微波消解－ICP－OES法测定莲藕中的19种矿质元素

2014-08-14郑敏燕李学超李宏艳

化学与生物工程 2014年4期

郑敏燕，杜帅，李学超，李宏艳，刘姣

（咸阳师范学院化学与化工学院，陕西咸阳712000）

莲藕为睡莲科植物莲（Nelumbo nucifera G．）的肥大根茎，口感微甜且脆，营养丰富，是人们经常食用、非常喜爱的蔬菜。莲藕具有止血散瘀、通便止泻、健脾开胃、益血生肌、清热凉血等功效［1］。关于莲藕中矿质元素的组成，黎先超等［2］应用单扫描极谱法测定了武汉产莲藕中Pb等6种元素的含量，纪春艳等［3］应用FAAS法和原子荧光光谱法测定了苏州产莲藕中常见有毒金属Cd、Pb、As的含量变化；李文最等［4］、王春兰等［5］应用普通的湿消化法消解样品并采用ICP－MS法测定了福州产莲藕中的重金属及矿质元素的含量。

作者在此采用具有消解完全、快速、低空白等优势的微波辅助消化法［6］制备样品，再采用高效稳定、线性范围广、精确度高且可连续快速多元素测定的ICPOES法［7－8］，详细分析测定咸阳市售5种莲藕的矿质元素组成，拟为莲藕的开发利用提供基础数据。

1 实验

1．1 样品采集与处理

在咸阳5个农贸市场分别采集5个莲藕样品，每个样品大于1kg，将采集的样品放入样品袋中密封。回实验室后立即用自来水、蒸馏水清洗，用吸水纸擦干表面水分，切碎，按照四分法缩分至50g。用冷冻干燥机干燥48h，密封备用。

分别测定莲藕干燥前后的质量，计算5种鲜莲藕的含水率［g·（100g）－1］，分别为83．4、84．6、81．9、81．8、82．3。

GBW10015（GSB－6）－菠菜标准样品。

1．2 试剂与仪器

浓硝酸（分析纯），双氧水，单元素标准溶液，多元素标准溶液，自制超纯水（电阻率≥18MΩ·cm）。

ICP 715－ES型光谱仪（垂直观测式矩管，观察高度10mm，射频RF频率40．68MHz，发射功率1．00 kW，雾化气压力200kPa），美国 VARIAN；FD5－5型冷冻干燥机，美国SIM；Finnpipette型移液器，美国Thermo；MDS－6型微波消解仪、ECH－1型电子恒温加热板，上海新仪。

1．3 微波消解方法

参照文献［8］方法，按一定的微波消解程序（表1）消解制备样品。

表1 微波消解程序Tab．1 Procedure of microwave digestion

1．4 莲藕中矿质元素的分析测定

1．4．1 定性分析

应用光谱仪软件系统中附带的应用程序 Work－sheet 715，对莲藕中可能存在的69种元素进行全面鉴定。依据每一个元素实际测试结果所得的信背比、光谱轮廓描记图等数据，分析莲藕中是否存在该元素。

1．4．2 定量分析

对已确认存在的元素，先进行定量预分析，得到初步组成数据；再进一步配制适合各定量元素相应含量的标准溶液，采用单点外标法定量。定量元素的分析线通过光谱仪系统操作软件选择［9］。

1．4．3 分析方法学考察

同法消解、制备、测定11个空白试液，将定量分析结果的3倍标准偏差作为分析方法的检测限。对于同一个样品，平行消解、测定3次，对每一个测定元素计算3次结果的相对标准偏差（RSD），以其表示测定结果的精密度。同法测定国家标准物质GBW10015（GSB－6）－菠菜中相应元素的回收率（实际测定结果与理论值的比值），以其表示测定结果的准确度。

2 结果与讨论

2．1 莲藕中矿质元素的分析线和检出限（表2）

表2 19种矿质元素的分析线及检出限Tab．2 Analytical lines and detective limits of 19kinds of mineral elements

2．2 标准物质（标样菠菜）的回收率

在 GBW10015（GSB－6）－菠菜标样中，共有采用ICP－MS、ICP－AES、INAA等方法测定出的59种元素质量分数的标准数据。本实验测定了其中的Al、B等16种元素的回收率，3次测定的平均结果见表3。

由表3可知，16种元素的回收率在89．0%～109．6%之间，其中有7种在（100±5）% 以内。表明，测定结果的准确度较高。

表3 标准样品回收率测定结果（n＝3）Tab．3 Determining results of recovery rate of the standard samples（n＝3）

2．3 样品测定结果

5种莲藕样品的测定结果见表4。

由表4可知：在5种莲藕中大部分元素如Ca、Fe、K、Mg、Na、P、S、Sr、V等的含量差别不太大（在50%以内）；Al、B、Cu、Mn等4种元素的含量差别在1倍左右；含量差别较大的元素有Ba、Co、Cr、Ga、Si、Zn等6种，其中Co、Cr、Ga、Zn等微量元素只在部分样品中检出，尤其是Zn元素差别很大，其在5＃样品中含量达（162．1±0．2）mg·kg－1，在 4＃样品中为（12．5±0．2）mg·kg－1，在3＃样品中的含量低于检测限。

由表4还可知，对5种莲藕各定量19种元素，测定结果的相对标准偏差RSD值在0．04%～11．13%之间（表4仅列出5＃样品的RSD值），95个RSD值中的59个在5%以内，46个在2%以内。表明，测定结果精密度较高。

同法对As、Cd、Pb、Hg等重金属元素进行了定量分析，结果显示5个样品中的测定结果都低于分析方法的检测限，其RSD值均在40%以上，因此可认为采用本研究方法未检出这些元素。

3 结论

利用 H2O2／HNO3溶解、微波辅助消解制备样品，采用ICP－OES法分析测定莲藕样品的矿质元素组成，共鉴定出莲藕样品中存在K、P、Ca、S、Na、Mg、Zn、Al、Si、Mn、Fe、Sr、Cr、B、Cu、V、Ga、Ba、Co等19种矿质元素，相对标准偏差在0．04%～11．13%之间，标准样品回收率在89．0%～109．6%之间。该方法具有样品消解省时、快速，分解彻底完全，结果重现性好、精密度和准确度高的优点。