电感耦合等离子体质谱在白酒检验中的应用研究

韩星星，郭洪玲，梅宏成，权养科

（1.中国人民公安大学刑事科学技术学院，北京 100038；2.公安部物证鉴定中心，北京 100038）

电感耦合等离子体质谱在白酒检验中的应用研究

韩星星1，郭洪玲2，梅宏成2，权养科2

（1.中国人民公安大学刑事科学技术学院，北京 100038；2.公安部物证鉴定中心，北京 100038）

目的 为了准确检验和区分不同的白酒，利用电感耦合等离子质谱法同时定量检测白酒中多种微量元素，根据多个元素含量参数对白酒样品进行分类，以实现对不同白酒的有效区分。方法 在优化的ICP-MS检测条件下，用标准溶液建立7Li、39K、51V、63Cu、75As、88Sr、208Pb 7种元素在确定范围内的标准工作曲线。用移液枪取待测白酒样品20mL于烧杯中，加热挥发至一定量后，用光谱纯硝酸消解，超纯水定容，然后用ICP-MS进行检测。利用所建立的标准工作曲线，计算出白酒中这7种元素的含量。结合21种常见白酒中不同元素的含量和ICP-MS方法参数，将不同元素含量划分为不同的区间范围，并根据不同白酒中元素含量对其进行归类编码。结果 将每种元素的含量范围划分为4个区间范围，分别记为A、B、C、D，并根据白酒中7Li、39K、51V、63Cu、75As、88Sr、208Pb 7种元素的含量所在的区间范围确定该种白酒的7位编码，通过比对21种常见白酒的编码，可以清晰准确地将这些白酒进行区分。结论 本文所采用的ICP-MS方法精密度好、可同时对多种元素进行定量检测，结合白酒中多元素含量分类方法，能够准确区分不同种类的白酒，因此可以广泛地应用于假冒伪劣白酒的检验鉴定。

ΙCP-MS；白酒；元素分析；分类分析

DOΙ: 10.16467/j.1008-3650.2015.02.010

白酒行业利润巨大，随着白酒消费的逐年上升，制造和销售假冒伪劣名优白酒谋取暴利的违法犯罪活动也日益猖獗。不同白酒的检验和准确区分成为打击此类违法犯罪活动的重要技术支撑。目前白酒的检验方法主要有有机成分分析方法和元素分析方法。有机成分分析法是通过对酒中的酸、酯及芳香族类化合物的分析来区分白酒的种类、品牌和厂家，元素分析是通过对酒中元素种类和含量的检测来鉴别白酒［1］。元素分析目前常用的方法有原子吸收光谱法和原子发射光谱法，但两者都存在一个突出的问题，就是对微量元素的检测灵敏度不高。另外，原子吸收光谱法每次只能检测一种元素，对元素组成未知的样品，检验难度较大。原子发射光谱法虽然能够同时检测多种元素，但一般只能做定性分析，定量结果的稳定性较差［1，2］。

电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）灵敏度高，对常见元素的检测灵敏度可达ppb数量级甚至更高，并且能够同时测定多种元素［3-5］。因此，本文应用电感耦合等离子体质谱仪对21种品牌的白酒样品进行多元素分析，并通过不同元素含量范围对白酒样品进行分类，试图建立一种快速、高区分率的白酒检验方法。

1 实验部分

1.1 实验样品

本文收 集了古鐘二锅头、郎酒、十八酒坊、西凤酒等21种市场上常见品牌的白酒，白酒品牌及生产厂家见表1。

表1 21种常见品牌的白酒及生产厂家Table1 Sample information for 21 common brands of liquor

1.2 仪器与试剂

ICP-MS X Series 2型等离子体质谱仪（美国热电公司），EH20A型加热板（MILESTONE公司），CertiPUR 30元素标准溶液（购自德国Merck公司，其 中7Li、39K、51V、63Cu、75As、88Sr、208Pb的 浓 度分别为9.7、10、9.8、9.9、98、9.8、9.8mg/L），光谱纯硝酸（德国Merck公司）。2%稀硝酸用超纯水稀释光谱纯硝酸配置。所有实验用水均为Milli-QⅡ超纯水。

1.3 实验方法

1.3.1 标准溶液的配制和检验 根据CertiPUR 30元素标准溶液中7Li、39K、51V、63Cu、75As、88Sr、208Pb的浓度，分别用2%稀硝酸配制成不同浓度梯度的标准溶液，其中，7Li、51V、75As、208Pb的标准溶液浓度梯度为0、5、10、15、20ppb，39K的标准溶液浓度梯度为0、100、500、1200、2500ppb，63Cu的标准溶液浓度梯度为0、50、200、400、1000ppb，88Sr的标准溶液浓度梯度为0、5、10、20、40ppb，用ICP-MS进行检测，仪器工作条件见表2。

表2 ICP-MS分析条件Table2 Analysis conditions of ICP-MS

1.3.2 白酒样品的检测和分类 用移液枪取20mL白酒样品于25mL烧杯内，置于加热板上加热，挥发至5mL左右，加入2mL光谱纯硝酸消解5min，将消解液转移至25mL容量瓶中，用超纯水定容。所配制溶液用ICP-MS进行检测，仪器工作条件见表2。为了消除样品间可能存在的污染，每次分析不同样品前先用超纯水对管路进行清洗，直至计数平稳［6］。

为了更好地区分白酒的种类，本文选取白酒中7种常见元素7Li、39K、51V、63Cu、75As、88Sr、208Pb作为检测元素，用ICP-MS分别检测，计算出其含量，并根据不同白酒中7种元素含量所处的范围对其进行归类。

2 结果与分析

2.1 标准曲线的建立

利用元素标准溶液分别建立7Li、39K、51V、63Cu、75As、88Sr、208Pb的ICP-MS检测标准曲线。7Li、51V、75As、208Pb在0～20ppb浓度范围内的标准曲线分别为y=0.9927x+0.1082（R2=0.9993），y=0.9865x+ 0.1969 （R2=0.9991），y=0.9912x+1.2732 （R2=0.9993），y= 1.0022x-0.0339 （R2=0.9990）；39K在0～2500ppb浓度范围内的标准曲线为y=1.0209x-7.6745 （R2=0.9982），63Cu 在0～1000ppb浓度范围内的标准曲线为y= 0.9904x+ 0.1394 （R2=0.9991），88Sr在0～40ppb浓度范围内的标准曲线为y=0.9922x+0.1164（R2=0.9993）。

2.2 样品检验

将收集到的21种常见白酒样品按照实验方法用ICP-MS进行检测，每种样品平行测定3次，根据标准曲线分别计算出各白酒样品中7Li、39K、51V、63Cu、75As、88Sr、208Pb的平均含量。检验结果见表3，各元素含量的标准偏差均小于6.7%。

表3 21种白酒中不同元素含量Table3 Content of different element in 21 brands of liquor

2.3 分类分析

为了更清晰地将不同的白酒进行区分，根据ICP-MS检验方法和21种白酒中不同元素的含量情况，将白酒中不同元素的含量划分为A、B、C、D四个不同的区间范围，各元素划分的区间范围见表4。

根据ICP-MS将21种白酒中所含的7种元素的含量分别按上述区间范围进行归属，得到相应的元素含量编码，从而得到21种白酒的成分代码，具体代码见表5。从表5中可以看出，通过本文的分类方法可以将21种白酒实现完全区分。

表4 不同元素含量区间范围Table4 Content range of different elements

表5 21种白酒的分类编码Table5 Classification code of 21 brands of liquor

3 结 论

本文利用ICP-MS对21种常见白酒样品中的7种元素同时进行定量分析，并按白酒中不同元素含量所在的浓度区间范围对其进行归类，实现了这21种白酒样品的完全区分。这种方法快速、灵敏度高、多元素同时测定，在不同种类白酒的区分检验方面具有其它方法不可比拟的优势，在打击假冒伪劣白酒的案件中具有广阔的应用前景。

［1］ 李源栋，余冰.现代仪器分析技术在测定酒中微量金属成分中的应用［J］.酿酒科技，2009， 183（9）: 107-111.

［2］ 邓勃.仪器定量分析中几个问题的探讨［J］.中国无机分析化学，2011， 1（1）: 1-5.

［3］ 史洪飞.电感耦合等离子体质谱检测常见塑料方法研究［D］.北京：中国人民公安大学，2008.

［4］ K.E.贾维斯，A.L格雷，等.电感耦合等离子体质谱手册［M］.北京：原子能出版社，1997.

［5］ 高婷，郭洪玲，权养科.激光刻蚀等离子质谱测定打印纸中常量和微量元素［J］.刑事技术，2013， 06（3）: 5-8.

［6］ 芮玉奎，于庆泉，金银花，等.应用 ICP-MS快速测定葡萄酒中40种元素的含量［J］.光谱学与光谱分析，2007， 27（5）: 1015-1017.

引用本文格式：韩星星，郭洪玲，梅宏成，等.电感耦合等离子体质谱在白酒检验中的应用研究［J］.刑事技术，2015，40（2）：127-130.

Application of ICP-MS in Liquor Examination

HAN Xing-xing1， GUO Hong-ling2， MEΙ Hong-cheng2， QUAN Yang-ke2
（1.School of Criminal Science and Technology，People’s Public Security University of China， Beijing 100038， China； 2.Ιnstitute of Forensic Science， Ministry of Public Security，Beijing 100038， China）

Objective As the cases about manufacturing and selling fake and shoddy liquor increase， examination and identification of different liquor precisely is becoming an important technical support to crack down on such illegal and criminal activities.Ιnductively coupled plasma mass spectrometry （ΙCP-MS） is highly sensitive and has low detection limit （ppb level or even lower） and capability of simultaneous multi-element determination.Therefore， this paper tried to quantitate multi-trace-elements in liquor simultaneously by inductively coupled plasma mass spectrometry， and to establish a method for classifying or even identifying different kinds of liquors according to their multi-element content parameters.Methods Under the optimized condition of ΙCP-MS， we established the standard working curve of7Li，39K，51V，63Cu，75As，88Sr，208Pb with their standard solution.For the liquors to be examined， pipetting 20mL into a beaker and heating and evaporating to certain volume，digesting with nitric acid （spectrum pure）， transferring to the volumetric fl ask and diluting with ultrapure water to the volume，and then analyzed by ΙCP-MS.Results The content of each elements in the liquor was calculated by the standard working curve method.The contents of the 7 kinds of element were divided into four ranges， coded as A， B， C， D， respectively.21 kinds of common liquors was coded according to their7Li，39K，51V，63Cu，75As，88Sr，208Pb level and the corresponding content ranges.Each of these liquors obtained a seven-letters code， and it was easily to distinguish them from each other accurately according to their seven-letters code.Conclusions The ΙCP-MS method established in this paper is sensitive， accurate， and capable of simultaneous multi-element determination.Combining ΙCP-MS quantitation method and multi-element content classifying method， different kinds of liquor could be identified accurately.These methods can be widely used in liquor examination.

ΙCP-MS； liquor； element analysis； classifi cation analysis

DF795.1

A

1008-3650（2015）02-0127-04

中央级公益性科研院所基本科研业务费项目（No.2012JB003）

韩星星（1987—），女，新疆昌吉人，硕士，研究方向为微量物证。 E-mail：872086584@qq.com

2014-09-09