摘要 [目的] 考察密閉微波消解進(jìn)行樣品前處理，ICPoaTOFMS法同時(shí)測(cè)定茶葉中的10種金屬元素的可行性。[方法]采用HNO3H2O2消解，ICPoaTOFMS法測(cè)定了茶葉中的10種金屬元素，并從方法的線(xiàn)性、檢出限、精密度和回收率方面進(jìn)行了驗(yàn)證。[結(jié)果]試驗(yàn)表明，線(xiàn)性r>0.999 5，精密度RSD<4%，回收率在94.00%%～103.05%，滿(mǎn)足實(shí)際樣品檢測(cè)的需求。[結(jié)論]研究所建立的方法具有簡(jiǎn)便、快速、準(zhǔn)確、靈敏度高、檢測(cè)限低等優(yōu)點(diǎn)，能快速測(cè)定茶葉樣品中的多種元素，特別是對(duì)一些濃度低達(dá)ng/L級(jí)的超痕量組分的檢測(cè)。
　　關(guān)鍵詞 電感耦合等離子體直角加速時(shí)間飛行質(zhì)譜；微波消解：重金屬；茶葉
　　中圖分類(lèi)號(hào) S571 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼
　　A 文章編號(hào) 0517-6611（2015）09-285-03
　　茶葉，是我國(guó)常見(jiàn)的飲品，其功效甚廣，可抗衰老、抗疲勞、抗輻射，還有降血糖、降血脂、降血壓等功效，還可增強(qiáng)機(jī)體免疫力等。茶葉中的各 種礦物質(zhì)來(lái)自茶樹(shù)生長(zhǎng)的土壤，雖然茶葉富含人體必需的多種微量元素，但同時(shí)含有Cr、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb等毒性較大的重金屬元素，其含量水平直接影響到飲茶人群的健康安全。農(nóng)業(yè)部強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)NY659-2003《茶葉中鉻、鎘、汞、砷及氟化物限量》中規(guī)定，鉻不得超過(guò)5 mg/kg、鎘不得超過(guò)1 mg/kg、砷不得超過(guò)2 mg/kg。因此，準(zhǔn)確快速地測(cè)定茶葉中的金屬元素含量不僅對(duì)茶葉質(zhì)量控制有重大意義，而且能為茶葉種植、加工生產(chǎn)、質(zhì)量控制提供科學(xué)依據(jù)[1-4]。
　　電感耦合等離子體直角加速時(shí)間飛行質(zhì)譜（ICPoaTOFMS）是近年來(lái)興起的一種新型ICPMS，其直角加速飛行時(shí)間質(zhì)譜是其最大優(yōu)點(diǎn)。新一代的電感耦合等離子體直角加速時(shí)間飛行質(zhì)譜（ICPoaTOFMS）是根據(jù)相同動(dòng)能的離子在通過(guò)固定距離時(shí)，每個(gè)離子的飛行時(shí)間與它的質(zhì)量的平方根成正比的原理進(jìn)行離子檢測(cè)的。STURGEON等發(fā)現(xiàn)，ICPoaTOFMS具有極高的精度和準(zhǔn)確度[5]，同位素測(cè)量精度可達(dá)到0.05%[6]。TOF檢測(cè)是一種相當(dāng)于同時(shí)檢測(cè)的技術(shù)，離子通過(guò)撇樣錐和飛行管之間的離子光學(xué)系統(tǒng)所需時(shí)間對(duì)質(zhì)量的影響極小[7-9]。筆者采用密閉微波消解進(jìn)行樣品前處理，ICPoaTOFMS法同時(shí)測(cè)定茶葉中的10種金屬元素，此方法具有精密度好、檢出限低、分析時(shí)間短、多元素同時(shí)測(cè)定等特點(diǎn)，較大程度提高樣品檢測(cè)質(zhì)量和效率，可用于其他待分析樣品多種金屬元素的同時(shí)測(cè)定。
　　1 材料與方法
　　1.1 材料
　　1.1.1 主要儀器。微波消化萃取器：Multiwave 3000（Anton paar），Optimass 9500型電感耦合等離子體直角加速時(shí)間飛行質(zhì)譜儀（ICPoaTOFMS， GBC scientific Equipment Pty Ltd）；電子天平： BP221S型（sarlorius，感量0.000 1 g）；超純水儀：出水電導(dǎo)率≥18.2 MΩ/cm （MiLiQ）；所使用的器皿均用 5%硝酸浸泡48 h。
　　1.1.2 主要試劑。65%濃硝酸、30%過(guò)氧化氫（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），GR，德國(guó)Merck KgaA；1 000 μg/ml調(diào)諧液（8種，介質(zhì)均為1% 硝酸）：Li、Co、Y、Hg、La、Ta、Ce、Pb （使用前用10%硝酸稀釋成10 μg/L）；1 000 μg/ml內(nèi)標(biāo)儲(chǔ)備溶液（7種）：Bi、Ge、In、Sc、Bi、Li、Y（使用前用5%硝酸稀釋成10 μg/ml），1 000 μg/ml Cu、Zn、Pb、Cd、Fe、Mn、Ni、Cr、As、Se單一標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液 ，以上國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)溶液均為國(guó)家鋼鐵材料測(cè)試中心鋼鐵研究總院提供。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)：茶葉成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW-07605。
　　1.1.3 供試樣品。共有7個(gè)茶葉樣品，均采自云南省不同地區(qū)的不同綠茶品種。
　　1.2 器皿的處理 為確保測(cè)得結(jié)果的準(zhǔn)確性，玻璃儀器、消解罐等均以10%的HNO3浸泡24 h以上，先用蒸餾水、后用超純水反復(fù)沖洗，最后晾干后方可使用。
　　1.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備
　　準(zhǔn)確移取不同體積的Cu、Zn、Pb、Cd、Fe、Mn、Ni、Cr、As、Se混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液至100 ml聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）樣品瓶中，介質(zhì)為1%的硝酸，用超純水（電導(dǎo)率18.2 MΩ/cm）定容至100 ml，得到不同濃度的Cu、Zn、Pb、Cd、Fe、Mn、Ni、Cr、As、Se標(biāo)準(zhǔn)工作曲線(xiàn)，其濃度范圍應(yīng)覆蓋預(yù)計(jì)在試樣中檢測(cè)到的各金屬含量。
　　1.4 樣品的處理與分析
　　茶葉樣品放入烘箱中于50 ℃下烘2 h，取出后馬上放入干燥器冷卻至室溫，粉碎、40目過(guò)篩裝瓶后備用。準(zhǔn)確稱(chēng)取0.3 g煙末，置于HF100消解罐中，加入8 ml HNO3和2 ml H2O2，放入微波消解爐內(nèi)按下述設(shè)定的程序進(jìn)行消解：①以功率300 W升溫5 min后保持5 min，風(fēng)扇強(qiáng)度為1；②以功率600 W升溫20 min后保持20 min，風(fēng)扇強(qiáng)度為1；③再在此功率上保持20 min，風(fēng)扇強(qiáng)度為3；④升壓速度為0.02 MPa/s，紅外溫度上限為200 ℃，壓力上限為3.5 MPa。消解結(jié)束，待溫度降至低于40 ℃后，取出消解罐，將樣品轉(zhuǎn)移至50 ml PET樣品瓶中，用超純水洗滌HF100消解罐及內(nèi)蓋3次，洗滌液也轉(zhuǎn)移至樣品瓶中，搖勻，得待測(cè)液。對(duì)照為未加煙樣的空白處理液。
　　儀器調(diào)諧完畢后，將內(nèi)標(biāo)進(jìn)樣管插入10 μg/ml混合內(nèi)標(biāo)液中，樣品管依次插入空白和各濃度的標(biāo)準(zhǔn)溶液與待測(cè)液中進(jìn)行測(cè)定。儀器的工作參數(shù)見(jiàn)表1。
　　2 結(jié)果與分析
　　2.1 前處理方法的確立
　　該試驗(yàn)選用HNO3H2O2（體積比為4 ∶1）混合體系作消解劑[10-11]，于微波爐中以程序升溫及密閉的方式消解樣品。 稱(chēng)樣為0.3 g時(shí)，消解后澄清，淡黃色或無(wú)色溶液，底部未見(jiàn)有不溶物、油狀物或渾濁；當(dāng)稱(chēng)樣量為0.5 g時(shí)，少量細(xì)沙狀物在底部，溶液略顯橙色但較為澄清；稱(chēng)樣量為0.8 g時(shí)，黃色懸浮液，底部有大量未分解顆粒、未溶物或油狀物體，溶液不澄清。原因估計(jì)是稱(chēng)樣量增加，使測(cè)試溶液中鹽類(lèi)增多，基體效應(yīng)增大，而在同等酸條件下致樣品消解不完全。因此，該試驗(yàn)選用稱(chēng)樣量為0.3 g時(shí)，消解后溶液清亮、透明。

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