微波消解—電感耦合等離子體—質(zhì)譜（ICP—MS）法測定鐵皮石斛中的稀土元素

摘要：本文采用硝酸、過氧化氫混合體系微波消解處理鐵皮石斛，以5%硝酸為介質(zhì)，采用電感耦合等離子體-質(zhì)譜（ICP-MS）法定量檢測鐵皮石斛中的16種稀土元素鈧（Sc）、釔（Y）、鑭（La）、鈰（Ce）、鐠（Pr）、釹（Nd）、釤（Sm）、銪（Eu）、釓（Gd）、鋱（Tb）、鏑（Dy）、鈥（Ho）、鉺（Er）、銩（Tm）、鐿（Yb）、镥（Lu）。為避免基體效應(yīng)等影響，加入內(nèi)標(biāo)進行校正。16種稀土元素線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)為0.9998～1.0000，檢出限范圍為0.0001～0.025μg/L，內(nèi)標(biāo)回收率為97.6～105.5%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.18～5.06%，用該方法測定已知標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)紫菜和大米，結(jié)果在標(biāo)準(zhǔn)參考值范圍內(nèi)，該方法操作簡單，重現(xiàn)性好，準(zhǔn)確度、靈敏度高，可同時實現(xiàn)多種元素寬線性范圍的測定，可廣泛使用。

關(guān)鍵詞：微波消解；ICP-MS；鐵皮石斛；稀土元素

一、前言

我國是稀土大國，稀土的儲量及產(chǎn)量均占世界首位。由于稀土應(yīng)用日益擴大，特別在我國已把稀土大量應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)，并正在試用于飼養(yǎng)業(yè)作為飼料的微量添加劑，稀土將越來越多地進入人類生存的環(huán)境和食物鏈， 稀土元素在人和動物體內(nèi)的公布主要積聚在肝和骨中，骨中含量最高，但排出較難，而牙和骨中的分布代謝相似[1]。已有研究表明，稀土元素類似于一般毒物，具有對生物體的刺激效應(yīng)，低劑量時表現(xiàn)促進作用，高劑量時表現(xiàn)抑制作用[2-3]。稀土元素在體內(nèi)的蓄積性及其誘發(fā)的生物效應(yīng)一直被人們廣泛關(guān)注。鐵皮石斛由于其較高的藥用價值，近年來被廣泛種植，作為食材及藥材廣泛應(yīng)用于日常生活?；诖?，鐵皮石斛中稀土元素的測定勢在必行。本文采用電感耦合等離子體-質(zhì)譜法測定鐵皮石斛中的16中稀土元素，運用內(nèi)標(biāo)法排除基質(zhì)干擾，準(zhǔn)確測定了鐵皮石斛中稀土元素的含量。

二、實驗設(shè)備與試樣

（一）儀器

7700X電感耦合等離子體-質(zhì)譜儀（ICP-MS）（安捷倫科技有限公司），配有自動進樣設(shè)備； XS205DU分析天平（梅特列-托利多儀器（上海）有限公司）；CEM Mars5微波消解儀（帶消解管加熱器）。

（二）試樣

生物成分分析物質(zhì)鐵皮石斛購買于福建省龍巖市聚同堂連鎖藥店，生物成分標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)紫菜（GBW10023）、大米（GBW10046）購買于中國地質(zhì)科學(xué)院地球物理地球化學(xué)勘查研究院（有效期至2020年1月）。

（三）主要試劑

實驗用水均為去離子水， HNO3、H2O2均為優(yōu)級純；

16種稀土元素混合標(biāo)液原液：100mg/L（上海安譜科學(xué)儀器有限公司，（Lot#：1083934，有效期：2017.06.10）。

16種稀土元素混合標(biāo)液使用液：用5%硝酸稀釋成100μg/L。

5種元素混合內(nèi)標(biāo)液（In、Bi、Ge、Rh、Re）：100mg/L（上海安譜科學(xué)儀器有限公司（Lot#：1083909，有效期：2017.06.10），現(xiàn)配現(xiàn)用）。

儀器調(diào)諧使用液（1μg/L）：Ce、Co、Li、Mg、Tl、Y。

所用的容量瓶、吸量管、燒杯等均用30%的硝酸溶液浸泡過夜，去離子水沖洗，105℃的烘干備用。

氬氣（Ar）：液氬。

（四）試樣制備

稱取鐵皮石斛樣品0.5000g于消解管中，加硝酸8.0ml，在消解管加熱器上進行預(yù)消解，預(yù)消解后進入微波消解儀按表1程序進行消解，消解后消解液為黃綠色。再加1.0ml過氧化氫進行消解，消解后消解液為無色或淡黃色。在消解管加熱器上溫度120℃趕酸，定容，搖勻待測，生物成分標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)紫菜（GBW10023）、大米（GBW10046）的消解方法同鐵皮石斛的消解。

（五）稀土元素標(biāo)準(zhǔn)序列及內(nèi)標(biāo)元素的配制與測定

準(zhǔn)確移取16種稀土元素使用液（100μg/L） 0ml、0.5ml、1.0ml、2.5ml、5.0ml、10.0ml、25.0ml于容量瓶中，用（5+95）硝酸溶液定容至50ml，得到濃度為0μg/L、1.00μg/L、2.00μg/L、5.00μg/L、10.0μg/L、20.0μg/L、50.0μg/L的標(biāo)準(zhǔn)系列。

準(zhǔn)確移取5種內(nèi)標(biāo)元素100mg/L混合標(biāo)準(zhǔn)溶液1.00mL于100mL容量瓶中，用（5+95）硝酸溶液定容，搖勻。

（六）ICP-MS工作條件

（一）樣品的測定

儀器開機預(yù)熱，做性能報告，符合表3后，在線引入內(nèi)標(biāo)液，按表2所示ICP-MS工作條件上機測定，依次測定標(biāo)準(zhǔn)曲線、空白溶液、樣品溶液及已知濃度的生物成分標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)大米及紫菜的消解液。

（二）一次標(biāo)準(zhǔn)曲線、檢出限及內(nèi)標(biāo)元素的選擇

在最優(yōu)化的儀器參數(shù)條件下做標(biāo)準(zhǔn)曲線[3]，各元素的計數(shù)（cps）與濃度C在0.00-50.00μg/L的區(qū)間內(nèi)，有良好線性關(guān)系，線性相關(guān)系數(shù)及線性回歸方程數(shù)據(jù)見表4，使用空白溶液連續(xù)測定11次，計算標(biāo)準(zhǔn)偏差SD，檢出限D(zhuǎn)L= 3×SD×K×C（K為工作曲線斜率的倒數(shù)，C為1.00μg/L），得檢出限見表4。

（三）精密度和準(zhǔn)確度實驗

用20.00μg/L的稀土元素混合標(biāo)準(zhǔn)溶液重復(fù)進樣11次，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差數(shù)據(jù)見表5。

（四）已知生物成分標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)實驗

本實驗中選取了生物成分標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)紫菜（GBW10023）、大米（GBW10046）對方法的準(zhǔn)確性和可靠性進一步驗證，說明該測定稀土元素的方法可行。

四、結(jié)束語

本文借助電感耦合等離子體-質(zhì)譜儀測定鐵皮石斛中的16種稀土元素，通過優(yōu)化的儀器條件和實驗條件，檢出限低，靈敏度高，重現(xiàn)性好，而且精確度高，運用微波消解處理易于操作，高效，能夠很好的完成日常工作中檢測鐵皮石斛中稀土元素的要求。

參考文獻：

[1]林浩洋，李蓉，林曉云.ICP-MS測定餅干中的鉛、砷、鎘、鉻、鐵、錳、銅、鋅 [J].理糧油食品科技，2016，24（2）：65—68.

[2]杜靜，秦民堅，黃林芳.石斛中微量元素的含量測定及其安全性評價[J].中國藥房，2012，23（47）：4477-4479.

[3]諸燕，苑鶴，李國棟.鐵皮石斛中11中金屬元素含量的研究[J].中國中藥雜志，2011，36（3）：356-359.

作者簡介：楊彩萍，女，龍巖市產(chǎn)品質(zhì)量檢驗所，主要從事食品中光譜類檢測。