ICP-MS 法測定富硒靈芝中22 種微量元素的含量

盧任杰，羅 琳，韓 飛

（1.汕頭市檢驗檢測中心，廣東汕頭 515041；2.汕頭職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東汕頭 515078）

靈芝（Ganoderma lucidum）是中國有數(shù)千年歷史的傳統(tǒng)名貴藥材，具有調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)、抗腫瘤、防衰老、止咳平喘等藥效[1-2]。硒是人體和動物體必需的營養(yǎng)元素，具有抗氧化、防治糖尿病、解毒排毒、防治肝病、增強機體免疫力等功效，其功效與靈芝藥效疊加使富硒靈芝成為一種理想的補硒保健食品[3-5]。本文采用微波消解富硒靈芝樣品，經(jīng)電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry，ICP-MS）測定其中22 種微量元素，旨在建立富硒靈芝中22 種元素的準(zhǔn)確、高效檢測方法及為其精深加工提供技術(shù)保障。

1 材料與方法

1.1 儀器與設(shè)備

微波消解儀；電感耦合等離子體質(zhì)譜儀；趕酸器；超純水機。

1.2 材料與試劑

富硒靈芝子實體，本實驗室通過外源亞硒酸鈉脅迫靈芝種植而獲得，其硒含量高達3 288.0 μg·kg-1；硝酸，優(yōu)級純；30%過氧化氫，分析純；22 種微量元素標(biāo)準(zhǔn)儲存溶液（100 mg·L-1）：B、Na、Mg、Al、Cr、Sr、Ag、Cd、Mn、Fe、Ni、K、Ca、Ti、Cu、Zn、As、Se、Sn、Ba、Hg、Pb；內(nèi)標(biāo)液（1 μg·L-1）：Li、Sc、Ge、Rh、In、Tb、Lu 和Bi；氬氣（≥99.995%）；氦氣（≥99.995%）。

1.3 樣品前處理

準(zhǔn)確稱取0.2 g （精度至0.1 mg）富硒靈芝子實體于聚四氟乙烯消解罐中，加入5 mL HNO3，浸泡過夜后進行微波消解。消解程序為樣品升溫至180 ℃，保持20 min，升溫至220 ℃，保持20 min；消解冷卻后取出，置于趕酸器中趕酸至1 mL 左右（澄清透明），轉(zhuǎn)移至50 mL 容量瓶中，用少量超純水分多次洗滌消解罐，合并洗滌液置于50 mL 容量瓶中，并用超純水定容至刻度線，搖勻后待測。

1.4 ICP-MS 工作條件

以1 ng·mL-1調(diào)諧液優(yōu)化ICP-MS 各工作參數(shù)，優(yōu)化后的儀器參數(shù)為射頻功率1 450 W；采樣深度為8 mm；等離子體氣體50 Psi；輔助氣流量1.0 L·min-1；補償/稀釋氣體1.0 L·min-1；霧化氣流量15 L·min-1；冷卻氣流量15 L·min-1；蠕動泵0.3 r·s-1。

2 結(jié)果與分析

2.1 微波消解用酸的選擇

微波消解大多數(shù)采用HNO3或HNO3與其他酸混合來消解生物樣品。但HCl、H2SO4、H2O2的引入，會帶入分子、離子35Cl16O+、35Cl16O1H+、37Cl14N+、32S16O2

+、32S2+、34S16O1H+、37Cl37Cl+、40Ar35Cl+、38Ar37Cl+，從而干擾對52Cr、64Zn、74Se、75As 等元素的檢測。HClO4因具有強氧化性而對生物有機物有良好的消解作用，但HClO4膨脹系數(shù)大，加熱后在密閉的聚四氟乙烯消解罐中容易引起爆炸；所以排除了HCl、H2SO4、H2O2和HClO4，采用HNO3作為微波消解用酸，且采用5 mL HNO3浸泡樣品過夜后微波消解，所獲得的消解液澄清透明。

2.2 樣品取樣量的選擇

若樣品取樣量過少，含量較低的微量元素測定偏差較大，難以定量；若樣品取樣量過多，易造成消解不徹底，引起污染質(zhì)譜檢測器的風(fēng)險。為了優(yōu)化樣品取樣量，分別取0.1 g、0.2 g、0.3 g 和0.5 g的靈芝樣品，平行重復(fù)6 次，進行微波消解樣品前處理，經(jīng)ICP-MS 計算各元素測定的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（Relative Standard Deviation，RSD），結(jié)果見圖1。當(dāng)取樣量為0.1 g 時，靈芝樣品的消解液澄清透明，各元素測定的RSD 值在2.1%～6.2%，但含量較低的超微量元素的RSD 值大部分高于其他取樣量的RSD 值；當(dāng)取樣量為0.2 g 時，消解液澄清透明，各元素測定的RSD 值在1.9%～4.2%；取樣量≥0.3 g 時，消解液呈淺白色，但不透明且顯暗（消解不完全、不徹底），各元素含量RSD 值在2.3%～6.4%。綜合考慮，富硒靈芝樣品取樣量選擇0.2 g。

2.3 待測元素質(zhì)量數(shù)及內(nèi)標(biāo)元素的選擇

ICP-MS 待測元素質(zhì)量數(shù)的選擇應(yīng)遵循靈敏度好、干擾性小、豐度大的原則，主要質(zhì)量數(shù)用作定量分析，次選質(zhì)量數(shù)用作定性分析及干擾排除與驗證；內(nèi)標(biāo)物元素的選擇應(yīng)遵循與待測元素質(zhì)量數(shù)相近，電離能與待測元素電離能相近，且在樣品本身中不能含有該內(nèi)標(biāo)物質(zhì)，否則選擇次相近的質(zhì)量數(shù)，具體見表1。

表1 各元素的質(zhì)量數(shù)、內(nèi)標(biāo)元素、線性方程、相關(guān)系數(shù)、檢出限及定量限

2.4 線性范圍、檢出限及定量限

將配制好的22 種微量元素的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液按1.4的ICP-MS 工作條件進行測定，采用內(nèi)標(biāo)法定量，以各元素質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)（x），以各元素與內(nèi)標(biāo)測量值的比值為縱坐標(biāo)（y），繪制標(biāo)準(zhǔn)溶液工作曲線；在優(yōu)化的參數(shù)條件下，對樣品空白溶液連續(xù)測定7 次，計算7 次平行測定值的標(biāo)準(zhǔn)偏差，以3 倍的標(biāo)準(zhǔn)偏差為方法檢出限，以10 倍的標(biāo)準(zhǔn)偏差為方法定量限。22 種元素在0.5 ～100.0 μg·L-1（其中Mg、Mn、Zn、Sr：5.0 ～100.0 μg·L-1；Ba、Hg、Pb：0 ～50 μg·L-1）線性良好，其線性回歸方程、相關(guān)系數(shù)、檢出限及定量限見表1。

2.5 加標(biāo)回收率和精密度

選取實際靈芝樣品作為本底進行低濃度（2 μg·L-1）、中濃度（10 μg·L-1）、高濃度（20 μg·L-1）3 個添加水平的加標(biāo)回收實驗，每個濃度添加水平分別平行測定6 次，計算其加標(biāo)回收率及RSD，結(jié)果見表2。加標(biāo)回收率為89.6%～111.5%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.7%～5.3%，符合《實驗室質(zhì)量控制規(guī)范食品理化檢測》（GB/T 27404—2008）附錄F 檢測方法確認的技術(shù)要求，為后續(xù)亞硒酸鈉對靈芝中22 種微量元素的生物脅迫作用研究提供檢測方法。

表2 靈芝中22 種微量元素的加標(biāo)回收率和精密度

3 結(jié)論

本文建立了微波消解富硒靈芝，以在線內(nèi)標(biāo)法采用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀同時測定富硒靈芝中22 種元素含量的分析方法。結(jié)果表明，22 種元素在0.5 ～100.0 μg·L-1，線性回歸方程的相關(guān)系數(shù)大于0.999 5，定量限為0.080 ～1.600 μg·kg-1，回收率為89.6%～111.5%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.7%～5.3%，符合《實驗室質(zhì)量控制規(guī)范 食品理化檢測》（GB/T 27404—2008）檢測方法確認的技術(shù)要求。