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电感耦合等离子体质谱法测定东海乌参中多种金属元素含量

文档作者：贾彦博1*, 林赛君1, 2, 陈美春1, 屠海云1, 单恩丽2 文档来源： 1. 浙江省农产品安全标准与检测技术重点科技创新团队, 杭州市质量技术监督检测院 2. 浙江工业大学生物与环境工程学院, 杭		点击数：	更新时间： 2025年06月16日
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第4 卷 第3 期 食品安全质量检测学报 Vol. 4 No. 3
2013 年6 月 Journal of Food Safety and Quality Jun. , 2013
基金项目: 浙江省质量技术监督局项目(20110307)、浙江省科技厅分析测试项目(2012C37042)
Fund: Supported by Zhejiang Provincial Bureau of quality and Technical Supervision (20110307) and Analysis of Hall of Zhejiang province
Science and Technology (2012C37042)
*通讯作者: 贾彦博, 高级工程师, 主要研究方向为食品安全检测。E-mail: jiaboshi2002@yahoo.com.cn
*Corresponding author: JIA Yan-Bo, Senior Engineer, Hangzhou Institution of Quality and Technical Supervision and Inspection, No.50,
Jiuhuan Road, Jianggan District, Hangzhou 310019, China. E-mail: jiaboshi2002@yahoo.com.cn
电感耦合等离子体质谱法测定东海乌参中
多种金属元素含量
贾彦博1*, 林赛君1, 2, 陈美春1, 屠海云1, 单恩丽2
(1. 浙江省农产品安全标准与检测技术重点科技创新团队, 杭州市质量技术监督检测院, 杭州 310019;
2. 浙江工业大学生物与环境工程学院, 杭州 310014)
摘要: 目的建立微波消解处理样品, 动态反应池一电感耦合等离子体质谱法测定东海乌参中 Cr、Cu、Zn、
As、Cd、Pb、Ni 七种元素的分析方法。方法采用以 H2 作为动态反应池反应气, 消除了ArCl、CaO、MgAr、
CaCl、ArO 和MgAr 的质谱干扰, 并确定最佳H2 流量为75 mL/min, 采用In、Y、Sc 为内标元素补偿了仪器信
号漂移和基体效应。结果方法检出限介于0.027∼0.32 ng/mL, 加标回收率在83.5%∼105.3%之间, 相对标准偏
差为2.5%∼8.2%。结论本文所建立的方法适用于海参等海产品中多种金属元素的检测分析。
关键词: 海参; 重金属; 动态反应池; 电感耦合等离子体质谱法
Determination of elements contents in Acaudina leucoprocta by inductive
coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS)
JIA Yan-Bo1*, LIN Sai-Jun1, 2, CHEN Mei-Chun1, TU Hai-Yun1, SHAN En-Li2
(1. Zhejiang Province Agricultural Product Safety Standards and Testing Technology of Key Science and Technology Innovation
Team, Hangzhou Institution of Quality and Technical Supervision and Inspection, Hangzhou 310019, China;
2. College of Biological and Environmental Engineering, Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310014, China)
ABSTRACT: Objective To establish a method for determination of the seven mineral elements in Acaudina
leucoprocta including Cr, Pb, As, Cd, Zn, Cu and Ni by inductively coupled plasma mass spectrometry
(ICP-MS) with microwave digestion sample treatment. Methods The spectral interference of ArCl、CaO、
MgAr, CaCl, ArO and MgArl was eliminated with H2 as reaction gas of dynamic reation cell. The optimal H2
flow rate was established as 75 mL/min. The instrumental signal shift and matrix effect were compensated with
Y, Sc, and In as internal standard element. Results The results showed that the 1imits of detection were in the
range of 0.027~0.32 ng/mL, and the recovery rates were at 83.5%∼105.3%. The relative standard deviation was
2.5%∼8.2%. Conclusion The established methods can be used to determine the seven mineral elements content
in Acaudina leucoprocta.
KEY WORDS: Acaudina leucoprocta; heavy metal; dynamic reaction cell; inductively coupled plasma mass
spectrometry (ICP-MS)
930 食品安全质量检测学报 第4 卷
1 引 言
东海乌参(学名: 白肛海地瓜)俗称香参、海地瓜,
富含蛋白质、海参皂苷、海参多糖、胶原蛋白、维生
素、必需脂肪酸以及常量和微量元素等成分, 且不含
胆固醇, 长期食用能增强体质、预防疾病、抑制肿瘤、
延缓衰老, 其营养价值与药用价值媲美北方刺参。东
海乌参是众多海参品种中的重要一类, 盛产于亚热
带沙质海区, 比如东海大陆架海区的潮间带, 包括日
本、我国浙江、福建和广东沿海海域, 是我国20 多
种可供食用的海参之一。东海乌参长年生长于海底淤
泥上, 其体表分泌的粘液与含重金属沉积物的海底
淤泥牢固地结合, 形成了致密坚硬的体表污垢层, 随
着海水的污染日益加剧, 其体表污垢层有害重金属
如汞、砷、铅元素的含量严重超标。由于缺乏东海乌
参体内重金属的检测的分析等关键技术, 严重限制
了东海乌参这一优质资源的加工利用, 大多数情况
下, 东海乌参捕捞后被作为废弃物被丢弃, 造成资源
浪费的同时也污染环境。因此, 对东海乌参的汞、砷、
铅、镉、铜、锡、锌、镍、铬等多种重金属含量的检
测技术的研究有助于科学合理利用和开发东海乌参
资源, 为进一步的资源开发和产业化研究提供理论
依据。
目前重金属元素常用的检测方法原子发射光谱
(AES)、原子吸收光谱(AAS)和原子荧光光谱(AFS)
法[1-3]等具有操作过程复杂、基体干扰大、检测限高、
动态范围小、难以进行多元素同时分析等局限性。而
电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)可以对多种元素
进行同时检测, 动态线性范围宽, 具有简便、快速、
精密度高及准确性好等优点, 是当今多元素同步测
定最先进的分析手段[4-7]。海产品含有的金属元素种
类较多、基体复杂、含盐量高、元素浓度范围跨度大,
为准确测定带来很大困难。Wu 等[8-10]报道Cr、Ni 和
Se 多原子离子质谱干扰和基体干扰严重, 利用常规
干扰方程和内标不能很好地消除, 容易造成测定结
果不准确。Parsons 等[11-12]先后采用动态反应池(DRC)
模式有效地消除了测试中Cr、Ni 和Se 的多原子离子
质谱干扰。本研究结合微波消解技术, 建立了
DRC-ICP-MS 快速、准确测定海参中砷、铅、镉、铜、
锌、镍、铬等7 种元素的分析方法, 为东海乌参的安
全食用、药用及进一步开发提供科学依据。
2 材料与方法
2.1 仪器与试剂
Multiwave 3000 Oven 微波消解处理系统(奥地
利安东帕有限公司); Varian 820-MS 电感耦合等离
子质谱仪(美国瓦里安公司); Milli-Q 纯水一超纯水
系统(美国MILLIPORE 仪器公司); 砷、铅、镉、
铜、锌、镍、铬元素标准储备溶液(1000 mg/L)购自
国家标准物质中心, 使用前配成一定浓度梯度的
多元素混标液; 内标液选用Y, In, Sc 的混标液;
65％ HNO3, 30％ H2O2(均为优级纯), 2% HNO3:
取20.0 mL 硝酸置于适量水中, 再稀释至1000 mL;
海参样品购自(杭州)市场, 去离子水清洗, 冷冻干
燥, 粉碎。
精确称取0.5 g 海参样品置于消解罐中, 加入4
mL HNO3 和2 mL H2O2 置于微波消解仪中, 按表1
参数进行。消解后, 电热板120 ℃赶酸至2 mL, 定容
至25 mL, 稀释一定倍数后用ICP-MS 测定, 同时做
空白。
表1 海参样品微波消解程序
Table 1 Optimal procedure of microwave digestion
步骤 温度(℃) 爬坡时间(min) 稳定时间(min) 风扇
1 120 10 5 1
2 150 5 5 1
3 190 5 20 1
4 20 3
2.2 ICP-MS 工作参数
仪器的优化参数见表2。
2.3 标准曲线绘制
用体积分数2%的HNO3 介质将Pb、As、Cu、
Cr、Ni、Zn、Cd 元素标准储备液逐级稀释于100 mL
容量瓶中, 配制成混合标准系列, Pb、Cr、Ni: 4.00,
10.00, 20.00, 40.00 ng/mL; Cu、Zn: 10.00, 50.00,
100.00, 200 ng/mL; As: 2.00, 5.00, 10.00, 20.00 ng/mL;
Cd: 0.40, 1.00, 2.00, 4.00 ng/mL。空白溶液为2%的
HNO3。采用Y、Sc、In 作为混合内标元素, 用体积
2%的HNO3 逐级稀释成10.0 ng/mL 的溶液, 采用在
线加入内标溶液。
第3 期 贾彦博, 等: 电感耦合等离子体质谱法测定东海乌参中多种金属元素含量 931
表2 电感耦合等离子体质谱主要工作参数
Table 2 Working parameters of ICP-MS
参数Parameters 数值Value 参数Parameters 数值Value
RF 功率(W) RF power 1400 分辨率(10%峰高)(u)Resolution(10% peak height) 0.8
等离子体气流量(L/min ) Plasma flow 16.50 扫描方式Scan mode 跳峰Peaking hopping
辅助气流量(L/min) Auxiliary flow 1.65 采样深度Sampling depth (mm) 6.50
雾化气流量(L/min) Nebulizer flow 0.90 雾化器温度Spray chamber temperature (℃) 3.00
屏蔽气流量(L/min)Sheath gas flow 0.20 扫描时间Scan time (msec) 366
H2 流量 (mL/min) Hydrogen flow 75.0 扫描次数Scan times 5
提取透镜1 电压(V) Extact 1 lens voltage −166.0 泵速Pump rate (rpm) 4
提取透镜2 电压(V) Extact 2 lens voltage −28.00 稳定时间Stabilization delay (s) 25
提取透镜3 电压(V) Extact 3 lens voltage −231.0
3 结果与分析
3.1 样品前处理酸体系的优化
微波消解时单独使用硝酸前处理海参样品消解
效果较差, 需加入另一种氧化剂来改善消解效果,
使用强氧化剂高氯酸效果最好, 但由于高氯酸在密
闭容器中使用时危险性很大, 且带入的氯酸根在质
谱测定中形成干扰, 因此不宜使用。加入过氧化氢既
能加速破坏有机物, 而且空白值低, 分解为水, 在质
谱测定中无干扰。经试验采用硝酸-过氧化氢(4+2)体
系按表 1 所示微波消解条件消解海参样品, 消解后
溶液无色清亮, 效果满意。
3.2 干扰的消除
ICP-MS 测定溶液中As、Cr、Cu 等元素时因受
到工作气体氩气及其复合离子或溶剂复合离子(如
ArCl 和ArO 等)的干扰, 无法准确测定海参样品中痕
量As 元素。本文在四极杆分析器之前加入一个碰撞
/反应池, 通入H2和He分别与多原子复合离子进行反
应消除As 质谱干扰, 结果表明He 采用作反应气时,
消除质谱干扰效果较差, 灵敏度较低, 稳定性较差,
故选用H2 作为动态反应池反应气进行质谱干扰试
验。实验结果表明: 采用H2 模式可使As 的的干扰背
景降低几十至几百倍, 随着H2 流量在10∼90 mL/min
范围内逐渐加大, 被测元素的背景信号响应值在不
断下降, 同时被测元素的信号响应值也在下降, 但其
下降的速度和幅度远小于背景信号响应值。当H2 流
量为10∼60mL/min 时, 被测元素的背景浓度随着H2
流量的增加下降明显; 当H2 流量约为60∼90 mL/min
时背景浓度基本保持稳定的状态。试验考察了采用不
同的H2 流量对标准物质鸡肉中As、Cr、Ni 测定结果
的影响, 实验结果见表3。综合考虑背景浓度和被测
元素信号响应值, 实验选择在H2 流量为75 mL/min
模式下消除ArO、ArN 复合离子干扰。采用优化后的
条件测定了东海乌参样品中的多种金属元素, 结果
满意。
表3 不同H2 流速下, 标准物质鸡肉中Cr、Ni、As 的
测定结果
Table 3 The measurement result of Cr, Ni, and As content
in the standard substance chicken on H2 flow
元素
标准物质鸡肉中含
量(mg/kg)
流速(mL/min)
50 75 100
Cr 0.59±0.11 0.90 0.64 0.45
As 0.109±0.0.13 0.159 0.120 0.081
Ni 0.15±0.03 0.35 0.16 0.08
3.3 方法的检出限、精密度
在选定的测定参数下, 将所配制的Pb、Cr、Ni、
Cu、Zn、Cd、As 元素混合标准系列溶液用ICP-MS
法测定各元素强度, 绘制标准曲线, 得出其线性回归
方程。对样品空白溶液进行11 次平行测定, 以3 倍
标准偏差计算方法的检出限, 结果见表4。由测定元
素的线性相关系数均大于0.999。
配制不同浓度的标准溶液, 测定方法精密度,
如表5 所示。表5 结果表明, 测定值的RSD 为
932 食品安全质量检测学报 第4 卷
2.5%∼8.2%。对样品进行加标回收试验, 表5 结果表
明, 各元素加标回收率为83.5%∼105.3%, 符合痕量
分析要求。
3.4 准确度实验
按实验方法测定猪肝(GBW10051) 和鸡肉
(GBW10018)国家标准物质中铅、铬、砷、锌、镍、
铜、镉7 元素的含量, 结果见表6。从表6 结果可见,
所测定的结果与标准值相吻合, 表明方法的准确度
较高。
3.5 样品的测定
按所建方法测定样品, 每个样品平行测定5 次,
取平均值。结果见表7。根据NY/T 1514-2007 《中华
人民共和国农业行业标准 绿色食品 海参及制品》[13]
中规定铅≤0.5 mg/kg, 镉≤0.5 mg/kg。从表7 中的样品
表4 线性回归方程和相关系数
Table 4 Equation and correlation coefficient
元素 内标元素 相关方程 相关系数 检出限(ng/mL)
52Cr 45Sc Y= 4.70e 4X +1.37e3 1.000 0.13
60Ni 89Y Y=5.82e3X+ 6.43e3 1.000 0.23
65Cu 89Y Y=2.62e4X+ 6.43e3 1.000 0.20
66Zn 89Y Y=1.42e7X+ 8.42e4 1.000 0.32
75As 89Y Y=4.91e3X+ 1.37e3 0.999 0.15
114Cd 115In Y=3.97e5X-2.79e3 1.000 0.027
206Pb 115In Y=1.87e5X+ 8.42e5 1.000 0.20
表5 方法的精密度
Table 5 Precision of the method
测定元素 样品本底(mg/kg) 添加值(ng/mL) RSD (%) 回收率R (%)
52Cr 0.214
4.0 7.3 97.3
10.0 4.2 93.2
40.0 6.4 90.4
60Ni 0.112
4.0 7.4 98.1
10.0 6.2 93.5
40.0 7.7 90.7
65Cu 0.505
10.0 6.2 101.1
50.0 5.2 98.5
200.0 4.1 99.9
66Zn 1.768
10.0 4.5 93.7
50.0 5.8 94.5
200.0 3.2 98.2
75As 0.319
2.0 6.3 87.1
10.0 4.6 95.2
20.0 8.2 93.8
114Cd 0.003
0.4 5.6 105.3
1.0 6.4 103.1
4.0 3.8 100.5
206Pb 0.258
4.0 4.4 87.0
10.0 6.2 83.5
40.0 2.5 85.6
第3 期 贾彦博, 等: 电感耦合等离子体质谱法测定东海乌参中多种金属元素含量 933
表6 准确度测定结果
Table 6 The results of the accuracy
标准物质 项目 Pb(mg/kg) As(mg/kg) Cu(mg/kg) Zn(mg/kg) Ni(mg/kg) Cd(mg/kg) Cr(mg/kg)
鸡肉
标准值 0.11±0.02 0.109±0.013 1.46±0.12 26±1 0.15±0.03 0.59±0.11
测定值 0.10 0.120 1.50 26.3 0.16 0.005 0.58
猪肝
标准值 0.12±0.03 1.4±0.3 52±3 211±11 1.00±0.07 0.23±0.06
测定值 0.14 1.5 54 215 0.95 0.20
表7 样品测定(mg/kg)
Table 7 Results of sample (mg/kg)
元素 样品1 样品2 样品3 样品4 样品5 样品6 样品7 样品8 平均含量
Cr 0.305 0.345 0.409 0.766 0.554 0.286 0.214 0.180 0.382
Ni 0.136 0.088 0.270 0.216 0.167 0.137 0.112 0.092 0.152
Cu 0.781 0.708 3.155 3.465 2.644 1.000 0.505 0.728 1.623
Zn 4.337 4.861 20.87 28.33 11.08 7.750 1.768 7.524 10.82
As 0.247 0.264 0.940 1.211 0.627 0.253 0.319 0.226 0.511
Cd 0.005 0.003 0.210 0.298 0.127 0.006 0.003 0.003 0.082
Pb 0.362 0.482 0.433 33.08 35.27 8.038 0.258 0.508 9.804
分析结果可以看出50%的样品铅超出卫生标准, 铅
含量最高可达35.27 mg/kg。造成这种结果的原因主
要是由于目前环境污染较严重, 海参的生长海域受
到周边环境及人为因素的污染。当海域受到污染时,
有害物质沉积于海参体内, 使其有害重金属含量偏
高。因此, 海参产品应进行重金属脱除后才能进行食
用。相关部门也应制订相关政策, 定期监督检查这类
食品的原料及成品。面对海参加工的巨大商机, 人们
首先应该重视环境的保护, 维持安全卫生的生产环
境, 科学合理地利用海参。
4 结 论
本文用微波消解—电感耦合等离子体质谱法测
定了东海乌参中铅、砷、镉、铬、镍、铜、锌7 种元
素, 其中利用H2 作为反应气的动态反应池(DRC)技
术, 对Cr、Ni、As 质谱干扰消除效果较好, 灵敏度
高, 方法的回收率较好, 同时测定了标准物质鸡肉和
猪肝中目标元素的含量, 对方法进行了准确性验证,
结果与标准值吻合, 方法操作简单, 分析速度快、灵
敏度高, 准确度好, 适用于海参等海产品中重金属多
元素的同时测定。
参考文献
[1] 叶国华, 宋学玲. 5 种中药材重金属含量的测定[J]. 时珍国医
国药, 2008, 19(9): 2220−2222.
Ye GH, Song XL. Determination of heavy metals in five Chinese
herbal medicines [J]. Lishizhen Med Mater Med Res, 2008, 19(9):
2220−2222.
[2] 金兴良, 李华斌, 荆淼, 等. 常压湿式消解/常压微波消解-原
子光谱法测定近海海洋生物体中Cu、Pb、Cd 与Hg、As[J]. 分
析实验室, 2008, 27(11): 40−43.
Jin XL, Li HB, Jing M. et al. Determination of Cu, Pb, Cd, Hg
and As in coastal marine organisms by atomic spectrometry with
waterish digestion in common pressure and microwave digestion
in common pressure [J]. Chin J Anal Lab, 2008, 27(11): 40−43.
[3] 姚勇, 孟庆勇, 揭新明, 等. 中国南海22 种海藻微量元素分析
[J]. 微量元素与健康研究, 2009, 26(3): 47−49.
Yao Y, Meng QY, Jie XM, et al. Studies on trace elements of
twenty-two seaweeds from the south sea of China [J]. Stud Trace
Elem Heal, 2009, 26(3): 47−49.
[4] 王庚, 荆淼, 曹煊, 等. 高效液相色谱-电感耦合等离子体质
谱测定蟾酥中铜砷镉汞铅含量及砷化学形态[J]. 分析化学,
2008, 36(9): 1182−1186.
Wang G, Jing M, Cao X, et al. Determination of Cu, As, Cd, Hg,
Pb and arsenic species in Venenum Bufonis with high perfor934
食品安全质量检测学报 第4 卷
mance liquid chromatography inductively coupled plasma-mass
spectrometry [J]. Chin J Anal Chem, 2008, 36(9): 1182−1186.
[5] 王小如. 电感耦合等离子体质谱应用实例[M]. 北京: 化学工
业出版社, 2005.
Wang XR. Application of inductively coupled plasma mass
spectrometry [M]. Beijing: Chemical Industry Press, 2005.
[6] 陈军辉, 谢明勇, 杨妙峰, 等. 西洋参多糖及总皂苷中无机元
素的ICP/MS 法测定[J]. 微量元素与健康研究, 2005, 22(2):
20−21.
Chen JH, Xie MY, Yang MF, et al. Determination of inorganic
elements of polysaccharide and total saponin in American ginseng
by ICP/MS [J]. Stud Trace Elem Heal, 2005, 22(2): 20−21.
[7] 王洪伟，邹坤，王桂萍，等.ICP-MS 测定开口箭根茎中的27
种金属元素[J].光谱实验室，2013, 30(1): 63−67.
Wang HW, Zou K, Wang GP, et al. Determination of 27 metal
elements in Rhizome of Tupitra chinensis Bak. by ICP-MS [J].
Chin J Spectrosc Lab, 2013, 30(1): 63−67.
[8] 庞艳华，王劲升，肖珊珊，等. 电感耦合等离子体质谱法检测
贝类中多种元素[J]. 食品研究与开发，2012, 33(11): 150−152.
Peng YH, Wang JS, Xiao SS, et al. Determination of several
elements in shellfish by ICP-M S[J]. Food Res Dev, 2012, 33(11):
150−152.
[9] Wu MC, Jiang SJ, His TS. Determination of the Ratio of Calcium
to Phosphorus in Foodstuffs by DRC-ICP-MS [J]. Anal
Bioana Chem, 2003, 377(1): 154−158.
[10] Hakan GY, Robert CB. Using Dynamic Reaction Cell ICP-MS to
Determine the Full Suite of Elements in Rainwater Samples [J].
Spectroscopy, 2005, 20(1): 22−25.
[11] 齐剑英, 张平, 吴颖娟, 等. 电感耦合等离子质谱法测定土壤
中24 种元素[J]. 理化检验: 化学分册, 2007, 43(9): 723−725.
Qi JP, Zhang P，Wu YJ, et al. Determination of 24 elements in
soil by ICP-MS [J]. PTCA (Part B:Chem Anal), 2007, 43(9):
723−725.
[12] Parsons JG, Martinez-Martinez A, Peralta-Videa JR, et al. Speciation
and Uptake of Arsenic Accumulated by Corn Seedlings
Using XAS and DRC-ICP-MS [J]. Chemosphere, 2008, 70(11):
2076−2083.
[13] NY/T 1514-2007 中华人民共和国农业行业标准 绿色食品
海参及制品 [S].
NY/T 1514-2007 Agricultural industry standard of the people's
Republic of China Green food-sea cucumber products [S].
(责任编辑: 张宏梁)
作者简介
贾彦博, 高级工程师, 主要研究方向
为食品安全检测。
E-mail: jiaboshi2002@yahoo.com.cnJDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDS

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