专利名称：生物样品中微量元素及物质的快速分析方法
技术领域：
本发明属于生物样品中所含微量元素及物质的分析方法，尤其涉及快速分析的方法背景技术粮食、食品等生物样品中的微量金属元素如锰、铜、锌、铁、铅、镉、钙、镁等的测定，国家标准方法中大多采用原子吸收分光光度法、冷原子吸收法、原子荧光法和分子吸光光度等方法进行测定，这些方法均需要价格昂贵的大型精密仪器，不但投入成本高，也不利于普及推广和进行现场即时测定。
另一方面，生物样品进行测定之前，均要消解样品。常用干法灰化和湿法消解处理被测样品。采用干法灰化时，坩埚和样品的恒重、灼烧等过程所需时间很长，完成一个样品的测定通常需10～12小时，工作效率很低。采用湿法消解会产生大量酸蒸气，酸蒸汽的挥发不仅腐蚀了实验设施，而且严重污染了环境也危害了操作者的健康，因此这种消解需要在专用的通风橱中进行，操作极不便。湿法消解完成一个样品最少需要80～100mL混酸，测定时间需要5～7个小时。
另外在上述分析方法中，分析结果需通过较为复杂的计算或通过工作曲线获得，既麻烦又费时间。目前，国内外虽已有实验室样品消解专用的微波炉产品，但因其价格昂贵，难于推广。
发明内容
本发明的目的是提供一种分析成本低，不污染环境且能快速测量出生物样品中微量元素及物质的分析方法本发明目的是通过以下技术方案实行的这种生物样品中含微量元素的快速分析方法，是先把被测定的样品制成待测溶液，再把与校正好的具有加标法功能或直读功能的离子分析仪相配套的离子选择性电极插入溶液中，从分析仪上直接读出被测试液中待测物质的浓度值，而后换算成被分析样品中该元素的含量。
把被测定的样品制成待测溶液的方法为，先把样品放入容器内，加入酸，再将容器密封后放入微波炉中消解或浸提1～40分钟，而后从微波炉内取出，冷却后加入总离子缓冲调节剂定容、混匀。
把被测定的样品放入容器再加入酸，将容器密封后放入微波炉中消解，消解35～40分钟后从微波炉内取出，冷却4～6分钟再把消解液移至另一容器，调消解液的pH值为3～5，而后加入总离子缓冲调节剂定容、制成溶液，再把消解后的溶液倒入烧杯中，把与校正好的具有加标法功能或直读功能的离子分析仪相配套的离子选择性电极插入该溶液中，从分析仪上直接读出被测试液中待测物质的浓度值，而后换算成被分析样品中该元素的含量。
把被测定的样品放入容器再加入酸，将容器密封后放入微波炉中浸提1～2分钟后从微波炉内取出，冷却后加入总离子缓冲调节剂，用水定容制成溶液，再把与校正好的具有加标法功能或直读功能的离子分析仪相配套的离子选择性电极插入该溶液中，从分析仪上直接读出被测试液中待测物质的浓度值，而后换算成被分析样品中该元素的含量。
所述的酸为高氯酸、硫酸、硝酸、盐酸的其中一种，消解是在家用微波炉内进行。
所述的酸为高氯酸、硫酸、硝酸中两种或三种的混合酸。
把被测定的样品制成待测溶液的方法为，先把样品放入容器内，加入酸，再将容器密封后放入微波炉中加热，再加入双氧水放在微波炉内消解，而后从微波炉内取出，冷却后加入总离子缓冲调节剂定容、混匀。
把被测定的样品制成待测溶液的方法为，先把样品放入容器内，加入浸提液，再将容器置于超声波器中浸提2～3分钟，而后加入总离子缓冲调节剂定容、混匀。
将容器密封的方法是用聚四氟乙烯密封带将容器的口部密封，再用微波炉专用食品袋套扎在容器的口部。
本发明中采用的微波消解装置的微波炉是一般的家用微波炉，价格低廉，利用这种装置消解样品，所用样品量少，仅用0.1～1.0g，因此需要的消解剂也少，混合酸用量只需2～9mL，大大降低了分析成本；消解过程是在密闭装置中完成，样品不易被污染，酸蒸气也不污染环境；整个消解过程只需1～30分钟，样品消解完毕，取出后在不超过5分钟的时间内即可冷至室温，可直接定容。混匀后，用事先校正好的具有加标法功能或直读功能的离子分析仪，配套相应的离子选择性电极即可直接读取被测元素的含量，无需作图和进行复杂计算。从样品称量、消解预处理到定容、测定直至获得分析结果等，整个分析过程只需70-80分钟；若样品消解装置采用透明材料制成，可以直接观察装置内样品的消解情况，便于操作，并且利用这种方法一次可以处理数十个样品，适用于大批样品的快速分析，若采用超声浸提样品，浸提时间只需数分钟，整个分析过程所需时间不超过12分钟。并且超声波浸提一次可以处理数十个样品，大大提高了工作效率。本发明中的加标直读分析方法不仅适用于一般样品，还适用于样品复杂或样品组成不清楚等情况的测定；采用本方法，其平行测定的RSD％＜5％，加标回收率＞85％，样品消解后的测定时间＜15分钟，结果令人满意。与空白消化相比测定误差在允许范围之内。
图1是本发明消解过程中容器密封后的示意图。
具体实施例方式
实施例1本实施例是小麦面粉中微量元素镉的快速测定，其方法及步骤为先称取灰麦面粉1.0克置于100mL容量瓶中，加入高氯酸，硫酸混合酸9.0mL(其中硫酸用量为6.0mL，高氯酸用量为3.0mL)，把容量瓶口密封好；密封的方法是用聚四氟乙烯带密封其瓶口，再用微波炉专用食品袋套扎住瓶口，密封好的结构形式如图1所示，图1中1为容量瓶，2为聚四氟乙烯带，3为食品袋；把装有被消解样品并经密封的容量瓶，置于家用微波炉中，消解37～40分钟，进行消解时应先在40％功率档消解20分钟，再在60％功率档消解17～20分钟，当溶液澄清、透明、无色时，即为消解完全。取出冷却5分钟，将溶液转移至一50mL烧杯中，调溶液pH值为5，调好后，加入总离子缓冲调节剂，定容，混匀制成待测溶液。而后把与校正好的具有直读法功能的离子分析仪相配套的离子选择性电极插入该溶液中，并用磁力搅拌器匀速搅拌1分钟，从分析仪上得出被分析样品中所要测定镉元素的浓度值，而后换算成面粉中含镉元素的量。
测定上述溶液中所含镉元素的浓度值时，具体操作方法可按下述进行在仪器起始状态下，按“模式/4”键进入浓度模式功能选择，按“▲/0”或“/”键选择“1.直读浓度”，按“确认”键，进入浓度单位的选择，仍通过按“▲/0”或“/”键翻看不同的浓度单位，选择“mg/L”，按“确认”键。(因之前已进行过斜率校准和空白校准，这里就不需再次进行)。将上述溶液倒入100mL烧杯中，将事先校准好的电极插入溶液中，磁力搅拌器匀速搅拌1～2分钟，待显示屏上的电位值稳定后(一般需2～3分钟)，按“确认”键，仪器上即显示当前浓度值，直接读取并记录。
在测定前仪器应进行校准。
待测液制备时，在装有样品的容量瓶中也可仅加入盐酸。
实施例2本实施例是快速测定小麦面粉中微量元素铜的方法，
先称取灰麦面粉1.0克(精确至0.0001)，置于一100mL细口碘量瓶中，加入硫酸4.0mL、硝酸5.0mL，共计9.0mL的混合酸，用聚四氟乙烯带密封瓶口，再用微波炉专用食品袋扎住瓶口，置于家用微波炉中，先在50％功率档消解18分钟，再在60％功率档消解17～20分钟，当得到的溶液为澄清、透明、无色时即消解完全。取出冷却4分钟，将溶液转移置一50mL烧杯中，调溶液pH值为4，调好后转移至100mL容量瓶中，加入总离子缓冲调节剂，定容，混匀制成待测溶液。再把与校正好的具有直读功能的离子分析仪相配套的离子选择性电极插入该溶液中，从分析仪上得出被分析样品中所要测定铜元素的浓度值，而后换算成面粉中含铜元素的量。
测定铜元素的浓度值的操作方法与实施例1相同。
待测液制备时，在装样品的细口碘量瓶中，加入的酸也可采用硝酸或硫酸的任一种。
实例3小麦面粉中微量元素铅的测定方法称取灰麦面粉1.0克左右(精确至0.0001)，置于100mL口径较小耐高温的容器中，加入硝酸、硫酸和高氯酸共9.0mL，它们的用量依次为5mL、2.5mL和1.5mL，将容器密封，密封方式与实施例1的方式相同，而后将其置于格兰士家用微波炉中，先在40％功率档消解20分钟，再在60％功率档消解16～19分钟，当溶液澄清、透明、无色即消解完全。取出冷却6分钟，将溶液转移置50mL烧杯中，调溶液pH值为3，调好后转移至50mL容量瓶中，加入总离子缓冲调节剂，定容，混匀制成待测溶液。再把与校正好的具有直读功能的离子分析仪相配套的离子选择性电极插入该溶液中，并用磁力搅拌器匀速搅拌0.5分钟，从分析仪上得出被分析样品中所要测定铅元素的浓度值，而后换算成而粉中含铅元素的量。
测定铅元素浓度值的操作方法与实施例1相同。
待测液制备时，在装有样品的容器中，加入的酸也可是硝酸、硫酸和高氯酸中的任一种。
实施例4本实施例是测定饲料中微量元素氟的含量，称取过40目筛的饲料样品0.5g(准确至0.0001g)于50mL容量瓶中，加入5.00mL 1.0mol/LHC1和5.00mL水，用6.0mol/LHC1盐酸或硝酸清洗过的聚四氟乙烯带密封瓶口，置于格兰士家用微波炉内用低档浸提1～1.5分钟，当置于瓶口上的密封膜向上鼓起时，立即取出冷却2分钟，解下容量瓶口部的密封带，用10mL水向瓶内冲洗，冲洗液接入容量瓶中，加25.00mL总离子缓冲调节剂，用水定容混匀制成待测溶液。再把与校正好的具有直读功能的离子分析仪相配套的离子选择性电极插入该溶液中，从分析仪上得出被分析样品中所要测定的氟元素浓度值，而后换算成该饲料中含氟元素的量。
测定铅元素浓度值的仪器操作方法与实施例1相同。
实例5小麦面粉中钙的测定将小麦用研钵研磨后用四分法取样，在电子天平上称取0.25g的小麦(准确至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，再用微波炉专用食品袋套扎住瓶口，而后放入微波炉内，选用80％的功率档，用微波炉反复加热3～5次，每次20秒，当溶液呈黄色，将其取出，冷却1～2分钟，再加入2.5mL的双氧水，按上述相同的方法和条件消解40秒，溶液呈淡黄透明状，将其从微波炉中取出，冷却后转移至50mL容量瓶中，定容，混匀制成待测溶液。同时进行空白消化。按实施例1的方法得到小麦面粉中含钙量。
实施例6对小麦中微量铜的测定用与实施例2相同的方法对要测定的小麦进行处理并制取50.00mL待测溶液，而后用加标直读法测定小麦中铜的浓度值，再换算成小麦中含铜元素的量。
用加标直读法测定小麦中铜的浓度的方法是将制取的待测溶液50.00mL倒入烧杯中，仪器依次设定输入“添加标液体积”1.00mL，“试样液体积”50.00mL，“添加标液浓度”100mg/L，将电极插入上述待测溶液中，待显示稳定后，按“确认”键，而后按事先设定好的体积、浓度添加标液体积1.00mL，并摇匀，待仪器显示稳定后，按“确认”键，仪器即可直接显示出待测试溶液中铜离子浓度值。
实例7是对小麦面粉中的硝酸根的测定取处理好的小麦面粉1.0g于100mL容量瓶中，加入1.0mol/LNa2SO420.00mL，在超声波清洗器中，用超声浸提2-3分钟，取出静置，然后取上清液10mL，置于50mL容量瓶中，加入0.0255mol/LAg2SO45mL，加入0.5mol/LnaOH，调上述溶液的pH为6，再用重蒸水定容。而后用加标直读法测定小麦面粉中硝酸根的浓度值，再换算成小麦面粉中含硝酸根的量。
用加标直读法测定小麦面粉中含硝酸根浓度的方法是将制取的待测溶液倒入烧杯中，然后按仪器提示依次输入“添加标液体积”1.00mL，“试样液体积”50.00mL，“添加标液浓度”100mg/L，按“确认”键，把电极插入上述溶液中，待显示稳定后，按“确认”键，而后添加浓度为100mg/L的硝酸根标液1.00mL，摇匀。待显示稳定后，按“确认”键，仪器便直接快速给出待测液中硝酸根的浓度值。
为了适用于大批样品的快速分析，本发明中样品处理采用超声波浸提时，一次可以处理数十个样品；样品处理采用消解时一次也可以处理多个样品。本发明中的方法适用于小麦、玉米等谷物类，大豆、黑豆等豆类，动植物组织、果蔬类、食品类等生物样品中微量元素及适当浸提液的组分的测定。
权利要求
1.一种生物样品中含微量元素的快速分析方法，其特征是先把被测定的样品制成待测溶液，再把与校正好的具有加标法功能或直读功能的离子分析仪相配套的离子选择性电极插入溶液中，从分析仪上直接读出被测试液中待测物质的浓度值，而后换算成被分析样品中该元素的含量。
2.根据权利要求1所述的快速分析方法，其特征是把被测定的样品制成待测溶液的方法为，先把样品放入容器内，加入酸，再将容器密封后放入微波炉中消解或浸提1～40分钟，而后从微波炉内取出，冷却后加入总离子缓冲调节剂定容、混匀。
3.根据权利要求1或2所述的快速分析方法，其特征是把被测定的样品放入容器再加入酸，将容器密封后放入微波炉中消解，消解35～40分钟后从微波炉内取出，冷却4～6分钟再把消解液移至另一容器，调消解液的pH值为3～5，而后加入总离子缓冲调节剂定容、制成溶液，再把消解后的溶液倒入烧杯中，把与校正好的具有加标法功能或直读功能的离子分析仪相配套的离子选择性电极插入该溶液中，从分析仪上直接读出被测试液中待测物质的浓度值，而后换算成被分析样品中该元素的含量。
4.根据权利要求1或2所述的快速分析方法，其特征是把被测定的样品放入容器再加入酸，将容器密封后放入微波炉中浸提1～2分钟后从微波炉内取出，冷却后加入总离子缓冲调节剂，用水定容制成溶液，再把与校正好的具有加标法功能或直读功能的离子分析仪相配套的离子选择性电极插入该溶液中，从分析仪上直接读出被测试液中待测物质的浓度值，而后换算成被分析样品中该元素的含量。
5.根据权利要求3所述的快速分析方法其特征是所述的酸为高氯酸、硫酸、硝酸、盐酸的其中一种，消解是在家用微波炉内进行。
6.根据权利要求3所述的快速分析方法其特征是所述的酸为高氯酸、硫酸、硝酸中两种或三种的混合酸。
7.根据权利要求1所述的快速分析方法，其特征是把被测定的样品制成待测溶液的方法为，先把样品放入容器内，加入酸，再将容器密封后放入微波炉中加热，再加入双氧水放在微波炉内消解，而后从微波炉内取出，冷却后加入总离子缓冲调节剂定容、混匀。
8.根据权利要求1所述的快速分析方法其特征是把被测定的样品制成待测溶液的方法为，先把样品放入容器内，加入浸提液，再将容器置于超声波器中浸提2～3分钟，而后加入总离子缓冲调节剂定容、混匀。
9.根据权利要求2所述的快速分析方法其特征是将容器密封的方法是用聚四氟乙烯密封带将容器的口部密封，再用微波炉专用食品袋套扎在容器的口部。
全文摘要
一种生物样品中含微量元素的快速分析方法，是先把被测定的样品制成待测溶液，再把与校正好的具有加标法功能或直读功能的离子分析仪相配套的离子选择性电极插入溶液中，从分析仪上直接读出被测试液中待测物质的浓度值，而后换算成被分析样品中该元素的含量。这种分析方法成本低，不污染环境且能快速测量出生物样品中微量元素；其平行测定的RSD％＜5％，加标回收率＞85％，样品消解后的测定时间＜15分钟，且与空白消化相比测定误差在允许范围之内。
文档编号G01N27/403GK101082627SQ200610017858
公开日2007年12月5日 申请日期2006年5月30日 优先权日2006年5月30日
发明者高向阳, 冉慧慧, 高峰伟, 贺柯 申请人:河南农业大学