電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定汞元素校準曲線線性探討

顏巧麗　李悟慶　劉天一　袁燕平

摘要 按照GB 5009.268—2016電感耦合等離子體質(zhì)譜法，以大米粉標準物質(zhì)作為研究對象，以工作曲線作為校準曲線對汞元素的檢測進行方法驗證，并從方法的線性范圍、工作范圍、校準曲線質(zhì)量檢驗3個方面進行初步研究。結(jié)果表明，汞元素在0～0.6、0～1.0、0～1.5、0～2.0 ng/mL 4個濃度范圍具有良好的線性關(guān)系，0～1.0 ng/mL的濃度下，校準曲線能夠順利通過質(zhì)量擬合檢驗;按照GB 5009.268—2016標準用電感耦合等離子體質(zhì)譜檢測大米粉中的汞元素，方法檢出限為0.000 9 mg/kg，相對誤差為2.3%，相對標準偏差為0.1%，均符合測試要求。

關(guān)鍵詞 汞;ICP-MS;校準曲線檢驗;方法驗證

中圖分類號 O657.63文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2020）11-0202-03

Abstract Using the rice powder standard material，according to GB 5009.268-2016 inductively coupled plasma mass spectrometry， the method of mercury element detection was verified by the working curve as the calibration curve. A preliminary study was carried out from three aspects： the linear range of the method， the working range and the quality of the calibration curve. The results showed that mercury had a good linear relationship in the concentration range of 0-0.6， 0-1.0， 0-1.5 and 0-2.0 ng/mL.At the concentration of 0-1.0 ng/mL， the calibration curve could pass the mass fitting test smoothly.The mercury content in the rice powder was detected by inductively coupled plasma mass spectrometry according to the method of GB 5009.268-2016. The detection limit was 0.000 9 mg/kg， and the relative error was 2.3% ，the relative standard deviation was 0.1%， met the test requirements.

Key words Mercury;ICP-MS;Calibration curve test; Methods validation

有害金屬超標是我國糧食污染物之一。我國食品安全標準GB 2762—2012《食品中污染物限量》規(guī)定，稻谷（以糙米計）、大米、糙米汞（以Hg計）含量不得超過0.02 mg/kg。目前檢測大米重金屬的方法有原子熒光光譜法[1]、原子吸收光度法[2]、電感耦合等離子體質(zhì)譜法[3-6]等。其中，電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）靈敏度高、線性范圍寬，且能夠同時測定多種元素，已經(jīng)成為痕量分析的首選工具，被越來越多的環(huán)境和食品檢測實驗室使用。汞元素具有較強的記憶效應(yīng)，行業(yè)內(nèi)測試汞元素大多數(shù)還是推薦采用原子熒光法。該研究以國家二級標準物質(zhì)大米作為研究對象，以ICP-MS為檢測手段，以工作曲線作為校準曲線，按照GB 5009.268—2016法對汞元素的檢測進行方法驗證，并分析校準曲線的制作對試驗結(jié)果的影響，及校準曲線質(zhì)量檢驗對檢驗結(jié)果的重要性。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

超純水機，Clever-S15，芷昂;微波消解儀，41HVT56，安東帕;電感耦合等離子體質(zhì)譜儀，ICAP-RQ，賽默飛;電子天平，F(xiàn)A1004，上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司;濃硝酸，默克;大米粉標準物質(zhì)GBW100351、GBW100355、GBW100361，鋼研納克。

1.2 校準曲線的繪制

校準曲線包括標準曲線和工作曲線2種類型[7-8]。工作曲線是指標準系列的制備步驟與樣品的處理步驟完全一致的條件下產(chǎn)生的，它是綜合容納了分析全過程的一切影響因素而形成的終裁線。它更能反映分析條件、操作水平和分析方法本身的真實狀況。由于汞元素易受到污染及消解過程易損失，故該試驗繪制校準曲線均采用工作曲線法。

1.3 試驗流程

稱取樣品0.5 g，加入5 mL硝酸，加蓋放置1 h旋緊罐蓋，微波消解儀按照表1程序進行消解，冷卻后取出，緩慢打開罐蓋排氣，用少量水沖洗內(nèi)蓋，將消解罐放在控溫電熱板上100 ℃加熱30 min，用水定容50 mL，混勻備用。

2 結(jié)果與分析

2.1 方法的線性范圍

按照方法線性范圍的定義[8-9]設(shè)計了標準溶液濃度為0～0.6、0～1.0、0～1.5、0～2.0 ng/mL共4個濃度范圍。

該研究采用GB/T 32467—2015[9]中7.6線性及校準要求的

方法作為評價校準曲線線性度的依據(jù)。經(jīng)電感耦合等離子體質(zhì)譜儀分析后，線性方程、斜率、截距及相關(guān)系數(shù)見圖1。圖1表明，標準溶液在濃度0～2.0 ng/mL，4條校準曲線的相關(guān)系數(shù)都滿足要求，說明汞元素線性范圍>2 ng/mL。

2.2 方法的工作范圍

參照國家大米粉一級及二級標準物質(zhì)汞元素含量為0.000 1～0.010 0 mg/kg，而國家標準GB 2762—2017規(guī)定限量為0.020 0 mg/kg;GB 5009.268—2016規(guī)定固體干物質(zhì)最大取樣量為0.5 g，最后定容到25～50 mL。最終樣品消解液汞元素含量為0.002～0.400 ng/mL。

參照GB/T 27417—2017《合格評定化學(xué)分析方法確認和驗證指南》中5.3線性范圍C規(guī)定：校準曲線的濃度范圍至少應(yīng)覆蓋到待測組分濃度的0～150%或50%～150%。又因為校準曲線濃度最低點應(yīng)該包括該元素在試驗方法的定量限[8]，因此該試驗的校準曲線工作范圍為0～1 ng/mL。

2.3 校準曲線質(zhì)量檢驗

GB/T 35657—2017中明確指出，微量分析領(lǐng)域，在線性范圍內(nèi)制作校準曲線，若相關(guān)系數(shù)r≥0.997，則校準曲線的線性性能合格。然而，此處判斷合格是對校準曲線的線性范圍考察合格，所得的校準曲線還不能用于檢測賦值。重金屬組分分析每次需要制作新的工作曲線，用于結(jié)果賦值。如果沒有有效的控制措施，工作曲線的斜率與截距會產(chǎn)生較大的變化，從而影響結(jié)果的準確性。因此除相關(guān)系數(shù)外，校準曲線還應(yīng)該檢驗直線中每個點的擬合誤差，檢驗校準曲線是否通過原點（有要求時）來評價校準曲線的質(zhì)量，確定是否能夠應(yīng)用于檢測賦值[10]。該研究在再現(xiàn)性條件下制作了3條校準曲線，結(jié)果見表2。

將3條校準曲線用SPSS進行線性回歸分析，并按照GB/T 35657—2017附錄D[10]要求，將線上各濃度點進行擬合檢驗，結(jié)果見表2～3。

若檢測各濃度點是否為異常值的統(tǒng)計量M>1.5，說明曲線上該點應(yīng)該廢棄，應(yīng)重新制作曲線檢驗，若M≤1.5，說明曲線上的點擬合好，可以用于檢測賦值。檢驗表明（表3），3條直線的每個點的M均不大于1.5，說明其擬合誤差在規(guī)定的范圍內(nèi)。由此可見，3條校準曲線各點都通過了質(zhì)量擬合檢驗，可用于樣品檢測賦值。

2.4 汞元素檢測的方法驗證

2.4.1 汞元素檢出限及測定下限。

方法檢出限定義：參照GB/T 27417—2017中5.4.2.1定義為用特定方法可靠地將分析物測定信號，從特定基質(zhì)背景中識別或區(qū)分出來時分析物的最低濃度或量。定量限定義：參照GB/T 27417—2017中5.4.3定義為在特定基質(zhì)中，在一定可信度內(nèi)，用某一方法可靠的檢出并定量被分析物的最低量，用3×（檢出限LOD）表示。

該方法驗證采用GB/T 27417—2017中5.4.2.2（b）中空白試驗標準偏差法評估檢出限，測得檢出限為0.000 9 ?mg/kg，定量限為0.003 ?mg/kg，滿足GB 5009.268—2016對于汞元素檢出限的要求。

2.4.2 汞準確度及精密度。

在實際工作中，通常用重復(fù)分析標準物質(zhì)（實物標樣）或者加標回收試驗進行方法準確度及精密度的評定。該研究以GBW100351、GBW100355、GBW100361這3種大米粉標準物質(zhì)進行汞元素準確度及精密測驗證。驗證結(jié)果（表4）表明，精密度和準確度特性指標統(tǒng)計值可接受，方法可行。

3 結(jié)論

為確保校準曲線的質(zhì)量，各濃度點應(yīng)布置均勻且第一個非零濃度點高于定量限，在關(guān)注校準曲線相關(guān)系數(shù)的同時，還應(yīng)檢驗各濃度點的擬合誤差。曲線各點擬合誤差合格的校準曲線才能用于檢測工作的賦值。

該研究用ICP-MS測定大米粉中汞元素，線性范圍>2 ng/mL，校準曲線工作范圍為0～1 ng/mL，檢出限為0.000 9 mg/kg，相對標準偏差為0.1%，相對誤差為2.3%。因此，精密度、準確度特異性指標方面能夠滿足方法要求。此外，ICP-MS法在測定汞校準曲線后一定要加強清洗再測試樣品，以減少汞元素在進樣系統(tǒng)的殘留，進而影響樣品測試。

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