1、包装与食品机械2014年第32卷第6期 应用ICPMS测定葡萄酒中6种金属元素方法研究 樊继鹏 ，陈军 ，钱强 ，陈少波 ，谢鑫陟 ，张雷 (1苏州出入境检验检疫局检验检疫综合技术中心，江苏苏州215104； 2苏州世标检测技术有限公司，江苏苏州215104) 摘要：本研究建立了ICPMS在线内标法测定葡萄酒中铁(Fe)、锌(zn)、铜(Cu)、铬(cr)、铅 (Pb)、锡(Sn)6种重金属元素的方法，采用微波消解对6种元素的前处理方法及ICPMS工作参数进 行了优化。线性范围0501xgL及O5000gL，方法检出限均优于021xgL，回收率在886 1098，相对标准偏差RSD均小于60。
2、采用该方法对葡萄酒样品进行了分析，结果表明该方法能 够满足重金属痕量检测需求。 关键词：电感耦合等离子体光谱质谱仪；葡萄酒；重金属 中图分类号：TS2073文献标志码：A文章编号：10051295(2014)06006204 doi：103969iissn10051295201406016 Application of ICPMS to the Detectiong of Six Elenments in Wine FAN Jipeng ，CHEN Jun ，QIAN Qiang 一，CHEN Shaobo 一，XIE Xinzhi 一，ZHANG Lei (1Inspection and Q
3、uarantine Technical Center，Suzhou Entryexit Inspection and Quarantine Bureau，Suzhou 215004，China；2SuzhouWorld Standard Testing Technology Co，Ltd，Suzhou 215104，China) Abstract：An ICPMS online internal calibration method for determination of heavy metals Fe、Zn、Cu、Cr、 Pb and Sn in wine was establishedU
4、sing the microwave digestion for the pretreatment method and the opera tion parameters were optimizedThe linear range were 050gL and 050001gL and the detection limit was lower than 02 L with recovery rate in 8861098，the relative standard deviation(n=6)less than 6Results of analysis of wine samples i
5、ndicated that the method could meet the requirements of metal licaS trace analysis Key words：ICPMS；wine；heavy metal 葡萄酒作为一种经典时尚饮品，因自身含有 氨基酸、维生素和人体多种微量元素等营养物，具 有延缓衰老、美容养颜、预防癌症及心血管疾病等 功效 J。其中，所含的微量元素虽对机体活动 有重要作用，但微量元素摄人过量，会影响人体的 健康安全 。同时有些金属元素，如Pb元素可 使体神经系统、造血系统产生病变，易致儿童智能 发育障碍及行为异常 ；Fe元素若含量过多，会 加速、催化
6、葡萄酒的氧化和衰败，使酒的稳定性下 降，有浑浊沉淀现象发生，既而降低葡萄酒的品 质等 。 电感耦合等离子体光谱质谱(ICPMS)技术 凭借低检出限、稳定性高、同步分析元素种类多、 检测速度快等优点，广泛应用于食品、化妆品、环 收稿日期：20140818；修稿日期：20141017 基金项目：国家质栓总局科技计划项目：进口葡萄酒鉴定技术及有毒有害物质检测(SYN201215) 作者简介：樊继鹏(1985一)，男，硕士，研究方向为乳品科学及食品质量安全检测，通信地址：215104江苏苏州市吴中区吴中大道1368 号检测中心，Email：fanjipeng2010126con。 62 应用ICPMS
7、测定葡萄酒中6种金属元素方法研究樊继鹏，陈军，钱强，陈少波，谢鑫陟，张雷 境等各类行业中_1 j。而现行国家标准对于葡 萄酒中金属元素的测定，一般仍采用比色法 、 原子吸收光谱(AAS) 、原子荧光光谱 (AFS) ，利用电感耦合等离子体光谱质谱对 于葡萄酒中多项重金属痕量检测，尚无具体标准。 因此，利用ICPMS技术，研究葡萄酒中重金属 检测方法，对于完善葡萄酒质量安全监管及检测 技术，提供理论参考。 1试验材料与方法 11试验材料与试剂 硝酸(优级纯)、过氧化氢(优级纯)、铜标准 溶液(1O00gmL，25硝酸)、铅标准溶液 (1000gmL，25硝酸)、锡标准溶液(1000 gmL，2一
8、5硝酸)、铁标准溶液(1000gmL， 2-5硝酸)、锌标准溶液(1000gmL，25 硝酸)，内标溶液(1O00mgL，Bi、Ge、In、Li、Lu、 Rh、sc、Tb，10硝酸)，质谱调谐液(1 gL，Ge、 Co、Li、Mg、T1、Y，2硝酸)。 12仪器与设备 Agilent Technologies 7700 Series ICPMS 电感耦合等离子体质谱分析仪(美国安捷伦公 司)；MARS6TM全自动微波消解仪、55mLTFM 消解内衬罐、BHW一0920赶酸电热板(美国 CEM公司)；MettlerToledo精密电子天平(梅 特勒一托利多公司)；MilliQ超纯水系统(苏 州赛
9、恩斯仪器有限公司，电导率大于等于182 Mcm)。 13样品制备 准确称取0500g样品，(精确至0001g)置 于聚四氟乙烯消解内衬罐中，加人4mL硝酸，浸 泡lh，再加入lmL过氧化氢，密封，放入微波消解 装置中，设定微波消解程序进行消解处理。待消 解结束后，待冷却至室温，打开消解罐，于电热板 上(120160)赶酸至1mL左右，用超纯水洗涤 消化罐34次，洗液合并于10 mL容量瓶中冷 却，用超纯水稀释至刻度，摇匀，待测定。 14试验方法 选用He模式调谐，在该模式调谐状态下进 行检测样品，分析样品时，在线导人内标液，根据 标准溶液中待测元素与内标元素响应强度制作标 准曲线，并对样品中元
10、素进行定量。 2试验结果与分析 21仪器工作参数的选择 测量质量数的选择依据丰度大、干扰度小、灵 敏度高的原则进行选择同位素。通过综合考虑该 待选同位素的稳定性、灵敏度以及与待测元素之 间的干扰度等因素，最终选定表1中所列元素作 为内标物。 表1内标元素的选择 元素 f f cu f Zn f Pb f Sn 内标物I Sc l Ge l Ge l Bi l In 测量参数参考察了雾化温度、发射功率、载气 流量、蠕动泵转速等对待测元素谱线发射强度的 影响，使用1 L质谱调谐液和IOOIxgL内标溶 液，并综合考虑各元素的灵敏度与稳定性，通过对 ICPMS仪器测定的工作条件进行优化，得到的 IC
11、PMS技术参数与设定值见表2。 表2 ICPMS仪器工作条件 参数 设定值 参数 设定值 点火模式 水模式 离子透镜 x透镜 雾化器 同心雾化器 雾化室温度 采样深度mm 80 积分时间s 03 发射功率w 1550 载气压力kPa 2846 射频电压V 08 氦气压力kPa 280 载气流Lmin n8 蠕动泵转速rS 01 采集模式 He模式 He流 Lmin 0O8in 22线性范围与仪器检出限 取各元素标准溶液，用5硝酸溶液稀释， (Zn、Cu、Cr、Pb、Sn)依次配制成00、01、05、 20、50、100、200、400、50OIxgL标准工作 液；Fe依次配制成00，10、50
12、、200、500、1000、 2000、4000、5000gL标准工作液。利用ICP MS测定各元素的线性范围及检出限。 根据待测样品制备流程，采用空白加标，通过 ICPMS测定各元素检出限，得到：cr检出限 020IxgL，Fe检出限020IxgL，Cu检出限020 L，zn检出限020IxgL，Sn检出限020IxgL， Pb检出限020IxgL；同时，从图1中可知，Cr标 准曲线的相关系数r=10000，Fe标准曲线的相 关系数r=10000，Cu标准曲线的相关系数r= 10000，Zn标准曲线的相关系数r=09998，Sn 标准曲线的相关系数r=09999，Pb标准曲线的 63 包装与
13、食品机械2014年第32卷第6期 相关系数r=10000，各元素线性关系良好，该标 准曲线对待测元素可以准确定量。 浓度 gI (e)锡的标准曲线图 浓度 gL。 (d)锌的标准曲线图 浓度 gI (f)铅的标准曲线图 图1 ICPMS仪器各元素采集标准曲线 23方法回收率及精密度 表3方法回收率及精密度 名称 加标量lagL。 回收率肜 相对标准偏差RSD 020 905 Cr 040 986 328 200 1063 20o0 936 Fe 0O0 995 276 20000 1046 020 902 Cu 040 906 431 2O0 1058 100 955 Zn 200 936 3
14、79 1000 l085 O20 893 Sn 040 926 466 200 l098 020 886 Pb 040 975 502 20O 1092 对葡萄酒样品进行基质加标，采用3水平6 平行试验，考察样品的加标回收率。同时，通过对 平行样重复测定考察方法精密度。 由表3可以看出，葡萄酒重金属检测中各元 素加标范围。其中，限量元素Cr：0O05000 L、cu：00050O0#L、Pb：0O050O0g L、Sn：0O05000 L、Fe：0O05000 gL、 Zn：0O050O0gL，所对应元素加标回收率 为：Cr：9051063；Fe：9361046、 Cu：9021058、Zn：
15、9551085、Sn： 8931098、Pb：8861092。同时， 由各元素的RSD值可以看出，精密度高，该方法 能够满足葡萄酒中重金属痕量检测需求。 24苏州市进口葡萄酒重金属的普查 从苏州各大型购物商场购买22份不同种类 进口葡萄酒进行分析，Cr、Cu、Pb、Sn、Fe、zn各元 应用ICPMS测定葡萄酒中6种金属元素方法研究樊继鹏，陈军，钱强，陈少波，谢鑫陟，张雷 素含量分布图如图2所示。 二、 。 邑 一 丑剜 缸 1 噬 葡萄酒中待测金属元素 图2葡萄酒样品中待测金属元素含量分布图 针对市面22种进口葡萄酒样品进行金属含 量测定分析，由图2可以看出，金属元素Fe含量 最高，依次为z
16、n、Cu、cr、Pb、sn，检测结果未发现 重金属污染物超标。 3结束语 本研究通过对葡萄酒中6种重金属Fe、Zn、 Cu、Cr、Pb、Sn的前处理方法及ICPMS仪器条 件进行优化，所得优化方法检出限低、精密度高、 重复性好，且实际样品元素测定结果不存在显著 性差异，该研究方法可以满足葡萄酒重金属痕量 检测需求。 同时，利用优化方法，对部分进口葡萄酒中6 种重金属元素进行系统的检测分析，结果发现被测 6种元素中，含量从高到低分别是：FeZnCu CrPb Sn。考虑到葡萄酒中重金属的含量主要 与葡萄原料质量有关，而葡萄中各种元素主要来自 土壤吸收 ，不同地区土壤中所含元素种类及数 量差异较大
17、，所以研究葡萄酒中重金属污染物痕量 检测，不仅对有利于葡萄酒的质量安全监管，同时 对鉴别葡萄酒地域真伪也有重要意义。 参考文献： 杨李胜，柯华南，刘志鹏，等应用ICPMS测定市 售红葡萄酒中重金属元素的含量J广东微量元 素科学，2013，20(3)：1012 袁贵英，曹乐民，曹娅葡萄酒的营养及保健功能浅 析J河南农业，2010(4)：5051 罗晓雷，刘霞认知葡萄酒J食品工程，2014，39 (1)1517 张玉芝微量元素与人体健康J微量元素与健康 研究，2004，21(3)：5657 夏敏必需微量元素与人体健康J广东微量元素 科学，2003，10(1)：1315 6 Rezende H C，
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