宮 葵 林 智 夏 鳴 辛士剛

用ICP-AES測(cè)定飼料中微量元素最佳樣品處理?xiàng)l件的探討

宮 葵 林 智 夏 鳴 辛士剛

在飼料微量元素分析中，利用原子吸收分光光度計(jì)測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確，但一次只能測(cè)定一種元素，而電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀(ICP-AES)一次可以測(cè)量多種元素，可樣品的不同處理使結(jié)果的準(zhǔn)確性差異很大。本實(shí)驗(yàn)先采用酸配比、酸總量和粒度等不同條件處理樣品，利用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀(ICP-AES)測(cè)定，利用正交實(shí)驗(yàn)的分析及方差分析，找出最佳的樣品處理?xiàng)l件。

微量元素；飼料；方差分析；電感耦合等離子體-原子發(fā)射光譜；原子吸收

宮葵，沈陽(yáng)航空航天大學(xué)理學(xué)院，講師，110136，沈陽(yáng)市道義經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)道義南大街37號(hào)。

林智，遼寧職業(yè)學(xué)院基礎(chǔ)部。

夏鳴，單位及通訊地址同第一作者。

辛士剛，沈陽(yáng)師范大學(xué)化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院。

1 材料與方法

1.1 藥品及標(biāo)準(zhǔn)溶液

藥品：HNO3(優(yōu)級(jí)純)、HClO4(優(yōu)級(jí)純)、去離子水。標(biāo)準(zhǔn)溶液：Fe儲(chǔ)備液（1000 μg/ml）、Cu儲(chǔ)備液（1000 μg/m l）、Zn儲(chǔ)備液（1000 μg/ml）、Mn儲(chǔ)備液（1000 μg/m l）、Co儲(chǔ)備液（1000 μg/ml），均為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)溶液，國(guó)家鋼鐵材料測(cè)試中心、冶金部鋼鐵研究總院制。

1.2 儀器設(shè)備及工作參數(shù)

DRE電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀（美國(guó)利曼Leeman公司）。功率1.1 kW，氬氣壓力0.55 MPa、冷卻氣流量15 L/min、輔助氣流量0.3 L/min、霧化氣壓力344.74 kPa、提升量1.5mL/min,以及觀察位置自動(dòng)優(yōu)化。

TAS-986原子吸收分光光度計(jì)，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；611VF.Arium611純水機(jī)（VF型），德國(guó)賽多利斯公司；FAI-604型上皿電子天平，上海天平儀器廠；KQ3200型超聲波清洗器，昆山市超聲儀器有限公司；98-I-B型電子調(diào)溫電熱套，天津市泰斯特儀器有限公司；分樣篩：20目 （孔徑0.9 mm）、40目（孔徑 0.45 mm）、80目（孔徑 0.2 mm）、100目（孔徑 0.15 mm）、120目（孔徑 0.125 mm）、140目（孔徑0.105mm），浙江上虞縣紗篩廠。

1.3 樣品前處理

稱取1 g左右飼料試樣于凱式燒瓶中，加HNO3浸泡過(guò)夜（6～8 h），再加入適量 HClO4，在通風(fēng)櫥中的可調(diào)溫電熱套中加熱，待大量棕色氣體逸出，直至有HClO4白霧逸出，溶液清亮?xí)r為止，取下冷卻。用0.1mol/l HNO3洗瓶壁并微熱使結(jié)晶溶解，最后用去離子水轉(zhuǎn)移到50ml的容量瓶中，過(guò)濾備用[1]。為了選取最佳條件來(lái)消化樣品，我們引用了一定的數(shù)學(xué)方法，即設(shè)計(jì)成正交試驗(yàn)，本試驗(yàn)選擇三因素三水平L9(33)的試驗(yàn)方法[2]見(jiàn)表1、表2。

表1 樣品消化水平因素

表2 試驗(yàn)方案的制定

2 結(jié)果與討論

2.1 最佳硝化條件的選擇

2.1.1 按L9(33)正交設(shè)計(jì)，以ICP-AES測(cè)定各元素含量，結(jié)果見(jiàn)表3。

對(duì)上述結(jié)果進(jìn)行方差分析[3]（以Fe為例）見(jiàn)表4。表4中數(shù)值使用公式如下：

從表中可以知道：因素A中 K2＞K3＞K1,可見(jiàn)酸配比HNO3：HClO4等于10：1時(shí)消化最完全；因素B中K2＞K1＞K3,可見(jiàn)酸總量為24ml時(shí)消化最好；因素C中 K3＞＞K2≈K1，粒度為 100 目時(shí)消化最好，即粒度越小，對(duì)結(jié)果越好。從因素A、B、C的極差R值來(lái)看，因素C粒度的R值很大，對(duì)結(jié)果的影響最大。而酸總量的R值最小，對(duì)結(jié)果的影響最小，因此,粒度的影響最大，酸配比的影響次之，酸總量的影響最小。本文選用酸配比為10：1、酸總量為24 ml。我們對(duì)Fe離子的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步進(jìn)行正交試驗(yàn)方差分析。結(jié)果見(jiàn)表5。

表3 ICP-AES測(cè)定各元素含量(μg/g)

表4 Fe的實(shí)驗(yàn)測(cè)定數(shù)據(jù)（μg/g）

表5 Fe測(cè)定結(jié)果的方差分析

表5中數(shù)值使用公式如下：

每個(gè)因素的自由度等于其水平數(shù)減1，故fA＝fB＝fc＝水平數(shù)-1＝2

2.1.2 根據(jù)以上方法對(duì)5種元素進(jìn)行方差分析，結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 各種元素的F值

從表6中可以看出FC大于F臨界值，所以粒度(C)對(duì)結(jié)果的影響最大，F(xiàn)A和FB均小于F臨界值，因此酸配比(A)和總量(B)對(duì)結(jié)果的影響較小,這與表5中極值的分析相同。

2.2 補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)

為了找到最佳條件，我們把酸配比和酸總量固定在第二水平，取粒度為100、120、140目三種，再補(bǔ)充做三組試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表7、表8。

表7 樣品質(zhì)量（g）

表8 補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(μg/g)

從表中可以看出 Fe、Cu、Zn、Mn、Co在 120目時(shí)消化完全，所以，我們的樣品最佳消化條件是酸配比HNO3+HClO4＝10+1、酸總量為 24.00m l、粒度為 120 目。

2.3 最佳消化條件微量元素的含量測(cè)定

稱量1 g左右樣品測(cè)定其含量見(jiàn)表9、表10。

表9 ICP-AES法測(cè)定含量(μg/g)

表10 AAS法測(cè)定含量(μg/g)

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)先采用酸配比、酸總量和粒度等不同條件處理樣品，利用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀(ICP-AES)測(cè)定，利用正交實(shí)驗(yàn)的分析及方差分析，發(fā)現(xiàn)粒度對(duì)結(jié)果的影響很大，酸總量也有一定的影響，酸配比的影響最小。找出最佳樣品處理?xiàng)l件：酸配比為 HNO3+HClO4＝10+1，酸總量為 24.00ml,粒度為 120目。用此條件處理樣品，ICP-AES測(cè)得結(jié)果與AAS基本一致。

若干篇，刊略，需者可函索）

（編輯：張學(xué)智，mengzai007@163.com）

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1001-991X（2010）15-0045-04

2010-05-17