專利名稱：生物樣品中微量元素及物質(zhì)的快速分析方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物樣品中所含微量元素及物質(zhì)的分析方法，尤其涉及快速分析的方法背景技術(shù)糧食、食品等生物樣品中的微量金屬元素如錳、銅、鋅、鐵、鉛、鎘、鈣、鎂等的測定，國家標準方法中大多采用原子吸收分光光度法、冷原子吸收法、原子熒光法和分子吸光光度等方法進行測定，這些方法均需要價格昂貴的大型精密儀器，不但投入成本高，也不利于普及推廣和進行現(xiàn)場即時測定。
另一方面，生物樣品進行測定之前，均要消解樣品。常用干法灰化和濕法消解處理被測樣品。采用干法灰化時，坩堝和樣品的恒重、灼燒等過程所需時間很長，完成一個樣品的測定通常需10～12小時，工作效率很低。采用濕法消解會產(chǎn)生大量酸蒸氣，酸蒸汽的揮發(fā)不僅腐蝕了實驗設(shè)施，而且嚴重污染了環(huán)境也危害了操作者的健康，因此這種消解需要在專用的通風(fēng)櫥中進行，操作極不便。濕法消解完成一個樣品最少需要80～100mL混酸，測定時間需要5～7個小時。
另外在上述分析方法中，分析結(jié)果需通過較為復(fù)雜的計算或通過工作曲線獲得，既麻煩又費時間。目前，國內(nèi)外雖已有實驗室樣品消解專用的微波爐產(chǎn)品，但因其價格昂貴，難于推廣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種分析成本低，不污染環(huán)境且能快速測量出生物樣品中微量元素及物質(zhì)的分析方法本發(fā)明目的是通過以下技術(shù)方案實行的這種生物樣品中含微量元素的快速分析方法，是先把被測定的樣品制成待測溶液，再把與校正好的具有加標法功能或直讀功能的離子分析儀相配套的離子選擇性電極插入溶液中，從分析儀上直接讀出被測試液中待測物質(zhì)的濃度值，而后換算成被分析樣品中該元素的含量。
把被測定的樣品制成待測溶液的方法為，先把樣品放入容器內(nèi)，加入酸，再將容器密封后放入微波爐中消解或浸提1～40分鐘，而后從微波爐內(nèi)取出，冷卻后加入總離子緩沖調(diào)節(jié)劑定容、混勻。
把被測定的樣品放入容器再加入酸，將容器密封后放入微波爐中消解，消解35～40分鐘后從微波爐內(nèi)取出，冷卻4～6分鐘再把消解液移至另一容器，調(diào)消解液的pH值為3～5，而后加入總離子緩沖調(diào)節(jié)劑定容、制成溶液，再把消解后的溶液倒入燒杯中，把與校正好的具有加標法功能或直讀功能的離子分析儀相配套的離子選擇性電極插入該溶液中，從分析儀上直接讀出被測試液中待測物質(zhì)的濃度值，而后換算成被分析樣品中該元素的含量。
把被測定的樣品放入容器再加入酸，將容器密封后放入微波爐中浸提1～2分鐘后從微波爐內(nèi)取出，冷卻后加入總離子緩沖調(diào)節(jié)劑，用水定容制成溶液，再把與校正好的具有加標法功能或直讀功能的離子分析儀相配套的離子選擇性電極插入該溶液中，從分析儀上直接讀出被測試液中待測物質(zhì)的濃度值，而后換算成被分析樣品中該元素的含量。
所述的酸為高氯酸、硫酸、硝酸、鹽酸的其中一種，消解是在家用微波爐內(nèi)進行。
所述的酸為高氯酸、硫酸、硝酸中兩種或三種的混合酸。
把被測定的樣品制成待測溶液的方法為，先把樣品放入容器內(nèi)，加入酸，再將容器密封后放入微波爐中加熱，再加入雙氧水放在微波爐內(nèi)消解，而后從微波爐內(nèi)取出，冷卻后加入總離子緩沖調(diào)節(jié)劑定容、混勻。
把被測定的樣品制成待測溶液的方法為，先把樣品放入容器內(nèi)，加入浸提液，再將容器置于超聲波器中浸提2～3分鐘，而后加入總離子緩沖調(diào)節(jié)劑定容、混勻。
將容器密封的方法是用聚四氟乙烯密封帶將容器的口部密封，再用微波爐專用食品袋套扎在容器的口部。
本發(fā)明中采用的微波消解裝置的微波爐是一般的家用微波爐，價格低廉，利用這種裝置消解樣品，所用樣品量少，僅用0.1～1.0g，因此需要的消解劑也少，混合酸用量只需2～9mL，大大降低了分析成本；消解過程是在密閉裝置中完成，樣品不易被污染，酸蒸氣也不污染環(huán)境；整個消解過程只需1～30分鐘，樣品消解完畢，取出后在不超過5分鐘的時間內(nèi)即可冷至室溫，可直接定容?；靹蚝?，用事先校正好的具有加標法功能或直讀功能的離子分析儀，配套相應(yīng)的離子選擇性電極即可直接讀取被測元素的含量，無需作圖和進行復(fù)雜計算。從樣品稱量、消解預(yù)處理到定容、測定直至獲得分析結(jié)果等，整個分析過程只需70-80分鐘；若樣品消解裝置采用透明材料制成，可以直接觀察裝置內(nèi)樣品的消解情況，便于操作，并且利用這種方法一次可以處理數(shù)十個樣品，適用于大批樣品的快速分析，若采用超聲浸提樣品，浸提時間只需數(shù)分鐘，整個分析過程所需時間不超過12分鐘。并且超聲波浸提一次可以處理數(shù)十個樣品，大大提高了工作效率。本發(fā)明中的加標直讀分析方法不僅適用于一般樣品，還適用于樣品復(fù)雜或樣品組成不清楚等情況的測定；采用本方法，其平行測定的RSD％＜5％，加標回收率＞85％，樣品消解后的測定時間＜15分鐘，結(jié)果令人滿意。與空白消化相比測定誤差在允許范圍之內(nèi)。


圖1是本發(fā)明消解過程中容器密封后的示意圖。
具體實施例方式
實施例1本實施例是小麥面粉中微量元素鎘的快速測定，其方法及步驟為先稱取灰麥面粉1.0克置于100mL容量瓶中，加入高氯酸，硫酸混合酸9.0mL(其中硫酸用量為6.0mL，高氯酸用量為3.0mL)，把容量瓶口密封好；密封的方法是用聚四氟乙烯帶密封其瓶口，再用微波爐專用食品袋套扎住瓶口，密封好的結(jié)構(gòu)形式如圖1所示，圖1中1為容量瓶，2為聚四氟乙烯帶，3為食品袋；把裝有被消解樣品并經(jīng)密封的容量瓶，置于家用微波爐中，消解37～40分鐘，進行消解時應(yīng)先在40％功率檔消解20分鐘，再在60％功率檔消解17～20分鐘，當溶液澄清、透明、無色時，即為消解完全。取出冷卻5分鐘，將溶液轉(zhuǎn)移至一50mL燒杯中，調(diào)溶液pH值為5，調(diào)好后，加入總離子緩沖調(diào)節(jié)劑，定容，混勻制成待測溶液。而后把與校正好的具有直讀法功能的離子分析儀相配套的離子選擇性電極插入該溶液中，并用磁力攪拌器勻速攪拌1分鐘，從分析儀上得出被分析樣品中所要測定鎘元素的濃度值，而后換算成面粉中含鎘元素的量。
測定上述溶液中所含鎘元素的濃度值時，具體操作方法可按下述進行在儀器起始狀態(tài)下，按“模式/4”鍵進入濃度模式功能選擇，按“▲/0”或“/”鍵選擇“1.直讀濃度”，按“確認”鍵，進入濃度單位的選擇，仍通過按“▲/0”或“/”鍵翻看不同的濃度單位，選擇“mg/L”，按“確認”鍵。(因之前已進行過斜率校準和空白校準，這里就不需再次進行)。將上述溶液倒入100mL燒杯中，將事先校準好的電極插入溶液中，磁力攪拌器勻速攪拌1～2分鐘，待顯示屏上的電位值穩(wěn)定后(一般需2～3分鐘)，按“確認”鍵，儀器上即顯示當前濃度值，直接讀取并記錄。
在測定前儀器應(yīng)進行校準。
待測液制備時，在裝有樣品的容量瓶中也可僅加入鹽酸。
實施例2本實施例是快速測定小麥面粉中微量元素銅的方法，
先稱取灰麥面粉1.0克(精確至0.0001)，置于一100mL細口碘量瓶中，加入硫酸4.0mL、硝酸5.0mL，共計9.0mL的混合酸，用聚四氟乙烯帶密封瓶口，再用微波爐專用食品袋扎住瓶口，置于家用微波爐中，先在50％功率檔消解18分鐘，再在60％功率檔消解17～20分鐘，當?shù)玫降娜芤簽槌吻?、透明、無色時即消解完全。取出冷卻4分鐘，將溶液轉(zhuǎn)移置一50mL燒杯中，調(diào)溶液pH值為4，調(diào)好后轉(zhuǎn)移至100mL容量瓶中，加入總離子緩沖調(diào)節(jié)劑，定容，混勻制成待測溶液。再把與校正好的具有直讀功能的離子分析儀相配套的離子選擇性電極插入該溶液中，從分析儀上得出被分析樣品中所要測定銅元素的濃度值，而后換算成面粉中含銅元素的量。
測定銅元素的濃度值的操作方法與實施例1相同。
待測液制備時，在裝樣品的細口碘量瓶中，加入的酸也可采用硝酸或硫酸的任一種。
實例3小麥面粉中微量元素鉛的測定方法稱取灰麥面粉1.0克左右(精確至0.0001)，置于100mL口徑較小耐高溫的容器中，加入硝酸、硫酸和高氯酸共9.0mL，它們的用量依次為5mL、2.5mL和1.5mL，將容器密封，密封方式與實施例1的方式相同，而后將其置于格蘭士家用微波爐中，先在40％功率檔消解20分鐘，再在60％功率檔消解16～19分鐘，當溶液澄清、透明、無色即消解完全。取出冷卻6分鐘，將溶液轉(zhuǎn)移置50mL燒杯中，調(diào)溶液pH值為3，調(diào)好后轉(zhuǎn)移至50mL容量瓶中，加入總離子緩沖調(diào)節(jié)劑，定容，混勻制成待測溶液。再把與校正好的具有直讀功能的離子分析儀相配套的離子選擇性電極插入該溶液中，并用磁力攪拌器勻速攪拌0.5分鐘，從分析儀上得出被分析樣品中所要測定鉛元素的濃度值，而后換算成而粉中含鉛元素的量。
測定鉛元素濃度值的操作方法與實施例1相同。
待測液制備時，在裝有樣品的容器中，加入的酸也可是硝酸、硫酸和高氯酸中的任一種。
實施例4本實施例是測定飼料中微量元素氟的含量，稱取過40目篩的飼料樣品0.5g(準確至0.0001g)于50mL容量瓶中，加入5.00mL 1.0mol/LHC1和5.00mL水，用6.0mol/LHC1鹽酸或硝酸清洗過的聚四氟乙烯帶密封瓶口，置于格蘭士家用微波爐內(nèi)用低檔浸提1～1.5分鐘，當置于瓶口上的密封膜向上鼓起時，立即取出冷卻2分鐘，解下容量瓶口部的密封帶，用10mL水向瓶內(nèi)沖洗，沖洗液接入容量瓶中，加25.00mL總離子緩沖調(diào)節(jié)劑，用水定容混勻制成待測溶液。再把與校正好的具有直讀功能的離子分析儀相配套的離子選擇性電極插入該溶液中，從分析儀上得出被分析樣品中所要測定的氟元素濃度值，而后換算成該飼料中含氟元素的量。
測定鉛元素濃度值的儀器操作方法與實施例1相同。
實例5小麥面粉中鈣的測定將小麥用研缽研磨后用四分法取樣，在電子天平上稱取0.25g的小麥(準確至0.0001g)于100mL的容量瓶中并加入2.5mL的硝酸，用聚四氟乙烯膜和橡皮筋封口，再用微波爐專用食品袋套扎住瓶口，而后放入微波爐內(nèi)，選用80％的功率檔，用微波爐反復(fù)加熱3～5次，每次20秒，當溶液呈黃色，將其取出，冷卻1～2分鐘，再加入2.5mL的雙氧水，按上述相同的方法和條件消解40秒，溶液呈淡黃透明狀，將其從微波爐中取出，冷卻后轉(zhuǎn)移至50mL容量瓶中，定容，混勻制成待測溶液。同時進行空白消化。按實施例1的方法得到小麥面粉中含鈣量。
實施例6對小麥中微量銅的測定用與實施例2相同的方法對要測定的小麥進行處理并制取50.00mL待測溶液，而后用加標直讀法測定小麥中銅的濃度值，再換算成小麥中含銅元素的量。
用加標直讀法測定小麥中銅的濃度的方法是將制取的待測溶液50.00mL倒入燒杯中，儀器依次設(shè)定輸入“添加標液體積”1.00mL，“試樣液體積”50.00mL，“添加標液濃度”100mg/L，將電極插入上述待測溶液中，待顯示穩(wěn)定后，按“確認”鍵，而后按事先設(shè)定好的體積、濃度添加標液體積1.00mL，并搖勻，待儀器顯示穩(wěn)定后，按“確認”鍵，儀器即可直接顯示出待測試溶液中銅離子濃度值。
實例7是對小麥面粉中的硝酸根的測定取處理好的小麥面粉1.0g于100mL容量瓶中，加入1.0mol/LNa2SO420.00mL，在超聲波清洗器中，用超聲浸提2-3分鐘，取出靜置，然后取上清液10mL，置于50mL容量瓶中，加入0.0255mol/LAg2SO45mL，加入0.5mol/LnaOH，調(diào)上述溶液的pH為6，再用重蒸水定容。而后用加標直讀法測定小麥面粉中硝酸根的濃度值，再換算成小麥面粉中含硝酸根的量。
用加標直讀法測定小麥面粉中含硝酸根濃度的方法是將制取的待測溶液倒入燒杯中，然后按儀器提示依次輸入“添加標液體積”1.00mL，“試樣液體積”50.00mL，“添加標液濃度”100mg/L，按“確認”鍵，把電極插入上述溶液中，待顯示穩(wěn)定后，按“確認”鍵，而后添加濃度為100mg/L的硝酸根標液1.00mL，搖勻。待顯示穩(wěn)定后，按“確認”鍵，儀器便直接快速給出待測液中硝酸根的濃度值。
為了適用于大批樣品的快速分析，本發(fā)明中樣品處理采用超聲波浸提時，一次可以處理數(shù)十個樣品；樣品處理采用消解時一次也可以處理多個樣品。本發(fā)明中的方法適用于小麥、玉米等谷物類，大豆、黑豆等豆類，動植物組織、果蔬類、食品類等生物樣品中微量元素及適當浸提液的組分的測定。
權(quán)利要求
1.一種生物樣品中含微量元素的快速分析方法，其特征是先把被測定的樣品制成待測溶液，再把與校正好的具有加標法功能或直讀功能的離子分析儀相配套的離子選擇性電極插入溶液中，從分析儀上直接讀出被測試液中待測物質(zhì)的濃度值，而后換算成被分析樣品中該元素的含量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速分析方法，其特征是把被測定的樣品制成待測溶液的方法為，先把樣品放入容器內(nèi)，加入酸，再將容器密封后放入微波爐中消解或浸提1～40分鐘，而后從微波爐內(nèi)取出，冷卻后加入總離子緩沖調(diào)節(jié)劑定容、混勻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的快速分析方法，其特征是把被測定的樣品放入容器再加入酸，將容器密封后放入微波爐中消解，消解35～40分鐘后從微波爐內(nèi)取出，冷卻4～6分鐘再把消解液移至另一容器，調(diào)消解液的pH值為3～5，而后加入總離子緩沖調(diào)節(jié)劑定容、制成溶液，再把消解后的溶液倒入燒杯中，把與校正好的具有加標法功能或直讀功能的離子分析儀相配套的離子選擇性電極插入該溶液中，從分析儀上直接讀出被測試液中待測物質(zhì)的濃度值，而后換算成被分析樣品中該元素的含量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的快速分析方法，其特征是把被測定的樣品放入容器再加入酸，將容器密封后放入微波爐中浸提1～2分鐘后從微波爐內(nèi)取出，冷卻后加入總離子緩沖調(diào)節(jié)劑，用水定容制成溶液，再把與校正好的具有加標法功能或直讀功能的離子分析儀相配套的離子選擇性電極插入該溶液中，從分析儀上直接讀出被測試液中待測物質(zhì)的濃度值，而后換算成被分析樣品中該元素的含量。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的快速分析方法其特征是所述的酸為高氯酸、硫酸、硝酸、鹽酸的其中一種，消解是在家用微波爐內(nèi)進行。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的快速分析方法其特征是所述的酸為高氯酸、硫酸、硝酸中兩種或三種的混合酸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速分析方法，其特征是把被測定的樣品制成待測溶液的方法為，先把樣品放入容器內(nèi)，加入酸，再將容器密封后放入微波爐中加熱，再加入雙氧水放在微波爐內(nèi)消解，而后從微波爐內(nèi)取出，冷卻后加入總離子緩沖調(diào)節(jié)劑定容、混勻。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速分析方法其特征是把被測定的樣品制成待測溶液的方法為，先把樣品放入容器內(nèi)，加入浸提液，再將容器置于超聲波器中浸提2～3分鐘，而后加入總離子緩沖調(diào)節(jié)劑定容、混勻。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的快速分析方法其特征是將容器密封的方法是用聚四氟乙烯密封帶將容器的口部密封，再用微波爐專用食品袋套扎在容器的口部。
全文摘要
一種生物樣品中含微量元素的快速分析方法，是先把被測定的樣品制成待測溶液，再把與校正好的具有加標法功能或直讀功能的離子分析儀相配套的離子選擇性電極插入溶液中，從分析儀上直接讀出被測試液中待測物質(zhì)的濃度值，而后換算成被分析樣品中該元素的含量。這種分析方法成本低，不污染環(huán)境且能快速測量出生物樣品中微量元素；其平行測定的RSD％＜5％，加標回收率＞85％，樣品消解后的測定時間＜15分鐘，且與空白消化相比測定誤差在允許范圍之內(nèi)。
文檔編號G01N27/403GK101082627SQ200610017858
公開日2007年12月5日 申請日期2006年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月30日
發(fā)明者高向陽, 冉慧慧, 高峰偉, 賀柯 申請人:河南農(nóng)業(yè)大學(xué)