ICP-MS技术同时测定多种食品添加剂中二十一种元素（一）

食品添加剂工业是食品生产的上游产业，由食品添加剂带入的重金属污染不容忽视。重金属污染已经是一种潜在的、日益严重的危害人类健康的问题，食品中的重金属会对人体产生较大危害：砷会引起人体癌变并损伤肝脏功能；汞及其化合物甲基汞在人体内蓄积，损伤人的肾、神经系统、肝脏；人体过量摄入铅会导致急性中毒并影响造血系统、神经系统和肾脏，铅的慢性中毒可导致不育症、神经狂躁症及夜盲症等多种疾病，铬毒性主要是引起黏膜充血、脑水肿等症状，长期摄入铝不仅会导致贫血、骨质疏松等疾病，更会损伤大脑，导致痴呆；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。

目前，金属元素根据种类的不同，检验方法也是多种多样，例如：铅的检验方法主要有分光光度法、示波极谱法、ICP-AES法、原子吸收光谱法。砷的测定方法有氢化物原子荧光光度法、银盐法、硼氢化物还原比色法；汞的方法主要有氢化物发生一原子荧光法、等离子体发射光谱法、原子吸收法、等离子体质谱法、分光光度法等。由于汞的扩散性和Hg2+的歧化反应而不稳定，采用塑料瓶容器储存痕量的汞，其含量随时间的变化持续下降或消失，影响汞测定的准确性。ICP-MS是目前测定痕量金属含量最有效的方法之一，具有检出限低、灵敏度高、线性范围宽、谱线简单和同时测定多种元素含量等优点，已被广泛的用于重金属的研究。本实验对过氧化氢酶、蛋白酶、复配膨松剂等食品添加剂中的21种元素采用ICP-MS法进行测定，提高了食品添加剂中金属元素检测的准确性和分析效率。

一、材料与方法

1、仪器

Agilent7900电感耦合等离子体质谱仪，美国安捷伦公司（包括八极杆碰撞/反应池）；CEMMars6微波消解仪，美国CEM；165500酸纯化仪，美国CEM；Milli-Q超纯水机，美国Millipore公司。

2、试剂

硝酸（GR）、双氧水（GR）购于国药集团化学试剂有限公司。

GBWl0024（GSB-15）扇贝-生物成分分析标准物质，购于国家标物中心。

内标溶液：锗（Ge）、铟（In）、铋（Bi）、钪（Sc）浓度均为100mg/L，购于AgilentTechnologies，使用前用5％的硝酸稀释为0.5mg/L。

标准溶液：铝（Al）、锑（Sb）、锡（Sn）、汞（Hg）、金（Au）浓度均为1000mg/L，购于国家标物中心，混合标液：铍（Be）、钒（V）、铬（Cr）、锰（Mn）、钴（Co）、镍（Ni）、铜（Cu）、镓（Ga）、砷（As）、铷（Rb）、锶（Sr）、钼（Mo）、银（Ag）、镉（Cd）、铯（Cs）、铊（Tl）、铅（Pb）浓度为10mg/L，购于美国安捷伦公司。

3、标准溶液配制

配制21种元素的混合标液，各元素浓度分别为：铝（Al）：5、10、20、40、60、80、100、200μg/L，汞（Hg）：0.05、0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1、2μg/L，其他元素：0.5、1、2、4、6、8、10、20μg/L。

4、样品前处理

称取过氧化氢酶、蛋白酶、复配膨松剂等食品添加剂样品0.5g于聚四氟乙烯消解罐中，加入8mL纯化后硝酸和2mL双氧水，于微波消解仪中消解，微波消解程序见表1，消解完成后用少量超纯水冲洗消解罐盖子及内壁，合并溶液于消解罐中，放置消解罐于赶酸电热板上在110ºC下赶酸105min，待消解罐温度降至室温后用超纯水冲洗消解罐内壁并转移到50mL容量瓶中，加0.6mL5mg/L金溶液，用超纯水定容混匀备用。

5、仪器条件

射频功率1490W，雾化室温度2ºC，载气流速1.00L/min，辅助气流速1.00L/min，冷却气流速15L/min，蠕动泵采集转速0.1r/s，蠕动泵快速提转速0.3r/s，蠕动泵快速提升时间40s，蠕动泵稳定时间30s，积分时间0.3s，测定次数3次，采样深度10.0mm；碰撞模式CCT，碰撞气流速5mL/min；提取透镜1电压0V；提取透镜2电压-205V；Omega偏转电压-100V；Omega透镜电压7.8V；碰撞池入口电压-40V；碰撞池出口电压-60V。

二、结果与讨论

1、汞条件的优化

汞由于易扩散和Hg²⁺的歧化反应而不稳定，同时在测定过程中会有很强的记忆效应。本方法在溶液中加入金，金与汞形成金汞齐，在等离子体中较易分解，不影响离子化效率。

称取0.59扇贝样品于聚四氟乙烯的消解罐中，称取过氧化氢酶、蛋白酶、复配膨松剂等食品添加剂样品0.59于聚四氟乙烯消解罐中，加入8mL纯化后硝酸和2mL双氧水，于微波消解仪中消解，微波消解程序见表1，消解完成后用少量超纯水冲洗消解罐盖子及内壁，合并溶液于消解罐中，放置消解罐于赶酸电热板上在110ºC下赶酸105min，待消解罐温度降至室温后用超纯水冲洗消解罐内壁并转移到50mL容量瓶中，加0.6mL5mg/L金溶液，用超纯水定容混匀备用。在转移定容之前分别加入0mL、0.1mL、0.2mL、0.4mL、0.6mL、0.8mL和1.0mL5mg/L金溶液，用超纯水定容混匀后备用。测试溶液中金含量分别为0、10、20、40、60、80、100μg/L，标准溶液中金含量和溶液中金含量相对应，为同一水平，验证不同浓度的金对标准物质检验结果及标样线性的影响，结果见表1。采用0.01、0.02、0.04、0.06、0.08、0.10mg/kg六个不同含量水平汞的加标实验，验证不同浓度水平的金含量对汞测定加标回收的影响，实验结果见表3。

实验结果表明，消解完成后，溶液中金的加入量为O时，标准曲线的线性较差，线性相关系数仅为0.9882，标准物质扇贝测定值为0.0218mg/kg（认定值0.040±0.007mg/kg），6个不同水平的汞的加标回收率较低，在35.5％～75.4％之间。随着溶液中金浓度的增大，线性相关系数逐渐上升，扇贝的测定结果接近真实值，加标回收结果变好，当金浓度增加到60μg/L时，参考样结果为0.0413mg/kg，加标回收率结果在95.9％～106％之间，线性相关系数在0.999以上，取得良好的实验结果，继续增加金的浓度实验结果没有明显的变化，因此最终确定金的浓度为60μg/L。实验证明在消解完的溶液中加入一定浓度水平的金溶液可以明显提升汞测定结果的准确性。

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