前言人類能通過各種各樣的方式解除到重金屬,其中就包括食用被污染的食物。雖然食物中的重金屬含量通常都比較低,但是長(zhǎng)期的接觸仍然會(huì)對(duì)人類的健康產(chǎn)生不良的影響。其中兩種較為重要的必須監(jiān)控石墨爐原子吸收光譜法測(cè)定食品中的鉛和鎘Atomic Absorption的毒性元素為鉛和鎘,它們可通過環(huán)境,污染處理過程以及包裝等途徑進(jìn)入到食物中。因此,對(duì)于各種食品基質(zhì)中低含量的鎘和鉛進(jìn)行準(zhǔn)確定量顯得尤為重要。目前食品分析過程中主要的挑戰(zhàn)在于分析元素的含量較低而且樣品的基體干擾大。多年以來,石墨爐原子吸收光譜法(GFAAS)一直被為可靠的分析技術(shù),并作為此項(xiàng)分析的方法,尤其對(duì)鎘和鉛的分析。
在過去的幾年中,儀器的發(fā)展為采用GFAAS測(cè)定痕量的鉛和鎘提供了更可靠的結(jié)果以及更好的檢出限。這些技術(shù)包括采用無極放電燈替代空心陰極燈,以增加光能量的輸出,以及改善了原有的濕法消解技術(shù)(比如采用微波消解法)。本實(shí)驗(yàn)的研究重點(diǎn)在于采用石墨爐原子吸收光譜法對(duì)各類食品樣品中的鉛和鎘進(jìn)行測(cè)定。
實(shí)驗(yàn)原子吸收光譜儀器所有的分析均是在珀金埃爾默的PinAAcle 900H(見圖1)原子吸收光譜儀上進(jìn)行的。此儀器裝配有Massman型/HGA石墨爐和氘燈連續(xù)光源背景校正,AS900自動(dòng)進(jìn)樣器,水循環(huán)系統(tǒng),全自動(dòng)告訴波長(zhǎng)驅(qū)動(dòng),燈自動(dòng)選擇,EDL電源供電。PinAAcle900系列原子吸收光譜儀采用 光纖傳到技術(shù),極大提高了光能量的傳輸效率從而提高了儀器的檢測(cè)水平。儀器中使用的Sygistix軟件包含有方法開發(fā)的模塊,可針對(duì)不同的基質(zhì)對(duì)每一個(gè)元素的升溫程序進(jìn)行自動(dòng)優(yōu)化(前一代的Winlab軟件也同樣具有此功能)。儀器中的TubeView石墨爐攝像頭(圖2)對(duì)于將自動(dòng)進(jìn)樣器的針頭到石墨管的深度調(diào)節(jié)到合適的位置有非常大的幫助,還可以監(jiān)控在整個(gè)做樣過程中是否有物質(zhì)殘留在石墨管的平臺(tái)上。此外,在方法開發(fā)過程中,石墨爐的攝像頭也可以監(jiān)控干燥步驟的升溫程序是否合適,防止樣品會(huì)出現(xiàn)爆沸或者濺射的情況。
試劑所有的溶液均是采用超純的去離子水(DI)在聚丙烯的瓶子中配置的。其它試劑:1. 優(yōu)級(jí)純硝酸 10 (TAMAPURE, Tama ChemicalsCo.,Kanagawa Japan)2. 雙氧水: 優(yōu)級(jí)純 (30%), (Kanto Chemical Co.,Tokyo,Japan)3. 鉛 (Pb) 和鎘 (Cd) 儲(chǔ)備液, 1000 mg/L (PerkinElmer).鎘和鉛的工作液采用2%(體積/體積)硝酸稀釋儲(chǔ)備液配置,現(xiàn)配現(xiàn)用.4. 改進(jìn)劑:測(cè)定鉛時(shí)使用10%硝酸基質(zhì)的硝酸鈀和硝酸鎂混合改進(jìn)劑,測(cè)定鎘時(shí)使用磷酸二氫銨和硝酸鎂的混合改進(jìn)劑
樣品制備樣品通過標(biāo)配的壓力罐方便快捷地進(jìn)行微波消解,所有的消解罐在使用前均采用優(yōu)級(jí)純的硝酸進(jìn)行漂洗。準(zhǔn)確稱取300 mg樣品置于消解罐中,加入7 毫升二次蒸餾硝酸,將八個(gè)消解罐放入轉(zhuǎn)動(dòng)塔中并根據(jù)表1所示的升溫程序在微波消解儀中進(jìn)行消解。
將轉(zhuǎn)動(dòng)塔從微波消解儀中取出,并使其冷卻至室溫。小心地將罐在通風(fēng)櫥中打開,并用去離子水清洗罐的內(nèi)壁。最后加入1毫升雙氧水,并將樣品定容到20毫升待測(cè)。GFAAS 測(cè)定鉛和鎘采用石墨爐法測(cè)定鉛和鎘的波長(zhǎng)及儀器的參數(shù)見表2.對(duì)熱解涂層的HGA平臺(tái)石墨管進(jìn)行縱向加熱。校準(zhǔn)曲線采用外標(biāo)法來進(jìn)行擬合(空白和五個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn))。所有的樣品平行測(cè)定三次。在分析過程中,每隔10個(gè)樣品會(huì)采用標(biāo)準(zhǔn)曲線的中點(diǎn)作為QC測(cè)定一次,以此來校正校準(zhǔn)曲線的斜率。如圖3所示,QC的讀數(shù)會(huì)通過軟件中的QC趨勢(shì)監(jiān)控功能進(jìn)行趨勢(shì)圖的繪制。每個(gè)樣品都采用儀器系統(tǒng)中的加標(biāo)功能進(jìn)行了加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)。
結(jié)果與討論石墨爐方法開發(fā)方法開發(fā)的目的是希望在分析過程中能通過使用一個(gè)改進(jìn)劑即可完成兩個(gè)元素的測(cè)定。改進(jìn)劑的功效是能在灰化階段將基體轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀讚]發(fā)的物質(zhì),并且增加待測(cè)元素的穩(wěn)定性。這樣能確保將待測(cè)的元素與干擾分開,從而使測(cè)定過程沒有任何的干擾存在。因此,只需要采用水溶液標(biāo)液即可,無需使用標(biāo)準(zhǔn)加入法來進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果表明,在測(cè)定鉛時(shí),能使峰形最好而且回收率最佳的改進(jìn)劑為0.06%的硝酸鎂和0.1%的硝酸鈀的混合液,而在測(cè)定鎘時(shí),最佳的改進(jìn)劑為0.1%的磷酸二氫銨和0.06%的硝酸鎂混合液以確保好的峰形及回收率。在兩個(gè)元素的測(cè)定過程中,未使用改進(jìn)劑時(shí)非特征背景均比較高。鉛和鎘的標(biāo)準(zhǔn)峰形圖見圖4和圖5.
結(jié)論珀金埃爾默PinAAcle 900H原子吸收光譜儀采用封閉式爐體設(shè)計(jì),兩側(cè)有簡(jiǎn)易拆裝的石英窗用于密閉爐體。封閉式爐體設(shè)計(jì)為實(shí)驗(yàn)提供了一個(gè)可控的,可重復(fù)的分析條件。獨(dú)立控制的內(nèi)氣和外氣流量,為分析系統(tǒng)了最大的靈活性,且做大程度延長(zhǎng)了管的壽命,提高了儀器的靈敏度。PinAAcle 900H系統(tǒng)采用加強(qiáng)型電源控制電路系統(tǒng)以保證均勻的加熱速度,因此不管系統(tǒng)位于什么地方,均能提供杰出和穩(wěn)定的性能。PinAAcle 900H,配備有HGA石墨爐,已證明其能應(yīng)對(duì)消解的不同基質(zhì)的食品樣品。在食品基體中重金屬檢測(cè)項(xiàng)目中,儀器能提供優(yōu)良的靈敏度及優(yōu)異的精度,從回收實(shí)驗(yàn)中我們可驗(yàn)證這一點(diǎn)。Tube View石墨爐攝像頭對(duì)于在灰化錢優(yōu)化干燥溫度及保持時(shí)間來說是一個(gè)非常方便的工具。通過軟件中方法開發(fā)的幫助功能以及石墨爐攝像頭,開發(fā)方法時(shí)可大大縮短操作者的時(shí)間,能更快捷和簡(jiǎn)便地獲取樣品的結(jié)果。AS900自動(dòng)進(jìn)樣器的使用確保了取樣的精確性,在分析過程中,即使有高濃度樣品,進(jìn)樣針也不需要任何額外的清洗和維護(hù)。自動(dòng)進(jìn)樣器還為樣品提供了自動(dòng)加標(biāo)回收功能。QC樣品,標(biāo)準(zhǔn)以及其它的樣品均可以通過QC圖表向?qū)нM(jìn)行趨勢(shì)繪圖。限值范圍,平均值或期望值均可以在圖表中顯示出來。質(zhì)量控制圖也可以通過軟件快速輕松獲得。
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