ICPMS同時測定瑪咖中16種稀土元素的研究

　　瑪咖是原產于秘魯安第斯山區的草本植物，屬于十字花科獨行菜屬。瑪咖的栽培和食用歷史悠久，主要食用部分為成熟膨大的塊根，在南美地區，當地人主要用其作為食物，其蛋白含量、糖類、膳食纖維、維生素含量都很高，鈣、磷、鉀、鐵明顯高于根莖類、谷類作物[1，2]；也作為傳統藥物使用，具有增強體力、抗疲勞、改善性功能、提高生育力等多種功效[3～5]。近年來，瑪咖的獨特功效引起廣泛關注，在云南也開始種植。馮穎[6]等人對云南栽培的瑪咖營養成分進行分析，其結果表明：云南栽培瑪咖含有蛋白質、氨基酸、礦物元素、維生素等多種營養成分，脂肪含量很低，可以作為食品資源開發利用。 
　　稀土在工農業生產各方面的應用日益廣泛，它們進入生物圈后對人類健康的影響頗受人們重視。廣范使用于預報和診斷某些疾病、補充某些微量元素以達到增強體質或治療某些疾病的目的等方面，成為生命科學、醫學和環境科學的重要研究領域[7]。 
　　電感耦合等離子體質譜（ICP-MS）技術發展迅速，已廣泛應用于生物、醫學、食品等樣品的痕量測定[8]，由于ICP-MS具有高靈敏度、快速、多元素同時分析的能力[9]，本文將常規溶樣技術與ICP-MS分析手段相結合，采用內標法分析云南瑪咖片樣品中16個稀土元素，并對檢出限、精密度及準確度進行評價，對云南瑪咖片進行稀土含量的質量安全現況進行調查研究，這不但可以為光譜分析應用于瑪咖中稀土含量的檢測提供數據，還可以考察質量安全現況，了解產品中稀土殘留現況。 
　　1 實驗部分 
　　1.1 儀器及操作參數 
　　820型等離子體質譜儀（德國，布魯克公司），功率：1.4 kW，泵速：5 rpm，穩定延遲：5s，等離子氣流量：18.00L/min，輔助氣流量：1.80L/min， 護套氣流量：0.03 L/min，霧化氣流量：1.01L/min，一次讀數的重復掃描數：20，樣品讀數：3，霧化器溫度：3.00℃，樣品導入延遲：40s，掃描時間：391ms，單次讀數時間：7.81s。 
　　1.2 試劑 
　　各元素標準貯備溶液：光譜純試劑配制各單個稀土元素標準貯備液（質量濃度為1mg/mL），然后用貯備液配制成1μg/mL混合標準溶液，再稀釋至所需質量濃度的工作液（1ng/mL，2ng/mL，5ng/mL，20ng/mL，50 
　　ng/mL）；內標的標準貯備液：1mg/mL標準貯備液，用貯備液配制成5ng/mL的內標工作液；硝酸、雙氧水（優級純），超純水。 
　　1.3 樣品處理方法 
　　將云南栽培的瑪咖干燥后磨成粉[10]，稱取約0.5g樣品置于聚四氟乙烯消化罐內，加入6mL硝酸和4mL雙氧水，密蓋。功率設定為1000W，分5個階段階梯升溫微波消解[11，12]：溫度60℃，5min；溫度90℃，5min；溫度120℃， 30min；溫度150℃，5min；然后排風使蒸氣冷凝。冷卻后取出轉移入50mL三角瓶中，在電熱板上趕去多余的酸[13]，轉移入10mL容量瓶，用高純水定容至刻度。樣品和空白采用同樣方式消解，每種樣品和方法空白各3份。 
　　1.4 測定方法 
　　按照儀器標準操作步驟對儀器操作條件進行調試[14]，選擇儀器最佳操作條件后，按照ICP-MS的分析運行順序，依次測定試劑空白、校準標準溶液、樣品方法空白溶液、樣品溶液平行和樣品加標，最后進行計算和數據處理。 
　　2 結果與討論 
　　2.1 微波消解條件選擇 
　　比較硝酸和過氧化氫這2種消解液的消化結果，結果表明：在同等的微波條件下，在2種消解液體積比為6∶4的時候，消化效果理想。 
　　消解溫度過低，則反應速度慢，消解時間長；若消解溫度過高，反應劇烈會使消化罐的壓力過大，易引起消化罐泄漏，影響消解效果。本試驗在消解過程采用梯度升溫的方式，使消化罐內樣品在低溫消解過程產生的氮、碳、氧氣體的反應有緩沖時間，不致使消化罐內壓力過大；然后再做進一步消解，得到滿意的效果。 
　　2.2 同位素和校正方程 
　　ICP-MS屬多道質譜儀，應用內標法作定量分析，可補償基體組成、燃氣及助燃氣流量、表面張力以及吸入速度等因素變動所造成的誤差，以提高測定的精密度。在進行同位素測定的選擇時，以選擇同位素最大豐度值為原則，盡量避免選用多原子干擾和同量異位素重疊的同位素。分析元素同位素為：45Sc、89Y、139La、140Ce、141Pr、146Nd、147Sm、153Eu、157Gd、159Tb、163Dy、164Ho、166Er、169Tm、172Yb、175Lu 16種元素。采用In作內標元素校正系統以改善分析信號的動態漂移。若出現質量數干擾，采用儀器軟件由計算機按修正方程自動修正。Eu元素校正方程采用：[153Eu]=[151]-[Ba（135）O/Ba（135）]*[135]。式中[Ba（135）O/Ba（135）]為氧化物比，[151]、[135]分別為質量數151和135處質譜的信號強度CPS。 
　　2.3 記憶干擾 
　　記憶效應主要由于ICP炬管、取樣錐、霧化室、泵管和進樣管吸附過量分析物的揮發引起。采用增加沖洗時間或徹底清洗進樣系統可以解決記憶干擾。 
　　2.4 校準曲線、精密度和檢出限 
　　在上述工作條件下測試校準溶液。采用過原點的方式繪制曲線，得到各元素校準曲線的相關系數。樣品溶液按本方法重復測定11次求出標準差σ，計算各個分析元素檢出限和定量限（見表1）。 　　3 小結 
　　本文用電感耦合等離子體質譜法測定植物性食品瑪咖中16 種稀土元素。該方法質譜圖簡單，選擇性和靈敏度好，定量準確。對于所選擇的瑪咖樣品中的稀土元素測定的回收率為91.0%～111.0%，相對標準偏差（RSD%）為0.4%～3.7%，結果令人滿意。本法具有操作簡便、省時和準確性、精確性良好等特點，適用于植物性食品瑪咖中稀土元素的測定。