標題微波消解-電感耦合等離子體質譜(ICP-MS)法測定茶葉中的砷、鎘、銅、鉛

茶葉作為一種經濟作物，在飲料市場上占有非常重要的地位。茶葉中的重金屬影響著茶葉愛好者的身體健康，如何快速準確地檢測茶葉中的重金屬，對控制茶葉質量安全、維護人體健康有著非常重要的意義。通過使用HNO3-H2O2消解體系進行樣品處理，有效地消除茶葉中的有機質；通過檢測時在線加入內標103Rh減少非質譜干擾；使用碰撞模式減少質譜干擾，選擇75As、111Cd、63Cu、208Pb作為測定對象，并分別在標準模式(No Gas)和氦氣流量為4、6、8 mL/min的碰撞模式下對標準物質茶葉GSB-7a和柑橘葉GSB-11進行檢測，選擇儀器佳的工作狀態，建立了利用微波消解進行樣品處理，電感耦合等離子體質譜儀(ICP-MS)測定茶葉中As、Cd、Cu、Pb 的方法。對實驗方法進行準確度和精密度驗證。結果表明，在氦氣流量為6 mL/min的碰撞模式下，標準物質GSB-7a和GSB-11中待測元素測定值均與證書參考值一致，儀器處于優的工作狀態；各待測元素標準曲線線性相關系數均大于0.999，檢出限為0.001～0.02 mg/kg，加標回收率為87.0%～110%，相對標準偏差RSD為1.7%～3.8%(n=6)。方法的線性范圍寬、檢出限低、準確度和精密度良好，適用于茶葉樣品中As、Cd、Cu、Pb等重金屬元素的定量分析。

茶葉是一種深受人們喜愛的健康飲品，茶葉中除了含有對人體有益的茶多酚、茶氨酸、茶黃素、茶皂苷等有機物質和銅、鐵、鋅等無機微量元素，同時也含有鎘、砷、鉛等危害人體健康的重金屬元素。近年來，隨著我國工業的迅速發展，土壤環境受到嚴重污染，土壤中的重金屬被茶樹富集后轉移到茶葉中，危害著人體的健康。在重金屬中，鎘、砷、鉛有著顯著的毒性，它們容易通過植物富集累積在食物鏈中，且不易通過排泄系統排出，當在人體積累過多時，可導致人體血液系統、腎臟系統和神經系統等疾病。銅作為人體必需的微量元素，攝入過多易引起腹痛、惡心等癥狀，長期服用易導致肝硬化。為了保障食品安全，維護公眾健康，農業部發布了標準《茶葉中鉻、鎘、汞、砷及氟化物限量》(NY 659—2003)和《綠色食品 茶葉》(NY/T 288—2018),國家發布了標準《食品安全國家標準 食物中污染物限量》(GB 2762—2022)。標準 NY 659—2003 規定了茶葉中鎘、砷的限量值分別為 1、2 mg/kg，標準 NY/T 288—2018 規定了茶葉中銅的限量值為 30 mg/kg，標準 GB 2762—2022 規定了食品中多種污染物的限量要求，其中茶葉中鉛的限量值為5mg/kg。準確測定茶葉中鎘、砷、銅、鉛等重金屬元素，及時掌握茶葉中重金屬污染狀況，對于茶品質量保障和茶葉產業健康有序的發展具有重要的現實意義。

目，茶葉中金屬元素的檢測方法有原子吸收光譜(AAS)法、原子熒光光譜(AFS)法、電感耦合等離子體質譜(ICP-MS)法等。ICP-MS 法因其檢出限低、檢測線性范圍寬、精確度高、可多元素同時檢測等優勢，在茶葉重金屬元素的檢測中受到越來越多的關注。標準《食品安全國家標準 食物中多元素的測定》(GB 5009.268—2016)提到使用 ICP-MS 法測定砷、鎘、銅、鉛等金屬元素，但標準中只給出了精密度和檢出限，沒有提及準確度的要求；同時，由于茶葉中含有茶多酚、咖啡堿、氨基酸、蛋白質等大量的有機物，其經微波消解產生的有機碳殘留會對 ICP-MS 檢測產生較強的基體干擾，影響著 ICP-MS 檢測的準確性和精密度，標準方法中采用 HNO3對樣品進行微波消解處理，仍需要進一步優化。實驗選用 HNO3-H2O2的消解體系，設計了合適的微波消解程序對茶葉樣品進行處理；利用 ICP-MS 對茶葉中的砷、鎘、銅、鉛進行檢測，優化了檢測方法，實驗結果表明，該方法檢出限低、精密度和準確度良好。

儀器與試劑

電感耦合等離子體質譜儀(上海美析儀器有限公司)；微波消解儀；電子天平。

As、Cd、Cu、Pb 多元素標準儲備溶液(100 µg/mL)，銠標準儲備溶液(1 000 µg/mL)，Be、In、Bi、Ce調諧溶液(1 µg/L)。

多元素標準溶液系列：取 100 µg/mL 的多元素標準儲備溶液用 2%硝酸逐稀釋配制 1、2、5、10、20、50、100 µg/L 的多元素標準溶液系列。

銠內標溶液：取銠標準儲備溶液，用 5%硝酸稀釋到 200 µg/L 作為內標溶液使用。

H2O2、HNO3均為優純，茶葉樣品為市場購買，標準物質茶葉 GSB-7a 和柑橘葉 GSB-11，超純水。

儀器工作條件

檢測用調諧溶液對儀器進行調諧，使儀器的穩定性、靈敏度達到佳水平，雙電荷離子產率¹⁴⁰Ce⁺⁺/⁷⁰Ce⁺≤3%，氧化物離子產率 ¹⁵⁶CeO⁺/¹⁴⁰Ce⁺≤2%，實驗采用氦氣碰撞模式。經優化后儀器工作參數見表 1。

樣品處理

稱取 0.5 g(精確至 0.000 1 g)干燥研磨后的茶葉樣品置于消解罐中，加入 5 mL HNO3、2 mL H2O2，旋緊蓋子，消解罐按順序排好后放入微波消解儀中，按照表 2 的程序進行消解，消解完成后，將消解罐放置到趕酸儀上 140 ℃趕酸至近干，加入 1 mL HNO3，繼續在趕酸儀 100 ℃加熱至消解罐中殘渣溶解，后轉移至50 mL 容量瓶中，用超純水定容，由 0.45 m 濾膜過濾，待測。樣品空白、標準物質 GSB-7a 和 GSB-11 與以上茶葉樣品同步處理，條件相同。

實驗方法

選用優化后的儀器工作參數，對試樣進行檢測。在檢測中為有效減少茶葉樣品產生的非質譜干擾和信號的漂移，選用 103Rh 作為內標，檢測時在線加入；開啟氦氣碰撞模式，選擇 75As、111Cd、63Cu、208Pb 進行檢測，有效消除檢測過程中的質譜干擾。對待測元素標準溶液系列進行檢測，制作標準曲線。對試樣檢測，測定試樣中的待測元素含量。

方法來源：楊永建，夏莎莎，李紅華，黎剛．微波消解-電感耦合等離子體質譜(ICP-MS)

法測定茶葉中的砷、鎘、銅、鉛[J/OL]．中國無機分析化學.