离子色谱安培检测器测定食品中的碘.doc

离子色谱安培检测器测定食品中的碘摘要：添加氢氧化钾和硫代硫酸钠溶液于食品样品中，减压干燥后，采用灰化法处理，样液通过离子色谱进行分离，安培检测器检测食品中的碘。该方法优化了前处理条件，检出限达到5ug/kg，样品测定的精密度在1.26%-4.54%，加标回收率在85.9%-112.3%。采用所建立的方法分析了国家标准物质GBW10014圆白菜、GBW10015菠菜、GBW10017奶粉、GBW10018鸡肉，测定值与标准值吻合。 关键词 离子色谱安培检测,食品,碘,灰化 碘是人体所必需的微量元素之一，在人体内含量约为20-50mg。当人体缺碘时，可引起甲状腺激素分泌不足，体内基础代谢率降低，会患甲状腺功能减退症，对于婴幼儿，更会导致发育不全、脑发育落后等不可逆转的智力障碍。人体对碘的生理需求量为 0.10.3mg/day。我国是人群缺乏碘严重的国家之一，我国政府从1994年开始正式立法消除碘缺乏病,1996年起在全国范围内实行全民普遍食盐碘化。名目繁多的加碘产品和补碘营养食品也由此蜂拥上市，使“补碘”处于无序状态。经研究及动物实验证明,过量摄入碘，对神经递质的释放和脑基因的表达等方面都存在负面影响1。因此，对食品中碘含量的控制及准确测定是刻不容缓的。 目前食品中碘的测定方法很多，有容量法2、气相色谱法等3,4、原子吸收法5，离子选择性电极法6,7，催化比色法8， X-射线荧光法9，阴极溶出伏安法10，11，同位素稀释质谱法12、电感偶合等离子体原子发射光谱法13和中子活化法14,15等。这些碘的测定方法或多或少都存在一些问题，如操作繁琐、回收率低等问题。关于食品中的碘的国家标准方法只涉及乳制品的检测，采用的是气相色谱法，无法满足当前对众多含碘食品中碘的含量进行监管的要求。 本实验室在灰化前加入硫代硫酸钠和氢氧化钾溶液，减压干燥后灰化，样品中的碘得到最大程度的保留，同时转化为碘离子，经过离子色谱分离，安培检测器检测，检测结果完全能满足食品中碘的检测要求，前处理方法新颖有效，回收率高，适用于几乎所有食品样品的检测。 1 实验方法 1.1 实验仪器与试剂 1.1.1 实验仪器 离子色谱仪(ICS3000型，Dionex公司，美国)，配有 EGC淋洗液自动发生器、自动进样系统和电化学检测器（银电极）；Milli-Q超纯水系统（Millipore，Element）；可调式电热板（MEA-3型，北京金北德工贸有限公司）；真空干燥箱（DZF-6020型，上海博迅实业有限公司）；马弗炉（SX3-4-10A型，天津市中环实验电炉有限公司）。 1.1.2 试剂 硫代硫酸钠（优级纯），氢氧化钾（优级纯），碘化钾（优级纯）均购置于北京市化学试剂公司。超纯水18.2M，由Milli-Q超纯水系统制得，用于配制所有标准溶液与样品溶液。 1.2样品处理 准确称取粉碎后的样品0.5 g于30mL瓷坩埚中，加入1.0 mL 1moL/L的氢氧化钾溶液，再加入0.5 mL1moL/L的硫代硫酸钠溶液，若样品没有被完全浸润，则加入少量的纯净水浸润样品。在80减压干燥至干，先在可调式电热板上炭化至无烟，移入马弗炉550 灰化40min，冷却。用水少量多次洗入25mL具塞比色管中并定容至刻度，混匀备用。同时做试剂空白。 1.3标准溶液配制 称取固体碘化钾0.1308g用0.01%氢氧化钾水溶液定容至100 mL，碘离子含量为1000mg/L，此溶液为标准储备液，贮存于4冰箱中待用。再用0.01%氢氧化钾水溶液将标准储备液逐级稀释为0.000、0.010、0.020、0.050、0.100 g/ mL的混合标准溶液系列，以0.01%氢氧化钾水溶液作为空白。 1.4 仪器分析条件 离子色谱柱参数：阴离子保护柱 IonPac AG 16 (50 mm2 mm)；阴离子分析柱IonPac AS 16 (250 mm2 mm)；淋洗液：40mml/L氢氧化钾溶液等度洗脱，由EGC淋洗液自动发生器产生：流速：0.25mL/min；电化学检测器：银电极；进样量：100 L 碘的检测波形（数据）见表1：表1 电化学检测波形（数据）2 结果与讨论 2.1 前处理方法的优化 由于食品中有机碘和无机碘同时存在，采用灰化法进行前处理是一个较为常用的方法，同时灰化法破坏了食品样品中的有机物，无需进行过多的提纯除杂步骤。但是常规的碱性条件灰化法回收率一般只能达到60%，无法满足检测实验的要求。根据碘的各种形态的物理和化学性质，如碘酸钾熔点为560，KI熔点为686，NaI熔点为651，并且无水的时候氧气不会氧化碘离子，使其生成碘分子升华。所以实验室设计采用还原剂还原食品样品中存在的碘酸钾为碘化钾，在加入适量的氢氧化钾后，先在低温真空状态下充分干燥后，再用500-550的温度灼烧，以解决灰化法回收率较低的问题。 在实验中，对于菠菜、圆白菜、鸡肉等样品，直接灰化即可，奶粉样品中含有以碘酸根的形式存在的碘，在没有加入还原剂的情况下，碘酸根在灰化条件下有损失。同时可以看到硫代硫酸钠对碘的固定效果好于抗坏血酸的固定效果，减压干燥的效果好于常压干燥的效果，最终条件(1.0ml氢氧化钾，0.5 ml硫代硫酸钠，减压干燥作为灰化法)为前处理条件。图1 为GBW10015（菠菜）的色谱分离图。 图1 GBW10015（菠菜）的色谱分离图2.2 离子色谱检测器条件的选择 2.2.1 色谱柱和检测器的选择 IonPac AS16阴离子交换分离柱是亲水性较强的高容量柱，用NaOH或KOH做淋洗液，分离高价阴离子和易极化阴离子。用等度淋洗，I是易极化阴离子，一般20min内分离，因此选择IonPac AS16阴离子交换分离柱，并且配用IonPac AG 16阴离子保护柱。 离子色谱安培检测器选择性好，检出限低，所以碘离子的检测常采用安培检测器。采用离子色谱安培检测器只能检测到食品中的碘离子，因此用此方法进行食品中总碘的检测时，需要在前处理的过程中把各种碘的形态均转化为碘离子的形式，才能正确的检测食品中的总碘，适合于作为灰化法前处理的检测方法。 2.2.2检出限和线性范围 根据信噪比的关系确定仪器的检出限为0.10ug/L，样品最终稀释倍数为50，因此方法检出限为5 ug/kg。分别用0.25ug/L、0.50ug/L、1.0 ug/L、2.0 ug/L、5.0 ug/L、10.0 ug/L、20.0 ug/L、50.0 ug/L、100.0 ug/L 的碘离子标准溶液进样，碘离子保留时间稳定，峰面积与离子浓度呈良好线性，线性相关系数为0.9991。 2.3 方法的精密度和加标回收 选择了样品中碘含量适中的虾皮和奶粉进行了加标回收实验。为了考证碘酸根离子和碘离子各自的回收率情况，分别在样品中加入3个梯度的单标溶液，由表3我们可以看出无论是碘酸根离子还是碘离子，加标回收率均在85.9%-112.3%之间，精密度（RSD）在1.26%-4.54%之间，完全满足实验的要求。表3 加标回收和精密度实验（n=6）3 结论 对常规的碱性条件灰化法进行优化，提高了灰化法前处理的回收率，采用先进的离子色谱安培检测器来检测样液中的碘。该方法的检出限达到5ug/kg，精密度较好，回收率令人满意，标准物质分析结果与标准值相符合。并且操作步骤简单，避免了各种衍生、萃取的过程，最大程度保留了食品中的碘，使得试验简便易行，结果准确可靠。 参考文献： 1 赵妍,蔺新英.中国公共卫生,2006,22 (4):492-493 2 SN/T 0929-2000 进出口加碘食盐中碘的检验方法S.国家出入境检验检疫局 3 GB/T 5413.23-1997 婴幼儿配方食品和乳粉碘的测定S. 国家质量监督检验检疫总局4顾晓梅,王顺荣.中国科学院研究生院学报,1995, 12 (2):171-177 5 孙汉文,孙智敏,张德强.光谱学与光谱分析,2000,20(4): 537-539. 6 邱会东,冯承劲,李刚,徐刚.食品与机械, 2005, 21 (6):60-62 7邹家庆,刘全春,宋军,等.南京化工大学学报,2001,23 (6) :74-77. 8金贞淑,赵晔,张力,等.分析科学学报,2002,18 (1) :86-87. 9白尔隽.分析测试学报,1998,17 (1) :85-87. 10 Luther GW, Swartz C B,UlimanW J. Anal Chem,1988,60:1721-1724. 11 李吉学,卢洁,骆望美,等.南京军医学院学报, 2000, 22(1) : 50-51 12 张亚平,张淑琼,黄三发. 海峡预防医学杂志,2008