原子熒光法測(cè)定茶葉中的微量硒

劉曉元

（安徽地礦局332 地質(zhì)隊(duì)測(cè)試中心，安徽黃山245000）

作為人體的必需微量元素，硒元素可以消除人體內(nèi)的有機(jī)自由基，起到抗氧化、抗衰老，提升人體免疫力的作用。但硒元素本身具有毒性，人體吸收高于3 mg 即有害，所以衛(wèi)生部根據(jù)硒元素的安全攝入量，制定了食品中硒元素的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。

1 微量硒的測(cè)定

目前，測(cè)定微量硒的常用方法有比色法、電化學(xué)法、熒光法等，這些方法各有優(yōu)劣，差異明顯。比色法雖然靈敏度高，但試劑穩(wěn)定性有待提升；電化學(xué)方法容易受干擾；氣相色譜法操作難度較大；原子熒光法操作難度較低，精密度高，在結(jié)果上滿足要求[1]，另外，還可以改變傳統(tǒng)測(cè)定方式下硒元素溶解不徹底導(dǎo)致的測(cè)定值偏低的缺陷，能夠快速測(cè)定茶葉中的微量硒，提高測(cè)試效率。

2 測(cè)定方案

2.1 儀器和試劑

儀器：3100 型雙道原子熒光光度計(jì)（AFS），硒空心陰極燈，北京海光儀器公司；EH20A 控溫電熱板；AB204-S 電子天平。

試劑：硒儲(chǔ)備液，國(guó)標(biāo)；高氯酸、硝酸、鹽酸、硼氫化鉀與鐵氰化鉀，AR 級(jí)；測(cè)定用水為高純水。

2.2 樣品前處理

稱取1 g 的茶葉樣品于100 mL 錐形瓶中，加入10 mL 的鹽酸與硝酸混合溶液，置于電熱板上，150℃，0.5 h生白煙時(shí)取下，冷卻后移取10 mL 消解液于試驗(yàn)管中，再加入1 mL 鐵氰化鉀混勻。

配制硒濃度50μg/L 標(biāo)準(zhǔn)溶液，加入10 mL 鹽酸與10 mL 鐵氰化鉀混勻。

2.3 測(cè)定

硒空心陰極燈電流80 mA，原子化器高度10 mm，載氣流量400 mL/min，屏蔽氣流量800 mL/min，負(fù)高壓300 V，讀數(shù)延遲時(shí)間1 s。

分別測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)曲線為50μg/L、40μg/L、30μg/L、20μg/L、10μg/L 和0μg/L 所對(duì)應(yīng)的熒光強(qiáng)度，在獲取標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程后計(jì)算出最終結(jié)果。

3 測(cè)定結(jié)果

3.1 硼氫化鉀溶液濃度的影響

硼氫化鉀溶液在濃度上與熒光強(qiáng)度之間存在密切聯(lián)系，當(dāng)溶液濃度過(guò)高，熒光強(qiáng)度的產(chǎn)生會(huì)受到氫氣與泡沫影響，硒化氫的濃度差異必然導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果的變化；另一方面，如果溶液濃度過(guò)低，靈敏度問(wèn)題也會(huì)降低其還原能力，進(jìn)一步降低熒光強(qiáng)度。因此在硼氫化鉀溶液濃度的選擇上，一方面需保持熒光強(qiáng)度的穩(wěn)定，另一方面則需要保持濃度的穩(wěn)定[3]。本實(shí)驗(yàn)固定硒濃度為3 ng/mL，其余條件不變，改變還原劑硼氫化鉀質(zhì)量體積分?jǐn)?shù)（g/mL），測(cè)定其熒光值，考查還原劑濃度對(duì)汞硒元素測(cè)定結(jié)果的影響。

圖1 還原劑（KBH4）濃度對(duì)Se 測(cè)定結(jié)果的影響

由圖1 可看出，硒的熒光強(qiáng)度開(kāi)始隨硼氫化鉀質(zhì)量體積分?jǐn)?shù)的增大而呈上升趨勢(shì)，濃度達(dá)到一定值后，熒光強(qiáng)度隨濃度的增加反而降低。因此，選擇還原劑濃度為2% 。

3.2 鐵氰化鉀作用

茶葉中含有其他金屬離子，需考慮其干擾硒元素測(cè)定。實(shí)驗(yàn)在硒標(biāo)準(zhǔn)溶液中也加入了相應(yīng)的金屬離子，測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)為±5% 的熒光強(qiáng)度變化。例如Hg、Fe、As 和Mg 等不會(huì)產(chǎn)生影響，但Cu、Ca、Zn 等產(chǎn)生的影響程度相對(duì)較大。不過(guò)利用鐵氰化鉀可以對(duì)干擾起到一定的抑制作用，所以在研究中加入鐵氰化鉀作為掩蔽劑可以滿足檢測(cè)需求。

3.3 酸介質(zhì)濃度的影響

本研究選擇鹽酸為介質(zhì)。固定硒濃度為3.0 ng/mL，其余條件不變，改變鹽酸的濃度（% ），測(cè)其熒光值。

圖2 鹽酸濃度對(duì)Se 測(cè)定結(jié)果的影響

從圖2 可看出，酸介質(zhì)濃度的大小影響測(cè)定結(jié)果，酸度較低時(shí)，溶液中共存的某些金屬離子可能會(huì)產(chǎn)生干擾，且易產(chǎn)生泡沫狀態(tài)的衍生物或固態(tài)氫化物，干擾測(cè)定；酸度太高時(shí)，會(huì)造成抑制信號(hào)干擾，還會(huì)產(chǎn)生熒光猝滅，影響靈敏度。所以選擇20% 的鹽酸作為介質(zhì)。

3.4 線性范圍及儀器檢出限

硒在不同的濃度范圍內(nèi)能表現(xiàn)出良好的線性關(guān)系，而在茶葉中，硒元素的含量相對(duì)較高，所以可以將其曲線濃度范圍控制在0～50 mg/L。在儀器、試劑均為最佳條件下繪制工作曲線后，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)空白溶液進(jìn)行11 次的連續(xù)測(cè)量，根據(jù)公式DL=3S/K，其中，計(jì)算得出：DL(Se) =0.005 8 ng/mL。

3.5 樣品分析

樣品選擇了幾種不同的茶葉，并按照預(yù)處理模式制作成為液體樣品。測(cè)定結(jié)果如表1。

表1 不同茶葉樣品中硒含量

另外，以菊花茶為例，對(duì)菊花茶樣品連續(xù)6 次的測(cè)定結(jié)果，精密度基本相似，數(shù)據(jù)為0.194 mg/kg、0.199 mg/kg、0.194 mg/kg、0.187 mg/kg、0.197 mg/kg、0.193 mg/kg，平均值為0.194 mg/kg，與樣品含量值基本相似，標(biāo)準(zhǔn)差較低。

4 原子熒光測(cè)定過(guò)程中的注意事項(xiàng)

4.1 載氣流量與屏蔽氣流量

原子熒光測(cè)定法的結(jié)果與載氣流量之間有密切的聯(lián)系，如果載氣流量過(guò)大、過(guò)小，都會(huì)對(duì)結(jié)果的精確度產(chǎn)生影響，體現(xiàn)在對(duì)氫化物的稀釋上。而氫化物在短時(shí)間內(nèi)的數(shù)量變化比較有限，如果測(cè)量信號(hào)降低，必然影響信號(hào)峰。另一方面，原子熒光測(cè)定過(guò)程中出現(xiàn)的熒光猝滅也是提升測(cè)定準(zhǔn)確性的關(guān)鍵因素。通常情況下設(shè)備會(huì)根據(jù)類型的差異發(fā)揮不同的屏蔽作用，例如測(cè)量時(shí)增加5% 左右的流量，就可以提升屏蔽作用[4]。

4.2 觀察高度與靈敏度控制

在原子熒光的測(cè)定工作中，需要調(diào)整觀察高度，例如在對(duì)不同的元素測(cè)定時(shí)，需要改變監(jiān)測(cè)的高度與角度。一般情況下會(huì)選擇相對(duì)適中的高度。以硒元素來(lái)說(shuō)，如果觀測(cè)高度不合理，必然導(dǎo)致散射出很高的背景讀數(shù)，加大噪聲測(cè)量，最終影響測(cè)量精度及靈敏度。原則上在選擇高度時(shí)還需要去除本底熒光的數(shù)值。

4.3 介質(zhì)反應(yīng)與還原劑濃度

還原劑的濃度會(huì)直接影響結(jié)果的精確度，所以應(yīng)結(jié)合測(cè)定元素合理調(diào)節(jié)，還要注意樣品中的雜質(zhì)可能會(huì)影響到結(jié)果的準(zhǔn)確性。所以在茶葉的選擇上需要進(jìn)行管理，且使用的器皿都需用1∶1 稀釋后的硝酸水溶液浸泡，然后再使用去離子水清洗，降低雜質(zhì)可能帶來(lái)的質(zhì)量問(wèn)題。

5 結(jié)論

本研究用原子熒光光度計(jì)測(cè)定茶葉中的硒元素，優(yōu)化了還原劑、酸度和酸介質(zhì)濃度等影響因素，測(cè)定了不同茶葉中的硒含量。從結(jié)果來(lái)看，檢驗(yàn)較為精確，線性范圍寬，靈敏度良好，步驟簡(jiǎn)化，可為茶葉質(zhì)量評(píng)估提供參考和借鑒。