无机元素测定技术课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,无机元素测定技术在食品检测中的应用,陈 果,2012.3.15,背景,日常食品中都含有不同含量的无机组分。其中包括铅、砷、镉、汞等重金属污染物，溴酸盐、亚硝酸盐等添加剂，也包括了钙、锌、铁等营养强化剂。因此，无机元素的测定是食品检测中比较重要的一个部分。,现就无机检测中涉及的前处理方法及分析手段的应用进行简要的介绍。,一、前处理方法,1.,湿法消解,在加热条件下，用氧化性强酸或混合酸，破坏和分解有机物，使样品中的待测离子分离出来的方法。根据样品和待测离子的不同，常用的混酸种类有：,HNO3-HClO4,，,HNO3-H2SO4,，,HNO3-HF,，,HNO3-HCl,等,2.,干法灰化,将样品置于坩埚中，在电炉上灼烧炭化，然后在马弗炉中使其灰化，直至样品中的有机物全部分解成为白色残渣，再加少量酸溶解。,3.,微波消解,样品与酸置于密闭容器中，在微波电场的作用下，样品分子间高速运动摩擦，产生热能，使样品发生分解。,湿法消解,干法灰化,微波消解,优点,应用广泛，易于操作；,适于多种类型样品；,样品中有机物完全破坏，基体干扰小。,称样量大，降低方法的检出限；,试剂用量少，空白较低；,适用于脂肪含量较高的食品,避免了目标元素的污染和损失；,消解快速；,减少试剂用量和废气排放,缺点,酸使用量较大，易造成外源性污染；,Hg,等元素容易挥发；,环境污染严重；,分析元素挥发导致结果偏低；,处理时间较长；,称样量少，方法检出限高；,消解的样品中存在大量的氮氧化物，有基体干扰；,赶酸时间较长；,二、检测方法,原子吸收光谱法（,Atomic Absorption Spectroscopy,，,AAS,）,被测元素基态原子在蒸汽状态下吸收其共振辐射，外层电子由基态跃迁至激发态而产生原子吸收光谱。,2.,原子荧光光谱法（,Atomic Fluorescence Spectroscopy,，,AFS,）,气态自由原子吸收特征辐射后跃迁到较高能级，然后又跃迁回到基态或较低能级，同时发射出与原激发辐射波长相同或不同的辐射即原子荧光。荧光强度与原子的量呈正比。,消化后的样品与,KBH4,反应，生成不稳定的氢化物，被载气,Ar,带到炉口，受热分解成原子蒸汽，受激发后发出荧光，荧光强度被检测器检测。,3.,等离子体发射光谱法（,Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectroscopy,，,ICP-AES,）,原子发射光谱法包括了三个主要的过程：,（,1,）由等离子体提供能量使样品蒸发、形成气态原,子，并进一步使气态原子激发而产生光辐射；,（,2,）将原子发射光经单色器分解成按波长顺序排列,的谱线，形成光谱；,（,3,）用检测器检测光谱中谱线的波长和强度。,4.,等离子体质谱法（,Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry,，,ICP-MS,）,样品以水溶液的气溶胶形式进入等离子体中心区，被高温去溶剂、气化和电离；,等离子体进入真空系统，正离子被拉出并按其质合比分离；,检测器将离子转化为电子脉冲，电子脉冲的大小与样品中分析离子的浓度相关。,三、常规无机元素的测定,1.Pb,检测方法：,AAS,：检出限低，若样品中盐分过高会造成背景干扰，无法准确测量；,AFS,：检出限低，但酸度对结果影响非常大，标液与样品的酸度必须保持一致,ICP-MS,：检出限低，选择性好,ICP-AES,：灵敏度差,Pb,测定应注意的事项：,样品在分解过程中极易污染，特别是硝酸中往往含有微量,Pb,，因此应选用优级纯的硝酸；,采用干式灰化分解样品时，要严格控制灰化温度；,酸度对,Pb,的氢化反应会产生明显的影响，分解后的样液酸度应与标液严格保持一致，一般以为,2%,（,v/v,）,HCl,介质；,样品分解时，避免使用硫酸，过量的,SO42-,会使,Pb2+,共沉淀。,2.As,检测方法：,AFS,：检出限低，样品处理后加硫脲或,Vc,等还原剂,ICP-MS,：检出限低，但基体影响，如,CL-,ICP-AES,：灵敏度差，精密度差,As,测定应注意的事项：,As,化合物具有挥发性，因此样品不应该灼烧，灰化过程中加入氧化镁、硝酸镁可以减少,As,的挥发；,三价,As,氯化物容易挥发，在分解样品时必须有氧化剂存在，使它们呈高价状态；,在用,AFS,测定,As,时，通常要用还试剂将,As,预还原为三价，因此通常要将样品分解过程中残留的氧化性酸驱赶干净。,3.Hg,检测方法：,AFS,：检出限低,ICP-MS,：检出限低，,Hg,记忆效应强，且易有基体干扰,ICP-AES,：灵敏度差,Hg,测定应注意的事项：,Hg,极易挥发，因此样品分解通常在密闭体系中进行；,无论采取何种方式分解样品，切勿将溶液蒸干；,在食品、水等样品中，,Hg,的含量通常很低，因此在样品分解过程中严防污染；,微量,Hg,易被器皿吸附，分解好的样品不能常时间放置。,4.Cd,检测方法：,AAS,：检出限低，但线性范围小；,AFS,：干扰严重，只适合单纯样品含量测定；,ICP-MS,：检出限低；,ICP-AES,：灵敏度好，但有光谱干扰,Cd,测定应注意的事项,:,Cd,的灵敏度比较高，应选择好样品的稀释度，使其在仪器线性范围内。,小结：,在无机元素的测定中涉及多种前处理方法和多种仪器分析手段。每种方法都有自己的优缺点和适用性。食品样品中基体组成复杂，对检测结果影响极大，因此在实际的检测工作中应根据具体情况而选取适宜的方法，从而保证结果的准确性。,知识回顾,Knowledge Review,祝您成功！,