铅（Pb）和镉（CD）是谷物中发现的极其有毒的污染物。即使在痕量水平上，Pb也对人体器官有害，一旦收集在体内，它会阻碍血红蛋白形成，并导致神经系统疾病。1
Cd甚至被列为人类致癌物[根据国际癌症研究机构的第一组]。2
据报道，乳糜泻会导致严重的肾脏问题，这可能是致命的，3.也与肝脏问题和骨质疏松有关。
大米是亚洲/中国消费最广泛的谷物，可迅速从土壤中的毒素、农药和肥料中吸收铅和镉，从而通过其饮食危害数百万人的健康。因此，开发一种简便、可靠的方法来控制水稻中铅、镉的含量至关重要。
根据中国国家标准GB 2715-2016《粮食卫生标准》，粮食中允许Pb或Cd的最高浓度必须小于0.2 mg/kg;欧盟允许的水平是相同的[EC 1881/2006]。
官方的重金属鉴定技术采用石墨炉原子吸收光谱法(GFAAS, GB/T 5009)。12 - 2017, GB / T 5009 - 2017。15和EN 14083:2003)。
样品可以通过各种方法进行预处理，包括微波消解，热块消化，干灰化和热板消化。已经发现，这些传统的消化程序复杂且耗时（两四小时或更长时间）。
此外，传统的样品制备技术需要大量的腐蚀性和氧化性试剂，这加大了污染的可能性，可能导致不准确的结果。
对于微波消解，需要特殊的聚四氟乙烯容器，但是，可重复使用的器皿也可能导致交叉污染。在这个实验中使用的预处理方法是“快速消化”，一种热块消化的扩充版。
与上述消化方法相比，快速消化方法简化了仅使用聚丙烯管和硝酸的预处理过程(表1)。在整个研究中，通过利用快速消化方法测定和验证了大米中Pb和Cd的快速、精确的痕量分析方法GFAAS.．
表1。各种样品消化技术;试剂基于0.2-0.5克样品的体积。资料来源：PerkinElmer食品安全和质量
消化
方法 |
试剂 |
时间
（H） |
血管 |
| 微波 |
5毫升HNO3.，
2毫升H2O2 |
1－2 |
可重复使用的PTFE容器和容量瓶 |
| 弄湿 |
10毫升HNO3.，
0.5毫升HClO4 |
4-5 |
可重复使用的烧杯和容量瓶 |
| 快 |
1.5毫升HNO3. |
0．5 |
一次性体积管 |
实验条件
仪表
测量使用PerkinElmer PinAAcle 900T原子吸收(AA)光谱仪(PerkinElmer Inc.， Shelton, CT, USA)进行，配备了直观的Syngistix™AA软件，用于简单的数据报告样品分析和结果归档-也可以使用PinAAcle 900Z。
PinAAcle 900T配备了TubeView™炉摄像头，用于协调石墨管中的自动取样器尖端，并在样品分析期间观察残留积聚。PinAAcle 900T还配备了最先进的纵向塞曼炉，用于精确的背景校正。
横向加热石墨雾化器(THGA)的新颖设计使整个石墨管的温度分布均匀。这与纵向加热相反，纵向加热只在管中的某些区域经历均匀加热。
THGA还促进石墨管中的加热过程更快。此外，THGA已经证明了消除在高矩阵样本分析中可能发生的记忆效应和潜在干扰的能力，从而导致极其准确的结果。
样品制备
在大米精密度分析中，常用的样品制备方法有微波消解、压力消解和湿消解。
表1显示了在这些样品制备技术以及快速消化中使用的试剂、数量、时间和容器类型。如表1所示，快速消化只需要1.5 mL硝酸;预处理是在一次性塑料瓶中进行的，这也有效地减少了潜在的污染。
与传统技术相比，使用更低的试剂体积有助于快速消化和降低成本。用快速消化法可在0.5小时内完成样品制备。
在基本的快速消化循环中，将每种样品中的大约0.5g精确地称重，并将其转移至50ml聚丙烯自瓶孔管以快速消化。
按照上述步骤，加入1.5 mL浓硝酸，然后将松盖小瓶在样品制备块消化系统(SPB系列，PerkinElmer)中在120℃下加热30分钟。消化样品用去离子水稀释至25 mL。
本实验观察了上海地区水平测试的3个样本(样本A、样本B、样本C)。
表2。用PinAAcle 900T光谱仪分析稻米中Pb和Cd的仪器条件。资料来源：PerkinElmer食品安全和质量
| 参数 |
铅(Pb) |
镉（CD） |
| 波长（nm） |
283.31 |
228.80 |
| 狭缝宽度(nm) |
0．7 |
0．7 |
| 灯类型* |
联盟 |
联盟 |
| 测量类型 |
峰面积 |
峰面积 |
| 阅读时间(秒) |
4 |
4 |
| 样品体积（μL） |
16 |
16 |
| 稀释剂体积（μl） |
16 |
16 |
| 矩阵修改器 |
0.05%帕金森病 |
0.05%帕金森病 |
| 体积(μL) |
5 |
5 |
| 校准方程 |
标准添加 |
标准添加 |
| 标准浓度（μg/ l） |
0 12.5 25 37.5 |
0,1.25, 2.5, 3.75 |
*EDL具有更好的检测限和灵敏度。
认证标准物质(CRM) NIST 1568也进行了评估，以确认消化和分析方法。每个样品暴露3个重复:2个快速消化，1个常规湿消化。采用快速消化法重复测定三次CRM中Pb和Cd。
在整个过程中，GFAAS分析条件是恒定的。仪器条件列于表2中，优化的石墨炉温度节目在表3和4中详述。
表3。针刺900T光谱仪在稻粒中分析PB的优化温度计划。资料来源：PerkinElmer食品安全和质量
| 铅(Pb) |
| 临时(°C)。 |
斜坡 |
(年代) |
内部气体
流(毫升/分钟) |
气体类型 |
| 120 |
5 |
30. |
250 |
正常的 |
| 150 |
30. |
30. |
250 |
正常的 |
| 700 |
10 |
20. |
250 |
正常的 |
| 1800 |
0 |
4 |
0 |
正常的 |
| 2500 |
1 |
5 |
250 |
正常的 |
表4。在PinAAcle 900T光谱仪上分析稻米中镉的温度程序优化。资料来源：PerkinElmer食品安全和质量
| 镉（CD） |
| 临时(°C)。 |
斜坡 |
(年代) |
内部气体
流(毫升/分钟) |
气体类型 |
| 120 |
5 |
30. |
250 |
正常的 |
| 150 |
30. |
30. |
250 |
正常的 |
| 500. |
10 |
20. |
250 |
正常的 |
| 1500 |
0 |
4 |
0 |
正常的 |
| 2500 |
1 |
5 |
250 |
正常的 |
结果与讨论
Pb和Cd的基本加法校准曲线如图1所示，显示为R2值≥0.999，表示分析线性。所有的样品峰和校准标准如图2所示。
峰出现时间和峰形相同，表明采用标准添加法成功消除了基体效应。
图1所示。水稻中Pb(左)和Cd(右)标准添加曲线。图片来源:PerkinElmer食品安全和质量公司
图2。Pb(左)和Cd(右)信号在三个样品和NIST 1568及其复制品的覆盖。图片来源:PerkinElmer食品安全和质量公司
表5所示。使用PinAAcle 900T光谱仪的mdl。资料来源：PerkinElmer食品安全和质量
| 被分析物 |
MDL(3σ,μg /公斤) |
| 计算 |
监管 |
| Pb |
5．4 |
20.一个 |
20.c |
| Cd |
0．8 |
1．0b |
20.c |
(0.5克样品稀释至25 mL;一个: GB 5009.12-2017规定;b：规定在GB 5009.15-2014;c：在（EC）没有1881/2006）中受到监管。
表6所示。在PinAAcle 900T光谱仪上快速消化分析NIST 1568。资料来源：PerkinElmer食品安全和质量
| 被分析物 |
认证的价值
（mg / kg） |
测量值
（mg / kg） |
| Pb |
NA |
NA |
| Cd |
0.029±0.004 |
0.028 |
方法计算出检出限(mdl)(表5)，并考虑样品制备中使用的稀释倍数，以11次试剂空白的标准偏差进行预测。这些mdb没有达到规定的级别，并展示了PinAAcle 900 t系统在困难的矩阵中测量低浓度。
表7。结果:米粒中Pb、Cd含量测定结果(mg/kg)。资料来源：PerkinElmer食品安全和质量
| 样本 |
Pb(毫克/公斤) |
Cd(毫克/公斤) |
| FD1. |
FD2. |
WD. |
偏差* % |
FD1. |
FD2. |
WD. |
偏差* % |
| 一个 |
0.38 |
0.39 |
0.40 |
3.8 |
0.37 |
0.36 |
0.37 |
1．4 |
| B |
0．82 |
0.81 |
0.81 |
0．6 |
0.71 |
0.71 |
0.71 |
0 |
| C |
1.33 |
1.32 |
1.20 |
9．9 |
1.14 |
1.15 |
1.20 |
4.7 |
*:偏差(%)=
×100%，其中N1: FD1和FD2的平均值;N2: WD;NAvg.: N的平均值1和N2．
利用NIST 1568的评估确定了方法的可靠性和准确性。虽然PB在NIST 1568中未经认证，但CRM中的CD的测量值为0.028μg/ L，符合NIST给出的限制表6.表7中概述了三个样品评估的结果。
对于快速消化(FD)，样品进行两次消化和分析，以评估重现性。样品还采用湿法消解(WD)进行测定，以便快速消解的结果可以与传统的样品制备方法进行对比。
对于三个样品和浓度范围，结果一致，表明快速消化方法的准确性和重现性。
计算精度符合GB 5009.12和GB 5009.15(偏差≤20%)的要求，符合(EC) 333/2007 (HorRatr或HorRatr值小于2 -详细计算见参考文献4)。
结论
快速消化和随后的GFAAS分析用于分析水稻颗粒中的Pb和Cd。易于使用的快速消化方法可以有效地降低样品制备时间并防止来自额外的试剂使用和可重复使用的容器的任何潜在污染。
与自动化结合使用时pinaacle 900t gfaas.为了减少化学和基质干扰，通过标准添加方法成功地获得了痕量Pb和Cd的精确鉴定。
该应用程序有可能扩展到广泛的其他食品类型的重金属分析，包括玉米、谷物、面粉、豆类和奶粉。
参考文献
- 人:http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs379/cn/
- 研究:http://monographs.iarc.fr/ENG/Classification/latest_classif.php
- 美国有毒物质:https://www.atsdr.cdc.gov/csem/csem.asp?csem=6&po=12
- Horwitz W.，Albert R.，J. Aoac Int。2006年7月 - 8月;89（4）：1095-109。'Horlwitz比率（惊人）：精确的方法性能有用指标'
耗材使用
表8。资料来源：PerkinElmer食品安全和质量
| 成分 |
描述 |
零件号 |
样品制备
块 |
SPB 50- 24,24位置50ml 115/ 230v
SPB 50-48, 48位置50 mL 115/ 230v |
n9300802
N9300803. |
| CD灯 |
无电极放电灯（EDL） |
N3050615 |
| Pb灯 |
无电极放电灯（EDL） |
N3050657 |
| 石墨管 |
THGA Pyrocoated管
使用先进的平台 |
N9307830 (5-pack)
N9307831 (20-pack) |
THGA Pyrocoated管
综合平台 |
B3000641（5包）
B0504033（20包）
N3110147（100包） |
| Cd标准 |
1000ppm，基质2% HNO3. |
N9300176(125毫升)
N9300107（500毫升） |
| PB标准 |
1000ppm，基质2% HNO3. |
N9300175(125毫升)
N9300128(500毫升) |
| 修饰符Pd(不3.）2 |
1％PD，50毫升 |
B0190635 |
| 锥形离心管 |
50毫升-数量500 |
B0193234 |
这些信息来源于PerkinElmer食品安全和质量公司提供的材料。欧洲杯足球竞彩
有关此来源的更多信息，请访问PerkinElmer食品安全和质量。