ICP-MS法测定不同品种茶树中26种元素及评价分析

茶树［Camelliasinensis（L.）O.Kuntze]是属于山茶科山茶属的多年生常绿木本植物，茶制品中不仅含有茶多酚、氨基酸、咖啡碱等活性物质，还富含多种矿质元素，在全世界被公认为天然的绿色健康饮品[]。茶树在生长过程中，叶片中的矿质元素无法通过自身合成，需要从土壤、水源和大气中吸取，不同产区以及不同品种特性均可能对元素的吸取产生一定影响[2]。茶叶中富含人体所必需的大量元素和微量元素，其在人体中发挥着抗氧化、增强免疫力、预防心血管疾病等功能[3]。但茶叶中也可能含有有害元素，这些有害元素多源于茶园中农户使用的肥料和不合法的农药喷施，长期饮用有害元素超标的茶叶会导致有害元素富集，从而对身体产生危害[4]。因此，需要对茶叶中的有益元素和有害元素进行测定分析，扩大和加强茶叶中有害元素的预警机制，以此来控制茶叶的品质。

在元素测定方法中，原子吸收光谱法（AAS）原子荧光光谱法（AFS）、电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）、电感耦合原子发射光谱法（ICP-OES）、电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）等均被广泛使用[5]。ICP-MS在环境检测、食品检验等领域应用较多，具有高灵敏度、低检出限、线性范围宽、干扰少以及可以同时测定多元素等优点，是目前用来测定元素最准确的方法之一[6]。

目前针对茶叶中的有机成分研究较多，无机元素方面的研究仍然较为缺乏。笔者采集了42个品种的茶树样品，利用超级微波消解法结合ICP-MS，对其26种元素进行测定，初步分析茶树叶片中不同元素的含量特征，并通过相关性分析、聚类分析和主成分分析对不同品种茶树中的特征元素进行探索，以期对这些茶叶进行质量和安全性评价，为不同茶树多元素含量研究提供理论依据

1材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1试材。以市舒城县九一六茶厂茶树资源圃L 中42个茶树品种为供试材料，其品种名称、育种地区和品种特性等信息详见表1。1.1.2试剂。钾、钙、镁、钠、锰、铁、锌、镍、锶、铜、铬、钴、钼、锡、硒、钒、铝、硼、钛、钡、铊、铅、镉、锑、砷、汞元素标准储备液（ ，国家有色金属及电子材料分析测试中心）；锗内标元素储备液（ ，坛墨质检科技股份有限公司）；铟、铋内标元素储备液（ 1000mg/L ，坛墨质检科技股份有限公司）；Multi-ElementTuneA调谐液（ 10mg/L ，赛默飞世尔科技有限公司）；优级纯硝酸（西陇科学股份有限公司）。

1.1.3仪器。X-SeriesⅡ型电感耦合等离子体质谱仪（赛默飞世尔科技有限公司）；UItraWAVE20101370型超级微波消解仪（意大利Milestone公司）；赶酸电热板（奥普乐科技集团有限公司）；Milli-QDirect8型超纯水机（密理博公司）；ME204E/02型电子天平（常熟市百灵天平仪器有限公司）；P70F23P-G5微波炉（广东格兰仕微波生活电器制造有限公司）；TUBE-MILL1O0粉碎机（艾卡仪器设备有限公司）；BC/BD-528DT冰柜（美菱股份有限公司）；5＼～50和 100～1000uL移液器（艾本德Eppendorf公司）。

1.2 试验方法

1.2.1样品前处理。现场采集茶树资源圃中的不同品种茶树的第二叶约 250g ，使用微波炉进行统一微波烘干，步骤如下： ① 高火 1min ，翻转； ② 高火 1min ，翻转； ③ 中高火 1min 翻转； ④ 中火 2min ，翻转； ⑤ 中低火 3min 。取适量烘干后的茶叶样品，使用粉碎机进行粉碎，过60目网筛后装入密封袋，于 冰柜备用。电子天平准确称取约 茶叶样品置于石英消解管，依次加入 2.00mL 超纯水 硝酸后摇匀，加盖放置过夜进行自行消解，次日将自行消解过的样品放人微波消解仪，按照操作步骤进行微波消解，步骤如下： ① 温度 ，压力 15000kPa ，保持 8min ② 温度 ，压力 15000kPa ，保持 12min ③ 温度 ，压力15000kPa ，保持 10min 。消解结束后冷却至室温，开盖置于 赶酸电热板赶酸至剩余溶液 1mL 左右，冷却至室温后将剩余溶液转移至 50mL 容量瓶，超纯水定容备用，同时做空白对照，每个样品做3个生物学重复。

1.2.2标准溶液制备。移液器吸取元素标准储备液，使用0.5% 硝酸水配制成下列标准系列： ①A 系列，元素 、Mg，Na，Mn，Fe，Al 标准液梯度浓度均为 0.500，1000，2000， 5000.8000.10000ng/mL ②B 系列，元素 Ba标准液梯度浓度均为 0.1，5，10，50，80，100ng/mL； ③C 系列，元素 Cr，Co，Ni，Tl，Pb，V 标准液梯度浓度均为0、1、2、5、10.20.50 ④④ 系列，元素 As、Cd、Mo，Sb、Hg、Se标准液梯度浓度均为 0，0.1，0.2，0.5，1.0，2.0，5.0ng/mL ⑤F 系列，内标元素 浓度均为 50ng/mL 。

1.2.3仪器准备与样品测定。ICP-MS真空系统压力< ，配制高纯液氩（纯度 ？99.999% ），氩气分压设定为 0.60～0.70MPa 。点燃等离子体后预热仪器约 30min 使用 1ng/mL 调谐液将仪器条件进行优化并保存方法，等离子气流速为 14.0～15.0L/min ，雾化器压力为 150～250kPa 调频发射功率为 ，雾化器流速为0.8＼～1.2L/min 。检测方法为普通反应池分析模式，分析模式为全定量分析，重复扫描次数100次，重复测定3次。

1.2.4标准曲线和方法检出限。依次吸取各标准系列的标准溶液在标准条件下测定，以各元素标准溶液浓度为横坐标（X） 、各元素测得的响应值为纵坐标（Y）绘制标准曲线，得到各个元素的线性回归方程和决定系数 。在标准条件下，连续测定空白样品11次，以测得值的3倍标准偏差作为各元素的方法检出限。

1.3数据处理与分析利用WPSOffice办公软件对试验数据进行统计整理，使用IBMSPSSStatistics22软件对茶树样品中元素进行主成分分析，利用Origin 软件进行各元素间相关性分析和不同茶树样品的聚类分析。

2 结果与分析

2.1线性方程与检出限在仪器状态符合标准要求的条件下，该研究建立了超级微波消解-IPC-MS测定茶树样品中26种元素的方法，首先对26种元素的标准溶液进行测定，对标准曲线的线性方程和方法检出限进行拟合和计算，各元素的线性范围、线性方程、决定系数和方法检出限见表2。从表2可以看出，26种元素的线性关系良好，决定系数 为0.9975～0.9999 ，方法检出限为

2.2茶树样品元素含量分析准确称取42个茶树品种样品，按照试验方法进行制备并对样品溶液进行测定，将茶树样品所含各个元素的最小值、最大值、平均值、相对标准偏差（RSD）进行汇总，见表3。从表3可以看出，所有茶树样品的RSD均小于 10.0% ，表明测定值稳定可靠。在大量元素中，茶树样品中K元素含量最高，平均值高达 23943.511mg/kg Ca元素含量次之，平均值为 4931.673mg/kg；Mg 元素含量在不同样品中较为平均；但不同茶树品种中的 元素含量差异较为明显，最小值仅有947～846mg/kg，最大值为3223.676mg/kg ，最大值是最小值的3.4倍。

在必需微量元素中，样品中 Mn 元素含量最高，平均值为 1632.786mg/kg，Fe 元素含量次之，不同品种之间差异较大，最大值是最小值的4.5倍。 元素平均值在11.595～42.751mg/kg ，其中Cu元素最大值 15.947mg/kg 低于NY/T288—2018《绿色食品茶叶》中Cu限量值（ Cu？ 30mg/kg） 。 元素平均值在 0.182～1.702mg/kg 部分样品中Mo元素未检出，平均值为 0.045mg/kg ；茶树样品中Se元素最大值为 ，未达到NY/T600—2002《富硒茶》的标准，均不属于富硒茶；所有茶树样品中的V元素均未检出。