微波消解_石墨炉原子吸收光谱法测定乳和乳制品中的砷

1、Vol.38,No.72010(total 2360引言砷是一种对人体有害的重金属元素,其氧化物和砷酸盐对人体的心肌和呼吸、神经、生殖、造血、免疫系统都有不同程度的损伤作用1。对此国家制定了食品卫生标准对砷的限量进行了规定。由于砷是易挥发的非金属元素,且砷的波长较短,消解和测定困难。现行国标测定砷有4种方法:氢化物原子荧光光度法、银盐法、砷斑法和硼氢化物还原比色法。无论何种方法,都有样品处理时砷损失的问题。微波消解是近年来发展较快的实验前处理装置,原子吸收光谱仪是实验室常规仪器。但将两者结合使用,测定食品中的砷的有关文献较少。本文提出一种通用的测定砷的方法,通过微波消解以减少砷的损失,再配合基

2、体改进剂的使用,石墨炉原子吸收光谱法测定乳与乳制品中砷含量2,达到准确、快速、经济的目的。1实验1.1主要仪器与试剂微波消解设备;日立Z-2000原子吸收分光光度计石墨炉部分;热解石墨管(阻值0.03;高性能砷空心阴极灯;硝酸(优级纯;过氧化氢(有机纯;硝酸镍溶液为5g/L (优级纯;砷标准储备溶液(100g/mL ;砷标准使用液为100g/L ;载气(99.999%高纯氩气。实验中所有器皿均经(11硝酸溶液浸泡过夜,再用蒸馏水、超纯水冲净后晾干备用3。实验中所用水为超纯水(电阻值大于18.2M 1.2仪器工作条件波长193.7nm ,狭缝1.3nm ,灯电流8mA ,干燥温度80120(35

3、s ,灰化温度800(20s ,原子化温度2200(5s ,净化温度2600(4s ,冷却时间10s ,进样体积20L ,基体改进剂量10L 。1.3样品处理试样消解:准确称量0.20.5g 于消解罐内,加入微波消解-石墨炉原子吸收光谱法测定乳和乳制品中的砷乌尼尔,高娃,其其格,赵源,崔涛,胡桂林,常建军,李梅(内蒙古蒙牛乳业集团股份有限公司,呼和浩特011500摘要:采用微波消解技术处理样品,减少了被测元素的损失,通过石墨炉原子吸收光谱法进行测定,对升温程序的控制和基体改进剂的引入来达到提高灵敏度和准确度的目的。在选定的最佳仪器条件下该方法检出限为0.22g/L ,回收率为88%105%,相

4、对标准偏差为1.04%3.30%。本方法适合用于分析乳和乳制品中砷的质量分数,灵敏度高、简便、快速、试剂用量少、损失少等特点,实现了分析的自动化和连续化等。关键词:微波消解;石墨炉原子吸收;砷;乳和乳制品中图分类号:TS252.7文献标识码:A文章编号:1001-2230(201007-0045-03Determination of arsenic content in milk and dairy products by Microwave di -gestion-graphite furnace atomic absorption spectrographic methodsWunier

5、,GAO Wa ,Qiqige ,ZHAO Yuan ,CUI Tao,HU Gui-lin ,CHANG Jan-jun ,LI Mei(Inner Mongolia Mengniu Dairy Industrial Co.Ltd.,Hohhot 011500,ChinaAbstract:Using microwave digestion technologies to process samples,reducing the loss of the elements measured by graphite furnace atomic absorption spectrometry fo

6、r the determination of the temperature control of the program and the introduction of matrix modifier to achieve greater sensitivity and accuracy of the purpose.The best equipment of the selected conditions,the method detection limit is 0.22g /L,the recovery rate is 88%-105%and relative standard dev

7、iation is 1.04%-3.30%,this method is suitable for the analysis of arsenic in milk and dairy products mass fraction,high sensitivity ,simple,rapid,reagent use less,the loss characteristics of low achieving automated and continuous analysis and so on.Keys words:Microwave digestion;graphite furnace ato

8、mic absorption;arsenic;milk and dairy products收稿日期:2010-05-17作者简介:乌尼尔(1982-,女,学士,从事乳品分析方面的研究。 中国乳品工业452mL过氧化氢,3mL硝酸,1mL超纯水,置于微波消解系统内,按设定程序消解(表1,将消解完毕,冷却后用超纯水水定容至10mL容量瓶内,用石墨炉原子吸收光谱仪测定。同时作试剂空白。加标回收实验前处理与实际样品相同,只是多加入适量标样于样品,然后再消化。1.4标准溶液的配制分别准确吸取2.5,2.0,1.5,1.0,0.5,0.0mL砷标准使用液(100g/L于25mL容量瓶中,用1%的硝酸溶液

9、定容,混匀,备用。1.5测定取上述溶液,进样20L,在表1所列的加热程序的参数下,进样测定,由标准曲线得出样液中砷的质量浓度。标样按同样方法测定。2结果与讨论2.1微波消解试剂配比的确定首先用单因素法考察消解试剂配比对加标后样品中砷质量分数的影响,在加标量相同的情况下,由下表可见选择3mL硝酸与2mL双氧水时样品检测出砷的质量分数都大于硝酸与双氧水配比为41时,因此微波消解试剂的配比定为m(HNO3m(H2O2=32。2.2石墨炉升温程序的优化为了防止试样的溅射,在干燥阶段,选用斜坡分段升温方式,即分两个阶段,第一阶段起始温度80,终止温度105,保持5s,第二阶段起始温度105,终止温度12

10、0,保持30s。选用硝酸镍作为基体改进剂,在其他条件不变的情况下,改变灰化温度400,500,600,700,800,900, 1000,1100进行实验,向原子吸收石墨炉分光光度计加入质量浓度为10g/L的标准砷溶液测定吸光度值,结果如图1所示。由图1可以看出,灰化温度在800时吸光度值最大,重现性好。较高的灰化温度和足够的灰化时间能使样液灰化完全4,在800下选择不同的灰化时间进行检测,当灰化时间达到10s以上时吸光度值保持稳定,根据实际情况灰化时间选择了20s。图1灰化温度的选择适当的原子化温度使待测元素原子化完全,但又不能太高以免加速石墨管的老化而导致吸光度下降,选用硝酸镍为基体改进剂

11、,其他条件不变的情况下,用质量浓度为10g/L的标准砷溶液测定20002600不同原子化温度下的吸光值,结果如图2所示。由图2可以看出,2200时吸光值最大,重现性和回收率较好,本法选择灰化温度为2200。图2原子化温度的选择样品经过硝化处理,上机检测后进行升华,因此试样在原子化之后不会在石墨管中产生强的记忆效应,为了延长石墨管的寿命5,本法选择净化温度为2600,净化时间为4s。2.3基体改进剂砷为易挥发性的元素,可以在石墨管内加入某种熔点较高的金属元素改进剂,与砷反应生成稳定的合金,从而提高灰化温度和原子化温度,一般采用的有硝酸镍、硝酸钯。如果以硝酸镍为改进剂,由于高浓度的镍残留在石墨管内

12、,对于镍的测定有一定的记忆效应5。如果以硝酸钯为基体改进剂,灵敏度高,但比较昂贵。从基体改进效果及其经济成本考虑,本文选择5g/L硝酸钯和硝酸镍混合溶液为基体改进剂。功率/W 1600 1600 1600功率输出/%100100100升温时间/min6:003:004:00控制温度/120150180保持时间/min1315表1微波消解设备升温程序阶段干燥干燥灰化原子化清除冷却起始温度/8010580022002600终止温度/10512080022002600斜坡时间/s5220保持时间/s530205410载气流量/(mL·min-120020020010200200表2石墨炉升

13、温程序V(HNO3V(H2O23241加标量0.20.2样品10.2100.0985样品20.2290.102表3微波消解试剂配比对结果的影响mg/kg 测定方法Inspection Methods462010年第38卷第7期(总第236期Vol.38,No.72010(total 236LANGENDORFF V.Emulsion Stabilizing Properties of Depolymer -ized PectinJ.Food Hydrocolloids,2002,16:215226.6CAO Y,DICKINSON E,WEDLOCK D.Creaming and Floccu

14、lation in Emulsions ContainingPolysaccharideJ.Food Hydrocolloids,1990,4:185-195.7ERIC DICKINSON.Hydrocolloids at Interfaces and The Influence on The Properties of Dispersed Systems.J.Food Hydrocolloids,2003,17:2539.8DALGLEISH D G,HOLLOCOU A L.Stabilization of Protein-Based Emulsions by Means of Inte

15、racting PolysaccharidesM.Food Colloids:Proteins,Lipids and Polysaccharides,1997:236-244.9MALONE M E,APPELVIST I A M,NORTON I T .Oral Be -haviour of Food Hydrocolloids and Emulsions.Part 1.Lubrication and Deposition ConsiderationsJ.Food Hydrocolloids,2003,17:763773.10GUINARD J X,MAZZUCCHELLI R.The Se

16、nsory Perception ofTexture and MouthfeelJ.Trends in Food Science and Technology,1996,7:213219.11HEATH M R,PRINZ J F.Processing of Foods and The Sensory E -valuation of Texture M/Food Texture,Measurement and Percep -tion.Oxford:Chapman and Hall ,1999:1829.(上接第38页2.4线性范围砷在质量浓度为060g/L 范围内呈线性,回归方程y =0.0

17、054x +0.0016,相关系数R 2为0.9995,标准曲线如图3所示。2.5方法检出限用空白标准进行20次砷吸光值的连续测定,其标准偏差为0.0004ng/L ,根据3倍标准偏差与对应的砷工作曲线斜率求出该方法砷的检出限为0.22g/L 。2.6精密度实验分别配制低、中、高3个质量浓度砷标准溶液,每个质量浓度测定6次,计算相对标准偏差,结果如表5所示。2.7回收率实验应用本方法对牛奶、酸奶、奶粉、雪糕进行高、中、低不同水平加标回收检测,结果如表6所示。3结论(1采用微波消解密闭系统处理样品,损失少,比较安全。(2消解样品时选择了用2mL 过氧化氢,3mL 硝酸,1mL 超纯水消解样品,消

18、解效果非常好,适合各种乳与乳制品样品的前处理,而且不需要赶酸,消解完后直接用超纯水定容上机检测,节省了很多时间。使用了硝酸镍和硝酸钯的混合基体改进剂,达到了经济,准确的目的。本文通过实验分析和测试条件优化,建立了石墨炉原子吸收光谱法分析乳和乳制品中砷的方法,具有灵敏可靠、简单快捷的优点。参考文献:1梅光泉.茶叶中的微量元素化学J.微量元素与健康研究,2004,21(1:49-52.2马怡载,何华昆,杨啸涛.石墨炉石鱼炉原子吸收分光光度法M.北京:原子能出版社,1998.3KUMARS.Trace Element Analytical Chemistry in Medicine and Biol -ogyJ.Anal.at Spectrom,1993,8(1:127.4邬春华,吕元琦,袁倬斌.微波消解原子荧光光谱法测定生物样品中砷汞J.理化检验2:化学分册,2006,42(1:41242,45.5CAVA -MONTESINOS P J ,CERVERA M L .Hydride -Gener