微波消解-石墨爐原子吸收法進行測定

本文采用微波消解法對樣品進行前處理，石墨爐原子吸收法測定食品中鋁含量。方法的線性范圍在0~15μg/L，相關(guān)系數(shù)為0.9999，檢出限為0.32ug/L，加標(biāo)回收率為90~100%，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)為4.0%以下。且本法快速、準(zhǔn)確、靈敏度高，精密度好，適用于食品中鋁含量的測定。

鋁屬于低毒性的金屬元素，雖不會引起急性中毒，但進入細胞的鋁可與多種蛋白質(zhì)、酶、三磷酸腺苷等人體重要物質(zhì)結(jié)合，影響體內(nèi)的多種生化反應(yīng)，干擾了細胞和器官的正常代謝，導(dǎo)致某些功能障礙，甚至出現(xiàn)一些疾病。生活中鋁的大量攝入與食品有關(guān)，而食品中鋁的最大來源就是因為人為的加入某些添加劑及加工過程中的污染。膨松劑明礬是一種含鋁化合物，多數(shù)食品的生產(chǎn)加工過程中都加入了此化合物，導(dǎo)致最終含鋁超標(biāo)。

目前國內(nèi)有關(guān)食品中鋁的檢測標(biāo)準(zhǔn)主要是《面制食品中鋁的測定》，采用比色法，使用范圍較窄，且存在靈敏度低、空白值高、顯色反應(yīng)性差等弊端。國內(nèi)《食品中污染物限量》對面食制品中的鋁限量為100毫克/公斤。而歐盟等相關(guān)規(guī)定，鋁在面食制品中最大限量為10毫克/公斤。比利時、捷克、愛爾蘭、丹麥等國家對鋁含量超標(biāo)的中國產(chǎn)面食制品實施禁售。因此比色法檢出限無法滿足歐盟等對鋁的限量相關(guān)規(guī)定，目前石墨爐原子吸收法測定鋁的應(yīng)用越來越廣泛，但是鋁在石墨爐高溫中易與氧形成難電離的氧化物，以及與石墨碳生成難電離的碳化物，在最高原子化溫度下，其原子化率和靈敏度也低、干擾大、吸光度不穩(wěn)定等弊端。本文通過微波消解法對樣品前處理，優(yōu)化石墨爐儀器操作條件測定食品中的鋁，該法具有操作簡單、快速、靈敏度高、共存元素干擾少、精密度和準(zhǔn)確度高等特點，適合食品中痕量鋁的測定。

實驗條件

儀器與試劑

耶拿Zeenit700P原子吸收分光光度計(橫向加熱石墨爐);熱解涂層石墨管;鋁空心陰極燈;耶拿TOPwave微波消解儀。

試劑：實驗用水為去離子水;硝酸(優(yōu)級純);Al標(biāo)準(zhǔn)儲備液：1000 mg/L，購于國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)中心;Al使用溶液：15 μg/L，用硝酸溶液(0.1%)逐級稀釋該儲備液。

儀器工作條件

表1.儀器工作條件

表2.石墨爐升溫程序

樣品前處理

采用微波消解方法制備樣品和空白溶液，樣品稱樣量為0.2g，置于微波消解中，加入5.0mL硝酸和1.0mL雙氧水，放置幾分鐘，同時，設(shè)置微波消解條件，然后將消解罐置于微波消解器中消解以及自動趕酸，定容于200mL，搖勻，備用。同時做試劑空白。

取20 uL樣品測試，按優(yōu)化的儀器工作條件測定。

實驗部分

標(biāo)準(zhǔn)曲線及線性范圍

儀器自動進樣器自動稀釋配置標(biāo)準(zhǔn)曲線，濃度為0.00，3.75，7.50，11.25，15.00ng/L，標(biāo)準(zhǔn)曲線和線性范圍如圖1。

圖1.標(biāo)準(zhǔn)曲線和線性范圍示意圖。

按優(yōu)化的儀器工作條件分別測定標(biāo)準(zhǔn)系列和空白溶液的吸光度，根據(jù)試驗其線性范圍為0~15μg/L?；貧w方程為：ABS=0.0186668×濃度+0.0029952.r=0.9999。譜圖見圖2。

圖2.吸光度值譜圖。

精密度和準(zhǔn)確度考察

對樣品中Al的測量進行7次重復(fù)測定，計算其精密度，為3.3%。

表3.方法的準(zhǔn)確度(標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì))

表4.方法的準(zhǔn)確度(加標(biāo)回收率)

檢出限

根據(jù)LOQ=10 ×SD/K(SD：空白溶液11次連續(xù)測定所得吸光度的標(biāo)準(zhǔn)偏差)計算檢出限：0.32 μg/ kg。

結(jié)果討論

消化方法及條件的選擇

國家標(biāo)準(zhǔn)測定方法采用硝酸-高氯酸混合液進行消化，用酸量較多，引入本底高。本測定采用微波消解的方法，在密閉容器中進行，避免鋁在消解過程中的損失，消解徹底，便捷，快速，且空白值較低，回收率也達到實驗要求。

升溫程序的選擇

為保證樣液完全干燥不發(fā)生爆濺，采用斜坡升溫模式，三步干燥?；一驮踊瘻囟仁菧y定過程中的關(guān)鍵，適合的灰化溫度可以消除基體干擾，而適合的原子化溫度可以使元素的原子完全蒸出而不殘留，且可延長石墨管使用壽命。通過儀器自動優(yōu)化灰化和原子化溫度，選擇500℃、1300℃兩步灰化更好地去除干擾，選擇2500℃原子化溫度，原子化階段升溫速率1600℃/s，橫向加熱石墨爐很好地滿足原子化溫度要求，保證測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。

石墨管類型選擇

石墨管有高密度石墨管、熱解涂層石墨管和平臺石墨管等3種，通過比較試驗，選用熱解涂層石墨管，更好地消除鋁石墨爐高溫測試時的高溫氧化物和碳化物的殘留和記憶效應(yīng)。

控制污染

鋁是易污染元素，必須用高純的硝酸、水和潔凈的容器，控制本底值。

小結(jié)

實驗表明，采用微波消解-石墨爐原子吸收法測定食品中的鋁，避免鋁的消解損失，橫向加熱石墨爐和熱解涂層石墨管的選用滿足升溫要求，保證了結(jié)果的準(zhǔn)確度，更好的避免了無關(guān)化合物的殘留，且本法快速、準(zhǔn)確、靈敏度高，精密度好，適用于食品中鋁含量的測定。