稀土元素系重金属元素,由性质相近的15种镧系元素和与镧系元素性质极为相似的钪(Sc)、钇(Y)共17种元素组成。因其具有对动植物生理生化反应的“激活”、“类激素”作用,在工业、农业、医药等领域被广泛应用。但稀土元素具有明显的环境蓄积性、生物吸收与富集性、脏器组织的蓄积性及毒效应的广谱性,如果被长期低剂量摄入人体,会对人体的健康造成极大的危害。茶叶作为世界各国人民的日常饮品,其稀土元素过高会对人体健康造成极大的危害,因此,对茶叶中稀土元素监测具有重要的意义。
稀土元素的测定方法有原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、分光光度计法、电感耦合等离子体发射光谱法和电感耦合等离子体质谱法等。电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)相比于其余方法,其具有干扰少、精密度高、线性范围广、快速简便、可多元素同时分析和周期短等优点,应用十分广泛。
本文参照标准GB 5009.94-2012《食品安全国家标准 植物性食品中稀土元素的测定》采用超级微波消解茶叶样品,其具有加热快、升温高、消解能力强等优点,此外,相比于电热板消解,其密闭的消解管也避免了元素的挥发损失和样品污染。同时,采用ICP-MS对消解好的样品进行检测,测量结果具有较好的平行性及准确性。
关键词:ICP-MS/MS;食品;茶叶;稀土元素
实验部分
仪器
表1 电感耦合等离子质谱仪
表2 电感耦合等离子质谱仪检测参数
试剂及标准品
试剂:硝酸(G3级),盐酸(G3级),
纯水:18.25 MΩ·cm去离子水
标准溶液:Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu等多元素混合标准溶液,100 μg/mL,国家有色金属研究院。Sc单元素标准溶液,1000 μg/mL,国家有色金属研究院。
样品处理
样品消解:称取0.3g(精确至0.0001 g)样品于石英消解管中,依次加入1 mL水和4mL硝酸放入超级微波中,然后按照定量限浓度往样品里进行前加标,按照表3程序进行消解,待其消解结束后,用25 mL容量瓶进行定容,同时做方法空白,上机检测。样品消解程序如下:
预加压4 MPa,冷却温度设置为60℃,升温程序如下:
表3 超级微波消解茶叶程序
超级微波升温曲线
实际样品含量
对消解好的茶叶样品进行测试,其实际样品中元素含量如表4所示。
表4 茶叶中元素含量测试结果(μg/kg)
加标回收率及精密度
为考察该前处理方法的可靠性,在前处理前,向茶叶样品中加入一定量的多元素混合标准溶液。然后按照茶叶的前处理方法进行消解,上机测试其加标回收率及6次加标平行样的精密度。其上机测试的加标浓度,对应的加标回收率和精密度如表5所示,加标回收率在94.9%-111%之间,精密度在0.365%-0.942%之间。
表5 加标回收率及精密度
总结
本文通过使用SUPEC 7000型ICP-MS,参照GB 5009.94-2012《食品安全国家标准 植物性食品中稀土元素的测定》,采用790S超级微波消解茶叶样品,对样品进行前加标,测量出的结果表明,各元素的线性R2>0.999,Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu元素的加标回收率在94.9-111%之间,方法检出限在0.0196-0.468μg/kg之间,加标回收率及检出限均符合GB/T 27404-2008要求。
附录
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