高压密闭消解－电感耦合等离子体原子发射光谱／质谱法测定鸡蛋中16种元素的含量

王 祝，苏思强，邵 蓓，万 静，李永林，李明礼

（西藏自治区地质矿产勘查开发局中心实验室；国土资源部拉萨矿产资源监督检测中心，拉萨850033）

高压密闭消解－电感耦合等离子体原子发射光谱／质谱法测定鸡蛋中16种元素的含量

王 祝，苏思强，邵 蓓，万 静，李永林，李明礼

（西藏自治区地质矿产勘查开发局中心实验室；国土资源部拉萨矿产资源监督检测中心，拉萨850033）

鸡蛋是人们日常生活中最为普遍的食物之一，它含有丰富的蛋白质以及人体所必需的铁、铬、锰、硒、碘、铷等多种微量元素，而这些微量元素对人体有益或有害都存在一个很小的浓度范围，例如营养元素硒的有效浓度范围是0.1～1mg·kg－1［1］。现今市售的鸡蛋种类繁多，不同品种鸡蛋中微量元素含量差异是人们关注的问题。

目前鸡蛋消解方法主要有干法灰化法、湿法消解法、压力罐消解法、微波消解法，测定方法主要有原子吸收光谱法、电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP－AES）和电感耦合等离子体质谱法（ICPMS）［214］。干法灰化法需马弗炉灰化后加酸溶解，且干法灰化法和湿法消解法都耗时较长且不适用于测定碘和硒等易挥发元素；微波消解法和压力罐消解法操作流程简单快捷且适用于易挥发元素的测定，相比较而言压力罐消解设备简单，适合日常分析测试。随着测试技术的发展，原子吸收光谱法由于测试项目相对较少且一次只能测定一个元素，已逐渐被可多元素测定的ICP－AES和ICP－MS替代。

本工作采用压力罐消解法，试剂用量少、操作简单，根据鸡蛋中常量、微量元素含量差别较大的特点，再利用ICP－AES、ICP－MS两种方法互补测定鸡蛋中16种元素的含量。

1 试验部分

1.1 仪器与试剂

PerkinElmer Optima 5300DV型电感耦合等离子体原子发射光谱仪；PerkinElmer ELAN DRC－e型电感耦合等离子体质谱仪；KS－930型打蛋器；DGG－9246A型电热恒温鼓风干燥箱；带聚四氟乙烯内胆高压消解罐。

标准溶液：1.000g·L－1，由国家标准物质研究中心提供的多元素混合标准溶液，测试时将标准溶液逐级稀释配制成不同质量浓度的标准工作溶液，碘标准溶液用优级纯KI配制成所需质量浓度。

盐酸、硝酸、高氯酸为优级纯，试验用水为超纯水（电阻率不小于18MΩ·cm）。

1.2 仪器工作条件

1）ICP－AES 高频发生器功率1 350W；雾化气流量0.67L·min－1，冷却气流量15.0L· min－1，辅助气流量0.2L·min－1，进样量1.5mL·min－1；积分时间2～10s；各待测元素分析谱线及观测方式的选择见表1。

2）ICP－MS 高频发生器功率1 350W；雾化气流量0.56L·min－1，辅助气流量1.1L·min－1，等离子体气流量16.5L·min－1；透镜电压8.5V；各待测元素同位素和内标的选择见表2。

表1 分析谱线和观测方式的选择Tab.1 Selection of analytical spectrum lines and obsorvation modes

表2 同位素和内标的选择Tab.2 Selection of isotopes and internal standards

1.3 试验方法

取鸡蛋1个，用打蛋器将其蛋清和蛋黄搅匀备用。称取样品1.00g放入高压消解罐聚四氟乙烯内胆中，加入硝酸6mL、高氯酸2mL，盖上内胆盖并拧紧外盖，放入170℃电热恒温鼓风干燥箱内加热2h。取出冷却后，将样品全部转移至50mL容量瓶中，用水稀释至刻度，待测。同时进行空白试验。

2 结果与讨论

2.1 消解条件的选择

2.1.1 消解酸

称取样品1.00g 6份，依次放入高压消解罐聚四氟乙烯内胆中，分别加入盐酸、硝酸、盐酸－硝酸（3＋1）混合酸、盐酸－高氯酸（1＋1）混合酸、硝酸－高氯酸（1＋1）混合酸、盐酸－硝酸－高氯酸（3＋1＋4）混合酸各8mL在170℃消解2h。

结果显示：仅有硝酸－高氯酸混合酸体系将鸡蛋消解成无色透明溶液，其余消解酸体系消解过后溶液不清亮且都有胶状物附着于聚四氟乙烯内胆上，说明消解不完全。因此，试验选择硝酸－高氯酸混合酸作为鸡蛋的消解用酸。

2.1.2 混合酸比例

称取样品1.00g 4份，依次放入高压消解罐聚四氟乙烯内胆中，分别加入不同体积比例的硝酸－高氯酸混合酸8mL，在170℃消解2h。结果显示：当硝酸和高氯酸体积比为4∶1时，鸡蛋消解后溶液呈浅黄色，其余比例的混合酸消解鸡蛋后溶液呈无色透明状，说明消解酸中高氯酸比例过低导致消解不完全。将消解后的样品上机测试，结果见表3。

表3 硝酸与高氯酸的混合比对测定结果的影响Tab.3 Effect of ratios of nitric acid and perchloric aicd on determination results mg·kg－1

由表3可知：当硝酸与高氯酸体积比为1∶1，2∶1，3∶1时，测定结果基本一致；当硝酸与高氯酸体积比为4∶1时，测定结果明显偏低，说明消解不完全。由于高氯酸具有易爆性，在样品处理过程中应尽量减少高氯酸的加入量。因此，试验选择硝酸－高氯酸（3＋1）混合酸消解样品。

2.1.3 混合酸用量

称取样品1.00g 5份，依次放入高压消解罐聚四氟乙烯内胆中，分别加入4，6，8，10，12mL的硝酸－高氯酸（3＋1）混合酸，在170℃消解2h。结果显示：当混合酸的用量大于8mL后，鸡蛋样品才能消解成无色透明溶液。将消解后的样品上机测试，结果见表4。

表4 混合酸用量对测定结果的影响Tab.4 Effect of volumes of mixed acids on determination results mg·kg－1

表4 （续）mg·kg－1

由表4可知：各元素测定值随混合酸用量的增加而增大，当混合酸的用量达到8mL以上，测定结果基本稳定。因此，试验选择硝酸－高氯酸（3＋1）混合酸的用量为8mL。

2.1.4 消解温度

称取样品1.00g 5份，依次放入高压消解罐聚四氟乙烯内胆中，加入硝酸－高氯酸（3＋1）混合酸8mL，盖上内胆盖并拧紧外盖，分别放入110，130，150，170，190℃的电热恒温鼓风干燥箱中，消解时间2h。结果显示：随着消解温度的升高，消解后的样品溶液由黄色浑浊逐渐变为无色透明；当消解温度达到150℃以上，样品开始变澄清；达到170℃以上，样品溶液呈无色透明状。将消解后的样品上机测试，结果见表5。

由表5可知：各元素测定值随消解温度的升高而增大，当消解温度达到170℃以上，测定结果基本稳定。因此，试验选择消解温度为170℃。

2.1.5 消解时间

称取样品1.00g 5份，依次放入高压消解罐聚四氟乙烯内胆中，加入硝酸－高氯酸（3＋1）混合酸8mL，盖上内胆盖并拧紧外盖，放入170℃电热恒温鼓风干燥箱中，分别消解1，1.5，2，2.5，3h。结果显示：随着消解时间的增加，消解后样品溶液由黄色逐渐变为无色透明，消解2h后样品溶液呈无色透明状。将消解后的样品上机测试，结果见表6。

由表6可知：各元素测定值随消解时间的增加而增大，消解时间达到2h后测定结果趋于稳定。因此，试验选择消解时间为2h。

表5 消解温度对测定结果的影响Tab.5 Effect of digestion temperatures ondetermination results mg·kg－1

表6 消解时间对测定结果的影响Tab.6 Effect of digestion time on determination results mg·kg－1

2.2 标准曲线与检出限

按仪器工作条件对标准溶液系列进行测定，结果表明：钾、钠、钙、镁、磷的质量浓度在100mg·L－1以内呈线性，铁、钡、铜、锌、锰、硒、锶、铬、镉、碘、铷的质量浓度在1.0mg·L－1以内呈线性，线性回归方程和相关系数见表7。

制备11份样品空白溶液，按试验方法进行测定，以测定结果的3倍标准偏差（3s）作为方法的检出限，见表7。

表7 线性回归方程、相关系数和检出限Tab.7 Linear regression equations，correlation coefficients and detection limits

2.3 精密度和回收试验

按照试验方法测定11份样品溶液，计算测定值的相对标准偏差（RSD），结果见表8。为了考查本方法的准确度，进行加标回收试验，结果见表8。

表8 精密度和回收试验结果（n＝11）Tab.8 Results of tests for precision and recovery

2.4 样品分析

取市售3种鸡蛋（普通红壳鸡蛋、品牌白壳鸡蛋、品牌青壳鸡蛋），按试验方法测定鸡蛋蛋液中16种元素的含量，测定结果见表9。

表9 样品分析结果Tab.9 Analytical results of samples mg·kg－1

由表9可知：3种鸡蛋中元素含量存在一定差异；重金属元素镉在3种鸡蛋中的含量水平相当；白壳鸡蛋除钠、钡、锶外其余12种元素含量都较青壳鸡蛋和红壳鸡蛋高；青壳鸡蛋除钠、铜、锶、铬含量较红壳鸡蛋低，其余11种元素含量都较红壳鸡蛋高。

本工作建立了高压罐密闭消解，ICP－AES和ICP－MS联合测定鸡蛋中钾、钠、钙、镁、磷、铁、铬、锰、铜、锌、硒、铷、锶、镉、碘、钡等16种元素含量的方法。确定了消解酸体系、混合酸比例和加入量及消解的温度和时间。方法的检出限在0.003～0.87mg·kg－1之间，RSD小于8.0%，加标回收率在95.3%～105%之间。方法操作简单，测定结果可靠。

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B

1001－4020（2017）04－0474－05

10.11973／lhjy－hx201704024

2016－05－06