全 文 ： 2011, Vol. 32, No. 18 食品科学 ※分析检测308
浊点萃取 -热喷雾火焰炉原子吸收光谱法测定
荔枝和桂圆肉中痕量 Pb和 Cd
杨方文 1，曾楚杰 2 ,*，罗济文 2，周 能 2
(1.四川化工职业技术学院制药与环境工程系，四川 泸州 646005；2.玉林师范学院化生系，广西 玉林 537000)
摘 要：为测定荔枝和桂圆肉中的 Pb和Cd。采用浊点萃取 -热喷雾火焰炉原子吸收光谱法对该样品进行分析，考
查二乙基二硫代氨基甲酸钠(DDTC)浓度、溶液 pH值、TritonX-100浓度、加热时间、水浴温度、干扰离子等实
验条件对浊点萃取效率的影响。在最优试验条件下，即 pH5.0、温度 100℃、萃取时间 15min、TritonX-100体积
分数 0.3%、DDTC质量浓度 0.02g/100mL、进样速率 0.3mL/min，该方法对 Pb和Cd的富集倍数分别为 30倍和 26
倍；方法的检出限对 Pb和Cd分别为 2ng/mL和 0.1ng/mL，相对标准偏差分别为 5.2%和 3.6%。利用该方法对荔枝
和桂圆中的铅和镉进行测定，结果令人满意。
关键词：浊点萃取；热喷雾火焰炉原子吸收光谱法；铅；镉；二乙基二硫代氨基甲酸钠
Determination of Lead and Cadmium in Litchi and Longan Samples by Cloud Point Extraction Coupled with
Thermospray Flame Furnace Atomic Absorption Spectrometry
YANG Fang-wen1，ZENG Chu-jie2,*，LUO Ji-wen2，ZHOU Neng2
(1. Department of Pharmaceutical and Environmental Engineering, Sichuan College of Chemical Technology, Luzhou 646005,
China；2. Department of Chemistry and Biology, Yulin Normal University, Yulin 537000, China)
Abstract ：A sensitive method based on cloud point extraction (CPE) coupled with thermospray flame furnace atomic absorption
spectrometry (TS-FF-AAS) was proposed for the determination of trace lead and cadmium in litchi and longan samples. Factors
affecting the cloud point extraction of lead and cadmium, such as sodium diethyldithiocarbamate (DDTC) concentration, pH,
TritonX-100 concentration, extraction time and interference ions were investigated. Results indicated that the optimal extraction
parameters were pH 5.0, extraction temperature of 100 ℃, extraction time of 15 min, Triton X-100 concentration of 0.3%,
DDTC concentration of 0.02 g/100 mL and sample flow rate of 0.3 mL/min. Under the optimal conditions, Pb and Cd were
enriched by 30 folds and 26 folds, respectively. The limits of detection of Pb and Cd were 2 ng/mL and 0.1 ng/mL, and the relative
standard deviations (RSDs) were 5.2% and 3.6%, respectively. The proposed method was successfully applied to the determi-
nation of lead and cadmium in litchi and longan samples.
Key words：cloud point extraction；thermospray flame furnace atomic absorption spectrometry；lead；cadmium；
sodium diethyldithiocarbamate
中图分类号：TS201.6 文献标识码：A 文章编号：1002-6630(2011)18-0308-04
收稿日期：2010-11-30
基金项目：广西教育厅基金项目(200911MS204)；玉林师范学院博士基金项目(G2010004)
作者简介：杨方文(1963—)，男，副教授，硕士，研究方向为光谱分析。 E-mail：yfw0063@163.com
*通信作者：曾楚杰(1976—)，男，讲师，博士，研究方向为食品安全与分析。E-mail：cjzeng@126.com
铅和镉是对人体有害的重金属元素，即使低浓度的
铅和镉也会由于能在生物体内聚积[1]对动物、植物和人
体造成毒害，建立灵敏、准确、简单、快速的测定
方法具有十分重要的意义。Gaspar等[2-4]发展了一种热喷
雾火焰炉原子吸收光谱法(thermospray flame furnace atomic
absorption spectrometry，TS-FF-AAS)，该技术实现了
样品完全进样，延长了自由原子在吸收光路中的停留时
间，相比传统的火焰原子吸收光谱法而言，灵敏度得
到了显著性的改善，尤其是对一些挥发性和半挥发性的
元素。TS-FF-AAS操作简单，可以与一些分离富集技
术联用。浊点萃取法是近年发展起来的一种新型的环保
型的液 -液萃取技术，它以表面活性剂的浊点现象为基
础，通过改变实验参数(如溶液 pH 值、离子强度、温
度等)引发相分离，将疏水物质与亲水物质进行分离。
309※分析检测 食品科学 2011, Vol. 32, No. 18
浊点萃取技术已经广泛应用于生物样品和环境样品中痕
量金属离子的测定[5-8]。张源等[9]和宋雪洁等[10]采用浊点
萃取与石墨炉原子吸收联用分别测定了高盐样品中的铅
和环境样品的镉，周庆祥等[1 1]和张美月等[1 2]采用浊点
萃取与火焰原子吸收光谱法联用分别测定环境水样中的
铅和镉。
荔枝和桂圆为人们经常食用的食品，许春萱等[13]和
杜军等[14]采用火焰原子吸收对荔枝和桂圆中的微量元素进行
了测定，但未测定出铅和镉元素的含量。本实验旨在建
立一种以DDTC为络合剂、Triton X-100为表面活性剂的浊
点萃取-热喷雾火焰炉原子吸收光谱法测定荔枝和桂圆肉中
痕量的铅和镉，以期解决火焰原子吸收和热喷雾火焰原子
吸收对生物样品中低含量金属元素不能检测的需要。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
荔枝和桂圆购于广西桂平；海水模拟水样GBW(E)
080040、标准水样GBW (E) 080039、铅和镉标准储备溶
液(1g/L，铅和镉工作溶液由标准储备液分别稀释制备)
国家标准物质研究中心；0.1g/100mL二乙基二硫代氨基
甲酸钠溶液；体积分数 1% Triton X-100溶液；NaAc-
HAc缓冲溶液的 pH5.5；所用试剂纯度至少都为分析纯
以上；实验用水为二次蒸馏水。
1.2 仪器与设备
AAS-6601F原子吸收分光光度计 日本岛津公司；
铅和镉空心阴极灯 北京有色金属研究院；低速台式离
心机、HH-S数字显示恒温水浴锅 江苏省金坛市医疗仪
器厂；酸度计 上海雷磁仪器有限公司；HL-2型蠕动
泵 上海青浦沪西仪器厂；火焰炉镍管[15] 自制。
1.3 方法
1.3.1 火焰原子吸收仪器工作条件
铅灯和镉灯的波长分别为 283.3nm和 228.8nm；灯
电流分别为 10mA和 8mA，狭缝宽度都为 0.5nm。
1.3.2 样品处理
荔枝和桂圆依次用自来水、蒸馏水及二次蒸馏水冲
洗干净，于室温晾干，放入烘箱中 80℃烘干，直至质
量恒定后，将其研成粉状，分别收集在广口瓶中备用。
分别称取 0.5000g已经处理好的荔枝和桂圆粉末置于 2个
不同的消解瓶中，采用硝酸与双氧水混合体系消解样
品，具体的消解方法参照文献[ 16 ]报道的方法消解样
品，消解后的样品溶液分别转移到两个 10 mL 容量瓶
中，定容，供浊点萃取时使用。
1.3.3 浊点萃取程序
在两根 10mL带塞刻度离心试管中，分别加入 1mL
500ng/mL Pb(Ⅱ)和 1mL 10ng/mL Cd(Ⅱ)标准溶液，然后
各加入 1mL 0.2g/100mL DDTC溶液，1mL 体积分数 3%
Triton X-100溶液，1mL 10g/100mL NaCl溶液，最后
用 pH5.0的缓冲溶液分别定容至 10mL，摇匀，置于 100
℃恒温水浴中加热 15min后趁热以 3500r/min离心 5min，
在冰水浴中冷却至0℃，使表面活性剂相变成黏滞的液相后
弃去水相，将2根离心管中的表面活性剂相分别用 200μL
含 0.2mol/L HNO3的乙醇溶液溶解，然后直接用热喷雾火
焰炉原子吸收光谱仪进行测定。每次进样时间 5s，进
样体积大约 25μ L，然后间隔 10s进行下 1次进样，读
取峰高值进行定量。样品溶液的处理方法与上述标准溶
液相同。
2 结果与分析
2.1 进样速率的影响
蠕动泵的流速对 Pb和 Cd 的原子吸收信号影响较
大，泵流速过大会使火焰炉的温度降低和样品只有部分
原子化，导致原子化效率降低，原子吸收信号强度减
弱。泵流速过小，进样量太少，吸收信号会很弱。本
实验考察了0.1～0.6mL/min范围内泵流速对Pb和Cd原子
吸收信号的影响，结果见图 1。从图 1 可看出，当泵
的流速由 0.1mL/min增加到 0.6mL/min时，Pb和Cd的原
子吸收信号强度不断增大，继续增大泵的流速，Pb和
Cd 的原子吸收信号强度不再增大，综合考虑，选择
0.3mL/min作为泵的最佳流速。
2.2 pH值的影响
样品溶液酸度的大小对金属离子与络合剂络合形成
疏水性的络合物具有重要影响。从图 2可知，pH 值由
2.0增加到 5.0时，Pb和 Cd的原子吸收信号不断增大，
在 pH 值由 5.0增加到 10.0时，Pb和 Cd的原子吸收信
号不再增加，而是出现一个平台。实验中选择 pH5.0作
为样品溶液的最佳酸度值。
Pb质量浓度为 50ng/mL，Cd 质量浓度为 1ng/mL。下同。
图 1 泵进样速率对 Pb 和 Cd 原子吸收信号的影响
Fig.1 Effect of pump flow rate on the absorbance of Pb (50 ng/mL)
and Cd (1 ng/mL)
0.40
0.35
0.30
0.25
0.20
0.15
0.10
0.05
Pb
Cd
吸
光
度
进样速率 /(mL/min)
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
2011, Vol. 32, No. 18 食品科学 ※分析检测310
2.3 DDTC质量浓度的影响
从图 3可知，DDTC质量浓度从 0.001g/100mL增加
到 0.01g/100mL时，Pb和Cd的原子吸收信号不断增大，
继续增大DDTC的质量浓度，Pb和 Cd的原子吸收信号
不再增加，出现一个平台。由于实际样品中存在着很
多其他的金属离子，这些金属离子会与络合剂反应，从
而消耗部分DDTC，综合考虑，实验中选用DDTC的质
量浓度为 0.02g/100mL。
2.4 TritonX-100体积分数的影响
现环境友好萃取，本实验选择TritonX-100体积分数为0.3%。
2.5 平衡温度和时间的影响
为了在尽可能低的平衡温度和最短时间内达到完全
萃取，本实验考察了不同的平衡温度和萃取时间对 Pb和
C d 原子吸收信号的影响。从图 5、6 可见，当平衡温
度 100℃、萃取时间 15min时，Pb和 Cd的原子吸收信
号达到最大，说明样品溶液中的 Pb和Cd已经基本萃取
完全。
图 2 pH 值对 Pb 和 Cd 原子吸收信号的影响
Fig.2 Effect of pH on the absorbance of Pb (50 ng/mL) and
Cd (1 ng/mL)
0.36
0.32
0.28
0.24
0.20
0.16
0.12
0.08
Pb
Cd
吸
光
度
样品 pH
2 4 6 8 10
图 3 DDTC质量浓度对 Pb和 Cd 原子吸收信号的影响
Fig.3 Effect of DDTC concentration on the absorbance of Pb
(50 ng/mL) and Cd (1 ng/mL)
吸
光
度
0.36
0.32
0.28
0.24
0.20
0.16
0.12
0.08
0.04
Pb
Cd
DDTC质量浓度 /(g/100mL)
0.001 0.002 0.005 0.010 0.020 0.050 0.100
图 4 TritonX-100体积分数对 Pb和 Cd原子吸收信号的影响
Fig.4 Effect of TritonX-100 concentration on the absorbance of Pb
(50 ng/mL) and Cd (1 ng/mL)
0.36
0.32
0.28
0.24
0.20
0.16
0.12
0.08
Pb
Cd
吸
光
度
Triton X-100体积分数 /%
0.1 0.2 0.3 0.4 0.8 1.0
图 5 温度对 Pb 和 Cd 原子吸收信号的影响
Fig.5 Effect of extraction temperature on the absorbance of Pb
(50 ng/mL) and Cd (1 ng/mL)
吸
光
度
0.36
0.32
0.28
0.24
0.20
0.16
0.12
0.08
0.04
Pb
Cd
温度 /℃
60 70 80 90 100
图 6 时间对 Pb 和 Cd 原子吸收信号的影响
Fig.6 Effect of extraction time on the absorbance of Pb (50 ng/mL)
and Cd (1 ng/mL)
吸
光
度
0.35
0.30
0.25
0.20
0.15
0.10
Pb
Cd
时间 /min
5 10 15 20 25 30
2.6 共存离子的干扰
为了验证本方法的选择性，本实验考察一些常见阳
离子对 50ng/mL Pb2+和 1ng/mL Cd2+的干扰影响。相对
Pb2+、和Cd2+质量浓度，实验发现当K+、Na+ 5000倍、
Mg2+、Ca2+ 500倍，Mn2+ 100倍(相对Cd2+)和 400倍(相
对 Pb2+)；Cu2+、Fe3+、Hg2+为 50倍、Zn2+为 10倍(相
对Cd2+)和为 20倍(相对 Pb2+)时对萃取及测定没有干扰。
说明该方法对许多共存离子的抗干扰能力是比较强的。
2.7 分析性能
按 1.3.1节方法操作，绘制出铅和镉的标准曲线，
铅和镉的标准曲线方程分别为：A＝ 0.003C－ 0.025和
A＝ 0.380C－ 0.034，相关系数 R2分别为 0.992和 0.997，
对空白溶液连续测定 11次，得铅和镉的方法检出限(3σ)
分别为 2ng/mL和 0.1ng/mL，工作曲线线性范围分别为
5～500ng/mL和 0.5～20ng/mL，对比样品富集前后的标
从图 4可见，当 TritonX-100的体积分数为 0.3%时
Pb和Cd的原子吸收信号达到最大，随着 TritonX-100体
积分数的进一步增大，吸收信号基本保持不变。为实
311※分析检测 食品科学 2011, Vol. 32, No. 18
准曲线斜率得富集系数分别为 30和 26，本方法的相对
标准偏差分别为 5.2%和 3.6%(n＝ 5，Pb2+和Cd2+的质
量浓度分别为 50ng/mL和 1ng/mL)。
2.8 样品测定
按 1.3.2节方法处理好样品，在最佳实验条件下，
荔枝和桂圆样品经浊点萃取后测定。实验结果如表 1所
示。加标回收率在 90%到 96%之间，说明该方法是准
确可靠的。为了进一步验证该方法的准确性，对海水
模拟水样GBW(E) 080040和标准水样GBW(E)080039中的
Pb和 Cd进行测定，结果见表 2，从表 2可以看出，测
定值与标准参考值能很好的吻合，说明该方法准确
可靠。
标准参考物质
Pb Cd
测定值 参考值 测定值 参考值
GBW(E) 080040 9.2± 0.5 10.0± 0.6 0.94± 0.07 1.00± 0.06
GBW(E) 080039 27± 3 30± 2 9.1± 0.8 10.0± 0.6
表 2 标准物质中铅和镉的测定
Table 2 Determination of Pb and Cd in standard reference materials
ng/mL
Analyst, 1991, 116(6): 549-568.
[2] GASPAR A, BERNDT H. Thermospray flame furnace atomic absorp-
tion spectrometry (TS-FF-AAS)-a simple method for trace element de-
termination with microsamples in the μg/L concentration range[J].
Spectrochim Acta Part B, 2000, 55(6): 587-597.
[3] DAVIES J, BERNDT H. Improvements in thermospray flame furnace
atomic absorption spectrometry[J]. Anal Chim Acta, 2003, 479(2): 215-
223.
[4] PEREIRA-FILHO E R, BERNDT H, ARRUDA M A Z. Simultaneous
sample digestion and determination of Cd, Cu and Pb in biological
samples using thermospray flame furnace atomic absorption spectrom-
etry (TS-FF-AAS) with slurry sample introduction[J]. J Anal at Spectrom,
2002, 17(10): 1308-1315.
[5] SHEMIRANI F, BAGHDADI M, RAMEZANI M, et al. Determination
of ultra trace amounts of bismuth in biological and water samples by
electrothermal atomic absorption spectrometry (ET-AAS) after cloud
point extraction[J]. Anal Chim Acta, 2005, 534(1): 163-169.
[6] TANG Anna, DING Guosheng, YAN Xiuping. Cloud point extraction
for the determination of As(III) in water samples by electrothermal atomic
absorption spectrometry[J]. Talanta, 2005, 67(5): 942-946.
[7] CHEN Jianrong, XIAO Shanmei, WU Xiaohua, et al. Determination of
lead in water samples by graphite furnace atomic absorption spectrom-
etry after cloud point extraction[J]. Talanta, 2005, 67(5): 992-996.
[8] SHI Zhuxia, HONG Zhuxiao, SHENG Wangbao. Determination of trace
cadmium in water samples by graphite furnace atomic absorption spec-
trometry after cloud point extraction[J]. Microchim Acta 2006, 154(1/2):
95-100.
[9] 张源, 罗文鸿, 李慧. 浊点萃取 -石墨炉原子吸收法测定高盐样品中
的痕量铅[J]. 光谱学与光谱分析, 2006, 26(7): 1349-1351.
[10] 宋雪洁, 刘欣丽, 段太成, 等. 浊点萃取 -石墨炉原子吸收光谱法测
定环境样品中的镉[J]. 分析化学, 2009, 37(6): 893-896.
[11] 周庆祥, 白画画, 代文华, 等. 浊点萃取 -火焰原子吸收光谱法测定
环境水样中痕量铅[J]. 河南师范大学学报, 2007, 35(2): 115-118.
[12] 张美月, 李越敏, 杜新, 等. 浊点萃取 -火焰原子吸收光谱法测定水
样中的痕量镉[J]. 河北大学学报, 2009, 29(4): 407-411.
[13] 许春萱, 吕艳阳, 马稳. 火焰原子吸收法测定桂圆中微量元素的含
量[J]. 信阳师范学院学报: 自然科学版, 2005, 18(1): 78-82.
[14] 杜军, 刘晓燕, 刘可, 等. 火焰原子吸收光谱法测荔枝果实中的微量
元素[J]. 泸州医学院学报, 2004, 27(1): 24-25.
[15] WU Peng, ZHANG Yunchang, LV Yi, et al. Cloud point extraction-
thermospray flame quartz furnace atomic absorption spectrometry for
determination of ultratrace cadmium in water and urine[J]. Spectrochimica
Acta Part B, 2006, 61(12): 1310-1314.
[16] 曾楚杰, 朱林. 火焰原子吸收光谱法测定荔枝肉中微量元素的含量
[J]. 玉林师范学院学报, 2006, 27(5): 59-61.
3 结 论
本实验采用浊点萃取与热喷雾火焰炉原子吸收光谱
法联用，对荔枝和桂圆肉中的痕量铅和镉进行测定。该
方法对 Pb和 Cd的富集倍数分别为 30倍和 26倍，方法
的检出限对 Pb和Cd分别为 2ng/mL和 0.1ng/mL，相比
如直接热喷雾火焰炉原子吸收光谱法测定 Pb和 Cd，方
法的灵敏度得到了很大的改善。该方法具有进样量少、
成本低、灵敏度高、简单、绿色、环保等特点，也
能用于其他生物样品以及环境样品中痕量金属元素的测
定，具有很好的应用前景。
参 考 文 献 ：
[1] ROBARDS K, WORSFOLD P. Cadmium: toxicology and analysis[J].
荔枝 加入值 /(ng/mL) 测定值 /(ng/mL) 回收率 /% 桂圆肉 加入值 /(ng/mL) 测定值 /(ng/mL) 回收率 /%
0 62± 2.0 － 0 10.5± 1.3 －
Pb 50 109± 10 94 Pb 10 19.6± 2.0 91
100 157± 12 95 20 28.5± 2.5 90
0 3.25± 0.23 － 0 1.20± 0.04 －
Cd 2.0 5.08± 0.18 91.5 Cd 1.0 2.16± 0.08 96
4.0 6.95± 0.31 92.5 2.0 3.04± 0.15 92
表 1 荔枝和桂圆样品中痕量铅和镉的测定 (平均值±标准差，n ＝ 3)
Table 1 Determination of Pb and Cd in litchi and longan samples (mean SD，n=3)