质量控制Quality Control
中国果菜
China Fruit & Vegetable
第 40 卷, 第 12 期
2020 年 12 月
ICP-MS 同时测定蔬菜中的多种元素
姜大勇，徐立清* ，刘佩，解恒杰，林晓
收稿日期院2020-01-19
第一作者简介：姜大勇(1982—)，男，工程师，本科，主要从事食品质量检测工作
*
通信作者简介：徐立清(1987—)，男，工程师，本科，主要从事食品质量检测工作
(山东省食品药品检验研究院，山东济南250100)
摘要：目前随着人民生活水平的提高，消费者对无公害蔬菜的需求也越来越高，因此蔬菜中多种元素的测定具有重 要意义。采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS )同时测定不同蔬菜中铬、申、钒、锰、铜、锶、铯、银、钡、汞，与以往测
定方法相比，具有前处理简单，测定速度快，灵敏度高，多种元素同时测定等优势。该方法的线性相关系数在0.999 2 以上，检出限为0.001〜0.050 mg/kg ，加标回收率在91.08%-96.37%之间，精密度RSDW7.58%。
关键词：蔬菜;ICP-MS ；多元素中图分类号:O657.63
文献标志码:A 文章编号:1008-1038(2020)12-0032-04
DOI ：10.19590/jki.1008-1038.2020.12.007
Simultaneous Determination of Various Elements in Vegetables by ICP-MS
JIANG Da-yong, XU Li-qing *, LIU Pei, XIE Heng-jie, LIN Xiao (Shandong Institute for Food and Drug Control, Jinan 250100, China)
Abstract: At prent, with the improvement of people's living standards, consumers'demand for pollution-free
vegetables is also increasing, so the determination of various elements in vegetables is of great significance. ICP-MS
was ud to determine chromium, arnic, vanadium, mangane, copper, strontium, cesium, silver, barium and mercury in different vegetables at the same time. Compared with the previous methods, it has the advantages of simple pretreatment, fast determination speed, high nsitivity, simultaneous determination and so on. The linear
correlation coefficient was above 0.999 2, the detection limit was 0.001-0.050 mg/kg, the recovery rate was 91.08% -96.37%, the precision RSDw 7.58%.
Key words: Vegetables; ICP-MS; multielement
蔬菜是维生素C 、硫胺素、吡哆醇、烟酸、矿物质、叶 作用。在发展中国家，特别是亚洲，蔬菜是营养的主要来
酸和膳食纤维的主要来源，对人类的营养和健康起重要 源，人们摄入蔬菜的量比肉多叭然而由于蔬菜
生产基地
质量控制姜大勇，等：ICP-MS同时测定蔬菜中的多种元素33
大多数在城市郊区，这些地方同时也是工业“三废”和城市垃圾处理的集中点，土壤及水中的元素会迁移至蔬菜中，导致蔬菜中重金属含量超标、品质下降叫同时不同蔬菜对不同元素的吸收率因品种不同而不同，导致不同品种蔬菜中元素含量存在较大差异X。蔬菜中有些重金属元素对人类的身体健康造成威胁，如砷元素会导致皮肤癌并损伤内脏功能；汞及其甲基化汞在人体内蓄积，并损伤神经系统及脏器；铬毒性主要是引起黏膜充血、脑水肿等症状；镉是继汞、铅之后污染环境的第三大重金属污染物，进入人体并积累，引起慢性中毒，使肾机能衰退、骨质疏松；钡会导致腹痛、眩晕和肌肉痉挛，甚至死亡［5-8］。
蔬菜中重金属元素的测定方法主要有原子吸收法、原子荧光法、电感耦合等离子体质谱法、电感耦合等离子体光谱法等。由于原子吸收法和原子荧光法只能同时测定一种元素，测定的效率较低。电感耦合等离子体光谱法测定的检出限较高，而蔬菜中多种元素的含量较低，因此也不是最合适的测定方法。电感耦合等离子体质谱法具有多种元素同时测定、检出限低、准确性好等优势［9-11］。目前蔬菜中元素的测定往往集中于铅、砷、镉等几种常见重金属元素，缺乏对人体有益元素總及有害元素钡的检测。因此，本研究建立了电感耦合等离子体质谱法对蔬菜中有害及有益元素进行同时测定，填补
了部分蔬菜中元素研究的空白，进行蔬菜风险评估提供基础，对于加强蔬菜安全监督和管理具有重要意义。
1材料与方法
1.1仪器与设备
电子天平,AB204-S，德国Mettler Toledo公司；电感耦合等离子体质谱仪,Agilent Technologies7900，美国；微波消解仪,CEM Mars6，美国；酸纯化仪,CEM，美国。
1.2材料与试剂
硝酸、双氧水、盐酸:GR，国药集团化学试剂有限公司。质谱调谐液：锂(Li)、乙(Y)、铈(Ce)、钛(Ti)、钻(Co)浓度均为1滋g/L，购于美国Agilent公司。
内标溶液：错(Ge)、铟(In)、铋(Bi)、钪(Sc)内标溶液，浓度均为100mg/L，购于美国Agilent公司，使用前用5%硝酸稀释至0.5mg/L。
标准溶液：铬(Cr)、砷(As)、钒(V)、锰(Mn)、铜(Cu)、總(Sr)、铯(Cs)、银(Ag)、钡(Ba)、汞(Hg)标准溶液浓度均为100mg/L，购于美国安捷伦公司。
1.3样品前处理
随机从济南市场购买蔬菜样品，取可食用部分匀浆，称取2g匀浆样品于聚四氟乙烯的消解罐中，加入8mL 纯化后的硝酸和2mL双氧水，置于微波消解仪中消解，微波消解程序见表1。消解溶液用超纯水冲洗消解罐盖子及内壁，放置于赶酸电热板110T赶酸105min左右，待降至室温后多次用少量超纯水冲洗转移到50mL容量瓶中，加2mL、50%HCl，用超纯水定容混匀后备用。
表1微波消解条件
Table1Microwave digestion condition
步骤爬升时间/min保持时间/min温度/益功率/W 110101201600
搞笑图片带字28151601600
38301901600 1.4电感耦合等离子体质谱条件
射频功率1490W，雾化室温度2载气流速1.00 L/min，冷却气流速15L/min，辅助气流速1.00L/min，蠕动泵快速提升时间40s，蠕动泵稳定时间30s。元素采集参数见表2。
表2元素采集参数
Table2Element acquisition parameter 元素名称同位素内标元素积分时间/s测定次数V5I V45Sc0.33
Cr53Cr45Sc0.33
Mn55Mn45Sc0.33惊石打一成语
Cu63Cu72Ge0.33
As75As72Ge0.33
Sr88Sr72Ge0.33
Ag107Ag115In0.33
Cs133Cs115In0.33
Ba137Ba115In0.33
Hg叫209Bi0.33
1.5方法学考察
为了验证本方法的可靠性，对方法的线性、检出限、定量限、准确度、精确度进行了考察。将标准溶液按照设定的仪器条件下注入仪器，按照浓度和响应值建立标准曲线。根据IUPAC的定义，取11份微波消解的空白溶液
34中国果菜质量控制
测定，计算空白消解溶液浓度的相对标准方差及3倍、10倍的标准方差计算检出线及定量限。对蔬菜样品进行不同浓度水平的加标，并对加标溶液测定6次，考察本试验的准确度和精密度。
2结果与分析
2.1前处理方法的选择
蔬菜中基质复杂，微波消解前常加酸以消化样品中的复杂基质，但酸会产生空白值，硝酸沸点较低，相对其他酸较易纯化，双氧水具有较强的氧化性，加入的酸和双氧水含量越多，样品空白中元素含量越高，但加入的酸含量太少则会导致蔬菜消解不完全，试验中加入不同体系的酸和双氧水比例，通过试验最终确定8mL硝酸+2mL 双氧水具有较强的消解能力，样品消解彻底，而且消解完成后，残留的硝酸容易蒸发。赶酸温度为110避免造成汞损失，加入2mL、50%HCl提高溶液中汞的稳定性。
2.2标准曲线线性范围及相关系数
待仪器稳定后，引入内标，将标准系列引入仪器，测得标准曲线，标准曲线浓度范围及相关系数见表3。
表3标准曲线的线性范围及相关系数Table3Linearrangeandcorrelationcoefficientofstandard
curve
元素名称线性范围/（滋g/L）相关系数V0~200.9999
Cr0~200.9994
Mn0~20 1.0000
Cu0~200.9997
勇于创新As0~20 1.0000
Sr0~200.9999
Ag0~200.9997
Cs0~200.9995
Ba0~200.9998
Hg0~100.9992
由表3可知，10种元素的线性范围均为0~20滋g/L （除Hg），相关系数均逸0.9992。
2.3方法检出限
根据IUPAC的定义，取11份微波消解的空白溶液测定，计算空白消解溶液浓度的相对标准方差及3倍、10倍的标准方差，计算检出线及定量限，结果见表4。由表4可知，10种元素的检出限在0.001~0.050mg/kg之间，定量限0.003~0.150mg/kg之间。
表4检出限和定量限
Table4Detection limit and quantitative limit 元素名称检出限/(mg/kg)定量限/(mg/kg) V0.0010.003
Cr0.0080.025
Mn0.0210.064
Cu0.0190.058
As0.0010.004
Sr0.0100.033
Ag0.0080.024
Cs0.0050.015
Ba0.0500.15
Hg0.0010.003
2.4加标回收率
为检验该方法对蔬菜中元素测定的可行性，进行加标回收试验，结果见表5。由表5可知，10种元素的加标回收率在91.08%~96.37%，回收率较好。
表5加标回收率试验
Table5Standard addition recovery experiment results
元素名称
测定值加标量加标后测定值加标回收率小学生眼保健视频
/(mg/kg)/(mg/kg)/(mg/kg)/% V0.1890.2000.37693.50
Cr0.2960.3000.57392.33
Mn8.8639.00017.53696.37
Cu 1.276 1.200 2.36991.08
As0.0380.0400.07592.50
Sr 2.103 2.000 4.00695.15
Ag ND0.0100.00992.32
Cs0.0210.050.06792.00
Ba 1.117 1.100 2.15694.45
Hg ND0.0100.00991.23注:ND表示未检出。
2.5方法的精密度
取不同品种的蔬菜，平行测定6次进行精密度试验，结果见表6。由表可知，精密度的RSDW7.58%，说明精密度较好。做锻炼的英文
质量控制姜大勇，等：ICP-MS同时测定蔬菜中的多种元素35
表6精密度试验结果
Table6Precision test results
元素名称样品一RSD/%样品二RSD%样品三RSB/% V 3.89 4.02 4.24
Cr 4.89 5.12 5.25
Mn 3.56 4.26 4.20
Cu 4.83 4.39 4.53
As 5.26 4.98 5.38
Sr7.257.587.35
Ag 4.56 6.32 5.98
Cs 2.36 5.23 3.26
Ba 4.32 6.32 3.58
Hg 3.21 4.22 4.56
3结论
蔬菜基质复杂，采用普通的检测方法如原子吸收法、原子荧光法，则准确率低、检出线高，步骤繁琐，费时费力。而采用微波消解-碰撞-电感耦合等离子体质谱法同时测定蔬菜中10种元素的含量，线性相关系数大于0.9992，检出限为0.001〜0.050mg/kg，加标回收率在91.08%〜96.37%之间，检出限低，对于多种元素可以采取相同的前处理方式并且可以同时测定，节省检测时间，实现快速准确测定不同种类蔬菜中的多种元素含量。
参考文献院
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