探索微波消解—石墨炉原子吸收光谱法测定饲料中铜的含量

刘 昨，卜泽明，陈 芳，曾云凤，陈宝宇，吴 涛，班燕桃，严 寒，李文静

（广西兽药监察所，广西 南宁 530000）

铜元素是动物生长过程中必需的一种微量元素，是许多重要酶类的活性中心，能促进体内铁质的吸收、利用和储存，能促进细胞的合成和修复。在正常动物体内，其含量为2～3 mg/kg。对于家畜最适合的摄入含量为每天5～10 mg，对于家禽最适的摄入含量为每天4～11 mg[1]。有研究表明，饲料中铜的含量过少会影响幼龄机体生长，达不到机体的生产性能。饲料中的铜含量过多，尤其是添加的铜含量是正常所需含量的10倍以上时，不但不能提高效率，反而会影响动物的生长，降低饲料本身的效果，还对土壤环境存在土壤重金属元素积蓄的隐患[2]。

微波消解法是目前重金属测定中消化样品较好的方法，具有耗时短、污染小、简便安全等优点。石墨炉原子吸收技术以其灵敏度高，检出限低，试样分析量少，检测范围宽等优点，早已在医疗、食品等检测领域里得到普及和应用，但就其对饲料中铜含量的测定目前尚没有一种成熟的方法可行。

目前，GB/T 13885-2017《饲料中钙、铜、铁、镁、锰、钾、钠和锌含量的测定原子吸收光谱法》规定，通过干灰化法进行前处理饲料样品，用火焰原子吸收光谱法[3]进行测定，整个操作复杂繁琐、费力、耗损较大、重现性较差。经GB/T 13082-2021《饲料中镉的测定》和吴旺喜《悬浮液进样石墨炉原子吸收光谱法测定饲料样品中痕量铜》[4]的启示，本研究实验以饲料质控样品检测为例，通过微波消解法前处理饲料样品，石墨炉原子吸收光谱法测定饲料样品中铜的含量（以下简称：该法）。用干灰化法-火焰原子吸收光谱法做对比实验，验证该法的可行性，并测定该法的重复性和回收率。旨在建立简便、准确、灵敏度高、适用于饲料中铜测定的方法，为测定饲料中的铜微量元素提供新的检测思路。

1 材料和设备

1.1 样品来源

样品名称：饲料中钙、铜、铁、镁、锰、钾、钠、锌定量分析质控样品。

样品来源：中国检验检疫科学研究院测试评价中心。

样品信息：铜的特性值：11.9 mg/kg，特性值区间：9.38～14.42 mg/kg。

1.2 样品准备

将试样粉碎过0.45 mm的标准分析筛。分成两组饲料样品，每组7个平行样品。分别用于火焰原子吸收光谱仪和石墨炉原子吸收光谱仪上机测定。

1.3 试验试剂与设备

试验试剂：水（GB/T 6682，一级），盐酸（国药集团化学试剂有限公司，优级纯），硝酸（国药集团化学试剂有限公司，优级纯），铜单元素标准溶液（国家有色金属及电子材料分析测试中心，1 000 μg/mL），硝酸钯，磷酸二氢铵，高纯乙炔，中速滤纸。

试验设备：电子分析天平（梅特勒-托利多仪器上海有限公司，MS104TS/02）、可调剂式电热板、箱式电阻炉、微波消解仪、原子吸收分光光度计（日立高新技术公司，ZA3300单火焰型）、石墨炉原子吸收分光光度计（美国PE公司，AA-900T）。

2 方法

2.1 微波消解法样品前处理

称取0.500 g试样于消解罐中，加10.0 mL硝酸、2.0 mL过氧化氢（30%），混合均匀，于微波消化仪中消化，消化条件见表1。消解完成后，自然冷却至室温，开盖赶酸，将消化液洗入25 mL容量瓶中，用水少量多次洗涤罐，洗液合并于容量瓶中并定容至刻度，混匀备用；同时做试剂空白试验。

2.2 石墨炉原子吸收光谱法标准曲线配制

吸取1 mL的1 000 μg/mL标准溶液到100 mL的容量瓶中，用2%的硝酸定容至刻度，配成10 μg/mL的中间液。再取0.5 mL的中间液到200 mL的容量瓶中，用2%的硝酸定容至刻度，得到25 ng/mL的工作液。仪器自动将工作液稀释成0.00、5.00、10.00、15.00、20.00、25.00 µg/L的系列浓度标准溶液。

2.3 石墨炉原子吸收光谱仪测定条件

将仪器设置为扣背景模式，并调至最佳工作状态，石墨炉原子吸收光谱仪条件见表3。依次测定空白溶液、铜标准溶液和试样溶液的吸光度值，以铜标准溶液的铜浓度为横坐标，吸光度值为纵坐标，绘制标准曲线，标准曲线相关系数r≥0.995。试样溶液的吸光度值应在标准曲线线性范围内，若超出，可参照铜标准溶液的浓度进行适当稀释（n倍）后测定。石墨炉原子吸收光谱仪测定条件见表2。

表2 石墨炉原子吸收光谱仪器条件

表3 标准品溶液的吸光度

3 结果

3.1 火焰原子吸收光谱法标准工作曲线测定

通过火焰原子吸收光谱仪分析，在324.8 nm 波长处测定吸光度，结果见表3。r=0.9999，试验结果表明，在0～4 mg/L，吸光度与浓度呈良好的线性关系。

3.2 石墨炉原子吸收标准工作曲线测定

通过石墨炉原子吸收光谱仪分析，在324.875 nm 波长处测定吸光度，结果见表4。r=0.9995，试验结果表明，在0 ～25 μg/L，吸光度与浓度呈良好的线性关系。

表4 标准品溶液的吸光度

3.3 不同测定方法

经火焰原子吸收光谱法和石墨炉原子吸收光谱法测定2个饲料样品的结果来看，2种测定方法的测定结果无显著差异且在质控样品要求的特性值区间内，说明该法具有可行性。该法的精密度（RSD）比干灰化法-火焰原子吸收光谱法的要小，说明该法的精密度较好。测定结果见表5。

表5 对比试验结果与精密度试验

3.4 方法的回收率实验

本研究实验采用不同浓度回收实验来验证方法的准确度，结果见表6，回收率为97.5%～108.8%。

表6 回收率试验

4 讨论

本试验以饲料质控样品检测为例，采用微波消解法前处理饲料样品，用石墨炉原子吸收光谱法测定饲料样品中铜的含量，结果显示：铜微量元素在0.0～25 μg/L浓度范围内具有良好的线性关系， 相关系数（r）为0.9995；精密度（RSD）为2.29%；加标回收率为97.5%～108.8%；测定结果在质控样品的特性值区间内。该方法取样量少、操作简便、精密度和回收率高，仪器自动化进样减轻工作劳力，显著提高了工作效率，适用于饲料中铜的含量检测，能为饲料安全的健康发展提供新的检测方法思路。