Plasma 1000測(cè)定竹蓀中的二十種主量微量無機(jī)元素
前言
竹蓀營養(yǎng)豐富，香味濃郁，味道鮮美，素有 “菌中皇后”之稱。然而，由于環(huán)境污染，竹蓀中有害重金屬元素超標(biāo)時(shí)有發(fā)生，如2014年發(fā)生的多家超市竹筍重金屬鎘嚴(yán)重超標(biāo)并下架事件。因此，準(zhǔn)確、快速檢測(cè)竹蓀中的無機(jī)元素迫在眉睫。國標(biāo)方法主要以傳統(tǒng)的光度法、原子吸收和原子熒光為主，在檢出限或快速要求方面已不能滿足需求。納克生產(chǎn)的順序掃描ICP光譜儀具有靈敏度高、高分辨率、檢出限低、多元素同時(shí)測(cè)定等特點(diǎn)，采用Plasma 1000型對(duì)某鎘超標(biāo)竹蓀中的無機(jī)營養(yǎng)元素和有害重金屬元素進(jìn)行了測(cè)定并與ICP-Mass結(jié)果進(jìn)行了比對(duì)，二者基本一致。。
實(shí)驗(yàn)
本實(shí)驗(yàn)對(duì)沃爾瑪重金屬鉻超標(biāo)的竹蓀進(jìn)行了測(cè)定。
樣品前處理
準(zhǔn)確稱取2.000g試樣，加硝酸5mL，雙氧水2mL，低溫（80℃）預(yù)消解樣品，待樣品激烈反應(yīng)完后，補(bǔ)加5mL硝酸，放入微波爐中，180℃消解10min，25mL容量瓶定容。
儀器
Plasma1000型電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀簡稱ICP-AES，是我公司推出的單道順序掃描光譜儀，本應(yīng)用報(bào)告的所有測(cè)量結(jié)果均來自這種ICP光譜儀。相對(duì)于由中階梯光柵分光系統(tǒng)和固體檢測(cè)器組成的ICP光譜儀(即全譜儀)，單道順序掃描光譜儀具有更低的檢出限，更高的分辨率和靈敏度，極小的基體效應(yīng)，同時(shí)此儀器配備功能強(qiáng)大界面友好的分析軟件，友好的人機(jī)界面，強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能，對(duì)輸出數(shù)據(jù)可隨機(jī)打印,也可自動(dòng)生成Excel格式的結(jié)果報(bào)告。儀器的工作參數(shù)見表1：
表1 Plasma 1000 ICP-AES操作參數(shù)
功率 1.15 Kw
冷卻氣流量 18.0 L/min
輔助氣流量 0.8 L/min
載氣流量 0.2 MPa
蠕動(dòng)泵泵速 20 rpm
觀測(cè)高度 12 mm
分析結(jié)果
方法的檢出限
由消解空白的3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差測(cè)定方法的檢出限，選擇的分析波長和方法的檢出限見表2。
元素 波長/nm 檢出限（μg/g） 元素 波長/nm 檢出限（μg/g）
As 193.759 0.1 Ca 393.366 0.002
Cr 267.716 0.002 Fe 259.940 0.03
Cd 214.438 0.01 Al 394.401 0.05
B 249.678 0.008 Rb 421.556 0.004
Mo 202.030 0.08 Zn 206.200 0.02
Ni 231.604 0.002 Y 371.030 0.004
Mn 257.610 0.006 Pb 220.353 0.1
Sr 407.771 0.004 Ba 455.403 0.04
P 213.618 0.5 Cu 224.700 0.02
Mg 279.553 0.04 Hg 214.438 0.05
竹蓀樣品分析
對(duì)沃爾瑪鎘超標(biāo)的竹蓀樣品中的有害重金屬元素和營養(yǎng)無機(jī)元素進(jìn)行分析，分析結(jié)果見表3，結(jié)果表明，各元素分析結(jié)果與ICP-MS及進(jìn)口的全譜儀的測(cè)定結(jié)果一致，說明此方法準(zhǔn)確、可靠。
表3 竹蓀中各元素的檢測(cè)結(jié)果（單位：μg/g）
元素 As Cr Cd B Mo
竹蓀1（）（μg/g） 0.66 1.12 3.57 2.57 0.20
ICP-MS測(cè)定結(jié)果（μg/g） 0.60 1.25 3.29 2.42 0.18
竹蓀2（白色）（μg/g） 0.52 0.76 2.45 1.58 0.11
ICP-MS測(cè)定結(jié)果（μg/g） 0.51 0.81 2.52 1.54 0.10
元素 Ni Mn Sr P Mg
竹蓀1（）（μg/g） 1.69 88.8 0.74 2.22 0.58
ICP-MS測(cè)定結(jié)果（μg/g） 1.65 87.8 0.72 2.21 0.59
竹蓀2（白色）（μg/g） 0.96 1.10 0.54 2.92 0.87
ICP-MS測(cè)定結(jié)果（μg/g） 0.87 1.05 0.60 2.92 0.87
元素 Ca Fe Al Rb Zn
竹蓀1（）（mg/g） 0.11 0.090 0.098 0.74 35.6
全譜ICP（mg /g） 0.11 0.091 0.098 0.78 35.4
竹蓀2（白色）（mg /g） 0.095 0.11 0.147 0.52 31.2
全譜ICP（mg /g） 0.099 0.11 0.152 0.54 34.5
元素 Y Pb Ba Cu Hg
竹蓀1（）（μg/g） 0.13 <0.1 <0.04 <0.02 <0.01
全譜ICP（μg/g） 0.13 - - - -
竹蓀2（白色）（μg/g） 0.063 <0.1 <0.04 <0.02 <0.05
全譜ICP（μg/g） 0.066 - - - -
6 結(jié)論
納克生產(chǎn)的高分辨率順序掃描ICP光譜儀，相對(duì)于中階梯光柵和固體檢測(cè)器相結(jié)合的全譜儀，具有更低的檢出限，更高的分辨率和靈敏度，極小的基體效應(yīng)，用于分析食品中的痕量、超痕量元素極具優(yōu)勢(shì)。
本方法通過簡單、快速的硝酸、雙氧水消解，使用納克的Plasma 1000對(duì)竹蓀中的無機(jī)元素As、Cr、Cd、B、Mo、Ni、Mn、Sr、Pb、P、Ca、Fe、Al、Rb、Y、Pb、Ba、Cu、Hg等進(jìn)行了分析，各元素的測(cè)定值與標(biāo)準(zhǔn)值基本吻合，對(duì)于快速檢測(cè)竹蓀中的無機(jī)營養(yǎng)元素及有害重金屬元素具有重要意義。

微波消解-ICP-AES法測(cè)定乙炔黑中的雜質(zhì)元素含量
1 前言
乙炔黑是由碳化鈣法或石腦油（粗汽油）熱解時(shí)副產(chǎn)氣分解精制得到的純度99%以上的乙炔，經(jīng)連續(xù)熱解后得到的炭黑。由于重金屬等雜質(zhì)少、電導(dǎo)率高、粒度很小且各向同性，乙炔黑常作為一種導(dǎo)電劑應(yīng)用在鋰離子電池（LIB）的正負(fù)電極中。
測(cè)定乙炔炭黑中的雜質(zhì)元素已有相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)GB 3782-2006），報(bào)道的文獻(xiàn)也較多，主要采用傳統(tǒng)的干灰化法等樣品前處理方法，用電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）來完成分析測(cè)定。本文作者利用密閉微波消解技術(shù)，對(duì)乙炔炭黑樣品進(jìn)行前處理，并利用電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-AES）完成了對(duì)乙炔炭黑溶液中17個(gè)雜質(zhì)元素含量的測(cè)定，有效地解決了樣品的分解、背景干擾和易揮發(fā)元素分析結(jié)果偏低等問題，可以較大程度地提高乙炔炭黑類樣品的檢出限和精密度。
2 儀器簡介
Plasma1000型電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀簡稱 ICP-AES ，是我公司推出的單道順序掃描型光譜儀，本應(yīng)用報(bào)告的所有測(cè)量結(jié)果均來自這種ICP光譜儀。相對(duì)于由中階梯光柵分光系統(tǒng)和固體檢測(cè)器組成的 ICP 光譜儀(即全譜儀)，單道順序掃描型光譜儀具有更低的檢出限，更高的分辨率和靈敏度，極小的基體效應(yīng)，更適合測(cè)定痕量和超痕量元素，同時(shí)此儀器配備功能強(qiáng)大界面友好的分析軟件，友好的人機(jī)界面，強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能，對(duì)輸出數(shù)據(jù)可隨機(jī)打印,也可自動(dòng)生成Excel格式的結(jié)果報(bào)告。
3 樣品制備
準(zhǔn)確稱取0.1000g 試樣，置于微波消解罐中，分別加入2 mL HNO3、3mL H2SO4、1mL HClO4，在表1條件下進(jìn)行微波消解；待冷卻結(jié)束后，轉(zhuǎn)移至25 mL 玻璃容量瓶中，加水定容至刻度。
表1 樣品微波消解分析條件
步驟 時(shí)間 壓力 溫度
1 3 min 15 atm 120 ℃
2 3 min 15 atm 150 ℃
3 3 min 30 atm 180 ℃
4 10 min 35 atm 200 ℃
5 20 min 40 atm 220 ℃
4 儀器參數(shù)
功率 1.25 KW，負(fù)高壓 800 V，冷卻氣流量 18.0 L/min，輔助氣流量 0.8 L/min，載氣流量 0.2 MPa，蠕動(dòng)泵泵速 20 rpm。觀測(cè)高度距功率圈上方 12 mm，同軸玻璃氣動(dòng)霧化器，進(jìn)口旋轉(zhuǎn)霧室，三層同軸石英炬管，中心管 2.0 mm。
5 工作曲線與分析結(jié)果
5.1工作曲線
標(biāo)準(zhǔn)曲線的配制采用基體匹配的方式，各元素的相關(guān)系數(shù)（見表2）均在0.999以上，線性范圍0.0000 % ～ 0.0500 % 。
表2 各元素標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性相關(guān)系數(shù)
分析元素 R 分析元素 R
AL 0.99999 Ca 0.99867
Cd 0.99997 Co 0.99972
Cr 0.99998 Cu 0.99990
Fe 0.99994 Mg 0.99996
Mn 0.99999 Mo 0.99983
Ni 0.99987 P 0.99985
Pb 0.99966 Sb 0.99820
Si 0.99924 V 0.99985
Zn 0.99989
5.2 檢出限
以 6 %的混酸（HNO3:H2SO4:HClO4=2:3:1）作空白測(cè)試，在上述選定的工作條件下，重復(fù)測(cè)量空白溶液11次，以空白測(cè)定的標(biāo)準(zhǔn)偏差的3倍計(jì)算各元素的檢出限，結(jié)果列于表3。由表3可知，各元素的檢出限均滿足乙炔炭黑中的雜質(zhì)物質(zhì)的質(zhì)量指標(biāo)。
表3 乙炔炭黑溶液中各雜質(zhì)元素所選譜線估算的檢出限
分析元素素 分析線/ nm 檢出限LD / % 分析元素素 分析線/ nm 檢出限LD / %
AL 394.401 0.00271 Ca 393.366 0.00010
Cd 214.438 0.00003 Co 228.616 0.00020
Cr 267.716 0.00011 Cu 324.754 0.00013
Fe 259.940 0.00007 Mg 279.535 0.00001
Mn 257.610 0.00002 Mo 202.030 0.00015
Ni 231.604 0.00050 P 213.618 0.00005
Pb 220.353 0.00076 Sb 206.833 0.00176
Si 251.611 0.00005 V 292.464 0.00002
Zn 202.548 0.00005
分析元素素 分析線/ nm 檢出限LD / % 分析元素素 分析線/ nm 檢出限LD / %
AL 394.401 0.00008 Ca 393.366 0.00001
Cd 214.438 0.00003 Co 228.616 0.00007
Cr 267.716 0.00009 Cu 324.754 0.00003
Fe 259.940 0.00007 Mg 279.535 0.00001
Mn 257.610 0.00002 Mo 202.030 0.00005
Ni 231.604 0.00005 P 213.618 0.00008
Pb 220.353 0.00007 Sb 206.833 0.00020
Si 251.611 0.00005 V 292.464 0.00002
Zn 202.548 0.00005
5.3實(shí)際樣品分析
本文采用納克 Plasma 1000 單道掃描 ICP 光譜儀和 Varian 725 型全譜儀對(duì)實(shí)際樣品進(jìn)行測(cè)定，其分析結(jié)果見表4。從表4可以看出，大部分元素不同方法之間測(cè)定結(jié)果基本一致。其中，納克 Plasma 1000 單道掃描型 ICP 光譜儀在測(cè)定痕量元素時(shí)具有更低的檢測(cè)限，而在測(cè)定K、Na等波長較長的譜線時(shí)，Varian 725更有優(yōu)勢(shì)，其余元素各方法結(jié)果基本一致。
表4不同儀器及不同分析方法測(cè)定結(jié)果比較
樣品名稱 樣品原號(hào) 分析項(xiàng)目，%
乙炔黑 1 Al Ca Cd Co Cr
0.0006 0.0055 ＜0.0001（0.00001） ＜0.0001 0.0002
0.0007 0.0056 ＜0.0001（0.00002） ＜0.0001 0.0003
0.0007 0.0056 ＜0.0001（0.00002） ＜0.0001 0.0003
Cu Fe K Mg Mn
＜0.0001 0.0015 ＜0.001 0.0004 ＜0.0001（0.00001）
＜0.0001 0.0012 ＜0.001 0.0003 ＜0.0001（0.00002）
＜0.0001 0.0014 ＜0.001 0.0004 ＜0.0001（0.00002）
Mo Na Ni P Pb
0.0003 0.0001 ＜0.0001（0.0001） ＜0.001 ＜0.0001（0.00006）
0.0002 0.0002 ＜0.0001（0.00006） ＜0.001 ＜0.0001（0.00008）
0.0003 0.0002 ＜0.0001（0.00008） ＜0.001 ＜0.0001（0.00007）
Sb Si V Zn
0.0002 ＜0.001 0.0005 ＜0.0001
0.0003 ＜0.001 0.0002 ＜0.0001
0.0003 ＜0.001 0.0004 ＜0.0001
乙炔黑 2 Al Ca Cd Co Cr
0.0008 0.0028 ＜0.0001 ＜0.0001 ＜0.0001
0.0007 0.0025 ＜0.0001 ＜0.0001 ＜0.0001
0.0008 0.0027 ＜0.0001 ＜0.0001 ＜0.0001
Cu Fe K Mg Mn
＜0.0001 0.0002 ＜0.001 0.0008 ＜0.0001（0.00005）
＜0.0001 0.0003 ＜0.001 0.0007 ＜0.0001（0.00008）
＜0.0001 0.0003 ＜0.001 0.0008 ＜0.0001（0.00007）
Mo Na Ni P Pb
＜0.0001 0.0001 ＜0.0001（0.00001） ＜0.001 ＜0.0001
＜0.0001 0.0002 ＜0.0001（0.00002） ＜0.001 ＜0.0001
＜0.0001 0.0002 ＜0.0001（0.00002） ＜0.001 ＜0.0001
Sb Si V Zn
＜0.0001 ＜0.001 0.0005 ＜0.0001
＜0.0001 ＜0.001 0.0007 ＜0.0001
＜0.0001 ＜0.001 0.0006 ＜0.0001
乙炔黑 3 Al Ca Cd Co Cr
0.0003 0.0111 ＜0.0001 ＜0.0001 ＜0.0001
0.0005 0.0111 ＜0.0001 ＜0.0001 ＜0.0001
0.0004 0.0111 ＜0.0001 ＜0.0001 ＜0.0001
Cu Fe K Mg Mn
＜0.0001 0.0005 ＜0.001 0.0006 ＜0.0001（0.00003）
＜0.0001 0.0004 ＜0.001 0.0009 ＜0.0001（0.00004）
＜0.0001 0.0005 ＜0.0010 0.0008 ＜0.0001（0.00004）
Mo Na Ni P Pb
＜0.0001 0.0001 0.00010 ＜0.001 ＜0.0001（0.00002）
＜0.0001 0.0002 0.00006 ＜0.001 ＜0.0001（0.00002）
＜0.0001 0.0002 0.00008 ＜0.001 ＜0.0001（0.00002）
Sb Si V Zn
0.0002 0.008 0.0001 0.0002
0.0001 0.010 0.0002 0.0002
0.0001 0.009 0.0002 0.0002
5.4 精密度試驗(yàn)
對(duì)實(shí)際樣品平行測(cè)定11次，測(cè)試方法的精密度，精密度試驗(yàn)結(jié)果見表5。
表5 方法的精密度
分析元素 RSD
/% 分析元素 RSD
/% 分析元素 RSD
/% 分析元素 RSD
/%
Al 2.05 % Ca 5.72 % Cd 4.03 % Co 10.11 %
Cr 5.83 % Cu 6.84 % Fe 1.54 % Mg 0.89 %
Mn 3.44 % Mo 8.67 % Ni 1.83 % P 5.23 %
Pb 8.84 % Sb 9.27 % Si 7.41 % V 7.30 %
Zn 3.64 %
6 結(jié)論
從上述分析結(jié)果， 可看出本方法有較低的檢出限，方法的精密度 10.00 % 之內(nèi)，可滿足乙炔炭黑質(zhì)量分析的要求，是乙炔炭黑樣品中Al、Ca、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、Mg、Mn、Mo、Ni、P、Pb、Sb、Si、V、Zn等多種雜質(zhì)元素分析的一種簡便可行的方法。

Plasma 1000測(cè)定雞肉中的微量元素和有害重金屬元素
前言
雞肉味甘性溫，有、補(bǔ)精添髓的作用，是人類肉食品的重要組成部分和重要的營養(yǎng)來源，可用于治療產(chǎn)后乳少、病后虛弱、營養(yǎng)不良性水腫。隨著人們生活品質(zhì)的提高, 人們對(duì)雞肉的消費(fèi)需求已從由數(shù)量型轉(zhuǎn)向質(zhì)量型, 更關(guān)注雞肉的風(fēng)味、質(zhì)地、營養(yǎng)、安全性等因素。消費(fèi)者希望雞肉的營養(yǎng)價(jià)值更高, 口味更鮮美, 因此, 優(yōu)質(zhì)肉雞品種及其肌肉品質(zhì)已經(jīng)成為人們?nèi)找骊P(guān)注的問題。在雞肌肉品質(zhì)評(píng)定中, 以肌肉化學(xué)成分作為評(píng)價(jià)肉雞品質(zhì)的客觀指標(biāo)之一。無機(jī)元素作為主要化學(xué)成分, 是人們?cè)u(píng)價(jià)的一項(xiàng)重要指標(biāo)。
雞肉中無機(jī)元素包括微量有益元素Ca、Fe、Zn、Se、Ni、Mn、Cu和有害重金屬，傳統(tǒng)雞肌肉元素檢測(cè)方法有原子吸收法、原子熒光法等, 但這些方法均無法實(shí)現(xiàn)大批量快速定量檢測(cè)。電感藕合等離子體發(fā)射光譜法(ICP-AES)具有高效率、高準(zhǔn)確度、低檢出限、抗干擾能力強(qiáng)、操作簡便、分析過程簡單, 可同時(shí)進(jìn)行多元素快速分析等特性，目前已廣泛應(yīng)用于生物、食品、藥材、環(huán)境、材料科學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域。ICP-AES法測(cè)定雞肉中的微量元素和有害重金屬元素，需要對(duì)雞肉里大量有機(jī)物預(yù)先進(jìn)行消化處理。常用的樣品消化方法有干法消解和濕法消解, 干法消解操作簡便, 但在消化過程中因一些元素?fù)]發(fā)易造成分析結(jié)果偏低；濕法消解又易帶來污染物, 可使空白值偏高;微波消解技術(shù)是近幾年來發(fā)展起來的新型消解技術(shù), 與傳統(tǒng)消解技術(shù)相比具有加熱快、升溫高、消解能力強(qiáng)、空白值低、元素?zé)o揮發(fā)損失、環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)。但微波消解一次消解量有限，而食品中許多元素含量很低，本文把濕法消解與微波消解結(jié)合起來，先在水浴上預(yù)消解，待大部分有機(jī)物激烈反應(yīng)過后，再進(jìn)行微波消解，消解完全后的樣品在納克生產(chǎn)的高分辨率順序掃描ICP光譜儀上進(jìn)行測(cè)定。
實(shí)驗(yàn)
本實(shí)驗(yàn)對(duì)GBW 10018(GSB-9 雞肉)國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行了測(cè)定
樣品前處理
準(zhǔn)確稱取2.000g試樣，加硝酸5mL，雙氧水2mL，低溫（80℃）預(yù)消解樣品，待樣品激烈反應(yīng)完后，補(bǔ)加5mL硝酸，放入微波爐中，180℃消解15min，25mL容量瓶定容。
儀器
Plasma1000型電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀簡稱ICP-AES，是我公司推出的單道順序掃描光譜儀，本應(yīng)用報(bào)告的所有測(cè)量結(jié)果均來自這種ICP光譜儀。相對(duì)于由中階梯光柵分光系統(tǒng)和固體檢測(cè)器組成的ICP光譜儀(即全譜儀)，單道順序掃描光譜儀具有更低的檢出限，更高的分辨率和靈敏度，極小的基體效應(yīng)，同時(shí)此儀器配備功能強(qiáng)大界面友好的分析軟件，友好的人機(jī)界面，強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能，對(duì)輸出數(shù)據(jù)可隨機(jī)打印,也可自動(dòng)生成Excel格式的結(jié)果報(bào)告。儀器的工作參數(shù)見表1：
表1 Plasma 1000 ICP-AES操作參數(shù)
儀器參數(shù) 數(shù)值
功率 1.15 Kw
冷卻氣流量 18.0 L/min
輔助氣流量 0.8 L/min
載氣流量 0.2 MPa
蠕動(dòng)泵泵速 20 rpm
觀測(cè)高度 12 mm
分析結(jié)果
方法的檢出限：
由消解空白的3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差測(cè)定方法的檢出限，選擇的分析波長和方法的檢出限見表2。
表2 Plasma 1000 ICP-AES元素波長及方法的檢出限（μg/g）
元素 波長（nm） 檢出限（μg/g） 元素 譜線 檢出限（μg/g）
Mo 202.030 0.08 As 193.759 0.1
204.590 0.07 Zn 206.200 0.02
Sb 206.833 0.5 Y 371.030 0.004
231.147 0.3 Hg 194.227 0.05
B 249.678 0.008 Cd 214.438 0.01
Ni 221.647 0.08 228.802 0.01
231.604 0.04 Al 394.401 0.05
Mn 257.610 0.006 Mg 279.553 0.04
Cu 224.700 0.02 Ca 315.667
327.396 0.03 393.366 0.002
Sn 283.999 0.5 P 213.618 0.5
Ba 455.403 0.04 Pb 220.40 0.2
Fe 259.940 0.03 Rb 421.556 0.004
Ti 319.992 0.02 Se 196.090 0.2
Sr 421.600 0.002
407.771 0.004
雞肉標(biāo)準(zhǔn)樣品分析:
對(duì)GBW 10018(GSB-9)雞肉標(biāo)準(zhǔn)樣品中的主量、微量、痕量元素進(jìn)行分析，分析結(jié)果見表3，結(jié)果表明，所有被測(cè)元素含量均在參考值的允許差范圍內(nèi)，說明此方法準(zhǔn)確、可靠。
表3 雞肉標(biāo)準(zhǔn)樣品測(cè)試結(jié)果
元素及波長 Pb220.353 Zn202.548 Se196.090 Cd214.438 Y371.030
雞肉（μg/g） 0.14 26.10 0.523 0.008 0.005-/hbahabd/-