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食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)
食品中鉛、鎘、砷、汞、鉻、銅、鋅、鎳的測定電感耦合等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)
1 范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了食品中鉛、鎘、砷、汞、鉻、銅、鋅、鎳的電感耦合等離子體質(zhì)譜(簡稱ICP-MS)測定方法。
本標(biāo)準(zhǔn)適用于食品中的鉛、鎘、砷、汞、鉻、銅、鋅、鎳測定。
2 原理
樣品經(jīng)消解后,消解溶液由電感耦合等離子體質(zhì)譜儀測定。根據(jù)各元素與相應(yīng)內(nèi)標(biāo)元素的質(zhì)荷比進(jìn)行分離,對于一定的質(zhì)荷比,其質(zhì)譜的信號強(qiáng)度與進(jìn)入質(zhì)譜儀的粒子數(shù)成正比,即樣品中元素濃度與質(zhì)譜信號強(qiáng)度成正比。通過測定質(zhì)譜的信號強(qiáng)度對試樣溶液中的元素進(jìn)行定量分析。
3 試劑和材料
3.1 試劑
注:除非另有說明,本方法所用試劑均為優(yōu)級純,水為GB/T 6682規(guī)定的一級水。
3.1.1 硝酸(HNO3):經(jīng)亞沸蒸餾或采用高純試劑。
3.1.2 氬氣(Ar):高純氬氣(>99.99%)或液氬。
3.2 試劑配制
3.2.1硝酸溶液(5+95):取50mL硝酸,緩慢加入950 mL水中,用水稀釋至1000 mL。
3.2.2汞標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)定劑:取 2mL 單元素金(Au,1000 mg/L)標(biāo)準(zhǔn)溶液,用硝酸溶液(5+95)稀釋至1000mL,用于Hg標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制。
注:汞標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)定劑亦可采用0.2%半胱氨酸溶液配制成相應(yīng)溶液,或其它等效穩(wěn)定劑。
3.3 標(biāo)準(zhǔn)品
3.3.1 元素貯備液(1000 mg/L) (Pb、Cd、As、Hg、Cr、Cu、Zn、Ni):采用有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)單元素或多元素標(biāo)準(zhǔn)貯備液,貯備液以稀硝酸介質(zhì)為佳。
3.3.2 單元素貯備液(1000 mg/L)(Bi、Re、Rh、Ge、In)。采用有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)單元素標(biāo)準(zhǔn)貯備液,貯備液以稀硝酸介質(zhì)為佳。
3.4 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制
3.4.1混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液:吸取適量單元素標(biāo)準(zhǔn)貯備液或多元素混合標(biāo)準(zhǔn)貯備液,用硝酸溶液(5+95)逐級稀釋配成混合標(biāo)準(zhǔn)溶液系列,各元素質(zhì)量濃度參見附錄A中表A.1,亦可依據(jù)樣品溶液中元素質(zhì)量濃度,適當(dāng)調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)系列各元素質(zhì)量濃度范圍。
3.4.2汞標(biāo)準(zhǔn)工作溶液:取適量汞貯備液,用汞標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)定劑逐級稀釋配成標(biāo)準(zhǔn)溶液系列,濃度范圍參見附錄A中表A.1。臨用時配制。
3.4.3 內(nèi)標(biāo)使用液:取適量單元素貯備液(1000 mg/L)混合,用硝酸溶液(5+95)配制合適濃度的內(nèi)標(biāo)使用液。內(nèi)標(biāo)使用液濃度參見附錄A。
4 儀器和設(shè)備
4.1 電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(ICP-MS)。
4.2 天平:感量為0.1 mg、1mg。
4.3 密閉微波消解系統(tǒng),配有聚四氟乙烯消解罐。
4.4 壓力消解罐,配有聚四氟乙烯消解內(nèi)罐。
4.5 恒溫干燥箱(烘箱)。
4.6 控溫電熱板。
4.7 超聲水浴箱。
5 分析步驟
5.1 試樣制備
5.1.1 試樣預(yù)處理
5.1.1.1 干樣:取可食部分,必要時經(jīng)高速粉碎機(jī)粉碎,混勻,備用。
5.1.1.2濕樣:取可食部分,必要時水洗干凈,晾干或紗布揩干,經(jīng)勻漿器勻漿,備用。
5.2 試樣預(yù)消解
5.2.1酒類試樣取樣后需在電熱板上于100℃左右揮去醇類物質(zhì),然后加入硝酸進(jìn)行消解。
5.2.2高脂肪、高蛋白、高淀粉、高纖維等難消解試樣,取樣加硝酸后,需進(jìn)行冷消化(放置至少1h,超過24小時)。
5.3 試樣消解
5.3.1 微波消解:稱取固體干樣0.2 g ~ 0.5 g、濕樣0.2 g ~ 0.8 g(到0.001 g)或移取液體試樣1 mL~ 3 mL于微波消解罐中,加入5 mL~ 8 mL硝酸,加蓋放置1 h,旋緊罐蓋,按照微波消解儀的標(biāo)準(zhǔn)操作步驟進(jìn)行消解(消解參考條件見附錄B表B.1)。冷卻后取出,緩慢打開罐蓋排氣,用少量水沖洗內(nèi)蓋,將消解罐放在控溫電熱板上或超聲水浴箱中,于100 ℃加熱或超聲脫氣2 min ~ 5min,趕去棕色氣體,取出消解內(nèi)罐,將消化液轉(zhuǎn)移至25 mL或50 mL容量瓶中,并定容至刻度,混勻備用;同時做試劑空白試驗。
5.3.2 壓力罐消解:稱取固體干樣0.2 g ~ 1.0 g、濕樣0.5 g~ 2.0 g(到0.001 g)或移取液體試樣1mL~ 5 mL于消解內(nèi)罐中,加入5 mL 硝酸,蓋好內(nèi)蓋,放置1 h,旋緊不銹鋼外套,放入恒溫干燥箱消解(消解參考條件參見表B.1),在箱內(nèi)自然冷卻至室溫,然后緩慢旋松不銹鋼外套,將消解內(nèi)罐取出,用少量水沖洗內(nèi)蓋,放在控溫電熱板上或超聲水浴箱中,于100 ℃或超聲脫氣2 min ~ 5min趕去棕色氣體。將消化液轉(zhuǎn)移至25 mL或50 mL容量瓶中,并定容至刻度,混勻備用;同時做試劑空白試驗。
5.4 儀器參考條件
5.4.1 優(yōu)化儀器操作條件,使靈敏度、氧化物和雙電荷化合物達(dá)到測定要求。
5.4.2 測定參考條件:在調(diào)諧儀器達(dá)到測定要求后,編輯測定方法、選擇各待測元素同位素及所選用的內(nèi)標(biāo)元素,依次將試劑空白、標(biāo)準(zhǔn)系列、樣品溶液引入儀器進(jìn)行測定。待測元素所選的同位素及內(nèi)標(biāo)元素可參見附錄C。
對沒有合適消除干擾模式的儀器,可采用干擾校正方程對測定結(jié)果進(jìn)行校正,儀器軟件一般都含有干擾校正方程,鉛、鎘、砷同量異位素干擾校正方程可參見附錄D。
5.5 標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作
將標(biāo)準(zhǔn)系列工作溶液分別注入電感耦合等離子質(zhì)譜儀中,測定相應(yīng)元素的信號響應(yīng)值,以相應(yīng)元素的濃度為橫坐標(biāo),以相應(yīng)元素與所選內(nèi)標(biāo)元素響應(yīng)比值——離子每秒計數(shù)值比(CPS ratio)為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。
5.6 試樣溶液的測定
將試樣溶液注入電感耦合等離子體質(zhì)譜儀中,得到相應(yīng)的信號響應(yīng)比值,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計算待測液中相應(yīng)元素的濃度。
6 分析結(jié)果的表述
試樣中待測元素含量按照式(1)計算:
X= (p - p0) * V* f
m
(1))式中:
X ——試樣中待測元素含量,單位為毫克每千克或毫克每升(mg/kg或mg/L);
P —— 試樣溶液中被測元素質(zhì)量濃度,單位為毫克每升(mg/L);
P 0—— 試樣空白液中被測元素質(zhì)量濃度,單位為毫克每升(mg/L);
V —— 試樣消化液定容體積,單位為毫升(mL);
f —— 試樣稀釋倍數(shù);
m —— 試樣稱取質(zhì)量或移取體積,單位為克或毫升(g或mL);
計算結(jié)果以重復(fù)性條件下獲得的兩次獨(dú)立測定結(jié)果的算術(shù)平均值表示,含量小于1 mg/kg,結(jié)果保留兩位有效數(shù)字;含量大于1mg/kg,結(jié)果保留三位有效數(shù)字。
7 精密度
樣品中各元素含量大于1 mg/kg時,在重復(fù)性條件下獲得的兩次獨(dú)立測定結(jié)果的差值不得超過算術(shù)平均值的10%;小于等于1 mg/kg且大于0.1 mg/kg時,在重復(fù)性條件下獲得的兩次獨(dú)立測定結(jié)果的差值不得超過算術(shù)平均值的15%;小于等于0.1 mg/kg時,在重復(fù)性條件下獲得的兩次獨(dú)立測定結(jié)果的差值不得超過算術(shù)平均值的20%。
8 其他
本標(biāo)準(zhǔn)各元素的檢出限和定量限見下表。
表1 各元素的檢出限和定量限
序號 | 被測組分 | 檢出限 µg/L | 定量限1mg/kg | 定量限2mg/kg |
1 | Pb | 0.1 | 0.02 | 0.005 |
2 | Cd | 0.005 | 0.002 | 0.0002 |
3 | As | 0.06 | 0.02 | 0.003 |
4 | Hg | 0.005 | 0.002 | 0.0002 |
5 | Cr | 0.2 | 0.05 | 0.007 |
6 | Ni | 0.2 | 0.04 | 0.01 |
7 | Cu | 0.2 | 0.04 | 0.01 |
8 | Zn | 0.5 | 0.08 | 0.02 |
注:定量限1 取樣量0.5 g,定容體積25 mL,適合于大多數(shù)固體樣品。
定量限2 取樣量2 g,定容體積25 mL,適合于大多數(shù)液體樣品。
附錄 A
標(biāo)準(zhǔn)系列溶液質(zhì)量濃度
表A.1給出了8種元素的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液質(zhì)量濃度。
表A.1 8種元素的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液質(zhì)量濃度 單位為微克每升
元素名稱 | 標(biāo)準(zhǔn)系列質(zhì)量濃度 | |||||
N1 | N2 | N3 | N4 | N5 | N6 | |
Pb | 0 | 0.1 | 0.5 | 1 | 5 | 10 |
Cd | 0 | 0.1 | 0.5 | 1 | 5 | 10 |
As | 0 | 0.1 | 0.5 | 1 | 5 | 10 |
Cr | 0 | 1 | 5 | 10 | 50 | 100 |
Ni | 0 | 1 | 5 | 10 | 50 | 100 |
Cu | 0 | 1 | 5 | 10 | 50 | 100 |
Zn | 0 | 1 | 5 | 10 | 50 | 100 |
Hg | 0 | 0.02 | 0.05 | 0.1 | 0.5 | 1 |
內(nèi)標(biāo)使用液濃度:內(nèi)標(biāo)既可在配制標(biāo)準(zhǔn)系列工作溶液和樣品溶液時手動加入,亦可由儀器在線加入。由于不同儀器采用不同內(nèi)徑蠕動泵管在線加入內(nèi)標(biāo),致使內(nèi)標(biāo)進(jìn)入樣品中的濃度不同,故配制內(nèi)標(biāo)使用液濃度時應(yīng)考慮使內(nèi)標(biāo)元素在樣液中的濃度約為0.025 mg/L ~ 0.05 mg/L。
附錄 B
樣品測定參考條件
表B.1給出了微波消解參考條件
表B.1 消解參考條件
消解方式 | 步驟 | 控制溫度℃ | 升溫時間 | 恒溫時間 | |
微波消解 | 1 | 120 | 5min | 5min | |
2 | 150 | 5min | 10min | ||
3 | 190 | 5min | 20min | ||
壓力罐消解 | 1 | 80 | / | 2 h | |
2 | 120 | / | 2 h | ||
3 | 160 | / | 4 h |
表B.2給出了電感耦合等離子體質(zhì)譜儀操作參考條件
表B.2 電感耦合等離子體質(zhì)譜儀操作參考條件
儀器參數(shù) | 數(shù)值 | 儀器參數(shù) | 數(shù)值 |
射頻功率 | 1500 W | 霧化器/霧化室 | 高鹽霧化器/同心霧化器 |
等離子體氣流量 | 15.00 L/min | 采樣錐/截取錐 | 鎳錐 |
載氣流量 | 1.18L/min | 采樣深度 | 8 mm |
輔助氣流量 | 0.10L/min | 采集模式 | 跳峰(Spectrum) |
氦氣流量 | 4.5 mL/min | 檢測方式 | 自動 |
霧化室溫度 | 2℃ | 每峰測定點(diǎn)數(shù) | 3 |
樣品提升速率 | 0.3r/s | 重復(fù)次數(shù) | 3 |
樣品提升量 | 0.4 mL/min |
附錄 C
推薦同位素和內(nèi)標(biāo)元素
表C.1給出了待測元素選擇的同位素和內(nèi)標(biāo)元素
表C.1 待測元素推薦選擇的同位素和內(nèi)標(biāo)元素
元素 | Pb | Cd | As | Hg | Cr | Ni | Cu | Zn |
同位素 | 206, 207, 208 | 111,114 | 75 | 200,202 | 52,53 | 60 | 63,65 | 66 |
內(nèi)標(biāo) | 209Bi, 185Re | 103Rh 115In | 72Gee103Rh | 209Bi185Re | 103Rh72Ge | 103Rh 72Ge | 103Rh 72Ge | 103Rh, 72Ge |
附錄 D
推薦采用的干擾校正方程
表D.1給出了同量異位素干擾校正方程
表D.1 同量異位素干擾校正方程
同位素 | 推薦的校正方程 |
75 As | [7s]=[75]-3.127×[77]+2.736×[82] -2.76×[83] |
111 Cd | [111Cd]=[111]-1.073×[108]+0.763976×[106] |
114 Cd | [114Cd]=[114]-0.02683×[118] |
208 Pb | [208Pb]=[206]+[207]+[208] |
注:1、[X]為質(zhì)量數(shù)X處的質(zhì)譜信號強(qiáng)度——離子每秒計數(shù)值(CPS)。
2、對于同量異位素干擾能夠通過儀器的碰撞/反應(yīng)模式得以消除的情況下,砷、鎘可不采用干擾校正方程。
3、低含量鉻測定需采用碰撞/反應(yīng)模式。