g-C3N4富集結(jié)合毛細(xì)管電泳與電感耦合等離子體質(zhì)譜聯(lián)用分析西瓜中硒形態(tài)

馮金素, 曹玉嬪, 莫桂春, 唐莉福, 鄧必陽

(藥用資源化學(xué)與藥物分子工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 廣西師范大學(xué)化學(xué)與藥學(xué)學(xué)院, 廣西 桂林 541004)

硒元素是促進(jìn)植物生長(zhǎng)的有益元素,也是人體和動(dòng)物必需的微量元素之一[1,2],具有增強(qiáng)機(jī)體免疫力、抗衰老、抑制毒性、抗癌等功效,且與人的甲狀腺代謝有著密切的關(guān)系[3-6]。在自然環(huán)境中,硒元素主要以無機(jī)硒和有機(jī)硒兩種形式存在。高等植物體中的無機(jī)硒含量相對(duì)較少,大部分以有機(jī)硒的形態(tài)存在。在生物體中,硒主要以硒蛋白等有機(jī)硒化合物的形態(tài)存在。自然環(huán)境中硒過量可能對(duì)水生生物產(chǎn)生各種不利影響[7],人體攝入量過多時(shí)會(huì)引起硒中毒,造成毛發(fā)易脫落、指甲易碎裂脫落、腸胃不適、禿頭、皮膚紅疹、倦怠、情緒不穩(wěn)定、四肢無力發(fā)麻、肝臟損害等[8-10]。研究表明,許多疾病的發(fā)生與硒的攝入量偏低有關(guān),如腫瘤、糖尿病、克山病、大骨節(jié)病、生殖功能障礙、高血壓等[11-13]。硒的生物有效性以及毒性在很大程度上取決于硒的化學(xué)形態(tài)[1,14,15]。人體獲取硒直接或間接源于動(dòng)植物,但從日常食品中攝入硒不能完全滿足人體的需要,需要從富硒食品中攝取,因此,對(duì)富硒產(chǎn)品進(jìn)行研究具有現(xiàn)實(shí)意義。

硒元素在體內(nèi)的適宜濃度范圍很窄[16], 1998年,世界衛(wèi)生組織(WHO)推薦:兒童每天攝入硒的量為6～21 μg,青少年為26～30 μg,成年人為26～35 μg,硒攝入的上限為400 μg。硒在實(shí)際樣品中含量較低,因此對(duì)分析方法的靈敏度和準(zhǔn)確度要求比較高。硒形態(tài)分析的研究方法和應(yīng)用技術(shù)已有報(bào)道[17-23]。目前,硒形態(tài)分析的方法主要有高效液相色譜聯(lián)用電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)[24,25]、氣相色譜聯(lián)用ICP-MS[26]、液相色譜聯(lián)用氫化物發(fā)生原子熒光光譜[27]、流動(dòng)注射聯(lián)用氫化物發(fā)生電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜[28]、毛細(xì)管電泳(CE)聯(lián)用電熱原子吸收光譜[29]和CE-ICP-MS[30]等,但是大多數(shù)已報(bào)道的方法存在分析硒形態(tài)數(shù)目較少、樣品用量較多等不足。因此,需要建立一種具有廣泛應(yīng)用前景、靈敏度更高的新方法以滿足硒形態(tài)分析的需要。在眾多分析方法中,CE具有分離效率高、樣品消耗少、分析速度快等優(yōu)點(diǎn)[31],而ICP-MS具有元素選擇性好、線性范圍寬和檢出限低等優(yōu)點(diǎn),CE與ICP-MS聯(lián)用可成為元素形態(tài)分析強(qiáng)有力的分析工具,有著廣泛的應(yīng)用前景[32-34]。本文建立了CE-ICP-MS用于西瓜中6種硒形態(tài)的分析,討論了分析條件及類石墨烯氮化碳(g-C3N4)富集對(duì)硒形態(tài)分析的影響。該方法具有靈敏度高、分離速度快等特點(diǎn)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器

NexION300X型ICP-MS儀器配備一個(gè)動(dòng)態(tài)反應(yīng)池(Dynamic Reaction Cell, DRC)系統(tǒng)(PerkinElmer,美國(guó)); MD6C-6HL型微波樣品處理系統(tǒng)(北京盈安美誠科學(xué)儀器有限公司); H1650-W型醫(yī)用離心機(jī)(湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開發(fā)有限公司); Spectrum Two FT-IR傅里葉變換紅外光譜儀(Perkin-Elmer,美國(guó)); Rigaku D/max 2500/pc型X射線粉末衍射儀(XRD, Rigaku,日本);場(chǎng)發(fā)射環(huán)境掃描電子顯微鏡(Elementar,德國(guó));熔融硅石英毛細(xì)管(長(zhǎng)100 cm,內(nèi)徑100 μm、外徑365 μm,河北永年銳灃色譜器件有限公司); HV-303 P1高壓電泳電源(天津圣火科技有限公司);自組裝毛細(xì)管電泳壓力進(jìn)樣裝置;SK3310HP超聲波清洗器(上?？茖?dǎo)儀器有限公司); DHG-9035A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(上海啟信科學(xué)儀器有限公司); W-D20型超純水系統(tǒng)(北京盈安美誠科學(xué)儀器有限公司)。

CE-ICP接口按參考文獻(xiàn)[35]制作,該接口外觀類似同心玻璃霧化器,霧化器中心管被毛細(xì)管所代替,它的外端口長(zhǎng)約0.5 cm,內(nèi)徑0.5 mm,樣品出口端為負(fù)極。

表 1 毛細(xì)管電泳及電感耦合等離子體質(zhì)譜工作條件

1.2 試劑

100 mg/L硒(Se)標(biāo)準(zhǔn)溶液(GSB G62029-90(3401), PerkinElmer,美國(guó)); SeO2(AR,北京市朝陽區(qū)中聯(lián)化工試劑廠), Na2SeO4(AR,天津市化學(xué)試劑研究所);硒代蛋氨酸(DL-selenomethionine, SeMet) (純度為99%, Alfa,美國(guó));硒代胱氨酸(L-selenocystine, SeCys2) (純度為98%,北京百靈威公司);硒脲(selenourea, SeUr) (純度99%, Alfa,美國(guó));硒代乙硫氨酸(selenoethionine, SeEt) (純度為98%, TRC,加拿大);硼酸鈉(Na2B4O7·10H2O)(天津市福晨化學(xué)試劑廠);磷酸二氫鈉(NaH2PO4·2H2O)、30%過氧化氫、乙酸、甲酸、乙醇(AR,西隴化工股份有限公司);三聚氰胺和濃硝酸(AR,上海阿拉丁生化科技股份有限公司);十六烷基三甲基溴化銨(CTAB) (AR,湖南湘中化學(xué)試劑開發(fā)中心)。配制質(zhì)量濃度均為1 g/L (按硒計(jì))的Se(Ⅳ)、Se(Ⅵ)、SeMet、SeCys2、SeUr、SeEt標(biāo)準(zhǔn)溶液,于4 ℃保存,使用時(shí)逐級(jí)稀釋到所需濃度。

所有試劑用前均未進(jìn)一步純化,實(shí)驗(yàn)用水均為超純水。實(shí)驗(yàn)前所有溶液均經(jīng)過0.45 μm水性濾膜過濾以除去粒徑大的物質(zhì),防止堵塞毛細(xì)管,并經(jīng)超聲波清洗器超聲7 min (功率為180 W,工作頻率為53 kHz)以除去溶液中的氣泡防止電泳過程中出現(xiàn)電流斷流現(xiàn)象。

1.3 檢測(cè)條件

新毛細(xì)管用0.1 mol/L NaOH溶液沖洗12 h,再用超純水沖洗1 h。每次實(shí)驗(yàn)前先分別用0.1 mol/L NaOH、超純水和運(yùn)行緩沖液各沖洗10 min。進(jìn)樣后換上緩沖液加載一定的高壓進(jìn)行電泳分離,然后利用ICP-MS來檢測(cè)分離峰。CE-ICP-MS的工作氣體為氬氣,電泳溫度為22 ℃,實(shí)驗(yàn)條件見表1。

1.4 樣品處理

1.4.1樣品中總硒的提取

分別取普通西瓜、富硒西瓜的西瓜汁和西瓜渣各3份,每份準(zhǔn)確稱取0.200 0 g于微波消解罐中,加入5 mL濃HNO3和1 mL 30% H2O2,微波消解升溫過程為:第一步升溫至120 ℃并保持3 min,第二步升溫至150 ℃并保持3 min,第三步升溫至180 ℃并保持5 min, 3個(gè)步驟的升溫速率均為8 ℃/min。消解完全后,冷卻至室溫,打開消解罐,將樣品溶液轉(zhuǎn)移至離心管中,用超純水洗滌消解罐和蓋子3次,合并洗滌液,用超純水定容至20 mL,同樣的方法制備空白溶液,備用。

1.4.2g-C3N4的合成及樣品中硒形態(tài)的提取

稱取2.0 g三聚氰胺于反應(yīng)釜中,在600 ℃下密閉加熱2 h,冷卻至室溫,取0.5 g上述產(chǎn)物置于燒杯中在室溫下超聲10 h,靜置30 min,取上層乳白色溶液于60 ℃下烘干,即得黃色g-C3N4薄片。

稱取0.500 0 g富硒西瓜汁和西瓜渣各3份于15 mL離心管中,再分別加入0.008 0 g胃蛋白酶和10 mL超純水,置于超聲波清洗器中在37 ℃水浴中超聲2 h,然后以4 000 r/min轉(zhuǎn)速離心20 min,重復(fù)提取2次,合并提取液并定容至40 mL。分別取10 mL上述富硒西瓜汁和西瓜渣樣品各3份于15 mL離心管中,加入0.010 0 g g-C3N4,超聲吸附8 min,然后以8 000 r/min轉(zhuǎn)速離心20 min,棄去溶液。加入0.5 mL 1.0 mol/L NaOH溶液作為洗脫劑,超聲8 min,收集上層清液,經(jīng)0.45 μm水性濾膜過濾即得富硒西瓜樣品溶液。同樣方法制備普通西瓜樣品溶液和空白溶液。

2 結(jié)果與討論

2.1 硒干擾的消除

硒在自然界中有6種同位素,豐度最大的是80Se(49.61%),其次是78Se(23.77%)。然而,80Se和78Se在測(cè)定時(shí)分別受到40Ar40Ar+和38Ar40Ar+的干擾。由于CH4與40Ar40Ar+反應(yīng),可以消除40Ar40Ar+對(duì)80Se的干擾,因此,本實(shí)驗(yàn)采用CH4作為動(dòng)態(tài)反應(yīng)氣[36],并對(duì)CH4的流速進(jìn)行了優(yōu)化。結(jié)果表明,隨著動(dòng)態(tài)反應(yīng)氣流速的增加、30 μg/L Se(Ⅳ)峰強(qiáng)度逐漸下降,當(dāng)動(dòng)態(tài)反應(yīng)氣流速增到1.1 mL/min之后,30 μg/L Se(Ⅳ)峰強(qiáng)度變化不大,此時(shí)干擾被消除,考慮到檢測(cè)靈敏度,選擇動(dòng)態(tài)反應(yīng)氣流速為1.1 mL/min。

2.2 電泳電壓和進(jìn)樣時(shí)間對(duì)分離效率的影響

電壓是影響毛細(xì)管電泳分離的一個(gè)因素。在8 mmol/L NaH2PO4-12 mmol/L H3BO3-0.2 mmol/L CTAB (pH=9.2)的電泳緩沖液中,比較電泳電壓在19～25 kV范圍內(nèi)對(duì)分離效率的影響。結(jié)果表明,電壓的增大會(huì)改善樣品的分離度并縮短遷移時(shí)間,但是電流也會(huì)隨之增加、焦耳熱效應(yīng)明顯。綜合以上因素選擇電泳電壓為22 kV。在22 kV分離電壓下,考察進(jìn)樣時(shí)間分別為9、10、11、12、13及14 s對(duì)硒形態(tài)峰的影響,發(fā)現(xiàn)進(jìn)樣時(shí)間在12 s以后峰高增幅不大,且較長(zhǎng)的進(jìn)樣時(shí)間會(huì)使峰形的重現(xiàn)性變差、峰變寬,因此選擇進(jìn)樣時(shí)間為12 s。

2.3 緩沖液濃度對(duì)分離效率的影響

毛細(xì)管電泳的分離效率與其緩沖液的濃度有著較大的關(guān)系,因?yàn)樗鼤?huì)影響到樣品的電泳淌度,從而影響毛細(xì)管電泳的分離效率。本實(shí)驗(yàn)在NaH2PO4-H3BO3(摩爾濃度比為2∶3, pH 9.2)中加入CTAB作為陽離子表面活性劑用以修飾毛細(xì)管表面。通過添加不同濃度的CTAB (0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 mmol/L),考察CTAB濃度對(duì)6種硒形態(tài)分離的影響,結(jié)果表明,當(dāng)CTAB濃度小于0.2 mmol/L時(shí),CE電流不穩(wěn)定,而當(dāng)CTAB濃度高于0.3 mmol/L時(shí),6種硒化合物的分離效率變差?？紤]到分離效率和重復(fù)性,本實(shí)驗(yàn)選擇0.2 mmol/L作為CTAB濃度。

圖 1 緩沖液濃度對(duì)硒形態(tài)保留時(shí)間的影響Fig. 1 Effect of buffer solution concentration on retention time of selenium species a. 4 mmol/L NaH2PO4-6 mmol/L H3BO3-0.2 mmol/L CTAB; b. 6 mmol/L NaH2PO4-9 mmol/L H3BO3-0.2 mmol/L CTAB; c. 8 mmol/L NaH2PO4-12 mmol/L H3BO3-0.2 mmol/L CTAB; d. 10 mmol/L NaH2PO4-15 mmol/L H3BO3-0.2 mmol/L CTAB; e. 12 mmol/L NaH2PO4-18 mmol/L H3BO3-0.2 mmol/L CTAB. CSeUr, SeCys2, SeMet, Se(Ⅳ), Se(Ⅵ), SeEt=30 μg/L. For other conditions, see Table 1.

考察了不同濃度的NaH2PO4-H3BO3緩沖液對(duì)6種硒形態(tài)分離的影響,如圖1所示,較高濃度的緩沖液使得遷移時(shí)間延長(zhǎng)?？紤]硒形態(tài)的峰形及分離度,本實(shí)驗(yàn)選擇0.2 mmol/L CTAB-8 mmol/L NaH2PO4-12 mmol/L H3BO3(pH 9.2)作為運(yùn)行緩沖液。

2.4 緩沖液pH值對(duì)分離效率的影響

緩沖液的pH值對(duì)分析物的分離同樣有著較大的影響,確定了緩沖液的濃度后,本實(shí)驗(yàn)考察了pH 8.6～9.4范圍內(nèi)的緩沖液對(duì)6種硒形態(tài)保留時(shí)間的影響,結(jié)果見圖2。由圖2可知,隨著pH值增大,SeMet、Se(Ⅵ)、SeEt的保留時(shí)間逐漸減少;當(dāng)pH值為9.4時(shí),只出現(xiàn)5個(gè)峰,SeCys2和SeMet已經(jīng)重疊;當(dāng)pH值為9.2時(shí),6種硒形態(tài)分離效果最佳。因此,本實(shí)驗(yàn)選擇緩沖液pH值為9.2。

圖 2 緩沖液pH對(duì)6種硒形態(tài)保留時(shí)間的影響Fig. 2 Effect of the pH of buffer solution on retention time of selenium species CSeUr, SeCys2, SeMet, Se(Ⅳ), Se(Ⅵ), SeEt=30 μg/L. For other conditions, see Table 1.

2.5 標(biāo)準(zhǔn)溶液中SeUr、SeCys2、SeMet、Se(Ⅳ)、Se(Ⅵ)和SeEt的形態(tài)分析

在優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件下(見表1),利用CE-ICP-MS測(cè)定質(zhì)量濃度均為30 μg/L(按硒計(jì))的SeUr、SeCys2、SeMet、Se(Ⅳ)、Se(Ⅵ)和SeEt的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液(見圖3)。為了確定各個(gè)硒形態(tài)的出峰位置,采用在混合標(biāo)準(zhǔn)溶液中加入單標(biāo)定位的方法。在30 μg/L硒混合標(biāo)準(zhǔn)溶液中分別加入30 μg/L SeUr、30 μg/L SeCys2、30 μg/L SeMet、30 μg/L Se(Ⅳ)、30 μg/L Se(Ⅵ)、30 μg/L SeEt,然后分別利用CE-ICP-MS進(jìn)行測(cè)定。通過與圖3對(duì)比可知,在30 μg/L硒混合標(biāo)準(zhǔn)溶液中加入單標(biāo)硒形態(tài)后,加入的單標(biāo)硒形態(tài)峰明顯比圖3中對(duì)應(yīng)硒形態(tài)峰高,而其他硒形態(tài)峰的遷移時(shí)間和峰強(qiáng)度幾乎不變,由此可確定6種硒形態(tài)出峰順序依次為SeUr、SeCys2、SeMet、Se(Ⅳ)、Se(Ⅵ)、SeEt,其保留時(shí)間分別為2.567、3.051、4.401、7.286、8.166、10.126 min。

圖 3 6種硒形態(tài)的CE-ICP-MS圖Fig. 3 Electropherogram of six selenium species using CE-ICP-MS CSeUr, SeCys2, SeMet, Se(Ⅳ), Se(Ⅵ), SeEt=30 μg/L. For other conditions, see Table 1.

2.6 g-C3N4的表征

根據(jù)相關(guān)報(bào)道可知[36], g-C3N4的XRD譜圖在2θ角為27.4°和13.1°處有特征峰。本實(shí)驗(yàn)對(duì)所制備的產(chǎn)品進(jìn)行XRD檢測(cè),其XRD譜圖出現(xiàn)了g-C3N4的特征峰,而沒有其他雜質(zhì)峰出現(xiàn),表明所制備的產(chǎn)品具有g(shù)-C3N4的結(jié)構(gòu)組成。兩個(gè)特征峰中,以27.4°的特征峰強(qiáng)度最強(qiáng),其歸屬于g-C3N4的(002)晶面,是g-C3N4芳香環(huán)系統(tǒng)的層間堆垛峰,其晶格間距(d, 0.326 nm)與g-C3N4的層間距對(duì)應(yīng)。而2θ角為13.1°處的特征峰歸屬于g-C3N4的(100)晶面,與組成g-C3N4的Melem(CN環(huán))單元形成的層內(nèi)空間距離相對(duì)應(yīng)[37]。為了進(jìn)一步確定g-C3N4樣品的組成,采用FT-IR對(duì)樣品進(jìn)行了表征,在800 cm-1、1 200～1 600 cm-1和2 800～3 400 cm-1處出現(xiàn)了吸收帶,與g-C3N4經(jīng)典的FT-IR譜圖一致,這說明g-C3N4已經(jīng)成功合成。其中在800 cm-1的吸收峰是組成g-C3N4的單元三嗪環(huán)(triazine)的碳氮環(huán)的彎曲振動(dòng)特征峰;1 200～1 600 cm-1的吸收帶則是g-C3N4的碳氮雜環(huán)上的C=N、C-N和環(huán)外C-N伸縮振動(dòng)吸收峰;而在2 800～3 400 cm-1的吸收帶則可能是g-C3N4邊緣破損芳香環(huán)上的-NH和-NH2基團(tuán)的伸縮振動(dòng),或是其表面上吸附的水分子的伸縮振動(dòng)[38]。

2.7 萃取條件的優(yōu)化

2.7.1g-C3N4吸附率的優(yōu)化

固定10 mg g-C3N4量不變,分別對(duì)10 mL 5～90 μg/L的SeUr、SeCys2、SeMet、Se(Ⅳ)、Se(Ⅵ)和SeEt混合標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行測(cè)定,通過公式(1)計(jì)算吸附率(T),結(jié)果表明:10 mg g-C3N4對(duì)體積為10 mL的20 μg/L SeUr、50 μg/L SeCys2、40 μg/L SeMet、60 μg/L Se(Ⅳ)、75 μg/L Se(Ⅵ)和30 μg/L SeEt可完全吸附(見圖4)。

(1)

其中,C0為初始質(zhì)量濃度,C為g-C3N4溶液中剩余的質(zhì)量濃度,單位為μg/L。

圖 4 類石墨烯氮化碳對(duì)硒形態(tài)的吸附率Fig. 4 Adsorption percentages of selenium species using g-C3N4For detection conditions, see Table 1.

2.7.2洗脫劑的選擇

本實(shí)驗(yàn)考察了NaOH洗脫劑對(duì)6種硒形態(tài)洗脫效果的影響(見圖5)。固定NaOH體積0.5 mL,當(dāng)NaOH濃度為1.0 mol/L時(shí),6種硒形態(tài)均可回收完全,因此選擇NaOH溶液的濃度為1.0 mol/L。

圖 5 NaOH溶液濃度對(duì)硒形態(tài)洗脫的影響Fig. 5 Effect of NaOH concentration on the desorption of selenium species Mass concentration: SeUr 20 μg/L, SeCys2 50 μg/L, SeMet 40 μg/L, Se(Ⅳ) 60 μg/L, Se(Ⅵ) 75 μg/L, SeEt 30 μg/L . For detection conditions, see Table 1.

對(duì)1.0 mol/L NaOH溶液體積進(jìn)行了優(yōu)化,結(jié)果表明6種硒形態(tài)從g-C3N4上完全洗脫的體積為0.5 mL,因此選擇0.5 mL作為洗脫體積。

2.7.3超聲時(shí)間的影響

超聲時(shí)間的優(yōu)化既可保證吸附洗脫完全,又關(guān)系到實(shí)驗(yàn)的速度快慢。在1～10 min內(nèi)考察超聲時(shí)間對(duì)SeUr、SeCys2、SeMet、Se(Ⅳ)、Se(Ⅵ)和SeEt吸附和洗脫效果(見圖6),得到最佳吸附時(shí)間為8 min,最佳洗脫時(shí)間為8 min。

圖 6 超聲時(shí)間對(duì)硒形態(tài)吸附和洗脫的影響Fig. 6 Effect of ultrasonic time on adsorption and elution of selenium species CSeUr, SeCys2, SeMet, Se(Ⅳ), Se(Ⅵ), SeEt=20 μg/L. For detection conditions, see Table 1.

2.8 分析性能

在優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件下考察本方法的分析性能,SeUr、SeCys2、SeMet、Se(Ⅳ)、Se(Ⅵ)和SeEt的檢出限分別為6.2、30、11、8.2、48和5.5 ng/L(按硒計(jì),計(jì)算測(cè)量11次空白溶液信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)偏差的3倍所對(duì)應(yīng)的質(zhì)量濃度),比相關(guān)研究[18,23,24]的檢出限低(如表2)。上述硒形態(tài)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD,n=5)在2.2%～3.5%之間,相關(guān)系數(shù)>0.999 5。線性范圍、富集因子(EF, EF=富集后校正曲線斜率/富集前校正曲線斜率)及相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道的檢出限見表2。

表 2 用CE-ICP-MS檢測(cè)硒形態(tài)的分析性能(n=5)

2.9 提取劑的選擇

理想的預(yù)處理方法既要將各種硒形態(tài)從待測(cè)物中高效地提取出來,還要盡量避免各種硒形態(tài)在處理過程中發(fā)生變化。由于所測(cè)定的6種硒形態(tài)都具有較好的水溶性,因此不采用有機(jī)溶劑作為提取劑。本實(shí)驗(yàn)分別采用超純水、0.1 mol/L HCl、胃蛋白酶作為提取劑分別提取西瓜汁和西瓜渣樣品中的硒形態(tài),以提取劑對(duì)硒形態(tài)的提取量為依據(jù)選擇本實(shí)驗(yàn)的提取劑。根據(jù)已報(bào)道文獻(xiàn)[39],大多數(shù)硒形態(tài)的提取需要時(shí)間較長(zhǎng),本實(shí)驗(yàn)采用超聲波輔助提取,較大地縮短了提取時(shí)間,再經(jīng)g-C3N4進(jìn)行富集顯著提高靈敏度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,使用200 mg/L胃蛋白酶作為提取劑,西瓜汁中硒形態(tài)含量比使用0.1 mol/L鹽酸作為提取劑所得硒形態(tài)含量高出80%以上;西瓜渣中硒形態(tài)含量比使用0.1 mol/L鹽酸作為提取劑所得硒形態(tài)含量高出85%以上,因此,本實(shí)驗(yàn)選擇胃蛋白酶作為提取劑。

2.10 樣品分析

在優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件下用CE-ICP-MS聯(lián)用技術(shù)分別測(cè)定富硒西瓜和普通西瓜樣品中的硒形態(tài)。圖7A(a)、7A(b)分別為用該方法測(cè)定普通西瓜汁和富硒西瓜汁的電泳圖,圖7A(c)為在富硒西瓜汁樣品中加入10 μg/L SeCys2的電泳圖。從圖7A(a)中可知,所測(cè)普通西瓜汁中不含硒形態(tài)。對(duì)比圖3與圖7A(b)和圖7A(c)可知,富硒西瓜汁樣品中含有SeCys2、SeMet、Se(Ⅳ)、Se(Ⅵ)和SeEt 5種硒形態(tài)。圖7B(a)、圖7B(b)分別為普通西瓜渣和富硒西瓜渣的電泳圖;圖7B(c)為在富硒西瓜渣樣品中加入10 μg/L SeCys2的電泳圖,從圖中可知,圖7B(c)中的峰1明顯比圖7B(b)中的峰1高,而其他硒形態(tài)峰的峰高及遷移時(shí)間幾乎不變。對(duì)比圖3與圖7B(b)和圖7B(c)可知,所檢測(cè)富硒西瓜渣中含有SeCys2、SeMet和SeEt 3種硒形態(tài)。

圖 7 (A)西瓜汁和(B)西瓜渣中硒形態(tài)的CE-ICP-MS圖Fig. 7 Electropherograms of selenium species in (A) watermelon juice and (B) watermelon slag using CE-ICP-MS a. ordinary watermelon; b. selenium-rich watermelon; c. selenium-rich watermelon+10 μg/L SeCys2. For detection conditions, see Table 1.

采用微波消解法同時(shí)處理富硒西瓜和普通西瓜樣品,用ICP-MS測(cè)得富硒西瓜汁與富硒西瓜渣樣品中硒總含量分別為78.0 ng/g和27.7 ng/g,然而在普通西瓜樣品中沒有檢測(cè)到硒。用CE-ICP-MS測(cè)定富硒西瓜汁和富硒西瓜渣樣品中硒總量分別占ICP-MS測(cè)定富硒西瓜汁與富硒西瓜渣樣品中硒總量的96.8%和97.5%,富硒西瓜渣中硒形態(tài)為有機(jī)硒形態(tài),富硒西瓜汁中既包含無機(jī)硒形態(tài)也包含有機(jī)硒形態(tài),所測(cè)結(jié)果見表3。加標(biāo)回收率在96.0%～106%之間。

表 3 富硒西瓜樣品中硒形態(tài)測(cè)定結(jié)果及回收率(n=5)

3 結(jié)論

本文建立了CE-ICP-MS聯(lián)用技術(shù)用于西瓜中硒形態(tài)分析的新方法,在11 min內(nèi)可將SeUr、SeCys2、SeMet、Se(Ⅳ)、Se(Ⅵ)、SeEt 6種硒形態(tài)良好分離。該方法也可應(yīng)用于其他食品及環(huán)境中硒形態(tài)的分析。