两种不同方法测定松茸中总砷的比较
松茸（Tricholoma matsutake），又名松口蘑，隶属担子菌门（Basidiomycota）伞菌纲（Agaricomycetes）伞菌目（Agaricales）口蘑科（Tricholomataceae）口蘑属（Tricholoma），是松、栎等树木外生的菌根真菌^【1】。松茸是一种珍稀名贵的野生食用菌，营养丰富，富含蛋白质、氨基酸、多糖、维生素及多种矿物质元素，味道鲜美，位于中国四大名菌之首，有菌中之王的美誉。在我国主要分布在吉林、四川、云南、西藏等地，安徽、广西等地有少量分布。研究表明松茸具有抗病毒、抗肿瘤、增强免疫力、促肠胃、预防糖尿病、抗运动疲劳等保健功能^【2】。同时，也有研究表明，食用菌类对重金属具有较强的富集能力^【³^】。段志敏等^【⁴^】测定了云南省昆明、楚雄、大理、玉溪4个地区7份松茸样品的总砷含量，结果表明超标率为100%。

松茸及其制品污染物限量一直是市场争议的焦点，其中GB 2762-2017《食品安全国家标准食品中污染物限量》中规定的是总砷限量为0.5mg/kg，而四川省、云南省地方标准DBS51/006-2018和DBS53/022-2016中规定是无机砷限量为1.0mg/kg^【5,6,7】。食品中的砷以无机态砷和有机态砷2种形态存在，无机态砷毒性较大。松茸中砷含量很高且含有不同的砷形态，包括：砷甜菜碱(AsB)、砷胆碱(AsC)、三价砷(AsⅢ)、五价砷(AsⅤ)、一甲基砷(MMA)、二甲基砷(DMA)、三甲基氧化砷(TMAO)和砷糖^【⁸^】。

目前，测定总砷的方法有原子吸收光谱法(AAS)、原子荧光光谱法(AFS)、电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)、电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)等^【⁹^】。测定无机砷方法有液相色谱-原子荧光光谱法^【10】、液相色谱-电感耦合等离子体质谱法^【11】，马伟等^【¹²^】采用电感耦合等离子体质谱法、原子荧光光谱法、液相色谱-电感耦合等离子体质谱法3种方法测定松茸中总砷及无机砷含量。结果表明，冻干松茸粉中砷主要以有机态存在，且不同检测方法以及前处理方式都会对实验结果产生影响。在使用标准曲线法时，最易出现的问题是来自基体的干扰。因此，针对样品基质较复杂，基体效应影响较大或无法确证时，应采用标准加入法。标准加入法，又名标准增量法或直线外推法，是一种被广泛应用于分析复杂基体样品的方法。作为检验准确度的测试方法，能有效避免样品基质的干扰，且实验误差较小，稳定性更高^【¹³^】。当很难配置与样品溶液相似的标准溶液，或样品基体成分很高，且变化不定，采用标准加入法是非常有效的。具体操作方法：将不同梯度的一定量已知浓度的标准溶液加入待测样品中，采用相同的前处理方法，保持一致上机测试。横坐标为不同梯度的已知浓度值，纵坐标为响应值，绘制标准曲线，标准曲线与横坐标的交点即为样品的浓度。
本文采用电感耦合等离子体质谱法，结合标准曲线法和标准加入法对松茸中总砷测定的准确性进行比较研究，为此类复杂基体中总砷的测试分析提供试验数据支持。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

1.1.1仪器 iCAP RQ型电感耦合等离子体质谱仪，美国赛默飞世尔科技有限公司；PRO型微波消解仪，奥地利安东帕有限公司；ELGA纯水机，英国威立雅公司；SQP分析天平，德国赛多利斯公司；粉碎机；恒温干燥箱

1.1.2试剂硝酸；砷单元素标准物质（国家标准物质研究中心）；锂、钪、锗、钇、铑、铟、铋混合元素标准溶液（国家标准物质研究中心）。

注：除非另有说明，本方法所用试剂均为优级纯，水为GB/T 6682规定的一级水。

1.2 标准溶液的制备

精密量取砷单元素标准溶液适量，用（5+95）硝酸溶液稀释制成每1mL含砷为100μg的溶液，即得砷标准贮备液1；再精密量取砷标准贮备液1适量，用（5+95）硝酸溶液稀释制成每1mL别含砷为1μg溶液，即得砷元素标准贮备液2。精密量取砷标准贮备液2适量，用（5+95）硝酸溶液稀释制成每1mL含砷 0ng、1.00ng、5.00ng、10.0ng、30.0ng、50.0ng的标准溶液。

1.3 内标溶液的制备

精密量取锂、钪、锗、钇、铑、铟、铋混合元素标准溶液适量，用水稀释制成每1mL各含100ng的混合溶液。

1.4 供试品溶液的制备

样品精密称取，置耐压耐高温微波消解罐中，加硝酸5mL。密闭并按微波消解仪的相应要求及一定的消解程序进行消解。待冷却后取出，缓慢打开消解罐盖排气，用少量水冲洗内盖，将消解罐放在控温电热板上加热30min，用水定容至50mL容量瓶中，摇匀备用，同时做空白试验。

标准加入法供试品溶液的制备：分别精密称取同质量的5份样品，依次加入不同浓度的砷标准溶液，置耐压耐高温微波消解罐中，加硝酸5mL。密闭并按微波消解仪的相应要求及一定的消解程序进行消解。待冷却后取出，缓慢打开消解罐盖排气，用少量水冲洗内盖，将消解罐放在控温电热板上加热30min，用水定容至50mL容量瓶中，摇匀备用。

1.5 仪器条件

使用调谐液调整仪器各项指标，使仪器灵敏度、氧化物、双电荷、分辨率等各项指标达到测定要求。仪器RF功率1550W，采样深度5mm，冷却气流速14.0L/min，雾化气流速1.11L/min，辅助气流速0.80L/min，CCT碰撞气流速4.17mL/min。

2 结果与讨论

2.1 线性与检出限、定量限

标准曲线法：以砷0ng/mL、1.00ng/mL、5.00ng/mL、10.0ng/mL、30.0ng/mL、50.0ng/mL的标准溶液。

标准加入法：样品中加入的砷标准溶液浓度分别是0ng/mL、5.00ng/mL、10.0ng/mL、15.0ng/mL、20.0ng/mL。

测定时选取的同位素为⁷⁵As，内标元素校正选择内插模式。依次将仪器的样品管插入各个浓度溶液中进行测定，以测量值(3次读数的平均值)为纵坐标，浓度为横坐标，绘制标准曲线。（线性回归方程及相关系数见下表1）

表1 线性回归方程及相关系数

Table 1 The linear regressive equation and correlation coefficients

元素	方法	线性回归方程	相关系数
⁷⁵As	标准曲线法	Y=1928.142*X+585.937	R²=1.0000
⁷⁵As	标准加入法	Y=1721.516*X+53438.430	R²=0.9998

实验表明，⁷⁵As能被检测，专属性较好，且元素的强度响应值与其浓度之间均具有良好的线性关系。

通过连续进行空白溶液的重复测试，检出限LOD按照三倍空白值的标准偏差除以标准曲线的斜率来计算，而定量限LOQ按照十倍空白值的标准偏差除以标准曲线的斜率来计算。(见下表2检出限与定量限)

表2 检出限与定量限

Table 2 The limits detection and the limits quantitation

元素	方法	检出限LOD	定量限LOQ
⁷⁵As	标准曲线法	0.053	0.176
⁷⁵As	标准加入法	0.037	0.123

从上表2看出，标准曲线法和标准加入法砷的检出限分别为0.053ppb、0.037ppb，而定量限分别为0.176ppb、0.123ppb。以称量0.5g样品，定容至50mL计算，标准曲线法和标准加入法砷的检出限分别为0.0053mg/kg，0.0037mg/kg。

2.2 检测方法的比较

为了比较标准曲线法和标准加入法这两种检测方法对测定松茸中总砷的差异性，采用微波消解法进行前处理，标准曲线法以六平行试验，标准加入法以三平行试验，检测结果见表3。

表3 标准曲线法与标准加入法比较

Table 3 Comparison of the standard curve method and the standard accession method

方法	测定值mg/kg	平均值mg/kg	相对标准偏差RSD/%
标准曲线法	2.85	2.91	2.5
	2.82
	2.87
	3.00
	2.92
	2.97
标准加入法	2.98	2.92	2.8
	2.94
	2.82

结果表明，标准曲线法和标准加入法测定松茸样品中总砷含量，两种方法测定结果无明显差异，相对标准偏差RSD均小于5%。

2.3精密度与准确度

选择有证标准物质紫菜GBW10023，分别取六份平行样，按照前处理方法处理，精密度采用相对标准偏差（RSD）表示，两种方法总砷的测试结果见表4。

表4 有证标准物质测定值与标准值比较

Table 4 Comparison of certified standard substances and standard values

标准物质	元素	标准值mg/kg	方法	实测值mg/kg	平均值mg/kg	RSD/%
紫菜GBW10023	As	27±6	标准曲线法	30.24	30.2	1.6
				30.52
				29.32
				29.94
				30.47
				30.58
			标准加入法	28.85	28.5	1.4
				28.12
				28.17
				28.06
				28.73
				28.88

结果表明，标准曲线法和标准加入法测试的总砷结果均在标准物质的标准值范围内。标准曲线法的相对标准偏差RSD为1.6%，标准加入法的相对标准偏差RSD为1.4%，而标准加入法总砷的平均值更接近标准值的中位值。说明两种方法的精密度与准确度均较高，而标准加入法更适合一些基体较复杂样品的测试。

2.4 干扰验证试验
ICPMS测定的干扰大致可分为：物理干扰和质谱干扰。物理干扰可以采用内标法校正或者基体匹配消除，质谱干扰可以通过干扰方程校正或者碰撞/反应池模式去除^【1⁴^】。ICPMS分析⁷⁵As时会受到多种干扰，如双电荷离子¹⁵⁰Sm⁺⁺和¹⁵⁰Nd⁺⁺、多原子离子⁴⁰Ar³⁵Cl⁺和⁴⁰Ca³⁵Cl⁺等^【¹^{5】，【16】}。本文选择双电荷离子¹⁵⁰Sm⁺⁺和¹⁵⁰Nd⁺⁺对测定砷的干扰进行验证，通过仪器调谐使得双电荷离子产率在3%以下。测试结果见表5。

表5 仪器调谐

Table 5 Instrument tuning

核查项目	核查技术指标	实测值
氧化物离子产率	¹⁵⁶CeO⁺/¹⁴⁰Ce⁺≤3.0%	2.0%
双电荷离子产率	¹³⁸Ba⁺⁺/¹³⁸Ba⁺≤3.0%	2.9%

分别配制浓度为1ppb、10ppb、100ppb系列的含钕和钐混合标准溶液，使用砷的标准曲线测定溶液中含有的砷含量，即计算钐（钕）干扰产生的砷浓度。同时，在松茸供试品溶液中分别加入浓度为2ppb、20ppb系列的含钕和钐混合标准溶液，使用砷的标准曲线测定溶液中含有的砷含量，比较含钕和钐混合标准溶液加入前后之间的差别。

表6 干扰产生的砷浓度Table 6 Arsenic concentration produced by the interference

钐钕混合标准溶液浓度，ng/mL	干扰产生的砷浓度，ng/mL
1	0.39
10	2.46
100	21.4

表7 松茸中总砷含量

Table 7 Total arsenic content in the matsutake

样品名称	钐，mg/kg	钕，mg/kg	总砷，mg/kg
松茸	0.051	0.044	2.92
松茸+2ppb Sm Nd	-	-	2.91
松茸+20ppb Sm Nd	-	-	2.94

松茸供试品溶液中Sm、Nd的含量均较低，在松茸供试品溶液分别加入2ppb、20ppb的Sm、Nd混合标准溶液，与加入之前的结果无显著差异，因此，松茸中较低含量的Sm、Nd所产生的双电荷离子¹⁵⁰Sm⁺⁺、¹⁵⁰Nd⁺⁺对砷的测定无干扰。

3 结论

采用电感耦合等离子体质谱仪测定松茸中总砷的含量，标准曲线法和标准加入法的线性均良好，相关系数R²均在0.9990以上，砷的检出限分别为0.053ppb、0.037ppb，定量限分别为0.176ppb、0.123ppb。以称量0.5g样品，定容至50mL计算，标准曲线法和标准加入法砷的检出限分别为0.0053mg/kg，0.0037mg/kg。

通过标准曲线法和标准加入法测定松茸样品中总砷含量的比较，两种方法测定结果无明显差异，相对标准偏差RSD均小于5%。以有证标准物质紫菜GBW10023进行精密度与准确度实验，标准曲线法和标准加入法测试的总砷结果均在标准物质的标准值范围内，而标准加入法总砷的平均值更接近标准值的中位值。说明两种方法的精密度与准确度均较高，而标准加入法更适合一些基体较复杂样品的测试。

同时，对测定过程的干扰因素进行了验证，松茸中较低含量的Sm、Nd所产生的双电荷离子¹⁵⁰Sm⁺⁺、¹⁵⁰Nd⁺⁺对砷的测定无干扰。因此，采用电感耦合等离子体质谱仪测定松茸中总砷的方法准确、可靠。标准加入法作为标准曲线法的补充，可以有效地分析这类复杂基体样品测定的准确性。
参考文献

1.邰丽梅,董娇,赵春艳,等.松茸标准现状与技术创新分析探讨[J].中国食用菌,2022,41(04):73-80.Tai LM, Dong J, Zhao CY, et al. Analysis and Discussion on the current situation of Tricholoma matsutake standards and technological innovation [J]. Chinese edible fungi, 2022,41 (04): 73-80
2.刘刚,王辉,施偲,等. 松茸抗肿瘤活性成分研究进展[J]. 中医药导报, 2020, 26(12): 164–166. LIU G, WANG H, SHI S, et al. Advances in research on anti–tumor active components of Matsutake [J]. J Guiding J Tradit Chin Med Pharm, 2020, 26(12): 164–166.
3.朱华玲, 班立桐, 徐晓萍. 食用菌对重金属耐受和富集机理的研究[J]. 安徽农业科学, 2011, 39(13): 8056–8057. ZHU HL, BAN LT, XU XP. Study on the tolerance and enrichment mechanism of edible fungi to heavy metals [J]. Agric Sci Anhui, 2011, 39(13): 8056–8057.
4.段志敏, 李瑛, 徐丹先,等. 云南省野生食用菌中总砷含量调查[J]. 食品安全质量检测学报, 2017, 8(10): 3780–3783. DUAN ZM, LI Y, XU DX, et al. Investigation on total arsenic content in wild edible fungi in Yunnan province [J]. J Food Saf Qual, 2017, 8(10): 3780–3783.
5.中华人民共和国卫生和计划生育委员会.《食品中污染物限量》(GB2762-2017).
6.四川省卫生和计划生育委员会.《食品安全地方标准松茸及其制品》DBS51/006-2018.
7.云南省卫生和计划生育委员会.《食品安全地方标准松茸及其制品》DBS53/022-2016.
8.张康,吴胜明,王鸿丽,等.双三元液相色谱串联ICP-MS对中国东北和西南地区的4种松茸的砷形态分析[J].中国药学杂志,2022,57(05):392-398.Zhang K, Wu SM, Wang HL, et al. Speciation analysis of arsenic in four kinds of Tricholoma matsutake from northeast and southwest China by dual ternary liquid chromatography tandem ICP-MS [J]. Chinese Journal of pharmacy, 2022,57 (05): 392-398
9.黄智安,沈蕊,石志慧.电感耦合等离子体质谱法测定中药材中铜、砷、镉、铅、汞的含量[J].分析仪器,2018(01):136-140.Huang ZA, Shen R, Shi ZH. Determination of copper, arsenic, cadmium, lead and mercury in traditional Chinese medicine by inductively coupled plasma mass spectrometry [J]. Analytical instrument, 2018 (01): 136-140
10.王岩.HPLC-AFS技术在食品中砷形态分析中的应用[J].食品安全导刊,2022(02):181-183.Wang Y. Application of HPLC-AFS in speciation analysis of arsenic in food [J]. Food safety guide, 2022 (02): 181-183
11.马跃新,钟跃汉,耿妮.HPLC-ICPMS同时测定雄黄、朱砂中砷、汞的形态和价态[J].化工管理,2021(24):67-68.Ma YX, Zhong YH, Geng N. Simultaneous determination of speciation and valence of arsenic and mercury in realgar and cinnabar by HPLC-ICPMS [J]. Chemical management, 2021 (24): 67-68
12.马伟,谭亚男,金丽鑫,等.冻干松茸粉中总砷及无机砷的含量测定[J].食品安全质量检测学报,2021,12(01):326-331.Ma W, Tan YN, Jin LX, et al. Determination of total arsenic and inorganic arsenic in freeze-dried Tricholoma matsutake powder [J]. Journal of food safety and quality inspection, 2021,12 (01): 326-331
13.吴云芳,张红梅,王晓敏,等.石墨炉自动标准加入法与标准曲线法测定牛肉酱中的铅比较[J].食品安全导刊,2021(26):71-72+74.Wu YF, Zhang HM, Wang XM, et al. Comparison between graphite furnace automatic standard addition method and standard curve method for determination of lead in beef sauce [J]. Food safety guide, 2021 (26): 71-72+74
14.冯灏,姚晓帆,胡家勇,等.标准加入法和标准曲线法测定奶粉中锰的比较研究[J].中国乳品工业,2021,49(02):42-46.Feng H, Yao XF, Hu JY, et al. Comparative study on Determination of manganese in milk powder by standard addition method and standard curve method [J]. China dairy industry, 2021,49 (02): 42-46
15.方随,徐江,李志明,汪伟. ICP-QMS测定复杂基体中痕量砷的方法探讨[C].2018年中国质谱学术大会（CMSC 2018）论文集.
16.张翼明,郝冬梅,许涛. ICP-MS法测定混合稀土化合物中砷量[C].第十届全国稀土元素分析化学学术报告会论文集.2003:124-128.