附表试验室内海带标准品和藻类样品碘含量值及精密度n=

1、藻类碘含量检测方法电感耦合等离子体质谱法编制说明一、标准制定的任务来源及意义1、 任务来源国家认监委以国认科函200823号文件下达北京局研究制订检验检疫行业标准藻类碘含量检测方法任务，计划编号为2008B085。本标准为藻类碘含量检测方法电感耦合等离子体质谱法。2、编制意义碘是具有重要生物效应的微量元素之一，与人体的生长发育、新陈代谢密切相关。青少年和成人每日摄入的碘含量为150200g，碘缺乏或过量都将导致身体器官机能的失调并引发各种疾病，而人体所需的碘主要来源于食品，因此测定食品中碘含量具有重要意义。目前已知的藻类（algea）植物共约为2100属，27000种。根据所含色素、细胞构造、

2、生殖方法和生殖器官构造的不同，分为绿藻门、裸藻门、轮藻门、金藻门、黄藻门、硅藻门、甲藻门、蓝藻门、褐藻门和红藻门。其中绿藻门的石莼和浒苔，蓝藻门的发菜，褐藻门的海带、裙带菜，红藻门的紫菜等都是重要的食用藻类。藻类植物能够富集海洋中的碘，碘含量较高，从海藻中提取碘，已经成为我国食品和工业中获得碘的主要途径。因此对海藻中碘含量的测定无论是对人类生活还是对海藻成分的分析都具有重要的意义。碘是一个有多种形态的非金属元素，它可以以游离的元素碘、碘化物、碘酸盐以及甲基碘等多种形式存在，并通过大气圈、水圈、生物圈和土壤圈不停地循环。碘元素具有极强的亲生物性和高活动性，易氧化还原、易挥发和易吸收。碘的这些特性

3、使碘的化学分析具有一定难度：一是样品处理过程中碘易挥发损失、易引入各种污染；二是检测结果的重现性不高。目前碘含量的测定方法很多，据文献报道，测定藻类中碘含量的方法主要有容量法，分光光度法，离子选择电极法，离子色谱法，ICP-MS法等，现行的相关标准为国家水产品质量监督检验中心起草，由农业部渔业局提出的海带碘含量的测定（SC/T 3010-2001），该标准采用灰化法和浸泡法进行前处理，溴水氧化法进行定性定量分析，仪器简单，但这种检测方法操作繁琐、耗时、耗能，而且该检测方法对低含碘量样品测定灵敏度不高，误差较大。目前我国尚无同时涵盖所有食用藻类植物的碘含量测定的国家标准或行业标准，因此有必要建立

4、一种适用于食用藻类植物中碘含量的检验检疫行业标准，为保障我国人民身体健康提供技术支撑。本方法通过优化现有的藻类碘含量测定方法，提高检测效率，建立了一种适用于所有食用藻类植物中碘含量的检验检疫行业标准。本标准采用碱液提取的前处理方法，电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）进行定性、定量分析，具有操作简单，检测限低，线性范围广，实用性强的优点，能满足当前食品安全管理的要求。二、编制依据1、本标准遵循GB/T 1.1-2000 标准化工作导则 第1部分：标准的结构和编写规则和GB/T 20001.4-2001 标准编写规则 第4部分：化学分析方法的编写规则。2、本标准是在参考国内外有关文献的基础上经

5、研究、改进和验证后制定的。三、方法概述 在90C的烘箱中，用25%四甲基氢氧化铵（TMAH）水溶液提取样品中的碘，取上清液稀释，过0.45m尼龙膜，由ICP-MS仪器检测，内标法定量。四、方法条件的确定 1、样品前处理方法的选择碘的不同形态以及易挥发、易污染等因素使碘的分析复杂化，因此如果处理不当，测定的准确性和重现性会受到极大影响。碘是多价态元素（0，-1，+5，+7），在不同介质和条件下具有多种形态，其行为也大不相同。如碘化氢，在室温状态下将呈气态而挥发，I-在空气中很容易被氧化为游离碘而损失。所以如何正确处理样品以及选择测定溶液的介质是准确测定样品中全碘的关键。目前有关碘样品分析前处理方

6、法有多种，主要可分为水浸提法、微波水提法、碱灰化法、酸消化法、碱提取法等。用碱灰化法处理食物中有机物含量高的样品时，一般选择K2CO3等碱性物质固定碘，ZnSO4等作为助灰化剂，用高温破坏有机物质，使碘全部转化为KI，然后用水溶解，灰化温度一般在450650C。酸消化法需要大量的强酸，需要特别关注实验的安全性。这些方法虽然能有效地提取碘，但存在操作安全，碘易损失的问题，因此本实验首先排除这两种方法。本方法在实验过程中对比了水浸提和碱提取法这两种方法的效果。据文献报道，针对海藻这种有机基质含量比较高的样品，选用强碱四甲基氢氧化铵的水溶液。以海带标准品（海带标准品编号为GBW08517, 碘含量参

7、考值为51561mg/kg）为试样，分别采用水浸提取和四甲基氢氧化铵水溶液提取。结果表明，用水浸提，无论经微波处理还是超声处理，经离子色谱-脉冲安培检测器和ICP-MS检测，测得值均偏离较大；采用四甲基氢氧化铵水溶液提取的海带标准品经离子色谱-脉冲安培检测器检测，测定值略低于标准参考值，经ICP-MS检测，测定值符合标准参考值，因此本方法选用四甲基氢氧化铵水溶液提取样品中的碘，然后进一步优化提取条件，以便更高效地提取碘。因为碘这种元素以及海藻样品的特殊性，为了使碘在提取完全的同时损失最小，同时要维持测定结果的重现性，干制样品必须在常温下储存于干燥皿中。针对碘的易损失性，我们对碘的介质溶液作了实

8、验对比。在标准溶液碘离子的配制过程中，我们分别选用超纯水（超纯水呈弱酸性）和0.25%TMAH水溶液做溶剂，在不同的时间间隔下测量标准溶液的碘含量。结果表明，碘离子保存在超纯水中一个月后损失超过20%，而在碱液中的碘离子含量经过一个月变化小于5%。同时在对样品的分析过程中，我们也发现不同样品经不同倍数稀释后，溶液的pH值不同，其中pH值在酸性范围内的样品溶液的碘含量测定值重复性很差，而pH值高于12的样品溶液碘含量测定值重复性很好，因此在整个样品的制备过程中，都需要保持样品的溶液为pH12。在对各种海藻样品的实验过程中发现样品的粒度以及提取剂的用量对结果也有影响。据文献报道，干样品的粒度小于3

9、00目结果重现性好。对于提取剂的用量，其范围应该控制在使样品经碱液提取后提取液不粘稠为佳，实验结果表明，本标准的研发的方法，样品用量应为：干试样0.10.5g，湿试样1.03.0g（精确至0.001g），干样品须先加入5mL水，然后加入1mL25%TMAH水溶液进行提取。另外据有关文献报道，聚四氟乙烯（PTFE）或氟化乙丙烯（FEP）等塑料容器对碘会有吸附吸附作用，因此为了避免样品交叉污染，溶解样品的容器应选用玻璃容器或聚醚醚酮（PEEK）材质的容器。针对本实验，该容器应该能密封，耐高温高压，本方法中的样品瓶选择顶空进样小瓶。2、检测仪器的选择根据文献报道，碘含量的测定可以选用多种检测方法。容

10、量法（碘量法）是测碘的经典化学法，方法成熟，准确性高，但是该方法存在一定的系统误差，繁琐，耗时耗能。分光光度法一般是利用化学反应使样品中产生显色物质，该方法选择性好，但是所需试剂种类繁多，显色反应稳定性不易控制，其中用得比较多的催化动力学光度法测定食品中的碘灵敏度高，但是测定条件不易控制，多数催化反应必须采取措施终止反应，这对测定会有一定的干扰作用。电化学法上用极谱法和离子选择电极法测定碘含量，这类方法选择性好，但灵敏度不高。用于测碘的色谱分析法主要有气相色谱法和液相色谱法，气相色谱法测碘时，通常需要将其衍生成挥发性、电负性强的有机碘化合物，再经过萃取和色谱分离，然后利用电子捕获检测器对电负性

11、强的含碘化合物进行测定。该方法灵敏，耗费较低，但该方法操作较复杂，而且分析中使用的衍生剂及其产生的衍生物会污染环境。液相色谱法不受样品挥发度、热稳定性的限制，应用广泛。常用于测碘元素的液相色谱法为离子色谱法，它的选择性好，线性范围宽，样品预处理简单，一般只需稀释和过滤。因此本方法在选择测定仪器时首先考虑到用离子色谱法。但在实验过程中遇到了很多问题。离子色谱的检测方法一般有电导检测法、安培检测法、紫外检测法等，虽然IO3-和I-都能使电导检测器产生响应信号，但灵敏度差，而且IO3-受F-的干扰，安培检测法和紫外检测法一般只能检测I-而不能检测IO3-，而柱后衍生紫外检测法也只能检测IO3-。因此

12、要想测得全碘可以考虑分开测再折算相加的方法，但这种检测方法效率太低，而且误差大。理论上样品经过碱液提取后，碘的存在形式应该为I-和IO3-，但是通过实验验证，我们将海带标准品经25%TMAH水溶液提取稀释后分别用离子色谱仪（安培检测器法测I-，电导检测器测IO3-）和ICP-MS检测，经多次重复实验，前者碘含量测定值均低于标准参考值；后者一次测的碘含量不小于460mg/kg（在标准参考值范围内），因此除了系统误差，不排除样品经碱液提取后溶剂中存在除I-和IO3-这两种形式的其他碘形式。质谱分析的基本原理是使所研究的混合物或单体形成离子，然后使形成的离子按质荷比进行分离。质谱分析具有灵敏、快速、

13、专一、线性范围宽、样品用量少、同时测定多种元素等优点。电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）是以ICP作为离子化源的质谱化学组成分析方法，是目前进行元素分析的近代方法之一，应用虽然仅有二十几年，但发展迅速，具有基体效应小，灵敏度高、抗干扰能力高，精密度高和分析元素范围宽等优点，近些年来，逐步被国内实验室广泛使用。另外该检测方法在测定质量数在100以上的元素时，灵敏度更高，检测限更低；其质谱扫描测定范围为m/z=0230时，可在10100s进行扫描，检测效率很高。因此本方法选择电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）对海藻中的碘进行检测。近年来，国内外有很多关于用ICP-MS分析碘元素的文献，涉及

14、的样品包括淡水、海水、淡水鱼、奶粉、蔬菜、土壤等。本方法在参考这些文献的基础上，针对海藻样品作了大量实验，摸索出适合藻类样品的ICP-MS分析条件。3、仪器条件的选择首先是碘质量数的选择，碘只有质量数为127的同位素的稳定性比较好，所以我们选用m/z=127来进行扫描。内标元素碲（Te）质量数选择为129.9，因为该同位素的丰度比最高，并对碘的测定没有干扰作用。因为用碱液TMAH提取过的溶液样品中含有较多的有机质，同时碘元素的电离能较高，所以射频功率需要较一般的值高80100W，该方法设为1350W，通过对标准品海带的实验证明该值能满足检测要求。另外，针对ICP-MS具有记忆效应的特性，在样品

15、测定的间隔应使用蠕动泵快速清洗进样系统。实验证明，与超纯水清洗液相比，0.25%TMAH的水溶液，可在10s左右使碘的信号强度降至背景水平而且得到的数据重现性好，因此本标准采用0.25%TMAH的水溶液作为进样系统的清洗溶液。4、定量方法的选择本方法采用在线内标定量校正方法。选择碲（Te）作为内标元素，因为相对于铑（Rh）和铟（In）来说，Te具有更高的电离能，而且更接近于碘，它可以补偿基体效应和仪器漂移对分析结果的影响，得到更好的基质校正。其浓度与样品上机液中碘含量相当，通过三通管把内标元素和所测样品溶液合并混合后，泵入雾化系统进入等离子炬焰中。五、方法的技术指标1、线性范围取碘标准工作溶液

16、进样，进样浓度在10 g/L 500 g/L之间，以碘与碲的离子强度比对浓度作线性回归分析，线性方程为y=0.3295x0.3763，相关系数为r=0.9999（不强制过原点），结果见图1。回归方程表明, 碘标准工作溶液在浓度为10500 g/L范围内，离子强度比与浓度成良好线性关系。图1. 碘标准工作曲线2、检测低限空白溶液连续11次进样得到的离子强度数据见附表2，根据3倍的连续11次空白溶液的标准偏差，得到该仪器的检测低限为3.489g/L。如果以称样量为1g，定容体积为100mL计算，可得该方法的检出限为0.35mg/kg。根据实际检测样品的结果，规定本方法的测定低限为0.50mg/kg

17、。3、精密度本方法以海带标准品，裙带菜，发菜，海苔，紫菜，石莼，海带为样品，按本标准确定的操作步骤测定，每个水平重复10次，进行精密度实验，结果见附表3。从表中数据分析结果可见，精密度（RSD）均小于15%。本方法的精密度实验结果符合基本规定的要求。4、回收率本方法以裙带菜为试样，采用标准添加法进行回收率实验。称取约1g样品（精确至0.001g），添加水平分别为8mg/kg，16mg/kg，40mg/kg，定容体积分别为400mL，100mL，100mL，上机测试液浓度分别为20g/L，160g/L，400g/L。按本标准确定的操作步骤测定，每个水平重复10次，结果见附表4。从表中数据分析结果

18、可见，本方法的回收率实验结果符合基本规定的要求。5、验证实验本检测方法经中国检科院、河北出入境检验检疫局技术中心、天津出入境检验检疫局技术中心、北京化工大学分析测试中心和山东农业大学食品学院五家单位，对海带标准品，发菜样品进行了验证试验，结果见附表5。 六、结论综合上述情况，本检测方法各项技术指标均符合GB/T 1.1-2000标准化工作导则和基本规定的要求。故本方法申请作为检验检疫行业标准，用于藻类碘含量的检测。七、主要参考文献1、 SN/T3010-2001 海带碘含量的测定。2、 墨淑敏，梁立娜，蔡亚岐等：高效阴离子交换色谱脉冲安培检测器测定多种基体中痕量碘离子的方法。分析测试学报，20

19、06，25（1），105-108。3、 刘葳，杨红霞，李冰：碘分析方法研究进展。岩矿测试，2008，27（2）：127-136。4、 于桂兰：电感耦合等离子体质谱及其在碘元素分析中的应用。预防医学情报杂志，2009，25（3）：238-240。5、 Peter A. Fecher, Ingeborg Goldmann, Anton Nagengast: Determination of iodine in food samples by inductively coupled plasma mass spectrometry after alkaline extraction. Journal

20、 of Analytical Atomic Spectrometry,1998, 13:977-982.6、 Determination of chlorine, bromine and iodine in plant samples by inductively coupled plasma-mass spectrometry after leaching with tetramethyl ammonium hydroxide under a mild temperature condition. Analytica Chemica Acta, 2006, 570: 88-92.附表1 IC

21、P-MS仪器的参考工作条件（仪器型号：ELAN DRC-e）工作参数设定值工作参数设定值功率1350W扫描方式跳峰冷却气流量(Ar)15 L/min碲（内标）129.9辅助气流量(Ar)1.20L/min碘127雾化气流量（Ar）0.98 L/min透镜电压6.00V采样时间1000ms停留时间50ms重复次数3采样模式单通道雾化器正交雾化器(Ryton)样品提升速率1m L /min附表2 空白溶液连续进样11次的离子强度值 （单位：cps）Te73107652742375327716766777527936795278287889I17141794182018941893193518471

22、85318681896187412附表3 实验室内海带标准品和藻类样品碘含量及精密度（n=10）样品碘含量测定值（mg/kg）平均测定值(mg/kg)标准偏差(mg/kg)RSD(%)12345678910海带标准品528.3511.1528.9492.5525.9509.9490.2497.5521.5515.6512.114.602.85裙带菜5.75.05.54.85.64.75.64.95.15.45.20.377.14发菜88.791.592.081.594.280.577.985.290.082.486.45.636.51海苔39.539.737.843.147.045.840.9

23、40.538.141.741.43.0827.43紫菜46.846.842.741.139.051.955.350.548.947.147.05.0110.66石莼1121.31236.71400.31203.5946.21207.21109.51050.11115.21421.01181.1147.3012.50海带3460.03778.03654.83065.93522.22995.83681.03120.53952.33442.73467.32319.709.22注：海带标准品编号为GBW08517, 碘含量参考值为51561mg/kg。附表4实验室内裙带菜的添加回收率及精密度（n=10

24、）添加水平8mg/kg（稀释倍数400）（测试液浓度20g/L）添加水平 16mg/kg（稀释倍数100）（测试液浓度160g/L）添加水平 40mg/kg（稀释倍数100）（测试液浓度400g/L）测定值（g/L）本底值（g/L）回收率（%）测定值（g/L）本底值（g/L）回收率（%）测定值(g/L)本底值（g/L）回收率（%）131.3913.1591.2203.3552.6594.2444.2152.5497.9232.0613.3093.8200.1252.6992.1439.9153.3796.6331.8813.3792.6213.0153.3197.3439.3353.3296.5432.2113.5193.5206.2253.3091.2429.5653.6194.0533.2013.4698