【方法研究】微波消解-原子吸收光谱法测定粮食与中药材中的锌含量

huangza

2013/12/18
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粮食与中药材锌的检测方法研究

根据国标GB/T5009.14-2003《食品中锌的测定》内容，对标准方法进行验证并细化实验条件，同时对改进后的方法进行系统的方法学验证。本实验主要对粮食及中药材固体物质进行方法验证，将从试剂验证、试样空白、检测条件选择，前处理方法选择、检测方法选择、曲线范围、精密度实验、重复性实验、加样回收实验等，进行方法验证。

1实验仪器、试剂与材料

1.1实验仪器

Thermo M5型原子吸收光谱仪；梅特勒托利多电子天平FA2004；

CEM mars 6型微波快速消解系统；莱伯泰科电热板EG20B；

CEM mars 6型微波快速消解系统配套赶酸装置。

1.2试剂与材料

锌单元素标准溶液，批号为GBW08620 12071；

硝酸、高氯酸（优级纯）、过氧化氢、氢氟酸、双蒸水；

玻璃器皿：100mL烧杯、10mL容量瓶、25 mL容量瓶、100mL容量瓶、500mL量筒、10mL移液管、5mL移液管、1mL移液管、表面皿（所有玻璃器皿均以（1+1）硝酸浸泡过夜，用二次蒸馏水至少冲洗5次，方可使用）。

2 样品前处理方法

样品前处理方法，GB/T5009.14-2003《食品中锌的测定》中用的是干法灰化，这种方法不易操作，很可能会使元素损失。因此，我们用常用的方法微波消解或湿法消解进行。

微波消解：准确称量0.25g左右的样品于消解罐中，加入10mL硝酸（视情况加入过氧化氢或氢氟酸），按照消解程序进行消解，消解液置于赶酸装置中，赶酸至1mL左右，冷却后，用双蒸水定容至10mL。

湿法消解：准确称量0.25g左右的样品于烧杯中，加入5mL混合酸，置于电热板上逐渐升温加热。若消解液变为褐色，则取下冷却后补加少许混合酸。继续加热，待白烟冒尽时，加水继续赶酸，至溶液剩下1 mL左右时，取下冷却后用双蒸水定容至10mL。

3方法学考察

3.1检测方法的选择

根据GB/T5009.14-2003《食品中锌的测定》标准以火焰法测定，故本次只对火焰法进行方法验证。

3.2仪器条件选择

根据GB/T5009.14-2003《食品中锌的测定》，推荐的仪器条件为：波长213.9nm；光源为紫外；其他实验条件：仪器狭缝、空气及乙炔的流量、灯头高度、元素灯电流等均按使用的仪器说明调至最佳状态。

灯电流	波长	通带	乙炔流量	燃烧头高度
仪器法	75%	213.9 nm	0.2 nm	1.2L/min	7.0mm

3.3线性范围与检出限

根据目前实验室所检测浓度范围，使用0-0.8mg/L浓度，即0，0.1，0.2， 0.4 ，0.6，0.8 mg/L ，上机测定，结果如下：

在0，0.1，0.2， 0.4 ，0.6，0.8 mg/L的标准系列下，运用一次线性拟合系数为0.9993，由此表明在此标准系列下锌的线性关系良好。检出限按照三倍空白值的标准偏差除以标准曲线线性方程中的斜率来进行计算。得出检出限为0.0055mg/L。结果表明使用此仪器测定锌灵敏度高，符合样品测定的要求。

N	-0.0005	-0.0002	0.0000	0.0002	0.0007
	0.0007	0.0004	0.0007	0.0004	0.0012
	-0.0011	-0.001	-0.0007	0.0004	-0.0003
	0.0002	0.0009	0.0009	0.0004	0.0012
线性方程	Y=0.36948X+0.0034
标准偏差SD	0.000679
检出限,mg/L	0.0055

3.4精密度与重复性实验

3.4.1精密度实验

任取一个经过前处理后的辽宁大米标准物质，在相同仪器条件下连续测定6次，ABS结果如下：

0.1305

0.1308

0.1300

0.1307

0.1273

0.1288

RSD1.1%

相对标准偏差为1.1%，说明该实验条件下仪器的精密度较好。

3.4.2重复性实验

同时取6份辽宁大米标准物质，分别进行前处理后上机测定，实验结果如下：

0.1307

0.1303

0.1280

0.1283

0.1228

0.1216

RSD3.0%

实验结果表明，该检测方法具有良好的重复性。

3.5回收率实验及标准物质验证

取5个辽宁大米标准物质（GBW10043 GSB-21）样品，取6个黄芪标准物质（GBW10028 GSB-19）样品，进行有证标准物质验证，再根据辽宁大米标准物质锌含量的理论值12.9mg/kg，在此6个辽宁大米标准物质加入100mg/L锌标准溶液20ul，分别进行实验，实验结果如下：

实验1：辽宁大米标准物质（GBW10043 GSB-21）

编号	重量（g）	定容体积（mL）	校正后浓度(mg/L)	锌检测含量（mg/kg）	锌检测含量理论值（mg/kg）
1	0.2486	10	0.3234	13.01	13.0±0.6
2	0.2488	10	0.3225	12.96	13.0±0.6
3	0.2531	10	0.3185	12.58	13.0±0.6
4	0.2403	10	0.3212	13.37	13.0±0.6
5	0.2506	10	0.3185	12.71	13.0±0.6

实验2：黄芪标准物质（GBW10028 GSB-19）

编号	重量（g）	定容体积（mL）	校正后浓度(mg/L)	锌检测含量（mg/kg）	锌检测含量理论值（mg /kg）
1	0.2479	10	0.5548	22.38	22.3±1.0
2	0.2485	10	0.5584	22.47	22.3±1.0
3	0.2632	10	0.5951	22.61	22.3±1.0
4	0.2633	10	0.5965	22.65	22.3±1.0
5	0.2706	10	0.6111	22.58	22.3±1.0
6	0.2701	10	0.6132	22.70	22.3±1.0

实验3：辽宁大米标准物质（GBW10043 GSB-21）加标实验根据辽宁大米标准物质锌含量理论值为12.9mg/kg（校正后浓度理论值0.3208 mg/L），在此6个辽宁大米标准物质分别加入100mg/L锌标准溶液20ul、30ul（1、2、3加入20 ul、4、5、6加入30 ul），然后依法进行前处理，测定并计算回收率，实验结果如下：

编号	重量（g）	定容体积（mL）	校正后浓度(mg/L)	校正后浓度理论值(mg/L)	回收率
1	0.2502	10	0.5470	0.3208	113.1
2	0.2506	10	0.5453	0.3208	112.3
3	0.2501	10	0.5468	0.3208	113.0
4	0.2500	10	0.6544	0.3208	111.2
5	0.2503	10	0.6384	0.3208	105.9
6	0.2502	10	0.6374	0.3208	105.4

实验结果表明，用该方法进行锌的测定，回收率在105.4%-113.1%之间，回收率较好。同时对两种标准物质进行其中锌含量的检测，测得值在证书标示值范围内，方法的准确性高。

4结论与分析

1．选择适合实用实验室对药材、粮食中锌含量的检测，通过使用微波消解和湿解方法进行样品前处理，最终选择适合样品的检测方法。

2．锌的标准溶液浓度在0-0.8 mg/L范围下，线性关系良好，得出检出限0.0055mg/L。

3．样品精密度实验测得RSD为1.1%，表明用火焰法测药材、粮食中锌含量仪器的精密度较好；重复性实验测得6个样品最终浓度RSD为3.0%。

4. 辽宁大米标准物质中锌测定回收率实验测得，回收率在105.4%-113.1%之间，回收率较好。同时对两种标准物质进行其中锌含量的检测，测得值在证书标示值范围内，说明此方法的准确度高。