化工儀器網(wǎng)
技術(shù)文章
安捷倫5110 ICP-OES測(cè)定魚(yú)樣品中的氫化物和非氫化物元素
閱讀：994 發(fā)布時(shí)間：2021-4-18前言：食品中各種元素（包括營(yíng)養(yǎng)元素、微量元素和有毒元素）的檢測(cè)是一類(lèi)應(yīng) 用廣泛的分析，對(duì)于確保這些產(chǎn)品的質(zhì)量控制非常重要。 配備氫化物發(fā)生附件的 ICP-OES 通常用于測(cè)定食品中可形成氫化物的元素， 與傳統(tǒng)霧化技術(shù)相比，其性能更高，檢測(cè)限更低。但是，同時(shí)測(cè)定氫化物 和非氫化物元素的分析更耗時(shí)，也更復(fù)雜。本研究使用傳統(tǒng)進(jìn)樣系統(tǒng)在一 次分析中同時(shí)測(cè)定 Cd、Cr、Cu、Ni、Fe、Pb 和 Zn 等元素。然后，在安裝氫 化物發(fā)生附件的情況下測(cè)定 As、Se、Hg 和 Sn 等可形成氫化物的元素。對(duì) 于日常需要同時(shí)分析樣品中可形成氫化物的元素和不可形成氫化物的元素 的實(shí)驗(yàn)室而言，在兩種進(jìn)樣系統(tǒng)之間切換造成了大量的時(shí)間損失。
安捷倫多模式進(jìn)樣系統(tǒng) (MSIS) 是一套靈活的進(jìn)樣系統(tǒng)， 可安裝在ICP-OES上，用于氫化物和非氫化物元素的檢 測(cè)。該系統(tǒng)可在三種模式下運(yùn)行：傳統(tǒng)霧化模式、氫化 物發(fā)生模式和雙重模式。在雙重模式下運(yùn)行時(shí)，可同時(shí) 測(cè)定氫化物和非氫化物元素，省去了復(fù)雜、耗時(shí)的進(jìn) 樣系統(tǒng)更換過(guò)程，且不影響靈敏度，縮短了儀器停機(jī) 時(shí)間。
Agilent 5110 同步垂直雙向觀(guān)測(cè) (SVDV) ICP-OES 非常適用 于食品檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室，可提供準(zhǔn)確的結(jié)果、較快的分析速 度和較低的運(yùn)行成本。與使用水平炬管的大多數(shù)雙向觀(guān) 測(cè) ICP-OES 系統(tǒng)相比，穩(wěn)定的垂直炬管提高了基質(zhì)處理 能力。這意味著可獲得測(cè)量結(jié)果，只需較少 的清潔和維護(hù)，并且能夠延長(zhǎng)炬管壽命。5110 SVDV ICPOES 采用智能光譜組合 (DSC) 技術(shù)，該技術(shù)可在單次讀 數(shù)中采集等離子體的徑向和軸向觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)，有助于方 法開(kāi)發(fā)、縮短分析時(shí)間和減少氬氣消耗。這使得 5110 SVDV ICP-OES 成為需要高通量和優(yōu)異分析性能的食品檢 測(cè)實(shí)驗(yàn)室的理想選擇。 為證實(shí)配備 MSIS 附件的 Agilent 5110 SVDV ICP-OES 的性 能，本研究在單次分析運(yùn)行中對(duì)魚(yú)組織有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì) (CRM) 中的各種氫化物和非氫化物元素進(jìn)行了定量分析。
實(shí)驗(yàn)部分：儀器 所有測(cè)定均采用配備多模式進(jìn)樣系統(tǒng) (MSIS) 附件和 SPS 4 自動(dòng)進(jìn)樣器的 Agilent 5110 同步垂直雙向觀(guān)測(cè) (SVDV) ICPOES。在雙重模式下運(yùn)行 MSIS，該進(jìn)樣系統(tǒng)由 SeaSpray 霧化器和帶有內(nèi)徑 1.8 mm 中心管的炬管組成。 為測(cè)定 As、Se、Hg、Sn 和標(biāo)準(zhǔn)霧化元素，對(duì)實(shí)驗(yàn)條件 進(jìn)行了優(yōu)化。所使用的儀器及方法參數(shù)如表 1 所示。
樣品前處理 利用出自加拿大國(guó)家研究委員會(huì)（加拿大安大略省渥太 華）的 DORM-4 魚(yú)組織有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì) (CRM) 對(duì)方法的準(zhǔn) 確度和精密度進(jìn)行驗(yàn)證。稱(chēng)取約 0.2 g CRM 于微波容器 中，加入 2.5 mL HNO3 (69%) 和 1 mL H2O2 (> 30% w/v)。利 用 Milestone UltraWAVE 單反應(yīng)室 (SRC) 微波消解系統(tǒng)按照 表 2 列出的加熱條件對(duì) CRM 進(jìn)行消解。該系統(tǒng)同時(shí)用作 微波腔和反應(yīng)容器，可實(shí)現(xiàn)高溫運(yùn)行。由于使用 45 bar 的氮?dú)鈮毫?duì)單反應(yīng)室加壓以確保消解*，因此無(wú)需 密封反應(yīng)瓶。 微波消解后，將消解液轉(zhuǎn)移至 50 mL 容量瓶中，加入 1.25 mL HCl (32%) 進(jìn)行酸化，并用 18.2 M? 的去離子水稀 釋至刻度。分析前，將該溶液靜置至少 30 分鐘。最終 酸濃度為 5% HNO3 和 2.5% HCl。同時(shí)按照微波消解程序得到試劑空白。
做樣品加標(biāo)實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證方法對(duì) Sn 和 Pb 的分析性能，因?yàn)?這兩種元素的濃度接近 MDL（低檢測(cè)限）。用 1000 µg/L 標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別在 1 µg/L 和 20 µg/L 對(duì) Sn 和 Pb 進(jìn)行加 標(biāo)實(shí)驗(yàn)。 校準(zhǔn)標(biāo)樣和試劑 用 1000 mg/L 單元素儲(chǔ)備液 (Merck, UK) 配制濃度分別為 5、20、50 和 100 µg/L 的一系列多元素工作標(biāo)樣。采用 與樣品相同的方式對(duì)標(biāo)樣進(jìn)行處理，向其中加入預(yù)還原 溶液（如下所述）。工作標(biāo)樣用 5% HNO3 和 2.5% HCl 進(jìn) 行配制。 將 2% L-半胱氨酸和 4% 酒石酸用作預(yù)還原溶液，并在 線(xiàn)添加，如圖 1 所示。在制備預(yù)還原溶液時(shí)，將 20 mL 10% L-半胱氨酸溶液（溶于 2% HCl 中）加入 4 g 酒石酸 中，再用去離子水定容至 100 mL。 利用硼氫hua鈉 (NaBH4) 作為還原劑以生成氣態(tài)金屬氫化 物。還原劑溶液包含溶于 0.5% NaOH (w/v) 的 1.5% NaBH4 (w/v)，其中 NaBH4 用作還原劑，NaOH 用作穩(wěn)定劑。
氫化物發(fā)生過(guò)程：在本研究中，氫化物發(fā)生過(guò)程包括兩步：酸化和氫化物 發(fā)生。 氫化物發(fā)生反應(yīng)的效率取決于分析物的氧化態(tài)，在較 低的氧化態(tài)下氫化物的發(fā)生效率更高。HCl 用于酸化樣 品并將氧化態(tài)的分析物還原（如樣品前處理過(guò)程中所 概述）。 酸化后，將樣品與還原劑溶液（上述 NaBH4 和 NaOH 溶 液）混合。NaBH4 與酸反應(yīng)生成氫，氫與低氧化態(tài)分析 物形成氫化物（例如，砷化氫 AsH3 和硒化氫 SeH3）。 通過(guò)將含有 L-半胱氨酸和酒石酸的預(yù)還原溶液與樣品在 線(xiàn)混合，完成氫化物發(fā)生步驟。這樣提高了氫化物發(fā)生 過(guò)程的效率，改善了測(cè)定氫化物元素的靈敏度和傳統(tǒng)霧 化元素（特別是 Cu）的線(xiàn)性。 本應(yīng)用中使用的 MSIS 的設(shè)置如圖 1 所示。在雙重模式 下運(yùn)行時(shí)，對(duì)于預(yù)還原溶液、樣品（傳統(tǒng)霧化和氫化物 發(fā)生樣品）、還原劑和廢液需要采用五通道蠕動(dòng)泵。所 有管線(xiàn)均不封閉，因此霧化樣品和氣態(tài)氫化物均由氬氣 帶入等離子體中。
結(jié)果與討論：CRM 回收率 在雙重模式下利用 MSIS 通過(guò)單次測(cè)量來(lái)測(cè)定魚(yú)組織 CRM 中的所有氫化物和非氫化物元素。此分析中一共 測(cè)定 CRM 三次，并計(jì)算每種分析物的平均濃度、標(biāo)準(zhǔn) 偏差和回收率。表 3 所示的值表明樣品稀釋了 250 倍。 魚(yú) CRM 中的 As、Se 和 Hg 等可形成氫化物的元素以及 標(biāo)準(zhǔn)霧化元素的回收率結(jié)果處于標(biāo)準(zhǔn)值的 ±10% 以?xún)?nèi)。 Sn 和 Pb 的濃度接近 MDL，因此對(duì) CRM 樣品進(jìn)行加標(biāo)使 其濃度分別達(dá)到 1 µg/L 和 20 µg/L。表 4 為魚(yú)組織 CRM 中 Sn 和 Pb 的加標(biāo)回收率，其中所有實(shí)測(cè)回收率均處于 標(biāo)準(zhǔn)值的 ±10% 以?xún)?nèi)。 優(yōu)異的回收率結(jié)果表明，MSIS 附件能夠在使用標(biāo)準(zhǔn) 霧化法測(cè)定的元素的同時(shí)通過(guò)氫化物發(fā)生法測(cè)定 As、 Se、Hg 和 Sn 等元素，并在較寬的濃度范圍內(nèi)獲得優(yōu)異 的回收率。這樣在分析可形成氫化物的元素和不可形成 氫化物的元素時(shí)，無(wú)需在不同的進(jìn)樣系統(tǒng)之間進(jìn)行切 換，可快速簡(jiǎn)便地進(jìn)行食品樣品的多元素分析。