Xác định hàm lượng chì trong nước tương với quang phổ hấp thụ nguyên tử Agilent 280Z

Giới thiệu

Nước tương là một loại gia vị dạng lỏng và theo quá trình lên men có thể được chia thành nước tương xậm màu, loãng và loại đậm đặc. Nước tương là một loại gia vị truyền thống của Trung Quốc, với hương vị độc đáo và hương vị thơm ngon. Ủy ban Y tế Quốc gia Trung Quốc và Cơ quan Quản lý Thị trường Nhà nước đã chuẩn bị Tiêu chuẩn Quốc gia về An toàn Thực phẩm cho Mức độ nhiễm Tối đa trong Thực phẩm GB 2762 -2017 (1). Tiêu chuẩn này quy định cụ thể các giới hạn  kim loại nặng trong thực phẩm gồm chì, cadmium, thủy ngân và asen, thiếc, niken và crom. Việc phân tích các mẫu thực phẩm gặp phải nhiều thách thức do nền mẫu phức tạp, thường chứa nhiều muối và đường.

Trong nghiên cứu này, Pb đã được phân tích trong nước tương bằng Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử Agilent 280Z dạng lò nung graphite (GFAAS).

Thí nghiệm

Thiết bị

Agilent 280Z AA với công nghệ độc quyền hiệu chỉnh nền Transverse Zeeman đảm bảo cho độ nhạy cao nhất của Pb trong nước tương. Bộ lấy mẫu tự động Agilent PSD 120 tự động chuẩn bị đường chuẩn, thêm chất điều biến và đưa mẫu vào lò với lượng chính xác. Chức năng Hot injection trong phần mềm được sử dụng để kiểm soát các điều kiện tiêm và hiệu quả của các giọt mẫu vào ống Omega. Ống Omega đảm bảo cải thiện hiệu suất và độ nhạy cao nhất cho Pb. Camera quan sát lò Tube-CAM, có sẵn trên 280Z AA, cung cấp khả năng quan sát thời gian thực bên trong ống graphite. Điều này được sử dụng để xác nhận vị trí của mẫu. Nó cũng được sử dụng để kiểm soát chương trình sấy, điều này rất cần thiết khi phân tích các mẫu như nước tương có nền mẫu phức tạp. Để hỗ trợ phát triển phương pháp lò nung, phương pháp Tối Ưu Hóa Bề Mặt (SRM) trong phần mềm Spectra 5.5 được sử dụng để tìm ra nhiệt độ tro hóa và nguyên tử hóa tối ưu (2). Trình hướng dẫn giúp người vận hành tìm độ hấp thụ tối đa chỉ trong một vài thử nghiệm, đơn giản hóa đáng kể việc phát triển phương pháp và tiết kiệm thời gian.

Một lưu ý quan trọng khi xử lý các mẫu chứa kim loại nặng có khả năng gây độc là hạn chế tiếp xúc với người vận hành hoặc môi trường phòng thí nghiệm. Phụ kiện chọn thêm ống khói đảm bảo mọi hơi độc được loại bỏ, đảm bảo chúng không rò rỉ vào trong phòng thí nghiệm. Ngoài ra thiết bị còn được trang bị một gương có đèn LED hổ trợ để giúp quan sát rõ lỗ tiêm trên ống graphite giúp việc tháo lắp ống graphite dễ dàng hơn (Hình 1).

Hình 1. Phụ kiện ống hút khí độc/ gương có đèn LED của Agilent cho bộ nguyên tử hóa ống graphite Agilent GTA 120.

Hóa chất

  • Các hóa chất sau đây được sử dụng để chuẩn bị dung dịch chuẩn và mẫu:
  • Magnesium nitrate salt (AR grade)
  • 1% Palladium nitrate solution (Agilent, p/n 5193-8336)
  • 1000 mg/L Lead (Pb) stock standard (Agilent, p/n 5190-8475)
  • High purity Nitric Acid, (EMSURE, Merck)
  • Ultrapure 18.2 Ωcm-1 Milli-Q water (Millipore)
  • Dilution solution: 1% Nitric acid

Chuẩn bị mẫu chuẩn và chất điều biến

Dung dịch chuẩn mẹ 50 µg/L Pb được chuẩn bị từ chuẩn gốc 1000 mg/L và pha loãng trong 1% nitric acid (HNO3). Các mẫu chuẩn làm việc được pha với Bộ lấy mẫu tự động PSD 120 với nồng độ 0, 10, 20, 30 and 40 µg/L.

Chất điều biến gồm 1% magnesium nitrate + 0.2% palladium nitrate trong 1% HNO3.

Chuẩn bị mẫu

Một mẫu nước tương được cân chính xác 0,10 g và được pha loãng thành 5,0 g bằng dụng dịch 1% HNO3 và trộn đều với máy vortex trong một phút, để có hệ số pha loãng cuối cùng là 50.

Điều kiện thiết bị

Bảng 1 liệt kê các điều kiện hoạt động của thiết bị.

Bảng 2 liệt kê các thiết lập lò được sử dụng để phân tích.

Bảng 1. Điều kiện hoạt động Agilent 280Z AA.

Nguyên tố

Pb

Dòng điện đèn (mA)

10

Bước sóng (nm)

283.3

Độ rộng khe (nm)

0.5

Loại ống

Omega platform tube

Điền chỉnh nền

Zeeman

 Chất tùy biến

 

5 µl 1% Magnesium nitrate + 2%

Palladium nitrate (Co-inject)

Thể tích mẫu (μL)

10

Loại đèn

Hollow Cathode Lamp

Nhiệt độ tiêm nóng  (°C)

60

Tốc độ tiêm

8

Bảng 2. Chương trình lò nung phân tích  Pb trong nước tương

Bước

Nhiệt độ (°C)

Thời gian (s)

Lượng Argon (L/min)

Đọc

1

95

50.0

0.3

-

2

120

20.0

0.3

-

3

400

30.0

0.3

-

4

500

20.0

0.3

-

5

805

15.0

0.3

-

6

805

10.0

0.3

-

7

805

1.0

0.0

-

8

2132

0.6

0.0

Yes

9

2132

2.0

0.0

Yes

10

2500

2.0

0.3

-

Kết Quả và Thảo Luận

Tối ưu hóa

Để đảm bảo tính chính xác và độ lặp lại của phân tích bằng GFAAS, việc kiểm soát chương trình nhiệt độ lò là rất quan trọng. Tube-CAM trên 280Z AA giúp quan sát thực bên trong ống Omega để tối ưu hóa giai đoạn sấy, điều này rất có giá trị đối với nền mẫu có độ muối cao trong nước tương. Tube-CAM cho thấy bước gia nhiệt bổ sung, để loại bỏ muối và đường trong mẫu thực phẩm, đến 400 ° C, trước khi tro hóa và loại bỏ hoàn tooàn nền mẫu.

Nhiệt độ tro hóa và nguyên tử hóa trong GFAAS không phải là các biến độc lập. SRM có khả năng tìm thấy mối quan hệ giữa quá trình tro hóa và nguyên tử hóa. Điều này đảm bảo độ hấp thụ tối đa, độ nhạy cao nhất và% RSD tuyệt vời của các lần đo. Khi đã xác định được các bước và nhiệt độ tro và nguyên tử hóa ban đầu (Bảng 3), trình hướng dẫn sẽ tự động làm các thí nghiệm giả định để tìm nhiệt độ tro hóa và nguyên tử hóa tối ưu với mục tiêu là sự ổn định của pha hơi (Hình 2).

Bảng 3. SRM, yếu tố thiết kế thí nghiệm.

Bước

Nhiệt độ (°C)

Bước (°C)

Tro hóa

1000

300

Nguyên tử hóa

2000

300

Hình 2. Công cụ SRM trong phần mềm SpectrAA sử dụng mô hình toán học để  tối ưu niệt độ tro hóa và nguyên tử hóa. Minh họa là sơ đồ của một mẫu nước tương thêm chuẩn

Nhiệt độ tối ưu:

  • Tro hóa: 805 °C
  • Nguyên tử hóa: 2132 °C

Dựng đường chuẩn

Agilent 280Z AAS có hai thiết kế độc quyền là ống graphite nằm dọc và hiệu chỉnh nền Zeeman cùng chiều đã mang lại độ nhạy vượt trội và hiệu suất tối đa cho tất cả các loại nền mẫu phức tạp. Đường chuẩn cho Pb cho thấy độ tuyến tính tuyệt vời với hệ số tương quan> 0,9996. Độ nhạy có thể được đo bằng khối lượng đặc trưng. Khối lượng đặc trưng trong diện tích peak được định nghĩa là khối lượng cho độ hấp thụ 1% (3). Khối lượng đặc trưng, tính qua diện tích peak, đối với Pb là 22,3 pg khi tiêm 10 uL, điều này chứng tỏ độ nhạy tuyệt vời của phương pháp.

Giới hạn phát hiện của phương pháp

Giới hạn phát hiện phương pháp (MDL) được xác định từ phép đo 3 sigma của 10 nền mẫu trắng và nhân với hệ số pha loãng. Tiêu chuẩn an toàn thực phẩm GB 2762-2017 chỉ định hàm lượng Pb tối đa cho phép trong gia vị là .01,0 mg / kg. Các giới hạn cho thấy 280Z AA thấp hơn các yêu cầu của tiêu chuẩn (Bảng 4).

 

MDL trong dung dịch
(μg/kg)

MDL trong mẫu
(μg/kg)

LOQ trong mẫu
(μg/kg)

Giới hạn tối đa 
Cho chép
GB 2762 2017
(μg/kg)

Limit

0.35

18

59

1000

Phân tích mẫu và độ ổn định phương pháp

Độ ổn định của 280Z AA được nghiên cứu bằng cách phân tích một mẫu nước được thêm 10 μg / kg Pb, mỗi mẫu được đo ba lần. Hình 3 cho thấy đỉnh hấp thụ chất phân tích Pb trong mẫu nước tương, độ thu hồi và độchính xác (1,0% RSD) ngay cả trong nền mẫu phức tạp (đường màu xám nhạt).

Hình 3. Độ hấp thụ cực đại của mẫu nước tương thêm chuẩn 10 µg/kg Pb.

Hình 4. Đỉnh hấp thụ của mẫu nước tương được thêm 10 µg/kg Pb (đường màu đen) trong nền phức tạp (đuòung màu xám nhạt).

Độ ổn định phương pháp đã được kiểm tra bằng cách cho đo ở bốn Trung tâm CoE ở Trung Quốc với người vận hành/ thiết bị khác nhau. Các kết quả trên bốn địa điểm gần như giống hệt nhau (Bảng 5.) với độ chính xác tuyệt vời <2.0% RSD và khả năng phục hồi tăng đột biến 98 ± 4% cho thấy sự ổn định của phương pháp và độ tin cậy của Agilent 280Z AA.

 COE

# of Sample
Measured

Unspiked
Soy Sauce
(μg/kg)

Spiked 
Sauce
(μg/kg)

RSDs

Recovery

Shanghai HS

n=10

<MDL

9.66

1.7%

97%

Shanghai LYX

n=10

<MDL

10.4

1.2%

102%

Chubang

n=7

<MDL

9.62

0.7%

98%

LiJinji

n=7

<MDL

9.35

1.2%

94%

Kết luận

Agilent 280Z AA sử dụng ống Omega cung cấp độ nhạy, độ chính xác và độ đúng cao trong định lượng Pb trong nước tương theo GB 2762-2017. Tính năng SRM đảm bảo nhiệt độ tro hóa và nguyên tử hóa tối ưu, tạo ra một phương pháp ổn định cho độ hấp thụ tối đa. Độ ổn định của phương pháp đã được thẩm định trên bốn phòng thí nghiệm khác nhau, trong đó cho thấy phương pháp này vượt quá yêu cầu GB 2762: 2017 đối với Pb trong nước tương.

Với độ chính xác và độ chính xác tuyệt vời cho nền mẫu phức tạp như vậy, Agilent 280Z phù hợp cho các phòng thí nghiệm đòi hỏi thiết bị có độ nhạy cao và hiệu quả về kinh tế.

Tham khảo

  1. GB 2762:2017 National Standard for Food Safety – Limits of contaminants in foods,
  2. Optimizing GFAAS Ashing and Atomizing Temperatures using Surface Response Methodology, Agilent, 5991-9156EN
  3. Characteristic Mass in Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrometry, Agilent, 5991-9286EN
  4. GB 5009.12-2017 National Food Safety Standard – Determination of lead in foods

Tham khảo thêm sản phẩm liên quan

Máy quang phổ hấp thụ nguyên tử Agilent 280Z AAS

Thông tin liên hệ:

Ms. Nguyễn Thị Mai Trâm

Email: tecinfo.vn@dksh.com

Điện thoại: 0906 654 815

Hoặc để lại tin nhắn như form bên dưới:

Viết bình luận

Bình luận của bạn sẽ được duyệt trước khi đăng lên