四种仪器分析法测定预混饲料中镉元素的含量

火焰原子吸收光谱检测波长为 228.80nm，火焰类型为空气-乙炔，灯电流为4mA，氧化剂流量为10.00 L/min，乙炔流量为2.50 L/min，狭缝宽度为0.7nm，背景矫正方式为氘灯。

石墨炉原子吸收光谱检测波长为228.80nm，灯电流为4mA，干燥温度/时间为 110 ℃/30 s，灰化温度/时间为300 ℃/20 s，原子化温度/时间为1500 ℃/5 s，除残温度/时间为2450 ℃/3 s，背景校正方式为氘灯，狭缝宽度为0.7 nm，进样量为20μL。

电感耦合等离子体发射光谱检测波长为228.80 nm，射频功率为1300W，气体为Ar，等离子体气流量为15 L/min，辅助气流量为0.2 L/min，雾化器气流量为0.65 L/min，蠕动泵速为1.5 mL/min，观测方式为轴向观测，等离子体稳定时间为15 min。

电感耦合等离子体质谱射频功率1550 W， 载气为He，等离子体气流量为1.03 L/min，蠕动泵速为每秒0.10转，雾化室温度为2 ℃，碰撞气流量为4.5mL/min，采样锥为镍锥，采样深度为8nm。

标准曲线的绘制：用2%（m∶m，下同）硝酸逐级稀释镉标准溶液（1000 mg/L）以配置标准系列溶液，得到浓度为0.0005、0.0010、0.0020、0.0030、 0.0040、0.0050、0.0100、0.0200、0.0400、0.1000、0.2000、0.4000、1.0000、2.0000、4.0000、10.0000 mg/L的系列标准溶液，上机测试，分别以吸收光谱吸光度、发射光谱谱线强度、质谱111Cd的CPS（每秒的计数）为纵坐标（Y），质量浓度为横坐标（X），采用外标法作图，得到各仪器的线性范围、回归方程及相关系数（r）。

样品消解条件的优化：设置4种消解酸，分别是HNO3 6.0mL、HNO3 5.5mL+30%H2O20.5 mL、HNO35.5mL＋HF0.5mL、HNO35.0 mL＋HF0.5mL＋30%H2O20.5mL。准确称取样品0.3~0.4g（精确至0.0001g）于消解罐内胆中，加入消解酸，旋紧罐盖， 置于微波消解仪中消解。待消解完毕后将消解罐放入赶酸板中，于140 ℃加热赶除过量酸至约0.5mL，用水少量多次冲洗消解罐及罐盖，收集消解液至10mL塑料离心管中并定容。

准确度试验为探究不同仪器对检测准确度的影响，按照“样品消解条件的优化”优化的消解条件平行消解7份镉标准参考样品，采用4种仪器进行测试，若测试结果超出仪器对应的线性范围，则取适量样液用2%的硝酸稀释后再次上机测试。

加标回收率试验为判断仪器的精密度，按照“样品消解条件的优化”优化的消解条件，分别对5个样品进行单水平加标回收试验（n=7），通过4种仪器对各加标样品及原样品进行测定。

线性关系的考察

线性范围大的仪器可以更方便地检测不同含量的样品，反之则有可能需要对处理后的样液进行稀释或浓缩以适应仪器，引入不必要的误差。标准溶液经上机测试，分别以测定镉元素的吸收光谱吸光度、发射光谱谱线强度、质谱111Cd的CPS（每秒的计数）为纵坐标（Y），质量浓度为横坐标（X），采用外标法作图，得到各仪器的线性范围、回归方程及相关系数（r），详见表1。

各仪器的检出限通过重复测试空白溶液11次，以3倍标准差（3σ）计算得出。由表1可知，ICP-MS和GFAAS的检出限明显低于ICP-AES、FAAS，且ICP-MS的检出限最低，但在实际检测中ICP-MS因其自身耐盐性及样品复杂性等会出现检出限较此理论值有所升高而稍高于GFAAS的情况。4种仪器的r均大于0.9950，表明线性关系较好。

样品消解条件的优化

饲料样品的消解方式主要有干法灰化消解、混合酸湿法消解以及微波湿法消解等。巩佳第等、李慧娟等和葛亚明等的研究比较这3种消解方式对饲料样品中元素检测的影响，综合考虑方法的重复性、准确性以及对环境的污染程度，本研究采用微波湿法消解方式对样品进行处理。为保证样品消解完全，探究了5个预混饲料样品在4种组成的酸、消解温度分别为170℃和180℃、消解20min后的消解液状态，在ICP-MS仪器上测定各自的镉元素含量（n=3），结果如表2所示。

在不加入氢氟酸的情况下，消解完成后消解罐底部均有明显未消化完的黑色沉淀，加入过氧化氢变化不明显；在消解温度为170℃时，即使加入少量氢氟酸，消解罐底部的沉淀量也明显减少，但仍有少量沉淀物剩余。结果表明，加入氢氟酸可以有效促进样品的消解，而加入过氧化氢对结果没有明显影响；样品在消解温度为180 ℃时消解更彻底。本研究选择的优化消解条件为消解温度180℃，HNO35.5mL＋HF0.5mL。优化后的微波消解程序如表3所示。

标准参考样品准确度测试

由表4可知，各仪器所测数值均在参考样品标准值范围内，且测值结果经t检验，所得t均小于t0.05，6，说明4种仪器分析方法的测定结果与标准值在95%置信水平下均无显著差异。因此，本研究使用4种仪器对结果准确度未造成影响。

加标回收率试验

加标回收试验的添加量应与原样品中待测物含量相近，一般为样品中含量的0.5~2.0倍。基于 “样品消解条件的优化”中 5个样品在最优消解条件下的预测值，分别对5个样品进行单水平加标回收试验（n=7），通过4种仪器对各加标样品及原样品的同一消解后样液 进行测定，考察不同仪器对结果精密度及回收率的影响，各样品加标量及不同仪器测定的加标样品回收率和相对标准偏差（RSD）见表5。

由表5可知，4种仪器的回收率在95.1%~103.5%， RSD在1.22%~5.32%。说明使用不同仪器样品的回收率产生了差异。考虑影响最大的因素是各样品处理后的酸度无法完全统一和不同样品中的元素差异引起基质效应。

试样酸度的影响

经处理定容后的样液pH与0.9%~4.5%的硝酸溶液相近，为探究酸度对各仪器检测镉元素的影响程度，配置硝酸浓度分别为0.5%、1.0%、2.0%、3.0%、5.0%与测试样品浓度相近的标准溶液，以2%硝酸为空白校正，各仪器所用标准溶液浓度及测定结果如图2所示。随着硝酸浓度的升高，FAAS法的吸光度呈升高趋势；GFAAS法的吸光度及ICP-MS的CPS呈先升后降趋势，并在硝酸浓度为2.0%时GFAAS法的吸光度及ICP-MS的CPS最高；ICP­—AES法的情况较为特殊，其谱线强度在硝酸浓度为0.5%~1.0%呈下降趋势，而后呈先升后降趋势，也在硝酸浓度为2.0% 时达最高值。计算各仪器所得数 据的变异系数（CV），以此判断酸度对测定结果引起 的波动大小。4种仪器的CV分别2.001%（FAAS）、2.319%（GFAAS）、4.924%（ICP—AES）、1.572%（ICP—MS）。可以看出，在日常检测中，ICP-MS受酸浓度变化影响程度最小，其次是FAAS，而 ICP-AES 受酸浓度影响程度最大。

基质效应

通过比较基质标准曲线与溶剂标准曲线斜率判断基质效应对各仪器的影响程度。将5个饲料样品进行消解，按照“样品消解条件的优化”优化条件下的测定值，参考“线性关系的考察”各仪器线性范围，对消解液进行适当稀释，绘制各仪器线性范围内的5个饲料样品的基质标准曲线，得到各基质标准曲线斜率如表6所示。当基质标准曲线斜率大于溶剂标准曲线斜率时，认为存在基质增强，测定基质中镉元素含量时若使用普通酸溶液会导致测定值偏大；反之，则存在基质抑制，测定值会偏小。分析基质标准曲线斜率与溶剂标准曲线斜率的比值（斜率比），各仪器斜率比范围分别为0.990~1.006（FAAS）、0.978~1.033（GFAAS）、0.976~ 1.002（ICP-AES）、0.966~1.034（ICP-MS），可以看出FAAS受基质影响最小，ICP-MS受基质影响最大。

结论

FAAS受样品基质干扰最小，试样酸度差异对其影响也较小，线性范围较宽，为2个数量级，检出限较高；

GFAAS受样品基质干扰较大，试样酸度差异对其影响也较大，线性范围窄，仅为1个数量级，检出限低；

ICP-AES受样品基质影响较小，受试样酸度差异的影响最大，其线性范围宽，检出限较高；

ICP-MS受样品基质影响最大，受试样酸度差异的影响最小，其线性范围宽，检出限低。4种方法在标 准参考样品准确度测试过程中测定值均与标准值无显著差异，因此不同方法的检测结果均有其参考价值，而具体方法应该对照实际样品、检测要求和操作人员水平等对4种仪器进行选择。

参考文献

陆世清，蒋健，徐巴居. 四种仪器分析法测定预混饲料中镉元素的含量［J］. 中南农业科技，2023，44（12）：38-42．

ICP-6800电感耦合等离子体发射光谱仪（标准机）

产品简介

ICP-6800型电感耦合等离子体发射光谱仪是我公司经多年技术积累而开发的电感耦合等离子体发射光谱仪，用于测定各种物质（可溶解于盐酸、硝酸、氢氟酸等）中的微量、痕量金属元素或非金属元素的含量，自动化程度高、操作简便、稳定可靠。目前仪器广泛应用于稀土、地质、冶金、化工、环保、临床医药、石油制品、半导体、食品、生物样品、刑事科学、农业研究等各个领域。

工作环境

内容                适应范围

贮存运输温度           15℃-25℃

贮存运输相对湿度        ≤70％

大气压               86-106 kPa

电源适应能力           220±10v 50-60MHz

工作湿度               ≤70％

工作温度               15℃-30℃

技术指标

固态电源技术指标

电路类型：电感反馈式自激振荡电路，同轴电缆输出，匹配调谐，功率反馈闭环自动控制

工作频率：27.12MHz±0.05%

频率稳定性：＜0.1%

输出功率：800W—1200W

输出功率稳定性：＜0.3%

电磁场泄漏辐射强度：距机箱30cm处电场强度E：＜2V/m

进样系统技术指标

输出工作线圈内径25mm

矩管，三同心型，外径20mm的石英矩管

同轴型喷雾器外径6mm

双筒形雾室外径34mm

氩气流量计规格和载气压力表规格

1.等离子气流量计（100-1000）L/h (1.6-16L/min)

2.辅助气流量计（10-100）L/h (0.16-1.66L/min)

3.载气流量计（10-100）L/h (0.16-1.66L/min)

4.载气稳压阀（0-0.4MPa）

5.冷却循环水：水温20-25℃ 流量>5L/min 水压>0.1MPa

单色器技术指标

光路：Czerny-Turner

焦距：1000mm

光栅规格：离子刻蚀全息光栅，刻线密度3600线/mm(可选用刻线密度2400线/mm)

线色散率倒数：0.26nm/mm

分辨率：≤0.007nm(3600刻线）. ≤0.015nm(2400刻线）

扫描波长范围：3600线/mm扫描波长范围：190—500nm; 2400线/mm扫描波长范围：190—800nm

步进电机驱动最小步距:0.0006 nm

出射狭缝：12μm入射狭缝：10μm

光电转换器技术指标

光电倍增管规格：R293或R298

光电倍增管负高压：0-1000V稳定性＜0.05% 

整机技术指标

扫描波长范围：195nm～500nm（3600L/mm光栅）195nm～800nm（2400L/mm 光栅）

重复性：（即短期稳定度）相对标准偏差RSD≤1.5％

稳定性：相对标准偏差RSD≤2％

上海美析仪器有限公司(以下简称美析)，是一家具有自主知识产权的高新技术企业，美析的创业理念“科技——因你改变”，并以此为企业宗旨，不断探究、果敢创新。特别是在分析测试仪器领域，不断开发出先进的产品，使美析成为优质仪器资源的供应者。

美析主营光谱类仪器：可见分光光度计、紫外可见分光光度计、原子吸收光谱仪、原子荧光光度计、ICP-AES、ICP-MS，生命科学仪器：超微量分光光度计、全自动核酸提取仪，目前，我们的产品已广泛应用于有机化学、无机化学、生物化学、医药、环保、冶金、石油、农业等领域。同时美析利用在产品机械结构、光学设计、电气应用和软件开发方面积累的丰富经验，结合市场的最新实际需求，近期将陆续推出一批全新的分析类仪器。

美析非常重视人才的引进和培养，人的因素是一个企业可持续发展的核心因素，所以美析充分尊重每一位员工，做到真正的“共建平台，实现自我”。为此美析建立了强大的培训团队，对在职员工进行全方位的培训，帮助员工制定职业生涯规划，以期公司和员工共同发展。同时美析以“家庭、敬业、学习”的职业操守启迪着员工，每一个美析人都以饱满的热情和专业的技能完，美呈现每一台仪器、服务每一位客户。对人才的重视和尊重使公司的各个环节都充满着严谨和激情，全新的设计理念、对高精度高参数的苛刻要求、应用范围的持续延伸，所有这些都在我们的产品先进性上得到了完美呈现；从原材料的严格验收，到各工艺流程的标准流水线作业，再到质检部门的严格出厂检测，美析人对生产各环节的苛刻要求使得公司建立起一套完善的过程质量控制系统，并在仪器的质量上得到有力体现。也因此使我们的产品受到国内外用户的一致好评。

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