微波消解原子荧光法测定食品中的砷

【摘要】  目的  建立微波消解原子荧光法测定食品中砷的方法。方法  采用微波消解处理样品，原子荧光法测定，进行了消解条件、仪器条件、精密度、回收率等实验。 结果  方法的检出限为1.68 ng/ml，在0.0028-0.05μg/ml范围内，相关系数r=0.9993, 回收率在92.4－101.4之间，相对标准偏差4.03%。结论  微波密闭消解样品，消化过程节约试剂，防止试样中待测元素的损失,干扰少，适用于食品中砷的测定。
【关键词】  微波消解  原子荧光法  食品  砷
        砷的化合物在环境中广泛存在。人体长期摄入被砷污染的食物后，可以引起严重中毒，因此砷在食品卫生检测中被列为常规检测的有害元素。对砷的检测技术要求较高。在食品分析中常用的消解方法为湿法消解，该方法消解时间长，酸和其他溶液用量大，基体干扰严重[1]。本文用微波消化食品，方法简单，消化速度快，大大缩短了检验周期，取得满意的结果。
        1  试验部分
        1.1 原理  样品经过预处理,在全封闭的消化罐中经微波消解后，加入硫脲使五价砷还原为三价砷，在酸性条件下，以硼氰化钾作还原剂，将样品中待测的砷还原成挥发性共价氢化物，借助载气将其带入原子化器中进行原子化。在砷特制空心阴极灯照射下，发射特征波长的荧光，其荧光强渡与砷含量成正比，与标准系列比较定量。
        1.2 主要仪器与试剂　
        AFS-820双光道原子荧光分光光度计(北京吉天仪器有限公司); MK型光纤压力自控密闭微波消解仪，附聚四氟乙烯样杯；DKP—型控温加热板（上海新仪微波化学科技有限公司）。砷标准溶液：国家标准物质研究中心(GBW08611)，ρ(As)＝1 000 μg/ml。用超纯水稀释成ρ(As)＝1 μg/ml标准使用液(临用现配);硝酸：优级纯（ρ20＝1.42 g/ml）；30％过氧化氢，分析纯；硫脲—抗坏血酸（50g/L），称取硫脲和抗坏血酸各5g，溶于100ml水中。硼氰化钾溶液（10 g/L）：称取2.5g硼氰化钾并使其溶于250 ml 5 g/L的氢氧化钾溶液中；载液：盐酸溶液(2%)。
        1.3 样品处理
        称取约1.00g食品样品于溶样杯内，加硝酸6 ml，放在180℃的电热板上，加热到硝酸黄烟帽尽（约15-20 min），取下，放置室温；再加硝酸5ml，过氧化氢1.5 ml,置入微波炉内，一档3 min，二档5 min，三档3 min，加压消解；取出后加5ml水，置于180℃ 的电热板上加热，待水挥发尽干，再加入1.25 ml硫酸，继续放在180℃的电热板上驱赶硝酸，至水挥发完。冷却后，用水将内容物定量转入25 ml比色管中，其间加入2.5ml 50g/L硫脲—抗坏血酸，补水至刻度,混匀备测。
        1.4 仪器条件[2]
        灯电流：50 mA，负高压：270 V；载气流量：400 ml/min，屏蔽气流量800 ml/min；延时时间 0s，读数时间：10s;原子化器高度8mm。
        1.5 标准曲线
        分别吸取砷标准应用液0.50、1.00、2.00、4.00、8.00、10.00ml于25ml比色管中，分别加入2.5ml 50g/L硫脲—抗坏血酸及12.5 ml（1+9）硫酸，超纯水定容至刻度，放置30 min后上机测定。以荧光强渡为纵坐标，以浓度为横坐标绘制标准曲线，其相关系数直线回归方程为Y=36377.83X－5.43，r=0.9993。


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        2  结果和讨论
        2.1 消化结果与酸用量和微波时间的关系
        当预消化的酸用量小于6 ml、微波消化酸用量小于5 ml时，不能彻底消化。预消化的酸用量大于7ml时，在预消化时，样液能够溅出，因此选用预消化酸用量为6ml,微波消化酸用量为5ml。         微波时间1档3 min,二档5 min，三档2 min时，样品完全消解。考虑到让不同的样品都能消化彻底，因此选择微波时间微1档3 min,二档5 min，三档3 min。
        2.2　仪器条件的选择结果
        2.2.2　灯电流　本实验选用50 mA可以得到很好的灵敏度及稳定性，试验表明灯电流增大，被测样品和空白的荧光强度都随之增大，同时灯电流过大会降低灯的使用寿命。
        2.2.1　负高压　试验表明负高压为270 V时，荧光强度稳定，随着负高压的增大，荧光强度增大，噪声也增大，所以负高压过高或过低荧光信号的强度都不稳定。
        2.2.3　原子化器高度　测定结果证明，原子化器的高度与被测样品所产生的荧光强度密切相关，原子化器高度为8 mm时，荧光强度最高，故选择原子化器高度为8 mm。
        2.2.4　屏蔽气和载气流量　在确保灵敏度的情况下，选择稍大的载气流量可获得较稳定的荧光信号，本实验选择流量分别为400 ml/min和800 ml/min。
        2.3　硼氢化钾浓度及酸度的选择　分别测定5 g/L、10 g/L、15 g/L、20 g/L、25 g/L 5种浓度的硼氢化钾溶液对砷的荧光强度的影响，结果表明在10 g/L-15 g/L的范围内荧光强度无明显变化，故选择了10 g/L的硼氢化钾浓度。三价砷离子在盐酸介质中比较稳定，因此选择盐酸溶液作为载流，而盐酸浓度对砷的荧光强度也有较大的影响，在上述硼氢化钾浓度选定的情况下，选用了2%的盐酸浓度作为载流。
        2.4　方法的检出限　用选定的最佳条件，按试验方法对试剂空白溶液连续测定11次，以3倍的标准差砷的检出限为1.68 mg/ml。
        2.5、准确度实验
        2.5.1 回收率实验:四份样品，加入一定量的标准溶液，按方法测定，回收率在 92.4－101.4。
        2.5.2 标准物质的测定:对国家标准样品小麦粉（GBW08503）进行测定
        2.6、精密度实验
        对一份人工配置的砷浓度为 0.5μg /ml的样品进行了10次测定，结果为0.53、0.48、0.51、0.48、0.50、0.47、0.48、0.51、0.49、0.52μg /ml，标准偏差为0.02，相对标准偏差为4.03%。
        3  小结
        微波消解原子荧光法测定食品中的总砷，取样量少，用酸量小，空白值低，无污染，损失小，消解完全，对操作人员的伤害小，而且数据准确，重现性好，操作简单，快速方便. 

参 考 文 献 
[1] GB/T5009.11－2003，食品卫生理化检验(一)[S]. 
[2] 北京吉天仪器有限公司.原子荧光分析方法手册[M].2003.57-59.