（分析化学专业论文）米粉中矿质元素的测定方法研究.pdf

m m i i i i l i y 17 3 8 6 9 6 广西大学学位论文原创性声明和学位论文使用授权说明 学位论文原创性声明 本人声明：所呈交的学位论文是在导师指导下完成的，研究工作所取得的成果和相 关知识产权属广西大学所有。除已注明部分外，论文中不包含其他人已经发表过的研究 成果，也不包含本人为获得其它学位而使用过的内容。对本文的研究工作提供过重要帮 助的个人和集体，均已在论文中明确说明并致谢。 论文作者签名：胡勇辉 弘io 年f 月弓。日 学位论文使用授权说明 本人完全了解广西大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，即： 本人保证不以其它单位为第一署名单位发表或使用本论文的研究内容： 按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本； 学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务； 学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文； 在不以赢利为目的的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 请选择发布时间： d 即时发布口解密后发布 ( 保密论文需注明，并在解密后遵守此规定) 做作者签名：胡勇缉 j - 月弓。日 米粉中矿质元- a i - a a 诩q 定方法研究 米粉中矿质元素的测定方法研究 摘要 本文通过微波消解处理米粉样品，利用氢化物发生原子荧光光谱法测 定米粉中的砷、汞和电感耦合等离子体原子发射光谱法测定米粉中的硼、 铜、锰、锌、铁、钙，通过对比不同消解体系的消解效果，发现h n 0 3 一h 2 0 2 的消解效果最好，在适当的消解压力下，5m lh n 0 3 , 1 1 2m lh 2 0 2 能将样 品完全消解，没有沉淀，因此实验选用h n 0 3 i - 1 2 0 2 作为消解体系。 本文采用h g a f s 法测定米粉中的砷、汞，考察了微波消解压力、负 高压、硼氢化钾浓度对测量结果的影响。结果表明：微波消解压力为0 8 m p a ，负高压为3 0 0 v ，硼氢化钾浓度为2 时，测定结果较好。方法检出 限：砷为0 0 5 8n g m l 、汞为0 0 1 6n g m l ，样品回收率：砷9 5 3 9 8 8 、汞9 3 7 - - 1 0 3 ，相对标准偏差0 6 - - 4 0 。 本文采用i c p a e s 法测定米粉中的硼、铜、锰、锌、铁、钙，通过分 析g b w l 0 0 1 0 ( 大米) 和g b w l 0 0 1 2 ( t , 米) 来验证方法的准确度与精密 度，测定值在证书值的误差范围之内，相对标准偏差在o 7 8 - - - 6 4 之 间。所有元素标准曲线的相关系数均大于0 9 9 9 。回收率在9 2 6 , - - , 1 0 6 之间，线性范围( “g m l 。1 ) b ：0 0 1 o 1 ，c u ：0 0 1 1 0 ，m n 、z n 、f e ：0 0 1 2 0 ，c a ：1 o 2 0 0 。检出限( “g m l d ) 分别为b ：0 0 0 1 5 ，c u ：o 0 0 1 6 ，m n ： 0 0 0 1 2 ，z n ：0 0 0 1 8 ，f e ：0 0 0 2 8 ，c a ：0 1 2 。 本文建立了微波消解米粉样品，f i g a f s 法测定米粉中砷汞和 米粉中矿质元素的测定方法研究 i c p 。a e s 法测定米粉中硼、铜、锰、锌、铁、钙的方法，对于米粉食品中 易挥发元素汞和易被玷污的元素硼，微波消解米粉样品具有一定的实用价 值，对米粉食品中营养元素的分析和有毒元素砷、汞的监督具有一定的实 际意义。 关键词：米粉微波消解元素电感耦合等离子体原子发射光谱法 氢化物发生原子荧光光谱法 i i 广西大掌硕士掌位论文 米粉中可。质元素的涠q 定方法研究 s t u d yo nt h em e t h o df o rd e t e r m i n a t i o n0 f m n 寸e r a le l e m e n t si nr i c en 0 0 d l e s a bs t r a c t b yc h o o s i n gr i c en o o d l e sd i s s o l v e dw i t hm i c r o w a v ed i g e s t i o na s t h e s a m p l e s ，t h i st h e s i sb a s e do nt h em e t h o do fh y d r i d eg e n e r a t i o n d o u b l ec h a n n e l a t o m i cf l u o r e s c e n c es p e c t r o m e t r y ( h g - a fs ) h a si n v e s t i g a t e da r s e n i ca n d m e r c u r yi nr i c en o o d l e sa n de l e m e n t sl i k eb ，c u ，m n ，z n ，f e ，c ai nr i c e n o o d l e sm e a s u r e dt h r o u g ha p p l y i n gi n d u c t i v e l yc o u p l e dp l a s m as p e c t r o m e t r y t h r o u g hc o m p a r i n gt h ee f f e c t sc a u s e db yd i f f e r e n td i g e s t i o ns y s t e m s ，i ti s f o u n dt h a th n o s h 2 0 2b r i n g st h eb e s td i g e s t i o ne f f e c t h n 0 3 ( s m l ) a n dh 2 0 2 ( 2 m l ) c a l lb ef u l l yd i g e s t e d w i t h o u ta n ys e d i m e n t su n d e r a p p r o p r i a t e d i s g e s t i o np r e s s u r e t h e r e f o r e ，e x p e r i m e n ti nt h i st h e s i se m p l o y sh n 0 3 - h 2 0 2 a st h ed i g e s t i o ns y s t e m i nt h et h e s i s ，a r s e n i ca n dm e r c u r ya r ed e t e r m i n e d b y h g a f s m e a n w h i l ei n f l u e n c e so fm i c r o w a v ep r e s s u r e ，n e g a t i v eh i g hv o l t a g ea n d c o n c e n t r a t i o no fp o t a s s i u mb o r o h y d r i d eo nt h er e s u l t sa lei n v e s t i g a t e d t h e r e s u l t ss h o wt h a t s a t i s f i e dr e s u l t sc a nb eo b t a i n e dw h e nt h em i c r o w a v e p r e s s u r ei s0 8 m p a ，n e g a t i v eh i g hv o l t a g e i s3 0 0 va n dc o n c e n t r a t i o no f p o t a s s i u mb o r o h y d r i d ei s 2 i nt h ee x p e r i m e n t a lc o n d i t i o n s ，t h ed e t e c t i o n i 广西大学硕士掌位论文米粉中矿质元素的测定方法研究 l i m i t so f0 0 58n g m l a n d0 016n g m l 1a r ea c h i e v e df o ra r s e n i ca n d m e r c u r y , r e s p e c t i v e l y r e c o v e r i e sa r e9 5 3 9 8 8 f o ra r s e n i ca n d9 3 7 - - 10 3 f o rm e r c u r yw i t hr e s p e c t i v es t a n d a r dd e v i a t i o no f0 6 - - 。4 0 b ，c u ，m n ，z n ，f e ，c ai nr i c en o o d l e sw e r ed e t e r m i n e db yi c p a e s i nt h i st h e s i s t h em e t h o di sv a l i d a t e dw i t h s t a n d a r dr e f e r e n c em a t e r i a l s g b w l0 010 ( r i c e ) a n dg b w l0 012 ( c o r n ) i ti sf o u n dt h a tt h er e s u l t sa r ei n g o o da g r e e m e n tw i t ht h e c e r t if i e dv a l u e sw i t hr e l a t i v es t a n d a r dd e v i a t i o n b e t w e e no 7 8 6 4 t h er e c o v e r i e sa r el o c a t e di nar a n g eo f 9 2 6 - 。1 0 6 t h el i n e rc a l i b r a t i o nc u r v e sa r e0 0 1 0 1 l a g m l f o rb ，o 0 1 1 0 l a g m l f o rc u ，o o1 2 0l a g m l f o rm n ，z na n d f ea n d1 0 2 0 0l a g m l 。1 f o rc aw i t ha l lr e g r e s s i o nc o e f f i c i e n t sn ol e s st h a n0 9 9 9 ，r e s p e c t i v e l y t h e d e t e c t i o nl i m i t sa r e0 0 0 1 5l a g m l f o rb ，0 0 0 1 6l a g m l f o rc u ，0 0 0 1 2 l a g m l f o rm n ，0 0 0 1 8l a g m l f o rz n ，0 0 0 2 8l a g m l 1f o rf ea n do 1 3 m l 。1f o rc a l a g o r m e t h e d so fa r s e n i ca n dm e r c u r yi nr i c en o o d l e sd e t e r m i n e db yh g - a f s a n db ，c u ，m n ，z n ，f e ，c ai nr i c en o o d l e sd e t e r m i n e db yi c p a e sa r e e s t a b l i s h e da f t e rt h es a m p l e sa r ed i s s o l v e dw i t hm i c r o w a v ea s s i s t e dd i g e s t i o n a sm e r c u r yi st h ev o l a t i l ee l e m e n ta n db o r o nc a nb ee a s i l yp o l l u t e d b y g l a s s w a r e ，t h u s ，t h em i c r o w a v ea s s i s t e dd i g e s t i o nf o rs a m p l et r e a t m e n ti so f p r a c t i c a ls i g n i f i c a n c e w h a t sm o r e ，r e s e a r c hi nt h i st h e s i sa l s oc o n t r i b u t e st o t h ea n a l y i so fn u t r i t i o u se l e m e n t si nr i c en o o d l e sa n dt h ei n s p e c t i o no fh a r m f u l e l e m e n t sl i k ea r s e n i ca n dm e r c u r y i v 广西大掌硕士掌位论文 米粉中矿质元素的测定方法研究 k e yw o r d s ：r i c en o o d l e s ；m i c r o w a v ea s s i s t e dd i g e s t i o n ； h y d r i d eg e n e r a t i o n a t o m i cf l u o r e s c e n c es p e c t r o m e t r y ； i n d u c t i v e l y - c o u p l e dp l a s m a a t o m i ce m i s s i o ns p e c t r o m e t r y ； v 米粉中矿质元素的测定方法研究 目录 摘要- 一i a b s t r a c t ：i i i 第一章绪论1 1 1 米粉及元素简介1 1 1 1 米粉介绍l 1 1 2 我国米粉质量现状1 1 1 3 元素与人体健康2 1 1 4 我国食品中污染物限量标准3 1 2 微波消解3 1 2 1 微波制样的发展历程3 1 2 2 微波消解特点4 1 2 3 微波消解的原理4 1 2 4 微波消解在食品分析中的应用4 1 3 氢化物发生原子荧光技术5 1 3 1 原子荧光技术的产生5 1 3 2 原子荧光的原理5 1 3 3 原子荧光光谱分析的定量关系5 1 3 4 原子荧光光谱法影响因素6 1 3 5 氢化物发生6 1 3 6 氢化物发生方法7 1 3 7h g a f s 在食品分析中的应用7 1 4 原子发射光谱分析技术的产生和发展8 1 4 1 原子发射光谱的产生8 1 4 2 原子发射光谱的发展8 1 4 3i c p 光源9 1 4 4i c p a e s 光谱仪工作原理1 l 1 4 5i c p a e s 的优点和局限性1 l 1 4 6i c p a e s 在食品分析中的应用1 1 1 5 研究课题简介1 2 1 5 1 课题来源1 2 1 5 2 研究目的和意义1 2 v i 广西大学硕士学位论文米粉中矿质元素的测定方法研究 1 5 3 本文的主要工作1 3 第二章微波消解氢化物发生原子荧光光谱法测定米粉中的砷、汞1 4 2 1 引言1 4 2 2 实验部分15 2 2 1 实验仪器15 2 2 2 主要试剂15 2 2 3 还原剂的配制16 2 2 4 标准溶液的配制1 6 2 2 5 样品处理16 2 2 6 测量过程16 2 3 结果与讨论1 8 2 3 1 消解体系的选择18 2 3 2 微波消解压力的影响18 2 3 3 残留硝酸的影响1 8 2 3 4 载流和介质的选择1 9 2 3 5 预还原剂的影响1 9 2 3 6 载气和屏蔽气的影响2 0 2 3 7 负高压与硼氢化钾的影响2 0 2 3 8 标准参考样测定结果2 2 2 3 9 回收率与精密度2 2 2 3 1 0 方法的的线性范围与检出限2 2 2 3 11 样品分析2 2 2 4 ，j 、结：1 3 第三章微波消解i c p a e s 法测定米粉中的硼、铜、锰、锌、铁、钙2 4 3 1 前言2 4 3 2 实验部分2 5 3 2 1 主要仪器与试剂2 5 3 2 2 实验方法2 6 3 2 3 分析线的选择2 6 3 2 4 样品制备2 6 3 3 结果与讨论2 7 3 3 1 样品处理问题2 7 3 3 2 仪器条件的选择2 8 3 3 3 基体效应2 9 3 3 4 方法的准确度实验2 9 v i i 广西大学硕士学位论文米粉中矿质元素的涸g 定方法研究 3 3 5 工作曲线与检出限3 1 3 3 6 样品测定3 1 3 4 结j 沧3 2 第四章结论与展望3 3 4 1 结论3 3 4 2 展望3 3 4 2 1 统一米粉行业标准。3 3 4 2 2 微波消解。3 3 4 2 3h g a f s 的发展趋势：3 4 4 2 4i c p a e s 的发展趋势3 4 参考文献3 6 附篇：超声波助溶电感耦合等离子体原子光谱法测定石墨粉中的硼4 2 引言4 2 1 实验部分4 2 1 1 仪器与试剂4 2 1 2 标准溶液的配制4 3 1 3 仪器条件4 3 1 4 样品制各4 3 2 结果与讨论4 3 2 1 灰化温度和酸的选择- 4 3 2 2 超声处理样品条件的选择4 3 2 3 超声时间的选择4 4 2 4 实际样品测定及加标回收实验4 4 2 5 工作曲线、检出限与精密度4 4 2 6 干扰实验4 4 3 结论4 5 参考文献4 6 致 射4 7 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录4 8 v i i i 广西大掌硕士掌位论文米粉中矿质元素的调q 定方法研究 1 1 米粉及元素简介 第一章绪论弟一早三百下匕 1 1 1 米粉介绍 米粉起源于中国，距今已有2 0 0 0 多年的历史，随后流传到国外，在东南亚一带及泰 国、新加坡等国相继出现并推广起来。 米粉，又叫米线、河粉( 在广西、湖南、湖北、江西、福建等地称为米粉，在云南、 贵州、四川等地称为米线，在广东一带叫做河粉) 。主要以大米为原料，经过浸泡、粉 碎或磨浆、糊化、挤丝( 或切条) 等一系列工序制成的细条状或扁宽状的米品。我国幅员 辽阔，各地饮食习惯各不相同，北方人偏爱面食，南方人喜好米食。在我国南方诸省， 尤其是广东、广西、湖南、湖北、云南、江西、福建等省，人们习惯喜欢吃米粉。南方 早餐普遍以米粉为主食，像桂林，昆明等地一日三餐喜食米粉。据调查，仅湖南与广东 两省，米粉的市场需求量均在5 0 0d t 。1 以上，全年1 5 万3 0 万吨，仅南方几省，年需求量 就在1 0 0 万吨左右【l 】。 米粉在米制品中占有重要的地位，其特点是质地柔韧、晶莹透明、洁白细嫩、口感 滑爽，有汤粉、炒粉、凉拌、火锅等多种食法。 1 1 2 我国米粉质量现状 尚未建立米粉的标准体系 米粉作为像北方面条一样的大众化消费品，不仅在广东省有很大的规模和市场，在 湖南、江西、福建、广西等省都有不小的规模和市场。但是到目前为止，我国尚未有米 粉的国家标准。米粉唯一可以参照的标准是由国家进出口商品检验局提出，由广东进出 口商品检验局、福建进出口商品检验局、广东省粮油进出口公司负责起草的出口米粉 检验规程s n t0 3 9 5 9 5 ，而且此标准仅适用于干熟米制品。 现有米粉重要的安全限量标准不一致；如二氧化硫，黄曲霉毒素b 1 的硫残留量 在出1 2 1 米粉检验规程( s n t 0 3 9 5 9 5 ) 、河源米粉( d b4 4 1 8 5 2 0 0 4 ) 和即将发布的 湿米粉三个标准中安全限量标准不统_ _ 1 2 1 。此外，某些项目的规定无检测方法，食 广西大学硕士学位论文米粉中矿质元素的测定方法研究 品添加剂的问题也没有统一。 米粉安全存在重大隐患 近年来随着媒体对米粉安全问题的不断曝光【3 矧，米粉安全成了人们的心头大患， 引起全社会的广泛关注。2 0 0 8 年初广西柳州质量技术监督局对9 家米粉厂家生产的1 1 个米粉样品抽查，合格率仅为2 7 2 ，其中6 家被查封，这主要是由于米粉加工企业多 而分散，工艺简单，科技含量低【7 1 。 1 1 3 元素与人体健康 大量的医学实践表明无机盐和微量元素与人体的健康有着密切的关系，目前己被世 界卫生组织确认的无机元素主要有：钙、镁、钾、钠、磷、硫等，另外有部分元素在人 体内只占体重的万分之一以下，我们把体内的这部分元素称为微量元素。主要有：铁、 碘、锌、锰、铜、钴、硒、钒、钡、硅等。上述元素的缺乏都会引起人体健康下降，严 重的可能导致某些疾病，甚至影响到生命安全1 8 , 9 】。微量元素参与人体内多种酶、辅酶、 维生素、激素及核酸的形成，具有特异的生理功能【1 0 1 ，与机体细胞增殖、新陈代谢等密 切相关【1 1 1 ，见表1 1 。 表1 - 1 人体内微量元素的生理功能 t a b l e1 1p h y s i o l o g i c a lf u n c t i o no f t r a c ee l e m e n t si nh u m a n 功能分类元素 参与人体各种酶的组成 具有催化作用 增强机体免疫功能提高抵抗能力 有助于保护心血管 f e ，z n ，c u ，s e ，m o ，m n i 、c a 、n i 、m n 、c r 、c u 、c o z n 、s e 、i 、t i k ，t i ，n a ，l i ，c a 、c u 、m g 、v 、s e ， f e ，c o ，z n ，n a 硼是人体内的一种非必要元素，参与人体内的钙、镁代谢，对维持人体骨的健康有 着重要的作用【1 2 - 1 4 ，微量元素，如铜、锰、锌、铁等在人体内的含量甚微，却有着巨大 的作用b 5 - t 6 l ，主要有运载作用，构成人体内各种酶的组成成分与激活剂，参与激素的生 理作用，维持核酸的正常代谢等。钙能预防和逆转细胞的异常增值状态，此外，钙对骨 的结构有重要的影响【1 7 】，对胃肠癌有一定的辅助疗效，通过钙作为激活剂或抑制剂影响 机体内多种酶的活性。 汞是一种广泛存在于自然界的人体非必需元素。随着近代工业的发展，它在生产和 生活中的应用日益广泛，从而汞对环境和人群健康的危害也越来越大。汞对人体的神经 系统内脏器官发育有严重的毒害作用【1 8 】。 一 2 广西大掌硕士掌位论文米粉中矿质元素的涠9 定方法研究 砷在体内可与细胞内巯基酶结合而使其失去活性，从而影响组织的新陈代谢，引起 细胞死亡。也可使神经细胞代谢障碍，造成神经系统病变。砷对消化道有腐蚀作用，接 触部位可产生急性炎症、出血与坏死；砷进入人体后，可麻痹血管运动中枢，可直接作 用于毛细血管，使脏器的微血管发生麻痹、扩张和充血，以至血压下降。人体吸收的砷， 部分贮留于肝脏，引起肝细胞退行性变和糖原消失：砷进入肠道，可引起腹泻，并可使 心脏及脑组织缺血引起虚脱，意识消失及痉挛等，砷在体内排出很慢，故易蓄积u 引。 1 1 4 我国食品中污染物限量标准 近年来，食品安全事故不断发生，已引起各国政府的高度重视，而食品中的污染物 更是人们所关注的焦点。食品污染物限量标准是控制食品污染，保证食品安全的重要法 规，同时也在一定程度上体现了一个国家食品安全的水平。表1 2 列出了我国粮食中部 分金属元素污染物的限量标准【2 0 1 ，其中铜、锌、铁属于我国独有的污染物检测项目。 表1 - 2 我国粮食中金属元素污染物限量标准 t a b l e1 - 2s t a n d a r d so fc o n t a m i n a n t sm a x i m u ml e v e lo fm e t a l si nc h i n a sg r a i n 污染物的种类 理化指标m g k g 。1 汞 砷 锌 铜 铁 1 2 微波消解 1 2 1 微波制样的发展历程 1 9 4 5 年，美国r a y t h e n 公司的研究人员发现了微波的热效应，两年后研制成功世界 上第一台用于食品加热的微波设备，这导致了家庭微波炉的广泛应用，也是微波在民用 领域的开端。1 9 7 4 年h e s e k 首次将微波加热用于样品处理。1 9 7 5 年，a b u - s a m r a 等将微波 加热用于生物样品的湿法消解，并获得了成功。到2 0 世纪8 0 年代中期，随着分析仪器性 能的改进和智能化程度的提高，使这一技术呈现出蓬勃发展的好势头。1 9 8 3 年，m a t t h e s 提出了封闭容器微波消解，此法综合了微波能产生的内加热和吸收极化作用达到的高温 高压与密闭溶样的固有优点，使微波溶样更加快速可靠。1 9 8 6 年k i n g s t o n 和j a s s i e 设计 了计算机实时监测消解过程中温度和压力的微波系统【2 1 1 。 3 舵b o o o仉吼为丑q |剑 米粉中矿质元素的测定方法研究 1 2 2 微波消解特点 溶剂用量少，用密封容器微波溶样时，溶剂没有蒸发损失，一般只需要5m l 1 0 m l ，减少试剂用量不但使分析中的空白值大大降低，而且显著降低了成本。 微波加热是“内加热”，具有加热速度快、加热均匀、无温度梯度、无滞后效应 等特点，样品与酸在短时间内便可升温到预定温度。 消解样品的能力强，特别是对一些难溶样品和生物试样，传统的消解方法需要 数小时甚至数天，而微波消解一般只需几分钟到十几分钟。在密封容器中，温度可达3 5 0 。 减小劳动强度，改善工作环境，避免了有毒，有害及腐蚀性气体排放对环境造成 的污染和对人体的危害。也能防止在消解过程中引入其它污染和一些易挥发元素的损 失，提高测定的准确性。 微波直接向样品释放能量，避免了热传导，热对流中能量的损失，提高了能量 的使用效率。， 虽然微波消解有很多其他消解方法无法比拟的一些优点，但是它也有自身的一 些不足，比如对于有机样品处理，微波消解需要预处理，有的甚至需要放置过夜，这也 增加了样品处理时间。 1 2 3 微波消解的原理 在微波磁场的作用下，极性分子的极化响应速率与微波的频率相当，电解质偶极的 极化通常滞后于微波的作用，使得微波场能量损耗并转化为热能。在恒定强度的微波场 中，样品与酸的混合物瞬间吸收微波能量，使分子间相互作用，摩擦产生高热，极化分 子迅速排列产生张力，样品表面不断搅动并破裂，产生新的表面与酸接触并发生反应， 从而实现快速和完全的消解。溶液微波热效应的强弱取决于电磁场对溶液中偶极子或带 电电荷的极化能力，溶液中存在的偶极子或极性基团越多，溶液的微波热效应就越强圆。 1 2 4 微波消解在食品分析中的应用 食品是人类生存的基本条件，但是食品中有可能含有危害人体健康的物质。随着人 们生活水平的提高，食品安全性问题日益被重视。加强我国食品的卫生管理。规范食品 卫生标准已经迫在眉睫。样品的前处理成为能否准确测定食品中微量或痕量元素的关 键。在先进的分析仪器被广泛应用的同时，再用陈旧、落后的传统加热方式来处理样品， 就会严重影响分析结果的精密度和准确度，制约现代分析仪器的先进性。传统的干法灰 4 广西大学硕士掌位论文米粉中矿质元素的濠q 定方法研究 化和湿法消化操作时间长、挥发元素易损失、易污染环境。而微波消解可以克服易挥发 元素的损失和满足多元素同时测定的要求。同时微波消解具有操作简便、溶剂用量少以 及样品消化完全的优点。因此，微波消解作为一种全新的样品预处理方法已在食品、环 境、化妆品、医药等行业得到了广泛的应用【2 引。 微波消解在食品分析中的应用已早有报导，刘明等【2 4 】以r e 作内标补偿基体效应， 采用h n 0 3 + h 2 0 2 为消解体系，用i c p m s 直接测定水稻中的1 5 种稀土元素，方法快 速，灵敏。那红萍等【2 5 1 采用湿法消解技术溶解样品，用原子吸收法测定米粉中铁的含量。 通过对微波程序的研究，建立米粉、奶粉等的微波消解方法。该方法与传统马弗炉高温 灰化消解方法及湿法消化比较，具有准确、简便、安全、省试剂、污染少、消解完全等 优点。李春野等【2 6 】采用微波消解技术处理婴儿米粉样品，利用原子吸收法测定米粉样 品中的9 种元素，针对含量不同的元素选择不同的分析线，方法简便快捷，结果令人满 意。 1 3 氢化物发生原子荧光技术 1 3 1 原子荧光技术的产生 原子荧光光谱法( a t o m i cf l u o r e s c e n c es p e c t r o m e t r y ，a f s ) 是原子光谱法中的一个重 要分支。早在1 9 世纪和2 0 世纪初期，物理学家就观察到在加热的容器和火焰中一些元素 所发出的荧光现象。1 9 6 4 年，w i n e f o r d n e r 和v i c k e r s 对a f s 作了广泛的研究，并论 证了a f s 光谱法可以做为一种新的分析方法。 1 3 2 原子荧光的原理 原子荧光是利用激发光源照射含有一定浓度的待测元素的原子蒸气，从而使基态原 子跃迁到激发态，激发态的原子从激发态回到较低能态或基态的过程中会发射出一定波 长的光辐射称为原子荧光，测定原子荧光的强度即可求得待测样品中该元素的含量，利 用这一物理现象发展起来的分析方法即原子荧光光谱分析法。 1 3 3 原子荧光光谱分析的定量关系 在理想的情况下( 即分析物浓度很低的情况下) 原子荧光强度与分析物质浓度之间 的关系可用1 1 式表示： i f = ai o n o( 1 一1 ) 是原子荧光量子效率，a 为总吸收系数，i 提原子荧光的积分强度，i o 是激发光源 5 米粉中矿质元素的测定方法研究 的积分强度，n o 为原子蒸气中单位体积内某元素的原子总数。 当仪器条件和测定条件固定时，式1 1 中所包括的各种参数都是恒定的，则原子荧 光强度仅与待测样品中某元素的原子浓度c 呈简单的线性关系。 i f = k 。c ( 1 2 ) ，式1 2 中，k 在固定条件下为一常数。 1 3 4 原子荧光光谱法影响因素 1 3 4 1 荧光猝灭 荧光碎灭：处于激发态的原子寿命是十分短暂的，当它以光辐射的方式去激发时将 发出原子荧光。但是，除了发光过程以外，原子还可能与其他分子、原子或电子发生非 弹性碰撞而丧失能量，产生非辐射去激发过程，在这种情况下，荧光将减弱或完全不发 生，这种现象称为荧光的猝灭现象。荧光猝灭的程度取决于原子化器的气氛，氢气气氛 中荧光的猝灭最小。 1 3 4 2 荧光量子化效率 荧光量子化效率是指单位时间发生的荧光能量与单位时间吸收的光能量的比值，它 是衡量荧光猝灭程度的标志。 1 3 5 氢化物发生 碳族、氧族、氮族元素的氢化物是共价化合物，其中a s 、s b 、b i 、s e 、g e 、p b 、 s n 、t e 等8 种元素的氢化物具有挥发性，通常情况下为气态。氢化物发生进样方法， 是利用某些能产生初生态氢的还原剂或化学反应，将样品溶液中的待测组分还原为挥发 性共价氢化物，然后借助载气流将其导入原子光谱分析系统的原子化器或激发光源之 中，进行定量光谱测定。1 9 6 9 年，澳大利亚的h o l a k 首先利用经典的m a r s h 反应发生 砷化氢，并将其捕集在液氮冷阱中，然后将其加热，用氮气流将挥发出的a s h 3 引入空 气乙炔焰中进行原子吸收测量，开创了氢化物发生原子吸收光谱分析技术。随着还原 体系、反应条件、氢化物发生装置的深入研究，使得这一技术不断改进和完善，并相继 用于原子荧光和i c p 等光谱分析系统之中，为高灵敏度和同时检测这些元素开辟了新途 经【2 7 1 。 氢化物发生有如下一些特点：分析元素能够与可能引起干扰的样品基体分离，消除 了干扰。与溶液直接喷雾相比，氢化物发生法能将待测元素充分预富集，进样效率接近 1 0 0 。连续氢化物发生装置易于实现自动化。不同价态的元素氢化物发生条件不同， 6 米粉中矿质元素的濠g 定方法研究 可进行价态分析。 1 3 6 氢化物发生方法 氢化物发生方法归纳起来可分为金属酸还原体系，硼氢化钠酸还原体系，碱性模 式还原以及电解还原法四种，下面只介绍本文用到的硼氢化钠酸还原体系。 1 9 7 2 年，b r a m a n 等人首先采用硼氢化钠代替金属作为还原剂发生a s h 3 、s b h 3 ， 进行直流辉光光谱测量。s c h m i d t 等人用硼氢化钠发生砷、锑、铋、硒的氢化物，用氩 氢焰进行测量。随后p o l l o c k 、t h o m p s o n 、f e r n a n d e z 等人分别应用这种方法测定了锗、 铅、锡和碲，并相继用于a f s 、i c p a f s 等分析技术，使硼氢化钠酸还原体系适合于 测定a s 、s b 、b i 、g e 、s n 、p b 、s e 、t e8 种元素。随后的研究又扩大到h g 、z n 、c d 等元素，式1 3 为硼氢化钠酸还原体系的化学反应方程式。 n a b h 4 + 3 i - h o + h + jh 3 8 0 3 + n a + + 8 h 兰：与e h n + h 2 个( 1 3 ) m 可以等于n 或不等于i 1 在p h = 0 时，硼氢化钠按上述反应生成h 2 仅需要4 3 “s 。在进行氢化物发生反应时， 必须保持一定的酸度，被测元素也必须以一定的价态存在。迄今为止，该法最成功的应 用还是分析易形成气态氢化物的元素a s 、s b 、b i 、g e 、s n 、p b 、s e 、t e 。 但是该体系也存在着一些缺陷： 硼氢化钠溶液不稳定，需要现配现用，且硼氢化钠用量大，价格昂贵。 氢化反应需要一定的酸度，一些元素如p b 、s n 等的测定需要严格控制酸度。 易带来污染，易受过渡金属离子如c u 2 + 、f e 3 + 、c 0 2 + 、n i 2 + 的干扰。 1 3 7h g a f s 在食品分析中的应用 氢化物发生原子荧光光谱法具有检出限低、灵敏度高、使用费用低等优点。特别适 用于一些低含量的、较难分析的元素a s 、b i 、s b 、s e 、h g 、p b 、s n 、g et 懒t 2 s , 2 9 j ， 因而在食品分析工作中有着广泛的应用。随着氢化物发生一原子荧光光谱法的研究与应 用日趋成熟，在实际工作已取得了较好的效果。 李智祥等【3 0 1 采用微波消解处理鲜蛋样品，考察了仪器条件、预还原剂、硼氢化钾对 测量结果的影响，在最佳实验条件下，以氢化物发生原子荧光光谱法同时测定鲜蛋中 的砷和汞。砷和汞的检出限分别为o 0 3 6 、0 0 0 7 4 腭l 一，方法灵敏、准确度高，能满足 鲜蛋中砷和汞的测量要求。唐莲仙【3 1 】以氯化亚锡为还原剂，结合s y g i i 型智能冷原子 荧光测汞的技术结构特点，研究了原子荧光光谱法对大米中汞的测定。邢进等3 2 】采用氢 7 米粉中矿质元素的涠定方法研究 化物发生原子荧光法测定大豆卵磷脂中的砷，确定了仪器的最佳条件，探讨了还原剂浓 度、介质酸浓度、预还原剂、载气流量等对砷测定的影响，在选定的仪器条件下，砷的 检出限为0 2 9n g m l 一，相对标准偏差为2 3 。该方法测定大豆卵磷脂中的砷，操作简 单、快速、灵敏度高。 牟仁祥【3 3 】等采用微波消解氢化物发生原子荧光光谱法测定大米中的痕量硒，确定 了最佳氢化发生的反应条件。夏拥军等【3 4 】建立了一套快速、准确测定大豆中有机态硒和 无机态硒的方法。m n m a t o sr e y e s 等【3 5 1 在酸性介质中采用超声提取氢化物发生原子 荧光光谱法测定大米和小麦中不同价态的砷。m n m a t