ICP–AES法測定黃瓜中的8種元素

刁春霞，喬秋菊，黃為紅

(泰州市疾病預(yù)防控制中心，江蘇泰州 225300）

黃瓜屬葫蘆科植物，有不同的品種，其中常見的因產(chǎn)地及個(gè)頭大小不同分別稱為大黃瓜與小黃瓜。常說的黃瓜多指本土產(chǎn)細(xì)長、翠綠、頂花帶刺的大黃瓜。體型短胖的小黃瓜是從國外引進(jìn)的，表面光滑無刺，也叫“荷蘭小黃瓜”、“迷你黃瓜”。

黃瓜中含有多種維生素和礦質(zhì)元素，營養(yǎng)價(jià)值比較高。微量營養(yǎng)元素與人體的生理功能密切相關(guān)，其含量的多少關(guān)系到人體的健康［1］。K，Ca，Mg，F(xiàn)e，Mn元素對(duì)人體生長發(fā)育、造血功能、免疫功能等有著重要的作用，具有一定的保健和營養(yǎng)價(jià)值［2］。何曉明等［3］對(duì)不同類型黃瓜的營養(yǎng)成分進(jìn)行了分析及初步評(píng)價(jià)，他們分析的對(duì)象是利用高維生素含量的資源進(jìn)行雜交育種及利用系統(tǒng)選育等方法培育的優(yōu)良品種。目前研究食品中微量元素的測定方法主要有電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜（ICP–AES）法［4－11］、電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP–MS）法［12－13］和火焰原子吸收光譜（FAAS）法［14－15］等。ICP–AES法檢測金屬元素具有靈敏度高、檢出限低、準(zhǔn)確性好、線性范圍寬及多元素同時(shí)測定等優(yōu)點(diǎn)，是一種快速高效的檢測方法［16］。

筆者用ICP–AES方法對(duì)黃瓜中人體必需的常量元素K，Ca，Mg及微量元素Fe，Mn，Cu，Zn，Se同時(shí)進(jìn)行測定，方法快速、準(zhǔn)確、高效。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要儀器與試劑

等離子體原子發(fā)射光譜儀：iCAP6300型，賽默飛世爾科技有限公司；

智能微波消解儀：XT–9900型，上海新拓微波溶解測試技術(shù)有限公司；

多用預(yù)處理加熱儀：XT–9800型，上海新拓微波溶解測試技術(shù)有限公司；

K，Ca，Mg，F(xiàn)e，Mn，Cu，Zn，Se單元素標(biāo)準(zhǔn)溶液：質(zhì)量濃度均為1 000 mg／L，國家有色金屬及電子材料分析測試中心；

硝酸：優(yōu)級(jí)純；

雙氧水：分析純；

超純水：電阻率為18.25 MΩ·cm；

黃瓜樣品：市售，洗凈后擦干備用。

1.2 ICP儀工作條件

高頻功率：1 150 W；等離子氣流量：10 L／min；輔助氣流量：0.5 L／min；載氣流量：0.5 L／min；泵轉(zhuǎn)速：50 r／min；霧化器進(jìn)樣；工作氣體：氬氣，純度大于99.99%；水平觀測方式。

1.3 樣品制備

將黃瓜樣品搗碎，于105℃下烘干至恒重，測定水分，測定結(jié)果見表1。從表1可知，大黃瓜中的水分含量略高于小黃瓜（約高0.7%）。將烘干的黃瓜研磨成粉末，準(zhǔn)確稱取約0.5 g干燥粉末樣品于消解罐中，加入5 mL硝酸，2 mL雙氧水，加蓋密封后置入外罐中，旋緊外罐，進(jìn)行微波消解。消解完畢待消解液冷卻后取出內(nèi)罐，在加熱儀中趕酸至約0.5 mL，以1%硝酸溶液定容至10 mL容量瓶中，混勻待測。同時(shí)制備試劑空白。

表1 黃瓜樣品中的水分含量 %

1.4 測定

在ICP儀工作條件下，制作各元素的混合校準(zhǔn)曲線，以離子質(zhì)量濃度x（μg／mL）為橫坐標(biāo)、光譜強(qiáng)度y（cts／s）為縱坐標(biāo)進(jìn)行線性回歸，得到各離子的校準(zhǔn)曲線方程，根據(jù)校準(zhǔn)曲線對(duì)各樣品進(jìn)行分析測定。

2 結(jié)果與討論

2.1 分析線的選擇

ICP對(duì)元素的測定可以同時(shí)選擇多條特征譜線，一般實(shí)驗(yàn)中通常以譜線靈敏、光譜干擾少、儀器檢出限低等為原則來選擇元素的分析線。本實(shí)驗(yàn)選定各元素的分析波長分別為：K 404.721 nm；Ca 431.865 nm；Mg 279.806 nm；Fe 259.940 nm；Mn 257.610 nm；Cu 324.754 nm；Zn 213.856 nm；Se 196.090 nm。

2.2 儀器其它工作條件

儀器分析條件主要有載氣流量、等離子氣、輔助氣、泵轉(zhuǎn)速等。對(duì)iCAP6300影響較大的參數(shù)是載氣流量和泵轉(zhuǎn)速。

載氣流量：載流的作用是將霧化后的樣品溶液送入等離子體，載氣流量大可以使更多的分析物進(jìn)入等離子體，以便增強(qiáng)發(fā)射強(qiáng)度，但載氣流量過大，一是會(huì)使分析物被測元素在等離子體中的時(shí)間減小，二是分析通道變寬后會(huì)使其間的溫度下降，這不利于被測元素的激發(fā)，所以本實(shí)驗(yàn)選載氣流量為0.5 L／min。

泵轉(zhuǎn)速：蠕動(dòng)泵的作用是提升溶液從而進(jìn)行霧化，泵轉(zhuǎn)速太快會(huì)使溶液積壓，轉(zhuǎn)速太慢又不能對(duì)溶液進(jìn)行有效地提升。經(jīng)多次試驗(yàn)，本實(shí)驗(yàn)選擇泵轉(zhuǎn)速為50 r／min。

2.3 線性范圍、相關(guān)系數(shù)、檢出限

在儀器最佳工作條件下，對(duì)8種元素系列濃度的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測定，以離子質(zhì)量濃度x（μg／mL）為橫坐標(biāo)、光譜強(qiáng)度y（c／s）為縱坐標(biāo)進(jìn)行線性回歸，連續(xù)11次平行測定樣品空白溶液，以測定結(jié)果的3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差所對(duì)應(yīng)的濃度值作為方法的檢出限，各元素濃度范圍、線性方程、相關(guān)系數(shù)及檢出限見表2。從表2可知，各分析元素在曲線濃度范圍內(nèi)，線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)為0.999 6～1.000 0。

表2 分析元素的線性范圍、相關(guān)系數(shù)、檢出限

2.4 精密度和加標(biāo)回收率

平行測定樣品液6次，然后進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)，得到各分析元素的精密度和加標(biāo)回收率，結(jié)果見表3。由表3可知，回收試驗(yàn)平行測定結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于5%，加標(biāo)回收率在93.4%～103.2%。說明該方法具有良好的精密度和準(zhǔn)確度。

2.5 樣品分析結(jié)果

將消化定容并搖勻的黃瓜消解液在儀器最佳狀態(tài)下進(jìn)行測定，測得大黃瓜和小黃瓜中的8種元素含量結(jié)果見表4。由表4數(shù)據(jù)計(jì)算可知，兩種黃瓜樣品中K，Ca，Mg都大量存在，而且均含有對(duì)人體有益的微量元素Fe，Mn，Cu，Zn，Se。小黃瓜中的K，Ca，Mn，Cu平均含量分別高于大黃瓜17%，74%，21%，23%；而大黃瓜中的Mg，F(xiàn)e，Se平均含量分別高于小黃瓜43%，40%，192%；元素Zn在兩種黃瓜中含量相當(dāng)。

表3 加標(biāo)回收試驗(yàn)結(jié)果

表4 黃瓜樣品測定結(jié)果 mg／kg

3 結(jié)語

利用微波消解的方法消解樣品，建立了ICP–AES法，為進(jìn)一步研究大黃瓜和小黃瓜中的元素含量提供了一種多元素同時(shí)測定的快速、簡便、準(zhǔn)確、高效的分析方法。

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