电感耦合等离子体质谱法测定食用菌中的多种元素

刘仙金

摘要：采用微波消解-电感耦合等离子体质谱法测定食用菌中的B、Mg、Al、Ca、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Sr、Mo、Cd、Ba、Hg、Pb等20种元素的含量。样品经微波消解，在线加入内标校正基体效应，干扰校正方程校正质量数干扰，各元素校正曲线的相关系数均大于0.999。各元素的相对标准偏差RSD（n=6）均小于5%，加标回收率为90.0%-102.8%之间。对国家标准物质辽宁大米（GBW10043）和芹菜（GBW10048）进行验证，测定值与标准值相符。该方法准确、简单、快速、灵敏度高，适用于食用菌中20种元素的同时测定分析。

关键词：食用菌；元素；微波消解；电感耦合等离子体质谱法

中图分类号：TB

文献标识码：A

文章编号：16723198（2015）18022702

食用菌是可供人类食用的大型真菌的统称，其味道鲜美、营养丰富，含有氨基酸、蛋白质、多糖、维生素、膳食纤维、核苷、脂质以及K、P、Ca、Fe等矿物质元素。食用菌不仅营养价值高，还有调节免疫力、抗肿瘤、抗衰老、抗病毒、健胃、助消化、保肝解毒、通便利尿、保護心血管等功效。近年来，我国食用菌产业发展迅速，是农业经济中发展最快的支柱产业之一，已成为继粮、棉、油、菜、果之后的第六大种植产业。因此，准确快速测定食用菌中的无机元素含量对食用菌的质量控制和安全评价有指导意义。

目前，食用菌中无机元素的检测方法主要有原子吸收光谱法、原子荧光光谱法、电感耦合等离子体发射光谱法和电感耦合等离子体质谱法。其中电感耦合等离子体质谱法以其灵敏度高、检出限低、线性范围宽、分析速度快、干扰少、可多元素同时分析等优点而被广泛应用。本文采用微波消解-电感耦合等离子体质谱法测定食用菌中20种无机元素的含量。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

材料：食用菌样品均采集于宁德古田地区。

试剂：B、Mg、Al、Ca、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Sr、Mo、Cd、Ba、Hg、Pb标准储备液1000μg/mL，内标储备液（6Li、Sc、Ge、Rh、In、Tb、Lu、Bi，浓度为100μg/mL）和调谐液（Li、Y、Ce、Tl、Co，浓度为10μg/L）均购于国家有色金属及电子材料分析测试中心，使用时用2%HNO3配制成所需浓度；H2O2和HNO3均为优级纯。

1.2 仪器及参数

仪器：Agilent 7700x 电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）美国Agilent公司；Mars 6 Xpress微波消解仪美国CEM公司。

微波消解程序：仪器功率为1200W，消解分为三个步骤：第一步：10 min内温度上升到120 ℃并保持6 min；第二步：6 min内温度上升到160 ℃并保持6 min；第三步：8 min内温度上升到190 ℃并保持20 min。

电感耦合等离子体质谱仪工作参数：等离子体流量15.0 L/min，射频功率1550W，载气流量1.0 L/min，He气体流量4.5 mL/min，采样深度8.0 mm，分析模式为全定量分析，数据采集重复3次，分析时间03s，双电荷<3.0%，氧化物<2%。

1.3 样品前处理

准确称取经烘干粉碎后的食用菌样品0.5g（精确到0.0001g）于微波消解罐中，加入4mL HNO3，浸泡1h，再加入1mL H2O2，置于微波消解仪中按1.2微波消解程序进行消解。消解结束后，置于140℃电热板上赶酸。冷却后，转移到50 mL容量瓶中，超纯水定容，摇匀待测。同时做试剂空白处理。

1.4 测定方法

将定容后的样品溶液进行ICP-MS分析，同时测定各元素的检出限、精密度，并做加标回收实验，通过标准物质的测定来验证该方法。

2 结果与讨论

2.1 干扰及校正

ICP-MS的干扰主要有质谱干扰和非质谱干扰。质谱干扰主要有同量异位素干扰、双电荷离子干扰和多原子离子干扰，可通过优化仪器条件、使用干扰方程和碰撞反应池技术等方式来减少质谱干扰。选择测定同位素时应遵循丰度大、干扰少的原则。非质谱干扰主要有总固体溶解量过高、空间电荷效应和易电离元素干扰等干扰，可通过稀释样品、在线加入内标等方式消除。适当的内标可以补偿基体干扰效应、克服信号漂移，选取的内标元素的质量数和电离能要与待测元素相近，且内标元素不应在待测元素中出现或含量及微。本实验选用6Li、Sc、Ge、Rh、In、Tb、Lu、Bi为内标，选择合适的测定同位素，结合干扰方程和碰撞反应池技术，达到消除干扰的目的。

2.2 标准曲线及检出限

根据食用菌中各元素的含量，选择合适的浓度范围绘制标准曲线，其线性相关系数均大于0.999。连续测定样品空白11次所得标准偏差的3倍计算各元素的检出限，结果见表1。

2.3 加标回收率

选择食用菌中的香菇样品进行加标回收率实验，并计算加标回收率，结果见表2。从表2中可以看出各元素加标回收率在90.0%-102.8%之间。

2.4 标准物质的验证分析

为验证本方法的准确性，对国家标准物质辽宁大米（GBW10043）和芹菜（GBW10048）进行测定，结果见表3。表3可以看出国家标准物质的检测结果与标准值相符，表明该方法准确、可靠。

2.5 实际样品的测定

选择宁德古田地区常见的6种食用菌产品，按照上述实验方法进行测定，结果见表4。

3 结论

采用微波消解前处理样品，电感耦合等离子体质谱测定食用菌中的20种元素。通过优化仪器条件、使用碰撞反应池技术以及干扰校正方程等方式来减少质谱干扰，在线加入内标校正基体效应，从而保证测定的准确性。本法操作简单、分析速度快、准确度高、精密度好，适用于食用菌中多种元素的同时测定分析。

参考文献

[1]李月梅.食用菌的功能成分与保健功效[J].食品科学，2005，26（8）：517521.

[2]周素娟，张晓娜.食用菌保健功能及保健食品应用与开发[J].中国食用菌，2015，34（1）：46.

[3]张丙春，张红，李慧冬等.我国食用菌标准现状研究[J].食品研究与开发，2008，29（10）：162165.

[4]罗晓茵，郭新东，柳华春等.微波消解电感耦合等离子体质谱法测定杏鲍菇中的24种元素[J].现代食品科技，2012，28（4）：462465.

[5]庞艳华，薛大方，田苗等.微波消解电感耦合等离子体质谱法测定食品中18种元素[J].现代科学仪器，2011，（3）：7880.