微波消解-电感耦合等离子体质谱法同时测定植物样品中的Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、Cr、As、Hg

陈福强

（广东省地质实验测试中心广东广州510080）

微波消解-电感耦合等离子体质谱法同时测定植物样品中的Cu、Pb、Zn、Cd、Ni、Cr、As、Hg

陈福强

（广东省地质实验测试中心广东广州510080）

采用微波消解法对植物样品（大米、茶叶、白菜、龙眼等）进行消解后，直接用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）测定其中的铜、铅、锌、镉、镍、铬、砷、汞等8个重金属元素含量，并对大米标准物质GBW10010（GSB-1）和圆白菜标准物质GBW10014（GSB-5）进行了方法准确度验证，结果表明，该方法精密度均小于5%，回收率在89.8%-107.9%之间，可满足日常分析中植物样品的微、痕量重金属元素的检测要求。

电感耦合等离子体质谱法；微波消解；植物；重金属

引言

电感耦合等离子体质谱法作是目前无机元素常规分析中，同时兼具检出限低、准确度好、精密度高、线性范围宽、可多元素同时分析等优点的先进分析方法，广泛应用于各行各业中微量、痕量元素的测定。对于植物样品，虽然国内还没有使用电感耦合等离子体质谱法作为测定方法的标准，但该方法依然受到分析者的重视，不断的进行试验和改进[1-3]。电感耦合等离子体质谱仪的接口等特点，决定了该法存在漂移和非光谱干扰等问题，一般可用内标法进行有效校正[6]。而采用微波消解法进行前处理，因用酸量少、消解速度快、易挥发元素损失小等特点，将电感耦合等离子体质谱法的优点进一步体现。

本文选取了大米、茶叶、白菜、龙眼等样品，经微波消解后直接用ICP-MS进行测试，方法精密度均小于5%，回收率在89.8%-107.9%之间，可满足日常分析中植物样品的微、痕量重金属元素的检测要求。

1 实验部分

1.1 试剂

高纯HNO3：Merck公司；

优级纯H2O2：广州化学试剂厂；

超纯水：电阻率≥18.3MΩ·cm，自制；

29元素（不含Hg）混合标准溶液（10mg/L）：PerkinElmer仪器公司；

混合内标溶液（6Li、Sc、Ge、Y、In、T3、Bi，10 mg/L）：PerkinElmer仪器公司；

Hg标准溶液（10mg/L）：PerkinElmer仪器公司；

Au标准溶液（100mg/L）：国家有色金属及电子材料分析测试中心。

1.2 仪器

万分之一电子天平：AL104，瑞士MettlerToledo公司；

微波消解仪：Ethos1，美国Milestone公司；

超纯水机：NEW HUMAN UP 900，韩国Human Corporation公司；

电感耦合等离子体质谱仪ICP-MS：Nexion 300X，美国PerkinElmer仪器公司。

1.3 仪器工作条件

表1 ICP-MS Nexion 300X仪器工作条件

表2 质量数、内标及检测模式的选择

表3 微波消解仪工作条件

1.4 标准曲线

将1.1的标准储备液按表4系列进行配制，实际测定时可根据样品含量进行调整。每个系列预加内标后，最终内标浓度为5 μg/L。

表4 标准曲线系列（μg/L）

1.5 试验步骤

将大米、茶叶等干样粉碎至40-60目，干燥密封保存备用；白菜、龙眼等鲜样将可食部分打成匀浆，4℃以下冷藏保存备用。

根据试样状态和含水率，鲜样称取1.0g～3.0 g（精确至0.001 g），干样称取0.1g～0.3 g（精确到0.0001 g）。将试样置于微波消解罐中，干样需加入适量去离子水，加入4 mL高纯HNO3和1 mL H2O2摇匀，浸泡30min，再加入1 mL高纯HNO3和0.5 mL H2O2，盖上密封盖，将消解罐放入微波炉消解系统中。

根据表2的条件设置微波炉消解系统的分析条件，至消解完全。消解结束后，冷却，将消解液移入50 mL容量瓶中，并用超纯水多次洗涤消解罐内壁，洗液合并于容量瓶中，稀释至刻度，混匀，待测。可根据样品中元素的实际含量适当稀释样液，确定稀释因子。

2 结果与讨论

2.1 试样的处理

如果试样是干燥的样品（如茶叶），在加入消解试剂后，应进行充分的预消解，确保样品不再浮于液面上后，再补加HNO3和H2O2后进行消解。否则干燥的试样浮于液面上进行微波消解时，容易导致试样着火，发生烧罐或爆罐等事故。

2.2 同位素选择和质谱干扰

同位素选择见表2，采用碰撞模式（KED）消除可能存在的质谱干扰。

2.3 基体干扰和漂移

由于实际样品溶液与标准溶液在溶液黏度、电离效率等存在一定差距，且随着测定时间的推移，仪器的灵敏度会发生一定程度的漂移，故采用混合内标溶液对基体干扰和漂移进行校正。

2.4 汞记忆效应的处理

在测定汞时，容易产生记忆效应，经过前期试验，使用金溶液作为汞的标准溶液介质，可很好的消除记忆效应。样品之间如有含量稍高的，可使用相当含量的金溶液进行清洗。

2.5 方法检出限

以11次样品空白的测定结果计算方法检出限，结果如下。

表5 各元素方法检出限（mg/kg）

2.6 加标回收率及精密度

对大米和白菜样品进行了精密度试验和加标回收

表6 大米和白菜中各元素加标回收率及精密度测定结果（n=10）

2.7 方法准确度验证

为验证本方法的准确度，对生物成分分析标准物质（大米）GBW10010和（圆白菜）GBW10014进行了测试，结果见表7。由表7可以看出，测定值与参考值相符。试验，结果表明，方法精密度均小于5%，回收率在89.8%-107.9%之间。

表7 标准物质测定结果（mg/kg）

结语

对大米、茶叶、白菜、龙眼等样品在微波消解处理后，直接用ICP-MS进行测试，经过对仪器条件的优化，采用碰撞反应池、内标法等方式消除干扰，方法精密度均小于5%，回收率在89.8%-107.9%之间，可满足日常分析中植物样品的微、痕量重金属元素的检测要求。

[1]罗欢忠，刘俊武.微波消解-电感耦合等离子体-质谱法测定大米中的铅、镉汞和砷[J].光谱实验室.2012，29（1）:470-474.

[2]林文业，黄丽娟，龙智翔等.电感耦合等离子体质谱法测定大米中砷铅铜锌铬镉镍元素含量[J].现代科学仪器.2011（5）:107-109.

[3]黄晓文，张念，黄小成.碰撞池ICP-MS测定大米中Ca，Fe，Mn，Cu，Ni，As，Se，Sr，Cd，Ba，Hg[J].光谱实验室. 2009，26（5）:1095-1099.

[4]Assad S，Al-Ammar.Simultaneous correction for drift and non-spectroscopic matrix effect in the measurement of geological samples 3y inductively coupled plasmamass spectrometry using common analyte internal standardization chemometric technique[J].Spectrochimica Acta，2003，Part B（58）:1391-1401.