無機元素測定技術

關于無機元素測定技術第1頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月背景

日常食品中都含有不同含量的無機組分。其中包括鉛、砷、鎘、汞等重金屬污染物，溴酸鹽、亞硝酸鹽等添加劑，也包括了鈣、鋅、鐵等營養(yǎng)強化劑。因此，無機元素的測定是食品檢測中比較重要的一個部分?，F就無機檢測中涉及的前處理方法及分析手段的應用進行簡要的介紹。第2頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月一、前處理方法1.濕法消解在加熱條件下，用氧化性強酸或混合酸，破壞和分解有機物，使樣品中的待測離子分離出來的方法。根據樣品和待測離子的不同，常用的混酸種類有：HNO3-HClO4，HNO3-H2SO4，HNO3-HF，HNO3-HCl等第3頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月2.干法灰化將樣品置于坩堝中，在電爐上灼燒炭化，然后在馬弗爐中使其灰化，直至樣品中的有機物全部分解成為白色殘渣，再加少量酸溶解。第4頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月3.微波消解樣品與酸置于密閉容器中，在微波電場的作用下，樣品分子間高速運動摩擦，產生熱能，使樣品發(fā)生分解。第5頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月濕法消解干法灰化微波消解優(yōu)點●應用廣泛，易于操作；●適于多種類型樣品；●樣品中有機物完全破壞，基體干擾小?！穹Q樣量大，降低方法的檢出限；●試劑用量少，空白較低；●適用于脂肪含量較高的食品●避免了目標元素的污染和損失；●消解快速；●減少試劑用量和廢氣排放缺點●酸使用量較大，易造成外源性污染；●Hg等元素容易揮發(fā)；●環(huán)境污染嚴重；●分析元素揮發(fā)導致結果偏低；●處理時間較長；●稱樣量少，方法檢出限高；●消解的樣品中存在大量的氮氧化物，有基體干擾；●趕酸時間較長；第6頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月二、檢測方法原子吸收光譜法（AtomicAbsorptionSpectroscopy，AAS）被測元素基態(tài)原子在蒸汽狀態(tài)下吸收其共振輻射，外層電子由基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài)而產生原子吸收光譜。第7頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月第8頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月2.原子熒光光譜法（AtomicFluorescenceSpectroscopy，AFS）氣態(tài)自由原子吸收特征輻射后躍遷到較高能級，然后又躍遷回到基態(tài)或較低能級，同時發(fā)射出與原激發(fā)輻射波長相同或不同的輻射即原子熒光。熒光強度與原子的量呈正比。第9頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月

消化后的樣品與KBH4反應，生成不穩(wěn)定的氫化物，被載氣Ar帶到爐口，受熱分解成原子蒸汽，受激發(fā)后發(fā)出熒光，熒光強度被檢測器檢測。第10頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月3.等離子體發(fā)射光譜法（InductivelyCoupledPlasmaAtomicEmissionSpectroscopy，ICP-AES）第11頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月原子發(fā)射光譜法包括了三個主要的過程：（1）由等離子體提供能量使樣品蒸發(fā)、形成氣態(tài)原子，并進一步使氣態(tài)原子激發(fā)而產生光輻射；（2）將原子發(fā)射光經單色器分解成按波長順序排列的譜線，形成光譜；（3）用檢測器檢測光譜中譜線的波長和強度。第12頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月4.等離子體質譜法（InductivelyCoupledPlasmaMassSpectrometry，ICP-MS）第13頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月樣品以水溶液的氣溶膠形式進入等離子體中心區(qū)，被高溫去溶劑、氣化和電離；等離子體進入真空系統(tǒng)，正離子被拉出并按其質合比分離；檢測器將離子轉化為電子脈沖，電子脈沖的大小與樣品中分析離子的濃度相關。第14頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月三、常規(guī)無機元素的測定1.Pb檢測方法：AAS：檢出限低，若樣品中鹽分過高會造成背景干擾，無法準確測量；AFS：檢出限低，但酸度對結果影響非常大，標液與樣品的酸度必須保持一致ICP-MS：檢出限低，選擇性好ICP-AES：靈敏度差第15頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月Pb測定應注意的事項：樣品在分解過程中極易污染，特別是硝酸中往往含有微量Pb，因此應選用優(yōu)級純的硝酸；采用干式灰化分解樣品時，要嚴格控制灰化溫度；酸度對Pb的氫化反應會產生明顯的影響，分解后的樣液酸度應與標液嚴格保持一致，一般以為2%（v/v）HCl介質；樣品分解時，避免使用硫酸，過量的SO42-會使Pb2+共沉淀。第16頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月2.As檢測方法：AFS：檢出限低，樣品處理后加硫脲或Vc等還原劑ICP-MS：檢出限低，但基體影響，如CL-ICP-AES：靈敏度差，精密度差第17頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月As測定應注意的事項：As化合物具有揮發(fā)性，因此樣品不應該灼燒，灰化過程中加入氧化鎂、硝酸鎂可以減少As的揮發(fā)；三價As氯化物容易揮發(fā)，在分解樣品時必須有氧化劑存在，使它們呈高價狀態(tài)；在用AFS測定As時，通常要用還試劑將As預還原為三價，因此通常要將樣品分解過程中殘留的氧化性酸驅趕干凈。第18頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月3.Hg檢測方法：AFS：檢出限低ICP-MS：檢出限低，Hg記憶效應強，且易有基體干擾ICP-AES：靈敏度差第19頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月Hg測定應注意的事項：Hg極易揮發(fā)，因此樣品分解通常在密閉體系中進行；無論采取何種方式分解樣品，切勿將溶液蒸干；在食品、水等樣品中，Hg的含量通常很低，因此在樣品分解過程中嚴防污染；微量Hg易被器皿吸附，分解好的樣品不能常時間放置。第20頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月4.Cd檢測方法：AAS：檢出限低，但線性范圍??；AFS：干擾嚴重，只適合單純樣品含量測定；ICP-MS：檢出限低；ICP-AES