ICP-MS法测定动物肝脏中重金属元素的含量

吴训，江永红

（广西壮族自治区疾病预防控制中心，广西南宁530028）

ICP-MS法测定动物肝脏中重金属元素的含量

吴训，江永红

（广西壮族自治区疾病预防控制中心，广西南宁530028）

以动物肝脏为研究对象，建立碰撞反应池-电感耦合等离子体质谱法分析动物肝脏中重金属含量的方法。样品经HNO3-H2O2密闭高压消解后，以74Ge、115In、209Bi、45Sc为内标元素消除非质谱干扰，以氦气为碰撞反应气消除质谱干扰，采用电感耦合等离子体质谱法同时测定了动物肝脏中重金属铅、铊、镉、砷、铬和镍。试验结果表明：电感耦合等离子体质谱法检测6种重金属元素线性关系良好，相关系数均大于0.999。铅、铊、镉、砷、铬、镍的检出限分别为1.55、0.05、0.18、1.04、1.47、0.79μg/kg。方法用于分析标准物质，结果与标示值相符。

电感耦合等离子体质谱法；密闭高压消解；氦气；动物肝脏；重金属

动物肝脏中富含人体必需的各种蛋白质、脂肪、维生素以及各种微量元素，营养极其丰富，所以备受居民喜爱。但是随着现代工业的高速发展，大量重金属由于污水及空气的排放进入环境并经食物链最终进入人体，严重危害人类的健康和生存。已有研究表明，许多重金属元素（特别是铅、铊、镉、砷）在一定的浓度范围内均对人体有潜在的毒性。随着时间的推移，这些重金属元素可通过单一或协同作用，导致人体健康问题或疾病［1-2］。电感耦合等离子体质谱法是一种检出限低，准确度高，可进行多元素同时分析的快速痕量分析技术，在许多领域均有应用［3-6］。为了解动物肝脏中重金属的含量水平，同时为有关部门的决策提供科学依据。试验选取动物（猪、牛、羊）肝脏为研究对象，采用密闭高压消解技术对其进行前处理，然后采用氦气（He）作为碰撞反应气，消除样品中复杂基质内的各种分子离子的干扰，最后采用电感耦合等离子体质谱仪对其中的铅、铊、镉、砷、铬和镍含量进行检测，并且在分析过程中采用了内标校正法，有效地校正了基体干扰，方法准确、快速、可靠。

1　试验部分

1.1仪器

Nexion 300D电感耦合等离子体质谱仪：美国PE；配套密闭高压消解罐：南京瑞尼克科技开发有限公司；Milli-QAcademic超纯水系统。

1.2试剂

混合标准（Pb、Tl、Cd、As、Cr、Ni）溶液：1 000mg/L，使用时用硝酸（2+98）溶液稀释至所需浓度；锗、铟、铋、钪混合标准储备溶液：10mg/L，移取1 000mg/L锗、铟、铋、钪各1.00mL于100mL容量瓶中，用硝酸（2+98）溶液定容至100mL。锗、铟、铋、钪混合内标溶液：1.0mg/L，分别移取10mg/L锗、铟、铋、钪各10.0mL于100mL容量瓶中，用硝酸（2+98）溶液定容至刻度。硝酸为电子级；过氧化氢为优级纯；国家有证标准物质圆白菜（GBW 10014）和鸡肉（GBW 10018）。试验用水均为超纯水，电阻率18.2MΩ·cm，所有试验均在室温（22℃）下完成。

1.3仪器工作参数

射频功率：1 100W；采样深度：2.5mm；雾化器流量：1.06 L/min；等离子体气流量：15 L/min；辅助气流量：1.2 L/min；雾室温度：2℃；取样速率：0.5 L/min；获取点数：30；扫描方式：跳峰；重复测定次数：3；采样锥：1.1mm；截取锥：0.9mm；超级截取锥：1.0mm。

1.4试验方法

将密闭高压消解内罐先放在硝酸（20+80）溶液浸泡24 h，取出用纯水冲洗干净，再在消解内罐中加入3.0mL纯硝酸在105℃下蒸煮1 h以上，纯水洗净，烘干备用。

取动物肝脏洗净匀质后称取一定量的样品于100 mL密闭高压消解内罐中，加入10.0mL硝酸和1.0mLH2O2，拧紧外罐，将消解罐放入烘箱中，在设定的升温条件（参考条件：100℃恒温加热2 h，120℃恒温加热2 h，140℃恒温加热2 h，170℃恒温加热2 h）下进行消解。待消解完毕后，放冷至室温。打开消解罐，用少量水冲洗上盖内壁，合并至罐中。置消解罐中于140℃～160℃电热板中赶酸，待溶液约剩1.0mL时，用水洗涤消解罐3次～5次，洗液合并于50mL塑料容量瓶中，用水定容至刻度，混匀直接上机测定。同时做试剂空白试验和质控样。

2　结果与讨论

2.1仪器工作条件的优化

用1.0μg/L的ICP-MS质谱调谐液调试仪器，使仪器的灵敏度、氧化物、双电荷和分辨率等各项指标达到测定要求，具体参数如下：Be＞3 000CPS；Mg＞20 000 CPS；In＞50 000CPS；U＞40 000CPS；CeO/Ce＜2.5％；Ce++/ Ce＜3.0％（CPS全称：countsper second，是指检测器在单位时间内采集到的离子计数）。

2.2干扰的消除

质谱干扰和非质谱干扰是质谱分析中的两大类主要干扰。采用电感耦合等离子体质谱法测定铅、铊、镉、砷、铬、镍元素存在同量异位素、多原子、双电荷离子等质谱干扰（如表1所示），本试验采用最优化仪器条件（降低氧化物和双电荷的产生）和碰撞反应池（He模式下对可能出现的各类干扰能有效地消除）等方法来消除。非质谱干扰主要源于样品基体，克服基体效应最有效的方法是稀释样品、内标校正。试验通过在线加入高中低质量数209Bi、115In、72Ge、45Sc内标溶液监测信号变动情况，用内标法定量，有效地克服了仪器的漂移，保证了测量的准确性。

表1　潜在的干扰Table1 Potential Interferences

2.3标准曲线及检出限

在优化的仪器工作条件下，标准溶液进入ICPMS后，仪器自动给出各元素的校准方程及相关系数。其线性范围均为0.04μg/L～100μg/L，相关系数均大于0.999 9。检出限按空白溶液平行测定11次所得标准偏差的3倍计算。结果如表2所示。

表2　元素相关系数及检出限Table2 Correlation coefficientsand detection lim its for ICP-MS

2.4标准物质的分析

为了验证方法的准确性，试验采用国家标准参考圆白菜（GBW 10014）和鸡肉（GBW 10018）按照试验方法进行消解并测定（n=6），测定值与证书标示值相符，结果见表3。

2.5实际样品测定

采用试验建立的方法对市售动物肝脏中的重金属元素进行检测，并选取相应的动物肉类进行对比试验，结果如表4所示。

表3　国家标准物质的标准值及测定结果Table3 Determ ination resultsand valueof certified reference m aterials

表4　样品的测定结果Table4 Determ ination resu ltsof samples

由表4可以看出，被测样品中的铅、铊、镉、砷、铬、镍含量都比较低，只有个别样品的砷、铅和镍的含量稍高，动物肝脏虽说含有人体所需的各种营养成分，但是它毕竟是排毒器官，不同生长环境的重金属污染程度不尽相同，而它们的食物原料也不相同，所以不建议过多食用。

3　结论

试验采用电感耦合等离子体质谱法对动物肝脏中的铅、铊、镉、砷、铬、镍6种有害重金属元素进行了同时测定，优化了试验条件，检出限、精密度和标准物质的分析等试验证明，方法准确、可靠，适用于动物肝脏中多种重金属元素的快速测定。

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［2］Stankovic S，Jovic M.Health risks of heavymetals in themediterraneanmusselsasseafood［J］.EnvironmentalChemistry Letters，2012，10（2）：119-130

［3］陆美斌，王步军，李静梅，等.电感耦合等离子体质谱法测定谷物中重金属含量的方法研究［J］.光谱学与光谱分析，2012，32（8）：2234-2237

［4］Sahan Y，Basoglu F，Gucer S.ICP-MSanalysisofa seriesofmetals（Namely：Mg，Cr，Co，Ni，Fe，Cu，Zn，Sn，Cd and Pb）in black and green olive samples from Bursa，Turkey［J］.Food Chemistry，2007，105（1）：395-399

［5］解楠，葛宇，徐红斌，等.微波消解-电感耦合等离子体质谱测定香辛料中铅砷镉铬铜锰锌和镍［J］.食品科学，2011，32（2）：195-197

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Determ ination of Heavy Elements in Animal Liver by Inductively Coup led Plasma M ass Spectrometry

WU Xun，JIANG Yong-hong
（Guangxi Center for Disease Prevention and Control，Nanning 530028，Guangxi，China）

A novelmethod was established to determination of heavymetalsby inductively coupled plasmamass spectrometry（ICP-MS）with collision cell technology.Animal liverwasdigested by sealed high pressure digestion with HNO3-H2O2，72Ge，115In，209Bi and45Sc were selected as the internal standard elements to overcome non-spectroscopic interference and helium was used as collision to eliminatemass spectroscopic interference. The resultsshowed that the linear range of thismethod wasgood in detection ofsix kindsofheavymetalsby inductively coupled plasmamassspectrometry，and theelemental correlation coefficientsover0.999.The limitsof detection for Pb，Tl，Cd，As，Cr，Niwere 1.55，0.05，0.18，1.04，1.47，0.79μg/kg，respectively.Themethod wasapplied toanalyze standard substances，giving results consistentwith the certified values.

ICP-MS；sealedhighpressuredigestion；helium；animalliver；heavymetal

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.18.031

吴训（1970—），男（汉），主管技师，大专，从事理化检验分析工作。

2015-10-12