ICP-MS 測(cè)定海產(chǎn)品中的重金屬

葉裕正 李鎮(zhèn)濤

（深圳市大鵬新區(qū)公共衛(wèi)生管理服務(wù)中心 深圳 518000）

1 前言

目前，微波消解法測(cè)定海產(chǎn)品中的重金屬具有處理方法簡(jiǎn)單、時(shí)間短、靈敏度較好、使用試劑量少等優(yōu)點(diǎn)，成為當(dāng)前一種常見(jiàn)的樣品處理方法。電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）可同時(shí)進(jìn)行含量差別較大的組分測(cè)定，其檢出限較低，通常能夠達(dá)到pg級(jí)別，近年來(lái)在重金屬元素測(cè)定中獲得了廣泛應(yīng)用[1-3]。

海產(chǎn)品包括蝦類、貝殼類等，是存在于低溫海水中的動(dòng)物，我國(guó)北部沿海地區(qū)大量養(yǎng)殖海產(chǎn)品，在海產(chǎn)品生長(zhǎng)養(yǎng)殖過(guò)程中，水質(zhì)受到污染會(huì)使海產(chǎn)品吸附較多的有害重金屬，這些重金屬會(huì)隨食物鏈最終轉(zhuǎn)化為具有較高毒性的化合物，并且很多重金屬具有毒性累積，半衰期時(shí)間較長(zhǎng)，能夠形成慢性或急性毒性反應(yīng)，同時(shí)還會(huì)使人體致癌或致畸，因此針對(duì)海產(chǎn)品中重金屬含量的測(cè)定具有十分重要的意義[4，5]。

2 研究材料和方法

2.1 儀器

微波消解儀器型號(hào)（萊伯泰科Milestone 公司，ETHOS UP）；電子天平（美國(guó)熱電 ICAPQ）；高速粉碎機(jī)；防輻射線電熱板；超純水儀。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)樣品和試劑

汞元素標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液：質(zhì)量濃度為1 000 μg/mL，3 000 個(gè)；對(duì)蝦標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（GBW08572）、牡蠣標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（ESA-2）（國(guó)家標(biāo)物中心）；不同元素的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液。本次試驗(yàn)中使用的化學(xué)試劑均為優(yōu)級(jí)純，玻璃器皿需要使用30%硝酸浸泡24 h 之后使用。

2.3 樣品前處理

對(duì)海產(chǎn)品進(jìn)行前處理，去除海產(chǎn)品表面的沙礫、鹽等雜質(zhì)，使用高速粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎，取0.3 g 粉碎后的樣品，將其置于微波消解罐中，向其中加入10 mL硝酸，將其置于90℃電熱板中，加熱1 h，冷卻之后旋緊蓋子將其置于微波消解儀器中，按照消解程序完成樣品消解。 結(jié)束消解之后，冷卻至室溫，打開(kāi)蓋子排氣，使用少量超純水沖洗內(nèi)蓋，將其置于100℃電熱板中，趕酸至近干，經(jīng)過(guò)冷卻后利用去離子水多次洗滌，最終將樣品定容到50 mL 混合均勻，同時(shí)開(kāi)展空白試驗(yàn)測(cè)定。

2.4 儀器參數(shù)

打開(kāi)儀器操作頁(yè)面，利用10 μg/L 的混標(biāo)溶液，將其作為調(diào)諧液，通過(guò)設(shè)置儀器的程序能夠?qū)饬魉佟⑸漕l功率、進(jìn)樣速度等重要參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，進(jìn)而提升離子化效率，降低外界因素的干擾。使用質(zhì)譜調(diào)諧液實(shí)現(xiàn)對(duì)電感耦合等離子體質(zhì)譜儀進(jìn)行調(diào)節(jié)，并實(shí)現(xiàn)儀器條件優(yōu)化，可以選擇HE 模式和HMA模式，避免海產(chǎn)品高鹽導(dǎo)致雙電荷干擾和機(jī)體效應(yīng)干擾。

2.5 繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線

利用砷、鉛元素標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，使用1%硝酸溶液將其稀釋為 0、5、10、20、50 μg/L 的不同系列濃度溶液，將1%硝酸溶液作為空白樣品，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

2.6 樣品測(cè)定

編輯軟件中的測(cè)定方法和樣品序列，分別針對(duì)背景空白、標(biāo)準(zhǔn)曲線、空白樣品、實(shí)際樣品進(jìn)行測(cè)定，收集數(shù)據(jù)并且選用牡蠣標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和對(duì)蝦標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行方法驗(yàn)證。

按照公式（1）計(jì)算樣品食品中重金屬的含量：

其中，X—重金屬含量；c1—樣品中的重金屬含量；c0—空白樣品中的重金屬含量；V—樣品定量總體積；m—樣品的體積質(zhì)量。 通過(guò)3 次獨(dú)立試驗(yàn)測(cè)定平均值，最終平均值保留2 位有效數(shù)字。

3 研究結(jié)果

3.1 設(shè)置ICP-MS 操作條件

為消除接口出現(xiàn)碳沉積的問(wèn)題，在具體使用過(guò)程中可以采取2 個(gè)措施：第一，有效降低霧化室的溫度，使之降低到0℃，進(jìn)而使流動(dòng)相中的水不會(huì)在霧化室結(jié)冰，并且在高溫環(huán)境下能夠減少進(jìn)入ICP-MS的有機(jī)物質(zhì)。第二，在具體使用過(guò)程中可以引入低氬氧混合氣體，其體積為4∶1，可從一定程度上幫助甲醇氧化燃燒，確保ICP-MS 不會(huì)被堵塞。

3.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線檢出限計(jì)算

結(jié)合海產(chǎn)品中不同重金屬元素的含量，選擇合適的濃度范圍進(jìn)行標(biāo)注曲線的繪制，同時(shí)選取空白樣品連續(xù)開(kāi)展11 次測(cè)定，所得標(biāo)準(zhǔn)偏差的3 倍為該元素的檢測(cè)限，詳見(jiàn)表1。

表1 標(biāo)準(zhǔn)曲線及檢出限

根據(jù)表1 可以發(fā)現(xiàn)，上述測(cè)定的重金屬線性系數(shù)高于0.999，其檢出限小于等于1 μg/L，具有較高的線性相關(guān)系數(shù)，而且重金屬元素檢出限較低，可滿足日常海產(chǎn)品中重金屬項(xiàng)目的檢測(cè)需求。

3.3 樣品加標(biāo)回收以及精密度測(cè)試

針對(duì)加標(biāo)之后的海產(chǎn)品樣品（赤耗）進(jìn)行數(shù)據(jù)處理計(jì)算樣品回收率和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD），詳見(jiàn)表2。

表2 樣品回收率和RSD

根據(jù)該表可以發(fā)現(xiàn)樣品加標(biāo)回收率可達(dá)到92%～96.8%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差低于5%，該結(jié)果表明使用該方法進(jìn)行測(cè)定，具有較高的加標(biāo)回收率，而且方法精密度好。

3.4 實(shí)際樣品測(cè)定

按照上述方法，分別采集8 批次海產(chǎn)品進(jìn)行砷和鉛2 種重金屬元素含量的測(cè)定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，目前該區(qū)域所選取的海產(chǎn)品中重金屬含量存在砷超標(biāo)的情況，詳見(jiàn)表3。

表3 海產(chǎn)品重金屬含量情況（單位：mg/kg）

4 結(jié)語(yǔ)

本研究使用微波消解和ICP-MS 同時(shí)測(cè)定海產(chǎn)品中砷、鉛等重金屬元素的含量，同時(shí)利用該方法進(jìn)行各元素測(cè)定，其相關(guān)系數(shù)能夠達(dá)到0.999 以上，滿足海產(chǎn)品中重金屬檢測(cè)需求。 使用ICP-MS 進(jìn)行樣品分析，具有較高的測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確度，其數(shù)據(jù)可靠，微波消解聯(lián)合ICP-MS 是目前檢測(cè)行業(yè)中相對(duì)先進(jìn)的元素分析法，對(duì)海產(chǎn)品中的重金屬檢測(cè)和食品環(huán)境等多個(gè)領(lǐng)域中元素的測(cè)定具有十分重要的意義。