瓶中,用2%硝酸定容,得到10 μg/L内标溶液。

1.2.3 测定方法

分别测定食盐基质铅标准系列溶液、食盐样品和加标样品溶液的铅含量。

1.2.4 仪器条件

雾化器氩气流量:1.02 L/min;等离子体氩气流量:15.00 L/min;偏转器电压:-10.00 V;射频功率:1 600.00 W;检测器模拟电压:-1 800.00 V;脉冲电压:950.00 V;透镜电压:12.00 V;入出口电压:-9.00 V。

1.2.5 方法学验证试验

(1)检出限及定量限。将配制好的食盐基质铅标准系列溶液、20个样品空白(阴性食盐样品)溶液注入电感耦合等离子体质谱仪中,以空白溶液产生的信号响应的标准偏差的3倍所对应的铅浓度表示检出限[6]。

(2)精密度和准确度。称取食盐样品28份,分成4组,分别在低、中、高和食盐限量(10.0 μg/L)4个浓度水平加标,每个浓度7个平行,按照研究建立的方法进行测定,计算平行测定结果的相对标准偏差和回收率。

2 结果与分析

2.1 氩气流量的选择

在雾化器与矩管之间的连接管上通入氩气,利用氩气对气溶胶的稀释作用,实现对高盐样品的在线稀释,通过稀释气流量的调整来调节进样量,同时保证待测元素的灵敏度,从而实现高浓度食盐直接进样测定。

在保证雾化器流量加稀释气流量之和等于仪器优化后雾化器流量(1.02 L/min)的情况下,向氯化钠浓度为0.6%的空白溶液中加入铅标准中间液,使溶液中铅的浓度为0.5 μg/L,将此溶液加入电感耦合等离子体质谱仪中,通过改变雾化器和稀释气流量,测定铅响应值、内标铋响应值和内标回收率,结果见表1。随着雾化器流量降低,稀释气流量增加,铅和内标铋的响应值逐渐减小,内标回收率逐渐增加。当雾化器流量为0.72 L/min、稀释气流量为0.3 L/min时,0.5 μg/L铅的响应值是空白溶液铅响应值的10倍,且内标回收率为81.3%,可满足检测需要。因此,试验选择雾化器和稀释气流量分别为0.72 L/min和0.3 L/min。

表1 雾化器流量和稀释气流量对铅信号强度的影响

2.2 甲醇浓度的选择

用不同浓度甲醇溶液配制内标溶液,测定加入0.5 μg/L铅溶液的0.6%的食盐溶液中铅的响应值和内标铋(Bi)的响应值,结果见表2。铅和内标铋的响应值均随着甲醇浓度的升高而升高,表明甲醇的加入对等离子体具有增效作用,可提高铅的电离效率和灵敏度,但有机相浓度过高会导致锥口碳堆积,甚至导致等离子体熄火,一般仪器厂家建议有机相浓度不超过5%,且考虑到乙醇的碳元素含量高,故选择甲醇浓度为5%[7]。

表2 不同甲醇浓度下铅和内标铋的响应值

2.3 方法学验证试验

2.3.1 线性关系、检出限及定量限

ICP-MS-扩展标准加入法对食盐中铅的线性方程为y=0.565x-0.004,相关系数为0.999 95,检出限为0.002 mg/kg,定量限为0.006 mg/kg,方法检出限低,可以满足食盐中铅的检测要求。

2.3.2 精密度及准确度

4组平行样品加标量分别为0.3 μg/L、0.5 μg/L、1.0 μg/L和10.0 μg/L,7次平行测定的相对标准偏差分别为1.8%、1.7%、1.9%和1.7%,回收率分别为85.3%、97.8%、99.5%和101.3%,相对标准偏差和加标回收率均满足《实验室质量控制规范 食品理化检测》(GB/T 27404—2008)要求[8]。

2.4 市售食盐中铅含量的测定

应用以上方法测定市售100批次食盐中铅含量。结果表明,25份海盐中铅含量在0.2~0.3 mg/kg,25份湖盐中铅含量为0.09~0.10 mg/kg,25份矿井岩盐的铅含量为未检出,25份精制食用盐的铅含量为未检出。

3 结论

本文通过对雾化器、稀释气流量和甲醇浓度等条件进行优化,建立了电感耦合等离子体质谱-扩展标准加入法快速测定食盐中的铅含量,方法检出限、精密度和准确度均符合国家标准要求,利用扩展标准加入法,避免了一个样品配制一套标准曲线的烦琐过程,大大提高了检测效率[9]。

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