Determination of Nine Heavy Metal Elements in Livestock and Poultry Meat by ICP-MS
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摘要: 目的：建立石墨消解-电感耦合等离子体质谱法测定畜禽肉中9种重金属元素，并对7种畜禽肉样品中重金属含量进行分析。方法：采用石墨消解法进行样品前处理，用电感耦合等离子质谱法（ICP-MS）检测重金属含量，并计算各元素含量。结果：铬、铅、砷、镉、钴在0～50 μg/L，铜、锰、镍在0～500 μg/L，锌在0～1000 μg/L浓度范围内线性关系良好（r
≥0.9999），检出限在0.003～0.400 μg/L之间。样品加样回收率在97.2%～104.4%，RSD≤5.0%(n = 6)。对国家标准物质（GSB-27、 GSB-28）的测定结果均在标准值标准偏差范围内。结论：该方法准确度和精密度高，线性范围广，适用于畜禽肉的检测。本研究为广州市畜禽类的安全性评价，监管体系的建立及运行提供科学依据。 -
关键词:
- 畜禽肉 /
- 电感耦合等离子质谱法(ICP-MS) /
- 消解方法 /
- 重金属元素
Abstract: Objective: Inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) was established for the determination of nine heavy metal elements in livestock and poultry meat, and was applied to the analysis of heavy metal content in seven kinds of livestock and poultry meat samples.Methods: The samples were pretreated with graphite digestion, and heavy metals were detected by ICP-MS.Results:Chromium, lead, arsenic, cadmium, and cobalt (0～50 μg/L), copper, manganese and nickel (0～500 μg/L), and zinc (0～1000 μg/L) showed a good linear relationship (r≥0.9999). The limits of detection were ranged from 0.003 to 0.400 μg/L, the recoveries ranged from 97.2% to 104.4%, RSD≤5.0%(n=6). The results of National Standard Substance (GSB-27, GSB-28) were all within the standard deviation of the standard value.Conclusion:The proposed method had a wide linear range, high accuracy and precision, which was suitable for the monitoring of livestock and poultry meat. This study provided a scientific basis for the safety evaluation, establishment and operation of the supervision system of livestock and poultry in Guangzhou. -
表 1 电感耦合等 离子质谱法（ICP-MS）检测条件
Table 1. Detection conditions of (ICP-MS)
工作参数 设定值 工作参数 设定值 高频发射功率（W） 1450 载气流速（L/min） 0.85 样品提升速率（r/s） 0.1 混合气流量（L/min） 0.28 采样深度（mm） 7.5 等离子气流量（L/min） 15.0 样品提升量（mL /min） 0.4 辅助气流量（L/min） 1.0 雾化室温度（℃） 2 氦气流量（L/min） 5 高频发射功率（W） 1450 载气流速（L/min） 0.85 
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表 2 消解程序1
Table 2. Digestion procedure 1
工步 工步类型 加热温度（℃） 加热时间（h:min:s） 保持时间（h:min:s） 1 加热 120 00:30:00 02:00:00 2 加热 160 00:30:00 01:30:00 3 冷却 00:20:00
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表 3 消解程序2
Table 3. Digestion procedure 2
工步 工步类型 加热温度（℃） 加热时间（h:min:s） 保持时间（h:min:s） 1 加热 120 00:30:00 02:00:00 2 加热 170 00:30:00 01:45:00 3 冷却 00:20:00
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表 4 消解程序3
Table 4. Digestion procedure 3
工步 工步类型 加热温度（℃） 加热时间（h:min:s） 保持时间（h:min:s） 1 加热 120 00:30:00 02:00:00 2 加热 170 00:30:00 02:00:00 3 冷却 00:20:00
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表 5 前处理消解方法的选择（x ± s，mg/kg）
Table 5. Selection of digestion methods for pre-treatment (x ± s, mg/kg)
消解方法 Cr Pb As Cd Co Cu Mn Ni Zn 1 2.13 ± 0.10 1.24 ± 0.07 0.49 ± 0.06 0.20 ± 0.11 0.55 ± 0.15 5.21 ± 0.12 167.7 ± 2.3 1.78 ± 0.09 24.4 ± 0.67 2 2.31 ± 0.14 1.15 ± 0.05 0.48 ± 0.05 0.19 ± 0.08 0.52 ± 0.06 5.53 ± 0.21 166.1 ± 1.5 1.83 ± 0.11 23.50± 0.29
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表 6 消解试剂的选择
Table 6. Selection of digestion acid reagents
消解体系 消解结果 硝酸
（10 mL）淡黄色溶液，表面有油脂，空白值偏低 硝酸+高氯酸
（10 mL+2 mL）淡黄色溶液，表面有油脂，偶有沉淀，空白值偏高 硝酸+高氯酸
（15 mL+5 mL）无色透明溶液，空白值偏低 硝酸+过氧化氢
（8 mL+2 mL）淡黄色溶液，表面有油脂，空白值低
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表 7 消解时间优化结果
Table 7. The optimized results of digestion time
消解程序 Cr Pb As Cd Co Cu Mn Ni Zn 1 2.12 ± 0.08 1.25 ± 0.05 0.48 ± 0.04 0.21 ± 0.07 0.50 ± 0.10 5.2 ± 0.12 163 ± 1 1.76 ± 0.10 23.4 ± 0.5 2 2.72 ± 0.04 1.27 ± 0.06 0.51 ± 0.03 0.20 ± 0.02 0.56 ± 0.02 5.6± 0.1 171.1 ± 1.1 1.82 ± 0.05 25.3 ± 0.4 3 2.18 ± 0.11 1.27 ± 0.11 0.50 ± 0.08 0.19 ± 0.02 0.52 ± 0.09 5.3 ± 0.2 171 ± 1 1.78 ± 0.08 24.2 ± 0.6 GSB-27大葱标准含量 2.60± 0.40 1.34 ± 0.16 0.52 ± 0.11 0.19 ± 0.02 0.59 ± 0.04 5.5± 0.3 173 ± 7 （1.9） 25 ± 1 注：“ ± ”后的数据为标准值的不确定度，“（）”里的数值指参考值；表12同。
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表 9 元素线性方程、相关系数、检测限
Table 9. Element linear equations,correlation coefficient, detect limit
元素 内标元素 回归方程 线性范围（μg/L） 相关系数r 检出限（μg/L） Cr 103 Rh y=0.0030x+0.0004 0～50.00 1.0000 0.038 Pb VIS y=0.0156x+0.0018 0～50.00 1.0000 0.024 As VIS y=0.0036x+0.000059 0～50.00 1.0000 0.052 Cd 103 Rh y=0.0010x+0.000003 0～50.00 1.0000 0.004 Co 72 Ge y=0.0783x+0.0008 0～50.00 0.9999 0.003 Cu 72 Ge y=0.0538x+0.0087 0～500.00 0.9999 0.051 Mn 72 Ge y=0.0367x+0.0323 0～500.00 1.0000 0.209 Ni 103 Rh y=0.0012x+0.0009 0～500.00 1.0000 0.323 Zn 103 Rh y=0.00065x+0.00087 0～1000.0 1.0000 0.400
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表 10 加标回收率与精密度结果（n=9）
Table 10. The results of recovery rate of standard addition and precision (n=9)
元素 本底值
（μg/L）加标量
（μg/L）测定值
（μg/L）回收率
（%）平均回收率
（%）RSD
（%）Cr 0.77 1.00 1.81 104.0 101.6 2.49 5.00 5.56 99.0 25.0 26.25 101.9 Pb 1.39 1.00 2.43 104.0 101.9 2.09 5.00 6.12 99.8 25.0 26.25 101.9 As 0.07 1.00 1.03 98.0 99.1 1.44 5.00 5.00 98.6 25.0 25.24 100.7 Cd 0.03 1.00 0.96 101.5 101.7 1.58 5.00 4.68 100.2 25.0 25.87 103.4 Co 0.02 1.00 1.07 105.0 104.4 1.31 5.00 5.16 102.8 25.0 26.35 105.3 Cu 8.10 1.00 13.20 102.0 103.1 3.10 5.00 33.25 100.6 25.0 114.81 106.7 Mn 1.41 1.00 6.63 104.4 100.8 3.36 5.00 25.83 97.7 25.0 101.65 100.2 Ni 0.52 1.00 5.23 94.2 97.2 3.44 5.00 24.66 96.6 25.0 101.37 100.8
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表 11 重复性度实验结果（n=6）
Table 11. The results of repeatability
元素 Cr Pb As Cd Co Cu Mn Ni Zn 含量（mg/kg） 0.022 0.0051 0.0038 0.00013 0.00020 0.34 0.069 0.0060 4.79 RSD(%) 1.31 2.10 0.01 0.05 1.61 0.20 4.62 0.55 0.38
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表 12 准确度结果（n=6）
Table 12. The results of accuracy (n=6)
元素 GBW10050（GSB-28 大虾） GBW10049（GSB-27 大葱） 标准值（mg/kg） 测定值（x ± s，mg/kg） 标准值（mg/kg） 测定值（x ± s，mg/kg） Cr 0.35 ± 0.11 0.30± 0.08 2.60 ± 0.40 2.54 ± 0.11 Pb 0.20 ± 0.05 0.22 ± 0.04 1.34 ± 0.16 1.28 ± 0.30 As （2.5） 2.54 ± 0.11 0.52 ± 0.11 0.50 ± 0.24 Cd 0.039 ± 0.002 0.038 ± 0.002 0.19 ± 0.02 0.20 ± 0.11 Co 0.044 ± 0.005 0.043± 0.005 0.59 ± 0.04 0.56 ± 0.23 Cu 10.3 ± 0.7 10.2 ± 0.2 5.5 ± 0.3 5.57 ± 2.84 Mn 8.9 ± 0.3 9.0 ± 0.2 173 ± 7 171± 1 Ni （0.23） 0.24 ± 0.08 （1.9） 1.87 ± 0.87 Zn 76 ± 4 75 ± 2 25 ± 1 25±1
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表 13 7种畜禽肉类样品的检测结果（x ± s ，mg/kg，n=3）
Table 13. Test results of 7 kinds of livestock and poultry meat samples (x ± s, mg/kg, n=3)
元素 牛肉 羊肉 猪肉 鹅肉 鸭肉 鸽子肉 鸡肉 Cr 0.045 ± 0.251 0.006 ± 0.011 0.089 ± 0.053 0.014 ± 0.062 0.005 ± 0.012 0.012 ± 0.021 0.023 ± 0.621 Pb 0.017 ± 0.134 0.008 ± 0.053 0.009 ± 0.051 0.021 ± 0.053 0.004 ± 0.482 0.013 ± 0.05 0.005 ± 0.661 As 0.028 ± 0.023 0.003 ± 0.012 0.005 ± 0.031 0.013 ± 0.021 0.009 ± 0.653 0.007 ± 0.652 0.004 ± 0.052 Cd 0.21 ± 0.04 0.0003 ± 0.0112 0.0003 ± 0.0221 0.002 ± 0.011 0.00031 ± 0.5211 0.00045 ± 0.2513 0.0001 ± 0.0621 Co 0.002 ± 0.081 0.002 ± 0.031 0.0006 ± 0.0312 0.002 ± 0.012 0.007 ± 0.521 0.002 ± 0.651 0.0003 ± 0.0521 Cu 0.55 ± 0.12 0.27 ± 0.15 0.69 ± 0.08 5.49 ± 0.62 6.51 ± 1.22 3.47 ± 0.25 0.34 ± 0.62 Mn 0.04 ± 0.05 0.02± 0.05 0.04 ± 0.05 0.24± 0.06 0.06 ± 0.06 0.28 ± 0.62 0.07 ± 0.40 Ni 0.007 ± 0.061 0.013 ± 0.092 0.006 ± 0.022 0.003 ± 0.021 − − − Zn 36.3 ± 2.45 40.9± 2.1 24.3 ± 1.6 14.2 ± 1.6 11.4 ± 2.2 10.3 ± 2.6 4.9 ± 1.5 注：“−”代表无检出。
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表 14 肉类中铅、镉、砷、铬的限量指标
Table 14. Limits of lead, cadmium, arsenic and chromium in meat
元素 铅（以Pb计） 镉（以Cd计） 砷（以As计） 铬（以Cr计） 限量（mg/kg） ≤0.2 ≤0.1 ≤0.5 ≤1.0 注：“−”代表无检出。
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