ICP-MS冷焰法测试食品中钠钾的研究

◎ 闫守品

（广西华测检测认证有限公司，广西 南宁 530007）

在电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）的应用中，ICP作为质谱的高温离子源（8 000～10 000 K），样品在等离子体炬中进行蒸发、解离、原子化、电离等过程。离子通过样品锥接口和离子传输系统进入高真空的MS部分，MS部分为四极快速扫描质谱仪，通过高速顺序扫描分离测定所有离子，扫描元素质量数范围6～260，并通过高速双通道分离后的离子进行检测，浓度线性动态范围从ng/kg到1 000 mg/kg直接测定。因此，与传统无机分析技术相比，ICP-MS技术提供了很低的检出限、最宽的动态线性范围、干扰少、分析精密度高、分析速度快、可进行多元素同时测定以及可提供精确的同位素信息等分析特性。

ICP-MS测定食品中各种元素，快速高效，已普遍应用。在常规功率条件下（1 500 W），金属离子电离完全，多原子离子以及双电荷离子产率较高，导致钠和钾检出限很高，对于钠、钾元素有明显质谱干扰。基于提高仪器灵敏度、降低基体干扰、降低检出限、更加准确测试食品中钠和钾含量的考虑，采用ICP-MS冷焰法分析测试以及氩气在线稀释，减少双电荷离子产生，规避多原子离子干扰，同时降低基质影响，达到准确检测目的。

1 实验部分

1.1 仪器、试剂及标准物质

仪器：安捷伦ICP-MS 7800，PE原子吸收900T（配钠钾空心阴极灯），CEM微波消解仪。试剂：高纯水和GR硝酸。标准物质：钠标准物质GBW（E）080127，中国科学计量研究院，标准值1 000 µg/mL。钾标准物质GBW（E）081590：北京海岸鸿蒙标准物质技术有限责任公司，标准值1 000 µg/mL。国家标准物质GBW10050（大虾），地球物理地球化学勘查研究所。

1.2 样品前处理流程

选取饼干为代表进行钠元素测试，罗汉果为代表进行钾元素测试，同时做加标回收实验；用GBW10050作为质控，做标准物质确认实验。

称取样品0.2～0.5 g，加6 mL硝酸100 ℃预消解20 min，按照微波消解程序消解至澄清透明。冷却后取出，缓慢打开罐盖排气，用少量水冲洗内盖。150 ℃赶酸30 min，并定容于50 mL容量瓶，摇匀待测。同时做空白实验。

1.3 ICP-MS冷焰测试仪器条件

ICP-MS冷焰测试仪器条件见表1。

表1 仪器测试条件表

在冷焰条件下，射频功率的降低使得离子信号强度普遍降低，适量增加稀释气进行在线稀释，提高被测元素灵敏度同时减少基质干扰。

2 结果与讨论

2.1 ICP-MS冷焰检测

ICP-MS冷焰条件检测钠和钾受到的干扰见表2。

表2 干扰情况表

钠、钾电离能小于10 eV，属于易电离元素。在低功率条件下，其电离度仍能达到离子被检出的程度。在常规测试条件下，雾化器流量一般1 mL/min。减少雾化器流量为0.75 mL/min，增加稀释气体为0.25 mL/min，在进样过程中进行在线稀释，在更小气溶胶粒径和密度条件下进行测试，提高被测元素灵敏度[1]，有效降低基体干扰。

2.2 检出限

冷焰条件下测试钠钾混合标准物质，信号强度见表3，测试空白11次信号值见表4。

表3 不同浓度钠钾标物信号和线性表

表4 钠钾11次空白信号值表

取样0.5 g，定容于50 mL容量瓶，则检出限见表5。

表5 检出限表

由表3～5可知，冷焰条件下，钠、钾浓度在1～10 mg/L范围内，信号强度与浓度有良好线性关系；评估的检出限也优于GB 5009.268-2016第一法规定的检出限（Na检出限1 mg/kg、K检出限 1 mg/kg）[2]。

2.3 加标回收试验

以饼干为基质进行钠加标回收实验，罗汉果为基质做钾加标回收实验，加标量和回收率见表6。

表6 加标回收率表

加标回收实验是常用的制控方式，可以验证样品前处理过程是否对样品测定产生影响，例如消解是否完全、样品转移是否损失等；也可以验证测量过程是否有基体干扰。

由表6可知，ICP-MS冷焰法测试钠钾加标回收率在GB 27404-2008规定的范围内，可以保证结果准确度。

2.4 国家标准物质确认

ICP-MS冷焰测试国家标准物质GBW10050，结果见表7。

表7 标物验证表

由表7可知，GBW1050测试结果在标准范围内，可以保证数值准确度。

2.5 仪器比对实验

ICP-MS冷焰法和AAS火焰分别测试饼干中钠含量和罗汉果中钾含量，结果见表8。

图8 仪器比对表

由表8可知，ICP-MS冷焰法和AAS火焰法测试钠钾仪器比对，结果没有显著差异，偏差在允许偏差范围内，可以保证数据稳定性。

3 结论

电感耦合等离子体质谱法热焰测试食品中钠、钾元素时，多原子离子和双电荷离子产率较高，高钠基体也有明显的基体效应干扰，用冷焰法测试可以有效减少干扰，用氩气在线稀释可以减少基体影响。ICP-MS冷焰条件下测试，可以得到更低检出限；基质验证做加标回收，回收率在合理范围内；进行国家标准物质验证，结果在标准范围内；同时做ICP-MS冷焰法和AAS火焰法测试钠钾，做方法比对实验，样品浓度偏差在合理范围内；由此可知ICP-MS冷焰法测试食品中钠钾结果准确可靠，方法选择性好，且操作简单效率高，可满足实验室日常分析的需求。

[1]刘鹏宇，刘文华，邵光灼.冷焰ICP-MS法测定高纯稀土氧化物中铁和钙的研究[J].分析试验室，1999（2）：74-76.

[2]国家卫生和计划生育委员会，国家食品药品监督管理总局.GB 5009.268-2016食品安全国家标准 食品中多元素的测定[S].北京：中国标准出版社，2016.