一种电感耦合等离子体串联质谱法精准测定茎瘤芥中16种微量元素的方法

本发明涉及一种蔬菜中元素的测定方法，具体涉及一种电感耦合等离子体串联质谱法精准测定茎瘤芥中16种微量元素的方法。

背景技术：

1、茎瘤芥(brassica juncea var.tumida tsen et lee)又名青菜头，为十字花科芸薹属茎用芥菜，是我国长江流域重要的农业和经济作物，具有悠久栽培历史，营养价值高，味美可口，因其鲜、香、嫩、脆的独特风味，在世界上享有很高声誉，以茎瘤芥为原料腌制而成的涪陵榨菜，与法国酸黄瓜和德国甜酸甘蓝被誉为世界三大名腌菜。茎瘤芥的营养价值主要取决于其有机成分，但茎瘤芥中无机元素组成和含量对于其食用营养性和安全性均具有重要作用。作为茎瘤芥生长的物质基础，营养元素是茎瘤芥组织发育、维持和代谢所需的重要物质，也是人们通过食用茎瘤芥获取必需微量元素的重要来源；同时，茎瘤芥中所含毒理性元素被摄入人体后能使蛋白质产生变性，并且能在人体中逐渐积蓄导致慢性中毒，尽管这些毒理性元素对健康的不利影响取决于存在浓度，但长期接触诸如as、cd、hg、pb等毒理性元素会在相对较低的水平上造成毒性作用。因此，建立适用于涵盖茎瘤芥中包括营养和毒理性元素在内的多元素分析方法，有利于正确评价茎瘤芥的营养品质及其所含毒理性元素对人体健康的危害程度。

2、目前，有关茎瘤芥的研究主要集中于生长环境、生理性状、遗传特性以及病毒防治等方面，而对于茎瘤芥中多种微量元素的研究报道不多。食品中微量元素的检测主要包括原子荧光光谱(afs)法、原子吸收光谱(aas)法、电感耦合等离子体发射光谱(icp-oes)法、电感耦合等离子体质谱(icp-ms)法以及电感耦合等离子体串联质谱(icp-ms/ms)法。其中afs具有灵敏度高，检测限低，尤其是结合氢化物发生(hg)技术能降低检测限1个数量级以上，但荧光淬灭效应以及所固有的散射光干扰降低了afs的理论上所具有的优势；aas的单元素分析特性不能满足食品中多元素高通量分析要求，对于共振线处于真空紫外区域的元素不能直接测定；icp-oes的检测限偏高，难以满足食品中微量元素的检测要求。icp-ms比afs、aas和icp-oes具有更低的检测限和更高的灵敏度，已成为最常用食品分析技术，但icp-ms仍然面临着诸多挑战：对于具有较高第一电离能的分析元素，即使在热等离子体(icp)条件下的电离效率也很低，导致这些元素的分析灵敏度低。icp-ms很好的弥补了icp-oes的不足，极低的检测限特别适用于食品中微量元素的测定，但食品基质组成的多样性导致形成的质谱干扰非常复杂，采用常规四极杆icp-ms(icp-qms)很难完全消除这些干扰。冷等离子体技术利用低温等离子体抑制ar电离，从而消除氩基离子的干扰，低温等离子体还可减小易电离元素的背景信号，但在冷等离子体条件下会形成水簇离子，而水簇离子通过快速质子转移反应仍然会产生干扰。碰撞/反应池(crc)为消除质谱干扰提供了通用技术，在碰撞模式下虽然能消除多原子离子干扰，但无法消除其他质谱干扰，而在反应模式下未知的反应过程所形成的副产物离子极易产生新的质谱干扰，提高碰撞反应池内反应化学的选择性才能充分发挥反应模式的潜能。

3、电感耦合等离子体串联质谱(icp-ms/ms)采用双四极杆质谱(ms/ms)结构，通过位于八极杆反应池系统(ors)前后的双四极杆质量过滤器，利用一级四极杆质量过滤器(q1)从等离子体中提取指定质荷比(m/z)离子进入ors，与反应气发生选择性反应，利用二级四极杆质量过滤器(q2)从ors中提取指定m/z的反应产物离子进行测定，充分发挥了反应模式消除质谱干扰的潜能。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种电感耦合等离子体串联质谱法精准测定茎瘤芥中16种微量元素的方法，灵敏度高、准确性好、精密度高。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电感耦合等离子体串联质谱法精准测定茎瘤芥中16种微量元素的方法，其特征在于：16种微量元素分别为al、v、cr、mn、fe、co、ni、cu、zn、as、se、sr、mo、cd、hg、pb，采用27al、51v、52cr、55mn、56fe、59co、60ni、63cu、66zn、75as、78se、88sr、98mo、111cd、202hg、206pb作为分析同位素，

3、包括以下步骤：

4、(1)混合标准溶液的配制，采用单元素标准溶液配制不同浓度梯度的系列混合校准溶液；

5、(2)样品溶液及空白溶液的制备，采集新鲜茎瘤芥的瘤茎部位，用自来水冲洗干净后用超纯水清洗，沥干水分于鼓风干燥箱中烘干至恒重，粉碎过40目筛；准确称取粉末样品于微波消解反应罐内，加入硝酸和双氧水，进行消解；消解结束后转入容量瓶中，用超纯水定容至刻度，摇匀后制得样品溶液；采用相同的微波消解条件制得空白溶液；

6、(3)上机检测，吸取上述待检测样品、标准样品、混合标准溶液、空白溶液分别采用icp-ms/ms进行测定，其中，al、v、cr、mn、fe、co、ni、cu、sr、pb的测定采用冷等离子体技术并在ms/ms模式下以nh3作为反应气消除质谱干扰，对于具有较高第一电离能元素zn、as、se、mo、cd、hg的测定采用热等离子体技术并在ms/ms模式下以o2和h2组成的混合气作为反应气消除质谱干扰，通过标准的t型内标混合接头在线加入内标溶液校正基体效应；通过校准曲线计算样品溶液中分析元素的含量。

7、icp-ms/ms的参数条件如下表：

8、

9、

10、上述方案中：消解的条件为：功率1600w，以5min升温至120℃，以3min升温至150℃，保持5min，以5min升温至190℃，保持15min。

11、上述方案中：配制0.0、0.1、0.5、2.0、10μg l-1的系列混合标准溶液。

12、本发明采用冷等离子体技术并在ms/ms模式下以nh3为反应气，利用原位质量法消除al、v、cr、mn、fe、co、ni、cu、sr、pb受到的质谱干扰。

13、采用热等离子体技术并在ms/ms模式下以o2和h2组成的混合气为反应气，利用质量转移法消除as、se、mo受到的质谱干扰，利用原位质量法消除zn、cd、hg受到的质谱干扰。

14、上述方案中：选择1mg l-1的li、sc、ge、y、in、tb、bi混合内标溶液。

15、上述方案中：采用1000mg l-1的al、v、cr、mn、fe、co、ni、cu、zn、as、se、sr、mo、cd、hg、pb单元素标准溶液配制系列混合标准溶液。

16、上述方案中：检测仪器为agilent 8800icp-ms/ms。

17、本发明采用icp-ms/ms分析微波消解后茎瘤芥样品中微量元素，在冷等离子体/nh3反应模式下消除al、v、cr、mn、fe、co、ni、cu、sr、pb的质谱干扰，在热等离子体/o2/h2反应模式下消除zn、as、se、mo、cd、hg的质谱干扰。分析元素的检出限(lod)为0.026-4.81ng l-1，除se以外，其余元素的lod均低于1.0ng l-1.分析方法的测定结果与标准参考物质的认证值基本一致，加标回收率为95.4％-110％，相对标准偏差(rsd)为2.4％～6.2％，在95％的置信度水平，分析方法与sf-icp-ms法对标准参考物质的测试结果无显著性差异。通过全面控制碰撞/反应池(crc)中离子/分子发生的化学反应，能降低分析元素的背景等效浓度(bec)，且分析过程的长期稳定性好。所建立分析方法的灵敏度高、准确性好、精密度高。icp-ms/ms结合不同等离子体条件下的反应模式用于茎瘤芥中多元素分析表现出强大潜力。