食品痕量元素分析中基体改进剂的应用

食品痕量元素分析中基体改进剂的应用摘要】收集了近年国内主要刊物发表的近30篇应用研究文献，就石墨炉原子吸收法分析食品痕量元素分析中基体改进剂的应用及其作用机理进行综述。

【关键词】食品痕量元素分析基体改进剂石墨炉综述使用石墨炉原子吸收法进行食品痕量元素分析，多数样品基体比较复杂，干扰十分严重。

为减少和消除基体干扰，国内外同行已经进行了很多研究工作。

比较有效的方法是应用基体改进剂、石墨管表面涂层处理、塞曼背景扣除或应用L’VOV平台、最大功率升温、快速响应测量系统等技术。

而基体改进剂一直是石墨炉原子化研究中人们关注的重点，目前这方面的研究依然十分活跃。

本文收集了近年国内主要刊物发表的、关于测定食品中痕量元素基体改进剂的研究文献作一综述。

1 食品痕量元素分析中常用的基体改进剂及其作用机理1.1镍、钯和镁镍是最早和广泛地作为砷、硒、锑和铋等元素测定的基体改进剂，它能与待测元素形成热稳定的化合物，从而减少待测元素的灰化损失，提高测定灵敏度。

钯被认为是一种通用的基体改进剂，其作用机理是钯能与Ge、Sn、Pb、Cd、As、Se、Hg等易挥发元素形成热稳定的合金[1]。

陈国征等[2]认为硝酸镁是一种良好的助灰化剂，在灰化过程中能产生NO2和MgO，NO2能促进样品液中有机物氧化分解，减小原子化时的背景干扰，MgO稀释灰分，使灰分均匀分布，有利于提高测定的重现性。

硝酸镁通常与钯共用[1]，当Pd和Mg共存时，Mg沿石墨管表面形成的氧化物层，使Pd以更小的微粒更均匀地铺开，以至在原子化阶段里待测元素可以从Pd中较快地扩散出来，使原子吸收峰更锐，并且有更好的回收率。

1.2铵盐磷酸二氢铵能增加待测元素的稳定性，提高灰化温度，使基体中难挥发盐转化成易挥发盐，增加了挥发性，在原子化之前更多地蒸发逸出石墨管，从而使基体效应的干扰降低。

硝酸铵的加入可降低基体中高浓度的NaCl对待测元素的干扰，使生成的NH4Cl、NaNO3在较低温度时的灰化阶段除去，以消除或降低对测量的干扰[1]。

1.3有机改进剂彭荣飞等[3]探讨了抗坏血酸、柠檬酸、酒石酸等有机改进剂的作用机理：一是它们均具有羧基、羟基结构，该结构可以与被分析元素形成络合物，减少形成共挥发体，在原子化时候不受基体影响。

二是它们在石墨炉内的分解产物主要有甲烷、氢、一氧化碳和新生碳等还原性物质，形成强还原气氛，从而改善原子化过程，降低原子化温度。

三是它们还是良好的表面活性剂，可降低液滴表面及溶盐表面张力，避免干燥和灰化阶段的“喷跳”现象，使分析的准确度和精密度得到改善。

1.4活性气体为促使基体灰化过程彻底，改善分析元素的热稳定性，防止分析元素缔合等化学干扰，往石墨炉中通入一定量的活性气体可取得一定的效果。

如在灰化阶段往载气中掺入一定量的O2或掺入一定比例的H2，可提高多种元素的灵敏度和精密度[1]。

2 选择基体改进剂的基本原则2.1选择高纯度试剂，不得引入待测元素污染。

否则应进行提纯，以保证低空白值。

2.2尽量避免使用含有将要测定的其它元素的试剂作为基体改进剂，以免石墨炉炉体受到污染。

例如以镍作基体改进剂提高砷、硒、锑等元素的热稳定性，其后将要测定食品中镍的项目，使测定受到限制。

必要时应更换石墨管，并认真清洁石墨锥等部件。

2.3基体改进剂或其与基体反应的产物，在测定波长处不产生较大的背景吸收。

2.4无强腐蚀性，不得明显缩短石墨管和平台的使用寿命。

因为石墨材料表面被破坏后，性能急剧下降，甚至会使测定无法进行。

3 实际应用加入基体改进剂是一个简便、有效的克服基体干扰的主要方法，它不受仪器条件的影响，方法简便、用量小、适用面广，可以测定很多不同基体的样品。

各种基体改进剂具有不同的性质，若同时采用两种或以上的基体改进剂，可以解决单一基体改进剂不能解决的某些特定样品、特定元素的测定问题。

附表列出食品痕量元素分析中基体改进剂的应用情况。

附表食品痕量元素分析基体改进剂应用情况4 发展趋势从文献资料看，发展趋势主要有两个方面。

一是向组合型方向发展，即同时加入数种试剂，以求从协同作用中取得最佳的消除干扰效果，从附表中可以看出这种趋势。

二是向通用型发展，使用一种或数种基体改进剂的组合，即可用于多个元素的分析。

其中以钯+硝酸镁混合基体改进剂的应用最为典型。

早在1986年，Gerhard等系统地研究了钯、镁对ⅢA族和ⅥA族元素的基体改进作用，并预言硝酸钯和硝酸镁混合基体改进剂可以代替迄今为止提出的所有其他基体改进剂。

如附表所示，钯+硝酸镁组合型可用于砷铅锡硒等多种元素的测定。

美国EPA利用Pd +Mg(NO3)2作基体改进剂，并在灰化阶段往Ar气中掺入5%的H2，可用于包括食品在内的多类样品中Ag、Al、As、Be、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、Mn、Ni、Pb、Sb、Se、Sn、Tl等多元素的分析，也正体现了通用型的发展趋势。

5 结语不同基体改进剂其作用机理各异。

目前很多研究在理论上大多从热力学角度解释基体改进作用的某些宏观现象进而发展到运用热力学和动力学探讨其微观机理。

本文通过实践操作过程的总结，认为基体改进剂主要通过以下方式，起到优化原子化过程的作用：①与被测元素生成热稳定的化合物或合金，降低挥发性，防止被测元素挥发损失，由此可大幅度提高热预处理温度，使基体在原子化前被挥发；②与基体生成易挥发物质，在较低的温度下即可将其挥发，以降低背景吸收和干扰；③形成强还原气氛，改善原子化过程，降低原子化温度；④改善基体的物理特性，防止被基体包裹，降低气相干扰和凝相干扰。

基体改进剂如若再配合L’VOV平台、石墨管涂层技术和活性气体的应用，配备具有塞曼效应扣除背景和具有最大功率升温和快速响应性能的仪器则会更有效地消除基体的干扰。

另外，若能选择更好的样品前处理方式，如微波消解技术、固相萃取方法进行预分离和浓缩，可以更有效地消除基体的干扰及大大提高测定灵敏度、精密度和准确度。

分析者要结合实验室条件，选择行之有效的方法，以达到降低和消除测定干扰的目的。

参考文献[1]李述信主编.原子吸收光谱分析中的干扰及消除方法.北京大学出版社，1987:238-332.[2]陈国征，蒋斌.石墨炉原子吸收法直接测定尿中痕量锰.《浙江预防医学》.2005,17(5):77-78.[3]彭荣飞，董聪，张展霞.有机基体改进剂消除GFAAS测定补钙食品中铅和镉干扰的研究.《中国卫生检验杂志》，2005,15(8):903-906.[4]马志东，陈波，师邱毅.石墨炉原子吸收法测定粮食中砷.《内蒙古地方病防治研究》，1995,20(1):18-19.[5]王传松，刘烨，郝世杰.石墨炉原子吸收法测定进口鲽鱼头中的硒.《中国国境卫生检疫杂志》，2002，25(2):77-78.[6]王岙，于文梅，王巍等.硝酸镍作基体改剂用石墨炉原子吸收光谱法测定保健食品中锗.《中国卫生检验杂志》，2002,12(3):279-281.[7]吕建民，王向纯.微波消解-石墨炉原子吸收法测定食品中的硒.《中国公共卫生》，2000,16(9):800.[8]胡小玲，张瑰，刘志祥.石墨炉原子吸收法直接测定食盐中铅的方法研究.《中国卫生检验杂志》，2004，14(4):428-429.[9]周晓萍，陈志军，王若燕等.微波消解-石墨炉原子吸收法测定食品中铝的方法研究.《中国卫生检验杂志》，2005,15(10):1220-1221.[10]李付江，刘萍，刘岩.石墨炉原子吸收法直接测定牛奶中硒.《环境监测管理与技术》，2005,17(3):34-35.[11]杨振宇，袁中磊.石墨炉原子吸收法测定食品中的锡.《中国卫生检验杂志》，2003,13(6):680-683.[12]陈湘莹，许佳章，黎雪慧等.石墨炉原子吸收法测定菠菜中砷.《中国热带医学》，2004,4(3):440-441.[13]丘红梅，陈湘莹，黎雪慧.石墨炉原子吸收法测定NBS菠菜中Pb.《实用预防医学》，2001,8(3):239-240.[14]贺小平，苏文周，卓召模.石墨炉AAS法测定蔬菜中Pb Cd Cr的研究.《中国卫生检验杂志》，2001,11(5):551-552.[15]王立，于笑宇，范建中.微波消解-塞曼石墨炉原子吸收法则定食品中的锡.《中国卫生检验杂志》，2005,15(5):564.[16]胡萍，余少文，周修琦等.石墨炉原子吸收分光光度法测定茶叶中的铅.《广东微量元素科学》，2005,12(9):33-37.[17]梁红洁，梁春穗，胡曙光.GFAAS法测定高钙食品中铅的基体干扰及消除试验研究.《中国卫生检验杂志》，2003,13(4):418-420.[18]丘红梅，许佳章，陈湘莹等.微波消解-基体改进GFAAS法测定螺旋藻中铅.《中国卫生检验杂志》，2004,14(4):420-421.[19]陆梅.石墨炉原子吸收法测定食用菌中镉和铅.《环境监测管理与技术》，2005,17(5):29-30.[20]冯银凤，董诚，周日东等.基本改进剂在石墨炉原子吸收法测定食品中铅的探讨.《中国卫生检验杂志》，2005,15(4):450.[21]殷忠.石墨炉原子吸收法测定食品中锡时基体改进剂硝酸钙的作用.《微量元素与健康研究》，2004,21(3):39-40.[22]藏李钠，湛社霞，赵庆琦.基本改进剂原子吸收光谱法直接测定酱油中铅.《中国卫生检验杂志》，2004,14(1):113-114.[23]彭荣飞，董聪，张展霞.石墨炉原子吸收法测定婴儿配方食品中的铅和镉.《华南预防医学》，2005,31(5):52-54.[24]彭荣飞，董聪，黎淑端等.有机基体改进剂用于GFAAS测定食盐中的铅的研究.《中国卫生检验杂志》，2005,15(4):402-404.[25]宾羽琳.用草酸基体改进剂的石墨炉原子吸收法直接测定调味品中的铅.《广东卫生防疫》，2001,27(3):25-26.。