火焰原子吸收光谱法测定饮用天然矿泉水中锌、锂、锶的方法验证.pdf

Sep.2023 CHINA FOOD SAFETY 45分析检测火焰原子吸收光谱法测定饮用天然矿泉水中 锌、锂、锶的方法验证吕慧（济南市莱芜区综合检验检测中心，山东济南 271100）摘要：本文采用火焰原子吸收光谱法测定饮用天然矿泉水中的锌、锂、锶含量，对方法中涉及的“人”“机”“料”“环”“法”5 个方面进行验证，并对验证结果进行分析，结果表明方法验证中涉及的 5个方面均符合要求，结果具有参考价值。关键词：火焰原子吸收光谱法；饮用天然矿泉水；锌；锂；方法验证Validation of Flame Atomic Absorption Spectrometry for Determination of Zinc,Lithium and Strontium in Drinking Natural Mineral WaterLYU Hui(Jinan Laiwu District Comprehensive Inspection and Testing Center,Jinan 271100,China)Abstract:This article uses flame atomic absorption spectroscopy to determine the content of zinc,lithium,and strontium in natural mineral water for drinking.The five aspects involved in the method,namely human,machine,material,ring,and method,are validated,and the validation results are analyzed.The results show that all five aspects involved in the method validation meet the requirements,and the results have reference value.Keywords:flame atomic absorption spectrometry;drinking natural mineral water;zinc;lithium;method validation锂、锶、锌均为人体必需的微量元素，锂能提高人体的免疫能力，改善造血功能；锌能促进人体生长发育；锶是人体骨骼生长不可或缺的物质，因此准确测定饮用天然矿泉水中锌、锂、锶的含量具有重要意义。只有对饮用天然矿泉水中的锂、锶、锌进行准确测定才能确保人们的身体健康。火焰原子吸收光谱法因分析速度快、分析成本低、灵敏度高、选择性好、抗干扰等优点被广泛应用于食品元素含量的检测，是实验室中一种常见的检验方法，也是 食品安全国家标准 饮用天然矿泉水检验方法（GB 85382022）中规定的检验方法。要确保火焰原子吸收光谱法获得准确的结果，就必须对其影响因素进行综合考虑，需从实验室的人员情况、设备设施以及环境条件出发进行综合分析，才能确定是否可通过火焰原子吸收光谱法获得满意的检测结果。本研究验证参照食品安全国家标准 饮用天然矿泉水检验方法（GB 85382022）1中锌、锂、锶的火焰原子吸收光谱测定方法，证实了在本实验室现有的人员情况、设备设施、环境等条件下能获得满意的结果，进而为人们更有针对性地、更科学地选择饮用天然矿泉水提供一定的指导作用2-4。1材料与方法1.1材料与试剂饮用天然矿泉水；硝酸（优级纯，赛默飞）；GBW（E）082783 锂标准物质（1 000 mgL-1，坛墨）；BW30023-1000-C-50 锶标准物质（1 000 mgL-1，坛墨）；GBW（E）082778 锌标准物质（1 000 mgL-1，坛 墨）；标 准 物 质 均 在 有 效 期 内；高 纯 水(18.2 Mcm）；乙二胺四乙酸二钠（分析纯）；氯化钠（分析纯）；氯化钾（分析纯）；氢氧化钠。1.2仪器与设备赛默飞 ICE3500 原子吸收分光光度计（已经过检定校准，并且在有效期内）；设备配有锂、锶、锌46 食品安全导刊 2023年9月（上）分析检测空心阴极灯，火焰原子化器，空气压缩机，高纯度乙炔气。梅特勒-托利多 XSE205DU 万分之一电子天平（已经过检定校准，并且在有效期内）。1.3样品制备（1）锌样品制备。水样澄清，无需处理，直接进样。（2）锶样品制备。吸取加硝酸保存的水样10.0 mL 于具塞比色管中，向水样中加 0.4 mL 氯化钾溶液、0.4 mL 氯化钠溶液和 0.5 mL 氯化镧溶液，混匀1。（3）锂样品制备。取水样 5.00 mL 于 10 mL 容量瓶中，补加氯化钾溶液和氯化钠溶液使样液中钾、钠含量均达到2 500 mgL-1，再用水定容至刻度，摇匀1。1.4标准溶液的配制（1）锂标准溶液的配制。准确称取 47.67 g 氯化钾和 63.55 g 氯化钠，用水溶解并定容到 1 000 mL，得到每毫升含钠和钾均为 25 mg的氯化钠和氯化钾混合溶液。吸取 1 000 mgL-1的锂标准溶液 10.00 mL，用水定容至 200 mL，得到 50 mgL-1的锂标准中间溶液。吸取 10.00 mL 锂标准中间溶液，用水定容到100 mL，得到 5 mgL-1的锂标准工作溶液。分别吸取锂标准工作溶液 0 mL、0.5 mL、1.0 mL、2.0 mL和 5.0 mL，添加氯化钠和氯化钾混合溶液 5 mL，用水定容至 50 mL，配制成锂含量为 0 mgL-1、0.05 mgL-1、0.10 mgL-1、0.20 mgL-1和 0.50 mgL-1的系列标准溶液1。（2）锌标准溶液的配制。吸取 1 000 mgL-1的锌标准溶液 1.00 mL，用水定容至 100 mL，得到10 mgL-1的锌标准工作溶液。吸取锌标准工作溶液 0 mL、0.25 mL、1.00 mL、2.00 mL、4.00 mL 和5.00 mL，用 0.15%的硝酸溶液定容至 50 mL，配制成 锌 含 量 为 0 mgL-1、0.05 mgL-1、0.20 mgL-1、0.40 mgL-1、0.80 mgL-1和 1.00 mgL-1的系列标准 溶液1。（3）锶标准溶液的配制。称取 3.72 g 乙二胺四乙酸二钠和 0.4 g 氢氧化钠，溶于水，稀释至 50 mL，即为乙二胺四乙酸二钠溶液。吸取 1 000 mgL-1的锶标准溶液1.00 mL，用水定容至100 mL，得到10 mgL-1的锶标准工作溶液。吸取锶标准工作溶液 0 mL、0.20 mL、0.50 mL、1.00 mL、1.50 mL 和 2.00 mL，用 0.15%的硝酸溶液定容至 10 mL，配制成锶含量为 0 mgL-1、0.2 mgL-1、0.5 mgL-1、1.0 mgL-1、1.5 mgL-1和 2.0 mgL-1的系列标准溶液。向标准系列管中各加入 2 mL 乙二胺四乙酸二钠溶液，混匀1。2结果与分析2.1标准曲线标准曲线的线性相关系数是一种反映两个变量之间线性相关程度的统计量。该系数越接近于 1，说明两个变量之间关系越强，测得数据也越接近于真值。在原子吸收光谱法测定中，一般认为相关系数大于 0.995，说明线性关系良好。将系列标准溶液及样液依次喷入原子吸收光谱火焰中，测定吸光度。以标准系列溶液浓度为横坐标、吸光度为纵坐标绘制标准曲线1。标准曲线及线性相关系数见表1。锂、锌、锶的线性关系良好，相关系数分别为0.999 6、0.999 1、0.999 4，均大于 0.995，符合检测要求。表 1标准曲线检测结果元素 线性范围/（mgL-1）标准曲线相关系数锂0 0.50Y=0.075 75X+0.000 60.999 6锌0 1.00Y=0.342 64X+0.006 20.999 1锶0 2.0Y=0.013 65X+0.000 30.999 42.2方法检出限和定量限检出限是在特定标准分析方法规定的分析条件下，在合理的置信度内能从实际样品中定性测量的待测组分的最小质量浓度；定量限是指在误差符合要求的前提下，在选定的标准分析方法下，可以准确定量测定出待测物质的最小质量浓度2。根据原子吸收分光光度计（JJG 694-2009）检出限的规定，对标准系列溶液中的标准空白溶液进行 11 次吸光度值测量，求出其标准偏差5，再用 3 倍标准偏差除以标准曲线的斜率，计算出检出限（CL），定量限=3CL，结果见表 2。表 2检出限和定量限结果表序号锂吸光度值锌吸光度值锶吸光度值10.001 20.001 50.000 520.001 20.001 80.000 230.001 20.001 50.000 340.000 90.001 50.000 250.001 20.001 20.000 260.001 10.001 40.000 270.000 70.001 60.000 280.000 90.001 20.000 190.001 10.001 40.000 2100.001 00.001 10.000 3110.000 90.001 10.000 3标准偏差0.000 170.000 220.000 10检出限/（mgL-1）0.006 70.001 90.023定量限/（mgL-1）0.020.0060.07Sep.2023 CHINA FOOD SAFETY 47分析检测因 GB 85382022 只规定了定量限标准要求，故只比较定量限是否符合要求。锂、锌、锶的定量限 分 别 为 0.02 mgL-1、0.006 mgL-1、0.07 mgL-1 结 果 均 小 于 定 量 限 的 标 准 规 定 值（0.05 mgL-1、0.05 mgL-1、0.1 mgL-1），符合检测要求。2.3准确度和精密度实验准确度是指在选定的符合要求的分析步骤下所获得的分析结果（单次测得值或多次测定的平均值）与真值间的符合程度2。精密度是指选用规定的分析方法在规定受控的分析条件下重复对同一样品进行测定，所得测定值间的符合程度6。在本实验中，准确度用加标回收率表示，精密度用相对标准偏差表示。根据食品安全国家标准 饮用天然矿泉水检验方法（GB 85382022）1，取饮用天然矿泉水样品分别加入高、中、低浓度的锂、锌、锶标准溶液，按照 1.3 步骤操作，配成加标样品溶液，每个浓度平行测定 6 次，结果见表3。锂、锌、锶的本底含量分别为 0.011 5 mgL-1、0.011 0 mgL-1、0.039 8 mgL-1，均小于 0.1 mgL-1，根 据 GB/T 274042008 中 附 录 F.1 要 求，回 收 率应在 60%120%，本实验测得的加标回收率在97.9%111.4%，符合要求。实验结果显示，精密度在0.8%2.8%，符合GB/T 274042008中附录F.3精密度要求7。表 3加标回收率与精密度实验结果元素本底含量/(mgL-1)加标量/(mgL-1)测定结果/(mgL-1)回收率/%RSD/%123456锂0.011 50.100.112 20.110 80.112 30.112 30.113 60.114 5101.11.10.250.258 2 0.250 30.260 30.259 20.257 50.258 298.31.40.400.410 5 0.415 40.416 30.420 10.422 50.411 8101.21.1锌0.011 00.050.059 3 0.061 10.062 80.063 20.063 30.063 3102.42.60.200.230 5 0.235 30.236 00.234 10.232 60.233 9111.40.80.800.845 7 0.853 80.849 40.860 10.859 10.871 2105.71.0锶0.039 80.250.308 1 0.299 10.308 50.315 70.303 60.294 6106.02.51.000.997 1 1.036 21.069 21.071 11.068 91.037 1100.72.81.501.529 7 1.510 71.500 11.514 31.500 21.496 097.90.83结论与讨论火焰原子吸收光谱法测定饮用天然矿泉水中锌、锂、锶对于实验人员、仪器设备、试剂、环境条件等实验条件都有着较高的要求。本方法验证人员均具有 5 年以上相关工作经验，可熟练操作原子吸收分光光度计，经过对标准方法的学习和培训，能独立完成整个方法验证过程；方法验证当天实验室温湿度均在仪器设备要求范围内。本实验验证人员、仪器设备、试剂、耗材、环境条件等实验条件均满足标准方法要求。验证结果表明，标准曲线、检出限与定量限、精密度、准确度等满足标准方法要求，验证结果满足食品安全国家标准 饮用天然矿泉水检验方法（GB 85382022）的各项要求，本实验室可以开展此项检测工作。参考文献1 国家卫生健康委员会,国家市场监督管理总局.食品安全国家标准 饮用天然矿泉水检验方法:GB 85382022S.北京:中国标准出版社,2022.2 黄媛媛.原子吸收分光光度法测定水质中铜、锌、铅、镉的方法验证 J.当代化工研究,2022(21):59-61.3 党翠红.火焰原子吸收光谱法测定食品中铁的方法学验证 J.食品工业,2022(2):312-314.4 张晓,岳喜云,段建兰,等.火焰原子吸收光谱法测定饮用水中铜和锶的研究 J.广东微量元素科学,2012,19(8):57-61.5 国家质量监督检验检疫总局.原子吸收分光光度计:JJG 6942009S.北京:中国计量出版社,2009.6中国环境监测总站 环境水质监测质量保证手册编写组.环境水质监测质量保证手册 M.北京:化学工业出版社,1900.7 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局,中国国家标准化管理委员会.实验室质量控制规范 食品理化检测:GB/T 274042008S.北京:中国标准出版社,2008.