微波消解-电感耦合等离子体质谱测定婴幼儿奶粉中磷的质量浓度

刘丁，解楠，段文锋，张丹妮，赵琴

（上海市质量监督检验技术研究院 国家食品质量监督检验中心，上海 200233）

微波消解-电感耦合等离子体质谱测定婴幼儿奶粉中磷的质量浓度

刘丁，解楠，段文锋，张丹妮，赵琴

（上海市质量监督检验技术研究院 国家食品质量监督检验中心，上海 200233）

采用微波消解前处理，电感耦合等离子体质谱法测定部分婴幼儿奶粉中磷的质量浓度。实验表明，采用在线内标和碰撞反应池模式，磷的线性范围在0～30 mg/L，得到的线性方程相关系数为0.9999，检出限为0.205 μg/g，相对标准偏差小于5%，加标回收率在90.0%～106.5%之间，并且和紫外分光光度法比对，结果一致。选择的两种标准物质GBW10017和GBW10023，磷质量浓度测定值均在标准值范围之内，由此说明该方法能够简单、快速、灵敏、准确测定婴幼儿奶粉中磷元素。

婴幼儿奶粉；磷；微波消解；电感耦合等离子体质谱；紫外分光光度法

0 引 言

婴幼儿奶粉是替代母乳的最佳食品，也是婴幼儿成长必须的重要食品之一。在奶粉的众多成分中，磷是人体内的重要元素之一,对人体生命活动有着十分重要的作用。人体缺乏对磷元素的摄取,会引起骨骼和牙齿发育不正常、骨质疏松、软骨病、佝偻病等症状，尤其对于婴幼儿。

目前，测定食品中磷的方法[1]有分光光度法、毛细管电泳、色谱法、电感耦合等离子体质谱法[2]（ICPMS）、等离子发射光谱法[3]（ICP-OES）等。 对于婴幼儿食品中磷的测定，主要依据“GB 5413.22-2010食品安全国家标准婴幼儿食品和乳品中磷的测定”中的分光光度法。本文采用微波消解-电感耦合等离子体质谱测定婴幼儿奶粉中磷的质量分数，并与紫外分光光度法进行比对。

1 实 验

1.1 材料与试剂

超纯水（电阻率≥18.2 MΩ·cm）；优级纯浓硝酸；优级纯30%过氧化氢；质量浓度为1 000 mg/L的磷标准溶液（GBW（E）080431）、质量浓度为1 μg/L的ICPMS调谐液（Li，Y，Ce，Tl，Co）、在线内标溶液（Sc，Ge，Y，In，Tb，Bi，使用前用体积分数为1%的HNO3配制成质量浓度为1.0 mg/L）；实验用婴幼儿奶粉；实验中所有的器皿均经过（1︰1）硝酸溶液浸泡过夜。

1.2 仪器与设备

7500cx型电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）；超纯水机（Milli-Q）；微波消解系统；梅特勒AL204型万分位电子分析天平；Thermo Evolution300型紫外分光光度计。

1.3 实验条件

1.3.1 微波消解条件

准确称取0.2～0.3 g左右（精确到0.001 g）婴幼儿奶粉样品于聚四氟乙烯消解罐内，加入3 mL浓硝酸和2 mL双氧水，具体微波消解程序如表1所示。样品消解完成冷却后打开消解罐，将消解液全部移入并用超纯水定容到100 mL容量瓶中。同时做试剂空白。

表1 微波消解程序

1.3.2 ICP-MS工作条件

玻璃同心雾化器；石英雾化室：半导体控温于（2±0.1）℃；石英一体化炬管，2.5 mm中心通道；屏蔽炬；等离子体：射频功率1450 W，载气流量0.75 L/min，补偿气流量0.35 L/min；接口处：采样锥（Ni）孔径1 mm，截取锥（Ni）孔径0.4 mm，采样深度8.5 mm；质谱仪：碰撞池模式He流量为4.0 mL/min，跳峰采集3点扫描，重复测定3次，选择质量数为31P，内标元素为45Sc。

分别吸取质量浓度为1 000 mg/L的磷的标准溶液0，0.5，1.0，1.5，2.0，3.0 mL于100 mL容量瓶中，用5%的硝酸溶液定容至刻度线，得到磷的系列标准溶液质量浓度为0，5.0，10，15，20，30 mg/L。

1.3.3 紫外分光光度法[4]

分别吸取质量浓度为100 mg/L磷的标准贮备液0，0.5，1.0，2.0，3.0，4.0，5.0 mL分别放入50 mL容量瓶中，加入10.0 mL钒钼酸铵试剂，用超纯水定容至刻度线。该系列标准溶液中磷的质量浓度分别为0，1.0，2.0，4.0，6.0，8.0，10.0 μg/mL。在25～30℃下显色15 min。用1 cm比色皿，于波长440 nm处测定吸光值。以吸光值为纵坐标，以磷的质量浓度为横坐标，绘制标准曲线。

吸取上述样品消解液10 mL于50 mL容量瓶中，加少量水后，加2滴二硝基酚指示剂，先用浓度为6 mol/L氢氧化钠溶液调至黄色，再用浓度为0.2 mol/L硝酸溶液调至无色，最后再用浓度为0.1 mol/L氢氧化钠溶液调至微黄色。再加入钒钼酸铵试剂，显色后比色，以空白溶液调零，从标准曲线上查得试样溶液中磷的浓度。

1.4 测定方法

将定容后的样品消解液采用ICP-MS测定，同时分别测定磷的检出限、精密度，并作加标回收率的计算，并同紫外分光光度法比对，通过标准物质的测定来验证方法。

2 结果与讨论

2.1 仪器测定条件的选择

在测定前先用1.1中的调谐液将低、中、高质量数调谐到具有较高灵敏度状态，并且使CeO/Ce和Ce2+/Ce分别低于1.0%和1.5%。本实验测定采用氦气碰撞池模式和在线内标加入，可以大大降低质谱的干扰，如氧化物、双电荷、多原子离子等干扰，增强测定结果的准确性，降低对仪器的污染。

2.2 两种方法的检出限、线性范围

由于ICP-MS测定有着非常宽的线性动态范围，可以达到9个数量级，即便浓度很低，定量测定结果的误差也很小，因此选择元素的测定范围较宽泛。将样品处理过程的空白溶液连续测定10次，以标准偏差的3倍计算检出限。两种方法磷测得的线性范围、线性方程相关系数及检出限如表2和图1所示。

表2 线性范围、相关系数和检出限

由上可以看出，2种方法的线性范围分别为0～30 mg/L和0～10 mg/L之间，线性方程的相关系数R2均大于0.9995，两种方法的检出限分别为0.205μg/g和20.0μg/g之间，完全满足分析要求。

2.3 样品加标回收率计算

为进一步确认本方法的准确性，对一份奶粉样品进行加标实验，测定数据并计算加标回收率，其结果在90.0%～106.5%之间，同时样品连续测定7次，精密度均小于5%，测定结果如表3所示。

表3 样品加标回收率及精密度（n=7）

2.4 标准物质的验证分析

为了验证本方法的准确性，对2种生物成分分析标准物质进行了测定，包括GBW10017奶粉成分分析标准物质、GBW10023紫菜成分分析标准物质，所测定磷元素数值均在推荐范围内，测定结果如表4所示。

表4 标准物质测定结果（n=3）mg/kg

2.5 实际样品的测定

选择了超市货架的几种婴幼儿配方奶粉，按照上述方法进行测定，结果如表5所示。

表5 几种婴幼儿奶粉中磷ICP-MS测定结果（n=3）mg/100g

由上表可以看出选择的8种婴幼儿奶粉中磷元素的质量分数在（312～429）mg/100g之间，所测得数值与产品标签均一致。

3 结 论

本文采用微波消解—电感耦合等离子体质谱法测定婴幼儿奶粉中磷元素，测定过程中采用碰撞池模式，可以有效地排除质谱干扰保证测定的准确性，是一种快速、准确和有效的分析方法。通过对奶粉中磷元素的测定，并与紫外分光光度法比较可以看出，两种方法测定的结果无显著差别，但ICP-MS方法可以大大提高工作效率，减少样品的稀释，降低污染，并能够大批量的检测。

[1]卫敏,食品中磷的检测方法[J].中国科学：化学,2010,40（7）：914-921.

[2]陈国友,微波消解-ICP-MS同时测定母乳中Ca和P的方法研究[J].光谱学与光谱分析,2010,30（8）：2274-2276.

[3]李光,电感耦合等离子体发射光谱法测定奶粉中的9种元素[J].卫生研究,2006,35（2）：225-227.

[4]中华人民共和国卫生部.GB5413.22-2010食品安全国家标准婴幼儿食品和乳品中磷的测定[S].北京：中国标准出版社，2010.

Determination of phosphorus in milk products for infants and young children by inductively coupled plasma mass spectrometry with microwave digestion

LIU Ding,XIE Nan,DUAN Wen-feng,ZHANG Dan-ni,ZHAO Qin
（Shanghai Institute of Quality Inspection and Technical Research/National Food Quality Supervision and Inspection Center,Shanghai 200233,China）

Inductively coupled plasma mass spectrometry（ICP-MS）with microwave digestion was applied to determine phosphorus in milk products for infants and young children.The ISTD adding on line and the Octopole Reaction System were applied in this study.The linear ranged from 0 to 30 μg/mL,and linear correlation factors was good（r=0.9999）.The detection limit was 0.205 μg/mL.Precision was fine,and RSD is lower than 5%,and samples recoveries were in the range of 90.0%～106.5%.There was a accordant result between two determining methods by ultraviolet spectrophotometer and ICP-MS.The results showed close agreement with the reference values in two standard reference materials of GBW10017 and GBW10023.It indicated that the method is simple,sensitive,accurate and short of analytical cycle,which can meet the demand for the determining phosphorus in milk products for infants and young children.

milk products for infants and young children;phosphorus;microwave digestion;inductively coupled plasma mass spectrometry；Ultraviolet spectrophotometer

TS252.7

A

1001-2230（2011）08-0044-03

2011-05-09

刘丁（1987-），女，助理工程师，从事食品安全检测工作。