微波消解-ICP-MS同时测定宠物食品中13种元素

马 兴，赵 婷，郑 璇，张海滨

（1.天津出入境检验检疫局，天津300461；2.广东出入境检验检疫局，广东广州510623）

检测分析

微波消解-ICP-MS同时测定宠物食品中13种元素

马 兴1，赵 婷1，郑 璇2，张海滨1

（1.天津出入境检验检疫局，天津300461；2.广东出入境检验检疫局，广东广州510623）

建立了微波消解-电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）测定宠物食品中部分矿物质及有毒重金属元素的方法。实验表明：本方法测定宠物食品中矿物质元素简便、可靠，准确度和精密度高。使用本方法对狗粮、狗食咀嚼物两种犬类食品中13种元素进行定量分析，发现两种犬类食品必需矿物质元素含量有显著差异，而有毒重金属元素含量差异较小。

ICP-MS；宠物食品；矿物质元素；重金属元素

宠物食品行业在中国是一个比较新兴的行业，随着中国经济水平的快速发展，宠物食品行业也在最近几年得到较快发展，无论是行业的规模，还是产品的质量，都有快速的提升。但与欧美国家相比，我国宠物食品标准还有很大的欠缺，尤其是在营养标准方面（AAFCO，1993），基本上是空白。

在食品的多元素同时测定方面，ICP-MS具有快速、灵敏和抗干扰能力强等特点（Zmozinski等，2015；Herwig等，2011）。尤其是碰撞/反应池技术的引入，更大程度地减小了多原子离子对检测结果的干扰。与ICP-AES方法相比，ICP-MS法具有试剂消耗量少，空白值低、灵敏度高等特点。但是我国宠物食品多元素测定方面，ICP-MS检测技术的应用还存在空白，鲜见相关报道。

1 材料与方法

1.1 主要仪器与试剂 电感耦合等离子体质谱仪（美国），Agilent 7500 CX型；微波消解仪（美国），CEM公司，MARS 5型；超纯水系统（美国），Millipore公司，Milli-Q A10型；电子天平（德国），梅特勒公司，精度万分之一。实验用超纯水 （自制）；30%过氧化氢（MOS级试剂）；70%硝酸（高纯试 剂 ）；K、Na、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn、Hg、As、Pb、Cd、Cr标准储备溶液：国家钢铁材料测试中心钢铁研究总院生产国家标准试剂 （GBW），浓度为1000mg/L。

1.2 仪器工作条件

1.2.1 微波消解仪工作程序 微波消解具体过程见表1。

表1 样品微波消解程序

1.2.2 电感耦合等离子体质谱仪 补偿气流量0.2 L/min、载气流量1.05 L/min、雾化室温度：2.0℃、蠕动泵采集转数：0.1 r/s、射频功率1500W；采样深度：8.0mm、重复次数：3；八级杆电压：－18V、四级杆电压：-16V、聚焦电压10V、碰撞反应池模式下碰撞气（氦气）流量：0.4 L/min、待测元素质量数及对应内标元素：39K、23Na、43Ca、24Mg、57Fe、55Mn、65Cu、68Zn（45Sc）、75As（72Ge）、208Pb、202Hg（209Bi）；111Cd（115In）、53Cr（45Sc）；积分时间75As、202Hg为0.3 s，111Cd为0.5 s，其余均为0.1 s。

1.3 样品前处理方法 准确称取0.5 g宠物食品样品，精确至0.0001 g，置于微波消解管中，向微波消解管中加入6mL硝酸，室温放置10min后，密闭微波消解管并放入微波消解仪，按照设定的消解程序进行消解。消解完毕后将消解管降至常温，然后将消解液转移至50 mL塑料容量瓶中，用超纯水涮洗消解管2～3次，清洗液同样转移至容量瓶中，然后用超纯水定容至刻度，摇匀后得测试液；同时做试剂空白。

2 结果与讨论

2.1 消解酸及其用量的选择 根据日常检测经验，宠物食品比较容易消解，仅使用6 mL硝酸的单酸体系消解就能够得到满意的结果。

2.2 干扰消除

2.2.1 在线加入内标混合溶液 在电感耦合等离子体质谱检测过程中，分析信号会随时间变化发生漂移，而且基质中盐分含量过高还会对被测元素产生增强或抑制效应的影响。本方法根据内标元素的选取原则，选择合适的内标元素，在检测中在线加入一定浓度的内标溶液，以消除上述两种影响。

2.2.2 采取碰撞/反应池技术 碰撞/反应池技术可消除多原子离子的干扰，实验中以氦气作为碰撞气。

2.3 工作曲线、线性范围及检出限 电感耦合等离子体质谱法测定各种元素具有较宽的线性范围，实验中以工作溶液中所含元素浓度为横坐标（X），以待测元素与内标元素的计数量比值为纵坐标（Y），经仪器数据分析系统处理后绘制标准曲线；对试剂空白溶液连续测定11次，计算标准偏差，获得方法的检出限。具体结果见表2。从表2中可以看出，13种元素在测定过程中均显示了良好的线性关系，相关系数大于0.9990，符合检测要求。

2.4 准确度及精密度 准确称取0.5 g狗粮 （精确至0.0001 g），按照上述前处理方法对样品进行加标回收率实验，每个目标元素添加高浓度和低浓度两个不同浓度水平，平行6次重复操作，具体实验结果见表3。结果显示，各种元素的回收率在93.39%～108.89%；方法的精密度为1.25%～4.74%，表明准确度和精密度良好。

表2 标准曲线、线性范围、相关系数和检测限

表3 准确度与精密度

2.5 准确度确证 按照所建立的方法，对标准物质美国 NIST 1566b Oyster Tissue的12种元素进行了测定，结果见表4。结果显示，标准物质中元素的测定值与标准值相符，证明本方法具有良好的准确度。

表4 标准物质分析

2.6 方法应用 按照本方法对随机抽样的四种犬类食品中13种元素进行了分析，各元素含量结果见表5。从检测结果可以看出，不同类型犬类食品中必需矿物质元素含量有显著差异，而有毒重金属元素含量差异较小。

表5 四种犬类食品中13种元素测定结果mg/kg

3 结论

本实验建立了一种微波消解-电感耦合等离子体质谱法检测宠物食品中K、Na、Ca、Mg、Fe、 Mn、Cu、Zn、Hg、As、Pb、Cd、Cr等13种元素的分析方法，优化了检测条件，校正消除了检测中存在的干扰。并采用标准物质美国NIST 1566b Oyster Tissue对方法进行了验证，检测结果与标准值相符。结果表明，本方法在测定宠物食品元素方面简便，可靠，准确度和精密度高。为宠物食品中多元素同时检测提供了一定的研究依据。

[1]AAFCO.O fficial Publication.Association of American Feed Control O fficials，Inc.1993.

[2]Herw ig N，Stephan K，Panne U，et al.Multi-element screening in milk and feed by SF-ICP-MS[J].Food Chem.，2011，124（3）：1223～1230.

[3]Zmozinski A V，Llorente-M irandes，Lopez-Sanchez，et al.Establishment of amethod for determ ination of arsenic species in seafood by LC-ICP-MS[J]. Food Chem.，2015，173：1073～1082.■

A method for determination of someminerals and toxic heavy metal elements in pet food by inductively coupled plasma-mass spectrometry（ICP-MS）withmicrowave digestion was developed.The results showed that thismethod was simple，reliable，and had higher accuracy and precision in the determinnation of pet food.Using thismethod to quantitative analyze 13 inorganic elements in dog foods and dog chews could find that the two kinds of dog food had significant differences in essentialmineral elements content，while had little differences in toxic heavymetal element content.

ICP-MS；pet food；mineral elements；heavymetal elements

S816.17

A

1004-3314（2016）21-0030-03

10.15906/j.cnki.cn11-2975/s.20162108