主题:【第七届原创】ICP-MS测定大米和蔬菜中稀土元素并探讨Ce测定值的异常现象!

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阶前尘
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    关于ICP-MS测试稀土元素,无论从样品前处理上还是仪器本身的测试方法上都不算什么新鲜事,再加上本次测定的是食品,基体不算复杂,按说整个过程更没有什么值得拿出来献丑的,但是通过对大米和蔬菜两种不同类型的食品中稀土元素的分析后发现有些东西还是值得跟大家一起思考和分享的。

      我们都知道,食品中稀土元素的含量原本就不高,从近600多件样品的检测值中我发现鲜有含量超过0.1ppm的,这也不足为奇,奇怪的是部分水果和蔬菜中Ce的含量高的惊人,竟然有的超过0.5ppm,而且我发现这些含量异常的样品并非完全都来自稀土矿区。刚开始测试水果样品的时候我发现了Ce的异常,复检以后依旧异常,就没怎么在意i。紧接着做了300多个大米样品并未发现有异常值。但是不多久又做了一批蔬菜,这下又出现了不少样品中Ce含量异常的现象,同样也并非为完全来自稀土矿区的样品。

        这次,引起了我的警觉,因为水果和蔬菜都是植物性食品,与大米的类型差距较大,难道植物性的食品中的Ce含量确实很高吗?但是那么多植物性食品为什么只有十几个异常的情况?是污染还是干扰抑或是实际情况呢?在此,我将我的检测过程与大家一起分享下,并希望坛友们能一起探讨下!

一、材料和仪器

1、试剂:硝酸为电子级,高氯酸为优级纯,实验用水为Millipore所产超纯水。

2、仪器:安捷伦7700xICP-MS,消解仪为莱伯泰科ED54型电热消解仪。

3、稀土标准品:国家有色金属研究院,100ppm

4、内标:Re、Rh、In,国家有色材料金属研究院,浓度100pm,稀释至约500ppb后在线加入。

   
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二、样品前处理

1、水果样:去皮,去核,取果肉,称取0.5g样品,加入8ml硝酸,浸泡过夜,微波消解,160度赶酸,定容至25g。

2、大米样:粉碎,称取1.0g样品。,加入10ml硝酸,2ml高氯酸,浸泡过夜,湿法消解至澄清透明,定容至25g

3、蔬菜样:自来水冲净,滤纸揩干水,粉碎,称取1.0g样品,加入10ml硝酸,2ml高氯酸,浸泡过夜,湿法消解至澄清透明,定容至25g。

说明:水果样品因为采购的批处理能力较强的消解仪未到货,只能每次22个样品进行微波消解,因为有几百个样品,消耗时间较长。

大米样和蔬菜样都用的是同样的消解仪消解的。

上几张消解过程图吧“

看看一大推的大米样品



批处理比较强的消解仪,一次性能消解54个样品,我们买了2台,包括空白和加标样及平行样大约每次能处理100个样品。





三、上机测试

1、调谐报告:标准模式下调好灵敏度和质量轴,再来看看氦模式下的报告,同样也可以看到内标的稳定性。



2、标准曲线:



3、测试结果:



四、测试结果讨论

从上述结果可以看到,La、Ce等结果均较高,而且具有一致性,但是La的浓度要比Ce为低。对于干扰我初步考虑为139La1H对140Ce的干扰
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2014/9/1 9:02:57 Last edit by jieqian1211
timstoicpms
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稀土元素分布特征:
(1) 原子序数(质子数) 为奇数的稀土元素,比 原子序数为偶数的稀土元素,含量低。
例如 57La含量比58Ce低,59Pr含量比60Nd低,63Eu含量比64Gd低等等。
在对数坐标下,稀土元素分布呈现一高一低(或者说是一峰一谷)的



(2) 从上图也可以看出, La  Ce  Pr  Nd 这几个元素总和,占整个稀土总含量 75%以上。
我们国家的稀土矿石是轻稀土为主,例如 独居石 (La, Ce) PO4 。有一次我发现一批样品,La含量极高,但 Ce 到 Lu几乎没有,这很奇怪。后来排查,原来是内标液瓶 (In和Re混标)曾装过原子吸收基体改进剂La。

我建议你把 La Ce Pr Nd 全测了(用不着测 Sm到Lu这些稀土,因为它们的百分比例低)。看看样品中仅仅是Ce高(说明这几个样品的容器,曾经装过Ce单标溶液)?还是 La Ce Pr Nd同时都高(说明真是样品稀土含量高)?
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2014/8/31 20:19:40 Last edit by timstoicpms
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原文由timstoICPMS发表: 稀土元素分布特征:
(1) 原子序数(质子数) 为奇数的稀土元素,比 原子序数为偶数的稀土元素,含量低。
例如 57La含量比58Ce低,59Pr含量比60Nd低,63Eu含量比64Gd低等等。
在对数坐标下,稀土元素分布呈现一高一低(或者说是一峰一谷)的



(2) 从上图也可以看出, La  Ce  Pr  Nd 这几个元素总和,占整个稀土总含量 75%以上。
我们国家的稀土矿石是轻稀土为主,例如 独居石 (La, Ce) PO4 。有一次我发现一批样品,La含量极高,但 Ce 到 Lu几乎没有,这很奇怪。后来排查,原来是内标液瓶 (In和Re混标)曾装过原子吸收基体改进剂La。

我建议你把 La Ce Pr Nd 全测了(用不着测 Sm到Lu这些稀土,因为它们的百分比例低)。看看样品中仅仅是Ce高(说明这几个样品的容器,曾经装过Ce单标溶液)?还是 La Ce Pr Nd同时都高(说明真是样品稀土含量高)?
明天继续,今晚停电了,明天把数据贴上来
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2014/8/31 23:11:15 Last edit by jieqian1211
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原文由 timstoICPMS(timstoICPMS) 发表:
稀土元素分布特征:
(1) 原子序数(质子数) 为奇数的稀土元素,比 原子序数为偶数的稀土元素,含量低。
例如 57La含量比58Ce低,59Pr含量比60Nd低,63Eu含量比64Gd低等等。
在对数坐标下,稀土元素分布呈现一高一低(或者说是一峰一谷)的



(2) 从上图也可以看出, La  Ce  Pr  Nd 这几个元素总和,占整个稀土总含量 75%以上。
我们国家的稀土矿石是轻稀土为主,例如 独居石 (La, Ce) PO4 。有一次我发现一批样品,La含量极高,但 Ce 到 Lu几乎没有,这很奇怪。后来排查,原来是内标液瓶 (In和Re混标)曾装过原子吸收基体改进剂La。

我建议你把 La Ce Pr Nd 全测了(用不着测 Sm到Lu这些稀土,因为它们的百分比例低)。看看样品中仅仅是Ce高(说明这几个样品的容器,曾经装过Ce单标溶液)?还是 La Ce Pr Nd同时都高(说明真是样品稀土含量高)?


感谢Tim老师,给我这个帖子做了这么好的补充!
dooby
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La含量比Ce低,这是自然规律,你非得扯上 139La1H对140Ce干扰。

你可以用 100ppb La单标,试试对 140amu产生多少叠加。
dooby
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要是测试矿物中的稀土,是不是基体干扰更复杂些?
9999youran
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原文由 阶前尘(jieqian1211) 发表:
二、样品前处理

1、水果样:去皮,去核,取果肉,称取0.5g样品,加入8ml硝酸,浸泡过夜,微波消解,160度赶酸,定容至25g。

2、大米样:粉碎,称取1.0g样品。,加入10ml硝酸,2ml高氯酸,浸泡过夜,湿法消解至澄清透明,定容至25g

3、蔬菜样:自来水冲净,滤纸揩干水,粉碎,称取1.0g样品,加入10ml硝酸,2ml高氯酸,浸泡过夜,湿法消解至澄清透明,定容至25g。

说明:水果样品因为采购的批处理能力较强的消解仪未到货,只能每次22个样品进行微波消解,因为有几百个样品,消耗时间较长。

大米样和蔬菜样都用的是同样的消解仪消解的。

上几张消解过程图吧“

看看一大推的大米样品



批处理比较强的消解仪,一次性能消解54个样品,我们买了2台,包括空白和加标样及平行样大约每次能处理100个样品。





三、上机测试

1、调谐报告:标准模式下调好灵敏度和质量轴,再来看看氦模式下的报告,同样也可以看到内标的稳定性。



2、标准曲线:



3、测试结果:



四、测试结果讨论

从上述结果可以看到,La、Ce等结果均较高,而且具有一致性,但是La的浓度要比Ce为低。对于干扰我初步考虑为139La1H对140Ce的干扰


为什么我的回收率经曲线常从零开始呢,而且回收率曲线不是很平滑,波动较大?请指点。
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