鄧著智

(廣西弘遠環(huán)境監(jiān)測有限公司，廣西 欽州 535000)

茶與咖啡及可可并稱世界三大飲料，飲者眾多，與人類生活緊密相關，而我國是茶飲大國，亦是茶葉出口大國，對茶葉的研究一直是生命科學中備受關注的焦點。近年來，通過對茶葉中微量元素研究的不斷深入，人們發(fā)現(xiàn)六堡茶中除了富含對人體有益的生化成分如：咖啡堿、兒茶素及茶多糖等外，同時還含有參與人體生命活動的Cu、 Zn、 Fe等多種有益元素，但是茶葉中同時也含有一定量的有害元素，人體如果攝入量超過一定的限值則會誘發(fā)疾病[1-3]，因此，對茶葉中元素進行分析研究十分有必要。目前，已報道對六堡茶中元素測定的方法較少[4-5]。蔡宇春等人[6]用原子吸收法測定六堡茶中的鉛和鎘，方法雖然選擇性強、靈敏度高，但其僅適合單元素檢測，工作效率低，標準曲線線性范圍窄，樣品前處理要求較為苛刻，需要趕酸完全，而且不適合砷汞元素的測定；電感耦合等離子體質(zhì)譜法[7]動態(tài)線性范圍寬，選擇性和靈敏度都比較高，而且適用于多元素的同時在線分析，因而具有其他元素分析儀器無法比擬的優(yōu)勢，現(xiàn)已成為元素分析的主流方法，在眾多領域皆有廣泛應用[8-12]。

1 材料與方法

1.1 儀器

Nexion300D電感耦合等離子體質(zhì)譜儀(Inductively Coupled Plasma Masspectrometry)：美國珀金埃爾默公司；超純水機：美國Millipore公司。

1.2 試劑及標準溶液

多元素標準溶液[1000μg/mL，國家有色金屬及電子材料分析測試中心，GSB04-1767-2004，以5%HNO3(體積比)為介質(zhì)，臨用前逐級稀釋]；鍺、銦、鉍、鈧內(nèi)標溶液(濃度均為：1000mg/L)。硝酸(GR，德國默克公司)；過氧化氫(GR，國藥集團)；國家有證標準物質(zhì)綠茶(GBW10052，中國地質(zhì)科學院地球物理地球化學勘察研究所)。六堡茶茶葉樣品均購于梧州市各大茶行。

1.3 樣品前處理

用萬分之一電子天平準確稱取一定量的六堡茶(約0.4g左右)到100mL聚四氟乙烯內(nèi)罐(經(jīng)純酸高溫蒸煮去離子水洗凈)中，依次加入8.0mL硝酸和2.0mL H2O2，放在電熱板上100℃預消解60min/(或者放置過夜)后旋緊頂蓋及不銹鋼外罐，將罐體放入烘箱中加熱消解。消解過程采用逐步升溫模式，具體步驟如下：100℃恒溫加熱2h，140℃恒溫加熱4h，170℃恒溫加熱2h。

消解完成后，消化液140℃左右趕酸，待溶液剩約1.0mL 時，用去離子水將消解液全量轉(zhuǎn)移至50mL塑料容量瓶中，定容搖勻直接上機測定，同時做試劑空白試驗。

1.4 儀器工作參數(shù)

電感耦合等離子體質(zhì)譜儀的工作參數(shù)通過質(zhì)譜調(diào)諧液的調(diào)諧得到，RF發(fā)生功率為1200W；樣品采樣深度2.5mm；霧化器流量1.02L/min；等離子體氣流量15.0L/min；氧化物產(chǎn)率<2.0%，雙電荷比<0.2%。

1.5 干擾的消除

電感耦合等離子體質(zhì)譜法雖然可以分析元素周期表中的60多種元素，但是相當一部分的元素在分析的過程中都存在不同程度的干擾(多原子離子，如表1所示)，為消除此類質(zhì)譜干擾，提高實驗結(jié)果的準確性，試驗采用動能甄別(也稱碰撞模式，kinetic energy discrimination,KED)進行分析。在實驗中干擾離子(多原子離子)的碰撞面積比待測離子的碰撞面積大，在同一質(zhì)譜條件下，碰撞反應氣體氦氣原子與干擾離子發(fā)生有效碰撞的機會高于氦氣與待測離子的碰撞，所以干擾離子碰撞后動能損失顯著。設置四級桿的電位勢高于碰撞反應池的電動勢，發(fā)生碰撞后四級桿的勢能高于多原子離子的動能，多原子離子偏離原飛行軌道無法進入四級桿從而達到去干擾的目的。

表1 潛在的干擾

2 結(jié)果與討論

2.1 方法的線性范圍及檢出限

10種元素元素在0.05～100μg/L范圍內(nèi)有良好的線性關系，相關系數(shù)均大于0.999，測定11份試劑空白溶液，按IUPAC的規(guī)定計算方法的檢出限，即3倍空白標準偏差對應的質(zhì)量濃度，結(jié)果見表2。

表2 相關系數(shù)及檢出限

由表2可知，10種元素在KED模式下同時進行分析具有良好的線性范圍及相關系數(shù)，實驗具有可行性。

2.2 方法的準確性試驗

添加2種不同濃度(2.0μg/L，20.0μg/L)的元素混合標準液于六堡茶樣品中進行消解，上機連續(xù)重復測定3次，各樣品的加標回收率在99.0%～103.5%之間，相對標準偏差(RSD)均小于5%(如表3所示)，表明該方法的準確度和精密度較好，符合痕量分析的要求。按照1.3的樣品預處理方法對國家一級標準物質(zhì)綠茶(GBW 10052)進行消解處理，平行測定其消化液3次，考察方法的準確度，結(jié)果如表4所示。由表4不難看出，國家一級標準物質(zhì)綠茶(GBW 10052)的實驗測定值與標準物質(zhì)證書上的標準值基本上一致，國家一級標準物質(zhì)綠茶(GBW 10052)的成分和六堡茶相似，實驗結(jié)果說明本方法適用于六堡茶樣品中無機元素的檢測。

表3 樣品加標回收率

表4 綠茶標準物質(zhì)(GBW10052)的測定結(jié)果(n=4)

2.3 六堡茶中10種元素的含量分析

按文中的前處理方法消解六堡茶后，測定了其中10種元素的含量，各元素的具體含量見表5。

表5 六堡茶中10種元素的含量(mg/kg)

由表5可知：六堡茶中富含人體必需的營養(yǎng)元素鐵鋅銅，這幾種元素基本是地殼中含量較為豐富的元素，說明六堡茶在生長過程中富集了這幾種元素。GB2762-2017《食品安全國家標準 食品中污染物限量》規(guī)定了茶葉鉛≤5mg/kg，其他元素未作出限定。由表可知六堡茶中的有害重金屬元素鉛均在限定值范圍內(nèi)，普通飲茶不會對身體造成傷害。

3 結(jié)論

茶葉是一種有機物含量高，基質(zhì)較為復雜的樣品，前處理方法較為重要，如果處理不好，樣品中的復雜基質(zhì)很容易干擾各元素的定性及定量結(jié)果。實驗采用密閉高壓消解法與電感耦合等離子體質(zhì)譜儀聯(lián)用對六堡茶中的10種元素進行測定。密閉高壓消解法通過對罐體外部加熱，使其內(nèi)部消解液的沸點升高，從而讓有機物被充分破壞，消解更徹底，其次，密閉高壓消解法是在一個密閉環(huán)境中進行，污染較少，使用更安全，而電感耦合等離子體質(zhì)譜儀高選擇性、高靈敏度，并且能夠?qū)Χ喾N元素實現(xiàn)同時在線測定，兩者聯(lián)用能夠?qū)αげ柚械母髟剡M行準確的定量分析。