石墨爐原子吸收法1稿

石墨爐原子吸收法直接測(cè)定飲料中鉛方法的研究報(bào)告人：任陽(yáng)指導(dǎo)老師：王勝利公共衛(wèi)生學(xué)院預(yù)防醫(yī)學(xué)2016年4月21日目錄123456前言材料與方法實(shí)驗(yàn)結(jié)果討論參考文獻(xiàn)致謝1前言

鉛做為常見(jiàn)重金屬對(duì)人體有毒性作用,且易在體內(nèi)蓄積。人體長(zhǎng)期接觸鉛及其化合物會(huì)對(duì)神經(jīng)、造血、消化、腎臟、心血管和內(nèi)分泌等多個(gè)系統(tǒng)造成危害。2015針對(duì)全國(guó)15個(gè)省市在售液體乳中鉛含量的檢測(cè)結(jié)果顯示總檢出率為20.4%。當(dāng)飲料中含有鉛時(shí)不但會(huì)影響其功效,且危害人體健康，因此飲料中鉛含量的檢測(cè)極其重要。當(dāng)前國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中將石墨爐原子吸收光譜法作為測(cè)定飲料中鉛含量的首選方法。該方法在測(cè)定時(shí)都必須經(jīng)過(guò)樣品消解的過(guò)程。首先在樣品的消解過(guò)程中就極易受污染；其次該處理過(guò)程操作復(fù)雜，耗時(shí)過(guò)長(zhǎng)不能有效節(jié)約成本。研究背景2前言

因此本次實(shí)驗(yàn)主要是通過(guò)對(duì)石墨爐原子吸收方法進(jìn)行改進(jìn)、優(yōu)化，使樣品不經(jīng)過(guò)繁瑣的消化過(guò)程直接進(jìn)樣測(cè)定，從而簡(jiǎn)化檢驗(yàn)過(guò)程，使該試驗(yàn)方法更加簡(jiǎn)單、方便、快捷。研究意義3材料與方法1.主要儀器AA-6800型原子吸收分光光度計(jì)（日本島津公司）。2.試劑鉛標(biāo)準(zhǔn)使用液（1000ug/mL）；1%硝酸溶液；20g/L磷酸二氫銨溶液；0.1%氯化鈀溶液；0.4%曲拉通-100溶液；濃硝酸；高氯酸。

磷酸二氫銨、氯化鈀、TrionX-100均為分析純，硝酸和高氯酸為優(yōu)級(jí)純，實(shí)驗(yàn)所用超純水電阻率為18.20MΩ（25℃）。主要材料4材料與方法3.試劑制備

3.1混合基體改進(jìn)劑：取1%硝酸、20g/L磷酸二氫銨、0.1%氯化鈀和0.4%TrionX-100等體積混勻放入試劑瓶備用。

3.2混合酸：取9份濃硝酸和1份高氯酸混合。

3.3加標(biāo)樣：加標(biāo)樣1：樣品1中加入500μL濃度為1000μg/L的鉛標(biāo)準(zhǔn)液定容至500ml，鉛含量為0.2mg/L；加標(biāo)樣2：樣品2中加入50μL濃度為1000μg/L的鉛標(biāo)準(zhǔn)液定容至100ml，鉛含量為0.1mg/L；加標(biāo)樣3：樣品3中加入50μL濃度為1000μg/L的鉛標(biāo)準(zhǔn)液定容至100ml，鉛含量為0.1mg/L。主要材料5材料與方法

1.儀器工作參數(shù)檢測(cè)波長(zhǎng)：283.3nm，點(diǎn)燈方式：D2背景，燈電流：10.0mA，狹縫：1.0nm。測(cè)量模式:峰高法，進(jìn)樣順序：樣品>基體改進(jìn)劑，石墨爐升溫程序見(jiàn)表1。方法步驟溫度（℃）時(shí)間（s）氬氣流量（L/min）1150200.102250100.103800101.004800101.00580030.006240020.007250021.00

表1石墨爐升溫程序6材料與方法方法7實(shí)驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)曲線制備直接進(jìn)樣測(cè)定法試劑空白樣品及加標(biāo)樣標(biāo)準(zhǔn)曲線制備樣品及加標(biāo)樣試劑空白國(guó)標(biāo)測(cè)定方法按儀器工作參數(shù)自動(dòng)進(jìn)樣10μL，混合基體改進(jìn)劑10μL，測(cè)定吸光度值濕式消解法按儀器工作參數(shù)自動(dòng)進(jìn)樣20μL，20g/L磷酸二氫銨基體改進(jìn)劑，測(cè)定吸光度值取

1%硝酸0.1mL，0.5mg/L的鉛標(biāo)準(zhǔn)使用液各0.2、1.0、2.0、3.0、4.0mL分別置于10mL比色管中加入超純水稀釋至刻度作為標(biāo)準(zhǔn)系列取1%硝酸0.1mL，0.5mg/L的鉛標(biāo)準(zhǔn)使用液各0.2、0.4、1.0、2.0、4.0mL分別置于10mL比色管中加入超純水稀釋至刻度吸取樣品和加標(biāo)樣各5mL加入25mL比色管，用超純水稀釋至刻度，搖勻備用取樣品1和加標(biāo)樣1于50mL三角燒瓶?jī)?nèi)，放入數(shù)粒玻璃珠，加入10mL混合酸，加蓋浸泡過(guò)夜，再將其放于電爐上加熱消解，直至冒白煙，溶液為無(wú)色透明，放冷。將剩余的液體用超純水洗入25mL比色管中定容至刻度結(jié)果1.樣品測(cè)定結(jié)果測(cè)定幾種不同類型飲料樣品中鉛含量結(jié)果，樣品1鉛含量為0.001075mg/L,樣品2鉛含量為0.00125mg/L，樣品3鉛含量為0.002475mg/L。2.方法的標(biāo)曲線鉛的濃度在0～0.2mg/L范圍內(nèi)與吸光度呈良好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)r=0.9995，回歸方程為A=7.562C+0.028。結(jié)果見(jiàn)表2。

一.直接進(jìn)樣法測(cè)定結(jié)果濃度（mg/L）00.010.050.100.150.20吸光度（A）0.02010.08680.41980.81601.15451.5279表2標(biāo)準(zhǔn)曲線測(cè)量值

9結(jié)果3.檢出限對(duì)試劑空白連續(xù)測(cè)定25次，根據(jù)檢出限公式L=Ks/b(K=3)計(jì)算，本方法的檢出限為0.17μg/L。空白測(cè)定值見(jiàn)表3。

一.直接進(jìn)樣法測(cè)定結(jié)果空白1～56～1011～1516～2021～25

測(cè)定值（mg/L）-0.0019-0.0019-0.0021-0.0019-0.0018-0.0019-0.0018-0.0019-0.0020-0.0019-0.0021-0.0020-0.0021-0.0019-0.0019-0.0019-0.0018-0.0020-0.0019-0.0019-0.0017-0.0018-0.0019-0.0019-0.0019表3空白測(cè)定結(jié)果

10結(jié)果

4.精密度實(shí)驗(yàn)對(duì)每個(gè)樣品進(jìn)行4次平行測(cè)定，樣品1相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為4.7%；樣品2相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為4.6%；樣品3相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為2.0%。結(jié)果見(jiàn)表4。

一.直接進(jìn)樣法測(cè)定結(jié)果

1（mg/L)2（mg/L)3（mg/L)4（mg/L)RSD(%)樣品10.00110.00100.00110.00114.7樣品20.00120.00120.00130.00134.6樣品30.00240.00250.00250.00252.0表4精密度實(shí)驗(yàn)結(jié)果

11結(jié)果

5.準(zhǔn)確度實(shí)驗(yàn)樣品1回收率為91.97%～94.12%；樣品2回收率為；93.87%～97.47%；樣品3回收率為91.85%～96.15%。結(jié)果見(jiàn)表5。

一.直接進(jìn)樣法測(cè)定結(jié)果樣品空白值（mg/L）本底值（mg/L）加標(biāo)值（mg/L)測(cè)定值（mg/L)回收率(%)1-0.0019120.0010750.20.18150.18130.18440.18310.18470.18550.182792.1292.0293.5791.9793.7294.1292.312-0.0019120.001250.10.09270.09190.09130.09490.09270.09140.093795.3294.4793.8797.4795.2793.9896.273-0.0019120.0024750.10.09380.09440.09050.09480.09270.09310.094195.1595.7991.8996.1594.0594.4595.45表5樣品加標(biāo)回收率

12結(jié)果一.直接進(jìn)樣法測(cè)定結(jié)果測(cè)定結(jié)果（A）1硝酸（%）2氯化鈀（%）3磷酸二氫（g/L）4TrionX-100(%)10.87202.0*10-216.00.321.220.25.0*10-236.00.131.190.48.0*10-212.00.4540.7550.6032.00.2551.090.83.0*10-28.05.0*10-261.131.06.0*10-228.00.470.9271.29.0*10-24.00.281.251.41.0*10-224.091.161.64.0*10-200.35101.051.87.0*10-220.00.15111.162.00.140.00.56.均勻設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果本次實(shí)驗(yàn)通過(guò)使用均勻設(shè)計(jì)軟件3.0，對(duì)混合基體改進(jìn)劑的配比濃度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。13表6均與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果一.直接進(jìn)樣法測(cè)定結(jié)果13

對(duì)表6進(jìn)行多元回歸分析，采用后退法，顯著性水平α=0.05，建回歸方程y=b（0）+b⑴*X⑴+b⑵*X⑵+b⑶*X⑶+b⑷*X⑷，進(jìn)行計(jì)算可得回歸系數(shù)b（0）=0.980；b⑴=4.03*10-2；b⑵=1.66；b⑶=1.24*10-3；b⑷=-0.220。

結(jié)果

由回歸方程的顯著性檢驗(yàn)表7可知：樣本容量N=11，檢驗(yàn)值Ft=0.3057，臨界值F(0.05,4,6)=4.534,Ft≤F(0.05,4,6),由此可知回歸方程不顯著。剩余標(biāo)準(zhǔn)差s=0.186。各方程項(xiàng)對(duì)回歸的貢獻(xiàn)U⑴/U=14.0%；U⑵/U=23.1%；U⑶/U=6.36%；U⑷/U=45.1%，根據(jù)實(shí)驗(yàn)吸光度值和回歸分析結(jié)果硝酸和磷酸二氫銨濃度對(duì)鉛含量的測(cè)定影響較小，從而可確定選擇硝酸濃度為1%；磷酸二氫銨濃度為20g/L。對(duì)氯化鈀及TrionX-100應(yīng)再次使用均勻設(shè)計(jì)軟件確定其濃度。

一.直接進(jìn)樣法測(cè)定結(jié)果14變異來(lái)源平方和自由度均方均方比回歸U=4.12*10-2K=4U/K=1.05*10-2F=0.3057剩余Q=0.207N-1-K=6Q/(N-1-K)=3.44*10-2

總和L=0.249N-1=10

表7變量分析表1結(jié)果一.直接進(jìn)樣法測(cè)定結(jié)果

結(jié)果（A）1氯化鈀（%）2TrionX-100(%)10.82600.221.001.0*10-20.4531.192.0*10-20.141.283.0*10-20.3551.244.0*10-2061.125.0*10-20.2571.276.0*10-20.581.307.0*10-20.1591.398.0*10-20.4101.329.0*10-25.0*10-2111.330.1*10-20.3表8均勻設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)215

用均勻設(shè)計(jì)軟件3.0，對(duì)氯化鈀及TrionX-100的配比濃度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。結(jié)果一.直接進(jìn)樣法測(cè)定結(jié)果13對(duì)表9進(jìn)行多元回歸分析，回歸分析采用后退法，顯著性水平α=0.05，建回歸方程y=b（0）+b⑴*X⑴+b⑵*X⑵，進(jìn)行計(jì)算可得回歸系數(shù)b（0）=1.00；b⑴=4.06；b⑵=2.78*10-3。結(jié)果

由回歸方程的顯著性檢驗(yàn)表9可知：樣本容量N=11，檢驗(yàn)值Ft=7.678，臨界值F(0.05,2,8)=4.459,Ft＞F(0.05,2,8),由此可知回歸方程顯著。剩余標(biāo)準(zhǔn)差s=0.109。各方程項(xiàng)對(duì)回歸的貢獻(xiàn)U⑴/U=100%；U⑵/U=1.17*10-3%；由此可知第2方程項(xiàng)[X⑵]對(duì)回歸方程的貢獻(xiàn)最小，對(duì)其進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)：檢驗(yàn)值F⑵=1.793*10-4，臨界值F（0.05,1,8）=5.318，F(xiàn)⑵<F（0.05,1,8）,此方程項(xiàng)不顯著，需要剔除。由此不能確定TrionX-100的用量。一.直接進(jìn)樣法測(cè)定結(jié)果16變異來(lái)源平方和自由度均方均方比回歸U=4.12*10-2K=4U/K=1.05*10-2F=0.3057剩余Q=0.207N-1-K=6Q/(N-1-K)=3.44*10-2

總和L=0.249N-1=10

表9變量分析表2結(jié)果一.直接進(jìn)樣法測(cè)定結(jié)果

剔除不顯著方程項(xiàng)后新建回歸方程y=b（0）+b⑴*X⑴繼續(xù)進(jìn)行計(jì)算，可得回歸系數(shù)b（0）=1.00；b⑴=4.06。

由回歸方程的顯著性檢驗(yàn)表10可知：樣本容量N=11，檢驗(yàn)值Ft=17.27，臨界值F(0.05,1,9)=5.117，F(xiàn)t＞F(0.05,1,9),由此可知回歸方程顯著。剩余標(biāo)準(zhǔn)差s=0.103。各方程項(xiàng)對(duì)回歸的貢獻(xiàn)U⑴/U=100%。因此對(duì)第1方程項(xiàng)[X⑴]進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)：檢驗(yàn)值F⑴=17.27，臨界值F（0.05,1,9）=5.117，F(xiàn)⑴＞F（0.05,1,9）,此方程項(xiàng)顯著。由此根據(jù)實(shí)驗(yàn)吸光度值和回歸分析結(jié)果可確定氯化鈀的濃度為0.1%。變異來(lái)源平方和自由度均方均方比回歸U=0.182K=1U/K=0.182F=17.27剩余Q=9.46*e-2N-1-K=9Q/(N-1-K)=1.05*e-2

總和L=0.276N-1=10

表10變量分析表317結(jié)果一.直接進(jìn)樣法測(cè)定結(jié)果氯化鈀（%）TrionX-100(%)吸收值（A）背景值（A）100.20.8260.16821.0*10-20.451.000.18232.0*10-20.11.190.00643.0*10-20.351.280.17154.0*10-201.240.00865.0*10-20.251.120.11276.0*10-20.51.270.13387.0*10-20.151.300.02998.0*10-20.41.390.075109.0*10-25.0*10-21.320.010110.1*10-20.31.330.032表11氯化鈀和TrionX-100測(cè)定結(jié)果

雖然通過(guò)多元回歸分析未能確定TrionX-100的使用濃度，但結(jié)合實(shí)驗(yàn)測(cè)定的吸光度和背景值結(jié)果可看出選擇濃度為0.4%的TrionX-100可有效的增加吸收值和降低背景值。18結(jié)果

1.測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)曲線結(jié)果見(jiàn)表12

表12標(biāo)準(zhǔn)曲線測(cè)量值

由表12可見(jiàn)，相關(guān)系數(shù)r=0.9988回歸方程為A=10.266C+0.055，相關(guān)系數(shù)r=0.9988。二.國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)法測(cè)定結(jié)果濃度（mg/L）00.010.020.050.100.20吸光度（A）0.02950.18020.27820.59581.01242.132119結(jié)果2.試樣的測(cè)定結(jié)果：對(duì)試劑空白、樣品1和加標(biāo)樣1進(jìn)行測(cè)定并計(jì)算加標(biāo)回收率。樣品1回收率在90%以上。結(jié)果見(jiàn)表13。表13加標(biāo)回收率結(jié)果

二.國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)法測(cè)定結(jié)果樣品空白值（mg/L）本底值（mg/L）加標(biāo)值（mg/L)測(cè)定值（mg/L)回收率(%)1-0.0045-0.0037-0.00410.00190.00150.00160.20.19150.19230.190494.8095.4094.4020討論

4.1直接進(jìn)樣法的評(píng)價(jià)由本次直接進(jìn)樣實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)看，本方法的檢出限為0.17μg/L，三類樣品的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差均小于5%，加標(biāo)回收率均在90%以上；表明直接進(jìn)樣法測(cè)定飲料中鉛含量具有較高的準(zhǔn)確度和精密度，結(jié)果較為穩(wěn)定。4.2基體改進(jìn)劑的選擇氯化鈀可用于保持被測(cè)鉛的穩(wěn)定性，提高灰化溫度，達(dá)到降低背景吸收值的效果。硝酸有助于消除石墨爐原子吸收中的干擾，分解有機(jī)物。磷酸二氫銨可使吸收峰更光滑，積分時(shí)間變短，峰面積增加。TrionX-100可增加吸收值和降低背景吸收值。各類基體改進(jìn)劑可改變鉛對(duì)溫度的穩(wěn)定性,促進(jìn)基體成分的揮發(fā),排除其他擾物質(zhì)。因此在測(cè)飲料中鉛含量時(shí)可選擇合適的基體改進(jìn)劑，從而減少原子化過(guò)程中的干擾,提高靈敏度和精密度。通過(guò)均勻設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可得出1%硝酸、20g/L磷酸二氫銨、0.1%氯化鈀和0.4%TrionX-100等體積混合作為基體改進(jìn)劑測(cè)定鉛含量效果最好。

21討論

4.3直接進(jìn)樣法與國(guó)標(biāo)法比較在國(guó)標(biāo)法中消解過(guò)程要花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間，采用本法測(cè)定不需要進(jìn)行消解處理可直接進(jìn)樣測(cè)定從而節(jié)省了大量時(shí)間，操作過(guò)程相對(duì)較為簡(jiǎn)便。由本次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，采用直接進(jìn)樣法測(cè)定結(jié)果與國(guó)標(biāo)法測(cè)定結(jié)果的加標(biāo)回收率都在90%以上，且兩者的測(cè)定值的相對(duì)誤差小于10%，證明本實(shí)驗(yàn)方法測(cè)定結(jié)果與國(guó)標(biāo)法無(wú)明顯差異。因此本法的測(cè)定結(jié)果滿足鉛限量標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定要求。

22討論

綜上所述，本次實(shí)驗(yàn)可知采用20g/L磷酸二氫銨、0.1%氯化鈀、0.4%TrionX-100和1%硝酸混合后作為基體改進(jìn)劑，用石墨爐原子吸收法直接測(cè)定飲料中鉛含量的方法是可行的。

23參考文獻(xiàn)

[1]食品藥品監(jiān)管總局公布2015年第一期食品安全監(jiān)督抽檢信息[J].長(zhǎng)壽,2015(4):30-31.[2]