ICP-MS 法测定富硒灵芝中22 种微量元素的含量

卢任杰，罗 琳，韩 飞

（1.汕头市检验检测中心，广东汕头 515041；2.汕头职业技术学院，广东汕头 515078）

灵芝（Ganoderma lucidum）是中国有数千年历史的传统名贵药材，具有调节免疫系统、抗肿瘤、防衰老、止咳平喘等药效[1-2]。硒是人体和动物体必需的营养元素，具有抗氧化、防治糖尿病、解毒排毒、防治肝病、增强机体免疫力等功效，其功效与灵芝药效叠加使富硒灵芝成为一种理想的补硒保健食品[3-5]。本文采用微波消解富硒灵芝样品，经电感耦合等离子体质谱仪（Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry，ICP-MS）测定其中22 种微量元素，旨在建立富硒灵芝中22 种元素的准确、高效检测方法及为其精深加工提供技术保障。

1 材料与方法

1.1 仪器与设备

微波消解仪；电感耦合等离子体质谱仪；赶酸器；超纯水机。

1.2 材料与试剂

富硒灵芝子实体，本实验室通过外源亚硒酸钠胁迫灵芝种植而获得，其硒含量高达3 288.0 μg·kg-1；硝酸，优级纯；30%过氧化氢，分析纯；22 种微量元素标准储存溶液（100 mg·L-1）：B、Na、Mg、Al、Cr、Sr、Ag、Cd、Mn、Fe、Ni、K、Ca、Ti、Cu、Zn、As、Se、Sn、Ba、Hg、Pb；内标液（1 μg·L-1）：Li、Sc、Ge、Rh、In、Tb、Lu 和Bi；氩气（≥99.995%）；氦气（≥99.995%）。

1.3 样品前处理

准确称取0.2 g （精度至0.1 mg）富硒灵芝子实体于聚四氟乙烯消解罐中，加入5 mL HNO3，浸泡过夜后进行微波消解。消解程序为样品升温至180 ℃，保持20 min，升温至220 ℃，保持20 min；消解冷却后取出，置于赶酸器中赶酸至1 mL 左右（澄清透明），转移至50 mL 容量瓶中，用少量超纯水分多次洗涤消解罐，合并洗涤液置于50 mL 容量瓶中，并用超纯水定容至刻度线，摇匀后待测。

1.4 ICP-MS 工作条件

以1 ng·mL-1调谐液优化ICP-MS 各工作参数，优化后的仪器参数为射频功率1 450 W；采样深度为8 mm；等离子体气体50 Psi；辅助气流量1.0 L·min-1；补偿/稀释气体1.0 L·min-1；雾化气流量15 L·min-1；冷却气流量15 L·min-1；蠕动泵0.3 r·s-1。

2 结果与分析

2.1 微波消解用酸的选择

微波消解大多数采用HNO3或HNO3与其他酸混合来消解生物样品。但HCl、H2SO4、H2O2的引入，会带入分子、离子35Cl16O+、35Cl16O1H+、37Cl14N+、32S16O2

+、32S2+、34S16O1H+、37Cl37Cl+、40Ar35Cl+、38Ar37Cl+，从而干扰对52Cr、64Zn、74Se、75As 等元素的检测。HClO4因具有强氧化性而对生物有机物有良好的消解作用，但HClO4膨胀系数大，加热后在密闭的聚四氟乙烯消解罐中容易引起爆炸；所以排除了HCl、H2SO4、H2O2和HClO4，采用HNO3作为微波消解用酸，且采用5 mL HNO3浸泡样品过夜后微波消解，所获得的消解液澄清透明。

2.2 样品取样量的选择

若样品取样量过少，含量较低的微量元素测定偏差较大，难以定量；若样品取样量过多，易造成消解不彻底，引起污染质谱检测器的风险。为了优化样品取样量，分别取0.1 g、0.2 g、0.3 g 和0.5 g的灵芝样品，平行重复6 次，进行微波消解样品前处理，经ICP-MS 计算各元素测定的相对标准偏差（Relative Standard Deviation，RSD），结果见图1。当取样量为0.1 g 时，灵芝样品的消解液澄清透明，各元素测定的RSD 值在2.1%～6.2%，但含量较低的超微量元素的RSD 值大部分高于其他取样量的RSD 值；当取样量为0.2 g 时，消解液澄清透明，各元素测定的RSD 值在1.9%～4.2%；取样量≥0.3 g 时，消解液呈浅白色，但不透明且显暗（消解不完全、不彻底），各元素含量RSD 值在2.3%～6.4%。综合考虑，富硒灵芝样品取样量选择0.2 g。

2.3 待测元素质量数及内标元素的选择

ICP-MS 待测元素质量数的选择应遵循灵敏度好、干扰性小、丰度大的原则，主要质量数用作定量分析，次选质量数用作定性分析及干扰排除与验证；内标物元素的选择应遵循与待测元素质量数相近，电离能与待测元素电离能相近，且在样品本身中不能含有该内标物质，否则选择次相近的质量数，具体见表1。

表1 各元素的质量数、内标元素、线性方程、相关系数、检出限及定量限

2.4 线性范围、检出限及定量限

将配制好的22 种微量元素的标准工作溶液按1.4的ICP-MS 工作条件进行测定，采用内标法定量，以各元素质量浓度为横坐标（x），以各元素与内标测量值的比值为纵坐标（y），绘制标准溶液工作曲线；在优化的参数条件下，对样品空白溶液连续测定7 次，计算7 次平行测定值的标准偏差，以3 倍的标准偏差为方法检出限，以10 倍的标准偏差为方法定量限。22 种元素在0.5 ～100.0 μg·L-1（其中Mg、Mn、Zn、Sr：5.0 ～100.0 μg·L-1；Ba、Hg、Pb：0 ～50 μg·L-1）线性良好，其线性回归方程、相关系数、检出限及定量限见表1。

2.5 加标回收率和精密度

选取实际灵芝样品作为本底进行低浓度（2 µg·L-1）、中浓度（10 µg·L-1）、高浓度（20 µg·L-1）3 个添加水平的加标回收实验，每个浓度添加水平分别平行测定6 次，计算其加标回收率及RSD，结果见表2。加标回收率为89.6%～111.5%，相对标准偏差为0.7%～5.3%，符合《实验室质量控制规范食品理化检测》（GB/T 27404—2008）附录F 检测方法确认的技术要求，为后续亚硒酸钠对灵芝中22 种微量元素的生物胁迫作用研究提供检测方法。

表2 灵芝中22 种微量元素的加标回收率和精密度

3 结论

本文建立了微波消解富硒灵芝，以在线内标法采用电感耦合等离子体质谱仪同时测定富硒灵芝中22 种元素含量的分析方法。结果表明，22 种元素在0.5 ～100.0 μg·L-1，线性回归方程的相关系数大于0.999 5，定量限为0.080 ～1.600 µg·kg-1，回收率为89.6%～111.5%，相对标准偏差为0.7%～5.3%，符合《实验室质量控制规范 食品理化检测》（GB/T 27404—2008）检测方法确认的技术要求。