微波消解-电感耦合等离子体质谱法测定杜阮凉瓜中20种元素的含量

摘 要：本文建立了测定杜阮凉瓜中20种元素含量的电感耦合等离子体质谱法。样品经过微波消解后上机测定，检测方法检出限、回收率和相对标准偏差。结果表明，各元素线性关系良好，相关系数均≥0.998 0，检出限在0.001 8～2.154 0 μg·L-1，回收率在95.6%～106.3%，相对标准偏差在0.55%～2.50%。该方法简便快捷、灵敏精确，适用于杜阮凉瓜中20种元素的测定。

关键词：微波消解；电感耦合等离子体质谱法；杜阮凉瓜

Determination of 20 Elements in Duruan Balsam Pear by Microwave Digestion Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry

ZHENG Lisi， YAN Liyi

（Jiangmen Food Inspection Institute， Jiangmen 529000， China）

Abstract： This article establishes an inductively coupled plasma mass spectrometry method for determining the content of 20 elements in Duruan balsam pear. The sample was subjected to microwave digestion and then subjected to machine testing. The detection limit， recovery rate， and relative standard deviation of the detection method were determined. The results show that each element has good linear relationships， with correlation coefficients≥0.998 0 and detection limits ranging from 0.001 8 μg·L-1 to 2.154 0 μg·L-1， recovery rate between 95.6% and 106.3%， relative standard deviation between 0.55% and 2.50%. This method is simple， fast， sensitive， and accurate， and is suitable for the determination of 20 elements in Duruan balsam pear.

Keywords： microwave digestion; inductively coupled plasma mass spectrometry; Duruan balsam pear

杜阮凉瓜又名杜阮苦瓜，是广东省江门市蓬江区杜阮镇的特色农产品，也是全国农产品地理标志之一。杜阮凉瓜是葫芦科植物，瓜型肥大、形似木瓜，平顶粒粗，蒂宽且圆，果尖像小凿子，颜色碧绿如翡翠，肉厚而爽脆无渣，味道微苦而回甘，当地人称之为大顶瓜，将其形容为“老鼠尾，柿饼蒂”。杜阮凉瓜营养丰富，食用效果佳，含有大量人体必需的矿物质和氨基酸。杜阮凉瓜果实中还含有苦瓜甙，种子和叶中含有大量的苦瓜素，具有美容、护肤、提高自身免疫力等功效。杜阮凉瓜已获得“无公害农产品证书”“广东省名特优新农产品区域公用品牌”“广东岭南特色食品”“国家农产品地理标志”“中国地理标志证明商标”等荣誉称号，是广东省江门市响亮的“生态名片”。

目前尚未发布针对杜阮凉瓜的国家标准或行业标准，仅有农业行业标准《苦瓜》（NY/T 963—2006）。该标准适用于鲜食苦瓜，只规定了无机砷、铅、镉这3种金属元素的指标。而杜阮凉瓜因其瓜型特殊，并不适用NY/T 963—2006，现有资料对于杜阮凉瓜成分的研究甚少。目前用于金属元素测定的样品前处理方法有干式消解、湿式消解、微波消解、压力罐消解等[1-2]。其中微波消解具有操作自动化、操作简单便捷、分析效率高，以及条件控制精准，可针对不同样品设定不同能量、温度和压力等参数，保证结果准确性等优点，且其污染风险低，密封反应体系降低了泄露风险。因此本文采用微波消解法对杜阮凉瓜样品进行前处理。电感耦合等离子体质谱仪常用于金属元素测定，具有线性范围宽、选择性高[3]、灵敏度高、分析速度快，以及不受原子量和同位素的限制能同时分析多种元素等优点[4-5]。

为了进一步加强对杜阮凉瓜成分的了解，本文采用微波消解-电感耦合等离子体质谱法测定杜阮凉瓜中20种元素，为未来杜阮凉瓜国家农产品地理标志标准的发布提供数据支持，为更好地发掘杜阮凉瓜的新用途提供支持。

1 材料与方法

1.1 仪器与设备

iCAP RQ型电感耦合等离子体质谱仪，赛默飞世尔；ETHOS UP型微波消解仪，麦尔斯通；Milli-Q Reference超纯水机，美国密理博公司；JS66D-300搅拌机，苏泊尔；DHG-9145A电热鼓风干燥箱，一恒仪器。

1.2 试剂与材料

8批次杜阮凉瓜（样品1～样品8），市场上随机购买。

硝酸，分析纯，上海安谱；GNM-M225022-2013混合标准溶液（B、Al、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Se、Sr、Mo、Cd、Sn、Sb、Ba、Hg、Pb，100 mg·L-1）；内标混合标准溶液（Ge、In、Sc、Bi，1 000 mg·L-1）；过氧化氢（分析纯）。

1.3 标准溶液的配制

吸取一定量的混合标准溶液储备液，配制成标准工作曲线溶液（10.0 μg·L-1、20.0 μg·L-1、40.0 μg·L-1、60.0 μg·L-1、80.0 μg·L-1和100.0 μg·L-1）。内标混合标准工作液稀释到50 μg·L-1（上机使用）。

1.4 样品前处理

先用电热鼓风干燥箱烘干样品，再用搅拌机将样品碎裂成粉状，在消解罐中称量样品0.2 g，注入硝酸8 mL、过氧化氢1.5 mL，放置30 min后用微波消解仪消解。微波升温程序：升温至130 ℃保持4 min，再升温至190 ℃保持11 min直至消解完全。样品消解后定容至100 mL容量瓶，同时做空白实验。

1.5 仪器工作条件

射频功率：1 480 W；载气流量：1.0 L·min-1；冷却气流量：15 L·min-1；雾化室温度：2.2 ℃；采样深度：8 mm；反应池气流量：4.8 mL·min-1。

2 结果和分析

2.1 元素的选择

元素种类繁多，需要选取有代表性的元素进行测定[1]。为分析样品中的重金属残留，本文选择测定Pb、As、Hg、Cd、Cr和Al；为分析样品中的微量营养元素，本文选择测定Cu、Fe、Mn、Zn、Se、Mo、Ni和B；为考察样品中的特征元素，本文选择测定Ba、Co、Ti、Sb、Sn和Sr。

2.2 标准曲线、检出限

以各元素标准溶液浓度为横坐标，响应值为纵坐标，绘制标准曲线，得到的回归方程及相关系数见表1。各元素在10.0～100.0 μg·L-1具有较好的线性关系，相关系数在0.998 0～0.999 8。对空白溶液连续测定11次以计算出各元素的检出限，检出限在0.001 8～2.154 0 μg·L-1。

2.3 回收率和精密度

随机选择一个样品测出本底值，添加定量的标准溶液，在相同条件下重复测定7次，计算出回收率和相对标准偏差，详见表2。从表2可以看出，各元素的加标回收率在95.6%～106.3%，相对标准偏差在0.55%～2.50%，表明该方法精密度高，重现性好，能满足测量需求。

2.4 样品检测结果

采用本文建立的方法检测8种杜阮凉瓜样品中20种元素含量，平行测定2次取算术平均值，结果详见表3。从表3可以看出，杜阮凉瓜Fe、Mn、Zn微量营养元素含量较高，含量均在150 μg·kg-1以上，符合杜阮凉瓜营养丰富的农产品特征；而Pb、As、Hg、Cd、Cr重金属含量则较低，含量均在10 μg·kg-1以下，符合农业行业标准《苦瓜》（NY/T 963—2006）中规定的铅≤100 μg·kg-1，镉≤50 μg·kg-1，无机砷≤50 μg·kg-1[6]，表明杜阮凉瓜重金属污染风险较低，食用安全性较好[2]。此外，本次实验挑选的Co、Ni、Se、Mo、Sb等元素含量也较低，表明杜阮凉瓜不存在这些元素的污染情况。

3 结论

本文建立了测定杜阮凉瓜中20种元素的微波消解-电感耦合等离子体质谱法，该方法能快速准确同时测定杜阮凉瓜中多种元素。实际样品测定结果显示杜阮凉瓜营养丰富、重金属残留量低，是优质、有良好发展前景的农产品。

参考文献

[1]徐小梅，程庆兵，陈扣宝，等.电感耦合等离子体质谱法测定苦瓜药材中16种无机元素[J].化学分析计量，2019，28（6）：60-65.

[2]王雪婷，刘芸，林宏，等.微波消解–电感耦合等离子体质谱法测定新西兰蜂蜜中45种元素[J].化学分析计量，2019，28（2）：16-21.

[3]罗晓茵，郭新东，柳华春，等.微波消解-电感耦合等离子体质谱法测定杏鲍菇中的24种元素[J].现代食品科技，2012，28（4）：462-465.

[4]王继双，董亚蕾，吴迪，等.微波消解-电感耦合等离子体质谱法同时测定山楂汁饮料中20种无机元素[J].食品安全质量检测学报，2021，12（9）：3627-3634.

[5]袁文婷，程国霞，赵迪，等.微波消解-电感耦合等离子体质谱法同时测定小麦中35种元素[J].食品安全质量检测学报，2020，11（20）：7410-7417.

[6]中华人民共和国农业部.苦瓜：NY/T 963—2006[S].北京：中国农业出版社，2006.

作者简介：郑丽斯（1984—），女，广东肇庆人，本科，工程师。研究方向：食品检验。