微波消解—ICP—MS法测定红景天胶囊中的砷、汞和铅

胡兰基 张啟云 马龙

摘 要：采用了硝酸-过氧化氢混合酸微波消解法前处理红景天胶囊样品，电感耦合等离子体质谱法同时测定红景天胶囊中As，Hg和Pb的含量。完善了样品前处理条件，优化了仪器工作参数，选择Rh、Re作为内标，有效克服了基体效应和仪器波动的影响。方法各元素加标回收率在102.7%～106.0%之间，精密度RSD在4.70%～ 5.55%之间，砷、汞、铅的检出限（3S）分别为0.004 5、0.000 6、0.003 3 μg·g-1。

關 键 词：ICP-MS；红景天胶囊；砷；汞；铅

中图分类号：O 657 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2015）07-1626-02

ICP-MS Determination of As， Hg and Pb in Rhodiola

Capsule With Microwave Digestion

HU Lan-ji， ZHANG Qi-yun， MA long

（Qinghai Research Institute of Geological and Mineral， Qinghai Xining 810008， China）

Abstract ： The sample of rhodiola capsule was digested with HNO3 and H2O2 under microwave， and contents of As， Hg and Pb in the sample solution were determined by ICP-MS. Analytical conditions were investigated and optimized， Rh and Re were selected as the internal standard element to effectively overcome the matrix effect and instrument fluctuation. The values of recovery and RSD，s（n=7） were in the ranges of 102.7%～106.0% and 4.70%～5.55% respectively， Detection limits （3s） were 0.004 5，0.000 6 and 0.003 3 μg·g-1 of arsenic ，mercury and lead respectively.

Key words： ICP-MS；Rhodiola capsule；Arsenic；Mercury；Lead

现代医学证明红景天有抗衰老、缓解体力疲劳、耐缺氧、抗微波辐射等药理作用，其滋补强身和免疫作用优于人参和刺五加[1，2]。青藏高原红景天植物资源丰富，红景天制成的胶囊更便于携带和服用，但是胶囊中是否存在有害物质，则需要准确、有效的测量方法来进行测定。

微量元素的测定方法有原子吸收光谱法、电感耦合等离子体原子发射光谱法、分光光度法、荧光分析法、极谱法、电感耦合等离子体质谱法等[3]。由于胶囊中一般有害元素含量较低，所以在测定方法的选择时，高灵敏度和低检出限就成为了首要条件。近年来发展起来的电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）[4]，具有检出限低、灵敏度高、精密度好、基体效应小、线性范围宽、多元素同时测定、操作简便快速等优点，已在地质、环境、生物样品等微量、痕量元素分析中得以广泛应用[5，6]。胶囊中含有大量油状物，普通处理方法较难溶解完全，并且劳动强度过大，该方法则采用硝酸-过氧化氢将红景天胶囊微波消解，溶解完全，省时省力。以电感耦合等离子体质谱法测定红景天胶囊中砷、汞和铅，较原子荧光分析法更简便、有效。完全可以满足实际测试需要。

1 试验部分

1.1 仪器与试剂

PerkinElmer NexIion 300X型电感耦合等离子体质谱法，配铂金采样锥和截取锥，Bington雾化器；微波消解仪（MARSXPRESS）；聚四氟乙烯消解罐。

砷、铅标准溶液：100 μg·mL-1（由国家有色金属及电子材料分析测试中心提供） ，使用时用3%HNO3溶液稀释为0.1，0.5，1，10，50，100 ng·mL-1.

内标溶液：由1.000 mg·L-1的Rh、Re（由国家有色金属及电子材料分析测试中心提供）， 用（3+97）硝酸溶液稀释至10 μg·L-1.

高纯HNO3（江苏苏州金瑞化工有限公司），优级纯过氧化氢，实验用水均为高纯水。

1.2 仪器工作条件（见表1、表2）

1.3 样品处理

称取两粒红景天胶囊（1.405 9 g）于聚四氟乙烯高压消解罐中，加5 mL硝酸，室温下预消解12～24 h，然后在通风厨中使棕色气体挥尽。加入1 mL过氧化氢，组装好高压消解罐，置于相配套的消解罐架上，将消解罐架放在微波消解器内按预定的程序进行消解，消解完成后取出消解罐架，待完全冷却后，在通风厨中小心地打开盖子，将消化液转移至25 mL比色管中，用水定容至刻度，摇匀待测。样品空白随样品同时制备。

按试验工作条件测定样品消解液，空白溶液，标准溶液。

表1 电感耦合等离子体质谱仪工作参数

Table 1 ICP-MS parameters

型 号 NexIion 300X 生产厂商 PerkinElmer

射频功率/W 1050 测量方式 跳峰

冷却气流量/（L·min-1） 13 停留时间

/（ms·点-1） 30

辅助气流量/（L·min-1） 1.2 泵速/（r·min-1） 24

雾化气流量/（L·min-1） 0.60 扫描次数 20

采样锥孔径/ mm 1.1 截取锥孔径/ mm 0.9

表2 微波消解程序

Table 2 Procedure of microwave digestion

步骤 升温时间/min 功率/W 温度/℃ 保温时间/min

1 5 800 90 3

2 5 800 120 5

3 5 800 180 10

4 15 0 25 /

1.4 仪器工作参数的优化

射频功率，采样深度，载气流量是ICP-MS工作时影响单电荷离子、氧化物离子、双电荷离子等多原子离子产率的主要因素。获得最高单电荷离子产率，提高分析灵敏度，尽可能降低各种干扰是仪器工作参数优化的目标。因此，试验以灵敏度、氧化物、双电荷产率为考察目标，用10 μg·L-1的Be、Ba、Co、Ce、Mg、U、In混合标准调谐液对仪器进行调谐，优化，使分析灵敏度满足测试要求，双电荷离子与氧化物离子产率均小于3%。使仪器其它参数达到最佳检测状态。

调谐液涵盖低、中、高各个质量分数范围的元素，可以保证分析时具有最佳检测性能。

1.5 消解方法的选择

常压湿法消解，在消化过程中有机物快速氧化易产生大量有害气体，以产生大量泡沫外溢，消解安全性差，且胶囊消化不完全，耗时长，需要随时照管，劳动强度大。即便长时间消化，也难以消化完全，消解液还是有大量浊黄色油状物。微波消解适合含有机物高，易挥发性元素的分解，试样消化完全，节能，省事省力，污染小。本次试验采用微波消解。

2 结果与讨论

2.1 ICP-MS的干扰及其排除

ICP-MS的干扰分非质谱干扰和质谱干扰。非质谱干扰有物理干扰，即试样和标准溶液的黏度、表面张力和溶解性固体的差异引起的干扰。样品的溶解性固体质量浓度大时，测定前应进行样品稀释，用内标法校正物理干扰。样品溶液在检测过程中挥发沉积在雾化室、矩管壁、采样器和采样锥表面而引起记忆干扰，减少记忆效应干扰需要在样品测定之间进行充分的冲洗。如果记忆干扰严重，则需要清洗矩管，采样器、采样锥和截取锥等导入系统。易电离元素的浓度增加将加大电子数量而引起等离子体平衡转变，产生基体抑制，用内标法可以校正基体干扰。

质谱干扰有同量异位素和多原子离子的干扰。测量对象尽可能选择不受干扰且丰度较高的同位素进行测定。Pb的测定选用208Pb，降低质谱锋的干扰，75As与40Ar35Cl的质量数重叠，所以As必须经过干扰校正才能得到准确结果。采用EPA200.8[7]推荐的干扰校正公式，利用77，82的质量数来校正40Ar，35Cl的干扰。

2.2 样品分析

按试验仪器分析条件对红景天胶囊样品进行测定，同时进行回收试验（见表3）。

2.3 检出限和精密度

按试验方法对红景天胶囊樣品平行测定7次，以3倍标准偏差计算砷、汞、铅的检出限分别为0.004 5 、0.000 6、0.003 3 μg·g-1。得到相对标准偏差为 4.70 %、4.79 %、5.55 % 。

表 3 样品分析结果（n=7）

Table 3 Analytical results of samples

元素 测定值 加入量 测定总量 回收率， % RSD，%

名称 ω/（μg·g-1 ） ω/（μg·g-1 ） ω/（μg·g-1 ）

As 0.032， 0.033， 0.030， 0.031， 0.030， 0.031，0.033 0.10 0.135 102.7 4.70

Hg 0.0040，0.0036，0.0039，0.0037，

0.0037，0.0041，0.0038， 0.10 0.110 106.0 4.79

Pb 0.020， 0.021， 0.019，0.021， 0.019， 0.022， 0.021 0.10 0.125 104.2 5.55

（下转第1641页）