标准加入法与标准曲线法测定松茸中总砷含量的比较

黄智安，沈蕊，罗欣，余进，田浩，陈彦和

劲牌有限公司，中药保健食品质量与安全湖北省重点实验室（黄石 435100）

松茸（Tricholoma matsutake），又名松口蘑，隶属担子菌门（Basidiomycota）伞菌纲（Agaricomycetes）伞菌目（Agaricales）口蘑科（Tricholomataceae）口蘑属（Tricholoma），是松、栎等树木外生的菌根真菌[1]。松茸是一种珍稀名贵的野生食用菌，营养丰富，富含蛋白质、氨基酸、多糖、维生素及多种矿物质元素，味道鲜美，位于中国四大名菌之首，有菌中之王的美誉。在我国主要分布在吉林、四川、云南、西藏等地，安徽、广西等地有少量分布。研究表明，松茸具有抗病毒、抗肿瘤、增强免疫力、促肠胃、预防糖尿病、抗运动疲劳等保健功能[2]。也有研究表明，食用菌类对重金属具有较强富集能力[3]。段志敏等[4]测定云南省昆明、楚雄、大理、玉溪4个地区7份松茸样品的总砷含量，结果表明超标率为100%。

松茸及其制品污染物限量一直是市场争议的焦点，其中GB 2762—2017《食品安全国家标准 食品中污染物限量》中规定的总砷限量为0.5 mg/kg，而四川省、云南省地方标准DBS 51/006—2018《食品安全地方标准 松茸及其制品》和DBS 53/022—2016《食品安全地方标准 松茸及其制品》中规定的无机砷限量为1.0 mg/kg[5-7]。食品中的砷以无机态砷和有机态砷2种形态存在，无机态砷毒性较大。松茸中砷含量很高且含有不同的砷形态，包括砷甜菜碱、砷胆碱、3价砷、5价砷、一甲基砷、二甲基砷、三甲基氧化砷和砷糖[8]。

测定总砷的方法有原子吸收光谱法（AAS）、原子荧光光谱法（AFS）、电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）、电感耦合等离子体质谱法（ICPMS）等[9]。测定无机砷的方法有液相色谱-原子荧光光谱法[10]、液相色谱-电感耦合等离子体质谱法[11]，马伟等[12]采用电感耦合等离子体质谱法、原子荧光光谱法、液相色谱-电感耦合等离子体质谱法3种方法测定松茸中总砷及无机砷含量。结果表明，冻干松茸粉中砷主要以有机态存在，且不同检测方法以及前处理方式都会对试验结果产生影响。在使用标准曲线法时，最易出现的问题是来自基体的干扰。因此，针对样品基质较复杂，基体效应影响较大或无法确证时，应采用标准加入法。

标准加入法，又名标准增量法或直线外推法，是一种被广泛应用于分析复杂基体样品的方法。作为检验准确度的测试方法，能有效避免样品基质的干扰，且试验误差较小，稳定性更高[13]。当很难配置与样品溶液相似的标准溶液，或样品基体成分很高，且变化不定，采用标准加入法非常有效。具体操作方法：将不同梯度的一定量已知浓度的标准溶液加入待测样品中，采用相同的前处理方法，保持一致上机测试。横坐标为不同梯度的已知浓度值，纵坐标为响应值，绘制标准曲线，标准曲线与横坐标的交点即为样品的浓度。

试验采用电感耦合等离子体质谱法，结合标准曲线法和标准加入法对松茸中总砷测定的准确性进行比较研究，为此类复杂基体中总砷的测试分析提供试验数据支持。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

1.1.1 仪器与设备

iCAP RQ型电感耦合等离子体质谱仪（美国赛默飞世尔科技有限公司）；PRO型微波消解仪（奥地利安东帕有限公司）；ELGA型纯水机（英国威立雅公司）；SQP型分析天平（德国赛多利斯公司）；DFT-50A粉碎机（温岭市林大机械有限公司）；101-2AB电热鼓风干燥箱（天津泰斯特仪器有限公司）。

1.1.2 材料与试剂

硝酸；砷单元素标准物质（国家标准物质研究中心）；锂、钪、锗、钇、铑、铟、铋混合元素标准溶液（国家标准物质研究中心）。除另有说明，所用试剂均为优级纯，水为GB/T 6682—2016《分析实验室用水规格和试验方法》规定的一级水。

1.2 标准溶液的制备

精密量取适量砷单元素标准溶液，用硝酸溶液（5+95）稀释制成每1 mL含砷为100 μg的溶液，即得砷标准贮备液1；精密量取适量砷标准贮备液1，用硝酸溶液（5+95）稀释制成每1 mL别含砷为1 μg溶液，即得砷元素标准贮备液2。精密量取适量砷标准贮备液2，用硝酸溶液（5+95）稀释制成每1 mL含砷0，1.00，5.00，10.0，30.0和50.0 ng的标准溶液。

1.3 内标溶液的制备

精密量取适量锂、钪、锗、钇、铑、铟、铋混合元素标准溶液，用水稀释制成每1 mL各含100 ng的混合溶液。

1.4 供试品溶液的制备

样品精密称取，置耐压耐高温微波消解罐中，加5 mL硝酸。密闭并按微波消解仪的相应要求及一定的消解程序进行消解。待冷却后取出，缓慢打开消解罐盖排气，用少量水冲洗内盖，将消解罐放在控温电热板上加热30 min，用水定容至50 mL容量瓶中，摇匀备用，同时做空白试验。

标准加入法供试品溶液的制备：分别精密称取同质量的5份样品，依次加入不同浓度的砷标准溶液，置耐压耐高温微波消解罐中，加硝酸5 mL。密闭并按微波消解仪的相应要求及一定的消解程序进行消解。待冷却后取出，缓慢打开消解罐盖排气，用少量水冲洗内盖，将消解罐放在控温电热板上加热30 min，用水定容至50 mL容量瓶中，摇匀备用。

1.5 仪器条件

使用调谐液调整仪器各项指标，使仪器灵敏度、氧化物、双电荷、分辨率等各项指标达到测定要求。仪器RF功率1 550 W，采样深度5 mm，冷却气流速14.0 L/min，雾化气流速1.11 L/min，辅助气流速0.80 L/min，CCT碰撞气流速4.17 mL/min。

2 结果与讨论

2.1 线性与检出限、定量限

标准曲线法：以砷0，1.00，5.00，10.0，30.0和50.0 ng/mL的标准溶液。

标准加入法：样品中加入的砷标准溶液质量浓度分别是0，5.00，10.0，15.0和20.0 ng/mL。

测定时选取的同位素为75As，内标元素校正选择内插模式。依次将仪器的样品管插入各个浓度溶液中进行测定，以测量值（3次读数的平均值）为纵坐标，浓度为横坐标，绘制标准曲线。线性回归方程及相关系数见表1。

表1 线性回归方程及相关系数

试验表明，75As能被检测，专属性较好，且元素的强度响应值与其浓度之间均具有良好的线性关系。

通过连续进行空白溶液的重复测试，检出限（LOD）按照3倍空白值的标准偏差除以标准曲线的斜率来计算，而定量限LOQ按照10倍空白值的标准偏差除以标准曲线的斜率来计算，结果见表2。

从表2看出，标准曲线法和标准加入法砷的检出限分别为0.053和0.037 ng/mL，而定量限分别为0.176和0.123 ng/mL。以称取0.5 g样品，定容至50 mL计算，标准曲线法和标准加入法砷的检出限分别为0.005 3和0.003 7 mg/kg。

表2 检出限与定量限 单位：ng/mL

2.2 检测方法的比较

为比较标准曲线法和标准加入法这2种检测方法对测定松茸中总砷的差异性，采用微波消解法进行前处理，标准曲线法以六平行试验，标准加入法以三平行试验，检测结果见表3。

表3 标准曲线法与标准加入法比较

结果表明，标准曲线法和标准加入法测定松茸样品中总砷含量，2种方法测定结果无明显差异，相对标准偏差SRSD均小于5%。

2.3 精密度与准确度

选择有证标准物质紫菜GBW 10023，分别取6份平行样，按照前处理方法处理，精密度采用相对标准偏差（SRSD）表示，2种方法总砷的测试结果见表4。

表4 有证标准物质测定值与标准值比较

结果表明，标准曲线法和标准加入法测试的总砷结果均在标准物质的标准值范围内。标准曲线法的相对标准偏差SRSD为1.6%，标准加入法的相对标准偏差SRSD为1.4%，而标准加入法总砷的平均值更接近标准值的中位值。说明2种方法的精密度与准确度均较高，而标准加入法更适合一些基体较复杂样品的测试。

2.4 干扰验证试验

ICP-MS测定的干扰大致可分为物理干扰和质谱干扰。物理干扰可采用内标法校正或者基体匹配消除，质谱干扰可以通过干扰方程校正或者碰撞/反应池模式去除[14]。ICP-MS分析75As时会受到多种干扰，如双电荷离子150Sm++和150Nd++、多原子离子40Ar35Cl+和40Ca35Cl+等[15-16]。选择双电荷离子150Sm++和150Nd++对测定砷的干扰进行验证，通过仪器调谐使得双电荷离子产率在3%以下。测试结果见表5。

表5 仪器调谐

分别配制质量浓度1，10和100 ng/mL系列的含钕和钐混合标准溶液，使用砷的标准曲线测定溶液中含有的砷含量，即计算钐（钕）干扰产生的砷浓度。同时，在松茸供试品溶液中分别加入质量浓度2和20 ng/mL系列的含钕和钐混合标准溶液，使用砷的标准曲线测定溶液中含有的砷含量，比较含钕和钐混合标准溶液加入前后之间的差别。

表6 干扰产生的砷质量浓度 单位：ng/mL

松茸供试品溶液中Sm、Nd的含量均较低，在松茸供试品溶液分别加入2和20 ng/mL的Sm、Nd混合标准溶液，与加入之前的结果无显著差异，因此，松茸中较低含量的Sm、Nd所产生的双电荷离子150Sm++、150Nd++对砷的测定无干扰。

表7 松茸中总砷含量

3 结论

采用电感耦合等离子体质谱仪测定松茸中总砷的含量，标准曲线法和标准加入法的线性均良好，相关系数R2均在0.999 0以上，砷的检出限分别为0.053和0.037 ng/mL，定量限分别为0.176和0.123 ng/mL。以称取0.5 g样品，定容至50 mL计算，标准曲线法和标准加入法砷的检出限分别为0.005 3和0.003 7 mg/kg。

通过标准曲线法和标准加入法测定松茸样品中总砷含量的比较，2种方法测定结果无明显差异，相对标准偏差SRSD均小于5%。以有证标准物质紫菜GBW 10023进行精密度与准确度试验，标准曲线法和标准加入法测试的总砷结果均在标准物质的标准值范围内，而标准加入法总砷的平均值更接近标准值的中位值。说明2种方法的精密度与准确度均较高，而标准加入法更适合一些基体较复杂样品的测试。

同时，对测定过程的干扰因素进行验证，松茸中较低含量的Sm、Nd所产生的双电荷离子150Sm++、150Nd++对砷的测定无干扰。因此，采用电感耦合等离子体质谱仪测定松茸中总砷的方法准确、可靠。标准加入法作为标准曲线法的补充，可有效分析这类复杂基体样品测定的准确性。