ICP-MS测定多组分维生素矿物质片中镁、铁、锌、铜、硒五种元素分析方法研究
2019-07-18李勇黄泽贤陈平
李勇，黄泽贤，陈平
（深圳奥萨制药有限公司 药物研发中心，广东深圳 518057）
铁、铜、锌、镁、硒是人体必需的营养元素[1]，多组分维生素矿物质片处方中含有12种维生素和镁、铁、锌、铜、硒5种矿物元素，可共同为人体提供全面的营养补充。为了有效控制多组分维生素矿物质片中镁、铁、锌、铜、硒5种矿物元素的含量符合处方要求，在国标食品标准GB 5009.268—2016[2]的基础上，研究一种适合同时检测多组分维生素矿物质片中镁、铁、锌、铜、硒5种矿物元素的分析方法[3-6]。
1 材料与方法
1.1 仪器与装置
电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS），型号:iCAPRQ，厂家:赛默飞；微波消解仪，型号:MD8H，厂家:奥普乐。
1.2 材料与试剂
镁、铜、硒、铁、锌、锗单元素标准溶液:1 000 mg/L，北京海岸鸿蒙标准物质技术有限责任公司；铑、钪、铟单元素标准溶液:1 000 mg/L，国家钢铁材料测试中心钢铁研究总院；质谱调谐液:美国赛默飞世尔科技有限公司；硝酸:痕量金属级别 Thermo Fisher，2.5 L。
1.3 试验条件
1.3.1 微波消解条件[7-8]
微波消解条件见表1。
表1 微波消解条件
1.3.2 ICP-MS工作条件
ICP-MS 工作模式:KED，碰撞气流速 5 mL/min，采样深度5 mm，辅助气流速0.8 L/min，雾化器流速1 L/min。
1.4 试验方法
1.4.1 混合标准溶液的制备
用1% HNO3溶液稀释镁、铜、硒、铁、锌、铑标准溶液，所得混合标准系列浓度溶液，同时做空白校正，浓度见表2。
1.4.2 内标贮备液（10 mg/L）
精密吸取铑标准溶液0.5 mL于离心管中，加稀释剂 49.5 mL，混匀，即得。
1.4.3 样品的前处理
称取样品固体粉末0.3 g左右（精确至0.001 g）于微波消解内罐中，加入5 mL硝酸，旋紧罐盖，放入微波消解仪中消解（按表1消解条件操作）。冷却至室温后取出，缓慢打开罐盖排气，用少量水将内盖上液体冲洗并合并到消解罐中，超声20 min，将消解罐内溶液转移到50 mL容量瓶中，用水洗涤干净消解罐一并转移到容量瓶，加水定容至刻度，混匀，用滤头过滤，转移至离心管中，精密吸取0.1 mL样品备用液和0.1 mL内标贮备液于离心管中，加9.8 mL水混匀，即得。同时做空白校正。
1.4.4 样品检测
将上述标准空白溶液、各元素标准工作溶液、制备空白溶液、供试品溶液吸入电感耦合等离子质谱仪（ICP-MS）中，测定各元素浓度。
2 结果与分析
2.1 内标元素的研究
参考国标食品标准GB 5009.268—2016，镁、铁、锌、铜、硒5种元素的检测可以用钪（45Sc）、锗（72Ge）、铑（103Rh）和铟（115In）元素作为内标元素。通过对这4种内标元素的线性试验结果对比，见表3。各待测元素的线性方程斜率基本一致，线性相关系数以铑（Rh）为最优。因此，测定镁、铁、锌、铜、硒5种元素的含量可以用铑一种元素进行。
表2 混合标准溶液浓度
2.2 消解条件的研究
参考国标食品标准GB5009.268—2016，可用微波消解法和压力罐消解法两种方法对样品进行消解。因压力罐消解法用时较长，故选用微波消解法进行研究。对微波消解法中消解前是否预酸化、消解后采用赶酸或超声处理进行对比研究，实验结果见表4。研究结果表明，消解前是否预酸化、消解后采用赶酸或超声这4种处理方法，对多组分维生素矿物质片中5种元素的检测结果基本一致，精密度均良好。因此，多组分维生素矿物质片消解可选择消解前不进行预酸化、消解后超声处理。从而减短了样品的前处理时间，很大程度上提高了工作效率。同时，稀释后的样品溶液，酸度已经远小于仪器所限制的最高酸度，不会对仪器造成影响。
表3 不同内标元素线性方程
图1 镁元素工作曲线
图2 铁元素工作曲线
图3 铜元素工作曲线
图4 锌元素工作曲线
图5 硒元素工作曲线
2.3 方法回收率研究
采用样品加标的方法，对照低、中、高三种浓度的回收率进行考察，结果见表5。结果表明，多组分维生素矿物质片的加标回收率在90.0%～110%，说明ICP-MS法测定多组分维生素矿物质片中5种元素的准确度较高。
2.4 样品检测
按照上述的前处理方法和仪器参数，对5批新开发的多组分维生素矿物质片进行检测，结果见表6。从表6结果可知，5批新开发的多组分维生素矿物质片中所含镁、铁、锌、铜、硒5种元素基本与处方要求一致。
表4 消解条件研究结果（n=6）
表5 方法回收率研究结果
表6 多组分维生素矿物质片检测结果
3 结论
本实验建立了微波消解—电感耦合等离子体质谱法测定多组分维生素矿物质片中镁、铁、锌、铜、硒5种元素的方法，选择适宜的前处理方法和内标元素，优化了前处理条件。所测元素在标准溶液浓度范围内呈线性关系，相关系数均大于0.999。方法精密度均小于4%，采用加标回收率试验准确性和可靠性，加标回收率在95.0%～105%，多组分维生素矿物质片样品检测结果与规格一致。此方法快速准确、灵敏度高，适用于多组分维生素矿物质片中以上元素的测定。
