CN1475794A - 食品、保健品、生物样品中砷的测定方法 - Google Patents

Abstract

食品、保健品、生物样品中砷的测定方法，具体涉及微量元素测定技术领域。包括硝酸－过氧化氢微波消解样品和原子荧光光度法测定消解液中的砷，消解完毕，将样品溶液完全转移至25ml容量瓶中，加150g/L硫脲－100g/L抗坏血酸混合溶液5ml，混匀，定容至25ml，室温放置40分钟～50分钟，当室温低于15℃时，放置1小时，用原子荧光光谱仪测定。本发明方法消解液无需驱赶硝酸，即可得到准确的测定结果，具有操作简便、快速、准确、灵敏及重复性好等优点。

Description

食品、保健品、生物样品中砷的测定方法

(一)技术领域

本发明涉及一种用微波消解各类食品、保健品及生物样品，直接测定其中砷含量的方法，属于理化检验技术领域，具体涉及微量元素测定技术领域。

(二)背景技术

砷的测定通常采用分光光度法、氢化物发生原子吸收分光光度法、氢化物发生原子荧光光度法、极谱法和砷斑法，其中非色散原子荧光技术从20世纪80年代以来在我国发展较快，成为一种新的痕量分析技术。如：由杨惠分等主编的《食品卫生理化检验标准手册》，中国标准出版社，1998：92-95，已经将氢化物原子荧光光度法测定食品中的砷列为国家标准方法。但该法在样品处理部分只有湿消解法和干灰法，湿消解法包括硝酸-硫酸法和硝酸-硫酸-高氯酸法，这两种方法中湿消解法需要试剂量较大，消化过程中易出现炭化现象，使砷含量降低，干灰法需要时间较长，费电费时且空白值较高。韩宏伟等，氢化物发生-原子荧光光谱法同时测定保健食品中砷、汞的研究，中国食品卫生杂志，2002，12(5)：7-11.报道用微波消解样品需要赶酸后再用原子荧光光度法测砷和汞。文献报道和实验证实，按一般微波消解的方法加硝酸2～8ml，过氧化氢2～3ml，消解样品如不赶酸测砷，加预还原剂后产生很多细而密的气泡和白色沉淀，据北京瑞利分析仪器公司瑞利实验室何洁、李丽等人编写的《原子荧光光谱分析方法手册》(第二分册)，植物中痕量砷、锑、铋和汞的测定，84-85，介绍气泡与反应产生的氢化物和氢气一起进入原子化炉，引起严重的记忆效应；锡精矿中砷的测定，122-124，介绍硝酸存在对测定有干扰，因为其溶解样品时产生的低氧化态的氮氧化物(NO₂ ^-等)，对AsH₃的发生有抑制作用。多数文献报道，消解样品时，均强调必须彻底赶掉硝酸，因此，样品消解后不赶酸如何消除干扰，使砷测定结果准确是原子荧光光谱法测砷的关键。

(三)发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种食品、保健品、生物样品中砷的测定方法，消解样品无须赶酸，直接加入硫脲-抗坏血酸溶液，定容反应后，用原子荧光光谱仪测定砷含量。

本发明的食品、保健品、生物样品中砷的测定方法包括硝酸-过氧化氢微波消解样品和原子荧光光度法测定消解液中的砷，步骤如下：

(1)消解液制备，称取固体、半固体或植物油的均匀食品样品0.2～1.0g，或者吸取液体样品0.5～5.0ml，置于消解罐中，含酒精的样品先放水浴去除酒精，加浓硝酸0.5～1.0ml，放置10～15min，加30％过氧化氢0～0.5ml，放置10～15min，加水至8～15ml。

(2)将上述样品轻轻摇匀，装妥消解装置，并将其放入微波消解仪中，进行消解，温度100-185℃，压力50-400psi，总时间28-43分钟，反应结束后自动冷却。

(3)消解完毕，将样品溶液完全转移至25ml容量瓶中，加150g/L硫脲-100g/L抗坏血酸混合溶液5ml，混匀，定容至25ml，室温放置40～50分钟，当室温低于15℃时，放置1小时，用原子荧光光谱仪测定。

上机测定条件为负高压：270V，灯电流：70mA，载气流量：700ml/min，原子化器高度：7mm，原子化器温度：室温，采样泵速：100r/min，采样时间：8秒，注入时间：21秒，注入泵速：100r/min，分析信号：峰面积，读数时间：18秒，延时时间：1秒，硼氢化钾：15g/L，硝酸：体积分数4％。

上述步骤(1)消解液制备时，精取固体食品样品0.2-1.0g，植物油0.2-0.43g，液体样品0.5-3ml；生物样品头发0.1-0.5g，内脏0.2-0.7g，全血0.5-2ml，尿液0.5-5ml。

上述步骤(2)的消解对于不同的样品具体可按表1编程进行。

表1                      样品消解程序及消解结果

      样品种类              步骤    爬坡    温度    压力    保持    消解结果

                                    (min)   (℃)    (psi)   (min)冰糕、冰激凌、茶叶、保健品、                                            澄清、透奶粉、豆粉、咖啡、肉类、糕点    1       5       110     100     5-8     明、浅黄花生油、豆油、面食、糖果、蜂    2       5       175-185 300-400 15-25   色蜜、海产品、松花蛋、头发、全血、食品包装纸咸菜、浓缩果汁、水果、蔬菜、    1       4       105     50      4       澄清、透水果汁、醋、酱油、含乳饮料、    2       5       175     300     15      明、无色牛奶、尿液

上述步骤(3)测砷时，改变负高压从250-300V，测定20μg/L砷标准液的荧光强度值，增大负高压仪器灵敏度随之增加，但负高压太大时，噪声也随之增大，荧光强度值的相对标准偏差增大，曲线图逐渐不平滑，因此本发明优选270V比较理想。

上述步骤(3)测砷时，灯电流从50-100mA测定20μg/L砷标准液的荧光强度值，增大灯电流仪器荧光强度值随之增大，结果与增大负高压相同，综合考虑测定的灵敏度及灯的使用寿命，本实验选择灯电流为70mA。

上述步骤(3)测砷时，选定条件下，在200-900mL/min内改变氩气流量，砷的荧光信号强度随氩气流量增大而呈现先增大后减小的抛物线形，见图1，当氩气流量为400mL/min时，虽然仪器的灵敏度最高，但噪声也相当大，尤其是低浓度样品，噪声更为明显，载气流量太大时，气流冲稀了待测组分，信号减弱，综合考虑测砷的灵敏度与噪声，选择氩气流量为700mL/min。

上述步骤(3)测砷时，硼氢化钾的浓度可影响氢化物的生成过程和氩氢焰的质量。硼氢化钾为5g/L-15g/L时，砷的荧光强度逐渐增加，15g/L硼氢化钾给出最大荧光强度，17.5g/L-20g/L时，砷的荧光强度反而减小，信号的稳定性差，见图2，本发明优选15g/L硼氢化钾。

上述步骤(3)测砷时，因为反应酸的种类与浓度对测定结果影响不大，且硝酸的空白值比盐酸低，消化时加入1ml硝酸，最后定容至25ml，若忽略分解的硝酸，硝酸的体积浓度分数为4％，选用体积分数为1％-16％范围内5个浓度，在选定条件下测定硝酸对荧光强度的影响，结果表明：在此范围内2％的硝酸荧光强度值最大见图3，为使标准系列和样品的酸度保持一致，使测定误差减至最小，此外，增加酸度可减小过度金属的干扰，所以本发明优选择4％的硝酸为载流。

上述步骤(3)测砷时，加入预还原剂的种类、加入顺序和试剂量是本发明的关键所在。预还原剂的种类有硫脲、硫脲-抗坏血酸，后者比前者的还原和抗干扰能力强。预还原剂的量分别为硫脲1g，硫脲-抗坏血酸各0.5g和硫脲1g-抗坏血酸0.5g，结果为前两种对基体成分较简单的样品效果较好，加标回收率理想，但对保健品(胶囊类)、奶粉、茶叶等基体成分复杂的样品效果不如后一种的加标回收率高，加入时先加抗坏血酸再加硫脲，作用较缓和；同理在加50g/L硫脲溶液5ml、100g/L硫脲-100g/L抗坏血酸5ml或150g/L硫脲-100g/L抗坏血酸5ml的方案中，前者适于饮料类样品，中间浓度的适于大部分样品，后者适于各类样品。综合考虑测定结果的准确性和方便性本发明优选加150g/L硫脲-100g/L抗坏血酸混合液5ml。

本发明方法的线性范围及检出限：

线性范围，原子荧光光谱法线性范围较宽为0～200ng/mL，因样品中砷含量较低，平时用0～80ng/mL标准曲线，其线性相关系数均大于0.9995，砷标准曲线相关系数r＝0.99982，a＝110.703，b＝30.093。

检出限，对消解空白和标准溶液交替测定22次，用3倍消解空白荧光值的标准偏差除以标准曲线斜率即为本方法的检出限0.13ng/mL，按样品稀释50倍计算，砷的最低检出量为6.5ng/Kg。

本发明方法的精密度与准确度实验：

对国家标准物质GBW08513茶树叶、GBW09101人发、GBW08572对虾用微波消解处理试样，进行砷含量的测定，三种物质7次的平均值均在标示值范围内，结果见表2。对无标准物质的样品如：饮料类桔汁，保健品六珍胶囊进行加标，用微波消解处理样品，进行砷含量的测定，结果见表3。

    表2             标准物质中砷的测定结果               mg/Kg

    标准物质        标示值             测定值            相对标准偏差

                                       (平均值，n＝7)    ％

GBW08513茶树叶      0.180±0.049       0.178             4.8

GBW09101人发        0.59±0.07         0.646             4.5

GBW08572对虾        1.42±0.03         1.438             6.2

  表3               样品加标回收试验      mg/Kg

样品名称    本底测定值    加标量    测定值    回收率％

桔汁        ＜0.003       1.000     0.985     98.5

                          0.500     0.508     101.6

                          0.200     0.196     98.0

六珍胶囊    0.250         1.000     1.308     104.6

                          0.500     0.755     100.7

                          0.200     0.436     96.9

本发明的方法克服了现有技术样品处理方法的不足以及用微波消解必须赶酸方可用原子荧光光谱法测砷所造成的操作繁琐、实验结果的准确性低等缺陷，与现有技术相比本发明方法具有如下优良效果：

①消解液无需驱赶硝酸，只要按本方法加入预还原剂，就可消除低氧化态的氮氧化物(NO^2-等)对实验的干扰，并在一定时间内，将As(V)完全还原为As(III)，用原子荧光光谱仪测定砷含量，回收率高。用此法做加标回收实验，回收率在96.9％-104.6％。

②由于消解样品所用试剂少，空白值低，测定结果准确。测定GBW08513茶树叶和GBW09101人发及GBW08572对虾中的砷含量，其测定结果与标示值相符。

③本法具有操作简便、快速、准确、灵敏及重复性好等优点。

(四)附图说明

图1是氩气流量对砷荧光强度的影响曲线，横坐标是氩气流量(mL/min)，纵坐标是荧光强度(峰面积)。

图2是硼氢化钾浓度与荧光强度的关系曲线，横坐标是硼氢化钾浓度(质量浓度g/L)，纵坐标是荧光强度(峰面积)。

图3是硝酸浓度与荧光强度的关系曲线，横坐标是硝酸浓度(体积分数％)，纵坐标是荧光强度(峰面积)。

(五)具体实施方式

实施例1.

1.仪器与试剂：MARS5微波消解仪(美国CEM公司)；AF-610A原子荧光光谱仪(北京瑞利分析仪器公司)；AE-240全自动电子分析天平(瑞士)；KY-AF型砷空心阴极灯(北京，朝阳天宫电器厂)。优级纯硝酸(ρ20＝1.42g/ml)；优级纯30％过氧化氢；砷标准溶液1mg/mL(国家标准物质研究中心)；砷标准使用液1μg/ml：临用前用体积分数为4％的硝酸逐级稀释成1μg/mL；15g/L的硼氢化钾溶液：将15g分析纯的硼氢化钾溶解在2g/L的氢氧化钾溶液中，现用现配；还原剂150g/L硫脲-100g/L抗坏血酸混合溶液，现用现配；实验用水为去离子水。

2.样品处理：精密称取亚西亚牌清脂宝胶囊(济南亚西亚药业有限公司)0.3g，加优级纯浓硝酸(ρ20＝1.42g/ml)1.0ml，放置10-15min；加优级纯30％过氧化氢0.5ml，放置10-15min，加水至10ml，轻轻摇匀装妥消解装置，按表一编程消解，消解完毕将样品溶液完全转移至25ml容量瓶中(不定容)。

3.测定方法：取25ml容量瓶6个，各加入10ml体积分数为4％的硝酸，依次准确加入1μg/ml砷标准使用液0，0.05，0.2，0.5，1.0，2.0ml(各相当于砷浓度0，2，8，20，40，80ng/mL)，于标准管及样品管中分别加150g/L硫脲-100g/L抗坏血酸混合溶液5ml，标准管用体积分数为4％的硝酸定容至刻度，样品管用水定容至刻度混匀，室温放置45min，当室温低于15℃时，放置1h，按仪器操作规程上机测定。测定条件为负高压：270V，灯电流：70mA，载气流量：700ml/min，原子化器高度：7mm，原子化器温度：室温，采样泵速：100r/min，采样时间：8Sec，注入泵速：100r/min，注入时间：21 Sec，分析信号：峰面积，读数时间：18 Sec，延时时间：1 Sec。用标准曲线法依次测定消解空白、样品溶液，测定结果砷为0.40mg/Kg。

实施例2.

如实施例1所述，所不同的是样品为康瘦美牌生命功能源口服液，精取样品1ml，测定结果为0.12mg/L。

实施例3.

如实施例1所述，所不同的是样品为旺旺牌回味蚕豆，精称样品0.5g，测定结果为0.11mg/Kg。

实施例4.

如实施例1所述，所不同的是样品为人发，精称样品0.2g。测定结果为0.14mg/Kg。

本发明微波消解-氢化物原子荧光光度法测定食品、保健品、生物样品中砷的方法，消解样品所用试剂量小，空白值低，尤为突出的是克服了传统方法中必须充分赶酸方可进行测砷的缺陷，直接加入预还原剂进行测定，使测定步骤更为简化，测定结果更为准确，工作效率与经济效益显著提高。

Claims (4)

1.一种食品、保健品、生物样品中砷的测定方法，包括硝酸-过氧化氢微波消解样品和原子荧光光度法测定消解液中的砷，步骤如下：

(1)消解液制备，称取固体、半固体或植物油的均匀食品样品0.2g～1.0g，或者吸取液体样品0.5ml～5.0ml，置于消解罐中，含酒精的样品先放水浴去除酒精，加浓硝酸0.5ml～1.0ml，放置10～15分钟；加30％过氧化氢0～0.5ml，放置10～15分钟，加水至8ml～15ml；

(2)将上述样品轻轻摇匀，装妥消解装置，并将其放入微波消解仪中，进行消解，温度100℃～185℃，压力50psi～400psi，总时间28分钟～43分钟，反应结束后自动冷却；

(3)消解完毕，将样品溶液完全转移至25ml容量瓶中，加150g/L硫脲-100g/L抗坏血酸混合溶液5ml，混匀，定容至25ml，室温放置40分钟～50分钟，当室温低于15℃时，放置1小时，用原子荧光光谱仪测定。

2.如权利要求1所述的食品、保健品、生物样品中砷的测定方法，其特征在于，所述步骤(3)中测定条件为负高压：270V，灯电流：70mA，载气流量：700ml/min，原子化器高度：7mm，原子化器温度：室温，采样泵速：100r/min，采样时间：8秒，注入时间：21秒，注入泵速：100r/min，分析信号：峰面积，读数时间：18秒，延时时间：1秒，硼氢化钾：15g/L，硝酸：体积分数4％。

3.如权利要求1所述的食品、保健品、生物样品中砷的测定方法，其特征在于，所述步骤(1)消解液制备时，精取固体食品样品0.2-1.0g，植物油0.2-0.43g，液体样品0.5-3ml；生物样品头发0.1-0.5g，内脏0.2-0.7g，全血0.5-2ml，尿液0.5-5ml。

4.如权利要求1所述的食品、保健品、生物样品中砷的测定方法，其特征在于，所述步骤(2)的消解对于不同的样品具体按下表进行：

   样品种类                  步骤  爬坡  温度    压力     保持  消解结果

                                   (min) (℃)    (psi)    (min)冰糕、冰激凌、茶叶、保健品、                                        澄清、透奶粉、豆粉、咖啡、肉类、糕点     1      5    110      100     5-8   明、浅黄花生油、豆油、面食、糖果、蜂     2      5    175-185  300-400 15-25 色蜜、海产品、松花蛋、头发、全血、食品包装纸咸菜、浓缩果汁、水果、蔬菜、     1      4    105      50      4      澄清、透水果汁、醋、酱油、含乳饮料、     2      5    175      300     15     明、无色牛奶、尿液

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