电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）法测定葡萄酒中的多种元素

李　燕，王忠一，鞠忠杰

（烟台市食品药品检验检测中心，山东烟台264003）

电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）法测定葡萄酒中的多种元素

李燕，王忠一，鞠忠杰

（烟台市食品药品检验检测中心，山东烟台264003）

建立了葡萄酒中K、Na、Ca、Mg、Fe、Cu、Al、Cr、Mn、Ni、As、Zn、Se、Cd、Pb、Hg、Sn、Ba、Sr、Co、Mo共21种元素的分析方法。以湿法或微波消解法消解样品，用ICP-MS进行分析。选用Sc、In、Ge、Rh、Bi为内标以校正基体效应和信号漂移。元素K、Na、Ca、Mg、Fe、Cu在0～10 mg/L（与样品中实际含量相匹配）范围内线性良好，其余元素在0～80 μg/L范围内线性关系良好。该方法测定葡萄酒中21种元素的检出限在0.010～22 μg/L之间，相对标准偏差为0.8%～7%。方法可为葡萄酒的质量控制和产地分析提供数据参考。

ICP-MS； 葡萄酒； 多种元素

近几年，我国的葡萄酒消费量一直保持持续增长的良好势头，葡萄酒行业也得到较快、较全面的发展，面对日趋成熟的消费市场和国内外的激烈竞争，选育适宜的葡萄品种、发展个性化产品、打造特色酒庄和小产区将成为我国葡萄酒发展的一个方向。因此，了解不同产地、不同品种、不同级别或品质的葡萄酒中成分组成的细微差别将有利于推动我国葡萄酒再发展的进程。

近年来，电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）法在无机元素的痕量分析上得到迅速发展，其可测定的元素涵盖了元素周期表中的绝大部分，具有灵敏度高、样品制备和进样技术简单、质量扫描速度快、运行周期短、所提供的离子信息受干扰程度小等优点，应用十分广泛［1-2］。郑翌等［3］对微波消解-电感耦合等离子体质谱法测定养生保健汤料包中16种稀土元素进行了研究；郑岩等［4］探讨了湿法消解紫菜和海带样品，ICP-MS法测定样液中15种元素，研究和建立了高盐样品的前处理方法，解决了基质干扰的问题；李敏等［5］建立了电感耦合等离子体-质谱法测定酱油中12种金属元素。有关ICP-MS法测定葡萄酒中无机元素的分析目前尚未见报道。本实验采用ICP-MS法测定葡萄酒中的多种元素，应用内标法校正了基体效应和信号漂移，实现了葡萄酒中多种元素的痕量分析和快速检测。

1　材料与方法

1.1材料、试剂

样品：购于超市。

硝酸：优级纯。

标准物质：K、Na、Ca、Mg、Fe、Cu、Al、Mn、Sr、Zn、Cr、Ni、As、Se、Cd、Pb、Hg、Sn、Ba、Co、Mo单元素标准溶液；Sc、In、Ge、Rh、Bi 5种混合标准溶液（10 mg/L），美国Per-kin Elmer公司。

标准系列：用1%HNO3配制成K、Na、Ca、Mg、Fe各元素系列浓度为0 mg/L、1 mg/L、2 mg/L、5 mg/L、10 mg/L的混标；Cu、Al、Mn、Sr、Zn系列浓度为0 mg/L、0.2 mg/L、0.5 mg/L、1 mg/L、2 mg/L的混标；Cr、Ni、As、Se、Cd、Pb、Hg、Sn、Ba、Co、Mo系列浓度为0 μg/L、1 μg/L、5 μg/L、10 μg/L、20 μg/L、40 μg/L、80 μg/L，汞浓度为0 μg/L、0.1 μg/L、0.5 μg/L、1 μg/L、2 μg/L、4 μg/L、8 μg/L的混标；Sc、In、Ge、Rh、Bi用水稀释为50 ppb的混合标准溶液，作为内标使用溶液。

实验室用水：超纯水。

1.2仪器设备

微波消解仪：MARS6，美国CEM公司；电热板：HT-300，广州分析测试中心；ICP-MS：300X，美国Perkin Elmer公司。

1.3实验方法

1.3.1样品前处理

葡萄酒样品可以采用湿法和微波两种消解方式。

微波消解：称取2.00 mL样品于微波消解罐中，加入6 mL硝酸，置于微波消解仪中消解，同时做试剂空白。微波消解采用升温控制模式，工作参数见表1。消解完毕后，赶酸处理，冷却至室温后转入10 mL容量瓶中，并用超纯水定容，待测。

表1　微波消解程序

湿法消解：称取2.00 mL样品于150 mL锥形瓶中，于电热板上加热，赶酒精。然后取下锥形瓶，加入6 mL硝酸，继续置于电热板上加热消解，至溶液无色或淡黄色后赶酸处理，冷却至室温后转入10 mL容量瓶中，并用超纯水定容，待测。

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1.3.2ICP-MS条件

通过ICP-MS仪的Potimze功能，采用Mg、In、Ba、Ce、U调谐液对仪器进行调谐，获得最优仪器工作参数。

2　结果与分析

2.1条件优化

2.1.1消解方式的选择

由于葡萄酒样品的有机物含量较少，多数葡萄酒样品采用微波消解和湿法消解两种方式均能完全消解，对于甜型葡萄酒及冰酒等含糖量较高的样品，采用微波消解的方式消解更为彻底。

2.1.2ICP-MS条件的优化

实验通过内标校正、带碰撞池He模式撞击裂解动能歧视（KED）等手段，有效消除氩气系统及基体背景下形成的ArO、ArAr、ArCl、ArNa等多种分子离子干扰［10］。分析物质量、内标及分析条件见表2。

表2　元素质量、内标及分析条件

待测元素涉及低、中、高质量数元素，样品基质对各质量数元素的信号响应各不相同。通过多元素内标VIS趋势校正，内标回收率均在80%～120%的合理范围，有效避免了单一内标的局限性。

2.2方法线性及检出限

对标准系列溶液进行分析，做线性回归并绘制标准曲线，对应的回归方程、线性范围见表3。采用1%HNO3溶液作为空白溶液，连续进样7次，记录所产生信号测定值的标准偏差，以3倍标准偏差所对应的质量浓度为所测元素的检出限，其检出限能够满足实际样品的测定（见表3）。

2.3精密度和回收率

取2.00 mL乙醇水溶液（12%）为样品空白于微波消解罐中，分别加入K、Na、Ca、Mg、Fe各20 μg；Cu、Al、Mn、Sr、Zn各5 μg；Cr、Ni、As、Se、Cd、Pb、Hg、Sn、Ba、Co、Mo各50 ng；汞5 ng。加入6 mL硝酸，置于微波消解仪中消解，同时做样品空白及6个平行加标试验。计算方法的加标回收率及相对标准偏差，结果见表4。

2.4样品分析

对市售的10个国产干红葡萄酒样品进行了分析测试。测试结果见表5。

从测试的结果看，10个葡萄酒样品并未按品种、产地或质量等级进行分类，各元素的含量既有区别又存在一定的一致性（合理的含量区间），所以进一步从不同品种、产地等方面建立元素的含量范围是具有可行性的。

表3　元素测定的回归方程、线性相关系数及检出限

表4　方法的回收率及精密度

表5　干红样品中元素含量范围

3　结论

本实验建立了葡萄酒中K、Na、Ca、Mg、Fe、Cu、Al、Cr、Li、Mn、Ni、As、Zn、Se、Cd、Pb、Hg、Sn、Ba、Sr、Co、Mo 等21种元素的分析方法。方法在一定的范围内线性良好，回收率能够满足样品测定的要求。此方法的建立可以为葡萄酒的质量控制、葡萄产地及葡萄品种分析提供有利的数据参考。

［1］Sanz-MedelA，Montes-Bayon M，Bettmer J，et al.ICP-MS for absolute quantification of proteins for heteroatom-tagged，targeted proteomics［J］.Trends inAnalytical Chemistry，2012，40：52-63.

［2］刘虎生，邵宏翔.电感耦合等离子体质谱技术与应用［M］.北京：化学工业出版社，2005：176-280.

［3］郑翌，杨丹，潘煜辰，等.微波消解-电感耦合等离子体质谱法测定养生保健汤料包中16种稀土元素［J］.理化检验，2015，51（6）：814-820.

［4］陈岩，赵晓丽，杨慧，等.湿法消解ICP-MS法测定紫菜和海带中15种元素［J］.分析实验室，2015，34（7）：803-806.

［5］李敏，连晓文，姚敬，等.电感耦合等离子体-质谱法测定酱油中12种金属［J］.中国食品卫生杂志，2014，26（4）：344-347.

Determination of Multiple Elements in Grape Wine by ICP-MS

LI Yan，WANG Zhongyi and JU Zhongjie
（Yantai Food and Drug Testing&Detection Center，Yantai，Shandong 264003，China）

A method for simultaneous and quantitative determination of 21 elements including K，Na，Ca，Mg，Fe，Cu，Al，Cr，Mn，Ni，As，Zn，Se，Cd，Pb，Hg，Sn，Ba，Sr，Co and Mo in grape wine had been developed.Wine samples were digested by wet digestion or microwave digestion and then detected by ICP-MS.Sc，In，Ge，Rh and Bi were used as internal standard elements to correct the matrix effects and signal drift. The linear ranges of K，Na，Ca，Mg，Fe and Cu were within 0～10 mg/L，whereas the linear ranges of other elements were within 0～80 μg/L. The limits of detection（LODs）of the 21 elements were in the range of 0.010～22 μg/L，with relative standard deviations（RSDs）between 0.8% and 7%.Such method was useful in wine quality control and producing area analysis.

ICP-MS；wine；multiple elements

TS262.6；TS261.7；TS261.4

A

1001-9286（2016）09-0113-03

10.13746/j.njkj.2016064

2016-03-02

李燕（1976-），女，硕士研究生，高级工程师。

优先数字出版时间：2016-05-17；地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/52.1051.TS.20160517.1033.004.html。