Cómo detectar elementos de metales pesados en el té
El pretratamiento para detectar elementos de metales pesados en las hojas de té generalmente consiste en eliminar los componentes orgánicos de las hojas de té y retener los componentes inorgánicos, incluidos los elementos de metales pesados que se van a detectar.
1.1 Métodos tradicionales
Los métodos tradicionales generalmente se dividen en dos tipos: método de incineración [1-2] y método de digestión [3-5]. El método de incineración utiliza altas temperaturas para quemar y destruir la materia orgánica de la muestra y, finalmente, utiliza ácido nítrico diluido para disolver los metales pesados en las cenizas. El método de digestión utiliza oxidantes fuertes como ácido nítrico concentrado y ácido sulfúrico concentrado o ácido nítrico y ácido perclórico, y calienta la digestión para descomponer y oxidar completamente la materia orgánica en la muestra y escapar del estado gaseoso. se convierte en un estado inorgánico y existe en la solución de digestión para la detección del suministro. Ambos métodos son métodos de procesamiento de muestras estipulados por estándares nacionales, pero durante el proceso de prueba se encontró que ambos métodos tienen algunas desventajas:
El método de incineración lleva demasiado tiempo, generalmente de 6 a 8 horas, a veces. incluso lleva decenas de horas y también puede provocar la pérdida de elementos volátiles o la oclusión del crisol para reducir el valor medido y la tasa de recuperación. el método de digestión también tiene un ciclo de digestión largo, pasos engorrosos y es propenso a ocurrir durante el proceso de digestión; El ciclo es largo, los pasos son complicados, se produce fácilmente una gran cantidad de gases nocivos durante el proceso de digestión y la cantidad de reactivos es grande, lo que puede conducir fácilmente a valores en blanco altos.
1.2 Método de digestión por microondas y método de digestión a alta presión
El método de calentamiento por microondas es un método directo de "calentamiento externo" y su energía puede pasar a través del material de embalaje e ingresar directamente a la prueba. solución. Muchos científicos han llevado a cabo investigaciones en esta área [6-8]. Fu Ming et al. [9] utilizaron digestión por microondas y espectrometría de emisión atómica de plasma acoplado inductivamente (ICP-AES) para medir 12 elementos, incluidos plomo, arsénico, cobre, cadmio, manganeso, hierro, zinc y selenio. menos del 9%, con una tasa de recuperación del 84,5% al 115%. Lin Jie et al. [10] utilizaron la digestión por microondas de muestras para determinar los elementos de cobre y plomo en el té, con una tasa de recuperación del 93,1% al 105,9%. Tiene las ventajas de un espacio en blanco rápido, eficiente y simple. valor.
La digestión a alta presión consiste en colocar hojas de té en un tanque de digestión a alta presión y usar la alta temperatura y presión en el tanque para sellarlo en un ambiente ácido o alcalino fuerte para lograr el propósito de rápidamente digerir sustancias insolubles, lo que puede acortar el proceso de digestión y se minimiza la pérdida por volatilización de los componentes medidos, lo que es beneficioso para controlar la precisión de la medición. En la actualidad, este método se ha utilizado ampliamente en diversos campos analíticos y se reconoce como un método estándar. Este método tiene un grado de digestión relativamente bueno y un bajo costo, pero el factor de riesgo es relativamente alto en comparación con otros métodos. Lu Yang et al. [11] establecieron un método para la determinación simultánea de selenio y estaño en té mediante espectrometría de fluorescencia atómica de digestión sellada. El límite de detección de selenio es 0,32 μg/L, la desviación estándar relativa de la determinación es 1,8%. y la tasa de recuperación del pico de muestra es del 96,4% ~ 98,8%, el límite de detección de estaño es 0,30 μg/L, la desviación estándar relativa de la determinación es del 3,5% y la tasa de recuperación de la muestra es del 92,7% ~ 102,0%. Peng Yukui [12] utilizó el método de disolución de muestra presurizada y et al. Una revisión de la investigación sobre la detección de metales pesados en el té
1.3 Método de extracción ácida
El método de extracción ácida es una tecnología de pretratamiento para la determinación rápida de muestras en China. Los académicos extranjeros también han realizado extensas investigaciones [13-14]. El método de lixiviación consiste en utilizar un agente lixiviante adecuado para lixiviar los componentes probados. La operación es simple y rápida, pero a veces no se pueden extraer completamente todos los componentes probados. Li Dachun [15] utilizó el método de lixiviación con ácido clorhídrico y absorción atómica para determinar el plomo y el cobre en el té. La precisión y exactitud de los resultados fueron básicamente consistentes con los que utilizan el método estándar nacional NHO3-H2SO4-HClO4 para determinar muestras de té. Yuan Jian [16] utilizó 2 mol/L de ácido clorhídrico a 70°C durante 60 minutos para extraer elementos metálicos pesados en hojas de té. La tasa de extracción de cobre fue del 96,7% y la tasa de extracción de plomo fue del 93,2%.
1.4 Otros métodos
Los métodos tradicionales de pretratamiento de muestras tienen problemas como operaciones engorrosas y que requieren mucho tiempo, bajas tasas de recuperación, altos valores en blanco experimentales y contaminación de reactivos para el medio ambiente. La búsqueda de muestras simples y efectivas siempre ha sido un tema de investigación para los analistas. Por ejemplo, Wang Jiangjie et al. [17] aplicaron tecnología de muestreo en suspensión y espectrometría atómica de llama para determinar el cobre en las hojas de té. Weng Di et al. [18] utilizaron tecnología de muestreo de suspensión con agitación ultrasónica y espectrometría de absorción atómica de llama para determinar con éxito cobre, hierro, zinc, plomo y cadmio en el té.
Como tecnología de muestreo combinada con ICP-AES e ICP-MS, la evaporación electrotérmica (ETV) tiene las ventajas de una alta eficiencia de muestreo, bajos requisitos de muestra, un límite de detección bajo y puede analizar directamente muestras sólidas. Chen Shizhong [19] utilizó una suspensión de politetrafluoroetileno (PTFE) como modificador químico, utilizó muestras de suspensión y midió directa y simultáneamente los oligoelementos La, Yb, Y, Cu y Cr en el té utilizando el método de evaporación ETV-ICP-AES. Se estudió el comportamiento y los principales factores que influyen.
2 Descripción general de los métodos de detección de muestras
2.1 Espectrometría atómica
La espectrometría de absorción atómica (AAS) [2][6][10][20] es actualmente Uno de los métodos más utilizados para detectar elementos de metales pesados en el té, tiene una alta sensibilidad para el análisis de elementos de metales pesados como plomo, cadmio, zinc y cobre en el té. Este método se basa en la absorción de luz ultravioleta y visible por los electrones externos de los átomos gaseosos del elemento que se está midiendo y realiza un análisis cuantitativo del elemento. Según los diferentes métodos de atomización, se puede dividir en espectrometría de absorción atómica de llama (FAAS) y espectrometría de absorción atómica en horno de grafito (GF-AAS). FAAS es una tecnología de análisis madura con las ventajas de una operación simple, velocidad de análisis rápida, pequeña interferencia en la determinación de elementos de alta concentración y señales estables. GF-AAS es una tecnología de análisis de trazas de uso común con una sensibilidad muy alta y las ventajas de un volumen de muestreo pequeño. Las ventajas incluyen el análisis directo de sólidos. y muestras líquidas de alta viscosidad. La desventaja de estos dos métodos es que FAAS no es adecuado para la determinación de elementos resistentes al calor que no pueden descomponerse completamente en llamas (como B, V, Ta, W, Mo) y elementos de metales alcalinotérreos, así como elementos cuyas líneas de absorción de vibraciones se encuentran en la región ultravioleta lejana (como P, S, halógeno); el método GF-AAS tiene serias interferencias con la matriz y no es adecuado para el análisis de elementos múltiples. Margo et al. [21] estudiaron la determinación de plomo y estaño en el té mediante espectrometría de absorción atómica en horno de grafito calentado transversalmente. Se utilizaron dihidrógenofosfato férrico y nitrato de magnesio como modificadores de la matriz mixta para eliminar la interferencia de la matriz. 0,0078 µg/g y 0,0015 µg/g. La espectrometría de emisión atómica (AES) es una técnica para la determinación de plomo y estaño en el té mediante espectroscopia de emisión de gases (GF-AAS). La espectroscopia de emisión atómica (AES) es un método para detectar átomos (o iones) gaseosos que emiten radiación ultravioleta y visible característica cuando se excitan térmica o eléctricamente. Este método tiene alta sensibilidad y buena selectividad, y puede analizar múltiples elementos simultáneamente. Es un método de análisis comúnmente utilizado, especialmente ICP-AES, que tiene una alta sensibilidad y un amplio rango lineal (0 ~ 105). años [4] [8] [9] [12] [22-23].
La espectrometría de fluorescencia atómica (AFS) [11][24] determina el contenido del elemento a medir midiendo la intensidad de fluorescencia producida por el vapor atómico del elemento a medir cuando se excita por radiación. método de energía. En 1969, Holak combinó la clásica reacción de arseniuro con espectroscopia atómica para crear la técnica de espectroscopia atómica de generación de hidruros (HG-AAS). En 1974, Tsjiu y Kuga combinaron la tecnología de muestreo de generación de hidruros con el análisis de fluorescencia atómica sin dispersión para realizar la tecnología de espectroscopía atómica de generación de hidruros (HG-AAS). En 1974, Tsjiu y Kuga combinaron la tecnología de inyección de hidruro con el análisis de fluorescencia atómica dispersiva para lograr el análisis conjunto de espectroscopia de fluorescencia atómica dispersiva (HG-AFS). Posteriormente, la tecnología de análisis HG-AFS se desarrolló y aplicó rápidamente. importante medio de análisis de elementos metálicos. En los últimos años, algunas personas han utilizado este método para medir las hojas de té
2.2 Método electroquímico
Existen muchos informes sobre el uso de métodos electroquímicos para detectar oligoelementos y metales pesados en las hojas de té. Entre ellos, el método de análisis polarográfico como representante, sobre esta base, se derivaron métodos como la voltamperometría y el método de electrodo selectivo de iones [27-28].
Wang Hui et al. [29] utilizaron voltamperometría diferencial de extracción por pulsos, utilizando un electrodo de película de mercurio a base de plata como electrodo de trabajo, para medir el contenido de plomo en las hojas de té en un sustrato de HCl de 0,1 mol/L. su concentración en masa osciló entre 0,1 y Tiene una buena relación lineal dentro del rango de 15 μg/ml, y el límite de detección más bajo es 0,01 μg/ml. Las ventajas del método de análisis electroquímico son que no se ve afectado por la calidad del color ni la turbidez de la solución de muestra, tiene un amplio rango de medición, alta sensibilidad, pasos de análisis simples y rápidos, no requiere el uso de instrumentos grandes y es económico y aplicable. La desventaja es que las condiciones son duras y la reproducibilidad de los resultados de la medición es mala. Con el desarrollo de diversos biosensores, sistemas catalíticos y sistemas complejantes, así como el desarrollo de electrodos enzimáticos, microelectrodos y electrodos modificados, la aplicación de la electroquímica en el análisis de metales pesados en el té tiene amplias perspectivas. Zhao Guangying et al. [30] utilizaron electrodos de carbono serigrafiados recubiertos con isótopos de mercurio y voltamperometría electroquímica de extracción de onda cuadrada para detectar rápidamente el plomo en el té. La sensibilidad, el rango lineal y el límite de detección del método fueron 22,7 nA-μg, respectivamente. 1-L-1, 10-225 μg-L-1 (r=0,9986) y 0,74 μg-L-1 (S/N=3).
2.3 Método ICP/MS
ICP/MS (espectrometría de masas con plasma acoplado inductivamente) es un método de análisis de espectrometría de masas que utiliza plasma acoplado inductivamente (ICP) como fuente de ionización. Muchas personas en el país y en el extranjero han utilizado este método para determinar los metales pesados en el té. El rango de detección lineal de los instrumentos ICP-MS actuales puede alcanzar 9 órdenes de magnitud. Huang Zhiyong et al. [31] utilizaron ICP-MS para determinar simultáneamente el contenido de oligoelementos en cinco tipos de té: Biluochun, té Oolong, Maofeng, té de jazmín y Yunnan Dianhong. Las tasas de recuperación del método estuvieron en su mayoría entre el 95%. y 110%, que es relativamente estándar. La desviación es inferior al 5%.
2.4 Otros métodos
La espectrofotometría UV-visible tiene alta sensibilidad, equipo simple, bajo costo de medición, buen efecto cuantitativo y es adecuada para uso en laboratorio. La desventaja de este método es que el límite de detección de metales pesados de bajo contenido no puede cumplir con los requisitos. La determinación de algunos elementos requiere el uso de solventes orgánicos para extracciones múltiples y la operación es engorrosa. Wan Yiqun et al. [32] utilizaron espectrofotometría en fase de cera para determinar trazas de manganeso en el té. El límite de detección fue de 1,6 × 10-9 g/ml. La sensibilidad del método fue 10 veces mayor que la de la espectrofotometría en fase líquida. Pan Zhongwei et al. [33] utilizaron fotometría de resina de intercambio iónico para determinar trazas de cobre en tres tipos de té, y su sensibilidad fue casi 7 veces mayor que la de la fotometría en solución.
Además, existen métodos como el método de extinción de la fluorescencia, la cromatografía líquida, el método de quimioluminiscencia y el método de análisis de activación de neutrones. La cromatografía iónica se utiliza para determinar el contenido de siete elementos metálicos, incluidos el cobre y el plomo, en el té. Shu Youqin et al.[39] utilizaron análisis de ionización capilar (CIA) para determinar el zinc, manganeso, cobre, plomo y cadmio en el té. La tasa de recuperación promedio estuvo entre 96,4% y 104,2%, y el límite de detección del método fue 0,02-. 0,2 µg/ml. Zhou Yuehua et al. [40] utilizaron el método de fluorescencia molecular para determinar el contenido de selenio en el té.