电感耦合等离子发射光谱法同时测定茶叶中的七种微量元素
杨君 张耀亭
关键词：电感耦合等离子发射光谱法 测定 茶叶 微量元素 茶叶中微量元素的测定比较常见的有分光光度法，原子吸收光谱法和离子选择电极法等， [1]这些方法往往灵敏度较低，对于多元素的测定需要几种方法联用、费时费力。本文采用电感耦合等离子发射光谱法(ICP)同时测定了茶叶中的七种微量元素，具有灵敏度高、线性范围宽、元素之间相互干扰少，稳定性好等优点。分析速度快、多种元素同时测定只需 1 min左右，方法的相对标准偏差小于2.6%。
1 材料与方法
1.1 仪器 ICP-61型发射光谱仪(美国热电公司产，带有IBM微机控制。功率：1.1 kw；Ar冷却气：15L/min；Ar载气：0.6 L/min；观察高度：16 mm；狭缝宽度：20 μm ；被测元素波长：Mg 279.5 nm,Ca 317.9 nm,Fe 259.9 nm,Cu 324.7 nm,Zn 213.8 nm,Ni 231.6 nm,Sr 407.7 nm。内标元素波长：Cd 228.8 nm。
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1.2 试剂 盐酸(GR)、硝酸(GR)。
标准储备液 称取光谱纯镁、铁、铜、锌、镉各1.00 g，分别用30 mL 1+1盐酸加热溶解定容至1 000 mL，此溶液中各元素浓度为1.00 mg/mL。在50 mL水中加入20 mL盐酸(GR)溶解2.498 g碳酸钙(GR)，定容至1 000 mL，此 溶液钙浓度为1.00 mg/mL。称取光谱纯镍粉1.00 g，溶于少量硝酸(GR)加热蒸至近干，用少 量硝酸(GR)将残液全量转移至1 000 mL容量瓶中并稀释至刻度，此溶液镍浓度为1.00 mg/mL 。称取2.415 g硝酸锶(光谱纯)溶于少量硝酸(0.2 mol/L稀释至1 000 mL容量瓶中，此溶液 锶浓度为1.00 mg/mL。
标准应用液 吸取上述储备液各10.00 mL置于1 000 mL容量瓶中加水稀释至刻度，此溶液中 各元素的浓度均为10 μg/mL。
试验用水 本试验用水全部采用蒸馏水经两次离子交换树脂交换后的去离子水。
, 百拇医药
1.3 校正曲线的绘制 以去离子水溶液(含内标物Cd，其浓度为10 μg/mL )为低标，以10 μg/mL各元素混合物标准液(标准应用液)为高标，调仪器的冲洗时间为60 s ，曝光积分时间5 s，曝光3次，上机分析低标和高标。绘出各元素的强度对浓度值的校正曲 线，并于微机内储存。
1.4 试样的前处理及分析 取1.0 g茶叶于高压密封消化罐中，加入10 mL 硝酸(GR)浸泡1 d，在烤箱中140℃温度下加热消化4 h，冷却后将消化液转移到50 mL小烧 杯中蒸发至近干，移入25 mL试管，用微量注射器加入1.00 mg/mL Cd标准液250 μL，加水 至刻度混匀。以与校正曲线相同的仪器条件上机分析，并将校正因子改为25。分析后微机自 动打印分析结果。
2 结果与讨论
2.1 前处理方法筛选 我们选择了4种茶叶(红楼花茶、津福花茶、宁红保健茶、龙诞甜茶)作为试样，分别用(1)高压密封消化罐消化；(2)20%硝酸浸泡；(3)3%硝酸浸泡。3 种方法消化后，分别上机测定，结果表明：用高压密封消化罐消化方法最好，其他两种消化 方法的测定值只相当于高压消化罐消化法的50%～80%左右。以红楼花茶的测定结果为例，见表1。
, 百拇医药
表1 3种消化方法的测定结果比较
mg/kg
消化方法
Mg
Ca
Fe
Cu
Zn
Ni
Sr
高压消化罐
1453
3014
, 百拇医药
141
15.3
32.5
3.18
13.7
20%硝酸浸泡
1216
2502
117
12.7
26.0
2.60
11.4
, 百拇医药
3%硝酸浸泡
1133
2175
101
11.0
2.34
2.22
9.89
2.2 检出限及线性范围 本方法同时测定每个元素的10次空白强 度的标准偏差s和校正曲线的斜率系数A，根据公式DL=3sA计算出最小检出限：钙0.001 mg/kg、镁0.0001 mg/kg、铁0.000 5 mg /kg、铜0.0002 mg/kg、锌0.0004 mg/kg、镍0.001 mg/kg、锶0.0001 mg/kg。曲线线性范围 宽是等离子发射光谱的最大特点，在以下浓度范围内曲线具有良好的线性关系 。钙<1 000 mg/L、镁<50 mg/L、铁<200 mg/L、铜<200 mg/L、锌<150 mg/L、镍 <200 mg/L、锶<100 mg/L。
, 百拇医药
2.3 精密度试验 将同一试样的消化液分成6份，每天测定1份，连续测定 6 d，测定结果见表2。 表2 精密度试验(n=6)
mg/kg
元素
红楼花茶
宁红保健茶
龙诞甜茶
X
RSD %)
X
RSD %)
X
RSD %
, 百拇医药
Mg
1445
0.746
1604
0.736
2450
0.88
Ca
2972
0.789
4482
1.46
6404
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0.97
Fe
140.3
0.669
614.2
1.10
960.6
0.69
Cu
15.61
2.69
20.28
2.33
, 百拇医药
22.77
1.74
Zn
32.36
1.18
38.29
0.846
38.26
0.827
Ni
3.26
3.89
4.26
, http://www.100md.com
7.11
3.88
8.3
Sr
13.96
0.78
22.52
1.36
34.47
2.1
2.4 标准试样的测定 采用本方法对国家标准物质茶叶(GBW 08505)连 续3次测定，测定值在标准值允许误差范围内。见表3。
表3 标准值与测定值对照(n=3)
, 百拇医药
元素
标准值 mg/kg
测定值X mg/kg
RSD %
Mg
2240±190
2204
0.088
Ca
2840±210
2630
0.854
Fe
, 百拇医药
373±23
350.3
0.10
Cu
16.2±1.9
16.41
1.62
Zn
38.7±3.9
37.56
0.546
Ni
7.61±0.48
, 百拇医药
7.66
1.89
Sr
10.8±1.8
10.88
1.46
2.5 试样的测定 采用本方法对10种不同产地的茶叶试样进行了定量分析 ，结果见表4。
表4 10种不同产地茶叶试样的测定结果
试样名称
Mg
Ca
Fe
, 百拇医药
Cu
Zn
Ni
Sr
滇红枣茶(河北)
1495
3193
765.3
39.93
37.27
4.03
15.01
桃红花茶(天津)
, 百拇医药
2363
5219
1102.0
38.79
52.47
11.3
18.32
闽东花茶(福建)
2268
4532
623.3
41.35
71.79
, 百拇医药
8.22
21.07
茉莉花茶(福建)
2601
4762
436.1
43.42
77.23
6.76
23.82
上海健茶
2957
9160
, 百拇医药
377.0
21.70
43.92
4.89
39.36
绞股蓝茶(广西)
5551
2190
718.8
12.58
56.38
2.76
17.3
, 百拇医药
北方茶叶(天津)
3047
6859
502.7
45.45
60.03
10.08
27.17
红桥花茶(天津)
2651
4595
340.4
35.05
, 百拇医药
49.15
8.96
19.34
天津花茶
2541
5224
505.8
32.73
48.6
7.80
20.42
叶舟保健茶(南京)
2923
, http://www.100md.com
6446
339.2
38.49
42.06
16.23
30.94
3 小结
利用电感耦合等离子发射光谱法同时测定茶叶中的七种微量元素，具有灵敏度高、干扰少、 线性范围宽、操作简单快速，是多元素同时测定的一种理想方法。
作者单位：杨君(天津市卫生防病中心，天津 300011)
张耀亭(天津市卫生防病中心，天津 300011)
参考文献：
[1]林建明.茶水中多元素化学形态的同时分析[J].分析实验室，1994，13(3)：6, 百拇医药
关键词：电感耦合等离子发射光谱法 测定 茶叶 微量元素 茶叶中微量元素的测定比较常见的有分光光度法，原子吸收光谱法和离子选择电极法等， [1]这些方法往往灵敏度较低，对于多元素的测定需要几种方法联用、费时费力。本文采用电感耦合等离子发射光谱法(ICP)同时测定了茶叶中的七种微量元素，具有灵敏度高、线性范围宽、元素之间相互干扰少，稳定性好等优点。分析速度快、多种元素同时测定只需 1 min左右，方法的相对标准偏差小于2.6%。
1 材料与方法
1.1 仪器 ICP-61型发射光谱仪(美国热电公司产，带有IBM微机控制。功率：1.1 kw；Ar冷却气：15L/min；Ar载气：0.6 L/min；观察高度：16 mm；狭缝宽度：20 μm ；被测元素波长：Mg 279.5 nm,Ca 317.9 nm,Fe 259.9 nm,Cu 324.7 nm,Zn 213.8 nm,Ni 231.6 nm,Sr 407.7 nm。内标元素波长：Cd 228.8 nm。
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1.2 试剂 盐酸(GR)、硝酸(GR)。
标准储备液 称取光谱纯镁、铁、铜、锌、镉各1.00 g，分别用30 mL 1+1盐酸加热溶解定容至1 000 mL，此溶液中各元素浓度为1.00 mg/mL。在50 mL水中加入20 mL盐酸(GR)溶解2.498 g碳酸钙(GR)，定容至1 000 mL，此 溶液钙浓度为1.00 mg/mL。称取光谱纯镍粉1.00 g，溶于少量硝酸(GR)加热蒸至近干，用少 量硝酸(GR)将残液全量转移至1 000 mL容量瓶中并稀释至刻度，此溶液镍浓度为1.00 mg/mL 。称取2.415 g硝酸锶(光谱纯)溶于少量硝酸(0.2 mol/L稀释至1 000 mL容量瓶中，此溶液 锶浓度为1.00 mg/mL。
标准应用液 吸取上述储备液各10.00 mL置于1 000 mL容量瓶中加水稀释至刻度，此溶液中 各元素的浓度均为10 μg/mL。
试验用水 本试验用水全部采用蒸馏水经两次离子交换树脂交换后的去离子水。
, 百拇医药
1.3 校正曲线的绘制 以去离子水溶液(含内标物Cd，其浓度为10 μg/mL )为低标，以10 μg/mL各元素混合物标准液(标准应用液)为高标，调仪器的冲洗时间为60 s ，曝光积分时间5 s，曝光3次，上机分析低标和高标。绘出各元素的强度对浓度值的校正曲 线，并于微机内储存。
1.4 试样的前处理及分析 取1.0 g茶叶于高压密封消化罐中，加入10 mL 硝酸(GR)浸泡1 d，在烤箱中140℃温度下加热消化4 h，冷却后将消化液转移到50 mL小烧 杯中蒸发至近干，移入25 mL试管，用微量注射器加入1.00 mg/mL Cd标准液250 μL，加水 至刻度混匀。以与校正曲线相同的仪器条件上机分析，并将校正因子改为25。分析后微机自 动打印分析结果。
2 结果与讨论
2.1 前处理方法筛选 我们选择了4种茶叶(红楼花茶、津福花茶、宁红保健茶、龙诞甜茶)作为试样，分别用(1)高压密封消化罐消化；(2)20%硝酸浸泡；(3)3%硝酸浸泡。3 种方法消化后，分别上机测定，结果表明：用高压密封消化罐消化方法最好，其他两种消化 方法的测定值只相当于高压消化罐消化法的50%～80%左右。以红楼花茶的测定结果为例，见表1。
, 百拇医药
表1 3种消化方法的测定结果比较
mg/kg
消化方法
Mg
Ca
Fe
Cu
Zn
Ni
Sr
高压消化罐
1453
3014
, 百拇医药
141
15.3
32.5
3.18
13.7
20%硝酸浸泡
1216
2502
117
12.7
26.0
2.60
11.4
, 百拇医药
3%硝酸浸泡
1133
2175
101
11.0
2.34
2.22
9.89
2.2 检出限及线性范围 本方法同时测定每个元素的10次空白强 度的标准偏差s和校正曲线的斜率系数A，根据公式DL=3sA计算出最小检出限：钙0.001 mg/kg、镁0.0001 mg/kg、铁0.000 5 mg /kg、铜0.0002 mg/kg、锌0.0004 mg/kg、镍0.001 mg/kg、锶0.0001 mg/kg。曲线线性范围 宽是等离子发射光谱的最大特点，在以下浓度范围内曲线具有良好的线性关系 。钙<1 000 mg/L、镁<50 mg/L、铁<200 mg/L、铜<200 mg/L、锌<150 mg/L、镍 <200 mg/L、锶<100 mg/L。
, 百拇医药
2.3 精密度试验 将同一试样的消化液分成6份，每天测定1份，连续测定 6 d，测定结果见表2。 表2 精密度试验(n=6)
mg/kg
元素
红楼花茶
宁红保健茶
龙诞甜茶
X
RSD %)
X
RSD %)
X
RSD %
, 百拇医药
Mg
1445
0.746
1604
0.736
2450
0.88
Ca
2972
0.789
4482
1.46
6404
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0.97
Fe
140.3
0.669
614.2
1.10
960.6
0.69
Cu
15.61
2.69
20.28
2.33
, 百拇医药
22.77
1.74
Zn
32.36
1.18
38.29
0.846
38.26
0.827
Ni
3.26
3.89
4.26
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7.11
3.88
8.3
Sr
13.96
0.78
22.52
1.36
34.47
2.1
2.4 标准试样的测定 采用本方法对国家标准物质茶叶(GBW 08505)连 续3次测定，测定值在标准值允许误差范围内。见表3。
表3 标准值与测定值对照(n=3)
, 百拇医药
元素
标准值 mg/kg
测定值X mg/kg
RSD %
Mg
2240±190
2204
0.088
Ca
2840±210
2630
0.854
Fe
, 百拇医药
373±23
350.3
0.10
Cu
16.2±1.9
16.41
1.62
Zn
38.7±3.9
37.56
0.546
Ni
7.61±0.48
, 百拇医药
7.66
1.89
Sr
10.8±1.8
10.88
1.46
2.5 试样的测定 采用本方法对10种不同产地的茶叶试样进行了定量分析 ，结果见表4。
表4 10种不同产地茶叶试样的测定结果
试样名称
Mg
Ca
Fe
, 百拇医药
Cu
Zn
Ni
Sr
滇红枣茶(河北)
1495
3193
765.3
39.93
37.27
4.03
15.01
桃红花茶(天津)
, 百拇医药
2363
5219
1102.0
38.79
52.47
11.3
18.32
闽东花茶(福建)
2268
4532
623.3
41.35
71.79
, 百拇医药
8.22
21.07
茉莉花茶(福建)
2601
4762
436.1
43.42
77.23
6.76
23.82
上海健茶
2957
9160
, 百拇医药
377.0
21.70
43.92
4.89
39.36
绞股蓝茶(广西)
5551
2190
718.8
12.58
56.38
2.76
17.3
, 百拇医药
北方茶叶(天津)
3047
6859
502.7
45.45
60.03
10.08
27.17
红桥花茶(天津)
2651
4595
340.4
35.05
, 百拇医药
49.15
8.96
19.34
天津花茶
2541
5224
505.8
32.73
48.6
7.80
20.42
叶舟保健茶(南京)
2923
, http://www.100md.com
6446
339.2
38.49
42.06
16.23
30.94
3 小结
利用电感耦合等离子发射光谱法同时测定茶叶中的七种微量元素，具有灵敏度高、干扰少、 线性范围宽、操作简单快速，是多元素同时测定的一种理想方法。
作者单位：杨君(天津市卫生防病中心，天津 300011)
张耀亭(天津市卫生防病中心，天津 300011)
参考文献：
[1]林建明.茶水中多元素化学形态的同时分析[J].分析实验室，1994，13(3)：6, 百拇医药