电感耦合等离子体质谱法测定汞元素校准曲线线性探讨

颜巧丽　李悟庆　刘天一　袁燕平

摘要 按照GB 5009.268—2016电感耦合等离子体质谱法，以大米粉标准物质作为研究对象，以工作曲线作为校准曲线对汞元素的检测进行方法验证，并从方法的线性范围、工作范围、校准曲线质量检验3个方面进行初步研究。结果表明，汞元素在0～0.6、0～1.0、0～1.5、0～2.0 ng/mL 4个浓度范围具有良好的线性关系，0～1.0 ng/mL的浓度下，校准曲线能够顺利通过质量拟合检验;按照GB 5009.268—2016标准用电感耦合等离子体质谱检测大米粉中的汞元素，方法检出限为0.000 9 mg/kg，相对误差为2.3%，相对标准偏差为0.1%，均符合测试要求。

关键词 汞;ICP-MS;校准曲线检验;方法验证

中图分类号 O657.63文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2020）11-0202-03

Abstract Using the rice powder standard material，according to GB 5009.268-2016 inductively coupled plasma mass spectrometry， the method of mercury element detection was verified by the working curve as the calibration curve. A preliminary study was carried out from three aspects： the linear range of the method， the working range and the quality of the calibration curve. The results showed that mercury had a good linear relationship in the concentration range of 0-0.6， 0-1.0， 0-1.5 and 0-2.0 ng/mL.At the concentration of 0-1.0 ng/mL， the calibration curve could pass the mass fitting test smoothly.The mercury content in the rice powder was detected by inductively coupled plasma mass spectrometry according to the method of GB 5009.268-2016. The detection limit was 0.000 9 mg/kg， and the relative error was 2.3% ，the relative standard deviation was 0.1%， met the test requirements.

Key words Mercury;ICP-MS;Calibration curve test; Methods validation

有害金屬超标是我国粮食污染物之一。我国食品安全标准GB 2762—2012《食品中污染物限量》规定，稻谷（以糙米计）、大米、糙米汞（以Hg计）含量不得超过0.02 mg/kg。目前检测大米重金属的方法有原子荧光光谱法[1]、原子吸收光度法[2]、电感耦合等离子体质谱法[3-6]等。其中，电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）灵敏度高、线性范围宽，且能够同时测定多种元素，已经成为痕量分析的首选工具，被越来越多的环境和食品检测实验室使用。汞元素具有较强的记忆效应，行业内测试汞元素大多数还是推荐采用原子荧光法。该研究以国家二级标准物质大米作为研究对象，以ICP-MS为检测手段，以工作曲线作为校准曲线，按照GB 5009.268—2016法对汞元素的检测进行方法验证，并分析校准曲线的制作对试验结果的影响，及校准曲线质量检验对检验结果的重要性。

1 材料与方法

1.1 试验材料

超纯水机，Clever-S15，芷昂;微波消解仪，41HVT56，安东帕;电感耦合等离子体质谱仪，ICAP-RQ，赛默飞;电子天平，FA1004，上海舜宇恒平科学仪器有限公司;浓硝酸，默克;大米粉标准物质GBW100351、GBW100355、GBW100361，钢研纳克。

1.2 校准曲线的绘制

校准曲线包括标准曲线和工作曲线2种类型[7-8]。工作曲线是指标准系列的制备步骤与样品的处理步骤完全一致的条件下产生的，它是综合容纳了分析全过程的一切影响因素而形成的终裁线。它更能反映分析条件、操作水平和分析方法本身的真实状况。由于汞元素易受到污染及消解过程易损失，故该试验绘制校准曲线均采用工作曲线法。

1.3 试验流程

称取样品0.5 g，加入5 mL硝酸，加盖放置1 h旋紧罐盖，微波消解仪按照表1程序进行消解，冷却后取出，缓慢打开罐盖排气，用少量水冲洗内盖，将消解罐放在控温电热板上100 ℃加热30 min，用水定容50 mL，混匀备用。

2 结果与分析

2.1 方法的线性范围

按照方法线性范围的定义[8-9]设计了标准溶液浓度为0～0.6、0～1.0、0～1.5、0～2.0 ng/mL共4个浓度范围。

该研究采用GB/T 32467—2015[9]中7.6线性及校准要求的

方法作为评价校准曲线线性度的依据。经电感耦合等离子体质谱仪分析后，线性方程、斜率、截距及相关系数见图1。图1表明，标准溶液在浓度0～2.0 ng/mL，4条校准曲线的相关系数都满足要求，说明汞元素线性范围>2 ng/mL。

2.2 方法的工作范围

参照国家大米粉一级及二级标准物质汞元素含量为0.000 1～0.010 0 mg/kg，而国家标准GB 2762—2017规定限量为0.020 0 mg/kg;GB 5009.268—2016规定固体干物质最大取样量为0.5 g，最后定容到25～50 mL。最终样品消解液汞元素含量为0.002～0.400 ng/mL。

参照GB/T 27417—2017《合格评定化学分析方法确认和验证指南》中5.3线性范围C规定：校准曲线的浓度范围至少应覆盖到待测组分浓度的0～150%或50%～150%。又因为校准曲线浓度最低点应该包括该元素在试验方法的定量限[8]，因此该试验的校准曲线工作范围为0～1 ng/mL。

2.3 校准曲线质量检验

GB/T 35657—2017中明确指出，微量分析领域，在线性范围内制作校准曲线，若相关系数r≥0.997，则校准曲线的线性性能合格。然而，此处判断合格是对校准曲线的线性范围考察合格，所得的校准曲线还不能用于检测赋值。重金属组分分析每次需要制作新的工作曲线，用于结果赋值。如果没有有效的控制措施，工作曲线的斜率与截距会产生较大的变化，从而影响结果的准确性。因此除相关系数外，校准曲线还应该检验直线中每个点的拟合误差，检验校准曲线是否通过原点（有要求时）来评价校准曲线的质量，确定是否能够应用于检测赋值[10]。该研究在再现性条件下制作了3条校准曲线，结果见表2。

将3条校准曲线用SPSS进行线性回归分析，并按照GB/T 35657—2017附录D[10]要求，将线上各浓度点进行拟合检验，结果见表2～3。

若检测各浓度点是否为异常值的统计量M>1.5，说明曲线上该点应该废弃，应重新制作曲线检验，若M≤1.5，说明曲线上的点拟合好，可以用于检测赋值。检验表明（表3），3条直线的每个点的M均不大于1.5，说明其拟合误差在规定的范围内。由此可见，3条校准曲线各点都通过了质量拟合检验，可用于样品检测赋值。

2.4 汞元素检测的方法验证

2.4.1 汞元素检出限及测定下限。

方法检出限定义：参照GB/T 27417—2017中5.4.2.1定义为用特定方法可靠地将分析物测定信号，从特定基质背景中识别或区分出来时分析物的最低浓度或量。定量限定义：参照GB/T 27417—2017中5.4.3定义为在特定基质中，在一定可信度内，用某一方法可靠的检出并定量被分析物的最低量，用3×（检出限LOD）表示。

该方法验证采用GB/T 27417—2017中5.4.2.2（b）中空白试验标准偏差法评估检出限，测得检出限为0.000 9  mg/kg，定量限为0.003  mg/kg，满足GB 5009.268—2016对于汞元素检出限的要求。

2.4.2 汞准确度及精密度。

在实际工作中，通常用重复分析标准物质（实物标样）或者加标回收试验进行方法准确度及精密度的评定。該研究以GBW100351、GBW100355、GBW100361这3种大米粉标准物质进行汞元素准确度及精密测验证。验证结果（表4）表明，精密度和准确度特性指标统计值可接受，方法可行。

3 结论

为确保校准曲线的质量，各浓度点应布置均匀且第一个非零浓度点高于定量限，在关注校准曲线相关系数的同时，还应检验各浓度点的拟合误差。曲线各点拟合误差合格的校准曲线才能用于检测工作的赋值。

该研究用ICP-MS测定大米粉中汞元素，线性范围>2 ng/mL，校准曲线工作范围为0～1 ng/mL，检出限为0.000 9 mg/kg，相对标准偏差为0.1%，相对误差为2.3%。因此，精密度、准确度特异性指标方面能够满足方法要求。此外，ICP-MS法在测定汞校准曲线后一定要加强清洗再测试样品，以减少汞元素在进样系统的残留，进而影响样品测试。

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