烟草微量金属分析方法讨论

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本文作者：蔡富龙1,2作者单位：1.郑州轻工业学院2.三明市烟草公司

作为一种嗜好品,烟草是一种非食物叶用经济作物,种植范围广。烟草中金属元素含量很少,最高含量不超过几百ng/g,然而金属元素在烟叶化学成分中占有重要的地位。金属含量测量的准确度不仅对判断烟株养份情况有现实意义,而且对烟叶品质与安全性的鉴定也非常有意义。最近几年,关于烟草中金属元素含量分析方法的研究不胜枚举,分析技术日新月异的发展,分析方法日趋完善。

1样品前处理方法

烟草中痕量金属元素分析前处理方法除了有干灰化法和湿消化法外,还有微波消解法和超声波提取法等。

1.1灰化法和消化法

灰化法就是将样品中的有机质通过高温去除,其余的灰分用酸溶解掉,成为检测的样品。这种方法比较适合有机物含量高的样品检测,如食品或植物样品等。一般情况下,干灰化法比较适用金属元素含量分析,然而在高温情况下,像Hg、Se等容易挥发的金属元素不适用这种方法。灰化法的优点有:易于操作、安全性高、能处理较大样品量。其中林雪飞等人用干灰化法创建了原子吸收光谱法,成功检测了烟叶中的铜和铁。湿消化法就是选取定量的样品,往样品中放入氧化性强酸,然后持续加热,目的是破坏有机物,需检测的无机成分得以释放,形成不易蒸发的无机化合物,从而便于分析检测。湿消化法既耗时耗力、不易操作,而且在操作中容易散发有毒气体,安全性低,危害性大,另外,试剂耗费严重,空白值很容易偏高。

1.2微波消解法和超声波提取法

微波消解法通过微波对封闭容器中的消毒液以及试样进行加热,目的是在高温增压的情况下,各种样品能够快速溶解。微波消解除了具有微波加热特点外,还具有密闭容器反应特点,它的优点是安全性高、快捷和低空白。超声波提取法的优点有:提取温度低、提取时间短且提取率高,有创新意识的人发现了超声波提取法的这些优点,并将其广泛用于中药材或动植物有效成分的提取,与传统剪切工艺法相比,超声波提取法是一种比较现代化的高新提取技术,它实现了既节能环保,又高效。其中JOLANTA等人指出,在超声波浸提时,如果往上面添加表面活性剂,它会使样品中的磷、锰回收率大增。

2原子光谱样品分析法的应用

2.1火焰原子吸收光谱法

通常情况下,往往采用火焰原子吸收光谱法对烟草样本中痕量金属元素进行分析,采用此法对烟草样本进行分析时,首先要做的就是分离富集,以便增加灵敏度和选择性。杨忠乔等人用干法消化卷烟烟丝,创建了FAAS对卷烟烟丝中十三种痕量金属离子含量进行快捷检测的办法。吴名剑等人创建了FAAS对香烟烟丝中痕量金属元素钙含量进行测定的新办法。

2.2石墨炉原子吸收光谱法

石墨炉原子吸收光谱法的应用领域十分广阔,近几年在烟草领域也大放异彩。当下,采用石墨炉原子吸收光谱法进行实验时亟待解决的问题包括采用与被测物相适合的改进剂,提升检测样本的灰化温度等。李峰等人用HNO3-H2O2混合体系微波消解烟草样本,化学改进剂是NH4H2PO4,创建了石墨炉原子吸收法塞曼背景扣除检测香烟烟丝中金属元素钯的新办法。徐媛媛等人采用微波消解香烟烟丝技术,同时利用硝酸镍-酒石酸来当作As的基体改进剂,创建了石墨炉原子吸收法检测香烟烟丝中金属元素As的分析方法。

2.3原子荧光光谱法

原子荧光光谱法也是对烟草中痕量金属元素进行测定的有效方法之一。夏振远等人采用HNO3-HClO4混合酸对香烟烟丝样品进行消解,在对前处理酸用量多少以及样本介质等方面进行的大量试验研究基础上,创建了氢化物-原子荧光光谱法对香烟样本中多种重金属含量的测定分析方法。吴玉萍等采用HNO3-H2O2酸体系微波消解法对烟草样本中金属元素进行处理,创建了氢化物发生-原子荧光光谱法快速检测香烟烟丝中金属元素汞含量的新方法。

3发展趋势

最近几年,烟草中痕量金属元素的分析方法发展迅猛,特别是样品中的在线分离富集技术以及联用技术,在很大程度上增强了烟草中金属元素分析的灵活度和选择性,且精简了分析过程。原子吸收光谱法在烟草中痕量金属元素分析中仍然占据主导地位。今后,关于烟草中痕量金属元素分析方法的未来研究方向是在线分离富集技术、联用技术和催化动力学光度法。