AFS-6801原子熒光光度計測試食品蜂蜜中鍺含量的應用方案

引言
鍺是人體必需的14種微量元素之一，一般食品中鍺含量很低，主要來源于保健加入。如保健飲品中的有機鍺等，1967年日本淺井一彥博士利用化學方法獲得了有機鍺化合物，隨后被視為了保健品在日美等國風靡一時，曾經(jīng)一些國家更是把它做為促進動植物生長的、提高免疫力的、抗癌消炎、制造功能性食品的添加劑，應用于農牧業(yè)生產(chǎn)和食品加工。然而最新醫(yī)學研究表明，長期攝取含鍺食品會如同重金屬一樣積累在人體，導致人精力下降、腎功能不全等危害。因此國家制定了相應的檢測方法和限量要求的國家標準和行業(yè)標準。

食品中鍺的檢測方法主要有紫外分光光度法，原子吸收分光光度法、化學發(fā)光光度法，熒光免疫分光光度法，原子熒光光譜法。氫化物原子熒光光譜法是近年來發(fā)展起來的痕量檢測方法，其檢出限低，適合于低含量樣品的檢測，食品安全國家標準GB/T5009.151-2014規(guī)定了食品中鍺的原子熒光光譜法為第一法。該方法是在磷酸介質中，用雙氧水作為預氧化劑等，發(fā)生氫化物載入原子熒光光度計測試的方法。

1、原理
   食品試樣采用硝酸—硫酸全消解的方法，在酸性介質中鍺被氧化成四價鍺，四價鍺與硼氫化鉀作用下生成揮發(fā)性的鍺的氫化物，并由載氣帶入原子化器中進行原子化，在特制的空心陰極燈照射下，基態(tài)鍺原子被激發(fā)至高能態(tài)，在去活化回到基態(tài)時，發(fā)射出特征波長的熒光，其熒光強度與鍺的含量成正比。最后根據(jù)標準系列進行定量計算。

2、試劑
本實驗用酸為優(yōu)級純，其它試劑為分析純。
2.1硝酸：ρ=1.42g/mL GR
2.2硫酸：ρ=1.84g/mL GR
2.3磷酸
2.4過氧化氫30%
2.5氨水（優(yōu)級純）
2.6磷酸溶液（V/V）： 1+4
2.7氫氧化鉀溶液（5g/L）
2.8硼氫化鉀溶液（30g/L）：稱取15g硼氫化鉀溶于氫氧化鉀（5g/L）中，定容至500ml，混勻，用前現(xiàn)配。
2.9載流：5%磷酸溶液
3.0 鍺標準儲備液：（1000mg/L）中國計量科學研究院購GSB  04-1728-2004
3.1鍺的工作標準溶液：用20%磷酸溶液將鍺標準溶液逐級稀釋至500.0ug/L；
 
3、實驗條件
3.1、儀器：
分析天平：感量0.0001
可調溫式電熱板
AFS-681 型原子熒光光度計
鍺空心陰極燈（北京有色院）
氬氣  
3.2、儀器參考分析條件：
光電倍增管負高壓：280 v
燈電流：60mA
爐高：8mm
載氣流速：500ml/min
屏蔽氣流速：1000ml/min

4、測試步驟
4.1試樣處理
稱取試樣約1-2g,置于250mL錐形瓶中，加入10-15mL硝酸，加硫酸2mL，搖勻，蓋上小漏斗，放置過夜。
次日置于電熱板上加熱，再加熱過程中，如果發(fā)現(xiàn)溶液變成棕色，則需要將錐形瓶取下，補加少量硝酸，緩慢消解，至消化液淡黃色或無色時，繼續(xù)加熱至開始冒白煙時，將錐形瓶取下稍冷后，緩慢加入１ｍｌ過氧化氫，加熱，重復兩次，以除去殘留的硝酸，并加熱到白煙出現(xiàn)。將錐形瓶取下，冷卻。將溶液移入25ｍｌ容量瓶中，加入5ｍｌ磷酸，用水稀釋至刻度，搖勻，同時做試劑空白試驗。待測。
4.2標準工作溶液的制備：
取50mL容量瓶依次加入磷酸溶液(2.3) 10.0ml；然后加入鍺工作標準溶液500ｕg/L,0; 1.0;2.0;4.0; 8.0；10.0mL于50mL容量瓶中，用水定容到50ml，混勻待測。此標準系列濃度為0；10.0；20.0；40.0；80.0；100.0ug/L。

5、測試結果
儀器按照前述條件設置好后，需要充分運行預熱，待達到熱平衡后，首先用標準空白進樣，待讀數(shù)穩(wěn)定后，開始測試標準系列，再轉入樣品測試之前，再進入空白測量狀態(tài)，取均值作為樣品空白，隨后依次測定試樣。測試完畢后處理計算數(shù)據(jù)。按照方法需要將處理好的待測樣品（4.1A）與標準同時同條件測試，得到熒光強度值，并按下公式計算結果：

w為樣品中鍺的量，單位mg/kg；
c為標準曲線計算出的標準含鍺濃度單位為ug/L；
v為樣品體積單位為L；
K為稀釋倍數(shù)；
m為稱取樣品的量單位為kg；
按照前述樣品處理方法實測了代表樣品市售洋槐蜂蜜樣品的總鍺含量；用上海美析AFS-681型原子熒光光度計實測樣品結果如圖1（略）；圖1為實測鍺工作曲線，工作曲線相關系數(shù)0.997，線性較好；線性回歸方程：A=10.5532x-42.345；
實測數(shù)據(jù)可見原子熒光光譜法靈敏度高，線性佳，精密度好。非常適合各種樣品中痕量鍺元素的測量，儀器良好的性能保證了測試結果的準確性。表1為市售洋槐蜂蜜樣品分析測試結果；
表1蜂蜜中鍺測試結果   

樣品編號	取樣量g	樣品含鍺mg/kg	均值mg/kg	RSD%
洋槐蜂蜜-1	1.1318	0.11	0.11	4.84%
洋槐蜂蜜-1	1.1406	0.11
洋槐蜂蜜-1	1.1931	0.11
洋槐蜂蜜-1	1.1784	0.10
洋槐蜂蜜-1	1.2129	0.11
洋槐蜂蜜-1	1.0340	0.10

對洋槐蜂蜜樣品進行了鍺的測試以及加標回收率驗證實驗，回收率范圍在89.3%-108.5%之間，結果見下表2； 
表2洋槐蜂蜜鍺加標回收率結果

樣品編號	含量mg/kg	加標量mg/kg	測得值	回收率
蜂蜜-1	0.11	1.05	93.79	89.3%
蜂蜜-2	0.11	1.71	1.8558	108.5%

6、結論
由于鍺形成氫化物的酸度范圍對測試靈敏度影響較大，標準和待測樣品磷酸濃度要完全保持一致；食品安全國家標準采用0.8%的硼氰化鉀，靈敏度低，不能形成檢測平臺，穩(wěn)定性差，本方案使用了3%的硼氰化鉀獲得了較為滿意的靈敏度。