基于电感耦合等离子体质谱法测定食品中碘含量的方法与流程

1.本发明涉及食品检验检测中碘含量的测定领域，尤其涉及一种基于电感耦合等离子体质谱法测定各类食品中碘含量的方法。


背景技术：

2.碘是人体必需的微量元素，长期碘摄入不足或者过量对健康造成的潜在危害日益收到重视，并且碘是一种易挥发的元素，极易被氧化和还原，且在大部分食品中含量很低。藻类食品由于其具健康、低脂、含碘等优点，逐渐成为畅销食品，然而对于食品中的碘测定方法较少，主要包括氧化还原滴定法、砷铈催化分光光度法以及气相色谱法等。其中：（1）氧化还原滴定法：该方法属于高含量碘的测定方法，适用于海带、紫菜、裙带菜等藻类食品中碘的测定。（2） 砷铈催化分光光度法：该方法适合于低含量碘的测定，适用于粮食、蔬菜、等食品中碘的测定，对于碘含量较高的样品，如海带、紫菜、裙带菜等藻类样品，测试时由于稀释倍率较高，带来较大的误差，不适合用该方法测定。另外该方法需要用到高毒性的三氧化二砷，一般实验室很难采购到该种试剂，严重影响该方法的使用。（3） 气相色谱法：该方法主要用于婴幼儿配方食品和乳制品的测定乳制品，但部分特殊医学用途配方食品和特殊医学用途婴儿配方食品中的部分碘以结合态形式存在，而气相色谱法只能用来测定游离态碘，所以采用气相色谱法测定结果偏低，虽然，以上几种现有碘含量的测试方法可以在一定程度上测量食品中碘含量，但检测的食品样品基质有一定的限制，不能用来测定各类食品，并且在碘含量测试效率和精确度上，大多存在缺陷。因此，现有食品中碘检测技术还有待发展和补充。


技术实现要素：

3.为解决上述问题，这里提出了一种基于电感耦合等离子体质谱法测定各类食品中碘含量的方法，该方法包括步骤：s1、将提取液和预设质量的食品放置于离心管中摇匀，并向摇匀液中加入水，将摇匀液的体积稀释成设定倍数；对稀释后的摇匀液离心，提取上清液并进行过滤，制得试样溶液；其中，所述提取液为质量分数5 % 的四甲基氢氧化铵水溶液。
4.s2、将提取液放置于离心管中摇匀，并向摇匀液中加入水，同样将摇匀液的体积稀释设定倍数，得到摇匀液的稀释体积；对稀释后的摇匀液离心，提取上清液并进行过滤，制得没有添加食品的试样空白液；其中，所述提取液为质量分数5 % 四甲基氢氧化铵水溶液。
5.s3、配制碘系列标准溶液；分别吸取适量体积的碘标准使用液，用稀释液配制成浓度为0μg/l、0.100μg/l、1.00μg/l、5.00 μg/l、10.0μg/l、15.0μg/l、20.0μg/l的系列标准溶液；其中，所述碘标准使用液是指浓度为10μg /l的碘化钾或碘酸钾溶液，所述稀释液是指质量分数0.5 % 的四甲基氢氧化铵水溶液。
6.s4、配制内标使用液： 采用碲、铟、铑、铼中任意一种单元素或多元素标准贮备液作为内标，并用稀释液稀释成内标使用液；所述内标使用液的浓度为10μg/l~100μg/l；所述
稀释液是指质量分数0.5 % 的四甲基氢氧化铵水溶液。
7.s5、碘质量浓度：将所述试样空白液和所述试样溶液分别注入电感耦合等离子体质谱仪中，根据所述绘制的标准曲线，计算出所述试样空白液和所述试样溶液中碘质量浓度。
8.s6、根据公式计算食品中碘含量；其中，x 为试样中碘含量，单位为mg/kg；c为待测液中碘浓度，单位为
µ
g/l；c0为空白液中碘浓度，单位为
µ
g/l；v为定容体积，单位为ml；f为稀释倍数；m为试样称取质量，单位为g。
9.所述测定食品中碘含量的方法中，所述步骤s5中标准曲线的绘制为：将碘系列标准溶液和内标使用液注入电感耦合等离子体质谱仪中，测定碘和内标元素的信号响应值；并以碘的浓度为横坐标，碘与所选内标元素响应信号值的比值为纵坐标，绘制标准曲线。所述测定食品中碘含量的方法中，所述电感耦合等离子体质谱仪的进样系统清洗时间要大于60秒。
10.所述测定食品中碘含量的方法中，所述食品的预设质量为0.2~1.0g。
11.所述测定食品中碘含量的方法中，摇匀液的体积稀释设定倍数均为10倍。
12.所述测定食品中碘含量的方法中，所述离心管的离心转速均大于3000转/分钟，离心时间为10分钟。
13.所述测定食品中碘含量的方法中，所述上清液用0.45μm的水相过滤膜过滤后，制得所述试样溶液。
14.所述测定食品中碘含量的方法中，所述电感耦合等离子体质谱仪的所述操作条件包括：射频功率1550瓦；等离子气流速15 升/分钟；载气流速0.80升/分钟 ～0.90 升/分钟；辅助气流速0.30升/分钟～0.40升/分钟；分析时泵速0.10转/秒；采样深度8毫米～10毫米；雾化器为高盐/同心雾化器；半导体制冷雾室控温为2.0摄氏度；碰撞池气体氦气流速 4毫升/分钟～5毫升/分钟。
15.有益效果：本发明提供的基于电感耦合等离子体质谱法测定食品中碘含量的方法，其包括制备试样溶液和试样空白液，配制碘系列标准溶液和内标使用液，通过电感耦合等离子体质谱仪测定碘浓度并计算出食品中碘的含量。本发明所述测定方法具有高灵敏度、高精密度、高抗干扰性的特点，适用范围广，可用于各类食品中碘的测定，且样品前处理方法简单，增强了方法的实用性和可操作性。本发明所述测定方法操作简单易实现，具有广阔的市场应用前景。
具体实施方式
16.本发明提供一种基于电感耦合等离子体质谱法测定食品中碘含量的方法，该方法包括步骤s1~s6，具体为制备试样溶液和试样空白液，配制碘系列标准溶液和内标使用液，测定碘浓度并计算出食品中碘的含量。
17.本发明所采用的原理为：所述试样溶液中的碘经四甲基氢氧化铵溶液提取，并通过电感耦合等离子体质谱仪测定，以碘特定质量数127 (质荷比，m/z )定性，以碘和内标元素质谱信号的强度比值与碘的浓度成正比进行定量，从而快速测定试样中碘的含量。本发
明所述测定方法具有高灵敏度、高精密度、高抗干扰性的特点，适用性强，可用于各类食品中碘的测定，且样品前处理方法简单，增强了方法的实用性和可操作性。
18.在步骤s1中，将提取液和预设质量的食品放置于离心管中摇匀，并向摇匀液中加入水，将摇匀液的体积稀释成设定倍数；对稀释后的摇匀液离心，提取上清液并进行过滤，制得试样溶液。其中，所述提取液为质量分数5 % 的四甲基氢氧化铵水溶液，所述食品的预设质量为0.2~1.0g。所述上清液用0.45μm的水相过滤膜过滤后，制得所述试样溶液。
19.在本实施例中，将食品与提取液混合摇匀后稀释，并离心，对上清液进行过滤有利于将食品中的碘充分地提取出来，并避免在所提取的试样溶液中含有固体杂质，从而确保避免不溶性杂质对食品中碘含量测定的不良影响，同时避免固体杂质堵塞电感耦合等离子体质谱仪管道，保护了电感耦合等离子体质谱仪，确保了大批量样品检测的顺利进行。
20.较佳实施例中，所述稀释后的摇匀液置于85℃
±
5℃烘箱或水浴摇床提取3 h，再进行离心。温度越高，食品中碘的提取效率越高，并且2-3小时的提取时间比1小时的提取效率好。但再延长提取时间，对提取效率无明显提升，故采用3小时的提取时间。
21.在步骤s2中，通过采用和步骤s1相同的方法，来制备试样空白液。具体为：将提取液放置于离心管中摇匀，并向摇匀液中加入水，同样将摇匀液的体积稀释设定倍数，得到摇匀液的稀释体积；对稀释后的摇匀液离心，提取上清液并进行过滤，制得没有添加食品的试样空白液。在步骤s1和s2中，二者的摇匀液的体积稀释设定倍数均为10倍。二者所述离心管的离心转速均大于3000转/分钟，离心时间为10分钟。
22.步骤s3为配制碘系列标准溶液；分别吸取适量体积的碘标准使用液，用稀释液配制成浓度为0μg/l、0.100μg/l、1.00μg/l、5.00 μg/l、10.0μg/l、15.0μg/l、20.0μg/l的系列标准溶液；其中，所述碘标准使用液是指浓度为10μg /l的碘化钾或碘酸钾溶液，所述稀释液是指质量分数0.5 % 的四甲基氢氧化铵水溶液。
23.步骤s4为配制内标使用液： 采用碲、铟、铑、铼中任意一种单元素或多元素标准贮备液作为内标，并用稀释液稀释成内标使用液；所述内标使用液的浓度为10μg/l~100μg/l；所述稀释液是指质量分数0.5 % 的四甲基氢氧化铵水溶液。另外，对于复杂基质的样品，内标中可添加 1 %~2 % 的异丙醇（与样品混合后的体积百分比浓度）。
24.其中所述标准贮备液（1000 mg/l）的制备步骤为：称取已于180 ℃
±
2 ℃干燥至恒重的碘酸钾 0.1685 g，用水溶解并定容至100 ml；或称取经硅胶干燥器干燥 24 h 的碘化钾 0.1307 g，用水溶解并稀释至100 ml，贮存于棕色瓶中；也可采用经国家认证并授予标准物质证书的碘标准溶液。
25.步骤s5为测定碘质量浓度：将所述试样空白液和所述试样溶液分别注入电感耦合等离子体质谱仪中，根据所述绘制的标准曲线，计算出所述试样空白液和所述试样溶液中碘质量浓度。其中标准曲线的绘制为：将碘系列标准溶液和内标使用液注入电感耦合等离子体质谱仪中，测定碘和内标元素的信号响应值；并以碘的浓度为横坐标，碘与所选内标元素响应信号值的比值为纵坐标，绘制标准曲线。
26.进一步地，所述电感耦合等离子体质谱仪的进样系统清洗时间要大于60秒。本发明通过延长电感耦合等离子体质谱仪的进样清洗时间，以对进样系统中残留的碘能进行更充分的清洗，这是因为碘的记忆效应非常强，碘酸盐在酸性介质中的转化会通过玻璃吸收而引起显著的记忆效应 ，也就是化学式5i
-ꢀ
io3
-ꢀ
6h
ꢀ⇌
3i2 3h2o的发生，试剂纯
度和记忆效应是高背景的主要原因，可导致方法检出限升高。因此在实验过程中，样品测试之间要用提取液充分清洗进样系统，冲洗时间须大于60秒。
27.具体地，所述电感耦合等离子体质谱仪的所述操作条件包括：射频功率1550瓦；等离子气流速15 升/分钟；载气流速0.80升/分钟 ～0.90 升/分钟；辅助气流速0.30升/分钟～0.40升/分钟；分析时泵速0.10转/秒；采样深度8毫米～10毫米；雾化器为高盐/同心雾化器；半导体制冷雾室控温为2.0摄氏度；碰撞池气体氦气流速 4毫升/分钟～5毫升/分钟。
28.在步骤s6中，根据公式计算食品中碘含量；其中，x 为试样中碘含量，单位为mg/kg；c为待测液中碘浓度，单位为
µ
g/l；c0为空白液中碘浓度，单位为
µ
g/l；v为定容体积，单位为ml；f为稀释倍数；m为试样称取质量，单位为g。 在本发明中，以取样量0.5 g，定容至50 ml计算，本发明实施例中所述的方法检出限为 10 μg /kg，定量限为 30μg/kg。在本发明计算公式中，稀释后溶液浓度乘稀释倍数后，再减去试样空白液的浓度去计算碘含量，使计算更加准确（因为稀释是只稀释样品溶液）。
29.下面通过具体实验对本发明所述测定方法的精密性和准确性进行探究。
30.具体实施例：方法精密度及准确度实验：采用不同食品基质的进口及国产标准参考物质进行进行方法学研究，在he模式下，采用不同内标或不同质量数的内标校正，7次独立测定的相对标准偏差均小于10%，且测定结果均在标准参考值的不确定范围内，详细结果见表1，其中针对调味盐中碘的测试进行专项实验，从表1-2的结果来看，此方法适用于碘盐的测定。
31.表1-1 准确度实验 n=7 单位：mg/kg
表1-2准确度实验-调味盐的测试
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n=7 单位：mg/kg