微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定意大利蜜蜂雄蜂蛹中的硒

（山東農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，泰安 271000）

硒元素在1817年被瑞典化學(xué)家J?ns Jacob Berzelius發(fā)現(xiàn)并命名[1]，1957年，Schwarz和Foltz證明了硒是動(dòng)物必須的微量元素，揭開了硒營養(yǎng)作用的面紗[2]。1973年，Rotruck等證明硒是谷胱甘肽過氧化酶的重要組成部分，在細(xì)胞抗氧化作用中占據(jù)重要地位[3]。隨著研究的不斷深入，硒被證明對動(dòng)物的生長、發(fā)育、抗癌和免疫均具有重要的作用[3,4]。硒研究的不斷深入對準(zhǔn)確測定生物制品中微量元素硒的方法也提出了新的要求，對測定的準(zhǔn)確性與檢出限的要求也越來越高。

雄蜂蛹是一種營養(yǎng)價(jià)值較高的蜜蜂產(chǎn)品，蜜蜂雄蜂蛹是指雄性蜜蜂發(fā)育到22～23日齡時(shí)的個(gè)體。此時(shí)，蛹已成熟，但尚未羽化，含有極其豐富的營養(yǎng)物質(zhì)。雄蜂蛹作為保健、營養(yǎng)食品，已被越來越多的人接受[5]。目前，對蜂產(chǎn)品中硒元素的檢測，如蜂王漿，主要有氫化物原子熒光光譜法、氫化物發(fā)生原子吸收光譜法（HG-AFS）、氫化物發(fā)生石墨爐原子吸收光譜法、催化示波極譜法、ICP-AES/OES等[6-9]。然而，這些方法均有一定的局限性，氫化物原子熒光法測定過程中硒易揮發(fā)損失導(dǎo)致結(jié)果不準(zhǔn)確，HG-AFS盡管有較高的靈敏度和選擇性，但蜂產(chǎn)品中硒含量較低，其中的有機(jī)質(zhì)殘留使HG-AFS測定時(shí)存在儀器漂移不穩(wěn)定的問題，已經(jīng)不能滿足微量硒的分析需要[10]；催化示波極譜法的穩(wěn)定性差[11]等各類問題。微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）提供了極低的檢出限、極寬的動(dòng)態(tài)線性范圍，干擾少、分析精密度高，自誕生至今一直是元素檢測領(lǐng)域測試方法研究的核心之一[12-14]。

本研究首次采用微波消解-電感耦合等離子體質(zhì)譜法測定意大利蜜蜂雄蜂蛹中的硒，試圖建立一種靈敏準(zhǔn)確、簡單可行、適用范圍廣的雄蜂蛹微量元素的測定技術(shù)方法。

1 材料與方法

1.1 儀器與試劑

1.1.1 儀器和工作條件

Multiwave 3000 型微波消解儀（奧地利Anton Paar公司）。主要工作參數(shù)：微波輸出功率1400W，磁控管頻率2455MHz，轉(zhuǎn)子速度3rpm。

X-Series Ⅱ型電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（美國Thermo公司），主要工作參數(shù)見表1。使用ICP-MS調(diào)諧溶液，優(yōu)化儀器參數(shù)，使所有測定元素有最大的靈敏度、最小的氧化物和雙電荷比值，能滿足JF1159-2006《四極桿電感耦合等離子體質(zhì)譜儀校準(zhǔn)規(guī)范》中的相關(guān)規(guī)定。

表1 ICP-MS儀器工作條件

1.1.2 主要試劑

標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液：Se為100μg/ml，購買于國家有色金屬及電子材料分析測試中心；標(biāo)準(zhǔn)液配制，取硒元素標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，以5%的硝酸為介質(zhì)進(jìn)行逐級稀釋，配制成濃度為0mg/l、0.005mg/l、0.01mg/l、0.02mg/l、0.1mg/l的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液。內(nèi)標(biāo)溶液：內(nèi)標(biāo)元素根據(jù)相對原子質(zhì)量相近的原則選擇Rh元素，購買于國家有色金屬及電子材料分析測試中心；取濃度為100μg/ml的Rh元素溶液配制內(nèi)標(biāo)溶液，濃度為10μg/l。

1.2 樣品前處理

取意大利蜜蜂雄蜂蛹（2017年6～7月份，生產(chǎn)于山東農(nóng)業(yè)大學(xué)試驗(yàn)蜂場）約0.3g，精密稱定，放置于洗好烘干的聚四氟乙烯消解罐中，注意樣品放置到罐底，加入硝酸6.0ml，使樣品充分浸沒。放入電加熱恒溫爐中130℃加熱30min，取下后將消解罐擰上罐蓋，放入微波消解儀中消解，消解程序如表2。消解完后冷卻至室溫，轉(zhuǎn)移至25ml容量瓶中，超純水定容，然后用0.45μm水系濾器過濾得到樣品，同時(shí)做流程空白實(shí)驗(yàn)。內(nèi)標(biāo)混合液在測定過程中經(jīng)過三通進(jìn)樣系統(tǒng)，在線加入到待測樣品溶液中混合后測定，采用Rh元素進(jìn)行內(nèi)標(biāo)校正。

表2 微波消解程序

2 結(jié)果與討論

2.1 微波消解條件和消解酸的選擇

溫度和酸的選擇對樣品消解是否完全起著至關(guān)重要的作用，消解罐內(nèi)壓力過大也會(huì)導(dǎo)致樣品中易揮發(fā)元素的損失，采用梯度升溫的方式效果較好[15]。在使用微波消解儀前，首先在電加熱恒溫爐中130℃預(yù)消解30min，防止將消解罐密封后因反應(yīng)劇烈造成壓力過大損壞儀器，同時(shí)也利于樣品的充分消解。在消解酸的選擇上，由于HCl或者HClO4中引入的Cl會(huì)形成多原子離子干擾，且HClO4與有機(jī)物反應(yīng)容易爆炸，H2SO4容易與Ca、Ba等元素形成沉淀，也不建議使用；HF會(huì)對霧化室和矩管，對于常規(guī)容易消解的物質(zhì)也不會(huì)使用；HNO3是一種溶解能力極強(qiáng)的強(qiáng)氧化性酸，溶解度高，在ICP-MS分析中是樣品分解前處理最常用的試劑，對測定形成的干擾也較小。該研究中，針對雄蜂蛹容易消解的特點(diǎn)，直接用6ml硝酸進(jìn)行消解，樣品消解完全，能夠獲得澄清并且空白值低的樣品。

2.2 分析同位素的選擇

Se在自然界中有74Se、76Se、77Se、78Se、80Se和82Se 6個(gè)穩(wěn)定同位素，但是，74Se、76Se、77Se在自然界的豐度低，以其為響應(yīng)信號會(huì)對分析方法的靈敏度產(chǎn)生較大影響；而80Se雖然在自然界的豐度大，但儀器所使用的等離子氣體氬氣在電離時(shí)產(chǎn)生的40Ar40Ar+會(huì)對80Se產(chǎn)生強(qiáng)烈干擾[16]，因此選用78Se為測定同位素，ICPMS信號也較強(qiáng)[11]。

2.3 質(zhì)譜干擾及校正

質(zhì)譜干擾對待測元素測定的準(zhǔn)確度及精密度都有嚴(yán)重影響，同位素的選擇和優(yōu)化儀器工作參數(shù)可以降低雙電荷離子干擾、同量異位素干擾、氧化物干擾和氫氧化物干擾等質(zhì)譜干擾，通過利用碰撞池技術(shù)可以對多原子離子干擾進(jìn)行消除。通過選擇iCAPQc的動(dòng)能歧視消除模式（KED）也可以降低多原子離子產(chǎn)生的質(zhì)譜干擾。

2.4 線性范圍

在將儀器調(diào)節(jié)至最佳條件后，依次加入配好的Se系列標(biāo)準(zhǔn)液，并在線加入內(nèi)標(biāo)溶液，進(jìn)行ICP-MS分析，以標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度為X軸，其相應(yīng)強(qiáng)度cps為Y軸，繪制標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。結(jié)果表明，在0～0.1mg/l濃度范圍內(nèi)線性關(guān)系良好，線性方程為y=12656.223x+1.1111，相關(guān)系數(shù)R2為1.0000。

表3 雄蜂蛹中硒含量測定結(jié)果（mg/g）

2.5 方法檢出限

按照同樣消解樣品的過程不加樣品制備空白溶液10份，依次進(jìn)樣檢測，測的結(jié)果分別為0.0317、0.0477、0.0321、0.0584、0.0628、0.0761、0.0657、0.0387、0.042、0.0523μg/l，其標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.0150，用貝塞爾公式3δ法估算方法的檢出限為0.045μg/l。

2.6 加標(biāo)回收率

取1份雄蜂蛹消解樣品，分別向其中加入低、中、高（0.005、0.02、0.10mg/l）3種濃度的硒標(biāo)準(zhǔn)溶液，按照相同方法消解后分析，重復(fù)測定3次，計(jì)算實(shí)際樣品的加標(biāo)回收率。結(jié)果表明，3種加標(biāo)水平下硒的回收率為97.3%～105.4%。

2.7 樣品測定結(jié)果

隨機(jī)挑選同一批樣品中10只雄蜂蛹，對其進(jìn)行硒含量測定，結(jié)果見表3。

3 結(jié)論

本研究采用微波消解對雄蜂蛹樣品進(jìn)行前處理，使用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀對硒含量進(jìn)行測定，具有良好的準(zhǔn)確度與精密度，較寬的線性范圍，操作簡便，可應(yīng)用于雄蜂蛹微量元素的測定。