ICP-AES法测定虾蛄中砷和铝的含量

(浙江大学化学系， 杭州 310058)

虾蛄，别名有攋尿虾、螳螂虾、虾爬子、皮皮虾、琵琶虾等，虾蛄因其肉质鲜美，营养丰富，倍受人们喜爱，是人们餐桌上的美味佳肴；它还有药用价值，能治小儿尿疾等病症[1，2]。近年来随着海洋环境污染的加剧, 使许多有毒重金属在海洋生物体内经富集作用而蓄积, 海产品的质量安全问题日趋严重[3]。其中铝、砷元素对人体的伤害比较大，其累积在人体内，容易造成慢性中毒。铝过量能引起记忆丧失、贫血、肾功能不全、肝脏疾病、佝偻病、骨头软化、脑萎缩、痴呆[4]等症状。砷过量会使皮肤色素沉着，导致异常角质化，也有累积毒性作用，破坏人体细胞的代谢系统[5，6]。因此，基于食品质量安全问题引起广大消费者的关注和担忧，建立高效、准确测定虾蛄中的Al 和As的含量具有重要意义。

电感耦合等离子体发射光谱仪 (ICP-AES) 具有分析速度快、检出限低、灵敏度高、准确性好、线性范围宽及多元素同时测定等优点, 已成为重要的无机元素分析工具[4], 在海洋生物中金属元素的检测方面得到了广泛的应用[7-12]。湿法消解是目前做元素分析的最直接、最有效、最经济的一种样品前处理手段。同时减少易挥发元素损失和样品污染, 提高了分析的准确度和精密度, 使样品前处理效率得到极大提高[13-15]。

本研究将样品湿法消解与 ICP-AES 相结合, 对虾蛄中Al 和As元素的含量进行测定。并对方法的检出限、精密度、加标回收率等进行了实验论证, 这将为虾蛄食用安全的科学评价提供依据。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

电感耦合等离子体原子发射光谱仪ICP-OES 700S(美国Agilent Tecnologies)；ECH-1型电子控温加热板(上海新仪微波化学科技有限公司)；DHG-9038A恒温鼓风干燥箱(上海精宏实验设备有限公司)。

As、Al标准试剂溶液(均为1000 mg/L in 1.0mol/L HNO3，上海阿拉丁生化科技股份有限公司)；实验用水均为超纯水，试剂均为优级纯。

1.2 实验方法

1.2.1 样品处理

新鲜虾蛄，活体剥离外壳，取虾肉且捣碎，置于恒温鼓风干燥箱中200 ℃烘4小时左右，得到灰化样品并研成粉末，准确称取5.0g粉末置于消化罐中，加入10mL 1 %硝酸溶液，在电热板上以180℃加热消化样品1小时。冷却，再将样品转移至100 mL容量瓶中，用3%硝酸溶液定容至刻度。

1.2.2 测试条件

仪器点火稳定后，进行炬管准直和波长校正，然后编辑方法，改变等离子体条件，优化仪器参数，仪器最佳参数见表1。

表1ICP-OES工作参数

工作参数设定条件功率(kW)1.20等离子气流量 (L/min)15辅助气流量(L/min)1.5雾化器压力(kPa)200

2 结果与讨论

2.1 ICP-AES半定量检测

参照表1调整仪器工作条件，建立仪器工作方法。利用ICP-AES半定量法测定样品中含有的元素大致含量，结果见表2。

虾蛄中金属元素种类多样，含量差异较大，主要包括金属元素有Ca、Cu、Fe、Mg、Al、K、Na、Zn、Sr等。从表2可以看出，除了常量元素Ca、K、Na和Mg浓度较高外，对人体的伤害比较大的 As和Al的浓度也较高。根据国标的食品中砷限量卫生标准，虾蛄的砷的含量需要低于或等于2.0 mg /kg(以虾蛄干重计)，而世界卫生组织规定人体每周可容忍摄入量的铝为每公斤体重1毫克的水平，故下面将对As和Al的含量进行定量研究。

表2 ICP-OES半定量分析结果

2.2 As、Al标准曲线的建立

2.2.1 混合标准储备溶液的配制(10.0 mg/L)

分别准确移取1.0 mL 1000 mg/L 的As、Al标准溶液与100 mL容量瓶中，用1 %的硝酸溶液定容，待用。

2.2.2 建立标准曲线

分别移取0.0mL、0.5mL、1.0mL、2.0mL、3.0mL、5.0mL、6.0mL的10.0 mg/L混合标准储备溶液至100mL容量瓶中，用1 %的硝酸溶液定容。按实验选定的仪器工作条件，绘制标准曲线。由图1可知，As和Al两种元素浓度在0. 05～ 0.6 mg/L 之间呈现良好的线性关系，相关系数均大于0. 999。

图1 As、Al的标准曲线

2.3 方法的精密度和检出限

采用上述确定好的测定条件对试剂空白进行20次测定，以空白信号值标准偏差的3倍所对应的浓度作为检出限，得出As 的检出限为1.2 μg/L，Al的检出限为6.0 μg/L。 按照选取好的实验条件对虾蛄样品进行分析测定，同一份样品平行测定3次，计算实验结果的相对标准偏差。虾蛄样品中As、Al含量测定结果的精密度良好，其RSD分别为3.3%、1.3%。

2.4 虾蛄中As、Al含量的测定

将已处理好的样品溶液取出20 mL至洁净容量瓶中，平行测试3 次。利用以上测得的标准曲线测定样品中As、Al的含量。由表3可知，虾蛄中的As平均含量是1.67mg/kg，低于国标的食品中砷限量卫生标准，Al平均含量是10.68mg/kg，也是可接受的限量卫生标准。

表3 虾蛄中As、Al定量分析结果

2.5 As、Al元素的回收率测定

分别准确移取两份5 mL样品于10 mL容量瓶中，分别添加稀释过的As、Al混合标准溶液，然后用1 %的硝酸溶液定容，平行测试5次，分别计算As、Al元素的回收率。实验结果见表4，待测元素回收率都在94.0% ～ 105.5% 之间，RSD 均在1.9%～2.8% 之间，符合仪器检测要求。

表4 各元素的精密度和回收率(n=5)

3 结论

利用ICP-AES对虾蛄中不同元素含量做了半定量分析研究，发现微量金属元素As 和Al的含量较高，于是运用外标法对As 和Al进行定量分析。研究结果表明，砷和铝两种元素浓度在0. 05～ 0.6 mg/L 之间呈现良好的线性关系，相关系数均大于0. 999，加标回收率在 94.0 % ～ 105.5 %之间，相对标准偏差小于3.5%。本方法样品处理简单，分析结果准确度高，精密度好，适合水产品虾蛄中虾肉的As 和Al的含量定量检测。