电感耦合等离子体质谱法同时测定肉制品中的铅元素和镉元素

张鑫桐

【摘 要】本文章研究的用电感耦合等离子体质谱仪同时检测肉制品中铅和镉两种重金属元素的方法。优化了电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）的各种参数。结果表明，使用这种方法检测，铅和镉的检出限分别为0.14和0.12μg/kg，回收率为88.9%～97.5%，相对标准偏差为2.1%～2.9%。研究表明，这种检测方法相比于原子吸收，该方法检出限低，检测时间短，前处理方法多，数据更加稳定，可以应用于对实际样品的检测。

【关键词】电感耦合等离子体质谱仪；铅；镉

随着现代工农业的发展，重金属污染问题日趋严重。重金属污染，不同于其它类型污染，具有隐蔽性、长期性和不可逆转性等特点。重金属可直接对环境中的大气、水、土壤造成污染[1]，对自然环镜带来不良影响，影响人类的食物，进而对人类的身体健康产生危害。铅元素和镉元素都是自然界常见的有毒重金属元素。我国在GB2762-2012《食品安全国家标准 食品中污染物限量》[2]中明确规定了肉制品和水产制品中铅元素和镉元素的限量指标。一款合格的产品，就必须对其重金属指标有一定的限制。这不仅仅是产品的品质要求，更是消费者对食品安全和身体健康的要求。

目前，国内外关于铅的检测方法主要有石墨炉原子吸收光谱法、氢化物原子荧光光谱法、火焰原子吸收光谱法、二硫腙比色法、单扫描极谱法等[3]。关于镉的检测方法主要有石墨炉原子吸收光谱法、原子吸收光谱法（碘化钾-4-甲基戊酮-2法）、原子吸收光谱法（二硫腙-乙酸丁酯法）、比色法、原子荧光法等[4]。以上方法都无法同时检测铅和镉两种元素，而电感耦合等离子体质谱法以四极杆为检测器，通过质荷比分离离子，可同时检测铅和镉两种重金属元素。本文采用电感耦合等离子体质谱法，对肉制品中两种常规检测的重金属元素进行同时测定，以建立快速准确的检测技术，满足实际应用的要求。

一、材料与方法

（一）材料

原料：肉松，购买于当地的大型超市。

试剂和材料：除另有说明外，所用试剂均为优级纯，水为GB/T 6682规定的超纯水。

硝酸；

过氧化氢（30%）；

铅标准溶液，1000ug/mL 国家有色金属及电子材料分析测试中心（GSB04-1742-2004）；

镉标准溶液，1000ug/mL 国家有色金属及电子材料分析测试中心（GSB04-1721-2004）；

镉、铅混合标准物质购自中国计量科学研究院（20℃下，镉，0.106±0.002 ug/mL；铅，1.05±0.02 ug/mL）；

2%硝酸：取20.0mL 硝酸加入50 mL 水中，稀释至1000mL。

（二）主要仪器

ELAN DRC-e电感耦合等离子体质谱仪 珀金埃尔默仪器（上海）有限公司；Multiwave 3000微波消解仪 奥地利安东帕公司；BHW-09A恒温消解仪 上海博通经贸有限公司；明澈TM-D24UV纯水系统 2011Merck Millipore公司；AL204电子天平 梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司。

（三）仪器条件：

对仪器起始化、质量校准、氩气流量等进行调试，使氧化物形成<1%和双电荷化合物形成<3%。最终确定仪器条件为射频功率1350 W；等离子体气流量15 L/min；辅助气流量1.0 L/min；载气流量1.14 L/min；

（四）标准溶液的配制：

准确吸取1ml铅标准溶液和1ml镉标准溶液于一个100ml容量瓶内，用2%硝酸定容，得到铅和镉含量均为10mg/L的混合标准储备液。吸取适量混合标准储备液，用2%硝酸稀释成表1的标准工作溶液浓度。

表1 标准品的工作溶液浓度

（五）实验方法

称取均匀样品0.2-0.5g （精确至0.1mg）于消解罐，加入5～6ml硝酸，0～1ml过氧化氢混匀，放置一夜后，按表2的消化程序微波消解，于恒温仪上赶酸至1ml，放冷后定容至50ml容量瓶，上机测试。

表2 微波消解消化程序

二、结果与分析

（一）元素质量数的选择与优化

本实验比较了铅204，铅206，铅207和铅208的标准曲线、干扰因素和丰度，最终选择了铅208的标准曲线；比较了镉106，镉108，镉110，镉111，镉112，镉113，镉114，镉116的标准曲线、干扰因素和丰度，最终选择了镉111的标准曲线。因为这铅208和镉111这两条标准曲线相对于其他的标准曲线干扰少，丰度高，标准曲线的r2也比较理想

（二）基质效应

基质抑制作用主要是基质在雾化——电离过程中对目标物的雾化电离产生抑制。本实验分别配制三组标准曲线：曲线a，直接用2%硝酸将混合标准储备液稀释成标准工作溶液；曲线b，用肉松样品的样液做稀释液配置标准工作溶液；两种曲线的线性相关系数均大于0.9999。基质效应可以用ME=B/A×100%计算，式中B为基质曲线斜率，A为标准曲线斜率。实验中两种元素测定的基质效应如表3所示。

表3铅元素和镉元素在肉制品中的基质效应

一般认为，基质曲线响应值与其标准曲线响应值之比在85%～115%之间不存在明显的基质效应[5]。根据此方法可以判断，两种元素的两种曲线方程之间无显著影响。因此，标准工作曲线可用2%硝酸直接配置。

（四）样品的测定

采用所建立的方法对购自中国计量科学研究院的镉、铅混合标准物质（20℃下，镉，0.106±0.002 ug/mL；铅，1.05±0.02 ug/mL，GBW08607）进行检测，测定值均在标准值范围内。详见表6。

表4混合标准物质中的铅元素和镉元素的检测

三、结论

建立了用电感耦合等离子体质谱仪法检测肉制品中的铅元素和镉元素的分析方法，经过研究表明，本方法简便、快速、准确，适用于肉制品中重金属元素的同时快速确证检测。

参考文献：

[1]李湘洲.重金属铅和镉对土壤与作物的危害及防治[J].经济林研究，2000，4（12）：12～13

[2]GB 2762-2012 食品安全国家标准 食品中污染物限量[S].

[3]GB5009.12-2010 食品安全国家标准 食品中铅的测定 [S]

[4]GB/T 5009.15-2003 食品中镉的测定 [S].

[5]林永辉，刘正才，杨方，等.柱前衍生化液相色谱-串联质谱法测定茶叶中草铵膦的残留量[J]. 色谱，2012，30（12）：1260～1264.