食品药品行业无机样品前处理

食品药品无机前处理

无机前处理一、无机前处理的目的二、无机前处理的重要性三、无机前处理所使用的传统设备四、无机前处理所使用的现代化仪器五、不需要前处理也能分析的仪器无机前处理目的

---重金属的检测

2010药典在原有基础上修订并增加了多种药品的重金属检查国内食品安全问题不断，已经成为全社会最关心的问题之一食品药品行业对重金属元素分析要求提高重金属检测用到的先进仪器

AA,AFS,ICP-AES,ICP-MS有好的分析仪器就能测得准确结果吗？突破瓶颈、改善环境——选择合适的样品前处理方法和设备摘录国际上先进的分析实验室都极为重视样品前处理工作，采样和样品前处理投入约占全部分析和数据处理投入的67%，样品前处理设备应该是独立的工作系统，而非分析仪器的一个附件。

因为分析仪器如ICP光谱仪的性能好坏，主要影响到分析结果.而样品前处理的情况则不仅会影响分析结果，还会影响到工作效率和操作的安全性。无机样品前处理的重要性样品前处理过程中的系统误差来源如下：（1）样品分解不完全。（2）待测元素挥发、被容器吸附或与容器材料作用而损失；（3）空气污染、试剂空白以及容器污染；无机样品前处理误差解决方案针对上述原因的误差，提供合适的无机样品前处理方案：（1）在分解样品时采用高效稳定的加热设备；（2）选用封闭的系统而非开放的系统，消解彻底，污染减小；（3）干分解法中时采用高效干净的设备。（4）选用干净无污染常规的加热设备；（5）采用高纯试剂，并尽量减少试剂的用量，能使试剂空白降至最低，例如用于湿化学分解的硝酸、硫酸和高氯酸等一类的液体试剂，可采用亚沸蒸馏，以提高试剂的纯度。无机前处理所使用的传统设备传统的电炉（因明火禁止使用）电热板高温马弗炉（时间太长，影响工作效率）LabTech

微控数显电热板

17种型号面积300x400（mm）

400x600（mm）控温范围：

RT—200℃RT—210℃RT—350℃RT—400℃RT—415℃RT—450℃控温精度位式控温（精度±5℃）数显控温（精度±5/±2/±1/±0.2℃）LabTech

电热板的特点独有的浇铸式布管全方位的防腐处理表面的防腐处理控制箱体的防腐处理电器元件的防腐处理精确的控温方式----PID控温电热板控温方式比较位式控温曲线图PID控温曲线图电热板应用GB/T5009.11—2003食品中总砷的测定方法：

1、饼干试样2.0g至50ml锥形瓶中，

2、加入20mlHNO3，1.5mlH2SO4，放置过夜，

3、置于电热板上消解3h，

4、加1mlHClO4加热0.5h无机前处理使用的现代化仪器DigiBlock（智能消解仪）AutoDigiBlock（全自动消解仪）光波加热仪微波消解仪微波萃取仪微波灰化、磺化仪

DigiBlock智能消解仪环绕式加热可编程LabTech

DigiBlock智能消解仪

节约能源：效率比同功率的电热板高75%，样品处理速度快3－5倍；消解效率高：样品处理量大，控温精确均匀，重复性好；程序控制温度升降：程序控制温度、溶样时间，并可储存分析方法；耐腐蚀：可耐酸，耐碱，耐各种腐蚀；分类（孔数）：有16、20、36、54孔，分类（温度）：有210ºC和450ºC

两种温度；LabTech

DigiBlock的特点

DigiBlock智能iTouch控制模块超大的真彩触摸屏20段的程序升温功能，能实现图谱显示，可编辑、设定升温速率和保持时间，高低温报警机制多种语言操作界面，包括：汉语，英语，日语，西班牙语，俄语支持SD存储卡，U盘等，方便用户导出处理实验数据多用户管理模式，用于建立标准方法，可存储上万种方法。iTouch控制模块运行程序电热消解仪预处理样品DigiBlock应用仪器：S36-C、聚四氟乙烯消解管TF-36试剂：HCl

，HNO3，HF，HClO4样品：六味地黄丸步骤：

1.称取样品0.3g于聚四氟乙烯消解管TF-36中，加入10mLHCl，插入消解孔中。

2.设定消解仪温度为100℃，加热至样品剩余少量后取下冷却。

3.加入5mLHNO3

、5mLHF、1mLHClO4

，加盖。

4.设定消解仪温度为150℃，升温加热约2h，冷却后开盖。

5.升温到200℃，待冒浓白烟冒尽

6.取下冷却，消解完毕

AutoDigiBlock全自动消解仪全自动系统设计自动添加试剂自动升降自动摇匀自动定容自动酸气排放LabTech

AutoDigiBlock的特点1、孔间蒸发浓缩均匀，无需人为看护，大大减少浓缩、消解的操作时间2、消解完后，可以直接定容3、SC-36消解管通过EPA认证自动添加试剂系统自动升降、摇匀系统自动定容系统自动酸气排放系统AutoDigiBlock应用大米粉的消解（食用大米）称样量0.5g方法：加硝酸12ml——摇匀——加高氯酸3ml——摇匀——下降——升温至90度——保持30min——升温至130度——保持60min——升温至150度——保持60min——升温至200度——保持20min——提升冷却30min——定容至25ml——摇匀总耗时4.5hour。AutoDigiBlock应用药片的消解（白加黑）称样量1g方法：加硝酸16ml——摇匀——加高氯酸2ml——摇匀——下降——升温至90度——保持20min——升温至130度——保持60min——升温至150度——保持120min——升温至200度——保持20min——提升冷却30min——定容至25ml——摇匀总耗时5.5hour。AutoDigiBlock应用中草药的消解（柴胡）称样量0.5g方法：加硝酸15ml——摇匀——加高氯酸3ml——摇匀——下降——升温至90度——保持30min——升温至140度——保持60min——提升冷却30min——加HF1ml——摇匀——升温至150度——保持50min——升温至200度——保持20min——提升冷却30min——定容至50ml总耗时6hour。光波加热仪最大的特点：不仅可迅速升温，而且可迅速降温！

微波消解仪一、微波常压消解二、微波密闭（高压）消解

自加压（高温时溶剂蒸汽产生的压力）预加压（消解前在罐体内充入多情气体）

微波常压消解自动加酸，消解结束后自动真空除酸浓缩样品自加压式微波密闭消解安全性（专利泄压、专利门、无泄露）均匀性，溶样效果是否平行操作简便控制系统适用性使用微波最关心的问题安全性专利的自密闭安全门专利的弹性安全帽泄压一体化防爆固态结构无微波泄漏溶样均匀性1、二次谐振磁控管谐波，功率均匀互补2、独有的“扇形散射器”，实现二次能连均匀分布3、唯一能够提供微波场均匀性检测报告的微波化学仪器充分保证所有样品吸收等量微波，效果均一平行操作简便分离式控制终端，高分辨率大触摸屏，可外接打印机、天平、计算机功能强大的EasyCONTROL软件：

1、独有的精确温度、压力、微波功率、时间控制曲线

2、所有参数均可在线显示控制，并可在线修改

3、自动功率控制控制系统ATC-400CE高精度温控系统IRTC红外全管温度控制系统高精度ATC-FOP光纤温度控制系统APC-55E高精度主动式压力控制系统专利的分体式全管压力监控系统QP非接触式全管压力监控系统适用性HPR-1000-10S/6MMPR-600-12SHT/12SMTQ20-SMultiPREP-41Nova-8/10模块化转子灵活互换，适用各种样品

Milestone的微波消解是

国际标准方法的制定仪器US-EPA3015US-EPA3051US-EPA3052密闭高压微波消解特点非常短的消解时间…以分钟计算而不是小时不损失挥发元素…包括Hg，Se，As等无酸雾…提高实验室的工作环境无样品污染…无论从环境或其他方面来说低空白…使用最少量的酸溶液--并不仅仅是时间的减少使用微波密闭预处理的优点密封容器内部产生的压力使试剂的沸点升高，因而消解温度较高。这种增高的温度和压力可显著的缩短样品的分解时间，而且使一些难溶解物质易于溶解。挥发性元素化合物如：As、Cr、Hg、Sb、Se、Sn将保留在容器内，因而这些元素将保存在溶液中。试剂用量大为减少了，又是密闭的容器，节省了成本，也减少了有毒气体的排放，减少了污染的可能性。前处理过程称样选择合适的酸选择微波消解方法赶酸定容微波消解应用样品：阿胶称样量：0.3ｇ加酸：7mlHNO3+1mlH2O2消解方法：步骤最大功率时间(min)温度(℃)1600W 5 140 2600W 5 180 3600W30180微波消解应用样品：全脂奶粉称样量：0.5g加酸：7mlHNO3+1mlH2O2消解方法：步骤最大功率时间(min)温度(℃)1500W 10 140 2500W 5 170 3500W20170UltraWAVE--下一代微波消解系统世界最高的压力：200bar!大的样品量，同时处理22个样品不同种类的样品同时消解最大消解有机物样品量：15g反应结束后超快速水冷可使用各种消解管200bar预加压式微波密闭消解UltraWAVE原理及操作UltraWAVE的应用样品：鲜奶、奶粉、咖啡、甘菊、枸杞称样量：各1g外罐100mlH2O+5mlH2O2内罐各8mlHNO3+2mlH2O2消解方法步骤最大功率时间(min)温度(℃)11000W 15 200 21000W 15 200 3020RT（水冷至室温）不同设备的不同特点电热板DigiBlock智能消解器微波消解优点价格低、操作简单批处理量能力高效、节能用酸少，环保批处理量能力程序升温、方法存储消解速度快、环保特别适合消解难容、高纯样品批处理量能力程序升温、方法存储缺点速度慢、均一性差酸的损耗量大人工操作时间长价格相对较高价格更高，操作相对繁琐微波无溶剂萃取——NEOS成分提取，如灵芝、蒺藜、山楂、银杏叶、绿茶、大蒜、番茄、橙皮等LabTechNEOS无溶剂萃取的特点高效率无基体影响无溶剂高回收率NEOS的应用藿香中挥发油的萃取方法对比

NEOS水蒸汽蒸馏

Time（min）Yield（%）Time（min）Yield（%）

300.0872200.084微波灰化、磺化仪LabTech

微波灰化特点灰化时间由“小时”变为“分钟”，分析时间缩短数倍至数十倍。最高工作温度可达：1200℃唯一可随时开启门体的高温微波马弗炉最优秀的控温精度：±1℃洁净无污染程序升温，无需炭化，直接灰化微波磺化应用称取1--2g药品加入1mLH2SO4Start微波磺化程序1ststep样品炭化2ndstep样品磺化StepStageTimeTemperatureMicrowavepower1炭化15min250°CUpto1,000Watt2磺化60min800°CUpto1,000Watt微波灰化应用称取2

--

3

g食品Start微波灰化程序1ststep样品炭化2ndstep样品灰化StepStageTimeTemperatureMicrowavepower1炭化20min200°CUpto1,000Watt2灰化90min550°CUpto1,000Watt不需要前处理也能分析的仪器DMA80直接测汞仪不需要任何前处理直接进样

Hg?汞熔沸点低，是唯一在常温下呈液态的金属。汞有相当高的原子蒸气压，故汞极易原子化。（一）汞的物理化学性质（二）药品与汞，食品与汞（三）汞对人体的危害（四）汞的传统检测方法（五）直接测汞仪的原理及特点（六）直接测汞仪的应用（一）汞的物理化学性质各种金属中，汞的熔点是最低的，只有-38.87℃，也是唯一在常温下呈液态并易流动的金属。能溶解许多金属，形成汞齐汞有相当高的原子蒸气压，极易原子化。药品与汞我国古代把汞作为外科用药，外用具有收敛、刺激和腐蚀的作用现代因其有抑菌与抑霉茵作用，仍被用作疫苗等的防腐剂部分藏药含有较高的汞中药中也有的含有汞，如清粉，朱砂等药品使用汞的例子中药：１、治燥癣：水银、胡粉。研令调以涂之。(《肘后方》)

２、治热疮疥癣，痒痛不可忍者：水银、芜荑。酥和涂之。(《近效方》)

３、治杨梅毒疮：水银、黑铅各一钱(结砂)，黄丹一钱，乳香、没药各五分。为末，以纸卷作小拈，染油点灯，日照(熏)疮三次。(《纲目》)

４、治痔，谷道中虫痒不止：水银、枣膏各二两。同研相和，拈如枣形状，薄绵片裹，纳下部。若痛者，加粉三大分作丸。(《梅师集验方》)

５、治白癜风：水银拭之令热即消，数拭之，差乃止。(《千金方》)

６、治腋下狐臭：水银，胡粉。上二味，以面脂研和涂之。西药：1、2%红汞与蛋白质的巯基结合使失活；皮肤，粘膜，小伤口

2、0.01%-0.1%硫柳汞与蛋白质的巯基结合使失活；皮肤，手术部位，生物制品防腐食品与汞食品中本来是不应该含有汞的，但是由于人类活动向大气、水、土壤中排放大量汞（2200吨/2003年），以至于污染水源农作物海洋生物等，而这些汞又无法通过代谢去除，所以不断累积到我们食品当中，对人危害极大。汞对人体的危害1、对蛋白质的作用汞易与蛋白质及酶类结合,导致体内数十种酶失活或膜功能紊乱,从而造成细胞损伤是汞毒性作用的基础。2、对遗传物质的影响

Hg2+可以通过与氨基、羟基、磷酸基结合与碱基等核酸组分络合,破坏DNA的结构完整性。一、冷原子吸收或原子荧光

--溶样

--还原

--原子光谱法检测汞二、二硫腙比色法汞的传统检测方法原子光谱法的前处理（前处理繁琐，汞损失大）步骤描述时间样品酸消解加热板2小时到2天密闭微波反应20分钟到一个小时湿化学法干扰消除1小时汞的减少分析原子吸收光谱几分钟直接测汞仪的原理样品测量过程直接测汞仪的特点不用样品消解等前处理不用湿法化学预处理过程直接检测固体，液体或气体中的汞，超低检出限快速，每个样品5～６分钟独特的空白自动运行汞基本无损失，回收率接近100%不用废物处置系统状态分析基本步骤步骤温度范围常规温度设置时间范围常规时间干燥20-300°C300°C0-300s60s分解600-1.000°C650°C0-420s180s催化550-650°C615°C汞齐850-950°C900°C0-30s12s直接测汞仪的应用血液中汞含量的测定称样量200μL方法干燥时间干燥温度分解时间分解温度

90s

160°C

150s

650°C

SampleID Hg（ppb）RSD（%） Sample#1

5.826±0.06 1.11 Sample#2

21.135±0.4 1.71 Sample#3

47.476±2

5.65 Sample#4

98.752±4

4.18 直接测汞仪的应用水产品