微波消解_石墨炉原子吸收光谱法测定大米中镉的含量.docx

doi 10.3969/j.issn.1005-6521.2013.17.029微波消解-石墨炉原子吸收光谱法测定大米中镉的含量李占红1，修其华2，韩秀枝3（1. 许昌职业技术学院 园林园艺系，河南 许昌 461000；2. 中粮粮油厦门有限公司，福建 厦门 361004；3. 漯河食品职业学院 经济管理系，河南 漯河 462000）摘 要：采用微波消解法处理大米样品、石墨炉原子吸收光谱法测定大米中镉的含量。此方法的线性范围为 0100.0 ng/ml（r=0.999 3），加标回收率为 97.78 %100.29 %，rsd 为 0.35 %3.37 %（n=6）。该方法取样量少、准确度和 精密度高，可作为检测大米中镉含量的方法，为食品安全提供可靠的测定技术保障。 关键词：微波消解；石墨炉；原子吸收光谱；大米；镉determination of cadmium in rice by microwave digestion-graphitefurnace-atomic absorption spectrometryli zhan-hong1，xiu qi-hua2，han xiu-zhi3（1. department of garden and horticulture，xuchang vocational technology college ，xuchang 461000，henan，china；2.cofco agri-trading and logistics xiamen co.，ltd.，xiamen 361004，fujian，china；3. department of economic management，luohe food vocational college，luohe 462000，henan，china）abstract：rice samples were dealt with microwave digestion ，then cadmiums content were determined by graphite furnace -atomic absorption spectrometry.the linear range of cadmiums absorption spectrometry was0 . 0 - 100 . 0 ng / ml （ r = 0 . 999 3 ） . the adding standard recovery was 97 . 78 % - 100 . 29 % . the rsd was0 . 35 % - 3 . 37 % （n=6 ）.this method in which sampling quantity was little ， degree of accurancy and degree of precision were high ， can be used for detection of cadmium in rice and provided reliable technical support for food safety.key words：microwave digestion；graphite furnace；atomic absorption spectrometry；rice； cadmium镉是环境中普遍存在的金属元素，广泛分布在岩石、沉积物和土壤之中，地壳中的镉的平均浓度只有0.2 mg/kg1。但有色金属冶炼和 ni-cd 电池等人类活动 释放到环境中的镉的数量是自然源的 3 倍10 倍，极大地增加了环境中的镉的数量。土壤、污泥、灌溉污水、大气沉降颗粒物等各种介质中的镉，形成对食品“从 土壤到餐桌”的污染2-3。人体内镉积累会导致组织损伤、内分泌紊乱和生殖器官功能障碍，诱发糖尿病、心血管疾病、癌症和终末期肾脏病等多种疾病，甚至在 镉污染严重的地区还有引发地方病的风险4。大米中的镉污染主要与其种植地的土壤污染有关，作物吸收了土壤中的镉，进而富集，从而使稻谷中镉含量增高5。近段时间大米镉含量超标事件引起了 广泛的关注，在召回受污染的大米，控制大米镉污染的同时，建立一种科学精准的大米中镉的含量检测方 法也显得十分重要。传统的大米样品前处理方法大多采用普通高压消解法、湿式消解或干式灰化6-7，这样 易造成被测成分的损失，而且试剂用量大，空白值高，产生酸雾多且费时。而微波加热与传统加热方式不 同，它能使样品和溶剂快速沸腾，使消解剂与样品更好地接触，酸的用量少，能达到快速消解目的。本实验 运用微波消解-石墨炉原子吸收光谱法测定大米中的 镉的含量，可以快速、便捷、自动化地检测大米样品，测定结果的精密度和准确度令人满意。作者简介：李占红（1973），女（汉），讲师，主要从事植物科学与技术管理方面的教学和科研工作。检测分析李占红，等：微波消解-石墨炉原子吸收光谱法测定大米中镉的含量1091 材料与方法1.1 材料与试剂 大米样品：产地分别为湖南常德、湖北武汉、河南新乡、安徽蚌埠；镉标品：标准参考值为 5.20 mg/kg，由 国家粮油及肉制品质量监督检验中心提供。1.000 mg/ml 镉标准储备液：由国家钢铁材料测试 中心钢铁研究总院提供；优级纯硝酸：由北京化工厂生产；优级纯过氧化氢：由国药集团化学试剂有限公司生 产；去离子水：由蒸馏水经石英亚沸蒸馏器再蒸馏。1.2 仪器与设备pe-aa800 原子吸收光谱仪 （带自动进样装置）： 美 国 perkin elmer 公 司 ；michem md6c 微 波 消 解 系 统：北京盈安美诚科学仪器有限公司；101 型电热鼓风 干燥箱：北京永光明医疗仪器厂；mettler-ae240 电子 天平：梅特勒-托利多上海仪器有限公司；30-b 微型高 效粉碎机：湖南长沙中南制药机械厂；syz-550 石英亚 沸蒸馏器：金坛市梅香仪器有限公司；标准分样筛：浙 江中拓仪器有限公司；所用玻璃仪器均用 25 硝酸浸泡 24 h，用去离子水冲净滴干，备用。1.3 方法1.3.1 样品溶液的制备及微波消解程序81.3.1.1 装样品罐将大米样品粉碎并过 80 目筛，准确称取 0.200 0 g置于改性聚四氟乙烯（tfm）内罐中，样品尽量放入罐 底中心部位，不要将样品挂到内壁上。加 5.0 ml 硝酸，1.0 ml 过氧化氢入该内罐内，轻轻晃动，尽量使样品与试剂充分接触，盖上内罐盖，在内罐的上部孔中，放入 一片防爆膜；将内罐放入聚醚醚酮（peek）材料外罐中，盖上外罐盖，用手尽力拧紧后，放到定位工装中，再 用设定 25 n 力矩扳手拧至发出嘎巴的响声，使其密封；用瓷堵头垂直拧在对应样品罐上端的气孔内，当用手 拧紧后再用不锈 钢小扳手轻轻拧 0 . 5 的 角度。1.3.1.2 注水在 25 ml 注射器中吸入去离子水，将注射器接在 注水口的导管上，同时将注水阀门打到注水档；在出水端用烧杯盛装流出的水，观察水流出通畅并不夹杂气泡为止；注水完毕，将注水阀门打回到测压档。1.3.1.3 装测量罐先拿好测压接头，另一只手拿测量罐（不放防爆 膜），沿逆时针方向拧罐，使测压接头与罐紧密连接。将温度传感器探头放入相应的温度传感器套管内。1.3.1.4 装载托盘 将测量罐放置在某一固定位置，按住转盘运行开关使转盘往返运动，当转盘顺转刚要反转的时候，选择靠近左侧炉壁的位置，确保当测量罐在炉子里转动的时候温度传感器导线与测压水线不缠绕到一起。将 其余的样品罐对称地放到其余的位置上。1.3.1.5 空白罐 选一个罐作为空白罐，不放样品，但要放试剂，试剂量应与样品罐相同。1.3.1.6 编写和运行程序 根据大米的特性，对微波消解程序进行设计，详见表 1。表 1 微波消解程序 table 1 program for microwave digestion 工步设定温度/保持时间/min斜率（/ /min）最大压力/kpa123120180051512122 5002 5002 500注：“ ”表示该项目不作设定。1.3.1.7 冷却与开罐 样品处理完成后，将排雾风扇开关指向“手动”档，待温度降到 80 以下，压力降到 500 kpa 以下时， 方可开罐。1.3.1.8 样品定容开罐后让样品继续冷却，消解后的样品液移入25 ml 容量瓶，定容至刻度，摇匀，即为样品溶液，同时 做试剂空白。1.3.2 原子吸收光谱仪的工作参数及石墨炉升温程序 根据大米的特性，对原子吸收光谱仪的工作参数及石墨炉升温程序进行设计。波长 283.3 nm，狭缝0.70 nm ,铅灯电流 8 ma，负高压 300 v，保持载气氩气 流量 250 ml/min（原子化时停气），塞曼背景校正9-11。进样体积 20 l，测量峰面积，标准曲线法计算。通过优化选择，石墨炉升温程序见表 2。表 2 石墨炉升温程序table 2temperature elevation program for graphite furnace气流速度/（ml/min）程序温度/升温时间/s保持时间/s干燥干燥 灰化 原子化 净化1101308501 6002 45011510013030203325025025002501.3.3 标准工作曲线的绘制精密移取 1.000 mg/ml 的镉标准贮备液 1.00 ml于 1 000 ml 容量瓶中，用 1 硝酸定容，摇匀，配制成 浓度为 1.0 g/ml 的镉标准溶液。分别 精密移取 0、李占红，等：微波消解-石墨炉原子吸收光谱法测定大米中镉的含量检测分析1100.25、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50 ml 镉标准溶液，置于7个 25 ml 容量瓶中，用 1 %硝酸溶液稀释至刻度，得 到 每 1 ml 溶液含镉分别为 0、10.0、20.0、40.0、60.0、80.0、100.0 ng 的系列标准镉溶液。设定进样量为 20 l， 将上述系列标准镉溶液依次注入 pe-aa800 原子吸收光谱仪的石墨炉原子化器中，按仪器工作条件，测定 各标准溶液的吸光度，以峰面积（y）为纵坐 标、浓度（x）为横坐标绘制工作曲线12-13，如图 1 所示。25 000.0考值接近的程度，一般用加标回收率表示 加标回收率= （加标试样测定值试样测定值）/加标量100 %， 用于定量测定的分析方法均需做准确度验证。准确称取镉标品 0.100 0 g 共 7 份，1 份不加标，6 份分别加入1.0 g/ml 不同体积的镉标准溶液，同时做试剂空白。按照“1.3.1”处理样品，做加标回收试验。测得其回收率 为 97.78 %100.29 %，见表 3。表 3 加标回收试验结果table 3 results of adding standard recovery test加 1.0 g/ml 镉标准溶液体积/ml定容后的加标 测定值/浓度（/ ng/ml） （ng/ml）加标回收率/%20 000.0样品号12345670.000.400.400.800.801.201.200.000 016.000 016.000 032.000 032.000 048.000 048.000 021.049 236.864 336.987 652.734 053.141 369.091 867.984 998.8499.6299.02100.29100.0997.7815 000.010 000.05 000.00.00.020.040.060.080.0100.0注：“”表示该项目没有计算意义。由此说明该试验方法有可靠的准确度，可用于大 米中镉含量的测定。2.2 精密度及试验样品测定结果15精密度是指在规定的测试条件下，同一个供试 品，经多次取样测定所得结果之间的接近程度，一般用相对标准偏差表示 rsd （rsd = 标 准 偏 差 / 平 均 值 100 %）。取 4 个产地的大米样品，按照“1.3.1”中方法每种样品平行处理 6 份，制成样品溶液，同时做试剂 空白。按 1.3.2 中的测定条件分别进行测定，根据标准曲线求出大米样品中镉的含量，结果见表 4。镉浓度（/ ng/ml）图 1 镉标准工作曲线standard work curve of cadmiumfig.1用最小二乘法求得标准曲线的回归方程为：y=197.14x+817.56，相关系数 r=0.999 3，表明镉的浓度 在 0100.0 ng/ml 范围内，吸光度与浓度具有良好的线性关系。2 结果与分析2.1 准确度及加标回收率试验14准确度是指用该方法测定的结果与真实值或参表 4 样品测定结果及精密度（n=6）results of sample determination and degree of precision（n=6）table 4大米产地分次测定值（/ mg/kg）平均值rsd/%湖南常德湖北武汉 河南新乡 安徽蚌埠0.120 10.056 70.101 70.130 40.112 30.057 90.093 40.127 10.112 40.058 60.098 00.129 70.114 50.055 90.102 90.121 90.117 80.055 70.099 70.120 50.121 40.057 50.101 30.125 70.116 40.057 10.099 50.125 93.372.010.353.20测定结果显示，此方法的相对标准偏差 rsd 为0.35 %3.37 %，说明此方法具有良好的精密度。不同 产地的大米中镉含量的差异较大，产生这种差异的原因，可能与大米产地的土壤不同、生产加工设备机械 的性能及包装有关，但有害元素镉的含量都在小于等于 0.2 mg/kg 安全范围之内。2.3 方法准确度验证16选取镉标品，利用本方法对其含镉量进行测定， 相对误差 re（re=|平均值-标准值|/标准值）为 0.50 %，结果与标准值基本一致，详见表 5。表 5 方法准确度验证results of method accuracy validationtable 5试样标准值/（mg/kg）平均值/（mg/kg）样品测定值（/ mg/kg）re/%镉标品5.200 05.187 6 5.198 0 5.292 1 5.225 9 0.503 结论本研究建立了微波程序消解样品、石墨炉原子吸 收光谱法测定大米中有害元素镉含量的方法。试验得出此方法的线性范围为 0100.0 ng/ml（r=0.999 3），加峰面积（/ mvs）食品研究与开发food research and development2013 年 9 月第 34 卷第 17 期生物工程111doi：10.3969/j.issn.1005-6521.2013.17.030耐酸耐胆盐嗜酸乳杆菌的紫外诱变选育帖金鑫1，林娟 1，李小平2，霍乃蕊3，*（1. 郑州轻工业学院，河南 郑州 450001；2. 蒲县人民政府，山西 蒲县 041200；3. 山西农业大学 食品与生物工程学院，山西 太古 030008）摘 要：通过紫外诱变提高嗜酸乳杆菌的耐酸耐胆盐能力。通过正交试验确定了诱变参数：20 w 紫外灯，菌液稀释至 od600 0.65 左右 ，照射 60 s，照射距离为 30.5 cm，此条件的致死率为 90.5 %。诱变处理后的菌体在模拟人肠道胆汁 盐浓度（0.3 %）以及 ph=2 的选择性培养基中处理不同时间后，活菌计数，最终筛选出具有耐胆盐能力显著增强的突 变体 l.a.abr。在含 0.3 %胆盐和 ph 为 2 的选择性培养基中培养 1.5、2.0、2.5 h 时的存活率分别为 19.57 %、10.87 %和4.78 %，而出发菌株的相应存活率分别为 3.68 %、1 %、0.23 %。关键词：嗜酸乳杆菌；紫外诱变；耐酸耐胆盐能力enhancement of the acid and bile salt tolerant ability of lactobacillus acidophilus by uv mutationtie jin-xin1，lin juan1，li xiao-ping2，huo nai-rui3，*（1. zhengzhou university of light industry，zhengzhou 450001，henan，china；2. pu county provincepeoples government，puxian 041200，shanxi，china；3. shanxi agricultural university，taigu 030008，shanxi，china）作者简介：帖金鑫（1988），男（汉），在读硕士，研究方向：烟草生物技术方向。* 通信作者：霍乃蕊，教授，博士，研究方向：生物技术方向。!标回收率为 97.78 %100.29 %，rsd 为 0.35 %3.37 %（n=6）。该法具有简便快速、精密度高、准确可靠等特 点，可满足大米中镉含量的检测要求。8 北京盈安美诚利科学仪器有限公司微波化学部. 微波样品处理方法g/微波样品处理系统应用方法汇编.北京:北京盈安美诚 利科学仪器有限公司,2007:10-209 王天顺,杨玉霞,朱俊杰,等.微波消解-石墨炉原子吸收光谱法测 定食糖中的铅j.广西农业科学,2009(8):1034-103510 吴为,武攀峰,钱允辉微波消解-石墨炉原子吸收光谱法和原子 荧光光谱法测定蔬菜中痕量元素j理化检测(化学分册),2006,42(7):531-532,53511