涂少云1 谢雅妍2 李兴宁3
广东省东莞市质量监督检测中心 广东东莞 523000
摘要：利用微波消解作为五香粉的前处理方式，并通过电感耦合等离子体质谱仪同时快速测定五香粉中8种无机元素（铅、镉、总铬、铝、锰、铁、锌、铜）。实验结果表明8元素的线性关系表现良好，R2均≥0.9994；各元素检出限在0.0015～0.0421μg/kg;定量限在0.0045～0.1262μg/kg。通过精密度和加标回收试验得出相对标准偏差RSD值在5.40%～8.96%，加标回收率在83.60%～108.70%之间。本方法前处理操作快速、省力、污染小，电感耦合等离子体质谱仪检测精密度高、稳定性好，可有效应用于五香粉中8种金属元素的同时测定。
关键词：五香粉；金属元素；电感耦合等离子体质谱仪
引言：
ICP-MS法具有检出限低、灵敏度高、线性范围宽、分析速度快等优点，适合进行大批量样品的多元素同时分析［1-2］。因此本次实验将利用电感耦合等离子体质仪同时去测定五香粉中铅、铝、铬、镉还有铜、锌、锰、铁这8种重金属，结合微波消解作为样品前处理。
1.实验方法与材料
1.1仪器与试剂
表1仪器
仪器 型号 供应商 仪器 型号 供应商
赶酸器 VB24-PLUS 北京莱伯泰科有限公司 微波消解仪 Ethosl 意大利Milestone公司
电感耦合等离子体质谱仪 7700X 美国Agilent公司 分析天平 BSA224S 德国赛多利斯公司
超纯水机 M-illi-Q Systems 美国Millpore公司
Al,Ca,K,Na,Pb,Se:100g/mL,As,Ba,Cd,Cr,Cu,Fe,Mg,Mn,Ni,Zn:50μg/mL的无机元素混合溶液标准物；体积分数65%的优级纯硝酸；电阻率大于等于18.2MΩ/cm的实验室自制一级水；100μg/L的钪、铋、铟、锗混合内标溶液；1μg/LCe、Co、Li、Mg、Tl、Y的质谱调谐液。
实验过程中用到的器皿（消解内罐、容量瓶等）清洗方法：配制一定比例的硝酸溶液、酸泡，次日捞出先用清水冲洗多遍，再用一级水冲洗干净并晾干备用。
1.2样品测定方法
①打开冷却水和排风系统，打开联机软件。设置仪器工作参数，待仪器达到最佳工作条件后，启动等离子体点火，使仪器稳定半小时。
②在软件上新建一个方法，在元素周期表上选定本实验需要检测的8种金属元素（铅、铝、铬、镉、铜、锌、锰、铁）和4种内标元素（209Bi、74Ge、45Sc、115In）。在样品列表中编辑好标准工作溶液、试剂空白和样品信息，保存并添加队列。
③溶液经自动进样器引入到雾化室中，经过仪器内部一系列的反应后，会根据标准溶液浓度和信号值的关系，绘制出标准曲线。随后将已经制备好的试剂空白溶液和样品消解液先后注入到ICP-MS中，仪器也会自动计算得出浓度。若样液的溶度超出曲线范围，则用一级水按一定的比例稀释，使其溶度落在线性范围内。
2.结果与讨论
2.1标准曲线、检出限和定量限
从IC-MS联机软件上可以直接看到各个元素的线性方程和相关系数R2如表2所示，可以得出各元素的线性关系都不错，R2均≥0.9994。通过计算得出检出限在0.0015～0.0421μg/kg;定量限在0.0045～0.1262μg/kg，数据表明该方法的灵敏度比较高，适合作为五香粉中这8种元素的同时测定。
表2线性方程，相关系数R2及检出限与定量限
项目 质量数 内标 线性方程 相关系数R2 检出限（mg/kg） 定量限（mg/kg）
Pb 208 209Bi Y=43526.5588+3245.6 1.0000 0.0164 0.0491
Cd 111 115In Y=4146.8507-2.2200 0.9999 0.0015 0.0045
Cr 52 45Sc Y=11752.1614+1264.6033 0.9998 0.0108 0.0325
Al 27 45Sc Y=297.5921+213.3467 0.9994 0.0214 0.0643
Mn 55 45Sc Y=5957.1385+156.6733 0.9998 0.0421 0.1262
Fe 56 45Sc Y=14059.5010+57925.3533 0.9996 0.0055 0.0165
Cu 63 45Sc Y=17018.2167+368.9233 0.9999 0.0255 0.0766
Zn 66 74Ge Y=2376.4778+947.9633 0.9999 0.0094 0.0282
2.2精密度试验
把消解内罐置于四位天平上，用取样勺取0.2g-0.5g的五香粉到罐中，称取6份平行样，经前处理后，注入到ICP-MS中测定6份平行样品的浓度，通过计算得出8种元素的测定值和相对标准表差，如表3所示，相对标准偏差均在10%以内，说明仪器具有良好的精密度，连续测定同一溶液响应值的再现性好。
表3精密度试验
项目 测定值（mg/kg） 平均值（mg/kg） RSD/%
Pb 1.56～1.89 1.79 6.24
Cd 0.167～o.200 0.182 8.40
Cr 0.396～0.481 0.439 7.07
Al 196～238 221 6.24
Mn 100～120 109 6.43
Fe 1.17～1.38 1.34 5.40
Cu 4.34～5.56 5.09 8.32
Zn 0.823～1.02 0.933 8.96
2.3回收率试验
通过上述的精密度试验得出了各元素的本底值，再根据本底值的大小确定各元素需要加标的3个浓度水平。在四位天平上准确称取0.2g-0.5g五香粉置于消解内罐中，然后分别加入3个梯度的标液，按上述前处理方法处理并上机测试进行加标回收试验。经数据处理后计算得出各元素的回收率，结果如表4所示，回收率在83.60%～108.70%，说明实验过程中待测元素的损失少，测试结果准确度高。
表4加标回收率试验
项目 本底（μg/L） 加标（μg/L） 平均回收率（%）
Pb 12.826 5 101.76
10 91.16
20 91.24
Cd 1.288 0.5 87.60
2 108.70
5 101.86
Cr 3.428 0.5 83.60
2 104.25
5 103.72
Al 15.744 5 87.86
10 98.98
20 96.06
Mn 7.714 5 104.68
10 97.18
20 97.76
Fe 9.080 5 105.54
10 102.42
20 99.67
Cu 3.553 0.5 95.20
2 84.45
5 102.72
Zn 6.566 5 95.52
10 97.57
20 100.61
3.结论
本实验选用微波消解作为前处理辅助消解的方法，基于在密闭环境中微波对样品与试剂的混合溶液加热速度快，能迅速形成高温高压，也避免了交叉污染和挥发性成分的损失，大大提高了消解效率，减少了待元素在消解过程中的损失。而电感耦合等离子体质谱仪具有能够同时快速测定多种无机元素并且稳定可靠、分析准确等多种优点，非常适合本实验五香粉中8种元素含量的检测。实验结果表明方法精密度在5.40%～8.96%，回收率在83.60%～108.70%、线性和检出限都满足检测要求。因此该方法可应用于香辛料中多种重金属元素的同时测定和数据分析。
参考文献
[1]韦慧强.电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定沙虫中10种重金属[J]．中国无机分析化学，2019，9(4)：8-11．
[2]张宏康,王中瑗,许佳璇,等.食品中重金属检测方法研究进展[J]．食品安全质量检测学报，2016(5)：1844-1850．