食品中磷含量的质谱测定

蒙华毅

(广西壮族自治区疾病预防控制中心，广西 南宁 530028)

磷元素是人体生命活动必需的营养元素，存在于人体所有细胞中，是骨骼和牙齿发育的重要物质，是遗传物质核酸、三磷酸腺苷(ATP)以及酶的重要组成部分，参与着人体的生命活动和生长发育的代谢过程，协助脂肪及淀粉的代谢，供给人体能量和活力，使得心脏可以有规律地跳动，是维持人体肾脏机能的正常运转以及传达神经刺激的重要物质，对人体健康有重要意义。因此，准确测定食物中P的含量具有重要意义。

目前，食品中磷的检测方法主要有：分光光度法[1-2]、电感耦合等离子体发射法[3-4]和电感耦合等离子体质谱法[5]。在这些方法中，电感耦合等离子体质谱法具有最优的灵敏度和最低的检出限，所以具有其他方法无法比拟的优势。使用ICP-MS分析P面临着一些难题，首先P元素是非金属元素较难电离不适合使用ICP-MS进行分析，其次如果使用ICP-MS分析磷时会存在SiH、NOH和NO等质谱干扰，如果不把这些质谱干扰去掉很难得到准确的分析结果。目前，去除质谱干扰的有效手段主要有：使用带双聚焦扇形磁场的ICP-MS、使用低温等离子体及加装碰撞反应池，其中碰撞反应池技术是消除质谱干扰最为有效的方法。实验以HNO3+H2O2混合酸作为消解试剂，将密闭高压消解与电感耦合等离子体质谱仪联用，在分析测定时向四级杆前端的碰撞反应池中通入惰性气体He消除SiH、NOH、NO等质谱干扰，确保了实验结果的准确度。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

Nexion 300D型电感耦合等离子体质谱仪(美国Perkin Elmer公司)，带石英同心雾化器，使用冷等离子体；高压消解罐(聚四氟乙烯材质，俗称：特氟龙；南京瑞尼克科技有限公司)；Milli-Q 超纯水仪(美国Millpore公司)。

ICP-MS优化后的仪器条件：射频功率：1200 W；等离子体气流速：15 L/min；辅助气流速：1.2 L/min；载气流速：1.02 L/min；采样深度：2.5 mm；碰撞反应气He流速：5.0 mL/min。P单元素混合标准溶液(1000 mg/L)；内标元素(钪，1000 mg/L)。65%(w/w)硝酸(德国Merck)；37%(w/w)过氧化氢(国药集团)；食品(购自本地菜市)；国家有证标准物质紫菜 (GBW10023，中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究院)。

1.2 实验方法

取样品可食部分匀浆后称取1.0 g左右于100 mL聚四氟乙烯消解内罐中，加入65%(w/w)硝酸8.0 mL硝酸和2.0 mL 37%(w/w)过氧化氢，套上不锈钢外罐，放入恒温干燥箱中逐级升温消解(参考条件：90℃恒温加热2 h，120℃恒温加热2 h，140℃恒温加热2 h，170℃恒温加热3 h)。消解完成后自然放冷，140℃左右赶酸，待溶液剩约1.0 mL时全量转移至50 mL塑料容量瓶中混匀待用，同时做试剂空白试验和质控样。所有待测样及标准曲线均通过在线加入1 mg/L的Sc内标溶液消除基体干扰。

2 结果与分析

2.1 质谱干扰的消除

磷元素是一个具有较高第一电离能的非金属元素(很难电离)，用ICP-MS分析P时会存在SiH，NOH和NO等质谱干扰，进一步加大了分析检测的难度。本试验通过最优化仪器条件(目的：降低氧化物和双电荷的产生)和在分析测定时向四级杆前端的碰撞反应池中通入He(He和SiH，NOH和NO发生有效碰撞使其质荷比发生变化从而达到消除干扰的目的)等方法来消除。

2.2 方法的检出限及准确性试验

选取P标准贮备液配制浓度梯度为0.0、0.05、0.5、1.0、2.0、4.0、10.0、20.0 mg/L的标准溶液，在优化的实验条件下进行测定，P的线性相关系数为0.9996，根据国际纯粹和应用化学联合会(IUPAC)对检出限做出的规定，制备11份样品消解空白上机进行测定，根据检出限(LOD)的计算方法LOD=3SD算得检出限为：0.025 mg/kg。另取1.0 mg/L的P标准溶液重复测定11次，算得其相对标准偏差为1.8%。

选用中国地球物理地球化学生产的标准参考物质紫菜(GBW 10023)，按照1.2的样品预处理方法对样品进行消解处理，平行测定其消化液3次，考察方法的准确度，结果如表1所示。由表1不难看出，紫菜(GBW 10023)的测定结果与标准物质证书上的标准值基本上一致，结果表明方法准确可靠。实验结果表明，方法准确可靠。

表1 紫菜标准物质(GBW10023)的测定结果(n=4)Table 1 Determination results of certified reference materials(GBW10023)

2.3 实际样品含量分析

样品经1.2中的方法密闭高压消解后，消解液经ICP-MS进行测定，各样品的结果如表2所示。由表可知，南瓜中磷的含量最高，蛾眉豆次之，水分含量较高的食品磷含量较低。

表2 样品测定结果Table 2 Determination results of sample

3 结论

建立了电感耦合等离子体质谱法测定食品中P的分析方法。在检测过程中向反应池中加入He，使干扰离子与He发生有效碰撞，发生质量转移从而消除分析过程中遇到的质谱干扰，方法简单易行，结果准确可靠，可用于食物中P含量的快速测定。