高分辨连续光源石墨炉原子吸收光谱法测定小麦粉中5种微量元素

粮油食品科技第22卷2014年第1期

质量安全

高分辨连续光源石墨炉原子吸收光谱法

测定小麦粉中5种微量元素

1，21，21，21，21

巫永华，陈尚龙，刘恩岐，李同祥，陈华云

(1．徐州工程学院食品(生物)工程学院，江苏徐州221111;

2．徐州工程学院江苏省食品资源开发与质量安全重点建设实验室，江苏徐州221111)摘

Cd、Pb、Mn要：建立微波消解—高分辨连续光源石墨炉原子吸收光谱法快速测定小麦粉中Cu、

Cd、Pb、Mn、Al的含量分别为和Al5种微量元素的方法。在选定的实验条件下，测定小麦粉中Cu、

1．35、0．099、0．039、5．01、10．2μg/g，0．077、1．53、0．614、1．54ng/mL，其检出限分别为1．22、其加

标回收率为96．0%～104．7%，精密度(ＲSD)均小于5．81%。关键词：微波消解;高分辨连续光源石墨炉原子吸收光谱法;小麦粉;微量元素

中图分类号：TS207．3文献标识码：A文章编号：1007－7561（2014）01－0079－03

Determinationoffivekindsoftraceelementsinwheatflourbyhighresolutioncontinuumsourcegraphitefurnaceatomicabsorptionspectrophotometry

2222

WUYong－hua1，，CHENShang－long1，，LIUEn－qi1，，LITong－xiang1，，CHENHua－yun1

（1．CollegeofFood（Biological）Engineering，XuzhouInstituteofTechnology，XuzhouJiangsu221111；

2．XuzhouInstituteofTechnology，KeyLaboratoryofFoodＲesourcedevelopmentand

QualitySafetyofJiangsuProvince，XuzhouJiangsu221111）

Abstract：Aneffectivemethodwasdevelopedforrapiddeterminationoffivetraceelementsinwheatflourbymicrowavedigestion－highresolutioncontinuumsourcegraphitefurnaceatomicabsorptionspectropho-tometry．Undertheselectedworkconditions，thecontentsofCu，Cd，Pb，Mn，Alinwheatflourwere1．35，0．099，0．039，5．01，10．2μg/g，andthedetectionlimitswere1．22，0．077，1．53，0．614，1．54ng/mL，respectively．Therecoveriesforthesampleswere96．0%～104．7%，andtheprecisionrelativestandarddeviationswerelessthan5．81%．

Keywords：microwavedigestion；highresolutioncontinuumsourcegraphitefurnaceatomicabsorptionspectrophotometry（HＲ－CSGFAAS）；wheatflour；traceelement微波消解是利用微波能使消解体系中的极性分

从而引子在微波电磁场的高频作用下做极性运动，起化学键的振动、断裂及微粒的相互摩擦、碰撞，产

生大量的热，达到快速、完全消解的目的。与常用的湿法消解和干法灰化相比，微波消解具有快速、准

［1－3］

。确、省试剂、污染少、空白低等优点高分辨连续光源原子吸收光谱仪（HighＲesolu-tionContinuumSourceAtomicAbsorptionSpectropho-tometry，HＲ－CSAAS）主要采用了高压短弧Xe灯、

中阶梯双单色器分光系统（DEMON）、低噪声线阵CCD检测器。虽然HＲ－CSAAS目前还不能实现多元素的同时测定（可以实现多元素的顺序测定），

收稿日期：2013－06－03

基金项目：国家自然科学基金项目（31270577）

1984年出生，作者简介：巫永华，男，助理实验师，硕士．

：，1964，，，．通信作者刘恩岐年出生男教授博士

具有无需空心阴极但与传统的锐线光源AAS相比，

灯，分辨率高、分析速度快、背景校正好、光谱信息多等突出优点。目前，国内外已有一些HＲ－CSAAS

［4－13］

。LuanaS．Nunes等将植物油经过简应用报道

单的微乳化后直接进样测定，同时考察了无机标准

品和有机标准品做校正曲线对测定结果的影响，结LuanaS．Nunes果表明两者并无明显差别，因此，［12］

使用HＲ－CS等建立了以无机标准品为参比，FAAS顺序测定植物油中Cu、Fe、Ni和Zn。本实验采用微波消解样品，使用HＲ－CSGFAAS

对小麦粉中5种微量元素进行快速顺序测定，为快速、准确检测食品中多元素提供一定的依据。

1

1．1

材料与方法

材料与试剂

小麦粉：市售。

质量安全

30%过氧化氢、浓HNO3、磷酸二氢铵、硝酸镁、

硝酸钯均为优级纯；铜、镉、铅、锰、铝标准溶液（0．1mg/mL）：国家化学试剂质检中心；实验用水皆为超纯水（电阻率：18．2MΩ·cm）；玻璃器皿均用体积分数为5%的硝酸溶液浸泡24h以上。1．2仪器与设备

ContrAA700高分辨连续光源原子吸收光谱仪和MPE自动进样器：德国耶拿分析仪器股份公司；CascadaTM实验室超纯水系统：美国Pall公司；XT－9900型智能微波消解仪、XT－9800多用预处理加热仪：上海新拓微波溶样测试技术有限公司；FA－2004B电子天平：上海越平科学仪器有限公司；电炉（0～2000W）：上海树立仪器仪表有限公司；移液器：德国Eppendorf公司。1．3方法

1．3．1测定方法

高分辨连续光源原子吸收光谱仪测定方法见表1，石墨炉加热程序见表2。

表1

元素CuCdPbMnAl

高分辨连续光源原子吸收光谱仪测定方法

载气高纯氩气高纯氩气高纯氩气高纯氩气高纯氩气

基体改进剂0．5mg/mL

硝酸镁10mg/mL磷酸二氢铵10mg/mL磷酸二氢铵1mg/mL硝酸钯和0．5mg/mL硝酸镁混合溶液1mg/mL硝酸镁

基体改

进样体

进剂体

积/μL

积/μL55555

2020202020

粮油食品科技第22卷2014年第1期

波长/nm324．7540228．8018283．3060279．4817396．1520

（0．1mg/mL）逐级稀释至质量浓度为40ng/mL的标准使用液，再通过MPE自动进样器实现标准曲线

4、8、16、24、32、40ng/mL。浓度梯度为2、

标准曲同理，配制镉标准使用溶液（5ng/mL），

0．5、1、2、3、4ng/mL；线浓度梯度为0．25、

铅标准使用溶液（50ng/mL），标准曲线浓度梯10、20、30、40、50ng/mL；度为5、

锰标准使用溶液（20ng/mL），标准曲线浓度梯2、4、8、12、16、20ng/mL；度为1、

铝标准使用溶液（100ng/mL），标准曲线浓度

10、20、40、60、80、100ng/mL。梯度为5、

1．3．4样品处理

将聚四氟乙烯微波消解罐从体积分数为5%HNO3溶液中取出，用超纯水清洗干净后，放入80℃烘箱中干燥。准确称取0．5000g左右小麦粉放入其中，加入5mL浓HNO3和1mL30%过氧化氢，在多用预处理加热仪中敞口消解1h左右（温度：40～100℃逐步加热），再向其中加入1取出消解罐，mL30%过氧化氢，按表3中微波消解条件进行消解。等消解完成后得到无色透明溶液（如果消解液呈现淡黄色，可向其中加入1mL30%过氧化氢，按表3中微波消解条件再进行1次消解），将其转移至50mL小烧杯中，放到电子电炉上，调节电炉功率至1000W，在通风橱内加热赶酸至近干，用体积分数为0．5%HNO3溶液多次冲洗小烧杯中的样液，并将冲洗液转移至25mL容量瓶中，用体积分数为0．5%HNO3溶液定容至刻度，摇匀备用，按试验方法做空白试验。根据所测元素浓度高低，用体积分数为0．5%HNO3溶液进行适当稀释后，直接进样测定。

表3

微波消解条件

时间/s

30609012060

微波功率/W

5001000100010001000

升压步骤

12345

压力/MPa0．20．51．01．52．0

表2

元素CuCdPbMnAl

石墨炉加热程序

原子化升温速度/（℃/s）

1500

1400150015001500

灰化温度/℃原子化温度/℃

11002000

60080012001300

1200150022002400

2

2．1

结果与分析

1．3．2

基体改进剂溶液的配制

0．2500g硝酸分别称取2．500g磷酸二氢铵、

0．2500g硝酸钯和0．1250g硝酸镁、0．1250g镁、

硝酸镁溶解并分别转移至4个250mL容量瓶中，用

配制成体积分数为0．5%HNO3溶液定容至刻度，

1mg/mL质量浓度为10mg/mL磷酸二氢铵溶液、

1mg/mL硝酸钯和0．5mg/mL硝酸镁硝酸镁溶液、

0．5mg/mL硝酸镁溶液［14］。混合溶液、1．3．3

标准工作曲线的配制

用体积分数0．5%HNO3溶液将铜标准溶液

标准工作曲线和检出限

Cd、Pb、Mn、Al）、基体改将标准使用溶液（Cu、

1mg/mL硝进剂溶液（10mg/mL磷酸二氢铵溶液、

1mg/mL硝酸钯和0．5mg/mL硝酸镁混酸镁溶液、

0．5mg/mL硝酸镁溶液）、合溶液、空白溶液和样品

溶液按顺序放入MPE自动进样器，使用HＲ－CSGFAAS进行顺序测定。以质量浓度为横坐标、吸光度为纵坐标绘制标准工作曲线，曲线方程及线性相关系数见表4。对空白溶液进行连续12次测定，计算标准偏差（σ），再根据标准工作曲线的斜率（b），

［15］

由3σ/b计算出仪器的检出限见表4。

粮油食品科技第22卷2014年第1期

表4

标准工作曲线和检出限

质量安全

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ＲSD/

%2．715．814．271．202．37

980－987．

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线性线性

检出限/

元素线性回归方程相关范围/

（ng/mL）

系数（ng/mL）

CuA=0．0067801×c+0．01243030．99862～401．22CdA=0．0504875×c+0．01862820．99950．25～4PbA=0．0045229×c+0．02056350．9955MnA=0．0176912×c+0．04616410．9985

5～501～20

0．0771．530．6141．54

AlA=0．0030906×c+0．03033340．99445～100

由表4可知，在确定的质量浓度范围内，各元素的质量浓度与吸光度呈现良好的线性关系（线性相

并且仪器的检出限低。关系数均大于0．994），

2．2样品测定和精密度

在选定的实验条件下平行配制6组样品溶液，

测定，结果见表5。

表5

元素

Cd、Pb、Mn和Al的含量小麦粉中Cu、测定值/（μg/g）

平均值/

（μg/g）

Cu1．391．291．351．321．371．351．35Cd0．0960．1010．0890．1050．0990．1030．099Pb0．0380．0410．0380．0370．0400．0370．039Mn5．014．955．095．045．044．935．01Al10．310．110．19．810．510．310．2

由表5可知，测定值（浓度）的相对标准偏差均

Cd、Pb、小于5．81%，表明用本法测定小麦粉中Cu、

Mn和Al的含量，稳定性较好。2．3加标回收率实验

表6

元素CuCdPbMnAl

加标回收率测定［16－17］

待测样品质量加标质量浓度/测定质量浓度/加标

（ng/mL）（ng/mL）浓度/（ng/mL）回收率/%

13．821023．5797．5

1．911．8710．1551．11

1．2512．5525

3．1114．9615．2275．69

96．0104．7101．498．3

由表6可知，加标回收率为96．0%～104．7%，

Cd、Pb、Mn和Al的含表明用本法测定小麦粉中Cu、

量，结果准确可靠。

3结论

实验研究了微波消解－高分辨连续光源石墨炉

Cd、Pb、原子吸收光谱法快速顺序测定小麦粉中Cu、

Mn和Al。在选定的实验条件下，测定小麦粉中Cu、Cd、Pb、Mn、Al的含量分别为1．35、0．099、0．039、5．01、10．2μg/g，0．077、其检出限分别为1．22、1．53、0．614、1．54ng/mL，其加标回收率为96．0%～104．7%，精密度（ＲSD）均小于5．81%。该方法快速、准确、稳定、污染少，具有较高的实用价值，为食品中多元素快速顺序检测提供了一定的科学依据。参考文献：

［1］杨屹，侯翔燕，王书俊，等．微波消解－AAS法测芦荟中微量金

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