竇文淵,周漪波,巫培山,胡家寶,李俊陽,伍德進(jìn),楊偉明
(中國廣州分析測試中心廣東省化學(xué)危害應(yīng)急檢測技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東 廣州 510070)
桃金娘 Rhodomyrtus tomentosa(Ait.)Hassk.為桃金娘科桃金娘屬植物,別名山稔、崗稔、桃娘、稔子、仲尼,是在我國有天然分布的一種植物,在我國東南部、南部至西南部,南亞、東南亞等地均有廣泛分布,是一種優(yōu)良的野生植物資源。在《本草綱目》、《本草綱目拾遺》等本草專著中對桃金娘的藥用價(jià)值已有詳細(xì)記載。桃金娘性味甘澀平,以根、葉和果入藥,具有養(yǎng)血、止血、澀腸、固精之功效[1]。現(xiàn)代社會的發(fā)展,推動工業(yè)的發(fā)展的同時(shí)給環(huán)境帶來了污染,金屬的污染也是很主要的元素,因此,各個行業(yè)對元素的監(jiān)測的關(guān)注也是越來越重視。隨著社會環(huán)境的快速變化和生活質(zhì)量要求的提高,作為人們可食用的桃金娘果實(shí),對它的元素的研究就很有必要性。查找以往關(guān)于桃金娘元素方面的有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道,元素測定方面研究很少,電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀[2-10]適合同時(shí)多元素檢測,方便快捷,數(shù)據(jù)準(zhǔn)確,因此,本試驗(yàn)采用微波消解前處理對樣品,用電感耦合等離子發(fā)射光譜法(inductively coupled plasma atomic emission spectrometry,ICP-AES)測定桃金娘果的20 種元素質(zhì)量濃度,為科學(xué)利用桃金娘的果實(shí)提供重要意義。
Prodigy XP 電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀:美國Leeman 公司;TOPEX 微波消解儀:上海屹堯儀器有限公司。
桃金娘果樣品:廣東省天天原生態(tài)有限公司。
硝酸、過氧化氫均為優(yōu)級純:廣州市試劑廠;試驗(yàn)用水為高純水;17 種混合標(biāo)液(Cu、Pb、Zn、Ni、Cd、Cr、Fe、Mn、Al、Ti、Mg、B、Sr、Mo、Ba、Co、Si)和 K、Na、Ca 標(biāo)準(zhǔn)溶液:國家鋼鐵材料測試中心鋼鐵研究總院,濃度均為1 000 μg/mL。所用玻璃器皿均用10%硝酸浸泡24 h,均用蒸餾水、高純水清洗備用。
1.2.1 儀器工作條件
ICP-AES 的儀器使用條件如表1所示。
表1 主要儀器參數(shù)Table 1 The major instrument parameter
1.2.2 樣品前處理
將樣品(桃金娘果)清洗干凈,等樣品表面水分風(fēng)干,然后研磨粉碎混勻。精密稱定樣品5.000 g,置消解罐子中,慢慢加入10 mL 硝酸,再加入1 mL H2O2,蓋好蓋子。按照表2的消解程序進(jìn)行消解。消解結(jié)束后冷卻至25 ℃。將罐內(nèi)中消解好的溶液取出,過濾,轉(zhuǎn)移至25 mL 的容量瓶,最后用高純水定容至刻度線,混勻,待測。微波消解升溫程序具體見表2。
表2 微波消解升溫程序Table 2 Microwave digestion temperature procedure
1.2.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液曲線配制
混合標(biāo)準(zhǔn)溶液曲線A:將標(biāo)準(zhǔn)儲備液用1%的硝酸逐級稀釋,稀釋標(biāo)準(zhǔn)濃度分別為0.00、0.100、0.200、0.500、1.00、4.00 μg/mL;混合標(biāo)準(zhǔn)液曲線 B:將 K、Na、Ca 標(biāo)準(zhǔn)儲備液用1%的硝酸混合逐級稀釋,配制標(biāo)準(zhǔn)溶液曲線濃度分別為0.00、0.500、1.00、5.00、10.0、20.0、25.00 μg/mL。
ICP-AES 全譜掃描對20 個待測元素不同的工作譜線,校正背景的扣除,結(jié)合譜線的互不干擾、靈敏度合適等因素,選取最優(yōu)的檢測元素譜線,結(jié)果見表3。
表3 20 種元素的元素譜線Table 3 Analysis line of 20 elements
元素常用的消解方法為濕法消解、干法消解和微波消解。濕法消解的方法優(yōu)點(diǎn)是消解成本低,步驟容易操作,缺點(diǎn)是容易損失部分待測元素。干法消解處理方法消解方法優(yōu)點(diǎn)是消解充分,缺點(diǎn)是步驟多,容易帶入干擾,容易損失部分元素,現(xiàn)在基本少用。微波消解的方法優(yōu)點(diǎn)是不易損失樣品中待測物,消解完全消解效果好。消解食品樣品一般選用硝酸和過氧化氫作為消解試劑。為了考察樣品在不同試劑的條件下,設(shè)定了4 個消解方案,通過檢測數(shù)據(jù)來比對微波消解與濕法消解的消解效果,具體消解方法的方案見表4,樣品的消解檢測結(jié)果見表5。
表4 樣品的不同方法消解的情況Table 4 Different methods of sample digestion
由表4看出,經(jīng)過試驗(yàn)比較,方法A 和方法C 消解效果不是很好,還有少量的沉淀,方法B、方法C 和方法D 的消解效果,都是溶液澄清,說明消解樣品基本完成。由表5看出,方法D 消解樣品效果最好,可能由于微波消解在密閉空間消解的原因,因此,樣品的前處理方法選擇方法D,處理采用微波消解,硝酸與過氧化氫(9 mL+1 mL)消解,消解效果好。
表5 樣品的前處理消解方法的檢測結(jié)果Table 5 The test results of the former treatment of the sample
按表1儀器的工作條件,測定配置好的系列標(biāo)準(zhǔn)溶液,繪制校準(zhǔn)曲線回歸方程,結(jié)果見表6。
表6 20 種元素的線性及檢出限Table 6 Linear equation and detection limit of 20 metal elements
由表6可以看出,在線性范圍內(nèi),Cu、Pb、Zn、Ti、V、Cr、Fe、Mn、Al、Mo、Li、Sr、Ni、K、Na、Ca、Mg、Cd、B、Ba 的線性相關(guān)系數(shù)范圍為0.999 2~0.999 9,線性關(guān)系良好。
取樣品 6 份(分別標(biāo)為樣品 1,2,3,4,5,6),精密加入20 種元素一定量的標(biāo)準(zhǔn)溶液,按“2.3”項(xiàng)下方法制備,按“2.2”項(xiàng)下光譜條件測定,計(jì)算回收率。
由表7可知,樣品的 Cu、Pb、Zn、Ni、Cd、Cr、Fe、Mn、Al、Ti、K、Na、Ca、Mg、Co、B、Sr、Si、Ti、Mo 平均回收率范圍為90.7%~98.6%,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差范圍為為0.83%~3.93%。結(jié)果表明該方法準(zhǔn)確可靠。
表7 加樣回收試驗(yàn)測定結(jié)果(n=6)Table 7 The results of recovery experiment(n=6)
取同批次6 個樣品,按“2.3”項(xiàng)下方法制備供試品溶液,按“2.2”項(xiàng)下光譜條件測定,以標(biāo)準(zhǔn)曲線法計(jì)算含量(見表8)。
續(xù)表8 樣品的20 種元素含量測定結(jié)果Continue table 8 Determination results of 20 metal elements content in the sample
由表8結(jié)果可知,桃金娘果中20 種元素含量都不一樣,K 元素含量最高,Cd 元素含量最低,桃金娘果中20 種元素含量高低順序?yàn)椋篕、Ca、Mg、Na、Si、Al、B、Mn、Fe、Zn、Ba、Cr、Cu、Sr、Ni、Ti、Co、Mo、Pb、Cd。
本試驗(yàn)微波消解桃金娘果,通過前處理優(yōu)化、儀器條件的優(yōu)化快速準(zhǔn)確分析檢測元素含量,ICP-AES法測定了樣品中的20 種元素的含量方法簡單快捷。檢測結(jié)果表明,線性相關(guān)系數(shù)范圍為0.999 4~0.999 9,線性關(guān)系良好(n=6),平均回收率范圍為90.7 %~98.6 %,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差范圍為0.83%~3.93%。結(jié)果表明該方法準(zhǔn)確可靠。桃金娘果的元素含量高低順序是K、Ca、Mg、Na、Si、Al、B、Mn、Fe、Zn、Ba、Cr、Cu、Sr、Ni、Ti、Co、Mo、Pb、Cd。根據(jù)食品國家安全標(biāo)準(zhǔn) GB 2762-2005《食品中污染物限量》鉛(Pb)≤ 0.2mg/kg;鎘(Cd)≤0.05 mg/kg;鎳(Ni)≤ 1.0 mg/kg;鉻(Cr)≤ 1.0 mg/kg 的限量要求進(jìn)行判定,Pb、Cd、Ni、Cr 元素檢測結(jié)果均小于限量要求,桃金娘果的限量金屬含量符合食用要求。其它16 種元素,只是作為桃金娘果的元素拓展研究。試驗(yàn)證明該方法適合用于ICP-AES 法測定桃金娘果的20 種微量元素的含量,為桃金娘果以及其他植物的相關(guān)元素檢測提供依據(jù)。