使用Agilent 7850 ICP-MS分析婴幼儿配方食品中的碘

摘要：本文按照食品安全国家标准 GB 5009.267-2020 使用安捷伦ICP-MS方法分析了婴幼儿配方奶粉 中的碘，考察了内标基质对内标稳定性的影响，ICP-MS 氦气模式下分析了不同品牌的实 际样品并和标准限值进行了比较；方法检测限低，有证标准物质和实际样品加标回收实验 结果表明准确度较高，不同样品分析时内标稳定较好；该方法适用于婴幼儿配方食品中碘 元素的稳定、准确、高效分析。

前言：碘是维持人体正常生理活动所必需的微量元素，在人体内参与甲状腺素的合成。碘摄入量 不足会引起不同程度的碘缺乏病，但摄入过量也会对健康造成危害。 婴幼儿配方食品是婴幼儿摄入碘的主要来源，中国食品安全国家标准 GB 10765 和 GB 10767、美国 21 CFR 107 以及欧盟 2016/127/EC 指令在矿物质含量指标中都规定了碘的低和最高含量要求[1-4]。美国 AOAC 2012.15 和 BS ISO 20647: 2015[5-6] 采用电感耦合等 离子体质谱法 (ICP-MS) 作为婴儿配方奶粉和成人营养配方奶粉中总碘的测定方法。中国 食品安全国家标准 GB 5009.267-2016 则将气相色谱法作为测定婴幼儿配方食品中碘的推 荐方法。2020 年中国公布了更新后的国家标准 GB 5009.267-2020，增加了 ICP-MS 作为 食品中碘元素分析的第一法，于 2021 年 3 月 11 日起实施。 本研究介绍了使用 Agilent 7850 ICP-MS 按照 GB 5009.267-2020 测定婴幼儿配方奶粉中 总碘的分析流程。考察了内标溶液基质对分析稳定性的影响，通过测定食品标准参比物质 (SRM) 对方法质量进行评估，并对实际样品进行了分析。 

实验部分：试剂和样品 四甲基氢氧化铵（TMAH，25% w/w，电子级）购于 Alfa-Aesar； 所用实验用水为 18.2 MΩ·cm 去离子水 (Millipore, Bedford, MA, USA)。将 TMAH 用去离子水按 1:4 的比例稀释为 5% TMAH 提取 液，用于样品前处理；并将 TMAH 用去离子水按 1:49 的比例稀 释为 0.5% TMAH 稀释液，用于制备标准溶液和内标溶液。 使用安捷伦 Te 单标（部件号 5190-8213）、Rh 单标（部件号 5190-8509）、Re 单标（部件号 5190-8507）、In 单标（部件号 5190-8467）配制内标储备液，稀释后制得 Te、Rh、Re、In 浓度 分别为 0.1 mg/L 的内标 (ISTD) 溶液。碘离子标准溶液购于钢研 纳克检测技术股份有限公司（货号 GSB 04-2077-2007），浓度为 100 mg/L。 样品为购于中国超市的八个品牌婴幼儿配方奶粉。利用婴儿/成人 营养配方食品标准物质 SRM NIST 1849a、NIST 8435 对分析方 法准确度进行验证。

样品前处理 按照食品安全国家标准 GB 5009.267-2020 第一法中试样处理方 法进行样品前处理。 称取试样 0.2–1 g（精确到 0.001 g）于 50 mL 的耐 110 °C 塑料 离心管中；加入 5 mL TMAH 5% (v/v) 提取液，涡旋混合 1 min； 使样品分散均匀，旋紧盖子，置于 85 °C±5 °C 的恒温干燥箱 （每隔半小时取出振摇）提取 3 h；冷却后，用去离子水定容至 50 mL；然后在 3000 r/min 的转速下离心 10 min；取上层清液用 0.45 μm 过滤膜（部件号 5191-4297）过滤，得到上机溶液｡ 仪器 使用 Agilent 7850 ICP-MS 进行分析，该系统配备 MicroMist 玻璃 同心雾化器、石英雾化室、2.5 mm 内径石英炬管以及镍采样锥 和镍截取锥。

 ICP-MS 常规分析为酸性基质溶液，而在 GB5009.267-2020 标准 规定的 ICP-MS 方法中，溶液则为 0.5% TMAH 碱性溶液。因此， 在 ICP-MS 点火后首先用去离子水冲洗系统 30 min，然后使用 0.5% TMAH 冲洗系统 30 min，使 ICP-MS 进样系统切换到碱性溶 液环境。 使用 ICP-MS MassHunter 软件的自动调谐功能对 ICP-MS 进行 优化。 仪器运行条件： 射频功率 (W)： 1550 采样深度 (mm)： 8 透镜调谐： 自动调谐 氦气流速 (mL/min)： 4.5 动能歧视电压 (V)： 5

结果和讨论：内标基质选择 采用 ICP-MS 分析 As、Se、Te 和 I 等非金属元素时，溶液中有机 物的浓度对这些元素具有“增敏”的作用[7]，称为“有机增敏效 应”。婴幼儿配方奶粉中的有机物在提取过程中会部分进入测量 溶液中，因此，如果各个样品成分不同或称样量不同，将导致最 终分析溶液中的有机物浓度存在差异，并且这种差异对 I 元素以 及内标溶液中 Te 元素信号强度影响较大。为减少有机物对实验结 果的影响，向内标中加入一定浓度的有机物，以有效减少内标和 样品溶液混合后的总有机物浓度的变化。 实验分别采用基质为 0.5% TMAH 和 20% 乙醇 + 0.5% TMAH 的内 标溶液，将称样量不同的配方奶粉提取液和内标溶液混合后考察 内标回收率的情况。其中 9 号样品的称样量为 0.5044 g，10 号样 品的称样量为 0.9861 g，11 号样品的称样量为 0.4935 g，其它样 品的称样量则为 0.2014–0.4053 g，结果见图 1 和图 2。从图中 可以看出，在内标中加入乙醇后，元素信号响应强度受称样量影 响更小，因此后面的内标溶液采用 20% 乙醇 + 0.5% TMAH 进行 配制。

 样品分析结果 按照上述样品前处理过程对 8 个品牌的婴幼儿奶粉样品进行处理。 对于品牌-8 奶粉，分别称取 0.2370 g、0.5044 g 和 0.9861 g，制得 三份不同浓度的分析溶液；采用优化后的分析方法进行测量，结 果见表 1；各个品牌奶粉中的碘含量都在 GB17025-2010 标准要 求范围内 (2.5–14.0 μg/100 kJ)。不同称样量的同一品牌的样品 的结果吻合较好，表明该方法具有良好的适用性，可以根据样品 中碘的含量调整最小称样量。在线内标法通入 20% 乙醇 + 0.1% TMAH 内标溶液，内标波动在 ±10% 范围内，说明方法可以耐受 住不同含量有机物的影响，稳定性较好。

结论：使用 Agilent 7850 ICP-MS 按照国标 GB 5009.267-2020 方法分析 了婴幼儿奶粉中的碘元素。借助仪器的氦气碰撞模式和自动调谐 功能，可简化方法开发。ORS4 第四代八极杆碰撞反应池可大程度提高氦气模式元素的灵敏度[8-9]，该方法的碘元素检测限达到 2.47 μg/kg，优于国标 10 μg/kg 的要求。NIST 奶粉标准物质和实 际样品的加标回收率在 90%–110% 内，证明本方法具有良好的准 确度。对不同品牌的奶粉样品中的碘含量进行分析，结果全部合 格。同时在国标 0.2–1.0 g 范围内验证了不同称样量对分析的影 响，结果表明，同一个品牌样品在不同称样量下得到的结果非常 吻合。分析过程中内标回收率在 ±10% 范围内，漂移较小，说明 7850 ICP-MS 仪器稳定性良好。综上所述，本文所述的方法适用 于定量分析婴幼儿配方奶粉中的碘元素。