石墨炉自动标准加入法与标准曲线法

测定牛肉酱中的铅比较

吴云芳1,2，张红梅1，王晓敏3，高 娃1,2，郭元晟1,2*

摘 要：采用石墨炉原子吸收分光光度法，通过自动标准加入法和标准曲线法两种定量方法对牛肉酱中的铅进行测定。结果显示，大多数情况下，标准曲线法测铅线性均优于标准加入法，相关系数大于0.999 0，但是测定含有大量盐分的实际样品时（牛肉酱等），外标法基体不匹配，回收率为56.6%～59.1%，标准加入法基体高度匹配，回收率为102%～105%。样品中盐分基体效应对检测结果影响较大，推荐采用标准加入法测试。

关键词：重金属；标准曲线法；标准加入法

铅可能引起神经系统、消化系统、血液系统、免疫体统的病理改变导致肾脏功能紊乱；铅中毒会导致智力下降，感觉功能障碍，降低运动功能和神经传导速度，会引起贫血、高血压等危害，是毒性最大的五种重金属之一[1-3]。牛肉酱中的铅主要由生产过程用到的器皿的铅经溶蚀而带入，或使用调料中可能含有铅。采用食品级不锈钢材质作为牛肉酱的加工设备，使用合格的调味料，能有效降低牛肉酱中铅含量。食品中铅的测定国家标准方法为《食品安全国家标准 食品中铅的测定》（GB 5009.12—2017）其中包括石墨炉原子吸收光谱法、电感耦合等离子体质谱法、火焰原子吸收光谱法和二硫腙比色法[4]。相比较而言，石墨炉原子吸收光谱法具有方便灵敏、经济简便、准确稳定等特点。使用标准曲线校正法时，最易出现的问题是来自基体的干扰，而对于基体效应影响较大或无法确证时，可以采用标准加入法，例如高盐样品的测定[5-7]。

标准加入法又名标准增量法或直线外推法，是一种被广泛使用的检验仪器准确度的测试方法，适用于分析复杂基体样品。将不同体积的标准溶液加入相同体积的样品中一同注入石墨炉中，用硝酸钯-磷酸二氢铵溶液作为基体改进剂，测量系列浓度的标准加入溶液吸光度，石墨炉自带的软件，计算吸光值为零时与浓度轴的交点，即曲线外推与横坐标相交得到的截距绝对值即待测样品的浓度[8-9]。在实际化学分析工作中，标准曲线定量法更为便捷。采用石墨炉原子吸收光谱仪测定牛肉酱中的铅采用标准曲线法及标准加入法的数据差异性进行比较的研究较少，本文对这两种定量方法进行比较，以期为相关检测分析工作提供试验数据支持。牛肉酱中的盐分较高，基体效应影响明显，被测元素铅的谱线的背景强度会出现倍增，削弱待测元素信号，为了提高分析结果的准确性，测试分析时应进行基体匹配，即校正溶液中加入与试样溶液相近浓度的盐分基体，以消除基体效应。本文前处理手段为微波消解法，微波消解法具有速度快、效率高、通量大、节约试剂、操作简单、空白低和绿色环保等特点。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

牛肉酱样品：当地作坊；65%硝酸（优级纯）、过氧化氢（优级纯）：苏州晶锐化学股份有限公司；磷酸二氢铵（优级纯）：阿拉丁；铅标准物质（GSB 04-1742-2004，1 000 μg/mL）：

国家有色金属及电子材料分析测试中心；硝酸钯溶液（BO190635，10 000 mg/mL）：珀金埃尔默仪器有限公司。

1.2 仪器与设备

iCE 3500原子吸收光谱仪，塞曼扣背景：赛默飞世尔有限公司；铅原子吸收空心阴极灯（Thermo Fisher，序列号：942339030821）；ETHOS UP微波消解仪、VB24Plus智能样品处理器：美国莱伯泰科公司；UPTL-1-60超纯水机：成都优越科技有限公司；203E电子分析天平：瑞士梅特勒-托利多。

1.3 试验方法

1.3.1 牛肉酱试样的制备

将牛肉酱样品进行粉碎后平行称取约0.300 g样品4份至微波消解管中，在其中两份牛肉酱样品中加入100 μg/L的铅标准溶液1.00 mL，在所有样品中加入5 mL 65%硝酸和2 mL 30%的过氧化氢，同时进行试剂空白试验。使加入的混合酸（硝酸、过氧化氢）与待测样品混合，静置1 h或过夜后，放入微波消解仪中进行消解，消解程序见图1。运行结束后，消解罐的温度降到室温时，取出消解罐，关闭消解仪。在通风厨内进行放气后，洗涤内盖后放于已经预热好的150 ℃智能样品处理器中加热赶酸至溶液约绿豆粒大小，转移至10.0 mL塑料定容管中，并用1%的硝酸少量多次洗涤消解管及内盖，定容至刻线，摇匀备用，同时做试剂空白试验。

图1 微波消解仪程序设定

2 结果与分析

2.1 标准曲线校正法

采用标准曲线法，采用湿-湿混合模式加入2%的磷酸二氢铵+0.02%硝酸钯5 μL；程序升温程序见表1。根据已设好的石墨炉程序进行测定测定系列标准溶液的吸光值计算回归方程。

 

2.2 标准加入校正法

相同的条件（干燥、灰化、原子化、除残）采用标准加入法。采用标准曲线校正模式进行测定，根据设定好的方法，石墨炉自动吸取5 μL基体改进剂+10 μL牛肉酱样品溶液+2 μL、4 μL、6 μL、8 μL、10 μL（20 μg/L的铅标准溶液）+8 μL、6 μL、4 μL、2 μL、0 μL（1%硝酸溶液）注入石墨炉中进行测定，外推得到待测牛肉酱的浓度，将待测样品进行测定，得到待测牛肉酱样品的浓度。标准加入法可以有效消除基体干扰，测定结果准确，适合基体效应对检测结果影响大，特别适合校正溶液与样品溶液间基体难以匹配时采用此方法。牛肉酱中盐分高基体复杂，故采用此法进行测定。但其也有局限性。①待测元素浓度从零至最大加入标准浓度范围，必须与吸收强度呈线性关系，否则超出线性范围则影响测定结果。②适合同类型的样品基质测定，对不同类型的样品基质采用此法可能存在系统误差。③适用范围小。外标法校正曲线分析速度快，适合大批量检测，是仪器分析中最常用的分析方法，要求校正溶液和样品基体大致相同。本文采用标准曲线校正模式进行标准加入法测定，可以对批量牛肉酱样品中的铅含量进行测定。标准曲线法及标准加入法方程信息见表2。

 

2.3 牛肉酱样品及加标样品的测定

分别用标准曲线法和标准加入法对牛肉酱样品及牛肉酱加标样品平行测定2次，结果如表3所示。由表3知，标准曲线法采用峰高定量线性相关性最好，采用峰面积定量次之，标准加入法线性最差。由样品测定结果看，标准加入法结果大于标准曲线法。且回收率结果标准加入法更加接近100%，满足国标《实验室质量控制规范 食品理化检测》

（GB/T 27404—2008）要求[10]。不管采用峰高定量还是峰面积定量标准曲线法结果都偏低。由加标回收结果可知，牛肉酱中铅的测定存在基体效应，适宜采用标准加入法进行测定。

 

3 结论

当样品基体效应明显时测定结果不准确，外标法检测结果会存在较大偏差，宜采用标准加入法。为了能得到牛肉酱中铅含量准确的结果，需要进行基体匹配，消除基体效应，建议采用标准加入法分析。石墨炉原子吸收光谱法测定牛肉酱中铅含量，经过微波消解处理后，分别采用标准加入法和标准曲线校正法时，标准曲线校正法所测得牛肉酱样品中的铅含量偏低，加标回收结果偏低；采用标准加入校正法测定牛肉酱样品中的铅，加标回收率接近100%。在实际检测中使用标准加入校正法测得结果更准确，能够排除来自牛肉酱中的盐分及未消解完全的油脂等基体干扰，测量值更加准确可靠。

参考文献

[1]陈金天,魏益民,潘家荣.食品中铅对人体危害的风险评估[J].中国食物与营养,2007(2):15.

[2]张英,周长民.重金属铅污染对人体的危害[J].辽宁化工,2007,36(6):395-397.

[3]梁霄,孙晓芸.职业性慢性铅中毒诊断标准的临床应用及分析[J].中国工业医学杂志,2007,20(1):23-25.

[4]中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会,国家食品药品监督管理总局.食品安全国家标准食品中铅的测定(第一法):GB 5009.12—2010[S].北京:中国标准出版社,2017.

[5]杨佳佳,孙海波,杨彦丽,等.高盐食品中铅的测定方法的研究进展[J].食品安全质量检测学报,2016,7(4):1462-1465.

[6]赵志远,贺国庆,李佳颖.高盐食品中铅含量检测方法概述[J].食品与发酵工业,2012,38(8):146-149.

[7]常松.标准加入–洗脱法测定高盐食品中铅含量[J].安徽农学通报(下半月刊),2011,17(18):64-65.

[8]谷苗苗,王蔚嘉.仪器分析中常用定量方法研究[J].广州化工,2017,45(16):166-168.

[9]张红医,刘梦垚,李美婷,等.不同于教科书中的标准加入法－开放环境下授课的实例[J].化学教育,2018,39(24):71-77.

[10]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会.GB/T 27407—2010[S].北京:中国标准出版社,2011.