快速消解-石墨爐原子吸收法測定雞蛋中鉛、鎘、鉻、銅含量

張芙蓉，李琴

（金湖縣綜合檢驗檢測中心，江蘇金湖 211600）

我國是畜牧業大國，也是全球最大的雞蛋生產國，國家統計局數據顯示，2022 年我國雞蛋產量3456萬噸，同比增長1.4%，其中，雞蛋產量占雞蛋消費總量的85%左右。雞蛋含有一個完整的生命所需要的所有營養物質，其所富含的優質蛋白質、磷脂、礦物質和維生素等易被人體消化吸收，其人體利用率高達96%，是天然食物中最優質的蛋白質來源，已逐漸成為人們飲食生活中的必需品。

重金屬元素易被植物、家禽等生物體吸收和蓄積，通過食物鏈在人體內不斷積累，長此以往會危害人類健康。鉛、鎘、鉻和銅可導致人體呼吸系統、消化系統和神經系統等多種器官和組織的損傷[1]，動物生長必需的重金屬銅雖有一定促生長和維持健康作用，但可蓄積在畜產品和環境中，給禽類和人類造成危害[2]。部分地區已檢出鉛、鎘超標的蛋及蛋制品[3]，因此監測雞蛋中的鉛、鎘、鉻和銅等重金屬對保障農產品安全和人們身體健康具有重要意義。

目前，食品中重金屬含量的分析方法主要有火焰原子吸收光譜法(FAAS)、石墨爐原子吸收光譜法(GFAAS)、電感耦合等離子體原子發射光譜法(ⅠCPAES)、電感耦合等離子體質譜法(ⅠCP-MS)[4]等。其中，石墨爐原子吸收光譜法測定食品中重金屬含量技術較為廣泛[5-8]。

樣品預處理在整個重金屬含量測定過程中耗時最長的部分，約占整個實驗周期的2/3[9]，而且是產生試驗誤差的主要來源，由于預處理自動化程度不高，需要試驗與檢測人員投入大量的時間、精力。目前，檢測食品中重金屬含量的預處理方法主要有干法灰化、微波消解和濕法消解。干法灰化不適用于汞、鉛、鎘等易揮發損失的元素，且所需灰化時間長，高溫會造成坩堝損失而引入雜質；微波消解法回收率高、準確度高，但是存在操作繁瑣、單次處理樣品少等缺點；濕法消解具有設備簡單、應用范圍廣、可大批量處理樣品的優點，從實驗簡便的角度考慮，濕消解法操作簡單，更適合大批量實驗，但實驗周期較長[10-12]。近年來國內外關于重金屬檢測的預處理方法已進行了相關探索和研究[13-15]，然而快速消解預處理并不多見，陳亮[16]采用快速消解-石墨爐原子吸收光譜法測定食品中砷含量，但測定金屬種類較少，不能全面反應食品中重金屬含量。因此需要一種簡便、快速、準確的樣品前處理方法，以應對雞蛋中常見重金屬含量的大批量檢測。筆者對微波消解和快速消解預處理方法進行了對比，最終建立了快速消解-石墨爐原子吸收法測定雞蛋樣品中鉛、鎘、鉻、銅的含量。該方法操作簡便，準確度高，精密度好，可用于大批量雞蛋樣品檢測鉛、鎘、鉻、銅含量。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

原子吸收光譜儀：PinAAcle 900Z 型，鉑金埃爾默企業管理(上海)有限公司。

電加熱消解儀：TK40 型，上海新儀微波化學科技有限公司。

微波消解儀：Master 40 型，山東海能科技儀器有限公司。

電子天平：AR2140型，感量為0.1 mg，奧豪斯國際貿易(上海)有限公司。

硝酸：電子級，蘇州晶瑞化學股份有限公司。

磷酸二氫銨：優級純，國藥集團化學試劑有限公司。

鉛標準溶液：1 000 μg/mL，標準物質編號為GBW(E) 082825，壇墨質檢科技股份有限公司。

鎘標準溶液：1 000 μg/mL，標準物質編號為BW30091-1000-100，壇墨質檢科技股份有限公司。

鉻標準溶液：1 000 μg/mL，標準物質編號為BW30030-1000-20，壇墨質檢科技股份有限公司。

銅標準溶液：1 000 μg/mL，標準物質編號為BW30096-1000-100，壇墨質檢科技股份有限公司。

雞蛋粉質控樣：編號為MCS-548124，其中鉛質量分數為20.00 mg/kg，鎘質量分數為0.100 mg/kg，鉻質量分數為0.100 mg/kg，銅質量分數為10.00 mg/kg，北京普析標準物質研究中心。

雞蛋樣品：市售。

所用器皿均用30%～40%(體積分數)的硝酸溶液浸泡12 h，用超純水沖洗后備用。

實驗用水為二次去離子蒸餾水。

1.2 儀器工作條件

載氣：高純氬氣，流量為250 mL/min；標準THGA石墨管；基體改進劑：質量濃度為0.005 g/mL的磷酸二氫銨溶液；進樣體積：20 μL；采用塞曼背景扣除方式；其他工作參數見表1。

表1 儀器工作條件Tab.1 Instrument working condition

1.3 實驗方法

1.3.1 溶液配制

基體改進劑：稱取0.25 g 磷酸二氫銨于50 mL容量瓶中，用純凈水定容至標線。

鉛標準儲備液：100 μg/mL，取1 000 μg/mL 鉛標準溶液2 mL于20 mL的容量瓶中，用2%(體積分數，下同)稀硝酸定容至標線。

鎘標準儲備液：100 μg/mL，取1 000 μg/mL 鎘標準溶液2 mL 于20 mL 的容量瓶中，用2%稀硝酸定容至標線。

鉻標準儲備液：100 μg/mL，取1 000 μg/mL 鉻標準溶液2 mL 于20 mL 的容量瓶中，用2%稀硝酸定容至標線。

銅標準儲備液：100 μg/mL，取1 000 μg/mL 銅標準溶液2 mL 于20 mL 的容量瓶中，用2%稀硝酸定容至標線。

系列混合標準中間液：分別移取系列適量的鉛、鎘、鉻、銅單元素標準儲備液，混合均勻，用2%稀硝酸溶液稀釋定容，配制成鉛的質量濃度為40.00 μg/L，鎘的質量濃度2.00 μg/L，鉻的質量濃度為2.00 μg/L，銅的質量濃度為25.00 μg/L 的系列混合標準中間液。

系列混合標準工作液：將系列混合標準工作液注入儀器，儀器自動稀釋得鉛的質量濃度分別為0.00、8.00、16.0、24.0、32.0、40.0 μg/L，鎘的質量濃度分別為0.00、0.40、0.80、1.20、1.60、2.00 μg/L，鉻的質量濃度分別為0.00、0.40、0.80、1.20、1.60、2.00 μg/L，鉻的質量濃度分別為0.00、5.00、10.00、15.00、20.00、25.00 μg/L的系列混合標準工作液。

1.3.2 快速消解法預處理

準確稱取(0.2±0.02) g 樣品于聚四氟乙烯消解管內，加入2 mL硝酸，靜置10 min后，置于125 ℃電熱消解儀上進行快速消解和除酸至消解液剩余約0.5 mL左右，冷卻至室溫，用純水沖洗轉移至25 mL容量瓶后定容至標線，將上述溶液分別裝入離心管中，以4 000 r/min離心8 min。同法制備空白溶液。

1.3.3 樣品測定

深化政府職能轉變。完善宏觀調控體系，創新調控方式，將社會信用體系建設、經濟運行調節等職責劃入省發展改革委統一行使。全力以赴打好防范化解重大風險、精準脫貧、污染防治的攻堅戰，組建省地方金融監督管理局、省政府扶貧工作辦公室、省生態環境廳等機構。改革和理順市場監管體制，組建省市場監督管理局，整合監管職能，加強監管協同，形成市場監管合力。落實創新驅動發展戰略，加強、優化、轉變政府科技管理和服務職能，重新組建省科學技術廳，完善科技創新制度和組織體系。扎實推進鄉村振興戰略，組建省農業農村廳，加強和優化政府“三農”工作職能。

利用石墨爐原子吸收光譜儀測定雞蛋樣品溶液中各元素的吸光度，代入線性回歸方程，計算得樣品液中各元素的質量濃度，進而按照式(1)計算求得雞蛋樣品中各元素的含量。

式中：w——雞蛋樣品中4種元素的質量分數，mg/kg；

ρ——由標準曲線得到樣品液中4種元素的質量濃度，μg/L；

ρ0——由標準曲線得到樣品空白液中4種元素的質量濃度，μg/L；

V——樣品溶液定容體積，mL；

m——樣品的稱取質量，g；

1 000——換算倍數。

2 結果與討論

2.1 消解液硝酸用量

2.2 消解溫度

分別準確稱取(0.2±0.02) g雞蛋粉質控樣于5個聚四氟乙烯消解管內，均加入2 mL 的純硝酸溶液，分別在100、115、125、135、145 ℃下快速消解后測定。結果顯示，鎘、鉻、銅在不同溫度下的測量精密度較好；鉛的測量精密度受溫度影響較大，在100 ℃時鉛的測量精密度較差，125 ℃時鉛測量精密度較好，溫度升高至145 ℃時，鉛的測量精密度變差。同時，考慮鎘在130 ℃時開始揮發，硝酸沸點為122 ℃，最終設定消解溫度為125 ℃。

2.3 灰化溫度和原子化溫度

在石墨爐原子吸收光譜儀升溫過程中，灰化主要目的是除去試樣中的基體，減少共有物、背景吸收的干擾；原子化作用是將待測元素轉化為基態原子，進而吸收測定?；一瘻囟燃霸踊瘻囟鹊倪x擇應保證適當的出峰時間及良好的峰形。出峰時間一般應控制在0.5～1.5 s，約1 s時峰達到最高點，峰形呈正態分布。試驗表明，鉛的灰化溫度和原子化溫度分別為850、1 600 ℃，鎘的灰化溫度和原子化溫度分別為500、1 500 ℃，鉻的灰化溫度和原子化溫度分別為1 500、2 300 ℃，銅的灰化溫度和原子化溫度分別為600、2 000 ℃，在此溫度下吸光度達到最大值。

2.4 基體改進劑選擇

在雞蛋樣品中基體改進劑的加入可以消除干擾、提高灰化溫度和分析靈敏度。以雞蛋樣品消解液為對象，選擇石墨爐原子吸收光譜儀常用基體改進劑硝酸鎂、磷酸二氫銨、硝酸鈀進行對比試驗，測定結果見表2。由表2可見，使用磷酸二氫銨、硝酸鈀均可提高鉛、鎘、鉻、銅的測定靈敏度。結合出峰形狀、出峰時間以及背景吸收，最終選用磷酸二氫銨作為測定雞蛋樣品中的鉛、鎘、鉻、銅的基體改進劑。

表2 基體改進劑的吸光度測定結果Tab.2 Results of tests for absorbance of matrix modifiers

2.5 校正曲線和檢出限

在1.2 儀器工作條件下分別測定系列混合標準工作液，分別以鉛、鎘、鉻和銅的質量濃度(x)為橫坐標，以吸光度(y)為縱坐標進行線性回歸，計算各元素的線性方程和相關系數。按照優化后的檢測方法，制備1份雞蛋樣品空白溶液，連續測定10次，以3倍標準偏差計算鉛、鎘、鉻、銅的檢出限(以稱樣質量為0.20 g、消解定容體積為25 mL 計算)，依據GB/T 27417—2017《化學分析方法確認和驗證指南》計算方法檢出限。4種元素質量濃度線性范圍、線性方程、相關系數及檢出限見表3。

表3 線性關系和檢出限Tab.3 Linear parameters and detection limits

2.6 精密度試驗

準確稱取(0.2±0.02) g雞蛋樣品，按1.3.2方法預處理后，在1.2 儀器工作條件下進行平行測定6 次，結果見表4。由表4可知，鉛、鎘、鉻和銅6次測定結果的相對標準偏差為1.73%～7.00%(n=6)，均小于10%，表明該方法精密度較高。

表4 精密度試驗結果Tab.4 Results of tests for precision

2.7 加標回收試驗

準確稱取(0.2±0.02) g 雞蛋粉質控樣，分別加入一定量標準儲備液，且加標物的體積不超過原試樣體積的1%，在1.2 儀器工作條件下進行試驗，按照1.3.3 方法進行計算，結果見表5。由表5 可知，鉛、鎘、鉻和銅的加標回收率為94.6%～108.3%，表明該方法準確度較高，滿足分析要求。

表5 加標回收試驗結果Tab.5 Results of tests for recovery

2.8 方法比對試驗

目前雞蛋預處理一般采用微波消解和快速消解。微波消解具有易爆罐、消解樣品數量有限、消解時間長等不足[17]，而快速消解預處理將消解和去酸同時進行，縮短了實驗時間，操作簡單，適合大批量樣品處理以及應對突發緊急任務。準確稱取(0.2±0.02) g 雞蛋質控樣，分別采用快速消解和微波消解預處理，分別進行石墨爐原子吸收檢測，結果見表6。由表6 可知，兩種方法的測定結果基本一致，相對標準偏差為2.8%～8.5%，表明快速消解預處理方法滿足測定要求。

表6 方法對比試驗結果Tab.6 Results of tests for methods comparison

3 結語

建立了一種用于快速消解-石墨爐原子吸收測定雞蛋中鉛、鎘、鉻和銅的含量，與微波消解法相比，兩種預處理方法的測定結果基本一致，精密度、準確度均滿足分析要求。該方法減少了濃硝酸用量，操作簡單、省時省力、精確度高、適合處理大批樣品，是一種操作簡便、準確度高、精密度好的檢測方法。但該方法僅應用于雞蛋、大米等成分較為簡單的樣品，后續將對方法進行擴展性研究，進一步擴大其應用范圍。