微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法測(cè)定葛仙米干品中16種微量元素的研究

羅 誠(chéng)，周 熙，王 希，劉水平，符春花，林仲儀

（株洲市食品藥品檢驗(yàn)所，湖南 株洲 412000）

葛仙米是一種藍(lán)藻，學(xué)名擬球形念珠藻（Nostoc sphaeroides kutz)，為我國(guó)獨(dú)有的淡水野生藍(lán)藻，與發(fā)菜同屬。發(fā)育成熟后成藍(lán)綠色膠質(zhì)狀，顆粒圓潤(rùn)，玲瓏剔透。醫(yī)藥史料中對(duì)葛仙米的藥用價(jià)值和作為營(yíng)養(yǎng)豐富的珍肴食用均有記載：《本草綱目拾遺》中稱葛仙米具有解熱清膈、利腸胃功效；《藥性考》記載葛仙米有清神、解熱、痰火能療；《陜西中草藥》稱其味淡性寒、清熱收斂、益氣明目，治夜盲癥、燙火傷?，F(xiàn)代研究表明，葛仙米富含多種人體必需的氨基酸、維生素B、維生素C、維生素E、β-胡蘿卜素等多種維生素、γ-亞麻酸及鈣、鋅、鐵等礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素。隨著技術(shù)進(jìn)步和多糖研究深入，葛仙米必將進(jìn)一步在保健食品及醫(yī)療行業(yè)發(fā)揮巨大作用[1-2]。

葛仙米養(yǎng)殖過程中易受到重金屬污染，建立一種快速檢測(cè)葛仙米中各種微量元素和重金屬的方法，有利于葛仙米原料規(guī)?；B(yǎng)殖、提取方法優(yōu)化篩選、產(chǎn)品的深度開發(fā)利用。相較于原子吸收光譜法（atomic absorption spectroscopy，AAS）、原子發(fā)射光譜法（atomic emission spectroscopy，AES）、分光光度法（spectrophotometry，SP）等，電感耦合等離子體質(zhì)譜法（inductively coupled plasma mass spectrometry，ICP-MS）能快速檢測(cè)樣品中的多種元素，具有檢出限低、靈敏度高等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛用于微量元素分析[3-8]。本研究采用ICP-MS對(duì)不同季節(jié)不同產(chǎn)地的葛仙米進(jìn)行測(cè)定。

1 儀器與試藥

1.1 儀器

XSE205DV電子分析天平（梅特勒）；iCAP Q電感耦合等離子體質(zhì)譜儀 （美國(guó)賽默飛）；MARS-6微波消解儀及聚四氟乙烯復(fù)合纖維組合消解罐（美國(guó)CEM）；09C20恒溫電加熱器（博通）；酸純化儀（美國(guó)CEM）；GM200 刀式研磨儀 （德國(guó)Retsch）。

1.2 試藥

多元素標(biāo)準(zhǔn)溶液，含量100 μg/ml，GSB 04-1767-2004；銠標(biāo)準(zhǔn)溶液，含量1000 μg/ml，GSB 04-1746-2004；銦標(biāo)準(zhǔn)溶液，含量1000 μg/ml，GSB 04-1731-2004；錸標(biāo)準(zhǔn)溶液含量為1000 μg/ml，GSB 04-1745-2004（國(guó)家有色金屬及電子材料分析測(cè)試中心）。硝酸，優(yōu)級(jí)純（重蒸）；過氧化氫，優(yōu)級(jí)純（上海國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑公司）。實(shí)驗(yàn)用水均為一級(jí)水（電阻率＞18 MΩ·cm）。

葛仙米樣品由湖南炎帝生物工程有限公司收集提供，共15批干品，編號(hào)分別為Y1至Y15，其中Y1為湖北黃石野生葛仙米，Y2為湖南益陽野生葛仙米，Y3為湖北恩施野生葛仙米，Y4～Y15均為人工養(yǎng)殖的1至12月份葛仙米。

2 方法與結(jié)果

2.1 供試品溶液的制備

準(zhǔn)確稱取0.5 g樣品于微波消解罐中，加入重蒸硝酸5 ml，放置過夜，加入雙氧水2 ml，旋緊外蓋，于微波消解儀中消解，冷卻至室溫，于130 ℃條件下趕酸至約1 ml，轉(zhuǎn)移并用超純水定容至5 ml。同時(shí)做試劑空白及樣品空白。微波消解參數(shù)見表1。

表1 微波消解參數(shù)

2.2 ICP-MS條件

使用鋇（Ba）、鉍（Bi）、鈰（Ce）、鈷（Co）、銦（In）、 鋰（Li）、鈾（U）7種元素的調(diào)諧液對(duì)儀器進(jìn)行調(diào)諧。通過調(diào)節(jié)RF功率、載氣流量、矩管位置、采樣深度等參數(shù)，優(yōu)化儀器的靈敏度和穩(wěn)定性以達(dá)到檢測(cè)要求。優(yōu)化的儀器主要參數(shù)見表2。按照豐度大、干擾小、靈敏度高的原則選擇同位素，按照內(nèi)標(biāo)元素質(zhì)量數(shù)與待測(cè)元素質(zhì)量數(shù)相近的原則選擇內(nèi)標(biāo)元素，本實(shí)驗(yàn)選用經(jīng)調(diào)諧后的儀器參數(shù)設(shè)置見表2。

表2 ICP-MS主要工作參數(shù)

2.3 方法學(xué)驗(yàn)證

2.3.1 線性關(guān)系試驗(yàn) 準(zhǔn)確吸取多元素標(biāo)準(zhǔn)溶液1 ml置入25 ml量瓶，用2 %硝酸稀釋至濃度為1 μg/ml，作為混合溶對(duì)照品儲(chǔ)備溶液。準(zhǔn)確吸取適量，用2 %硝酸稀釋成0，5，20，50，100，200 ng/ml系列混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，作為ICP-MS測(cè)定用標(biāo)準(zhǔn)溶液。內(nèi)標(biāo)溶液為20 ng/ml銠（Rh）、銦（In）、錸（Re）的標(biāo)準(zhǔn)溶液。取上述溶液上機(jī)進(jìn)樣，以濃度為橫坐標(biāo)，以離子強(qiáng)度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，各待測(cè)元素的線性回歸方程和相關(guān)系數(shù)見表3。16種元素在5～200 ng/ml濃度范圍內(nèi)，16種元素的線性關(guān)系良好。

表3 16種元素線性關(guān)系

2.3.2 檢出限試驗(yàn) 在試驗(yàn)條件下，即連續(xù)測(cè)定11次標(biāo)準(zhǔn)空白(2 % HNO3)，計(jì)算得到方法檢出限， 16種元素的檢出限在0.002～0.03 mg/kg之間，結(jié)果見表4。

2.3.3 精密度試驗(yàn) 在優(yōu)化的試驗(yàn)條件下，將樣品在同一條件下平行消解6份，分別測(cè)定16種元素的含量，計(jì)算6次測(cè)定結(jié)果的對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）。ICP-MS測(cè)定16種元素的RSD均在允許范圍內(nèi)，符合GB/T 27404-2008《實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制規(guī)范 食品理化檢測(cè)》的要求，精密度良好[9]，結(jié)果見表4。

表4 檢出限與精密度試驗(yàn)

2.3.4 回收率試驗(yàn) 稱取0.25 g葛仙米樣品9份，置入微波消解罐，分別加入1 μg/ml混合溶液對(duì)照品儲(chǔ)備溶液0.3，0.5，1 ml，每個(gè)濃度各3份，進(jìn)行消化處理上機(jī)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行回收率考察。結(jié)果見表5。結(jié)果表明各個(gè)元素回收率在82.8 %～103.9 %之間，均滿足GB/T 27404-2008《實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量控制規(guī)范 食品理化檢測(cè)》對(duì)于加標(biāo)回收的要求[9]。

2.3.5 重復(fù)性試驗(yàn) 取同一批次的葛仙米樣品，按2.1 項(xiàng)下的方法進(jìn)行處理，采用2.2項(xiàng)下ICP-MS條件分別進(jìn)樣測(cè)定，測(cè)定16種元素的含量，結(jié)果見表6，同一批次的樣品其各個(gè)元素含量之間的RSD值1.15 %～9.53 %，重復(fù)性良好。

表5 回收率試驗(yàn)結(jié)果表

表6 樣品重復(fù)性試驗(yàn)結(jié)果（n＝6）

2.3.6 穩(wěn)定性試驗(yàn) 取樣品，按2.1 項(xiàng)制備樣品溶液，自樣品溶液制備后，在0，2，4，8，16，24 h分別進(jìn)樣，記錄測(cè)定值，結(jié)果見表7。表明含有16種元素樣品溶液在24 h內(nèi)穩(wěn)定性良好。

表7 樣品穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果（n=5）

2.4 樣品測(cè)定

采用上述方法測(cè)定樣品，結(jié)果見表8。葛仙米中鐵（Fe）、鍶（Sr）、鋇（Ba）、鎂（Mg）等有益元素含量較高，一些有毒有害元素如（Pb）、鋁（Al）、釩（V）、鉻（Cr）、砷（As）含量較低。冬季，葛仙米中的各個(gè)元素的含量都較低。相較于人工養(yǎng)殖的葛仙米，野生葛仙米的有毒有害的元素鉛（Pb）、鎘（Cd）、鉻（Cr）、鋁（Al）等含量偏高，可能還是由于水體存在污染的原因。

表8 葛仙米樣品測(cè)定結(jié)果

3 結(jié)論

本文建立了微波消解，ICP-MS檢測(cè)葛仙米中16種元素的含量檢測(cè)方法，方法簡(jiǎn)便，效果好。通過進(jìn)行精密度、加標(biāo)回收試驗(yàn)及穩(wěn)定性等試驗(yàn)驗(yàn)證了方法的準(zhǔn)確可靠性。同時(shí)此法還有檢出限低、操作簡(jiǎn)單、靈敏度高、檢測(cè)成本低等優(yōu)點(diǎn)。采用此法能使企業(yè)加強(qiáng)生產(chǎn)中原材料質(zhì)控，為企業(yè)進(jìn)一步開發(fā)葛仙米產(chǎn)品提供安全的科學(xué)評(píng)價(jià)依據(jù)。