食用菌重金屬成分分析標準物質的研制，有助于提高食用菌重金屬含量檢測水平，提高食用菌種植的整體質量，促進食用菌產(chǎn)業(yè)平穩(wěn)、健康發(fā)展。不過，目前國內(nèi)同類食用菌有證標準物質仍處于較緊缺狀態(tài)，難以滿足國家量值溯源需求。因此，亟需投入力量，研發(fā)出具備均勻性、穩(wěn)定性、量值精確性的食用菌重金屬成分分析標準物質。

本文針對古田食用菌中心當?shù)亓魍ǖ氖秤镁奉愔亟饘僭貦z測情況，選取兩個樣品作為標準物質研制的候選物，通過參考《食品安全國家標準 食品中污染物限量》（GB 2762-2022）等國家標準，選取鉛（Pb）、鎘（Cd）、砷（As）和汞（Hg）作為目標元素開展特性量值分析測量。同時，根據(jù)《標準物質的定值及均勻性、穩(wěn)定性評估》（JJF 1343-2022）等國家計量技術規(guī)范，應用電感耦合等離子質譜法組織特性量值定值檢測，采用ICP-MS方法進行樣品均勻性、穩(wěn)定性檢驗，并對樣品均勻性、穩(wěn)定性和定值過程引入的不確定度展開評估。

1. 標準物質樣品制備和貯存

1.1 樣品采集和篩選

針對古田食用菌中心當?shù)亓魍ǖ氖秤镁奉惖闹亟饘僭貦z測情況，選取20種代表性的食用菌（如竹蓀、銀耳、香菇等）作為標準物質研制的候選物，并使用電感耦合等離子體質譜法（ICP-MS）對食用菌中的Pb、Cd、As和Hg元素進行半定量掃描。通過初步分析，研究確定了這些元素在食用菌中的含量范圍，并從中篩選出含量較高的樣品作為待選對象。為更準確地掌握相關元素的量值，運用ICP-MS定量方法對選中的樣品進行進一步測量，最終選擇了兩個具有代表性的樣品作為候選樣并大量購入，以便后續(xù)進行深入處理和研究。

1.2 樣品制備

將選購的食用菌干貨除掉雜質及非食用部分后，在80℃恒定溫度下烘干，直至其重量不再發(fā)生變化。將烘干后的干貨分批放入高速粉碎機中進行精細粉碎處理，經(jīng)過100目（即150μm）篩網(wǎng)精細篩分，將篩分樣品裝入PE自封袋內(nèi)，確保密封并在干燥環(huán)境下保存。當粉碎、篩分步驟全部完成后，使用滾筒式搖勻儀，讓樣品在儀器內(nèi)進行360°的全方位搖勻處理，持續(xù)24h，使樣品盡可能達到均勻的分布狀態(tài)。

2. 均勻性檢驗

2.1 均勻性檢驗取樣原則

在進行均勻性檢驗取樣時，對于樣品的抽取單元數(shù)與重復測量次數(shù)，需緊密貼合所采用的統(tǒng)計檢驗方法要求。若總體單元數(shù)N滿足不同范圍，抽取的單元數(shù)也應遵循相應規(guī)定：當N≤200時，抽取單元數(shù)至少為11個；當N為200-500時，至少抽取15個單元；當N為500-1000時，至少抽取25個單元；而當N>1000時，抽取單元數(shù)應不少于30個。對于均勻性表現(xiàn)良好的樣品，當N≤500時，抽取單元數(shù)至少為10個；而當N>500時，則至少抽取15個單元。

2.2 統(tǒng)計方法

均勻性評估需采用具有高精確度、靈敏度和可溯源性的測量方法，且在精密度上不可低于定值方法。在保持實驗條件重復性的基礎上，采用方差檢驗法進行均勻性檢驗，通過比較組間方差與組內(nèi)方差大小判斷各組測量結果之間是否存在系統(tǒng)誤差，進而實現(xiàn)統(tǒng)計檢驗。當兩者比值低于臨界值時，認為樣品是均勻的。

3. 穩(wěn)定性檢驗

3.1 穩(wěn)定性檢驗的方法

穩(wěn)定性檢驗的時間間隔應遵循先密集后疏松原則，為確保標準物質量值的準確性與可靠性，需在預期有效期限內(nèi)設置多個不同時間點的穩(wěn)定性評估，并記錄穩(wěn)定性評估期間的環(huán)境條件，然后對多個時間間隔的測定結果進行t分布檢驗，當n次檢驗的|β1|<t（0.95，3）.s（β1）時，表明該標準物質的特性量值無顯著變化。

3.2 長期穩(wěn)定性檢驗結果

采用微波消解前處理和電感耦合等離子體質譜法（同定值測量方法），對香菇粉中的Pb、Cd、As和Hg元素成分開展特性量值考察。每次隨機抽取3瓶樣品，且每瓶樣品從不同部位獨立取樣2次，從2023年11月到2024年4月共進行8次穩(wěn)定性檢測。

3.3 短期穩(wěn)定性檢驗結果

為考察溫度對香菇中4種元素特性值的影響，研究依據(jù)同步穩(wěn)定性評估方案，每次隨機取樣2瓶，并定時分別置于50℃和-20℃條件下儲存0、3、6、9、12、15d。每瓶樣品從不同位置取樣2次，取平均值。

4. 定值

4.1 溯源性

各元素作為標準曲線的標準溶液，均是國家一級或二級有證標準物質。所有香菇粉標準物質研制過程中使用的計量器具，均按國家計量部門相關規(guī)定開展檢定或校準，以確保量值準確可靠。使用香菇粉標準物質開展方法驗證，以保證標準物質定值的準確性。

4.2 定值方法

4.2.1 樣品前處理方法。消解前先將香菇粉在80℃條件下烘干3h，然后置于盛有無水CaCl2干燥器中保存，達到室溫后稱量。在事先清潔好的消解罐中依次稱取約0.5g的香菇粉樣品，精確至0.0001g，罐壁不能掛樣，再向罐中加入6mL的濃硝酸，并在加入時將罐壁樣品沖至罐底。設定微波消解方法，包括各消解步驟的最高功率、時長和最高溫度限值等，具體如表1所示。將稱好樣的消解罐和空白罐放于設定好的消解儀中消解，并在消解結束后把消解罐放入趕酸轉子中，運用微波趕酸法，直至酸液量縮減至約0.5mL，具體操作如表2所示。最后將處理后的樣品移至50mL帶蓋聚乙烯管中，加入超純水定容至近50mL，精確稱重并記錄數(shù)據(jù)，搖勻備用。

4.2.2 儀器工作條件。為確保儀器性能達到最優(yōu)狀態(tài)，需進行調(diào)諧，使靈敏度最大化。在調(diào)諧過程中，需確保156CeO+/140Ce+與70Ce++/140Ce+比值分別控制在1.5%與2.0%以下。調(diào)諧完成后，儀器工作條件設置如下：RF功率為1500W；載氣流量維持在0.90L/min；He流速精確至4.3mL/min。此外，Omega透鏡電壓設為10.8V；Omega偏轉電壓為-80V；提取透鏡電壓調(diào)至-160V；Deflect電壓設為1.4V。截取錐與采樣錐均采用鉑錐材質，配備PFA同心霧化器，積分時間設置為0.1s，采樣深度為8mm。

4.2.3 標準曲線。首先，準確量取待測元素的溶液標準物質，并將其轉移至帶有蓋子的50mL聚乙烯管中。其次，依據(jù)樣品中各元素的具體含量，精準配置標準溶液，并用2%的HNO3溶液進行稀釋，直至溶液質量濃度達到各元素測量所需的標準混合狀態(tài)，即制成標準儲備溶液。再次，用2%的HNO3溶液對標準儲備溶液進行逐級稀釋，制備出待測元素的標準溶液。最后，將待測元素的信號與內(nèi)標元素信號的比值，與標準溶液質量濃度進行比對，并繪制元素的標準曲線。該標準曲線的相關系數(shù)均超過0.9998，表明待測樣品質量濃度始終保持在標準曲線的線性范圍內(nèi)。

4.2.4 加入內(nèi)標。內(nèi)標方法可以有效彌補因樣品基體引發(fā)的強度波動與變化，從而顯著提升分析的精確度和可靠性。在挑選內(nèi)標元素時，要確保所選元素在樣品中不存在或含量極低，可忽略不計，內(nèi)標元素的質量數(shù)和第一電離能也需與待測元素相近，以確保數(shù)據(jù)有效性。在配置內(nèi)標溶液時，推薦將內(nèi)標濃度設置在標準曲線的中間范圍，以確保最佳的比較效果，而對于多元素分析，采用雙內(nèi)標或多內(nèi)標策略更為理想。此外，在加入內(nèi)標之前，需對樣品進行全元素半定量分析，以精準篩選出合適的內(nèi)標元素，提升分析質量。內(nèi)標元素的濃度依具體情況而定，超干凈的樣品可以使用低濃度的內(nèi)標物溶液，而復雜基體、有少量分子離子或內(nèi)標物污染的樣品，則應選擇較高濃度的內(nèi)標溶液。

根據(jù)上述分析，ICP-MS測量過程中考慮到基體干擾，分別將消解后的樣品稀釋為不同倍數(shù)，并選擇不同濃度的內(nèi)標經(jīng)多次優(yōu)化比較，最后選取在部分樣品前處理條件的基礎上定容稀釋至50mL。此外，通過全元素半定量分析，發(fā)現(xiàn)樣品中不含有Ge、In、Bi。因此，測量Pb、Cd、As、Hg元素時，選擇Ge、In、Bi作為內(nèi)標元素，并將其內(nèi)標在線加入濃度確定為20ug/kg，回收率為90%-110%。

4.2.5 待測元素的同位素。在元素周期表中，大多數(shù)元素擁有不止一種同位素，選擇待測元素同位素時，除了要關注同位素的天然豐度外，還要考慮其受干擾程度。為準確測定元素的質量數(shù)，通常會優(yōu)先選擇那些豐度高且干擾較小的同位素作為待測對象，以確保測量結果的準確性和可靠性。因此，實驗分別在No Gas模式和He碰撞模式下對有多個同位素的元素進行了考察，并檢測其受干擾情況?？疾彀l(fā)現(xiàn)，在He碰撞模式下，多原子離子的干擾基本可以消除。因此，最終選取ICP-MS方法測量過程中，樣品中待測元素的質量數(shù)和對應元素為208Pb、111Cd、75As、202Hg。

綜上所述，本文針對食用菌中鎘、鉛、砷、汞等重金屬成分，研發(fā)了標準物質，并利用微波消解-電感耦合等離子體質譜法進行了精準的元素分析。結果表明，研究所制的標準物質不僅可用于檢測實驗室的質量控制與分析方法確認，還為量值溯源和測量儀器校準提供了可靠基準。隨著社會對食品安全和環(huán)境健康的關注度不斷提高，本研究成果將為食用菌產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的持續(xù)改善作出積極貢獻。

作者簡介：于萍（1980-），女，漢族，福建福州人，高級工程師，碩士研究生，研究方向為化學計量。