微波消解?原子荧光法测定食品中的总砷
［关键词］ 微波消解；原子荧光；食品；总砷
Determination of Arsenicin Foodstuffs by Microwave Digestion?Atomic Fluorescence Spectrometry
Abstract：The samples were treated by microwave digestion,and used thiourea?ascorbic acidpro?reducing agent，and the contents of As in the foodstuffs were determined by AFS.The condition of microwave digestion and analytical condition were optimized by orthogonal designing，The linear range of response was in the range from 2.0 to 20.0 ng/ml,correlative coefficient of linear regression equation was 0.999 5,the detection limit of this method was found to be 1.98 ng/ml,RSD`s found was 2.7% and the recoveries was in the range from 94.4% to 102.8%.Key words：Microwave digestion；AFS；Foodstuffs；Arsenic
元素砷在环境中极少，因其不溶于水，故无毒，但极易氧化为剧毒的三氧化二砷(即砒霜)。砷的化合物在自然环境中广泛存在［1］。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等，该方法消解时间长，酸和其他溶液用量大，基体干扰严重［2］。本文采用微波消解食品样品，原子荧光光谱法测定，其结果与湿法消解差异无显著性。通过对国家标准物质茶树叶(GBW08513)的测定，对该方法进行验证，其结果准确度高和精密度好。
1 试验部分
1.1 主要仪器与试剂 AFS?9130双光道原子荧光分光光度计(吉天仪器有限公司)Q45微波消解仪(吉天仪器有限公司)；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、盐酸：优级纯;预还原剂：硫脲+抗坏血酸(100 g/L);载液：盐酸溶液(2%);还原剂：硼氢化钾溶液(10 g/L);以上试剂均为分析纯。试验用水为超纯水。
1.2 样品前处理 称取0.500 g样品于聚四氟乙烯消化罐中，加入HNO 33 ml，H2O2 2 ml浸泡过夜。次日于100 ℃水浴上加热20 min，将上述消化罐放入微波消解仪中，以功率450 W、时间5 min消解。待消化罐放冷后，取出聚四氟乙烯消化罐于100 ℃水浴中，加热1 h脱酸，直至消化液无色或淡黄色为止。将消化液转入25 ml容量瓶中，加入预还原剂2.5 ml，超纯水定容至刻度，放置30 min后测定。同时制备空白试液。
1.3 工作曲线的制备 吸取砷标准使用2.00 ml于100 ml容量瓶中，加入预还原剂2.5 ml，超纯水定容至刻度，放置30 min后测定。标准曲线由仪器自动稀释配制，标准系列浓度分别为0,2.0 ng/ml,4.0 ng/ml,6.0 ng/ml,8.0 ng/ml,10.0 ng/ml,15.0 ng/ml,20.0 ng/ml。
1.4 仪器工作条件 光电倍增管负高压270 V，空心阴极灯灯电流80 mA，原子化器高度8 mm，屏蔽气和载气均为氩气，流量分别为400 ml/min和800 ml/min,读数时间为7.5 s，延迟时间为1.5 s。
2 结果与讨论
2.1 微波消解条件 为使样品消解完全,本文通过正交设计，对消解时间、消解功率、HNO3和H2O2的加入量等条件，进行了四因素三水平的正交试验。其试验条件见表1。通过试验，其最佳消解条件是A2B3C1D2，即称取0.500 g样品，消解功率450 W，时间5 min，硝酸3 ml，过氧化氢2 ml。回收率为95.6~102.8%，结果见表2。
表1 微波消解条件的试验结果（略）
表1中A为消解功率(W)，A1 350 W、A2 450 W、A3 600 W；B为消解时间(min)B1 1 min、B2 2 min、B3 5 min；C为HNO3加入量(ml)，C1 3 ml、C2 5 ml、C3 7 ml；D为H2O2加入量(ml)，D1 1 ml、D2 2 ml、D3 3 ml。
2.2 仪器条件的选择结果
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。
2.2.2 灯电流 本实验选用80 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。
2.2.3 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1.98 ng/ml。
2.5 样品测定结果 按本试验方法测定茶树叶(GBW08513)中总砷的含量，标准值为(0.180±0.049)mg/kg。微波消解的测定结果与湿法消解的测定结果进行比较，结果见表2。由表2可见微波消解与湿法消解的结果相吻合。而且该方法酸用量少，空白值低，无污染，结果准确可靠。微波消解的精密度RSD=2.7%，回收率在94.4%~102.8%之间；湿法消解的精密度RSD=1.3%，回收率为91.7%~95.6%之间。
表2 微波消解和常规消解样品测定结果对比（略）
3 小结
微波消解?原子荧光法测定食品中的总砷，有良好的准确性和精密度。采用微波消解样品取样量少，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。
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［1］ 杨惠芬.食品卫生理化检验标准手册［M］.北京：标准出版社，1998：92?95.
［2］ GB/T5009.11?2003，食品中总砷及无机砷的测定方法［S］.
