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原子荧光光度计测试食品蜂蜜中锗含量的应用

日期: 2018-12-11
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摘要:

锗是人体必需的14种微量元素之一,一般食品中锗含量很低,主要来源于保健加入。如保健饮品中的有机锗等,1967年日本浅井一彦博士利用化学方法获得了有机锗化合物,随后被视为了保健品在日美等国风靡一时,曾经一些国家更是把它做为促进动植物生长的、提高免疫力的、抗癌消炎、制造功能性食品的添加剂,应用于农牧业生产和食品加工。然而最新医学研究表明,长期摄取含锗食品会如同重金属一样积累在人体,导致人精力下降、肾功能不全等危害。因此国家制定了相应的检测方法和限量要求的国家标准和行业标准。

食品中锗的检测方法主要有紫外分光光度法,原子吸收分光光度法、化学发光光度法,荧光免疫分光光度法,原子荧光光谱法。氢化物原子荧光光谱法是近年来发展起来的痕量检测方法,其检出限低,适合于低含量样品的检测,食品安全国家标准GB/T5009.151-2014规定了食品中锗的原子荧光光谱法为第一法。该方法是在磷酸介质中,用双氧水作为预氧化剂等,发生氢化物载入原子荧光光度计测试的方法。本方案使用了港东AFS-GD300型原子荧光光度计实测了罐头食品蜂蜜中锗的含量,加标回收率结果满意。

1、原理

    食品试样采用硝酸硫酸全消解的方法,在酸性介质中锗被氧化成四价锗,四价锗与硼氢化钾作用下生成挥发性的锗的氢化物,并由载气带入原子化器中进行原子化,在特制的空心阴极灯照射下,基态锗原子被激发至高能态,在去活化回到基态时,发射出特征波长的荧光,其荧光强度与锗的含量成正比。最后根据标准系列进行定量计算。

2、试剂:

本实验用酸为优级纯,其它试剂为分析纯。

2.1硝酸:ρ=1.42g/mL GR

2.2硫酸:ρ=1.84g/mL GR

2.3磷酸

2.4过氧化氢30%

2.5氨水(优级纯)

2.6磷酸溶液(V/V): 1+4

2.7氢氧化钾溶液(5g/L

2.8硼氢化钾溶液(30g/L):称取15g硼氢化钾溶于氢氧化钾(5g/L)中,定容至500ml,混匀,用前现配。

2.9载流:5%磷酸溶液

3.0 标准储备液:(1000mg/L)中国计量科学研究院GSB  04-1728-2004

3.1锗的工作标准溶液:用20%磷酸溶液将锗标准溶液逐级稀释至500.0ug/L

3、实验条件:

3.1、仪器:

分析天平:感量0.0001

可调温式电热板

AFS-GD300 型原子荧光光度计(天津港东) 

锗空心阴极灯(北京有色院)

氩气  

3.2、仪器参考分析条件:

光电倍增管负高压:280 v

灯电流:60mA

炉高:8mm

载气流速:500ml/min

屏蔽气流速:1000ml/min

4、测试步骤:

4.1试样处理

称取试样约1-2g,置于250mL锥形瓶中,加入10-15mL硝酸,加硫酸2mL,摇匀,盖上小漏斗,放置过夜。

次日置于电热板上加热,再加热过程中,如果发现溶液变成棕色,则需要将锥形瓶取下,补加少量硝酸,缓慢消解,至消化液淡黄色或无色时,继续加热至开始冒白烟时,将锥形瓶取下稍冷后,缓慢加入1ml过氧化氢,加热,重复两次,以除去残留的硝酸,并加热到白烟出现。将锥形瓶取下,冷却。将溶液移入25ml容量瓶中,加入5ml磷酸,用水稀释至刻度,摇匀,同时做试剂空白试验。待测。

4.2标准工作溶液的制备:

50mL容量瓶依次加入酸溶液(2.3) 10.0ml;然后加入锗工作标准溶液500g/L,0; 1.0;2.0;4.0; 8.010.0mL50mL容量瓶中,用水定容到50ml,混待测。此标准系列浓度为010.020.040.080.0100.0ug/L

5、测试结果

仪器按照前述条件设置好后,需要充分运行预热,待达到热平衡后,首先用标准空白进样,待读数稳定后,开始测试标准系列,再转入样品测试之前,再进入空白测量状态,取均值作为样品空白,随后依次测定试样。测试完毕后处理计算数据。按照方法需要将处理好的待测样品(4.1A)与标准同时同条件测试,得到荧光强度值,并按下公式计算结果:

原子荧光光度计测试食品蜂蜜中锗含量的应用

w为样品中锗的量,单位mg/kg

c为标准曲线计算出的标准含锗浓度单位为ug/L

v为样品体积单位为L

K为稀释倍数;

m为称取样品的量单位为kg

 

按照前述样品处理方法实测了代表样品市售洋槐蜂蜜样品的总锗含量;用天津港东AFS-GD300 型原子荧光光度计实测样品结果如图1;图1为实测锗工作曲线,工作曲线相关系数0.997,线性较好;线性回归方程:A=10.5532x-42.345

实测数据可见原子荧光光谱法灵敏度高,线性佳,精密度好。非常适合各种样品中痕量锗元素的测量,仪器良好的性能保证了测试结果的准确性。表1为市售洋槐蜂蜜样品分析测试结果;

 

 

 

 

1工作曲线

 原子荧光光度计测试食品蜂蜜中锗含量的应用


 

1蜂蜜中锗测试结果   

样品编号

取样量g

样品含锗mg/kg

均值mg/kg

RSD%

洋槐蜂蜜-1

1.1318

0.11

0.11

4.84%

洋槐蜂蜜-1

1.1406

0.11

洋槐蜂蜜-1

1.1931

0.11

洋槐蜂蜜-1

1.1784

0.10

洋槐蜂蜜-1

1.2129

0.11

洋槐蜂蜜-1

1.0340

0.10

 

对洋槐蜂蜜样品进行了锗的测试以及加标回收率验证实验,回收率范围在89.3%-108.5%之间,结果见下表2

原子荧光光度计测试食品蜂蜜中锗含量的应用

 

2洋槐蜂蜜锗加标回收率结果

样品编号

含量mg/kg

加标量mg/kg

测得值

回收率

蜂蜜-1

0.11

1.05

93.79

89.3%

蜂蜜-2

0.11

1.71

1.8558

108.5%

 

6、结论

由于锗形成氢化物的酸度范围对测试灵敏度影响较大,标准和待测样品磷酸浓度要完全保持一致;食品安全国家标准采用0.8%的硼氰化钾,灵敏度低,不能形成检测平台,稳定性差,本方案使用了3%的硼氰化钾获得了较为满意的灵敏度。应用天津港东AFS-GD300型原子荧光光度计测定测定食品中的微量锗分析灵敏度好、精密度高,操作简便。分析结果稳定可靠,实用性很强。

 

操作注意事项:

所用玻璃仪器均需用1+9硝酸浸泡24h以上,再用去离子水清洗后待用。


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