ICP-OES、ICP-MS测定纳米抗菌砧板中总银含量的方法比较

张越 蒋鑫 朱晨 顾蔚 潘浩晖

摘 要：目的：用ICP-MS和ICP-OES法对纳米抗菌砧板中总银含量进行测定结果进行比较。方法： ICP-MS和ICP-OES法测定纳米抗菌砧板中总银含量， 相对标准偏差分别为2.2%-4.3%和3.7%-5.0%，仪器检出限分别为0.03ng/mL和13ng/mL;回收率分别为92.1%-105.8%和90.1%-109.8%。结论：ICP-MS和ICP-OES两种方法对于检测纳米抗菌砧板中总银的含量都比较适合，准确度高，精密度好，其中ICP-MS的检出限明显低于ICP-OES，对于低含量的总银的测定更具优势。

关键词：纳米抗菌砧板;总银;电感耦合等离子体光谱法;电感耦合等离子体质谱法;方法比较

1 引言

纳米银（Nano Silver）就是将粒径做到纳米级的金属银单质。纳米银粒径大多在25纳米左右，对大肠杆菌、淋球菌、沙眼衣原体等数十种致病微生物都有强烈的抑制和杀灭作用，而且不会产生耐药性。纳米银的这种杀菌效应使得它在活体外就能够将生物杀死。

近年来，以纳米技术与普通塑料包装相结合的纳米复合包装作为一种新型包装材料，以其阻隔能力强、抗菌效果好、机械强度高等特点在包装市场上取得了快速发展[1]。尤其是在食品包装领域的纳米塑料复合包装材料，其纳米技术的应用能够改善材料性能，延长其使用寿命和食品的保质期[2]。

纳米银抗菌砧板采用特殊亚克力和食品级高强度纳米银离子抗菌材料加工而成的。它使用高纳米银离子抗菌材料作为抗菌的主要成分，但是不同粒度的纳米银颗粒进入人体后会严重毒害细胞并且经过皮肤细胞渗透对呼吸系统、肝脏和脑部细胞以及生殖干细胞等造成高毒性侵害[3，4]。因此如何快速、准确、有效的测定纳米抗菌砧板中的总银含量就成为研究中的一项重要内容。

长期以来，检测总银的方法又很多，AAS法是比较常用的方法，近年来采用ICP-OES和ICP-MS的方法分析总银含量亦多见报导，本文对市面上不同品牌的纳米抗菌砧板进行前处理，同时采用ICP-MS和ICP-OES法对总银进行测定，并对两种不同方法测定结果的加标回收率、RSD%及标准物质的测量结果等数据进行对比，旨在探讨一种简便、快速、灵敏、准确地测定纳米抗菌砧板中总银含量的方法[5，6]。

2 材料与方法

2.1 材料

2.1.1 试剂

超纯水（美国Millipore公司）;双氧水、硫酸、硝酸（优级纯，美国赛默飞）;银标准溶液（1000μg/mL，国家钢铁材料测试中心）;硝酸硫酸消解液。

2.1.2 仪器

Nexion350D电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）美国PE公司; ETHOS E微波消解仪 上海屹尧;Varian visaPro电感耦合等离子体光谱仪（ICP-OES）美国瓦里安公司。

2.2 方法

把砧板清洗干净，晾干，剪成小块，装入洁净的封口袋中。

2.2.1 微波消解法（用于ICP-MS检测）

称取已剪碎的样品0.2g（精确至0.001g）于消解管中，加入5mL浓HNO3、2mL浓H2SO4，盖上内罐盖，浸泡30min，安装好消解罐，采用程序升温控压模式消解。消解完毕，待样品温度冷却后，将消解液转移25mL比色管中并用超纯水定容，待测。随同样品做空白试验。样品重复处理2次，最终结果取2次实验结果的平均值。

2.2.2 干法灰化（用于ICP-OES检测）

称取已剪碎的样品3.0g（精确至0.001g），置于瓷坩埚中，在电炉上碳化至无烟，转移至马弗炉中，在500℃下灰化4h，冷却后，用3%HNO3溶解，并用25mL容量瓶定容。

2.2.3 ICP-MS仪器条件

测量模式为碰撞模式;测量方式为跳峰;射频功率1300 W;冷却气（Ar）流量18.00L/ min;辅助气（Ar）流量1.20L/min;雾化气（Ar）流量0.94L/min;蠕动泵转速3r/min;雾化室温度3℃;扫描次数：20;重复次数：2;延迟时间40s。

2.2.4 ICP-OES仪器条件

Ag检测波长为328.068nm，仪器功率为1200W，冷却气流量14L/min，辅助气流量为 0.5 L/min，载气流量为0.6L/min，蠕动泵转速15r/min。

3 结果与分析

3.1 方法的评价

3.1.1 检出限、相关系数、线性方程

用样品空白进行测定，一共测定10次，3倍空白的标准偏差所对应的质量浓度值即为方法的检出限，分析结果显示：两种方法的工作曲线的线性相关系数均为0.999以上，两种方法的仪器检出限分别为ICP-MS法Ag：0.03ng/mL，ICP-OES法Ag：13ng/mL。

3.1.2 回收率和精密度

称取10份样品，在10个样品中分别加入浓度不同梯度不同的银标准溶液，剩余步骤根据上述实验方法进行分析和处理，回收率在89.5%-108.8%，相对标准偏差（RSD）均小于5%。见表1。

3.1.3 准确度

使用该方法对国家标准物质紫菜（GBW10023，中国计量科学研究院）和土壤标准物质（GBW07401，中国计量科学研究院）进行测定，Ag测试值在均在证书值的范围内，表明所建立的方法准确可靠。

3.2 两种不同方法对10种不同砧板样品测定结果的比较见表2

表2结果分析显示ICP-MS、ICP-OES对抗菌砧板中总Ag测定结果差异无统计学意义。

4 结论

电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）是20世纪60年代发展起来的一类新型发射光谱分析技术，由原子发射光谱法衍生而来[7]，它以电感耦合等離子体（ICP）作为发射光源，可对约70种元素进行分析，不需要更换相应的空心阴极灯，可多元素同时或顺序测定，线性范围宽。提高了样品的引入效率和检测的灵敏度[8]。

电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）为公认的最强有力的元素分析技术手段[9]。结果表明两种方法对于检测纳米抗菌砧板中总银的含量都比较适合，准确度高，精密度好，其中ICP-MS的检出限明显低于ICP-OES，对于低含量的总银的测定更具优势。

参考文献：

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[2]黄媛媛，王林，胡秋辉.纳米包装在食品保鲜中的应用及其安全性评价[J].食品科学，2005，8（26）：442-445.

[3]邓芙蓉，魏红英，郭新彪.纳米银毒理学研究进展[J].环境工程技术学报，2011，5（1）：420-424.

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[5]李浩峰.食品和药品包装材料中抗氧化剂的检测方法研究[D].长沙：中南林业科技大学，2013.

[6]郭春海，陈瑞春，马育松，等.食品接触材料聚乙烯和聚丙烯中9种抗氧化剂在食品模拟物中的迁移规律研究[J].包装工程，2011，17（32）：20-24，28.

[7]何燧源环境污染物分析监测[M].北京：环境科学与工程出版中心，2001.

[8]宋娟娥，于水.电感耦合等离子体质谱法在临床样品分析中的应用质谱学报，2006，27（3）：182+192.

[9]佟健，郭兴家，张鹏.原子荧光光谱法测定茶叶中微量硒的研究[J].化学与生物工程，2006，23（7）：60-62.

基金项目：浙江省质量技术基础建设项目，项目编号：20180116。